DE1779733A1

DE1779733A1 - Vorrichtung zum fortlaufenden,nahtfoermigen Verschweissen von Werkstoffbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1779733A1
Application number: DE19681779733
Authority: DE
Inventors: Fritz Achelpohl; August Schwarzkopf
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1968-09-18
Filing date: 1968-09-18
Publication date: 1972-01-05
Also published as: FI48049B; ES370027A1; FI48049C; FR2018291A1; JPS4844187B1; GB1281206A; DE1779733B2; US3644163A

Description

Windmöller & Hölscher M/TB 1876

Lengerich i. Westf.

Vorrichtung zum fortlaufenden, nahtförmigen Verschweißen von Werkstoffbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen-

Die Erfindung bezieht sich auf Schweißvorrichtungen, vermittels deren Werkstoffbahnen aus thermoplastischen Kunststoffolien fortlaufend durch eine schmale Schweißnaht miteinander verbunden werden können. Solche Schweißvorrichtungen kommen beispielsweise zum Bilden der Längsnaht von ä Schläuchen für die Pabrikation von Säcken, Beuteln und Füllventilen zur Anwendung. Sie haben hierbei die Aufgabe, die durch Doppelung einer Folienbahn aufeinanderliegenden Längskanten derselben durch eine Schweißnaht miteinander zu verbinden, die während des Vorbeilaufens der Werkstoffbahn an der Schweißvorrichtung fortlaufend erzeugt wird.

Schweißvorrichtungen für diesen Verwendungszweck sind in mannigfaltigen Ausführungen bekannt. Man unterscheidet Schweißvorrichtungen, die die Wärme durch Strahlung auf die Schweißstelle übertragen,und solche, deren Heizkörper mit der Schweißstelle in Berührung treten und damit die Wärme unmittelbar durch Leitung übertragen. "

Die zuerst genannten Vorrichtungen vermögen keine schmalen Schweißnähte zu erzeugen, weil ihre in gleichbleibendem Abstand von den zu verschweißenden Folien gehaltenen ortsfesten Heizkörper naturgemäß eine verhältnismäßig breite Zone der Folien auf die Schweißtemperatur erwärmen.

Bei den zuletzt genannten Schweißvorrichtungen hängt die Breite der zu erzeugenden Schweißnaht von der Breite des mit den Folien in Berührung tretenden Heizkörpers ab, der mit der Transportgeachwindigkeit der Folien umläuft.

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Eine aus der deutschen Auslegeschrift 1 262 565 bekannte Schweißvorrichtung der zuletzt genannten Art benutzt als Heizkörper ein über Umlenkrollen mit der Transportgeschwindigkeit der zu schweißenden Folien umlaufendes endloses Metallband, dem elektrischer Heizstrom über Schleifkontakte zugeführt wird und dessen beheiztes Trum vermittels Andrückrollen gegen die Folien angedrückt wird. Ein solches Heizband ist naturgemäß hohen Beanspruchungen ausgesetzt, denen es nur mit ausreichender Querschnittsbemessung zu widerstehen vermag, zumal die für seine Herstellung in Betracht kommenden Metallegierungen von hohem elektrischem

P Widerstand spröde sind und in erhitztem Zustand nur geringe Zug- und Biegebeanspruchenen aushalten. Eine ausreichende Querschnittsbemessung ist auch mit Rücksicht auf eine betriebssichere Verschweißung oder Verlötung der Bandenden notwendig, durch die das Band endlos gemacht wird. Um die beim Herumlaufen des Bandes um die Umlenkrollen in den äußeren und inneren Fasern auftretenden wechselnden Zug- und Druckspannungen klein zu halten, darf das Heizband nur eine geringe Dicke von wenigen Zehntelmillimetern aufweisen. Dementsprechend muß es eine verhältnismäßig große Breite aufweisen, um eine ausreichende Sicherheit gegen vorzeitige Brüche zu gewährleisten. Eine ausreichende Bandbreite ist

t auch mit Rücksicht auf die sichere Heizstromübertragung vermittels der auf dem Band schleifenden Kontakte unerläßlich. Die geschilderten Umstände lassen praktisch Heizbandbreiten unter 4 - 6 mm nicht zu. Dementsprechend ist die bekannte Vorrichtung außerstande, mit der notwendigen Betriebssicherheit Schweißnähte zu legen, deren Breite kleiner aLs 4 - 6 mui ist.

Schließlich ist auch die ■'.'/•■ir^eJbertraf.unp vom Heizbar.d auf die Folien un^leiciiüi^ßig und .leoU&lb maf.^elh.-vtt. Mt Rücksicht auf lie Lebensdauer des Heizbandes und damit aus Gründen der Betriebssicherheit der Vorrichtung kann das Band in

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seinem die Folien beheizenden Trum nur mit einer Vielzahl von Andrückrollenpaaren an die Folien angedrückt werden. Eine solche Andrückrollenstrecke vermag das Heizband jedoch nicht über die gesagte Trumstrecke gleichmäßig an die Folienbahn anzudrücken. Das Andrücken erfolgt nur im unmittelbaren Bereich der Andrüc-krollenpaare, während dazwischen kein Andrücken erfolgt. Dementsprechend muß entweder das Heizband eine hohe Temperatur aufweisen oder die Andriickrollenstrecke sehr lang bemessen werden, um den Nahtbereich der Folien mit mäßigen Heizbandtemperaturen auf die Schweißtemperatur zu bringen. Es muß somit entweder eine mangelhafte Betriebssicherheit und erhöhte Ausschußge- ä fahr oder eine aufwendige, viel Raum beanspruchende Bauweise der 3cl.wellvorrichtung in Kauf genommen werden.

Eine andere aus der USA-Patentschrift 2 185 647 bekannte ochweißvorrichtung vollzieht die Schweißung vermittels eines rollenförmigen Heizkörpers und einer Gegendruckrolle, zwischen denen die zu schweißenden Folien hindurchgeführt werden.Die Heizrolle und Ihre Gegendruckrolle laufen mit der Transportgescüwindigkeit der Folien um. Die Heizrolle ist am Umfang wie ein Diskus auf die gewünschte Schweißnahtbreite zugeschärft und wird am Umfang durch eine elektrische Widerstandsheizung in ihrem Innerer, auf der erforderlichen Schweißtemperatur gehalten. Bei einer ähnlichen f aus eier USA-Patentschrift 2 556 008 bekannten Schweißvorrichtung mit einer am Umfang beheizten Rolle und einer Gegendruckrolle ist anstelle einer im Inneren der beneizten Rolle vorgesehenen Widerstandsheizung ein geschlossener Hei.ibandring eng um den Rollenmantel gelegt, dem ähnlich wie dem beschriebenen umlaufenden Heizband der Heizstrom über a.τ Earl anliegende Schleifkontakte Zugefünrt wird. Dieser lieizb- η dring läßt zwar geringere Breiten zu als das um J auf en Ie !>eizb· nd, v/eil er ringsum von der Rolle gestützt ist. Kr verliert jedoch in Leidem Z^at^ni infolge seiner '/^:ir..:edehnurif^r die;;e otützung in \iuti<;m u-.nu-e und int dann

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beträchtlichen Stauchungen unterworfen·, die seine Lebensdauer beeinträchtigen.

Die aus einer am Umfang beheizten Rolle und einer Gegendruckrolle bestehende Schweißvorrichtung vermag zwar wesentlich schmalere Schweißnähte zu legen als das bekannte umlaufende Heizband, Sie hat jedoch gegenüber demselben erhebliche lachteile. Während das bekannte umlaufende Heizband durch entsprechende Längenbemessung seines die Folien berührenden Trums die Schweißwärme allmählich auf die Folien zu übertragen vermag und deshalb nur*wenig über der Schweiß-

P temperatur liegende Temperatur aufzuweisen braucht, muß die Temperatur am Umfang der bekannten beheizten Rollen wesentlich höher bemessen werden, weil die liolle die zwischen ihr und der Gegendruckrolle hindurchlaufenden Folien praktisch nur in einem Punkt berührt. Die Zeitdauer dieser Berührung beträgt naturgemäß nur Sekundenbruchteile. Um in dieser Kurzen Zeit die Schweißtemperatur zwischen den Folien zu gewährleisten, muß der Rollenumfang eine Temperatur aufweisen, bei der die Folien verbrennen würden. Es ist einleuchtend, daß unter diesen Umständen das genaue Einregulieren der optimalen Rollentemperatur kaum möglich ist. Es ist auch einleuchtend, daß die mit der überhitzten Holle in Berührung kommende Folie einer wesentlich nöneren Tempe-

™ ratur ausgesetzt ist als die darunter liegende, uas ηat zur i'oige, daß erstere schmilzt (wenn nicht gar teilweise verbrennt) und durch :Jen Preßdruck zur Seite gequetscht wird. Das Ergebnis ist eine minderwertige Schweißnaht von geringer Festigkeit.

Der Erlindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an sich bekannten, aus einer am Umfang beheizten Rolle und einer Gegendruckrolle bestehenden uchweißvorricntungen so zu verbessern, daß sie die aulgezeigten Mängel nicht mehr aufweisen.

Die Auigabe wird ort indungsgeiiuiß d'idurch gelöst, daß die

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aufeinanderlie^eriaen iolienbahnen die Heizrolj.e um einen ■vorzugsweise veränderbaren umschlingungswinnel umschlingen, und aas die Gegenaruckroile etwa in dem „inkelbereich der Heizrolle angeordnet isc, m dem die ±o±ienbahnen von der Heizrolle wieder ablaufen.

Hierdurch wird erreicht, daß die Folienbahnen während einer •willkürlichen Zeitspanne, die ihrem Durchlauf durch den Umschlingungswinkel entspricht, fest am Heizrollenumfang anliegen. Die Übertragung der Schweißwärme auf den Schweißnahtbereich erfolgt dabei über eine längere Zeitspanne, die an die Eigenschaften der Folien anpaßbar ist und die eine f die Folien schonende Aufheizung der Nahtzone mit einer Heiztemperetur der Heizrolle zuläßt, die nur wenig über der erforderlichen Schweißte*;eratur für das Folienmaterial liegt. Das gleichmäßige, feste Anliegen der Folienbahnen am Heizrollenumfang längs des Umschlingungswinkels gewährleistet im Gegensatz zu dem bekannten heizband eine ununterbrochene, gleichmäßige Wärmeübertragung auf den Schweißnahtbereich und damit eine gleichmaßige Erwärmung beider Folienbahnen im Gesamtquerschnitt des Kahtbereiches. Die Folien gelangen anschließend mit ihrem auf Schweißtemperatur erwärmten Nahtbereich unter die Gegendruckrolle, die die Schweißung unter Prekdruck vollzieht und der Schweißnaht gemeinsam mit der g .Jeizrolle die endgültige Form gibt. Die vollkommen gleichmäßige Erwärmung der Nahtzone längs des Uaischlingungswinkels und die ^reßdruckausübung durch die Gegendruckrolle erst nach abgeschlossener Aufheizung des Nahtbereichs auf die optim&le Schweißtemperatur gewährleistet eine gleichmäßige, glatte Schweißnaht ohne 7/ellen und Faltenbildung in den der Schweißnaht benachbarten Folienteilsn. Dabei ist es ohne Belang, ob es sich um' eine verhältnismäßig breite oder um eine extrem schmale Schweißnaht von weniger als 1 mm Breite handelt.

Die Schwenkvorrichtung zeichnet sich, besonders gegenüber der bekannten, mit einem endlosen Heizband arbeitenden, durch einen wesentlich geringeren Platzteedarf aus und ver-

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mag wesentlich schmalere Schweilrnähte zu legen als diese. Sie benötigt dank der ununterbrochenen Wärmeübertragung auf den Nahtbereich ,3er Folienbahnen such keine (.roLen tleizrollendurchmesser.

Um eine genaue Führung der Folienbahnen während des Schweißvorgangs zu gewährleisten, ist die Heizrolle erfiniurigsgemsß auf der Drehachse einer Umlenktrommel von gleichem Durchmesser befestigt, die gemeinsam mit der Heizrolle von den Folienbahnen umschlungen wird und r.n der die Folienbahnen P längs ihres Umschlingungswinkels in voller Breite anliegen.

Das Einstellen der optimalen Schweißternperatur erfolgt durch Regulieren der Heizrollentemperetur. Um hierbei in Anpassung an den unterschiedlichen //ärmemengenbedarf :1er verscniedenartigen Folienwerkstoffe und Foliendicken mit möglichst niedrigen Heizrollentemperaturen auszukommen, ist die der Ueizrolle zugeordnete Gegendruckrolle in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in Umfangsrichtung der Heizrolle verstellbar. Hierdurch läßt sich der Umschlingungswinkel, um den die Folienbahn die Heizrolle umschlingt, und damit die Zeitdauer der Wärmeübertragung von der Heizrolle auf den Schweißnaht- ^ bereich der Folienbahnen in verhältnismäßig weiten Grenzen zugunsten einer möglichst niedrigen Heizrollentemperatur verändern.

Das Verstellen der Gegendruckrolle in Umfangsrichtung der Heisrolle kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal in der Weise selbsttätig in Abhängigkeit von der Produktionsleistung (Drehzahl) der mit der Schweißvorrichtung ausgestatteten Maschine erfolgen, daß der Umschlingungswinkel mit zunehmender Maschinendrehzahl vergrößert wird und umgekehrt. Eine solche selbsttätige Steuerung ist mit jedem bekannten, auf Drehzahländerungen ansprechenden Regler, z.B. mit einem mechanischen Fliehkraftregler, durchführbar. Sie erlaubt es, die Zeitdauer der Wärmeübertragung auf den Schweibnahtbereich

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unabhängig von der Drehzahl der Maschine konstant zu halten. Hierdurch werden beim Anlassen und Stillsetzen der Maschine und bei Änderungen der Produktionsleistung fehlerhafte Schweißnähte selbsttätig vermieden.

Eine zur stufenlosen Verstellung der Gegendruckrolle längs des Heizrollenumfangs geeignete Vorrichtung besteht erfinjungsgemäß aus einem um die Achse der Heizrolle schwenkbaren und z.B. durch Klemmschrauben in jeder beliebigen Drehwinkellage feststellbaren Tragarm, an dem die Gegendruckrolle und eine Umlenkwalze für die von der Heizrolle ablaufende Folienbahn drehbar gelagert sind. Dabei können ™ die Geeendruckrolle und die Umlenkwalze entweder getrennt voneinander oder auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sein. Bei der beschriebenen selbsttätigen Steuerung ist der Tragarm gelenkig mit dem Stellglied des auf Drehzahläride rangen ansprechenden Reglers zu verbinden. Hierbei entfallen selbstveiständlich die Mittel zum Feststellen des Tragarms, weix nunmehr der Regler in jedem Augenblick die der Maschinendrehzahl entsprechende Drehwinkellage des Tragarmes £u bestimmen hat.

Die Heizrolle kann, dem Vorbild nach der USA-Patentschrift 2 1b5 b47 entsprechend, am Umfang eine diskusförmige Zu- Λ

schüri'un,? auf die gewünschte Schweißnahtbreite und im Inneren eine elektrische Widerstandsheizung aufweisen. Eine solche Heizrolle vermag zwar ununterbrochene Schweißnähte von beliebiger Länge zu verlegen. Sie richtet jedoch seitlich des Nahtbereichs eine erhebliche Wärmestrahlung gegen die sie umschlingende Folie, weil sie durcn die Widerstandsheizung ganz, d.h. auch an den Umfangsteilen,auf die hohe zuoi Schweißen notwendige Temperatur erwärmt wird, die neben ihrer Zuschärfung liegen und deshalb nicht mit den Folienbahnen in Berührung treten. Diese zusätzliche Wärmestrahlung ist, weil sie während des Durchlaufens der Folien durch den Umschlingungswinkel, also während der gesamten

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Heizzeit ,.ιit unverminderter Stärke auf die Folienbahnen einwirkt, nachteilig. Sie führt besonders beim Verschweißen von dünnen Folien leicht zu Wellenbildungen neben der Schweißnaht, die das gute Aussehen derselben beeinträchtigen. Außerdem stellt die maasive Heizrolle einen beachtlichen Wärmespeicher dar, der den regulierenden Heiztemperaturänderungen seiner Widerstandsheizung nur sehr trä^.e folgt, so daß das Einregulieren der optimalen Heiztemperatur sehr schwierig ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile kommt erfindungsgemäß eine an sich bekannte, an ihrem Umfang von einem durch Elektrizität beheizten, ringförmigen Metallband umgebene Heizrolle zur Anwendung. Die Anwendung dieser Heizrolle berunt auf der Erkenntnis der Erfinder, daß das Metallband, weil es mit seiner vollen Breite (Schweißnahtbreite) an den Folien anliegt, auch dann keine schädliche 'Wärmestrahlung gegen dem Nahtbereich benachbarte Folienteile entsenden kann, wenn die Folien die Heizrolle geniäiD der Erfindung über einen größeren Winkelbereich umschlingen. Die Wärmeabgabe des Heizbandes an die Folien ist vielmehr auf unmittelbare,durch die Heizbandbreite scharf begrenzte ,Värmeleitung zwischen Band und Folien begrenzt. Außerdem besitzt das Heizband nur eine geringe Wärmespeicherfähigkeit, so daß es auf regelnde Heizstromänderungen unverzüglich mit entsprechenden Temperaturänderungen reagiert.

Nach einer bevorzugten Ausführunrslorm der erfindungsgemäßen DChweißvorrichtung ist die Lieizrolle nicht, wie nach bekannten Vorbildern, von einem geschlossenen, durch Schleifkontakte mit Heizstrom versor£..ton Jleizban irin^ uneben, sondern sie weist eri'indungsgemäb einen orronen, von elektrischem Heizstrom durchi'iossenen ileizbandrin.-; nuf, der unter Zu ■;."> j-annung am llei zrollcnunif rn<:; anlieft. Der offene üeizbrnidrin{-krmn nnch einem weiteren Erf it: iunrsmerkmnl mit e· inen Enden in einer radinlen Ausnehmung der !!einrolle an mit Schle i frin/.cn verbundene Anachlulikontnkte angeschlossen aein

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und in der genannten Ausnehmung durch ein verschiebbares, unter Federspannung an der Heizbandinnenfläche anliegendes Druckstück auf dem Heizrollenumfang unter Zugspannung gehalten werden.

Diese Heizbandrollenkonstruktion gewährleistet eine absolut sichere Heizstromübertragung auf das Heizband und hält dasselbe auch bei auftretenden Wärmedehnungen in fester Anlage am Heizrollenumfang. Hierdurch sind auch sehr schmale Heizbänder während des Betriebes vor ihre Lebensdauer gefährdenden Stauchungen bewahrt.

Die erfindungsgemäße Heizbandrolle vermag zwar wegen ihrer zum Anschließen und Spannen des Heizbandes notwendigen radialen Ausnehmung nicht ohne weiteres eire beliebig lange ununterbrochene Schweißnaht zu legen. Das ist in vielen Fällen auch gar nicht erforderlich. So z.B. nicht bei der vorzugsweisen Herstellung von Ventilschläuchen, da deren Längskanten zusammen mit den Bodenseitenumschlägen des das Ventil aufnehmenden Kreuzbodens umgeschlagen werden, so daß es auf die Lückenlosigkeit der Naht nicht ankommt.

■jOfern jedoch das Legen einer ununterbrochenen .Schweißnaht notwendig ist, läßt sich dies erfinaungsgemäk durch zwei ä

in Transportrichtung der Folienbahnen hintereinander angeordnete ueizbandrollen verwirklichen, die in ihrer jrehwinkellage derart zueinander versetzt sind, daß die durch die radiale Ausnehmung der vorgeschalteten Heizbandrolle bedingte Unterbrechung der Schweißnaht von dem Heizband eier nachgeschalteten Heizbandrolle geschlossen wird.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausfuhrungsbeispiele der Schweißvorrichtung dargestellt, fis zeigen:

Fig. "i eine Bchweißvorrichtung mit einer von innen beheizten Heizrolle in Seitenansicht,

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Pig. 2 eine Draufsicht der ochweißvorrichtung nach Fig. 1 in Pfeilrichtung I,

Fig. 3 eine Schweißvorrichtung mit einer an ihrem

Umfang von einem Heizband umgebenen Heizrolle in Seitenansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht der ochweißvorrichtung nach Fig. 3 in Pfeixrichtung III,

Fig. 5 eine otirnansicht der Heizrolle nach Fig-. 3 fc und 4 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 6 einen Längsschnitt nach Linie V - V in ELg.b

durch die Heizrolle und die zugeordnete Umlenktrommel der Schweißvorrichtung nach Fig. 3 und in vergrößerter Darstellung.

Die Schweißvorrichtung nach Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen aus einer am Umfang beheizten Heizrolle 1, die gemeinsam mit einer Umlenktrommel 2 für die gedoppelte Folienbahri F oder zwei auf einanderliegenrie Folienbahnen auf ein·= r im Maschinengestell gelagerten Achse 3 sitzt, und einer Gegendruckrolle 4 in der Ebene aer Heizrolle, die an einem Trag- W arm 5 gelagert ist. Diese Schweißvorrichtung ist so in den Transportweg der Folienbahnen F eingeschaltet, daß letztere die Zeizrolle 1 längs des UmschiingungswinkelsOC' umschlingen. Dabei ist die Gegendruckrolle 4 etwa in dem Winkelbereich der Heizrolle angeordnet, in dem die Folienbahnen von der i-eizrolle wieder ablaufen. Die Schweißvorrichtung hat die Aufgabe, die gedoppelte Folienbahn ati der offenen Kante durch eine fortlaufende, schmale Schweißnaht S zu einem Schlauch zu schließen bzw. die aufeinanderliegenden Folienbahnen durch eine solche Schweißna-ht miteinander zu verbinden. Dementsprechend ist ihre Anordnung so getroffen, daß die Folienbahnen mit ihrer zu verschweißenden Kante zwischen der Heizrolle 1 und der Gegendruckrolle 4 hindurchlaufen. Der Tragarm 5 ist auf

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der Achse 3 schwenkbar gelagert und vermittels einer Traverse 6 i:u3 Rundstahl mit einem Tragarm d ' » der an der anderen Seite der '..raxeniuvalze auf der Achse ;. schwenkbar ist, verbunden. Auf der Traverse 6 ist eine Umlenkwalze 7 drehbar j_-;el'-'gert, derart, dnir sie mit ihrem Umfang an α er gemeins-men Tangente der Heizrolle und eier Gegendruckroile anliegt. jie Tragarme 5, 5' mitsamt der an innen angeordneten Gegendruekroiie 4 und ier Umlenkwalze 7 sind längs aes Schwens:- vvinkels ß UL₁ die Achse 'j schwenkbar. Durch Schwenken der Tragarme 5, ';■' l;^;t.t sich der üinschlingu.-.gswimvel OC ukj dauit lie iieizseit, während der iie rollenbahn F an der rleizrolle 1 anliegt, verän'iern. Die Folien bahn unterliegt dabei g α er genauen Fünrung durch die umlenktrommel I und die UmienkA^:alze 7, von denen die letztere in jeder Einstellung -der Tr:-jgari..e ^lj, t- ' daiür sorgt,daü die Folienbahn im Berührungspunkt zwischen der neizroiie 1 und der Gegendruckrolle 4 von ersterer ablnuft. Die Tragarme 5, 5' können in Anpassung in die für das Folienmrterial erforderliche iSehweik'Zeit 1 rings ihres Verstellwir.Kels ß von Hand in jede beliebige Vinkellage geschwenkt und z.B. durch auf der Zeichii mg nicht dargestellte Klemmschrauben in dieser Winkellage arretiert werden.

Nach Fig. 1 sind die Tragarme 5, 5' vermittels der Zugstange 8 und des Hebels 9 ait dem Stellglied 10 des Fliehkraftreg- ä lers 11 gelenkig verbunden, der von der mit der Schweißvorrichtung ausgestatteten faschine drehzahlabhängig angetrieben ist. Die Anordnung des Gestänges 8, 9 ist dabei so getroffen, dna sich der Umsci-lingungswinkel (X mit zunehmendem Ausschlag der Fliehgewichte 12 des Reglers, entsprechend zunehmender Iv-aschinendrehzahl, längs des Verstellwinkels 0 vergrößert und umgekehrt. Die Zugstange 8 besteht aus zwei mit Rechts- und Linksgewinde versehenen Stangenteilen, die in eine gemeinsame otellmuffe 13 eingeschraub sind. Durch Drehen -Ieι· Stel-imuffe läßt sich die Länge üer Zugstange b und damit iie '"inkel, a_t;.e des Verstellbereiches β zur Heizroll« 1 verändern, oo h;nt ζ. :i. eine Verlange! ung der Zugstange 8 eine

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Verlagerung des Verstellbereiches ρ im Gegenzeigersinn, entsprechend eine Vergrößerung des Umschlingungswinkels (X und damit entsprechend eine Vergrößerung der Heizzeit zur Folge, die z.B. bei der Verarbeitung dickeren Folienmaterials erforderlich ist.

Die Heizrolle 1 ist von bekannter Bauart. Sie besteht aus wärmeleitfObigem Metall und weist in ihrem Inneren einen ringförmigen elektrischen HeiZividerstand 14 auf, dem der Heizstrom über die Schleifringe 15 und die Schleifbürsten

16 zugeführt wird. Die Heizrolle ist am Umfang diskusför-

mig auf die gewünschte Breite b der Schweißnaht S zugeschärft. Ihr Durchmesser entspricht möglichst genau dem Durchmesser der mit ihr auf der Achse 3 angeordneten Umlenkwalze 2. Die Gegendruckrolle 4 kann einen Mantel aus elastischem Werkstoff aufweisen, mit dem sie fest am Heizrollenumfang anliegt. Die Gegendruckrolle 4 kann auch aus hartem Werkstoff bestehen und, wie in Fig. 1 angedeutet, mit einer Schwinge

17 am Tragarm 5 angelenkt und vermittels einer Feder 18 gegen den Heizrollenumfang angedrückt sein. Sie kann vermittels der Zahnräder 19, 20 mit der Heizrolle 1 gekuppelt sein.

Die Heizrolle 1, die Umlenktrommel 2 und die Gegendruckrolle 4 können vermittels der Achse 3 mit der Transportgeschwindigkeit der Folienbahn F angetrieben werden. Sie können aber auch lose drehbar gelagert sein und durch Reibung von der mit der Transportgeschwindigkeit voranbewegten, doppelten Folienbahn in Umlauf versetzt werden.

Die mit der Schweißnaht S zu einem Schlauch zu schließende gedoppelte Folienbahn F, oder zwei aui'einanderliegende, durch eine Schweißnaht S miteinander zu verbindende Folienbahneh, werden vermittels eines Vorziehrollenpaares 21 mit der erforderlichen Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung b voranbewegt. Sie umschlingen die Umlenktrommel 2 und die Hei2-rolie 1 längs des Umschlingungswinkels CC und laufen, von

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der Umlenkwalze 7 gelenkt, von denselben in dem Punkt wieder ab, in dem sie in ihrem Schweißnaht bereich ο von der Gegendruckrolle 4 gegen die Heizrolle 1 gepreßt wer.ien. Dementsprechend erfährt der l^ngs des Umschlingungswinkels OC fest am Heizrollenumfang anliegende Schweii-nahtbereich 3 während der Zeitspanne seines Durchlaufs durch den Umschlingungswinkel OC die erforderliche Erwärmung auf die Schweißternperatur, worauf aie Schweißung unter dem Druck der Gegendruckrolle 4 vollzogen wird. Der Umschling.ungswinkel oC wird durch Einstellen der Tragarme 5, 5' längs des ,Vinkels ρ so groß bemessen, daß bei dem vorliegenden Folienraaterial die Durchlaufzeit der Folien durch den eingestellten Umschlin- f g^ngtr.'Vir-ikel ausreicht, um den Jch^eii-nahtbereich auf lie ^oh'.veiLtsm^ ertitur zu ervrüuer,. Sei der selbsttätigen oteue- T^ng der Trr-garue -;, 5' durch den Fliehkraftregler 11 wird vermittels der Stellmufft 15 der bei der normalen Iviaschinendrehzahl erforderliche Umschlingungswinkel OC + ρ eingestellt. Der Regler vergrößert dann beim langsamen Anfahren der Maschine den iJmschlingungswinkel stetig von OC auf CC+ ρ und verkleinert denselben entsprechend bein. Stillsetzen der Maschine während des Auslaufens derselben. Durch entsprechende ',7ahl des I bersetzungsverhältnisses des Hebels 9 läßt sich dabei erreichen, daß die absolute Durchlaufzeit der Folienbahnen durch den sich mit der Drehzahl ändernden Umschlin- λ gungswinkel oC und damit die Heizzeit konstant bleibt. Hierdurch werden fehlerhafte Schweißnähte sowohl beim An- und Auslaufen der Maschine als auch beim Einstellen geringerer Drehzahlen als der normalen mit Sicherheit vermieden.

Die Schweißvorrichtung nach Fig. 5-6 unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten durch eine andere konstruktive Bauform der Heizr'olle und durch eine andere Anordnung der Umlenkwalze für die Folienbahnen an den um die Achse der Heizrolle schwenkbaren, die Gegendruckrolle tragenden Tragarmen.

7/ie die Fig. 5 und 4 erkennen lassen, ist wiederum die Heizrolle 22 mit einer Umlenktrommel 25 auf einer gemeinsamen

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Achse 24 angeordnet. Auf der Achse 24 sind auch zu beiden leiten der Heizrolle und Umlenktrommel schwenkbare Tragarme 25 angeordnet, von denen in Fig. 4 einer dargestellt ist. Die die Tragarme 25 miteinander verbindende Traverse bildet die gemeinsame Drehachse lür lie Umlenkwalze 27 and die daneben in der Ebene der Heizrolle 22 angeordnete Gegendruckrolle 28. Die umlenkwalze 27 und die Gegendruckrolle 28 haben gleiche Durchmesser und liegen am (Jmf · ng der Umlenktrommel 23 bzw. am Umfang der Heizrolle 22 an. jie Tragarme 25 werden in gleicher '//eise, ,vie a ie Tragarme 5, 5¹ nach Fig. 1 und 2, entweder von Hand in die gewünschte Winkellage β eingestellt oder vermittels der Zugstange ^9 durch einen auf Drehzahländer_ngen der mit der Schweißvorrichtung ausgestatteten Masc.ine ansprechenden Reeler selbsttätig gesteuert. Dabei bestimmen die 'Umlenkwalze 27 und die Gegendruckrolle 28 je nach ihrer Winkeleinstellung im Verstellbereich β die Größe des Umschlingungswinkels oC , um den die Folienbahnen F die üeizrolle 22 und die Umlenktrommel umschlingen und damit die Heizzeit, während der der Schweißnahtbereich der Folien auf die Schweißtemperatur erwärmt /vird.

Die Heizrolle 22 sitzt nach Fig. 5 und 6 auf einem konzenirischen Absatz der Umlenktrommel 23. Sie ist vorzugsweise zweiteilig, bestent aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Werkstoff, z.B. Eternit, und ist vermittels der Schrauben 30 auf dem genannten Absatz befestigt. Sie hat Jen gleichen Außendurchmesser wie iie Umlenktrommel 23 und trSgt in einer Umfangsnute ein Heizband 31 aus metall von hohem elektrischen .Widerstand in Gestalt eines offenen rimges, . dessen Enden in einer radialen Ausnehmung 32 r.n Anschlußkontakte 33, 34 angeschlossen sind. In der Ausne mung 32 ist in einer Bohrung ein Druckstück 35 verschiebbar, das unter dem Druck der Feder 2G an der Innen!Ische des Heizband es anlieft. Das Druckstuck 35 hält das Heizband 31 auf der Ileizrolle unter Zugspannung, ils sorgt dafüi*·,. daß das He.:-band

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-.-oh dünn fest -u ''eizroilcnuirfang anliegt, wenn es sich beim 2rwä.r.i;en r-usdehnt. Diese Ausbildung des Heizbandes als offener, unter Zugspannung stehender Ring läßt auch sehr kleine Heizbandquerschnitte, insbesondere sehr kleine Heizband brei ten, zu, .veil das Heizband auch bei Wärmedehnung seine feste Auflage auf der Heizrolle beibehält. Das Heizband ist mit dem Heizrollenümfang bundie, oder überragt denaelben nur um gerinne ¹V illimeterbruchteile, so dai. eine sichere Auflage de; Folien η αϊ dem Heizb- ndring gewährleistet ist. 'Jm ein Haften der Folien an dem heizen Heizband zu vermeiden, ist dasselbe an seiner Außenfläche mit einer Teflonbesehiehtunfc. versehen oder von einer dünnen ieflonfolie überdeckt.

Zwischen der Heizrolle 22 und j er Schulter der Umlenktrommel 23 ist eine Kontaktscheibe 37 aus Isolierstoff angeordnet, Ji^ zwei den Anschlußkontakten 33, 34 gegenüberliegende, federnde Zwischenkontakte 38 aufweist. Jeier der beiden Zvvischenkontakte, von denen in Fig. b nur einer sichtbar ir-.t, ist vermittels eines Leitungsdrahtes 3··, 39' an einen Schleif ι ing 4-<, 40' angeschlossen, auf dejj zur Übertragung des Heizstromes Schleifbürsten 41, 41' gleiten. Beim Aufsetzen der Heizrolle 22 auf den Absatz der Umlenktrommel 23 legen sich lie Zwischenkontakte 3? unter Federspannung gee.en die Anschlußkontakte 33» 34 der Heizrolle und stellen so ohne weiteres eine stromleitende Verbindung letzterer mit den Schleifringen 40, 40' her.

Die radiale Ausnehmung 32 verursacht entsprechend ihrer Breite kurze Unterbrechungen in der von 1er Iieizrolle 22 erzeugten Schweißnaht. Sofern jedoch ununterbrochene Schweißnähte erwünscht sind, sind, wie in Fig. 3 dargestellt, in Iransportrichtung b der Folienbahnen F zwei Heizrollen 22, 22' hintereinander und in ihrer Drehwinkelinge derart versetzt zueinander angeordnet, daß die durch die radiale Ausnehmung 32 der vorgeschalteten Heizrolle 22 bedingte Unterbrechung der Schweißnaht von dem Heizband 31' der nachgeüch'ilteten Heizrolle 22' geschlossen wird. An der nachge-

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schalteten Heizrolle 22' muß dabei durch entsprechende Einstellung der Winkellage ρ der Gegendruckrolle 28' möglichst derselbe Umschlingungswinkel (K wie bei der vorgeschalteten Heizrolle 22 eingestellt werden_t um gleiche Heizzeiten bei beiden Heizrollen zu gewährleisten. Die durch die nachgeschaltete Heizrolle 22' verursachte erneute Be-heizung von Teilen der bereits von der Heizrolle 22 gebildeten Schweißnaht ist unbedenklich, weil die Scnweißnaht auf ihrem Wege von der Heizrolle 22 über die Führungswalze 42 zur Heizrolle 22' bereits erkaltet ist und eine erneute .Erwärmung der
Schweißnaht unschädlich ist.

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Claims

Pat entansprüche

Vorrichtung zum fortlaufenden nahtförmigin Verschweißen von Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Bilden der Längsnaht von Schläuchen für die Fabrikation von Säcken, Beuteln und Füllventilen, bestehend aus einer am Umfang beheizten Heizrolle und einer Gegendruckrolle, zwischen denen die Folienbahnen hindurchbewegt werden, dajurch gekennzeichnet, dab die aufeinanderliegenden f Folienbahnen (F) die Heizrolle( 1, 22) umschlingen und daß die Gegendruckrolle (4, 26) etwa in dem Winkelbereich der Heizrolle angeordnet ist, in dem die Folienbahnen von der Heizrolle wieiier ablaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ileizrolle (1, 22) auf der Drehachse (3, 24) einer Umlenktrommel (2, Zt>) für die Rollenbahnen (F) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und j, aadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckroile (-,, 2SJ in um- g fangsrichtung der Heizrolle (1, 22) verstellbar ist.

'f. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß des Verstellen der Gegendruckrolle (4, 28) in Uiafangsrichtung der heizrolle (1, 22) in der Weise selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl der mit der oCLweißvorrichtung ausgestatteten Maschine erfolgt, daß der urnschlingungswinkei ( CxC ) mit zunehmender Drehzahl vergrößert wird und umgekehrt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Öegendruckrolle (4, 28) gemeinsam mit ei: er Umlenkwalze (7, 27) fur die Folienbahnen (F) an einem um die Achse (3, 24) der Heizrolle (1, 22) schwenkbaren und feststellbaren Tragarm (5, 2b) gelrgert ist.

6. Vorrichtung nac:; Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckrolle (4, 28) gemeinsam mit einer Umlenkwalze (7> 27) für die Folienbahnen (F) an einem um die Achse (3, 24) der Heizrolle (1, 22) schwenkbaren

P Tragarm (5, 25) gelagert ist und daß der Tragarm gelenkig mit dem Stellglied (10) eines an sich bekannten, auf Drehzahländerungen der mit de: Schweißvorrichtung ausgestatteten Maschine ansprechenden Reglers (11) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckrolle (28) auf der Drehachse (26) der Umlenkwalze (27) für die Folienbahnen (F) sitzt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-7» gekennzeichnet t durch die Anwendung einer an sich bekannten, an ihrem

Umfang von einem durch Elektrizität beheizten, ringförmigen Metallband umgebenen Rolle als von den Folienbehnen (F) umschlungene Heizrolle (22).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizband (31) als von elektrischem Heizstrom durchflossener, offener Ring unter Zugspannung am Heizrollenumfang anliegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 zum Erzeugen ununterbrochener Schweißnähte, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung (b) der Folienbah:ien (F) zwei

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Heizrollen (22, 22') hintereinander und in ihrer Drehwinkellage derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß die durch die radiale Ausnehmung (32) der vorgeschalteten Heizrolle (22) bedingte Unterbrechung der Schweißnaht von dem Heizband (31^f) der nachgeschalteten Heizrolle (22') geschlossen wird.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch

gekennzeichnet, daß der offene Heizbandring (31) mit seinen Enden in einer radialen Ausnehmung (32) der Heizrolle (22) an mit Schleifringen (40, 40') verbundene Anschlukkontakte (33» 34) angeschlossen ist, und daß %

in der genannten Ausnehmung ein verschiebbares Druckstück (35) unter Federspannung at. der Heizband innenfläche anliegt und das Heizband auf der Heizrolle
unter Zugspannung hält.

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