DE2051997A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolienlagen bei der Herstellung von Beuteln oder Säcken - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolienlagen bei der Herstellung von Beuteln oder Säcken

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DE2051997A1 DE19702051997 DE2051997A DE2051997A1 DE 2051997 A1 DE2051997 A1 DE 2051997A1 DE 19702051997 DE19702051997 DE 19702051997 DE 2051997 A DE2051997 A DE 2051997A DE 2051997 A1 DE2051997 A1 DE 2051997A1
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Description

14 956 S/st
2o. Oktober 197o
iJindmöller & Hölscher, Lengerich i.SJ.
Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von
Kunststoffolienlagen bei der Herstellung von
Beuteln oder Säcken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolienlagen bei der Herstellung von Beuteln oder Säcken unter Erhitzung der Kunststofflagen über ihren Schmelzpunkt zwischen impulsbeheizten Schweißbacken.
Dieses sog. Mrmeimpuls-SchwelßVGrfahren ist bereits in der US-Patentschrift 2 46o 46o aus dem Jahre 1943 beschrieben worden. Danach werden die zu verschweißenden Kunststoff lagen zwischen zwei Schweißbacken gehalten, wobei
mindestens eine Backe ein Heizband trägt, das mittels eines Stromimpulses kurzzeitig erhitzt wird und den Schweißnahtbereich der Kunststoff la gen auf Schweißtemperatur erwärmt, wobei anschließend die Backen bis zur Verfestigung der naht geschlossen bleiben. Hierdurch eollte im Anschluß an den
WärraeJünpuls-Schweißvorgang ein Abkühlen und Verfestigen der Schweißnaht zwischen den zusammengedrückten Schweißbacken
erfolgen.
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Das VJärraeimpuls-Schweißver fahren löste in großem Umfang die bis dahin übliche Verwendung dauerbeheizter Heizelemente in den Schweißbacken ab, die nicht nur wegen ihres durch die Dauerbeheizung verursachten großen Energieverbrauches nachteilig waren, sondern auch wegen ihrer großen Trägheit in bezug auf Änderungen ihrer Temperatur, wegen ihrer schwer kontrollierbaren Temperaturschwankungen und der Abhängigkeit ihrer Temperatur von der Anzahl dor je Zeiteinheit vorgenommenen SchwelßvorgÄnge, dem Material der zu verschweißenden Kunststofflagen, der Dicke dieser Lagen und anderen Faktoren.
Seit dem Erscheinen der US-Patentschrift 2 4So 46o bis heute blieb es ein wesentliches Merkmal des Wärmeimpuls-Schwoißverfahrens» daß die Schweißbacken nach dem Abschalten des Stromimpulses gegen die Schweißnaht angedrückt bleiben, bis diese abgekühlt und Verfestigt ist. Dies ergibt sich aus den nachstehend aufgeführten weiteren Veröffentlichungen:
Druckschrift
Erscheinungsjahr Spalte Zeilen
USPS 2 574 o94
USPS 2 574 o95
USPS 2 675 o54
USPS 2 C32 294
USPS 2 9o4 loo
USPS 2 DoO 32o
USPS 2 918 Io6
USPS 3 ol5 6ol
DAS 1 221 735
USPS 3 367 261
USPS 3 369 954
DAS 1 296 781
1951 1 4O-43
1951 1 37-41
1954 1 44-47
1954 1 43-46
1959 1 47-5O
1959 1 52-53
1959 1 47-5O
1962 1 22-26
1966 1 13-13
I960 1 6o
19G8 1 43-47
1969 1 1O-16
Es hat sich aber immer wieder herausgestellt, daß Betriebsstörungen bei Anwendung des ; ί arme impuls-S chv/a iß verfahrene, insbesondere bei empfindlichen Kunststoffolien, nicht
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mit Sicherheit ausgeschlossen Werden können. Obwohl ciis Schweißbacken der Schweißvorrichturig mit einem antiadhäsiven Isoliermaterial abgedeckt sind, kann es während des Betriebes zum Vorkleben der geschweißten Kunststofflagen mit den Schweißbacken kommen. Beim anschließenden öffnen der Schweißbacken können sich dann Beschädigungen selbst der abgekühlten Schweißnähte und nachfolgende Betriebsstörungen durch das an den Schweißbacken anhaftende ISaterial ergeben. Ferner verhindert die feste Einspannung der Kunststofflagen zwischen den Schweißbacken während des Abkühlvorganges ein Schrumpfen der Kuaetstoffolie im llahtbereich, wie es zur Erzielung homogener und widerstandsfähiger Schweißnähte wünschenswert ist. Leiter wird durch die intensive Abkühlung an den Schweißbacken ein schroffer | „Järmetibergang in den der Schweißnaht benachbarten Randzonen bewirkt. Dadurch entstehen im Mahtbereich Spannungen, die die elastische Verformbarkeit des Kunststoffbeuteis oder -sackes einschränken. Die verhältnismäßig lange Zeit bis zum Abkühlen und Verfestigen der Schweißnaht zwischen den zusammengedrückten Schweißbacken erfordert bei kontinuierlicher Arbeitsweise, beispielsweise auf einem Schwelßzylinder, einen langen Arbeltsweg· Die damit verbuhdeiie Vergrößerung fles Durchmessers des Schweißzyiindors gegenüber Schwei&zyliridern mit dauerbeheizten Sehweißbacken führt zu höheren Kosten beim Bau und beim Betrieb einer derartig vergrößerten und platzraubenden Schweißvorrichtung.
Aus der deutschen Patentschrift 1 246 219 der Anmelderin (Spalte 6, Zeilen 61-67) ist es schon bekannt, die Scbweißbacken der Schweißvorrichtung nach dem Abschalten des Stromimpulses so weit zu Öffnen, daß die verschweißten Kunststofflagen von dem nur an der unteren Schweißbacke befindlichen Heizband dadurch freikommen, daß sich die lose über das Heizband gelegte Folie aus antiadhäsivem Isoliermaterial unter dem Druck von unter die Folie geleiteter Kühlluft von dem Heizband abhebt. Hierbei kann die Schweißnaht schnell abkühlen und außerdem noch schrumpfen. Diese iUisführungsform erfordert jedoch einen beträchtlichen baulichen Aufwand, insbesondere wenn die Kühlluftzufuhr an einem Schweißzylinder erfolgen soll. Auch die
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keine in 7
verringerte Kühlzeit, die mit der Vorrichtung nach der genannten Patentschrift orzielbar ist, erfordert noch eine gewisse fiindestgröße des Arbeitsweges.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Wärneimpuls-Schweißverfahren und eine danach arbeitende Vorrichtung zu schaffen, bei denen die geschilderten Nachteile vermieden werden. Es soll also ausgeschlossen werden, daß die Kunststofflagen und die Schweißbacken miteinander verkleben, so daß sie
bzw.bei Entnahme der Beschädigungen der Schweißnähte beim offnen / Schwelßbacken ergeben. Ferner soll das Schrumpfen der abkühlenden frischen Schweißnähte ermöglicht werden und eine allmähliche Ausbreitung der Schweißhitze in die benachbarten Randzoneη der Schweißnähte sichergestellt sein, damit Ligenspannungen im Schweißnahtbereich vermieden werden. Auch soll eine platzsparende Vorrichtung in möglichst gedrängter Bauweise geschaffen werden. Schließlich soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die eine sichere Entnahme der frisch geschweißten Kunststoffbeutel aus den geöffneten Schweißbacken ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagen, bei einem '/iärme impuls-Schweißverfahren der eingangs geschilderten Art die Schweißbacken beim Abschalten des Schweißstroines zu öffnen und die noch nicht verfestigten Schweißnähte aus den Schwgißbacken zu entnehmen. In v/eiterer Ausgestaltung det Erfindung wird vorgeschlagen, die öffnung der Schweißbacken und die Entnahme der Schweißnähte innerhalb eines Zeitraumes riöbh dam Abschalten des Schwel.' stromes vorzunehmen, eier der Längs das vorausgegangenen Schweißimpulses, üblicherweise also einer Zeitspanne von 2/loo bis 3/loo Sekunden entspricht.
Durch die den bisher befolgten Anweisungen widersprechende Entnahrae der noch flüssigen oder fast/ flüssigen Schweißnaht aus den Schweißbacken wird erreicht, daß sich die
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— ο —
zusammengeschweißten Kunststofflagen in jedem Falle leicht von den Schweißbacken der Schweißvorriclittin^ ablösen lassen, da der Kunststoff in flüssigem oder fast/ flüssigem Zustand nicht an den sich öffnenden Backen haften bleiben kann. Das Abkühlen geschieht im Gegensatz zu dam bisher üblichen VJärmeimpuls-Schwoißverfahren nicht unter einem auf die Schweißung wirkenden Änpreßdruck,so daß der Schweißnaht die ilöglichkeit gegeben ist, beim Abkühlen zu schrumpfen, was zu einer größeren Festigkeit der Naht führt. Gleichzeitig wird auch ein schroffer WUriGöübergang im Nahtbereich dadurch vermieden, daß keine intensive Abkühlung durch die angepreßten Schweißbacken statt- έ findet. Die Schweißhitze breitet sich, weil keine Schweißbacken während des AbkühlVorganges an die Kunststofflager angepreßt werden, allmählich aus, trodurch das Entstehen von Eigenspannungen im Bereich der sich verfestigenden Schweißnaht verhindert wird. Der Durchmesser des Schweißzylinders ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im wesentlichen durch die Schweißzeit selbst bestimmt und kann deshalb auch bei großen Beutellängen relativ klein gehalten werden. Damit entsteht eine raumsparende Schweißvorrichtung mit erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen.
Die erfindungsgomäße Järmeimpuls-Schweißvorrichtung zum Herstellen von Schweißnähten an Kunststoffolien beider Beutel- ' und Sackherstellung mit in üblicher Weise kurvengesteuerten Schweißbacken ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine solche Länge der Schließkurven der Schweißbacken, daß die Schließzeit höchstens doppelt so lang ist wie die Impulsdauer der Schweißstromimpulse. Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Entnahme der Kunststoffbeutel aus den geöffneten Schv/eißbacken der Schweißvorrichtung durch im Bereich der Naht angreifende Saugöffnungen erfolgt, die zweckmäßigerweise in einer durchgehenden Reihe angeordnet sind. Die durchgehende Reihe von Saugöffnungen sorgt für ein gleichmäßiges Erfassen dee Nahtbcreiches des jeweils aus der Schweißvorrichtung zu entnehmenden Kunststoffbeutela. Die vorbeiströmendo
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Saugluft kühlt dabei die heiße Schweißnaht und verhindert auch ein stärkeres Aufheizen des Abnahmewerkzeuges.
In der nachstehenden Beschreibung ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung nach der Linie I-I in Fig. 2 und
Figur 2 eine Draufsicht zu Fig. l unter Fortlassung des AbnahmeZylinders und der beweglichen Schweißbacke.
Die Schweißvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schweißzylinder 1 und einem Abnahmezylinder 2, die beide aufeinander abrollen. Der Kusntstoffbeutel 3 befindet sich gerade int Augenblick der übergabe an den Abnahmezylinder 2, wobei die Schweißbacke 4 mittels ihrer nicht dargestellten Steuerkurve geöffnet ist, der Stromimpuls an dem Heizband 5 unmittelbar vorher abgeschaltet wurde und die Sauger 6 den Kunststoffbeutel 3 erfassen. Da der Nahtbereich 7 des Kunst-Stoffbeutels ? fast noch flüssig ist, erfolgt die Trennung der Kunststofflagen von der über die Heizbänder 5 gelegten antiadhäsiven Isolierfolie 8 ohne Widerstand. Die frische Schweißnaht 7 weist nach dem Abkühlen und dem dabei gleichzeitig erfolgenden Schrumpfen de« geschweißten Materials 3 eine Verdickung auf, die zur höheren Festigkeit der Verbindung beiträgt.
Die nicht dargestellte Steuerkurve der Schweißbacke 4 weist eine Schlfefikurve auf, die so kurz ist, da6 die Schließzeit spätestens raujh dost Ablauf einer leltspMna von dor Dauer eines Schweieiiapui··· nach dec B das ieiacapulae« endet.
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Die Sauger G sind in einer Reihe über <lia gesarate Zylinderbreite des Abnahmezylinders 2 angeordnet, die nur durch die Ringnuten 9 für die anschließende übernähme durch Kettengreifer unterbrochen wird. Die Säugöffnungen 6 sind in dem dargestellten üeispiei durch Itedialbohrungen im fibnahme-· zylinder 2 gebildet, die in ihrem außenlieganden Bereich mit Gev/inde versehen äirid, so daß sie leicht durch entsprechende Schrauben verschlossen v/erdan können, ura die Saugerreihe den verschiedcnen Arbeitsbteiton anzupassen.
hh sich konnte die Entnahme dar Schweißnähte aus den Schweißbacken auch schon vor dow Abschalten das Schweißstromes er~ ä folgen. Dies vjürde aber zn einen unnötigen Energieverbrauch führen und ferner die Gefahr des Durchbrennens dar Heizelemente begründen, weil diese nach dem öffnen nicht mohr durch die Kunststoffolie und die Gegenbacke gekühlt ττ-iren.
2Qtt2S/01t1

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Verschweißen von Kunststoffolienlagen bei der Herstellung von Deuteln oder Säcken unter Erhitzung der Kunststofflagen über ihren Schmelzpunkt zwischen iinpulsbeheizten Schweißbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißbacken beim Abschalten des Schwelßstroroes geöffnet und die noch nicht verfestigten Schweißnähte aus den Schweißbacken entnommen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung der Schweißbacken und die Entnahme der Schweißnähte innerhalb eines Zeitraumes von der Länge eines Schweißiinpulses nach dera Abschalten des Schweißstromes erfolgt.
  3. 3. tläraeimpuls-Schweißvorrichtung zum Herstellen von Schweißnähten an Kunststoffolien zur Herstellung von Beuteln oder Säcken mit kurvengesteuerten Schweißbacken, gekennzeichnet durch eine solche Länge der Schließkurven der Schweißbacken (4), daß die Schließzeit höchstens doppelt so lang ist wie die Impulsdauer der Schweißstromiinpulse.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme der Kunststoffbeutel (3) aus den geöffneten Schweißbacken (4) der Schweißvorrichtung (1) im Dereich der naht (7) angreifende Saugöffnungen (6) vorgesehen sind, die vorzugsweise in einer durchgehenden RailiG angeordnet sind.
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