DE2143512C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen kontinuierlich transportierter Kunststoffbahnen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen kontinuierlich transportierter Kunststoffbahnen

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DE2143512C2 DE2143512A DE2143512A DE2143512C2 DE 2143512 C2 DE2143512 C2 DE 2143512C2 DE 2143512 A DE2143512 A DE 2143512A DE 2143512 A DE2143512 A DE 2143512A DE 2143512 C2 DE2143512 C2 DE 2143512C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennschweißen einer thermoplastischen, auf sich selbst längsgefalteten Folienbahn für die Fertigung von Beuteln und ähnlichen Teil- oder Fertigprodukten gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Zu diesem Zweck wird bei den bekannten Vorrichtungen gleicher Gattung die intermittierend über eine stationäre Druckwalze geführte Faltfolienbahn von einer hierzu korrespondierend hin und her bewegten Heilleiste in Querrichtung verschweißt und durchtrennt. Dabei wird die drehbeweglich gehaltene Druckwalze im Verlauf des Trennschweißvorgangs arretiert und beim öffnen der Schweißstrecke in Durchlaufrichtung der Folienbahn verstellt, um eine Haftung der Schweißnaht auf der Druckwalze zu verhindern (DE-AS 19 42 410).
Für diese Vorgänge und deren funktionelles Zusammenwirken ist ein aufwendiger Mechanismus erforderlich, der dementsprechend verschleißanfällig und wartungsbedürftig ist. Trotzdem kann es passieren, daß eine der Schweiß- oder Trennähte noch eine gewisse Strecke von der wiederanlaufenden Druckwalze mitgenommen wird, bevor sie sich davon löst In diesem Fall kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zu Stauungen im Durchlauf des Folienmaterials und zu Betriebsstörungen. Etwas derartiges tritt um so häufiger auf und wirkt sich demgemäß desto störender aus, je höher der Arbeitsrhythmus der Vorrichtung liegt und je dünner die verarbeitete Kunststoffolie ist.
Demzufolge läßt sie!= mit der beschriebenen Art von Schweißvorrichtungen eine bestimmte Taktz.ahl nicht
ίο überschreiten. Dies liegt vor allem darin begründet, daß die gewichtige Heizleiste nach einem jeden Schweißvorgang und vor dem nächstfolgenden mechanisch wieder in die Ausgangsstellung gehoben werden muß, wozu sich im Rahmen der gesamten Anordnung
υ maschinell nur ein bestimmter Aufwand vertreten läßt, was sich nachteilig auf die Produktionsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine auswirkt Des weiteren treten bei dieser Art von Schweißvorrichtungen häufig Defekte auf, die auf eine Oberbeanspruchung der Einrichtung infolge der Stoßbelastung von Lagerstellen und Führungen durch die schnell zu bewegende Masse der Heizleiste zurückführbar sind. Diese Unzulänglichkeiten auf Seiten der Schweißvorrichtung begrenzen nicht nur die Einsatzfähigkeit derartiger Verarbeitungsmaschinen, sondern beeinträchtigen auch den Wirkungsgrad an sich funktionsfähiger Anlagen, insbesondere wenn es sich /--m die Herstellung von Massenartikeln handelt
In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorhandenen Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art konstruktiv dahingehend zu verbessern, daß sich auch bei der Verarbeitung dünnerer Folienbahnen ohne Störung des Betriebsablaufs eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit erreichen läßt und die betreffende Trennschweißvorrichtung zudem in sich möglichst geringen Stoßbelastungen ausgesetzt ist
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Trennschweißen thermoplastischer Faltfolienbahnen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß die Heizleiste und die Druckwalze von verschiedenen Suiten her periodisch auf die Durchlaufebene der Folienbahn zu und davon weg führbar sind und diese gegeneinander verstellbaren Teile hierzu in ihren Maßen aufeinander abgestimmt sind.
Auf Grund dieser Ausbildung ist sichergestellt daß die zu verarbeitende Folienbahn der Schweißvorrichtung ordnungsgemäß zugeführt werden kann, dortselbst verschweißt und im Bereich der Schweißstelle mit einer
ifl Trennaht versehen wird und daß die dadurch entstandenen Enden sich bereits vor dem Weitertransport von Fertigprodukt und nachfolgendem Ausgangsmaterial einwandfrei von der Druckwalze gelöst haben und keinerlei Durchlaufstörungen infolge Haftung der Schweiß- bzw. Trennaht an der Walzenoberfläche auftreten können. Des weiteren erfolgt bei dieser Anordnung der nachfolgende Schweißkontakt zwischen Heizleiste und Druck-,ze wie beim Stand der Technik stets an einer anderen Stelle des Walzenumfangs und bewirkt somit auf Dauer gesehen eine gleichmäßigere Abnutzung derselben.
Hierzu sind die Heizleiste und die Druckwalze in vertikalen Führungen der Vorrichtung gelagert und als gegeneinander verstellbare Teile in ihren Massen aufeinander abgestimmt. Dabei bewirkt man im Wege einer Kopplung von Heizleiste und Druckwalze durch ein gegenläufiges Schubkurbelgetriebe zwischen den beiden Elementen einen weitgehenden Massenausgleich
und erreicht damit in vorteilhafter Weise eine Kompensation der Kräfte, die an der Vorrichtung durch die auf und ab geschobenen Massen von Hcizleiste und Druckwalze entstehen und anderenfalls einen ungleichförmigen Gang verursachen wurden. Insofern halten sich Heizleiste und Druckwalze über das gemeinsame Stellglied die Waage und können über ein als Federzugkörper ausgebildetes Kopplungsgestänge leicht durch den Exzentertrieb auf Seiten des Folientransports aus der Ruhelage in die Schweißposition und umgekehrt gefahren werden. Dabei läßt sich die Dauer des Trennschweißvorgangs außerdem durch die Wahl des Ansatzpunktes veränderbar gestalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Druckwalze an einer Lagerstelle über ein als Freilaufkupplung ausgebildetes Reibungsgesperre, dessen Betätigungshebel gegenüber dem Querträger der Druckwalze gegen die Kraft einer Druckfeder verschwenkbar gehalten und von Seiten der verstellbaren Heizleiste her durch einen an deren Querträger angebrachten Betätigungsstößel beaufschlagbar ist. Aufgrund einer derartigen Ausbildung verharrt die Druckwalze während des Zuführens der beiden Schweißelemente (Heizleiste, Druckwalze) und während des eigentlichen Schweißvorgangs in der gleichen Stellung, wobei sich der Betätigungshebel auf der Freilaufkupplung unter Einwirkung des Betätigungsstößels an der Heizleiste in die Spannlage verschwenkt hat, ohne dabei die Druckwalze mitzunehmen. Bewegen sich dagegen Heizleiste und Druckwalze in die geöffnete Stellung zurück, so wird der Betätigungshebel auf der Freilaufkupplung freigegeben und bewegt sich in seine Ruhelage zurück, wobei er die Druckwalze um einen entsprechenden Drehwinkel mitverstellt. Bei diesem Vorgang löst sich die noch nicht weitertransportierte Folienbahn mit Sicherheit von der Druckwalze, deren Oberfläche aus einer elastischen und wärmebeständigen Schicht, vorzugsweise aus Teflon, besteht Danach verbleibt die Druckwalze bis zu der auf den nächsten Schweißvorsang erfolgenden Rückverstellung von Heizleiste und Druckwalze in der gleichen Stellung.
Den apparativen Aufbau der Trennschweißvorrichtung betreffend, sind sowohl die Heizleiste als auch die Druckwalze zur Lagerung in den Vertikalführungen des Gestellaufbaus jeweils auf einem Querträger befestigt. Diese Querträger sind an beiden Enden mit Kugelbüchsen zur Längsverschiebung auf zwei vertikalen Gleitspindeln und zudem an einem Ende mit Querstegen für den Angriff des Schubkurbelgetriebes versehen. Dabei setzt sich die Heizleiste aus einem mit dem Querträger verbundenen Unterteil und dem damit verschraubbaren Schweißkul zusammen. Diese beiden Teile der Heizleiste verfügen in ihrer Längserstreckung jeweils über eine halbkreisförmige Ausnehmung, die die elektrische Heizpatrone in sich aufnehmen und die ein Auswechseln ermöglichen. Um in diesem Zusammenhang unvermeidbare Wärmedehungen der Heizleiste ausgleichen zu können, ist deren Unterteil an dem Querträger des Gestellaufbaus über eine Fixierung im mittleren Bereich und zu beiden Seiten ungefedert mittels einer Langlochhalterung befestigt, die sich im wesentlichen außerhalb der unmittelbaren Erwärmungszone befindet. In dieser Beziehung hat die Verwendung des vorgenannten Federzugkörpers als Kopplungsgestänge zwischen dem Exzentürtrieb und dem Schubkurbelgetriebe den wesentlichen Vorteil, auf die bisher notwendige Druckfederaufhängung der Heizleiste am oberen Querträger verzichten zu können, bei welcher die Pufferelemente aufgrund der thermischen Belastung fortwährend zu Defekten neigen. Insofern ermöglichen diese Maßnahmen im Vergleich zu den vorhandenen Heizleistenausführungen nicht nur ein reibungsloses Auswechseln der Heizpatrone, sondern verhindern gleicherweise das Auftreten schädlicher Auswirkungen auf die Verrichtung der für den Schweißvorgang zur Anwendung gelangenden Betriebstemperaturen der Heizleiste.
ίο Außerdem bietet sich die Möglichkeit, die der Heizleiste der Trennschweißvorrichtung gegenüberliegende und mit ihr durch das gegenläufige Schubkurbelgetriebe gekoppelte Druckwalze gegen eine weitere Heizleiste auszutauschen. Auf diese Weise ist es möglich, mit der gleichen Schweißvorrichtung im Rahmen einer Verarbeitungsmaschine die Kunststofffolie je nach Bedarf mit Trennäht^n oder mit bloßen Kontaktnähten zu versehen und sich bezüglich der Herstellung dieser Nähte die vorbeschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtu"3 zunutze zu machen.
In der anliegenden Zeichnung veranschaulichen die Fi g. 1 bis 3 die Funktion der Trennschweißvorrichtung, während die F i g. 4 und 5 einen Längsschnitt durch die dazugehörige Getriebemechanik und deren Seitenansicht in zwei verschiedenen Bewegungsphasen der betreffenden Kopplungselemente zeigen.
Den Bewegungsablauf der maßgeblichen Vorrichtungselemente betreffend, ist in Fig 1 die Zuordnung von Heizleiste 1 und Druckwalze 2 in geöffneter Stellung und gemäß F i g. 2 unter Einbeziehung von zwei aufeinandergefalteten Folienbahnen 3 in der eigentlichen Trennschweißstellung dargestellt, während F i g. 3 die Bewegungsphase aus der Schweißstellung gemäß F i g. 2 in die geöffnete Stellung gemäß F i g. 1 zeigt. Wie ersichtlich, ist die den Trennschweißvorgang vollziehende Heizleiste 1 unter Einbeziehung der auswechselbaren Heizpatrone 4 über ein Unterteil 5 mit dem von oben her in Richtung der Foliendurchlaufebene verstellbaren Querträger 6 verschraubt. Zudem verfügt dieser Querträger 6 über eine Lagerlasche 7 für den Angriff des Schubkurbelgetriebes und über einen Stößel 8 zur Betätigung des Walzenvorschubs. Demgegenüber ist die an dem von unten her in Richtung der Foliendurchlaufebene verstellbaren Querträger 9 gelagerte und mit Teflon beschichtete Druckwalze 2 mit einem als Freilaufkupplung 10 ausgebildeten Reibungsgesperre versehen, dessen Betätigungshebel 11 mittels einer Spindel 12 unter Federspannung um die Walzenachse verschwenkbar an dem Querträger 9 gehaltert ist.
Wenn diese beiden Elemente der Schweißvorrichtung vermittels des an den Lagerlaschen 7 der beiden Querträger 6 und 9 angreifenden Schubkurbelgetriebes gegenläufig in Richtung der Foliendurchlaufebene (3) bewegt werden, so trifft zunächst der BetStigungsstößel 8 des oberen Querträgers 6 auf den Betätigungshebel ί 1 des Reibungsge.sperres, und verschwenkt diesen, wie aus Fig.2 ersichtlich, bis die Heizleiste 1 und dio Druckwalze 2 ui.ter Einbeziehung der beiden Folienbahnen 3 in Vollzug des Trennschweißvorjjangs aufeinandertreffen. Währenddessen verharrt d'e Druckwalze 2 infolge der Freilaufkupplung IC bewegungslos in ursprünglicher Lage. Erst wenn sich die Heizleiste 1 und die Druckwalze 2 nach Beendigung des Trennschweißvorgangs g^mäß der Darstellung in Fig.3 wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegen, gibt der Stößel 8 den Betätigungshebel 11 des Reibungsgesperres wieder frei. Aufgrund dessen schwenkt dieser unter
Einwirkung der Rückscellfederkraft auf der Spindel 12 wieder in seine Ruhelage zurück und nimmt dabei die Druckwalze 2 entgegen der Freilaufrichtung um einen entsprechenden Drehwinkel mit. Da sich dieser Vorgang vor dem Weilertransport der aufeinanderliegender und zu beiden Seiten der Heizleiste 1 mit einer Trennaht versehenen Folienbahn 3 vollzieht, lösen sich die betreffenden Schweißnähte einwandfrei von der teflonbeschichteten Druckwalze 2 ab und ermöglichen auf diese Weise den reibungslosen Abtransport des vorangehenden wie die Zufuhr des nächstfolgenden Beutels. Des weiteren verstellt sich die Druckwalze 2 nach jedem Schweißvorgang in eine andere Position und bewirkt dadurch eine gleichmäßige Beanspruchung der Walze und ihrer Beschichtung.
Die Fig.4 läßt im wesentlichen den Aufbau und die Lagerung der beiden mit Heizleiste 1 und Druckwalze 2 versehenen Querträger 6 und 9 erkennen, wozu diese
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und in der Vertikalen längs zweier Gleitspindeln 14 verschiebbar ausgebildet sind. Dabei ist das Unterteil 5 der Heizleiste 1 mit. Hülfe von Langlochhalterungen ungefedert am oberen Querträger 6 befestigt, von denen in der Zeichnung die eine dargestellt und mit Ziffer 15 bezeichnet ist. Demgegenüber lagert die Druckwalze 2 am unteren Querträger 9 in Kugellagern 16 und trägt an
s dem in der Zeichnung dargestellten Zapfen zugleich die Freilaufkupplung 10 mit dem Betätigungshebel 11.
In F i g. 5 sind schließlich die wesentlichen Elemente des Schubkurbelgetriebes zur Betätigung der Trennschweißvorrichtung dargestellt. Wie ersichtlich, wirkt
to die Exzentersteuerung 17 von Seiten des Antriebs her über den Federzugkörper 18 auf das Kopplungsgliid 19 ein, mit welchem die beiden Lagerlaschen 7 des oberen wie des unteren Querträgers 6 und 9 über ein Kopplungsgestänge 20 untereinander in Verbindung stehen. Diese Darstellung läßt deutlich erkennen, daß sich die Massen der von Seiten des Antriebs der Verarbeitungsmaschine über ein Schubkurbelgetriebe bewegten Querträger 6 und 9 für die Heizleiste 1 und die
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to ausgleichen und auf diese Weise einen gleichförmigeren Gang und damit eine höhere Fertigungsfrequenz bei geringerem Verschleiß erreichen lassen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Trennschweißen einer thermoplastischen, auf sich selbst längsgefalteten Folienbahn für die Fertigung von Beuteln od. dgl., bei der die intermittierend über eine Druckwalze geführte Folienbahn von einer hierzu korrespondierend hin und her bewegten Heizleiste in Querrichtung verschweißt und durchtrennt wird und die drehbeweglich gehaltene Druckwalze im Verlauf des Trennschweißvorgangs arretiert sowie beim öffnen der Schweißstrecke in Durchlaufrichtung der Folienbahn verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (1) und die Druckwalze (2) von verschiedenen Seiten her periodisch auf die Durchlaufebene der Folienbahn (3) zu und davon weg führbar sind und die gegeneinander verstellbaren Teile (1, 2) hierzu in ihren Massen aufeinander abgestimmt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (1) und die Druckwalze (2) durch ein gegenläufiges Schubkurbelgetriebe miteinander gekoppelt sind und beide Teile (1, 2) gemeinsam über eine Exzentersteuerung mit dem Antrieb der Vorrichtung gekoppelt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsgestänge zwischen dem Schubkurbelgetriebe und dem Exzentertrieb als Federzugkörper (18) ausgebildet und die Dauer des Trennschweißvorgangs durch die Wahl des Ansatzpunktes veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Druckwalze (2) an einer Lagerstelle (16) über ein rs Freilaufkupplung (10) ausgebildetes Reibungsgesperre verfügt, dessen Betätigungshebel (11) gegenüber dem Querträger (9) der Druckwalze (2) gegen die Kraft einer Druckfeder (12) verschwenkbar gehalten und von Seiten der Heizleiste (1) her durch einen an deren Querträger (6) angebrachten Be.tätigungsstößel (8) beaufschlagbar ist.
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