DE2252413C2 - Schweiß- und Trennvorrichtung für Kunststoffolien - Google Patents

Schweiß- und Trennvorrichtung für Kunststoffolien

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DE2252413C2
DE2252413C2 DE2252413A DE2252413A DE2252413C2 DE 2252413 C2 DE2252413 C2 DE 2252413C2 DE 2252413 A DE2252413 A DE 2252413A DE 2252413 A DE2252413 A DE 2252413A DE 2252413 C2 DE2252413 C2 DE 2252413C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schweiß- und Trennvorrichtung für Kunststoffolien mit zwei relativ zueinander bewegl iren Schweißbacken, von denen wenigstens eine heizbar ist, wobei zwischen oder neben den Schwcißleistenstir.iflächLa in der einen Backe eine Schneide und in einer Nut der anderen Backe eine mit der Schneide zusammenwirkende, elastisch nachgebende, in entlastetem Zustand mit der oder den benachbarten Schweißleistenstirnflächen etwa bündige Unterlage angeordnet ist.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus dem deutschen Gebrauchsmuster 7 020 713. Üblicherweise sind die Schweißleistenstirnflächen beider Backen mit einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen überzogen, um ein Anbacken des zu verschweißenden Folienmaterials an den Schweißbacken zu verhindern. Der PTFE-Überzug ist meist in Form einer über die Schweißleistenstirnflächen gespannten, glasfiberverstärkten PTFE-Folie aufgebracht. Meistens ist auch die elastisch nachgiebige Unterlage in der einen Schweißbacke von dieser Folie überspannt, wohingegen die Schneide in der Gegenbacke nicht von ihr überspannt ist. Vielmehr ist die die Schneide tragende leistenförmige Klinge in einer Nut der einen Backe angeordnet und die Folie hinter der Klinge im Nutgrund an der Schneide vorbeigeführt. Es gibt aber auch Einsatzfälle, bei denen die PTFE-Folie über die Schneide hinweggeführt ist, die dann etwas abgerundet und somit abgestumpft ist und durch die Folie in der Schneidwirkung noch mehr abgestumpft wird. Es wird dann mit der Schneide mehr ein Quetschschnitt als ein sauberer Messerschnitt erzielt, was jedoch manchmal erwünscht ist. Die Nachgiebigkeit der Gegendruckfläche der Schneide ist erforderlich, um über die gesamte Breite der zu verschweißenden und abzutrennenden Folien einen vollkommenen Trennvorgang zu gewährleisten. Zum einen liegen nämlich die zu verarbeitenden Folien häufig im Randbereich mit einer größeren Anzahl von Lapen übereinander als im Mittelbereich, so daß Dikkenunterschiede über die Materialbreite auftreten und kompensiert werden müssen; zum anderen ist auf Grund der Erwärmung der Klinge mit deren Verziehen und mit einem nicht exakt geradlinigen Verlauf der Schneide zu rechnen.
Bei der aus dem erwähnten deutschen Gebrauchsmuster bekannten Schweiß- und Trennvorrichtung ist die elastisch nachgiebige Unterlage durch einen in einer Nut angeordneten, relativ steifen Gegendruck-ίο balken gebildet, der auf seiner Rückseite über Federn gegen den Nutgrund abgestützt ist. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht einmal darin, daß die Gegendruckfläche eine zu hohe Eigensteifigkeit aufweist und sich nicht allen Unebenheiten der Schneide anschmiegen kann. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus folgendem: die Schweißbacken als Ganzes und auch deren Einzelteile als solche sind als Verschleißteile anzusehen, die je Arbeitsschicht etwa 25 OOOmal betätigt werden. Die Verschleißteile sollen daher nicht nur selber billig, sondern auch leicht auswechselbar sein. Dieser Forderung entspricht aber die bekannte federnde Gegsndruckleiste nicht. Sie trägt auf ihrer Rückseite eine Vielzahl von aufgenieteten gewölbten Federzungen. Diese Konstruktion ist nur mit
erheblichem Kosten- und Zeitaufwand herstellbar und für die Handhabung und Montage durch nicht ausreichend geübtes Bedienungspersonal schlecht geeignet.
Man hat auch schon in sich elastische Unterlagen verwendet, die aus Silikongummi bestanden. Die Gegendruckleistc ist jedoch ständig den hohen Schweißtemperaturen ausgesetzt, und es hat sich gezeigt, daß das verwendete Silikongummi nicht in genügendem Ausmaß hitzebeständig war. Silikongummi neigt bei den in der Schweißvorrichtung auftretenden Temperaturen zum Verspröden und zum Altern, zumindest aber zu einer sich innerhalb der Taktzeit nicht zurückbiidenden Verformung. Wenn die Schneide mindestens einmal je Sekunde in die Gegendruckflache
eindrückt, so reicht bei Silikongummi die Pause bis zum nächsten Schnitt bei den herrschenden Temperaturen bei der damit erhöhten Formhysterese nicht aus, um die von der Schneide herrührende Einkerbung in der Unterlage wieder zu beseitigen. Die der
Klingenquerschnittsform angepaßte Einkerbung in der Schneidengegenfläche führt dazu, daß das zu trennende Material beim Schnitt an die Klingenseitenwände angedrückt wird und entlang unnötig großer Kontaktflächen mit ihr in Berührung gebracht wird. Diese großen Berührungsflächen und die relativ hohe Klingentemperatur haben ein Ankleben des Folienmaterials und daraus resultierende Betriebsstörungen sowie eine Klingenverunreinigung durch von den Folien mitgenommene Haftrückstände an der Klinge zufolge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gegendruckfläche für eine Schweiß- und Trennvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die billig in der Herstellung und bei tier Erneuerung einfach zu handhaben ist und die bei den auftretenden Temperaturen die nötige Elastizität und Formstabilität hinsichtlich der Flachheit der Gegendruckfläche und die nötige Alterungsbeständigkeit behält und die zu keinerlei Betriebsstörungen Anlaß gibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterlage aus einem von einem dünnen Metallband überspannten Strang eines elastischen Mediums besteht. Zwar ist die Verwendung von Silikongummi allein
als Unterlage bekannt. Durch die Erfindung wird aber ein Schutz einer elastischen Unterlage, die aus Silikongummi oder aus Stahlwolle bestehen kann, durch ein über dieses elastische Medium gespanntes Metallband, vorzugsweise ein Stahlfederband gerinoer Wandstärke, empfohlen. Das durch das elastische und an sich temperaturbeständige Polster (Silikongummi, Stahlwolle) gestützte Metallband kann in Längsrichtung des Schweißbalkens allen Unebenheiten und Pickenunterschieden zwanglos folgen. In Querrichtung ist es hingegen trotz seiner dünnen Wandstärke genügend steif, um die Oberfläche der jvlessergegendruckf lache ausreichend plan zu halten, um eine Einkerbung der Schneidunterlage und eine seitliche Berührung der Klinge mit der Folie zu verhindern und so Betriebsstörungen auf Grund von Anbackungen oder Klingenverunreinigungen zu vermeiden.
Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert. Es zeigt
F i iz. 1 einen Querschnitt durch die Ober- und Unlerbaeke einer Schweiß- und Ttemv orrichtung in vereinfachter Darstellung und
Fig- eine Seitenansicht eines Endes der Oberbacke mit der Einspannung des Metallbandes.
Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Schweiü- und Trennvorrichtung weist eine Oberbacke 1 und eine Unterbacke 2 auf. Beide· Backen sind aus gut wärnieleiifahigem Material hergestellt und weisen eine die Schiene der Länge nach durchlaufende, »enau gepaßte, fein bearbeitete Bohrung 3 bzw. 4 auf. in die ein entsprechend eng tolerierter und oberflächlich glatter Dauerheizstab eingeschoben werden kann. Beide Schweißbacken 1 und 2 weisen au' den einander zugekehrten Seiten eine Nut 5 bzw. 6 auf. Die Nuten unterteilen die einander zugekehrten Seiten der Schweißbacken in /wei Sehweißleistenabschnitt" 7 und 8 bzw. 9 und 10, die auf den einander zuückehrten Seiten der Schweißbacken die Sliweiüleistensürnflächen 11 und 12 bzw. 13 und 14 bilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen beide Schweißleistenstirnflächen 11 und 12 bzw. 13 und 14 beider Schweißbacken auf gleicher Höhe, so daß bei einem Niedergang der Oberbacke auf die Unterbacke die Sch weißleisten Stirnflächen pa arc 11/13 und 12/14 sich über die eingeschlossenen Fo- !icnlaiz.cn gegeneinander abstützen und die Folienlagen an diesen Stei!'-n verschweißen. Hs entstehen auf diese Weise zwei dicht nebeneinander \erlaufende Schweißnähte, zwischen die durch die in den Nuten angeordnete, später /u beschreibende TrenneinricV tungen ein Trennschnitt gelegt wird. Soll der T rennschnitt nicht zwischen zwei Schweißnähte, sondern neben eine Ein/clnaht gelegt werden, so kann ein Schweißbackenpaar gewählt werden, bei dem das eine Paar der Schweißleistenabsclinitlc (z. B. Paar 7 9 oder 8 10) gegenüber dem anderen Paar verkürzt ist, so daß beim Niedergang der Ober- auf die Unterbacke keine Berührung der Stirnflächenpaare der verkürzten Leistenabschnitte und ^oniit an dieser Stelle auch keine Verschwenkung der Folienlagen erfolgt.
fm dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nut in der Untcrbackc etwas tiefer als breit ausgebildet, damit sie die im Querschnitt schlanke Klinge 15 aufnehmen kann. Di·1 Klinge 15 ist durch außerhalb des Arbeitsbereiches angeordnete, nicht dargestellte geeignete Befestigungsmittel in der gezeigten Stellung gehalten. Auf der der Oberbacke I zugekehrten Seite weist die Klinge eine Schneide 16 auf, die gegenüber den Stirnflächen 13 und 14 etwas hervorragt In der Oberbacke ist eine im Querschnitt etwa quadratische Nut angebracht, in die ein Strang 19 aus Silikongummi eingelegt ist, welcher von einem Metallband 25 überspannt ist (F i g. 2). Auf diese Weise ist der Strang 19 gegen Herausfallen gesichert. Die StirnflH-chen 11 und 12 und die Nut mit der in ihr befindlichen, durch das Metallband 25 gestützten, elastischen Unterlage sind von einem auf die Stäbe 17 und 18 aufgewickelten und stramm gehaltenen glasfiberverstärkten PTFE-Tuch 20 überspannt. Das Teflontuch verhindert ein Ankleben der Schweißstellen an den Stirnflächen. Bei der Unterbacke ist das von den Stäben 21 und 22 gehaltene PTFE-Tuch 23 zwar über die Stirnflächen 14 und 13 hinweg, aber durch die Nut 6 unter der Klinge 15 hindurchgeführt, so daß die Schneide 16 frei liegt.
Beim Niedergang der Oberbacke legt sich, noch bevor die Slirnflächenpaaiu 11/13 bzw. 12/14 zur Abstützung gegeneinander gela.igt sind, das Tuch 20 und das Band 25 auf die Schneide 16 auf, wobei die zu versehweißenden Folien zwischen Band 25 und vhneidc 16 eingeschlossen werden. Während des Schweißvorganges werden durch den anhaltenden Anpreßdruck des Stranges 19 und des Bandes 25 auf die Schneide 16 die zwischen ihnen eingeschlossenen Folienlagen langsam unter de- Wärmeeinwirkung der erhitzten Schneide 16 voneinander getrennt, ohne daß die Schneide 16 in die Unterlage 19/25 eindringt; die elastische Unterlage, die zwar Abweichungen der Klinge 15 von einem exakt geradlinigen Verlauf oder Dickenuntersehiede der Folienlagcn auszugleichen vermag, bleib; im Querschnitt der Fig. ! betrachtet, völlig plan. Die Berührung der Folie mit der Klinge Ϊ5 ist daher auf den unbedingt nötigen Bereich der Schneide 16 beschränkt. Anbakkungen und Verschmutzungen sind daher weitgehend ausgeschlossen.
Sollte auf Cmind langen Gebrauchs das Silikongummi 19 seine Elastizität verloren haben oder diese geringer geworden sein, so k::nn der Strang 19 leicht und auch durch ungeübtes Personal erneuert werden. Ebenso kann das Metallband 25 bei Bedarf leicht ausgetauscht werden. Die Befestigung und Spannung des Bandes 25 ist in F i g. 2 dargestellt. An einem Ende der Oberbacke 1 ist ein um eine Achse sehwenkba' mit einem Doppelschwenkhebel einer daran befestigten Backe 29 und einer losen Backe 30 ausgerüsteter Spannkloben 31 angeordnet. Die lose Backe 30 kann mit Klemmschrauben 32 auf die andere Backe 29 festgeschraubt werden und in den Spalt zwischen den Backen .las Stahlfcdcrband 25 eingeklemmt werden. Der Spannkloben 31 wird durch d'i% Spannfeder 33 von der entsprechender, Stirnseite 34 der Schweißbacke 1 gespreizt und so das Stahlband 25 gespannt. Die Vorspannung der Feder 33 kann mittels der sich mit ihrem Kopf an der Stirnseite 34 abstützenden, in der Backe 29 axial verschiebbar gelagerten Spannschraube 35 und den beiden Kontermuttern 36 eingestellt werden; die Spannschraube 35 dient auch zur Führung der Feder 33. Die in F i g. 2 dargestellte Befestigung und Spannung des Bandes 25 hat auch den Zweck, Wärmedehnungen und Schrumpfungen des Bandes 25 gegenüber der Backe 1 aufzunehmen.
An dem gegenüberliegenden linde der Schwcißbackc 1 kann eine gleiche Befestigung des Bandes vorgesehen sein; es kann aber auch das Band dort unelastisch an dem entsprechenden Stirnendc der Schweißbacke festgeschraubt, geklemmt oder eingehakt sein.
An Stelle des Silikongummislranges kann auch ein entsprechend geformter Zopf aus feiner Stahlwolle in die Nut 25 eingebracht werden, der in gewissen Grenzen der Verformung ähnliche Elastizitatseigenschäften wie Gummi und außerdem hohe Temperaturbeständigkeit aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Schweiß- und Trennvorrichtung für Kunststoffolien mit zwei relativ zueinander bewegbaren Schweißbacken, von denen wenigstens eine beheizbar ist, wobei zwischen oder neben den Schweißleistenstirnflächen in der einen Backe eine Schneide und in einer Nut der anderen Backe eine mit der Schneide zusammenwirkende, elastisch nachgebende, in entlastetem Zustand mit der oder den benachbarten Schweißleistenstirnflächen etwa bündige Unterlage angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus einem von einem dünnen. Metallband (25) überspannten Strang (19) eines elastischen Mediums besteht
2. Vorrichtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß der Strang ein Silikongummistrang ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang ein Zopf aus feiner Stahlwolle ist.
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