DE2544371A1

DE2544371A1 - Geraet zur thermischen bearbeitung von thermoplastikfolien

Info

Publication number: DE2544371A1
Application number: DE19752544371
Authority: DE
Inventors: Michael John Lee
Original assignee: AJ Bingley Ltd
Current assignee: AJ Bingley Ltd
Priority date: 1974-10-03
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1976-04-15
Also published as: JPS5161378A; FR2286700B1; DE2544372C2; JPS5850194B2; DE2544372A1; FR2286701A1; GB1528451A; DE2544371C2; JPS5161573A; FR2286701B1; US3981230A; FR2286700A1; JPS5913321B2; US3971299A

Description

jJie Erfindung "betrifft ein Gerät zur thermischen Bearbeitung •von l'aermoplastikfoiien. und betrifft insbesondere das üchnei— den und Jchveii3en von z.B. Po Ly äthy Lenf ο Lie η durch Lasergeräte.

dta derartiger -Learbeiturigavorgaiig wird zur üerste Llung von ^.iinstü b ο ff ca a c Ii en ocier -beuteln aus lCunsts loffoLienbünüern
verv/endet. Zur ueratcLLun^ soiclier fascLicn sind vieLe i.iaschineη bekannt. Die bekannten Maschinen verwenden ein heißes Seil, wie etwa einen heißen Draht oder ein heißes kesser, das suia Schneiden und/oder Schweißen des Kunsts boffoLieniua beriais verwendet wird. Bei den bekannten Maschinen ergeben sich Protleine aus deren kompliziertem mechanischen Aufbau, der zum
Auflegen und Zurückziehen der heißen IeUe bezüglich der

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OCHGINAL

Plastikfolie benötigt wird. Es ist zweifellos wünschenswer, daß die Taschenherstellmaschinen mit möglichst hoher Geschwindigkeit arbeiten können. Bei den bekannten Maschinen ist die Verfahrensgeschwindigkeit allgemein beschränkt durch den komplizierten mechanischen Aufbau und die Schwierigkeit, dem Kunststoffmaterial an der Stelle ausreichend Wärmeenergie zuzuführen, an der es in möglichst kurzer Zeit geschweißt oder geschnitten werden soll.

Zur Übertragung hoher Energiedichten auf Materialien ist ein Laser ein gut verwendbares Gerät. Der zur Zeit am meisten benutzte Hochleistungslaser ist der COp-Laser, der Strahlen mit einer Wellenlänge von 10,6 Mikrometer aussendet. Leider hat die Verwendung von COp-Lasern zum Schneiden und/ oder Schweißen von Thermoplastikfolien bisher noch keine klaren Vorteile gezeigt, da die meisten Thermoplastikmaterialien keine hohe Absorptionsfähigkeit für Strahlen von solcher Wellenlänge aufweisen. So dringt, wenn der Strahl eines COp-Lasers z*B. auf eine dünne Polyäthylenfolie gerichtet wird, der größte Teil der Laserenergie direkt durch die Folie hindurch, wobei nur eine relativ kleine Erwärmung bewirkt wird und der Wirkungsgrad der Energieausnutzung niedrig iet.

Das erfindungsgemäße Gerät zur thermischen Bearbeitung von Thermoplastikfolien mit einem Laser ist gekennzeichnet

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durch mindestens ein Unterlage- oder Verstärkungsteil aus einem Material, das einen hohen Absorptionskoeffizienten für die Strahlungsenergie bei der vom Laser ausgestrahlten Wellenlänge, ein niedriges Wärmediffusionsvermögen und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit aufweist, Mittel zum Spannen der Thermoplastikfοlie über das Unterlagsteil, so daß die Folie sich in einem engen Wärmekontakt mit dem Unterlagsteil an der Stelle befindet, an der sie durch das Unterlagsteil gebogen wird, Mittel zur Bündelung des Laserstrahls auf die Stelle der Folie, an der sie über dem Unterlagsteil liegt und außderdem Mittel zum Abtasten der Folie durch den gebündelten Laserstrahl.

Unter dem oben beschriebenen hohen Absorptionskoeffizienten des Materials für das Unterlagsteil ist zu verstehen, daß die Absorptionsfähigkeit des Materials bei der Wellenlänge des Lasers ausreichend groß ist, so daß im wesentlichen die gesamte Strahlungsenergie vom Laser, die durch die Plastikfolie hindurchtritt und auf das Unterlagsteil auftrifft, von den Oberflächenschichten des Materials des Unterlagsteils absorbiert wird, wobei sie nicht weiter als etwa 2 mm in das Material eindringt. Somit wird, wenn der Laserstrahl über die Thermoplastikfolie geführt wird, die durch die Folie hindurchtretende Energie im Unterlagsteil absorbiert und erwärmt dieses.

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Unter einem Material, das ein niedriges Warmediffisionsvermögen aufweist, ist zu verstehen, daß das Diffusiansvermögen ausreichend niedrig ist, so daß die Absorption der Laserenergie durch das Unterlagsteil einen heißen Fleck auf der Oberfläche des Teiles erzeugt, der im wesentlichen in jedem Augenblick der durch die fokusierte Laserenergie bestrahlten Fläche entspricht. Die Temperaturwechselbeständigkeit des Unterlagsteils muß ausreichend gut sein, so daß das Material sich nicht auflöst oder bricht, wenn es der auf engstem Raum lokalisierten Erwärmung durch den Laserstrahl ausgesetzt wird.

Da die Folie in einem engen thermischen Kontakt mit einem Unterlagsteil gehalten wird, unterstützt der heiße Fleck die Bearbeitung der Folie. Die direkt durch die Folie hindurchgeleitete Laserenergie wird absorbiert, bildet den heißen Fleck auf dem Unterlagsteil und wird im wesentlichen auf die Folie zurückgelenkt. Damit wird die Ausnutzung der Laserenergie erhöht.

Obwohl der mit dem"Zurücklenken der Laserenergie verbundene Vorgang nicht voll verstanden wird, wird angenommen, daß der Vorgang einschließt entweder eine direkt leitfähige Wärmeübertragung von dem Unterlagsteil auf die Folie oder eine Zurückstrahlung von Energie vom Unterlagsteil bei einer

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niedrigeren weiLenLän-e, äie Leichter ■ vom i'olienüiateriaL absorbiert wird, oder aber eine ivlischung ti leser beiden Prosesse, -tuf Jeden x-all wurde gefunuon, dan es für die Erhöhung des W ir italics grade s der Bearbeitung wc 3 en ti ich ist, da ω ein fester, enger thermischer iContaxit zwischen der i'oiie und dem.Unterlage* teil "sichergestellt wird. . ■■■■'■-.-

Jäs ist -vorgesehen, Qa^ die .von dem erfindungsgemäßen Gerat durchgeführte Bearbeitung entweder das Schneiden durch üio ii'Oiie des i'hermopLastiloüaterials, oder das krus cchweii3en von zwei oder mehreren übe reinander ge Legten Schichten von l'hcriiioplaütilcxoiie, oder eine Kombination von beiden

aa rs te I it., v/obei die üüereinaaderge Legten i>'oLienschichten uuru^;agc^r.;olvfiii;i;eti unG gleichseitig ent Lang ihrer geschnittenen Eilten zusaiMengeschweißt werden. Um den gewünschten Arbeitsvorgang durchzuführen, wird die auf die IHiermopLastikfoLie aufgebrachte Lnergiedichte durch das G-erät gesteuert. Diese aufjebrachte Lnergieuichte hängt im wesentLiehen ab von der AusgangsLeistung des verwendeten Lasers,von dem Wirkungsgrad den unter iagüteileü be im Zur'ic.cLenlcen der ü'ncrgie auf die i'lieriiiopLastilcL oiie, der Absorptionsfähigkeit der l'he r mop Last ikfüiie bei der vom xjaser auügesandten weLLenLänge, von der ü-röjje des fo;:uci'o: tea Bereichs der auf die iolie aufgebrachten ^aoereLiergic uae von der ubtastgeachwindigkeil; des LaserstrahLs ül/er der 1''¹OLie.

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In der Praxis wird der wirkungsgrad der Küclelenkung durch das Unter lags teil maximiert, so daß die Jüaser energie bei .maximalem Wirkungsgrad verwendet werden kann. JTur älesen Zweck, wird uuü Unter lauste il vorzugsweise gebildet aus si.liciu.mhaltigern i.iater"ial, wie etv7a >4iiarz oder Iiartüeuerporzeliaii, von denen gefunden wurde,, öaiS sie die obe tie rw ahnten Erfordernisse fur da« material des unter lagsteiles miteinander verbinden. IJiri eine hohe Bearbeitungsgesehwinäigkeit bei hohen Abtasi;-geschwindigkeiten des· Laserstrahls über der 2? ο lie au erreichen, oolite ein UoGhleistungslaser verv;endet werden. Torzugsweise wurde ein üO^-Laser mit einer Ausgangsleistung von mindestens 400 watt gewühlt. Es ist nomaierv/eise nicht zweckdienlich, die Ausgangsleistung des Lasers zu steuern, und es "ist zxtfeii'el-Los nicht wünschenswert, die auf die iherinoplastikfolie aufgebrachte Ll trab, lungs energie durch Ablenken eines l'eils eier voux Laser ausgestrahlten strahlung und durch deren "Vergeudung zu. steuern. iJociit wird die auf die l'hermopLastikfolie aufgebrachte jji'nergiedichte normalerweise in der Praxis gesteuert durch die üinstellung der Abtastgeschwindigkeit der Strahlung auf der Polie.

Obwohl die Erfindung durch die ±'r ob lerne stimulier b wurde, die im Zusammenhang mit der ^;/erwendung, eines 00_o-Lasers aur Bearbeitung von uiherm-oplautikfoiien auftreten - zur Zeit ist ja der ¹Ju₀-Laser die eins ige Ausf Uhrungsf orrn eines Lasers, der luit der nokwenciigen Ausgangsleistung beouem verfügbar isu -

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kann das erf inciungsgemäße ü-erät auch in Verbindung mit anderen Ausfuhrungsformen "von Lasern verwendet v/erden, die die notwendige Ausgangsleistung aufweisen und bei denen ähnliche Probleme hinsichtlich der Wellen länge ihrer nicht vorn Ihermoplastikmaterial absorbierten Ausgangsstrahlung auftreten.

Vorzugsweise fokusieren die Mittel zur lOkusierung des Laserstrahls die Laserstrahlung in einen Strichfokus auf der 3?olie, wobei die Achse des Striches in der Richtung verläuft, in der der Strahl durch die Abtaotinittel über die Polie geführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungafcrm der Erfindung sind auch die Spannmittel einstellbar, um ein Verändern der an der Eolie anliegenden Spannung zu ermöglichen, um sie an die Art und die Dicke des zu bearbeitenden Thermoplastikraaterials und auch an den durchzuführenden. Bearbeitun^svorgang anzupassen.

Um zv/ei Schichten von iDhermoplastikfolien zusammenzuschweißen, sollte die an die zwei Pollen angelegte Energiedichte ausreichend sein, um die i'olien nur für eine genügend la-ge Zeit weich zu machen und ein Ineinanderfließen des plastifizierten Ihermoplastikmaterials zu ermöglichen. Um jedoch die Thermoplastikfolie zu schneiden, sollte die Snergiedichte beim gleichen Material hoher sein, so daß das Kunststoffmaterial entlang der Schnittlinie verdampft wird. Zum gleichzeitigen Schneiden und Schweißen, das heißt bei Vorgängen zur Herstellung' von kunststofftaschen, ist e3 nötig, beide, obengenannte Be-

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dingungen aar gleichen Zeit zu erfüllen. Dies kann mit einem im Strich fokus ierten Laserstrahl, bei dem die Energiedichte über den Strich annähernd eine Gauss'sehe Verteilung aufweist, so erreicht werden, daiS die an das Material entlang der Zentralacb.se des Striches angelegte Energiedichte zur Verdampfung des Kunststoffmaterials ausreichend ist, wobei die Dichte entlang beider Seiten des Striches nur zum Weichmachen ausreicht und damit das Material schweißt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform des erfind ungs gemäßen Gerätes werden Kunststofftaschen aus einem Band von zwei übereinandergelegten Schichten von Thermoplastikfolie hergestellt. Dabei besteht das erfindungsgemäße G-erät aus einer Transportvorrichtung mit mehreren Trennte ilen darauf, um eine Reihe von Zwischenräumen zu schaffen, Mittel zur fortwährenden Zuführung des Bandes aus ThermoplastÜL-folie zur Transportvorrichtung und Mitte 1 zur Bewegung der Transportvorrichtung um jeden Zwischenraum nacheinander den Zuführungsmitteln zuzuführen, so daß das Bandmaterial in jeden Zwischenraum und über die Kanten des angrenzenden Trennteiles geführt wird, wobei die Kanten von mindestens einigen

des
Trennteilen aus dem Material/Unterlagsteiles gebildet sind und mehrere Unter lags teile darstellen. Außerdem v/eisen die Mittel zum Spannen der Folie Mittel zum Absaugen der Luft aus den Zwischenräumen auf, um das Band in die Zwischenräume zu ziehen und eine Spannung im Band an der Stelle zu erzeugen,

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an der es sich um die Kanten der Trennteile herum erstreckt.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Pig. 1 eine teilweise schematische Darstellung eines Teils einer das erfindungsgemäße Gerät aufweisenden Maschine;

Pig. 2 eine schematische Darstellung einer das erfindungsgemäße Gerät aufweisenden Vorrichtung zur Herstellung von Kunststofftaschen aus übereinandergelegten Bändern aus Thermoplastikmaterial;

. 3 eine Ansicht einer in der Ausführungsform in der Vorrichtung nach Pig. 2 verwendeten Abnahme- oder Abstreifvorrichtung;

Pig. 4 eine in der Ausführungsform der Vorrichtung nach Pig. 2 verwendete Materialzuführungsvorrichtung, im Detail;

Pig. 5a bis 5d die Wirkungsweise der in Pig. 4 dargestellten Materialzuführungsvorrichtung;

Pig. 6 ein Verfahren zur Herstellung eines Paares von Taschen aus einem schlauchförmigen Band aus Kunststoffmaterial;

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Fig. 7 ein Verfahren zur Herstellung einzelner Taschen aus dem Band und

Fig. 8 ein Blockschaltdiagramm eines in der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendeten Servo-Steuersystems.

Fig. 1 zeigt einen Teil der Thermoplastikfolie 101, die über eine Tragplatte 102 gelegt ist. Die Platte 102 ist entlang einer Kante durch einen aus Hartfeuerporzellan oder Quarzgut (fused silica) hergestellten Stab 103 bedeckt. Der Stab 103 wirkt als ein TJnterlagsteil für die Folie 101. Die Platte 102 weist in sie eingebohrte Löcher 104 auf, die mit einer Rohrverzweigung 105 und einem Ventilator 106 in Verbindung stehen. Die Betätigung des Ventilators 106 erzeugt eine Druckdifferenz auf der inneren und äußeren Oberfläche 107, 108 der Folie 101, und saugt diese beiderseits des Stabes 103 nach unten, wodurch in der Folie 101 eine Spannung erzeugt wird und sichergestellt ist, daß zwischen der Folie 101 und dem Stab 103 ein enger thermischer Kontakt besteht. Die Lage der Löcher 104 in der Platte 102 ist so bemessen, daß die die Spannung in der Folie 101 aufrechterhaltenden Saugkräfte davon unbeeinflußt bleiben, ob die Folie 101 kontinuierlich entlang des Stabes^verläuft oder nicht. Daher wird die Spannung in der Folie 101 nicht beeinflußt, wenn der Vorgang zum Schneiden der Folie entlang des Stabes 103 durchgeführt wird.

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Ein Strahlenbündel 109 der vom COp-Laser 110 ausgestrahlten Strahlung tritt durch ein Fokusiersystem 111 hindurch, welches den Strahl 109 zu einem Strich- oder elliptischen Fokus mit einem Seitenverhältnis von annähernd 10:1 fokusiert. Das optische System 111 schließt weiterhin ein eine Abtastvorrichtung, die den Strahl 109 über der Folie 101 entlang der Oberseite des Stabes 103 bewegt. Die Hauptachse des Strahlenfokus ist in Richtung der Strahlabtastung auf der Folie ausgerichtet. Der Fokus des über die Folie 101 geführten Strahlenbündels 109 wird durch bestimmte optische Techniken aufrechterhalten, die dem Fachmann bekannt sind und hier nicht beschrieben werden. Der Laser hat vorzugsweise eine kontinuierliche Ausgangsleistung von etwa 500 Watt und wird so fokusiert, daß die bestrahlte Fläche auf der Folie 101 eine Ellipse mit einer Hauptachse von annähernd 20 mm und einer Nebenachse von annähernd 2 mm darstellt.

Die Wellenlänge der Las eraus gangs strahlung beträgt 10,6 tun. Der Betrag der durch die Thermoplastikfοlie absorbierten

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strahlung hängt -von der .irt des -verwendeten, LDh ermop last ikmaterials ab. J3ei Polyäthylen dringt jedoch die Energie durch die Folie hindurch und wird von dem Unterlagsstab 103 absorbiert. Das iiartfeuerporzellan des Unterlagsatabes 103 weist ein hohes Absorptionsvermögen bei einer strahlung von 10,6 Jim und auch ein. relativ niedriges Diffusionsvermögen auf, so daß die auf die Oberfläche des Utabes 103 auftreffende Laserenergie einen heißen I¹ Ieeic auf dem Stab ausbildet, der zu jeder Zeit im wesentlichen der zu bestrahlenden Fläche entspricht. Die Wärmeenergie des heißen Fleckes wird zur Folie 101 zurückgelenkt, um die Bearbeitung der Folie zu erleichtern.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weist die Folie 101 zwei übereinandergelegte Bänder aus Polyäthylen auf. Die Ausführungsform der Erfindung kann dazu verwendet v/erden, die beiden Folien miteinander zu verschweißen und die Folien entlang der kiüte der Schweißnaht durchzuschneiden. Bei einer Polyäthylenfolie von etwa 15 Mm Dicke kann ein wirksames Schweißen und Schneiden bei Abtastgeschwindigkeiten von 305 m/sec erreicht werden. Bei solchen. Geschwindigkeiten erreicht der auf dem Unterlagssfeb 103 erzeugte heiße Fleck eine Temperatur von annähernd 1900⁰G, bei der er eine Strahlung im Spektralbereich von 1,7 bis 3,4 /im emittiert, die durch die Polyäthylenfolie 101 ausreichend absorbiert wird. Außerdem wird auch Wärme direkt der Polyäthylenfolie durch

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die !leitfähigkeit der oberfläche des ünterlagöinaterials zugeführt, flenn bei einer Ausführungsf orm der Erfindung die beiden folien nur zusammengeschweißt werden sollen, ist es wünschenswert, ein unter Druck gesetztes Oas zwischen der Ji¹OUe 101 und der Uberflache des Stabes 105 vorzusehen. Lies kann durch das G-as erreicht werden, das von dem Material des unter lagss ta bee oder der j?olie 101 aufgrund der erzeugten hohen Temperaturen erzeugt wird. Es kann aber auch durch die Injektion eines gasförmigen Mediums durch die Perforationen, in dem Unterlagsstab erzeugb werden.

Der bpannungsgraü in der loLie 1üi sollte ausreichend sein, daL.it auf jeden l?all sichergestellt ist, daß ein ,värmekontakt mit der Oberfläche des Stabes 103 besteht. In der i-raxis ist es ausreichend, wenn die Jpannun_c; größer als 400 g/iu über die Breite der i^olie ist und der Biogewinkel der Polie um den ο tab 103 eWa 120° ist.

Bei einer anderen Ausführungsform süiü die Unter lagsstäbe 103 als ilöhren aus . ..artfeuerporzellan ausgebildet. Dies hat den »'"orteil, da'3 der .leizdraht sich entlang der Röhren erstrecken kann und die führen vorgeheizt werden können.

In i'ig. 2 ist eine Maschine nur xlers te llung von iCunststoff taschen aus schlauchförmigem l'hermoplastikband dargestellt,

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die die Kennzeichen der obenbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung aufweist. Eine V/aLze 1, die aus einer zylindrischen Habe und zwei LagerschiLden 3, von denen nur eines gezeigt ist, gebiLdet wird, weist mehrere Trennteile 4 auf, die eine Reihe von Zwischenräumen oder Ausnehmungen ο bilden, die um den Umfang der rfabe 2 herum in Zwischenräumen angeordnet sind. Die Trennteile 4 weisen die Gestalt von radial befestigten Platten auf, wobei in radialer Richtung längere oder kürzere Platten miteinander abwechseln. Die Außenkante der längeren Trennt ei Ie 4 v/eist eine Anzahl von darin ausgebildeten Ausnehmungen auf, während die kürzeren TrennteiIe 4 mit einer Kappe S aus wärmebeständigem Material überzogen sind und ünterlagsteile darstellen. Die Xappen 6 können Stäbe aus Kartfeuerporzellan, wie oben bezüglich von Pig. 1 beschrieben wurde, darstellen. Die tfalse 1 wird durch einen nichtgezeigten Elektromotor gedreht. Eine allgemein mit dem -Bezugszeichen 7 gekennzeichnete Zuführungsstation v/eist zwei Paare von angetriebenen Zuführungsrollen 3a und Ob und einen Zuführungskanal 9 auf, der ii-i Detail später beschrieben wird. Die Hollen Ga und ob werden durch Elektromotoren angetrieben, die nicht gezeigt sind und die mit einem Servo-Steuersystem verbunden sind, das später beschrieben wird das ebenfalls auf den die Walze 1 antreibenden Motor derart anspricht, daß eine vorbestimmte, aber veränderliche Beziehung aufrechterhalten werden kann zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Waise

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1 und der Zuführun;:s£GSchv;iiiäigi:eit einer Bahn 10 aus schlauchförmigein Juinststoffbandmaterial, aus dem 'laschen gemacht v/erden sollen. Die Rollen 3a ziehen die Bahn 10 des Ausgangsmaterials von einer nichi^eze igten Zuführung3walze und die Rollen 8b führen die Sahn 10 der Vialze 1 über einen Zuführungslcanal 9 zu. Das Kunststoff bandmaterial ist ein flachgelegter Schlauch aus Polyäthylen mit hoher Dichte. Die Habe der walze 1 ist perforiert und ein Ventilator 11 und ein damit verbundenes Kanalsystem 12 ermöglichen die Aufrechter haltung eines nach innen gerichteten Iraitdruelcgef alles. Dahinter, in limdrehungsrichtung der Walze, ist ein laser 13 angeordnet, dessen utrahl über die Endabschnitte der !Crennteile 4 geführt v/erden lcann. Der Strahl des lasers 13 weist einen derartigen Le is tungs quer schnitt au:C, daß die Yerfahrenoschritte zum Schweißen und Trennen gleichzeitig durchgeführt werden.

Hinter dem Laser ist eine Abnahme- oder Abstreifvorrichtung 15 zum Entfernen der fertigen Haschen angeordnet. Die Abstreifvorrichtung 15 ist in den Pig. 2 und 3 dargestellt. Die Abstreifvorrichtung 15 weist eine Anzahl von gebogenen Dornen auf, die aus zugespitzten Stahlstreifen 17 hergestellt und so angeordnet sind, daß sie durch die obenerwähnten Ausnehmungen in den längeren i'rennteilen 4 hinäurchtreten. An den Streifen 17 sind Versteifungen 18 angebracht, womit diese an die übrige

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Vorrichtung befestigt v/erden können. Die Seiten der .Streifen 17 sind in der hohe ihrer Spitzen angeschärft ebenso wie die Führungskanten der Versteifungen 18. Die um den Abstreifpunkt herumgeführten Taschen v/erden auf die Dorne 16 gedrückt und die angespitzten Kanten schneiden T-förmige Schlitze in das Taschenmaterial, so daß die abgenommenen Taschen entlang der Dorne 16 sich herunterbewegen können. Das Polyäthylen ist ausreichend formfest, so daß die Taschen auf den Dornen 16 bleiben. Die wirkungsweise der Dorne 16 wird durch eine sich drehende Schaufel 19 erleichtert, die über ein Getriebe vom Antrieb der Walze 1 angetrieben wird.

Die Wirkungsweise des ..Gerätes ist wie folgt:

Wenn die jeweilige Aussparung 5 der Zufuhrungsstation 7 zugeführt wird, wird ein Stück der Bahn 10 in die Aussparung geführt und bildet eine Schleife 20. Die Größe der Schleife 20, und damit die Größe der fertigen Tasche, wird durch die Zuführungsgeschwindigkeit der Bahn 10 bezüglich der Winkelgeschwindigkeit der Walze 1 bestimmt. Die Bildung einer jeden Schleife 20 wird durch das von dem Ventilator 11 und dem Kanal 12 erzeugte, nach innen gerichtete Druckgefälle unterstützt. Die auf die Bahn 10 ausgeübte Kraft ist am größten, wenn sie gerade in eine gegebene Aussparung 5 eintritt und nimmt ab, wenn die Aussparung 5 gefüllt ist. Andererseits

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nimmt die Reibungskraft zwischen dem Band 10 und der Vorderkante des nachfolgenden, die Aussparung 5 bildenden Srennteiles 4 zu, wenn die schleife 2υ gebildet wird. Die Bildung und Steuerung der Schleifenlänge kann durch ein Drosselventil 21 im aianal 12 unterstützt werden. Der Differenzdrucic ha.lt auch die ochleifen.20 in ihrer Stellung, wenn sie um den .baser \5 herumgeführt werdender die Bahn 10 schweißt und schneidet. Der Laser Yj wird in Betrieb gesetzt, wenn das lcLirsere brennteil 4 unter seinem Strahl positioniert ist.

Die Art und Weise, wie zwei Waschen gleichzeitig hergestellt v/erden können, ist in i^:ig. 6 dargestellt. Die -^uerüchnitte 22 und .jchv/eißnatite 23 werden an aufeinanderfolgenden kürzeren i'rennteilen 4 ausgebildet, wobei ein abgeschlossenes stück 24 der Bahn 10 über dem zwischenliegendem Uingeren l'rennteil 4 gefaltet bleibt, auf dem es bis zu der Position der Abstreifdorne 16 herumgeführt wird. Die Abstreifdorne greifen in den gefalteten Bereich des zugesühweißcen Stückes 24 der BaIm 1ü ein, und die zugeschweißten Stücke der Bahn 10 werden abgestreift, wobei die geschweißten Enden jeweils zusammen sind. Wenn genügend geschlossene Stacke 24 gesammelt wurden, v/erden sie entfernt, gemeinsam tieftgeachweißt und in der liähe der !«'alten mit Perforation versehen, um ein Abtrennen in einzelne Waschen zu ermöglichen.

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Einzelne Ia se lien können so hergestellt werden, daß die zwischenliegenden Trennteile 4 bezüglich der angrenzenden !Crennteile 4 soweit verschoben v/erden, daß die Aussparungen 5 abwechselnd weit und eng sind, wie in I¹Lg. 7 dargestellt ist. Die konstante Zuführungsgeschwindigkeit der Bahn 10 ergibt lange, in den weiten Aussparungen 5 ausgebildete Schleife 20 und nur kurze schleifen in den schmalen Aussparungen 5, was ebenfalls in Fig. 7 dargestellt ist, Hacn dein Abschließen und schneiden der otücke 24 der Bahn 10 werden diese durch die Abstreifdorne, wie oben beschrieben wurde, abgestreift und das erwünschte katerial wird abgeschnitten.

Es ist vorteilhaft, eine perforierte Platte 61 in der liahe des äußeren Endes einer jeden schmalen Aussparung 5 vorzusehen. Der nach innen gerichtete Luftstrom drückt dann die Bahn 10 gegen die Platten, selbst wenn die Bahn 10 in zugeschweißte OtUcIre 24 geschnitten wurde, und trägt damit dazu bei, daß die abgetrennten otücke nicht, aufgrund der verschiedenen Materialgewichte auf beiden öeiten der zwischenliegen-

Trennden/beile 4> auf diesen zwischenliegenden Teilen 4 gleiten,

bevor sie durch die Dorne 15 abgenommen werden.

Um höhere Herstellgeschwindigkeiten zu erreichen, ist es notwendig, die Bahn 10 zwangsläufig in aufeinanderfolgende Aussparungen 5 zu lenken, anstatt sich nur auf das Torübergehen

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der iCrennteile an der Zuführung stat ion 7 zu verlassen.

Der in Pig. 4 dargestellte Zuführungskanal 9 weist eine Vorrichtung auf, ti ie die Bahn 10 zwangsläuf ig in aufeinanderfolgende Aussparungen 5 lenkt und deren Wirkungsweise in den figuren 5a Ms 5d dargestellt ist. An eine Seitenwand des Kanals 9 ist eine Luftkauimer 30 angebracht. Der Luftdurchgang ■von der Luftkammer JO wird durch eine Yentilplatte 31 und ein einstellbares, einen [Ceil des Kanales 9 bildendes iCor 32 gesteuert. In dem durch die Yentilplatte 31 ausströmenden Luftweg ist ein Rotor 33 mit ZwillingsflügeIn angeordnet, der mit einer Geschwindigkeit von 1T/2P angetrieben wird, wobei Ii die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze 1 und P die Anzahl der Aussparungen 5 auf der Walze 1 ist. Die radiale Länge der !Flügel 34 des Rotors 33 ist so bemessen, daß ein geringes Überlappen zwischen ihren Spitzen und den längeren iCrennteilen 4 auftritt.

Die Antriebe zwischen der Walze 1 und dem Rotor 33 sind so angeordnet, daß die !Flügel 34 und die ffirennteile 4 annähernd gleichzeitig aneinander vorbeigehen, ohne tatsächlich miteinander in Berührung zu kommen.

In i'ig. 5a ist der Rotor 33 dargestellt mit seinen Flügeln 34, die annähernd parallel zur Zuführungsrichtung des Ausgangsmaterials 10 angeordnet sind. Die Luft kann von der Luftkammer

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30 an einer üeite des Rotors 33 entlangstreifen, am die Bildung einer Schleife 20 in einer einzelnen Au.oaparu.ng 5 zu unterstützen. Pig. 5b zeigt die Stellung, in der ein einzelnes Irennteil 4 sich gerade an einem entsprechenden Plügel· 34 vorbeibewegt hat. Das geringe L Der lappen des ■ i'lüge Is 54 und des Trennteils 4 hat ermöglicht, daß der !Flügel· 34 die Bahn 10 über die Spitze des [Dremrceiles 4 hinweg und etwas in die nächste Aussparung 5 hineinführt, um die Bildung einer Schleife 20 zu fördern. ICurz vor der mechanischen Abbiegung der Bahn 10 hat auch die Bewegung des Rotors 33 den Luftdurchgang zu der -vorhergehenden Aussparung 5 abgeschnitten und diesen in die nachfolgende Aussparung 5 gerichtet, um bei der Bildung der Anfangsschleife 20 zu unterstützen. Pig. 5c zeigt die Situation etwas später, wenn die bchleife 20 teilweise gebildet ist, und Pig. 5d zeigt die Situation noch etwas später. Die Luft kann nun an beiden Seiten des Rotors 33 "vorbei in die zu bildende Schleife 20 strömen und so weiter.

Bei einer anderen Ausführungsform wird das Material der Bahn 10 in die Aussparungen 5 mittels geeignet angebrachter und betätigter Luftdüsen gelenkt.

normaler v/eise wird ein CO^-Laser benützt und das Ausgangsmaterial· ist Polyäthylen. Die Energieabsorption durch das

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Polyethylen v/ircl erhöht, da aas Iiar cf euerporaellan für die 3pitsen 6 leicht dis Laserstrahlung von 10,6 μπι absorbiert, sich erwärmt und die Jamie energie an das Polyäthylen surückleitet,

!Der Laser 13 Izanii örtlich bev/egt v/erden, aber es ist besser, den Laser Yj stationär au halben und dafür au sorgen, uaiv dao otra'alenb-LLnuel durch optische Liittel über das Ausgangsmaterial 10 geführt v/ird. In. beiden Pillen ist es aufgrund eier 3ev.^je^unx der Waise 1 nöti^', clctJ der Laserstrahl· eine Cfesohwinüi^reitslDDiüpOLiente entlang der ctreifenliinge aufweist, üie gleich der liaearen Gießchwlndiglreit cieo augehorigen xrctmteils-j 4 iat.

In iig. 3 ist äaa ^ecν ο-ο teuerays ten dargestellt, das die gev'mschte ...osiehung a\/iaohen der Iirehgecchv;indig,.:eit der ./eise 1 an*! /jUxJAiruiagsgeachviinC.ig.'roit der 3ai:ni 10 aufrechterhält nv-C au" eraen Ja-itgeber ^i, einen in.ütiegsgenorabo;? 32 Uno drei nllgemein i:iit dem Beaugsaeiohen. -J5, ·Ά und d^:} ^elcennaeichnsten oteuerkceisen bestehe. Lie iLreiae Sj und o4 steuerii Qie zutriebe der 2uführungsrolien =.-.« atid ^"o und der jireis Jj steuert den Antrieb der v/alse 1. Jeder der ,Steuerirre is e öj, o4 und -Sj weist einen Binärfreciuensvervielfacher (binary rate multiplier) Jb, einen Zähler ο7 einen D/A-'/iancller oü, einen xieistungsverstcirker o9» einen tachometer JO und einen iCodierer 31 far die »/eile ns teilung auf. Der Tachometer

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90 und der !Codierer 91 für die w'ellenposition sind am Anleer eines ülektroiiiotors 92 angeordnet, der das jeweilige 'feil der Maschine antreibt. Der oteuerkreis 83 der die .abspulrolle Ja ateuer"b v/eist auch einen Anstiegsgenerator 94 auf. Die zwei Xreise o3 und β4 werden gesteuert durch eine Geschwindigkeitseinateilvorrichtung 93 zum Einstellen der Geschwindigkeit der Rollen 3a und 8b bezüglich der G-eschwindigkeit der V/aIze i . Der Kreis 63 wird gesteuert durch eine v/eitere Geschwindigkeitseinstellvorrichtung 95 zum Einstellen der Geschwindigkeit der Vialse 1.

Das cystein arbeitet v/ie folgt:

Der i'aktgeber 81 erzeugt eine Jiolge "von regelmäßig auftretenden 'taktimpulsen. Die 'Daktimpulse werden dem Anstiegsgetierator c2,üer ihre Scheinfreq_uenz während den Perioden verändert, in üeaen die Maschine in ihrer Betriebsgeschwindigkeit hochgefahren und aus dieser heruntergefahren wird, und von dort dem Binärfrequenzvervielfacher 06 in jedem der Steuerkreise 83, 84 und 35 zugeführt.

Im J?alle des äteuerkreises 83 v/erden die ilaktimpulse dem 3in.cirfreq_uen.zverv ie !fächer 36 über den Anstiegsgenerator 94 zugeführt.

Die Faktoren durch die die Taktimpulse vervielfacht wer-

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■ den, werden durch die Geschwindigkeitseinstellvorrichtungen 93 und 95 unter der Kontrolle der Maschinenbedienung gesteuert. Die Beziehung zwischen diesen Faktoren bestimmt die Beziehung zwischen der Zuführungsgeschwindigkeit der Bahn 10 und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze 1 und damit die Große der fertigen laschen. In jedem der Steuerkreise 33, 84 und d^lj werden die Impulse -vom YervieIfacher 86 dem Zähler 87 zugeführt und dort mit Impulsen -verglichen, die vom !Codierer für die Wellenstellung abgeleitet werden. Das sich daraus ergebende Differenzsignal wird an den D/A-Wandler 88 angelegt und von da an den Leistungsverstärker 89, der den Motor 92 antreibt. Die weitere Kontrolle über die wellengeschwindigkeit eines jeden Motors 32 wird von einem an dem Anker des Liotors 92 angeordneten [Tachometer 90 abgeleitet, welcher die wellengeschwindigkeit anzeigende oignale erzeugt. Die Geschwindig-2:eitssignale werden auch an üeti Verstärker 89 angelegt.

Die Takt impulse vom Taktgeber 81 werden auch einem getrennten, steuersystem 97 zur Steuerung der Betriebsweise des Lasers 13 zugeführt und, über zwei Begrenzungsschalter 96, auch dem Anstiegsgenerator 94, der im Steuerkreis 83 liegt. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, daß eine Schleife von leicht angespanntere Bahn material zwischen den Rollen 8a und 8b aufrechterhalten wird, um damit zu gewährleisten, daß die Bahn 10 in einem spannungsfreien Zustand der Walze 1 geführt

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wird, I)ie Be grenz-ungs scha lter 96 ermöglichen es, α ie G-röiBe der Schleife zu steuern.

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Claims

a t e nt ει ti s υ r ii c h e

•uerät sur thermischen .bearbeitung von iheriiioplastilci'olien uit einen Laser, g e k e η η s e i c h η e t durch uimieoüens ein Im bei'lags- oder Vera tar kungsteil (105) aas einem luateri&i, das einen hohen Absorptionskoeff izienien für die otrahlungaeaergie bei der voü Laser ausgestrahlten ».'elleni-llnge, ein niedriges Warmedii'fusionsvermügen und eine gute leiiiperaturwechselbestänuigkeit aufweist,

Mittel (104, iu^, 106) zum Spannen der 'ihermoplastikfoiie über das ünterlagy «eil (lüj), so da J die i'olie sich in elnew ewigen «^.rmekontakt mit dera ünterlagsteil (103) an der oteile befindet, an tier sie durch dar.; "unterlagateil (105) gebogen wird,

mittel (111) zur Bündelung des Laaerstraals auf die Stelle der rolie, aii der sie über deui Lnterlagsteil (103) liegt und

Hittel (111) z-ux Abtasten der Polie durch den gebündelten Laserstrahl.
2. G-erät nach Anspruch 1 und zur Herstellung von iaschen,

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Beuteln od. dgl. aus einem Band von zwei übe ε einander gelegten Schichten der 'Ihermoplastilcfolle, bestehend aus einer iransportvorrichtung mit mehreren 'Irennteilen darauf, um eine Reihe von Zwischenräumen zu schaffen, Mittel zur fortwährenden Zuführung des Bandes aus i'hermoplastikf olie zur !'ransportvorrichtung und Mittel zur Bewegung d^r tOransport-■v or richtung, uiu jeden Zwischenraum nacheinander den Zuf ührungdmitteln zuzuführen, so dai3 das Bandmaterial in jeden Zwischenraum und über die Jiante des angrenzenden !Orennteiles geführt \vird, dadurch g e Ii « ti η ζ e i. c h η e t , daß die iantenvon mindestens einigen '!!rennteilen (4) aus dem katerial des Unter lagste ils (103} ^ebildet sind und mehrere Unter lagsteile darstellen.
3.. Cxerät nach-Anspruch 2., ü a d u rc h g e k e η η τ. zeichnet, da3 die Mittel (104, 105, 106) zum Spannen der Polie Mittel (11, 12) zum Absaugen der luft aus den Zwischenräumen (5) aufweisen, um das Band in die Zwischenräume' (5) zu ziehen und eine Spannung im Band an der Stelle zu erzeugen, an der es sich, um die üanten der I'rennteile; (4) herum erstreckt.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daiB das Lasergerät (110) ein

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mit einer . Ausgangs le ic tung -von mindestens 40ü wätt
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennze ichnet , daß die Mittel (111) zur Bündelung des Laserstrahls diesen zu einem Strichfokus auf der I'olie fokusieren, wobei die Achse des Striches in öor Richtung "verläuft, in der der otrahl durch die Abtast&ittel (111) über die I'olie geführt wird.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterlagsteil (103) aus siliziumhaltigem Material besteht.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterlagsteil (103) aus Quarz besteht.

ü. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterlagsteil (103) aus Hartfeuerporzellan besteht.

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