DE1679978B2

DE1679978B2 - Vorrichtung zum linearen Verschweißen von zwei Lagen eines thermoplastischen oder thermoplastisch beschichteten Materials

Info

Publication number: DE1679978B2
Application number: DE1679978A
Authority: DE
Inventors: Samuel London Greisman
Original assignee: COMTEX Ltd LONDON
Current assignee: COMTEX Ltd LONDON
Priority date: 1966-10-25
Filing date: 1967-09-15
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL153122B; NL6714237A; GB1200302A; DE1679978A1; DE1679978C3; GB1200303A; US3576694A

Description

Heizelementes koaxial angeordnet ist, sind das äußere Rohr und das innere Rohr an den Stirnseiten durch Platten verschlossen und ist der Lufteinlaß auf der Seite des äußeren Rohres angeordnet, die der Seite mit den Luftauslaßöffnungen gegenüberliegt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die an Hand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g-1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.l,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Heizblock der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß Linie A-A in F i g. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht des Heizblockes nach Fig. 3,

F i g. 6 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Heizblockes und

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt eine Schweißeinheit 10 und eine Fördereinheit 12. Die Fördereinheit 12 ist auf einer Hauptsäule 14 gelagert, die auf einem mit Rädern versehenen Sockel 16 angeordnet ist, und die Schweißeinheit 10 ist höhenverstellbar auf der Hauptsäule 14 oberhalb der Fördereinheit 12 gelagert und parallel zu dieser ausgerichtet.

Die Schweißeinheit 10 umfaßt zwei endlose Führungsbänder 18, und die Höhe der Einheit 10 oberhalb der Fördereinheit 12 ist derart gewählt, daß, falls ein gefüllter Beutel (nicht gezeigt) auf das Band (nicht gezeigt) des Förderers, dessen Band sich in der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung von rechts nach links bewegt, gestellt wird, die Öffnung des Beutels zwischen zwei stationären Führungen 22 in die öffnung eines Beuteleinlaufs 20 (F i g. 2) einläuft und die Bänder 18 die öffnung d^s Beutels unterhalb des Bereiches geschlossen halten, in dem die Verschweißung erfolgen soll.

Die Beutel werden auf dem Förderband vorwärts bewegt und die oberen Enden der Beutel durch die hierzu synchron angetriebenen Führungsbänder 18 erfaßt, so daß ein linearer Verschweißungsbereich des Beutels zwei Paare von Heizblöcken 24 und 26 ähnlicher Konstruktion nacheinander durchläuft, die auf jeder Seite der Förderbahn der Beutel parallel zu dieser und unter Abstand von dieser angeordnet sind. Der zu verbindende Abschnitt der Beutel wird von den Ileizblöcken 24, 26 durch heiße und auf den Verschweißungsbereich geblasene Luft auf eine gerade unterhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen Materials liegende Temperatur gebracht. Das erste Blockpaar 24 bildet eine Vorwärmung bei relativ starkem Beutelmaterial. Bei dünnem Material, beispielsweise dünnen Polyäthylenfolien, werden nur die Heizblöcke 26 benötigt. Auf die Heizblöcke folgt ein Paar von Klemmrollen 28 und 30, von denen nur die Rolle 28 angetrieben ist. Der Verschweißungsbereich der Beutel wird zwischen den Rollen hindurchgeführt, um die endgültige Verbindung auszubilden. Die Oberfläche einer Rolle ist gerändelt, und die Oberfläche der anderen Rolle ist glatt. Es können jedoch auch beide Pollen gerändelt sein.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung kann ein Paar von Kühlblöcken hinter den Klemmrollcn iind parallel zur Förderbahn des Beutels angeordnet sein, um den verbundenen Abschnitt zu kühlen. Die Konstruktion der Kühlblöcke ist der der Heizblöcke ähnlich. Den Kühlblöcken kann eine nicht dargestellte Schneideinrichtung nachgeschaltet sein, die aus dem Verschweißungsbereich S herausstehendes Material abtrennt.

Die Vorschubgeschwindigkeit der Beutel ist in Anpassung an das Beutelmaterial vorzugsweise bei 9.15m/sec. Die Temperaturen der Heizblöcke 2^ und gegebenenfalls der Vorwärmblöcke 24 werden

ίο thermostatisch gesteuert und entsprechend dem Material des Beutels eingestellt.

Die Schweißeinheit 10 ist auf der Hauptsäule 14 mittels eines Lagerbockes 32 gleitend geführt und mit einem Gegengewicht 34 und einem Steuerrad 36 hierfür verbunden.

Die Führungsbänder 18 sind zueinander parallel um UmlenkroÜen 38 und 40 gelegt, von denen die Rollen 38 auf Wellen 42 über ein Getriebe 44 von einem Motor 46 aus angetrieben werden. Die Um-

lenkrollen 40 sind auf Ar.sen 48 im Bereich des Beuteleinlaufs 20 angeordnet. Die stationären Führungen 22 sind bei 50 gehalten (F i g. 2).

Die zwei Paare von Heizblöcken 24, 26 sind bei 52 bzw. 54 an der Einheit 10 derart gelagert, daß Leim Verschweißen keine Berührung der Beutel stattfindet. Die Blöcke 24, 26 weisen mehrere Querkanäle auf und sind elektrisch beheizt. Die Temperatur der Blöcke 24, 26 ist mittels eines Regelwiderstandes 55 einstellbar. Ein Gebläse 56 ist mittels eines Lagerbockes 58 an der Einheit 10 befestigt und mittels zweier Rohre 60 aus Kunststoff mit Luftverzweigungen 62 mit den Heizblöcken 24, 26 verbunden. Die kalte Luft strömt durch die Querkanäle und wird in diesen autgeheizt und dann, falls sich ein Beutel zwischen den Heizblöcken 24, 26 befindet, trifft die erwärmte Luft auf den zu verschweißenden Abschnitt des Beutels.

Die den Heizblöcken 24, 26 nachgeschaltetsn Klemmrollen 28 und 30 sind bei 64 gelagert, wobei die Rolle 28 durch einen Motor 46 über eine Kette 66 angetrieben wird. Die Spannung des Antriebes der Klemmrolle 28 ist bei 68 und die Lage der Rollen 28, 30 bei 70 einstellbar. Ein Schaltbrett 76 ist mit einer Kontrollampe 74 versehen (F i g. 1).

Die Fördereinheit 12 an der Hauptsäule 14, die auf dem mit Rädern 78 versehenen Sockel 16 angeordnet ist, umfaßt das endlose Förderband, das auf einem Bandtisch 79 zwischen Umlenkrollen 80, 82 gelagert ist, von denen die Rolle 80 auf einer Welle 81 durch einen Motor 83 angetrieben ist, während eine Umlenkroile 82 in einem Lagerbock 85 geführt ist. Der Bandtisch 79 hat eine Tragkonstruktion 84. Zwei Paare von Kurbeln 86 und 88 sind auf jeder Seite des Bandtisches 79 in Lagerböcken 90 und 92 geführt und tragen mittels Lagerböcken 94 und 96 je einen von zwei parallel angeordneten Leitbalken 98. Die Kurbun 86 und 88 sind mittels Handgriffen 100 einstellbar, so daß die Balken 98 rechtwinklig zu ihrer Längsrichtung an verschiedene Größen der Beutel auf dem Förderer 12 anpaßbar sind.

Wie in F i g. 3 bis 6 gezeigt, umfaßt jeder Heizblock 24, 26 zwei zylindrische Rohre aus Walzstahl, die koaxial zwischen Stirnplatten 114 und 116 gelagert sind, die die Enden der Rohre verschließen. Das äußere Rohr 110 hat zwei Lufteinlaßleitungen 118 und 120 und diesen diametral gegenüberliegend eine Mehrzahl von in Längsrichtung angeordneten kleinen Luftauslaßöffnungen 122.

Auf dem inneren Rohr sind sich radial erstrekkende Rippen 124 angeordnet, welche bis auf etwa 1,6 mm an die nach innen weisende Oberfläche des äußeren Rohres 110 herangeführt sind. Innerhalb des inneren Rohres ist ein Heizelement 126 von 1,5 bis-2 Kilowatt angeordnet.

Während des Betriebes wird die Luft durch die Einlaßleitung 118 und 120 in den ringförmigen Raum zwischen den beiden Rohren geblasen. Die Luft wird durch Kontakt mit der Oberfläche des inneren Rohres und den Rippen 124 erwärmt und tritt durch die kleinen Öffnungen 122 aus. Da die öffnungen 122 im Vergleich zum Querschnitt der Einlaßleitungen 118 und 120 relativ klein sind, tritt die Luft unter Druck aus.

T)er in F i g. 6 gezeigte Heizblock ist mit dem in F i g. 3 bis 5 gezeigten mit der Ausnahme vergleichbar, daß zwei parallele Reihen von Luftauslaßöffnungen 130 vorgesehen sind.

Bei der in Fig.7 gezeigten geänderten Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Schweißeinheit 150 relativ zu einer Tragsäule 214 nach oben verschwenkt dargestellt, um die Teile der Schweißeinheit 150 zu zeigen. Zwei Gebläse 153 sind im Bereich eines Beuteleinlaufs 154 zwischen zwei stationären Führungen 156 angeordnet, wobei die Gebläse 153 mit Rohrleitungen 155 in Verbindung stehen, die einen rechteckigen Querschnitt haben und im wesentlichen parallel zu den Führungs- und Tragbändem unter Abstand von diesen angeordnet sind. Die Leitungen 155 erstrecken sich von den Gebläsen 153 zum entgegengesetzten Ende der Schweißeinheit 150, wo die Leitungen 155 geschlossen sind. Zwei Heizblöcke 26 sind zwischen den Leitungen 155 angcordnet und stehen mit diesen über zylindrische Anschlußstutzen 157 in Verbindung. Weitere Teile dei Vorrichtung nach Fig. 7, die solchen in Fig. 1 und 2 entsprechen, sind mit gleichen um 200 erhöhte Bezugszeichen versehen. Diese Teile umfassen die Hauptsäule 214, auf der die in Fig. 1 gezeigte Fördereinheit 12 gelagert ist, Klemmrollen 228 und 23( und ein Steuerrad 236 für ein Gegengewicht. Du Wirkungsweise dieser weiteren Ausführungsform dei Vorrichtung entspricht der nach F i g. 1 und 2 unc wird deshalb nicht weiter im einzelnen beschrieben.

Mittels der Vorrichtung können verschiedene ge eignete Materialien aus thermoplastischem oder etni thermoplastische Schicht aufweisenden Werkstoffen wie beispielsweise mit Polyäthylen beschichtete Pa piersäcke und Zellglasbeutel, verschweißt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

der Warmluft Andruckrollen zur Ausbildung der Patentansprüche: Verbindung nachgeschaltet sind. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind

1. Vorrichtung zum linearen Verschweißen die zu verschweißenden Lagen, die gewöhnlich Teile von zwei Lagen eines thermoplastischen oder 5 von Kunststoffbeuteln sind, zwischen zwei Förderthermoplastisch beschichteten Materials mit Ein- bandpaaren angeordnet, die übereinander liegen und richtungen zum Erfassen und Transportieren von zwischen sich einen Spalt frei lassen, in dem die aneinanderliegenden Lagen durch die Bearbei- Schweißnaht ausgeführt werden soll. In diesem Betungszonen mittels mindestens zweier Förderbän- reich sind beiderseits des Verschweißungsbereiches je der, die in den Bearbeitungszonen parallel ver- io eine Düse angeordnet, denen über Rohrleitungen von laufen und die Lagen parallel zu dem Verschwei- zwei beheizten Luftvorwärmern unter Druck steßungsbereich erfassen, in dem beiderseits der an- hende Warmluft zugeführt wird. Diese Anordnung einanderliegenden Lagen Einrichtungen zur Be- hat insofern Nachteile, als zwischen den Düsen und aufschlagung des Verschweißungsbereiches mit den Luftvorwärmern Leitungen für die warme Luft unter Druck stehender Warmluft angeordnet 15 vorgesehen sind, die eine Isolierung erfordern, um sind, die das thermoplastische Material auf einen den ohnehin erhöhten Wärmebedarf in wirtschaftligerade unterhalb des Schmelzpunktes liegenden chen Grenzen zu halten. Obleich der zur Verfügung Temperaturbereich erwärmt, wobei diesen Ein- stehende Platz gering ist, muß eine voluminöse Isorichtungen zui Aufbringung der Warmluft An- lierung vorgesehen werden, die gleichzeitig verhindruckrollen zur Ausbildung der Verbindung 20 dert, daß die benachbarten Geräteteile, wie beispielsnachgeschaltet sind, dadurch gekenn- weise auch die Förderbänder, erwärmt werden, da zeichnet, daß die Einrichtungen zur Aufbrin- den Warmluft-Düsen gegebenenfalls Andruckrollen gung der Warmluft aus länglichen, auf beiden zur endgültigen Ausbildung der Schweißnaht und anSeiten des Verschweißungsbereiches parallel zu schließend Kühleinrichtungen unmittelbar nachgediesem angeordneten Heizblöcknn (26) bestehen, 25 schaltet sind. Eine ausreichende Abkühlung des Verdie mindestens einen Lufteinlaß (118, 120), ein Schweißungsbereiche' ist nämlich ebenso wichtig wie elektrisches, sich in Längsrichtung erstreckendes die Erwärmung bzw. Verschweißung, da die beiden Heizelement (126) und mehrere Auslaßöffnungen miteinander verschweißten Lagen nicht eher freige-(122, 130) für Warmluft aufweisen, die auf den geben werden können, als die Schweißnaht verfestigt Verschweißungsoereich gerichtet, in Längsrich- 30 ist.

tung unter Abstand voneinander und derart an- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es desgeordnet sind, daß die Luft über das Heizelement halb, bei der eingangs näher erläuterten Vorrichtung, (126) streicht, bevor sie durch die Auslaßöff- den Wirkungsgrad, insbesondere der Einrichtungen nungen (122,130) austritt. zur Aufbringung der Warmluft, zu steigern, ohne daß

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 der konstruktive Aufwand erhöht wird,
kennzeichnet, daß jeder Heizblock (26) ein äuße- Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, res Rohr (110) aufweist, in dem ein inneres Rohr daß die Einrichtungen zur Aufbringung der Warmzur Aufnahme des Heizelementes (126) koaxial luft aus länglichen, auf beiden Seiiew des Verschweiangeordnet ist, das äußere Rohr (110) und das ßungsbereiches parallel zu diesem angeordneten innere Rohr an den Stirnseiten durch Platten 40 Heizblöcken bestehen, die mindestens einen Luftein-(114, 116) verschlossen sind und der Lufteinlaß laß, ein elektrisches, sich in Längsrichtung erstrek-(118, 120) auf der Seite des äußeren Rohres kendes Heizelement und mehrere Auslaßöffnungen (110) angeordnet ist, die der Seite mit den Luft- für Warmluft aufweisen, die auf den Verschweiauslaßöffnungen (122,130) gegenüberliegt. ßungsbereich gerichtet, in Längsrichtung unter Ab-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 45 stand voneinander und derart angeordnet sind, daß kennzeichnet, daß mehrere sich radial erstrek- die Luft über das Heizelement streicht, bevor sie kende Rippen (124) auf dem äußeren Umfang durch die Auslaßöffnungen austritt.

des inneren Rohres angeordnet sind. Die Heizblöcke haben mindestens eine Reihe von.

Düsenöffnungen, die bis dicht an den Verschwei-50 ßungsbereich der beiden Lagen herangeführt sind.

Durch die spezielle Anordnung von Lufteinlaß, Heizelement und Auslaßöffnungen ergibt sich über dem Querschnitt der Heizblöckc eine Wärmeverteilung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum linea- die im Bereich der Düsenöffnungen, d. h. dem in ren Verschweißen von zwei Lagen eines thermopla- ₅₅ Richtung des thermoplastischen Materials weisender stischen oder thermoplastisch beschichteten Mate- Umfangsbereich, ein Maximum hat. Es entsteht se rials mit Einrichtungen zum Erfassen und Transpor- ein schmaler, sich in Längsrichtung erstreckende! tieren von aneinanderliegenden Lagen durch die Be- Streifen, der neben der Berührungswärme des Luft arbeitungszonen mittels mindestens zweier Förder- stromes Strahlungswärme abgibt. Ohne spezielle Iso bänder, die in den Bearbeitungszonen parallel ver- 5o lierung sind die Heizblöche auf dem größten Teil ih laufen und die Lagen parallel zu dem Verschwei- res Umfanges durch die durch die Einlasse eintre ßungsbereich erfassen, in dem beiderseits der anein- tende Frischluft ausreichend gekühlt, während dii anderliegenden Lagen Einrichtungen zur Beaufschla- gesamte Wäime auf den unmittelbaren Einsatzbe gung des Verschweißungsbereiches mit unter Druck reich konzentriert ist. Auf diese Weise wird die Ener stehender Warmluft angeordnet sind, die das thermo- 65 gie der Heizelemente fast unvermindert den plastische Material auf einen gerade unterhalb des Schweißvorgang zugeführt.

Schmelzpunktes liegenden Temperaturbereich er- Vorteilhafterweise hat jeder Heizblock ein äußere

wärmt, wobei diesen Einrichtungen zur Aufbringung Rohr, in dem ein inneres Rohr zur Aufnahme de