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Schweißvorrichtung für Kunststoffbänder, insbesondere in Paketverschnürmaschinen
Zusatz zu Patent 2143145.8 Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung für KunststofEbänder,
insbesondere in Paketverschnürmaschinen mit neben der Schweißstelle ansetzbaren
Klemmen zum Haltern der zu verschweißenden Bandabschnitte in Gegenüberstellung,
mit einem an einem hin- und herbeweglichen Träger gelagerten an der Schweißstelle
zwischen die gehalterten Bandabschnitte einführbaren Heizelement, mit. einem an
der Schweif3-stelle auf die Außenseite eines Bandabschnittes zu- und zurückb'eweglichen
Andruckelement, mit einem dem Andruckelement gegenüber auf der anderen Seite der
Bandabschnitte gelagerten Andruckgegenelement, an dem sich die durch das Andruckelement
zusammengeprel3-ten Bandabschnitte abstützen-und mit einem mit dem Andruckelement
zusammenwirkenden Trennelement zum Abtrennen des überstehenden Endes des auf der
Seite des Andruckelementes gelegenen ersten Bandabschnittes, nach Patent Nr. 2143145.8.
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Nach dem Stammpatent ist das Trennelement ein vorspringender Trennsteg
des
Andruckelementes, der bei dem besonderen Schneidhub des Andruckelementes mit dem
eingeschobenen Heizelement als Schneidgegenelen,nt den ersten Bandabschnitt abtrennt.
Wenn anschließend bei zurückgezogenem Heizelement das Andruckelement zum Verbinden
der beiden warmen Bandabschnitte die beiden Bandabschnitte gegen das Schweißgegenelement
zusammenpreßt, darf der Trennsteg den ersten Bandabschnitt nicht verletzen. Das
bedingt sehr genau einzuhaltende Toleranzen für die Bemessung des Trennsteges.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Stammpatent
zu verbessern, um sicherzustellen, daß das Trennelement beim Preßvorgang den zweiten
Bandabschnitt nicht verletzen kann.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement ein
am Träger des Heizelementes in Vorschubrichtung des Andruckelementes beweglich gelagertes
Trennmesser ist, das in seiner Ruhestellung abgestützt auf dem Träger bei zwischen
die beiden Bandabschnitte eingeführtem Heizelement in den Zwischenraum zwischen
das zurückgezogene Andruckelement und den ersten Bandabschnitt ragt und mit seiner
Schneide dem ersten Bandabschnitt zugekehrt ist, und daß für den Rücken des Trennmessers
am Andruckelement ein Anschlag vorgesehen ist, auf dem sich bei Vorschub des Andruckelementes
das Trennmesser abstützt und dadurch in seine Funktionsstellung verstellt wird in
der es mit seiner Schneide den ersten Bandabschnitt durchtrennt.
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Nach der Erfindung wird das Trennmesser nach erfolgtem Schneid-und
Heizvorgang zusammen mit dem Heizelement, mit dem es an einem gemeinsamen Träger
gelagert ist, aus dem Zwischenraum zwischen den Bandabschnitten herausgezogen und
kann nun beim nachfolgenden Preßvorgang nicht mehr stören, unabhängig davon, wie
genau die für den
Schneidvorgang erforderlichen Toleranzen eingehalten
wurden und auch unabhängig davon, wie stark die zu verschweißenden Kunststoffbandabschnitte
sind, deren Stärke bei derVorrichtung nach tiem Stammpatent in die Berechnung der
optimalen Toleranz ftir die Bemessung des Trennelementes eingeht.
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Ebenso wie bei der bereits vorgeschlagenen Vorrichtung kann der Schneidvorgang
durch die Hitze des Heizelementes unterstützt werden, so daß das Schneiden nicht
nur durch Abscheren sondern zusätzlich dazu oder allein durch Abschweißen oder Abschmelzen
vollzogen wird. Eine dementsprechende Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das'Trennmesser neben dem Heizelement am Träger derart gelagert ist, daß die
Schneide des Trennmessers in Funktionsstellung des Trennmessers unmittelbar neben
dem Heizelement steht, dessen dem Tren'nmesserzugekehrter Rand für den Schneidvorgang
als Schneidgegenkante wirkt.
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Man kann das Trennmesser durch Schwerkraft in seiner Ruhelage halten.
Das ist aber unsicher und deshalb empfiehlt sich eine bevorzugte Ausgestaltung die
gekennzeichnet ist durch eine Federbelastung des Trennmessers die sich auf dem Träger
abstützt und das Bestreben hat, das Trennmesser in seine Ruhestellung zu drücken.
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Das Trennmesser kann wie ein Guillotinemesser-, beispielsweise in
einer Schlittenführung am Träger beweglich sein. Das ist aber umständlicher als
eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Trennmesser schwenkbar
am Träger gelagert ist.
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Eine Schräglage der Schneide gegenüber dem zu zerschneidenden ersten
Bandende würde einen leicht ziehenden Schnitt zur Folge haben. Das ist zwar günstig,
bedingt aber einen größeren Hub der Schneide beim
Schneidvorgang.
Um das zu vermeiden, empfiehlt sich eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Schneide des Trennmessers sich beim Durchsetzen des Bandendes etwa
geradlinig in der Ebene des Bandendes erstreckt und daß sich die als Schneidgegenkante
wirkende Kante des Heizelementes etwa geradlinig parallel dazu erstreckt.
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Ebenso wie beim Stammpatent muß sichergestellt werden, daß das Trennelement,
hier also die Schneide des Trennmessers, beim Schneidvorgang den ersten Bandabschnitt,
dessen Ende abgetrennt werden soll, hinreichend durchsetzt, den zweiten Bandabschnitt
sich dagegen nicht verletzt. Die dabei einzuhaltenden Toleranzen sind nicht so kritisch,
weil beim Schneidvorgang die Bandabschnitte mit Abstand, so daß das Heizelement
noch dazwischen paßt, gegenüberstehen und nicht wie beim späteren Preßvorgang dicht
aufeinzderliegen. Dennoch müssen gewisse Toleranzen auch beim Schneidhub eingehalten
werden. Das geschieht beim Stammpatent durch die Begrenzung des zwangsgesteuerten
Schneidhubsdes Andruckelementes, und in entsprechender Weise kann dies auch hier
geschehen, dadurch daß ein zwangsgesteuerter Schneidhub des Andruckelementes so
kurz bemessen ist, daß die Schneide des Trennmessers am Ende des Schneidhubes gerade
die Höhenlage des Heizelementes erreicht hat, vorzugsweise etwa zwei Drittel der
Stärke des Heizelementes überwunden hat.
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Da nach der Erfindung das Trennmesser sich nur auf dem Andruckelement
abstützt, kann man durch Unterlegelemente zwischen dem Rücken des Trennmessers und
dem Anschlag auf dem sich dieser Rücken am Andruckelement abstützt, die Endlage
nachjustieren, die die Schneide des Trennmessers am Ende des Schneidhubes erreicht.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, dessen am
Schneid- und Schweißvorgang unmittelbar beteiligten Teile in der beigefügten Zeichnung
dargestellt sind, näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 die Ansicht atf die Schweißstelle
und zwar gegen die Richtung der Vorschubbewegung des Heizelementes und zwar in einer
Ausgangsstellung der Teile bei eingespannten Bandabschnitten aber zurückgezogenem
Heizelement und Andruckelement, Figur 2 die Seitenansicht gemäß dem Pfeil II aus
Figur 1, Figur 3 die Ansicht gemäß dem Pfeil III aus Figur 2, Figur 4 den Teilschnitt
gemäß den Schnittpfeilen IV-IV aus Figur 3, Figur 5 die Draufsicht auf das Andruckelement
gemäß dem Pfeil V aus Figur 2, Figur 6 die Teile aus Figur 1 in der gleichen Ansicht
wie in Figur 1, jedoch am Ende des Schneidhubes-, Figur 7 die Seitenansicht gemäß
dem Pfeil VII aus Figur 6 und Figur 8 bis Figur 12 in Teilansicht die Bandabschnitte,
das Andruckelement, das Schweißgegenelement, das Heizelement und das Trennmesser
in der Ansicht wie in Figur 2 in verschiedenen Funktionsstellungen.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein flachesvKunststoffband aus schweiß
tähigem Kunststoff, zum Beispiel Polypropylen bezeichnet, das von einer nicht dargestellten
Bobine abgespult ist und um ein Paket 2 herumgeschlungen, von Klemmen 3 und 4 stramm
gehalten wird. Die Klemme 3 preßt das freie Kunststoffbandende.' gegen ein feststehendes
Schweißgegenelement 5 und die Klemme 4 hält das strammgezogene zu Bobine führende
Ende fest. Der der Klemme 4 unmittelbar voraufgellende erste Bandabschnitt 6 erstreckt
sich mit Abstand, aber in Gegenüberstellung zu dem unmittelbar an die Klemme 3 folgenden
zweiten Bandabschnitt 7, der an der im wesentlichen flachen Unterseite des Schweißgegenelementes
5 anliegt.
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Zu der Klemme 3gehört noch eine zusätzliche Klemmenbacke 82 die es
gestattet, in Zusammenwirkung mit der Klemme 3 den Bandabschnitt 6 einzuklemmen
und festzuhalten Zweck der Anordnung ist es, das über den Bandabschnitt 6 stellende
zur Bobine führende Ende des Kunststoffbandes an der durch die strichpunktierte
Linie 9 markierten Schneidstelle abzutrennen und dann die beiden Bandabschnitte
6 und 7 miteinander zu ver schweißen.
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Das Paket 2 liegt auf einer stationären Tischplatte 102 deren vorderes
Ende als Schweißgegenelement 5 ausgebildet iste An der Unterseite der Tischplatte
10 ist in einer Langlochführung'12,13 ein Träger 11 in Richtung des Doppelpfeils
14 hin- und herbeweglich aus der in Figur 1, 2, 3, 8, -11 und 12 dargestellten zurückgezogenen
Stellung in eine durch die Langlacher der Langiochführung 12, 13 begrenzte in den
Figuren 6, 7s 9 und 10 dærgestellte vorgeschobene Funktionsstellung. An dem Träger
11 ist vorn ein elektrisch beheiztes Heizelement 15 und an der Seite schwenkbar
um die Achse 16 ein Trennmesser 17 befestigt. Das Heizelement ist ein flaches Blech
aus stromleitendem Widerstandsmaterial mit zwei
vorspringenden Heizzungen
18, 19. Das Heizelement hat auf der dem Trennmesser 17 zugekehrten Seite einen geraden
Rand, der als Schneidgegenkante 20 wirkt.
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Das Trennmesser ist durch die sich am Träger 11 abstützende Feder
21 belastet, die das Bestreben hat, das Trennmesser in der in Figur 2 gezeichneten
Ruhestellung zu halten, in der es mit seiner Schneide 22 unterhalb des Bandabschnittes
6 liegt, und in dieser Ruhestellung schlägt das Trennmesser 17 mit seinem rückwärtigen
Ende an einem Anschlag 23 des Trägers 11 an. Das Heizelement 14 erstreckt sich mit
seinen beiden Heizzungen 18,19 auf einer Höhe zwischen den beiden Bandabschnitten
6 und 7.
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Mit 25 ist ein Andruckelement bezeichnet, das in Richtung des Doppelpfeils
26 aus der in Figur 1, 2 und 8 gezeichneten zurückgezogenen Ruhestellung in die,
beispielsweise in Figur 9 und 11 gezeichnete, vorgeschobene Stellung verschieblich
ist. Außerdem ist das Andruckelement in Richtung des Doppelpfeils 27 aus der in
Figur 9 dargestellten abgesenkten Stellung nach oben verstellt bar in die in Figur
10 gezeichnete Stellung und auch in die in Figur 12 gezeichnete Stellung.
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Das Andruckelement weist auf seiner oben gelegenen Andruckseite eine
flache Andruckfläche 28 auf. Aus der Andruckfläche 28 ragt ein Stift 29 heraus und
zwar nicht höher als es der Stärke der beiden zusammengepreßten Bandenden entspricht.
Dieser Stift dient als Führungsstift um sicherzustellen, daß das Bandende 6 sich
nicht seitlich auf der Andruck2läche 28 verschiebt. Dem gleichen Zweck dient ein
Führungsstift 30, der aus dem Schneidgegenelement nach unten herausragt und zwar
weiter als es der Stärke der beiden Bandenden 6, 7 entspricht und für den deshalb
eine Ausnehmung 31 im Andruckelement 25 vorgesehen ist. Mit 32 ist eine weitere
Ausnehmung
im Andruckelement bezeichnet, in die das Trennmesser 17 paßt und deren Boden als
Anschlag 33 für den Rücken 34 des Trennmessers 17 dient.
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Das-Andruckelement weist schließlich noch insgesamt vier Vorsprünge
35 bis 38 auf, die ebenso wie der Stift 29 nur sehr kurz sind und dazu dienen, zu
verhindern, daß die Band enden 6 und 7 sich seitlich verschieben.
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Weitere Details der dargestellten Schweiß- und Schneidvorrichtung,
insbesondere auch die Ausgestaltung des durch den Kasten 40 angedeuteten zentralen
Antriebs ergeben sich aus der nacbfolgenden FunktionBbeschreibung.
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Die Teile befinden sich zunächst in der in Figur 1, 2, 3, 4 und 8
dargestellten Ausgangsstellung, und das Kunststoffband ist um das Paket herumgeschlungen
und die zu verschweißenden Bandenden sind an der Schweißstelle durch die Klemmen
3 und 4 festgelegt. Der Träger 11,und das Andruckelement 25 fahren nun in die in
Figur 9 gezeichneten Stellung, in der sich die Andruckfläche 28 unterhalb der bereitgestellten
Bandenden 6 und 7 befindet und das freie mit der Schneide 22 versehene Ende des
Trennmessers 17 in den Zwischenraum zwischen dem unten gelegenen ersten Bandende
und dem Andruckelement 25 ragt und das Heizelement 1 5 in den Zwischenraum zwischen
die Bandenden ragt. Das Heizelement ist beheizt und erwärmt nun die einander zugekehrten
Seiten der beiden Bandenden, so daß diese.kleb- beziehungsweise schweißfähig werden.
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Das Andruckelement vollführt nun seinen Schneidhub nach oben und erreicht
die in Figur 10 gezeichnete Endstellung, in der die Schneide des Trennmessers die
Ebene des ersten Bandabschnittes
durchsetzt hat und die Höhe des
Heizelementes 15 erreicht und zwar zwei Drittel der Stärke des Heizelementes beziehungsweise
der Zungen 18, 19 des Heizelementes überwunden hat. Diese Endstellung des Trennmessers
ist justiert durch die Höhenlage des Anschlages 33 einerseits und die Endstellung
des zwangsläufig gesteuerten Schneidhubes des Andruckelementes 25 andererseits.
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Nachjustierung ist möglich durch Unterlegeplättchen die auf den Anschlag
33 aufgelegt werden. Auch eine Justierschraube an dieser Stelle die als Anschlag
dient, kann vorgesehen sein. Die Schneide 22 gerät in der Endstellung des Schneidhubes
unmittelbar neben den als Schneidgegenkante ausgebildeten Rand des Heizelementes,
wie aus Figur 6 ersichtlich. Der untere Bandabschnitt 6 wird dadurch in der Schneidebene
gemäß der strichpunktierten Linie 9 getrennt, wobei die Trennung nicht nur ein Scherenschnitt
ist, sondern, bedingt durch die Heizwirkung des Heizelementes, auch ein Schmelzvorgang
ist. Die Trennung erfolgt durch kombinierte Wirkung des Scherenschnittes und des
Schmelzvorganges. Im Anschluß an den Schneidhub weicht das Andruckelement wieder
nach unten zurück, und der Träger weicht wieder in seine zurückgezogene Ausgangsstellung
zurück, so daß die Teile nun die in Figur 11 gezeichnete Lage zueinander erreichen.
Kurz vor Beginn des Schneidvorganges ist auch die Klemmenbacke 8 wirksam geworden
und hat den unteren Bandabschnitt gegen die Klemme 3 verklemmt, so daß dieser Bandabschnitt
6, der nach der Abtrennung nicht mehr durch -. -- - - - ntcht. - - -Qle Klemme 4
gehalten wird/durch die Spannung des KunotstofEbandes zurückgezogen werden kann.
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Ausgenend von der Stellung der Teile aus Figur 11 fährt nun das Andruckelement
wieder nach oben und zwar über die Endstellung des Schneidhubes hinaus in die in
Figur 12 gezeichnete Preßstellung, in der es die beiden Bandabschnitte gegen die
Unterseite des Schweißgegenelementes 5 preßt und dies damit verschweißt. Das
Andruckelement
25 weicht dann wieder nach unten zurück in die beispielsweise in Figur 9 gezeichnete
Stellung und dann zurück in die beispielsweise in Figur 1 gezeichnete Ausgangsstellung.
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Die Klemmen 3, 4 und 8 sowie die Bewegung des Trägers 11 und des Andruckelementes
25 sind zwangsläufig gesteuert durch den zentralen Antrieb der durch den Kasten
40 in der Zeichnung angedeutet ist.