DE2551139A1 - Vorrichtung zum transversalen verschweissen und schneiden paralleler bahnen oder gegenueberliegender wandteile eines schlauches - Google Patents

Vorrichtung zum transversalen verschweissen und schneiden paralleler bahnen oder gegenueberliegender wandteile eines schlauches

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DE2551139A1
DE2551139A1 DE19752551139 DE2551139A DE2551139A1 DE 2551139 A1 DE2551139 A1 DE 2551139A1 DE 19752551139 DE19752551139 DE 19752551139 DE 2551139 A DE2551139 A DE 2551139A DE 2551139 A1 DE2551139 A1 DE 2551139A1
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wedge
rotation
jaw
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Ueli Bolli
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Schweizerische Industrie Gesellschaft
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Description

DR.-ING. DIPl INS. M. SC. LIP! ?HVI. DR. OIPL.-PHY3.
HÖGER - STELLRECHT ·· GRIESS3ACH - HAECKER
ag/ JÜ —i J —75 Patentanwälte in Stuttgart
SIG Schweizerische Industrie-Gesellschaft, 8212 fJeuhausen am Rheinfall (Schweiz)
Vorrichtung zum transversalen Verschweissen und Schneiden paralleler Bahnen oder gegenüberliegender Wandteile eines
Schlauches.
In der schweizerischen Patentschrift 374 587 ist u.a. eine Vorrichtung beschrieben, welche beim kontinuierlichen Herstellen von Packungen zur Verbindung gegenüberliegender Wandteile eines Verpackungsschlauches durch eine transversale Schweissnaht dient. Diese Vorrichtung weist zwei gegenläufig rotierende Schweissbacken auf, welche gleichzeitig von entgegengesetzten Seiten auf diese Wandteile einwirken und dabei eine verhältnismassig breite Schweissnaht bilden, die hierauf mittels einer Schneidvorrichtung mitten durchgeschnitten wird, so dass aus der ursprünglichen Schweissnaht zwei schmale Schwaissnähte entstehen, welche eine Packung hinten und die folgernde Packung vorns abschliessen. Es ist auch schon bekannt, die Schweissbacken selbst so auszugestalten, dass sie mittels einer Schneide und
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einar Ambassflache, die auf der einen bzw. der anderen Backe vorgesehen sind, die in Entstehung begriffene Schweissnaht zu durchschneiden. Derartige, auch zum Verschweissen und Schneiden paralleler Bahnen verwendbare Vorrichtungen arbeiten je nach der Art des Materials der Bahnen oder Schläuche nicht immer in befriedigender Weise. Namentlich bei sehr dünnem Falienmaterial ergeben sich Schwierigkeiten, die Ausschuss und eventl. Betriebsunterbrechungen verursachen. Unbeschichtete Folien aus Kunststoff, z.B. Polyäthylen, lassen sich auf diese Weise überhaupt nicht verarbeiten. Die Erfindung bezweckt diese Nachteile zu vermeiden. Sie betrifft demnach eine Vorrichtung zum transversalen Verschweissen und Schneiden paralleler Bahnen oder gegenüberliegender Wandteile eines Schlauches mit zwei gegenläufig rotierenden Schweissbacken, welche bei jeder Umdrehung gleichzeitig von entgegengesetzten 5eiten auf die Bahnen der Wandteile einwirken und von denen die eine mit einsr Schneide und die andere mit einer derselben zugeordneten, streifenförmigen Ämbossflache wsrsehen ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass mindestens eine der Schweissbacken unter der Einwirkung einer radial nach aussen gerichteten Kraft in bezug auf ihre Drehachse bis zu einem Anschlag verschiebbar ist; dass der Abstand der Drehachsen kleiner ist als die Summe der maximalen radialen Abstände der Schneide und der Ambossfläche von ihren Drehachsen; dass eine geheizte Schweissbacke einen keilförmig zugespitzten Kopf aufweist, dessen Keilkante die Schneide bildet; dass die andere Schweissbacke beidseitig der Ambossfläche zwei aus hitzebeständigem elastischem Material bestehende Wülste aufweist; dass beim Auftreffen der Schweissbacken aufeinander die verschiebbare Schweissbacke zurückweicht und die Bahnen oder Wandteile zuerst zwischen einen Wulst und eine Keilkopfflanke geklemmt werden zur Bildung einer ersten Schweissnaht; dass hierauf von der Schneide und der Ambossfläche der Schnitt ausgeführt wird, und dass schliesslich durch Klemmen der Bahnen oder Wandteile zwischen dem anderen Wulst und der anderen Keilkopfflanke eine zweite Schweissnaht gebildet wird.
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In de-r Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine Ansicht einer Schweiss- und Schneidvorrichtung, Fig. 2 ein Schnitt gemäss Linie II - II von Fig. 1,
Fig. 3a und 3b je eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III von Fig. 1 in zwei von Fig. 2 verschiedenen Bewegungsphasen eines. Arbeitszyklus, und
Fig. 4 eine Draufsicht auf mittels der Vorrichtung verschweigste und geschnittene Bahnen.
Die dargestellte Vorrichtung weist zwei übereinander liegende, gegenläufig rotierende Wellen 1 und 2 auf, an denen zwei Schweissbacken 3 und 4- befestigt sind. Die z.B. aus Stahl bestehende Backe
3 weist einen Fuss 5 auf, der teilweise in eine Längsnut 6 der Welle 1 eingelassen ist, und einen keilförmig zugespitzten Kopf 7, in dessen Nähe ein elektrischer Heizstab 8 in die Backe 3 eingebettet ist. Auf beiden Seiten der Backe 3 sind an dessen Fuss 5 zwei Deckplatten 9 befestigt, die sich bis zum Kopf 7, aber nicht bis zu dessen Keilkante 10 erstrecken.
Die Schweissbacke 4 ist bei 11 mit den äusseren Enden zweier Bolzen 12 verschraubt, die in diametralen Bohrungen 13 der Welle 2 verschiebbar geführt sind. Zwischen der Backe 4 und der Welle 2 ist auf jedem der Bolzen 12 eine starke Druckfeder 14 angeordnet, deren Enden in zwei Ausnehmungen 15 und 16 eingreifen, die in der Backe
4 bzw. der Welle 2 vorgesehen sind. Die Federn 14 sind bestrebt, die Backe 4 von der Welle 2 wegzuschieben, bis die an den Bolzen 12 vorgesehenen Köpfe 17 an den Schultern 18 der Bohrungen 13 anstossen (siehe Ausbrechung in Fig. 3a).
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Die Schweissbacks 4 ist nicht beheizt, obwohl eine Beheizung derselben nicht prinzipiell ausgeschlossen ist. Am Kopfende der Backe 4 sind zwei sich mit Vorteil nach aussen leicht verengende Längsnutan 19 vorgesehen, welche zwei grösserenteils in derselben eingelassene, als Wulste aus derselben vorstehende Stäbe 2Q1 und 20-aus hitzebeständigem Kunstgummi festhalten. Zwischen den beiden Nuten 19 weist das äussere Ende der Backe 4 einen schmalen Flächenstreifen 21 auf, der in der Lage von Fig. 2 für die als Messer wirkende Keilkante 10 der. Backe 3 als Amboss dient. Wenn die Backe 4 durch die Federn 14 in ihren grössten Anstand von der Welle 2 gehalten wird, beschreibt der Amboss-Streifen 21 eine Kreiszylindexfläche 22 von gleichem Radius wie eine von der Keilkante 10 beschriebene Kreiszylinderfläche 23. Das Segment 24 der Zylinderfläche 22, welches die Zylinderfläche 23 überlappt, kann aber vom Amboss-Streifen 21 nicht bestrichen werden, weil daselbst - und schon etwas vorher und nachher - die Backe 4 mit der Backe 3 zusammenstösst und dadurch gegen den Druck der Federn 14 auf die Welle 2 hin verschoben,wird.
Unmittelbar unter dem von der Keilkante 1Q bestrichenen Kreiszylinder 23 werden zwei aufeinanderliegende Bahnen 25 aus schweissbarem Kunststoff in Richtung des Pfeiles 26 vorwärts gezogen, z.B. durch ein nicht dargestelltes Walzenpaar, und' zwar mit einer Geschwindigkeit, welche der Umfangsgeschwindigkeit der Keilkante 10 entspricht. Diese Geschwindigkeit muss nicht notwendigerweise gleichförmig sein, sondern kann - wie bekannt - während eines Arbeitszyklus, d,h. je einer Umdrehung der Backen 2 und 3, variieren, insbesondere während der Zusammenarbeit der beiden Backen 3 und 4 etwas kleiner sein als die Durchschnittsgeschwindigkeit.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die aus der Lage nach Fig. 3a kommenden Backen 3 und 4 sich in Richtung der . Pfeile 27 einander nähern, so werden die beiden Bahnen 25 schliess~ lieh zwischen der mit 2B1 bezeichneten Keilflanke des Backenkopfes
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7 und dem elastisch nachgebenden Gummistab 20, sehr schonend eingeklemmt. Die streifenförmige Klemmstelle wird dabei stark erhitzt, so dass die Bahnen 25 an derselben durch eine transversale Schweissnaht 29 (siehe Fig. 4} miteinander verbunden werden (erste Schweissphase).
Bei der weiteren Drehung der Backen 3 und 4 gelangen dieselben in die Lage von Fig. 2, in welcher die Keilkante 10 als Schneide mit der Ambossfläche 21 zusammenwirkt und die erhitzten Bahnen 25 mit einem transversalen 5chnitt 30 glatt durchschneidet. Die Bahnen sind in den Fig. 2 und 3b nicht dargestellt worden, da dies nur die Zeichnung überlasten würde, ohne das Verständnis zu fördern. Die Fig. 3b zeigt eine zweite auf die Schnittphase folgende Schweissphase, in welcher die Keilflanke 28~ und der Gummistab 2G~ die Bahnen 25 festklemmen und dabei eine Schweissnaht 31 bilden.
Besonders wichtig ist die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung zum transversalen Verschweissen und Schneiden von gegenüberliegenden Wandteilen eines Schlauches bei der kontinuierlichen Herstellung von Packungen. Das Verschweissen und Schneiden von zwei parallelen Bahnen ist nur dsr einfacheren zeichnerischen Darstellung halber als Anwendungsbeispiel gewählt worden, und weil man dabei ohne weiteres sieht, dass anstelle von zwei Bahnen auch drei oder mehr Bahnen miteinander verschweisst und geschnitten werden können.
Mit der beschriebenen Vorrichtung können Bahnen und Schläuche aus sehr dünnen Kunststoff-Folien vsrschweisst werden, bei welchen bisher übliche Vorrichtungen ähnlicher Art versagen. Sehr vorteilhaft ist dabei, dass die Deckplatten 9 eine zu grosse Erwärmung der Bahnen 25 vor bzw. nach den beiden Schweisspnasen verhindern und auch als fiiederhalter auf dieselben wirken können.
Als Variante könnte anstelle der 3acke 4 die Backe 3 an ihrer Welle unter Federdruck radial verschiebbar angeordnet sein. An
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oicn könnte diese Hassnahms auch bei beiden Backen getroffen
warden. Anstelle von Federn könnte man gegebenenfalls auch durch Druckluft beaufschlagte Kalben vorsehen, um eine etwas leichtere Regulierung des Schweissdruckes gemäss dem jeweils verarbeiteten Material zu erzielen; doch dürfte dies in der Regel überflüssig
sein.
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Claims (6)

Patentansprüche
1.J Vorrichtung zum transversalen Verschweissen und Schneiden paralleler
\ J Bahnen oder gegenüberliegender Wandteile eines Schlauches, mit zwei
gegenläufig rotierenden Schweissbacken, welche bei jeder Umdrehung gleichzeitig von entgegengesetzten Seiten auf die Bahnen oder Wandteile einwirken und von denen die eine mit einer Schneide und die andere mit einer derselben zugeordneten, streifenförmigen Ambassfläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schweissbacken (2, 3) unter der Einwirkung einer radial nach aussen gerichteten Kraft in bezug auf ihre Drehachse bis zu einem Anschlag (18) verschiebbar ist; dass der Abstand der Drehachsen kleiner ist als die Summe der maximalen radialen Abstände der Schneide (10) und der Ambossfläche (21) von ihren Drehachsen; dass eine geheizte 5chweissbacke (3) einen keilförmig zugespitzten Kopf (7) aufweist-, dessen Keilkante (10) die Schneide bildet; dass die andere Schweissbacke (4) beidseitig der Ambossfläche (21) zwei aus hitzebeständigera, elastischem Material bestehende Wülste (2CL, 20-,) aufweist; dass beim Auftreffen der Schweissbacken aufeinander die verschiebbare Schweissbacke (4) zurückweicht und die Bahnen (25) oder Wandteile zuerst zwischen einen Wulst (20.,) und eine Keilkopfflanke (28.-) geklemmt werden zur Bildung einer ersten Schweissnaht (29); dass hierauf von der Schneide und der Ambossfläche der Schnitt (30) ausgeführt wird, und dass sehliesslich durch Klemmen der Bahnen oder Wandteile zwischen dem anderen Wulst (2O2) und der anderen Keilkopfflanke (28_) eine zweite Schweissnaht (31) gebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den keilförmig zugespitzten Kopf (7) aufweisende 5chweissbacke (3) starr mit einer Welle (1) verbunden ist, und dass die die Ambassfläche (21) aufweisende Schweissbacke (4) an Bolzen (12) befestigt ist, die in diametralen Bohrungen (13) einer Welle (2)
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verschieobar sind und je einen Kopf (17) aufweisen, der durch eine Druckfeder (14) an/siner Anschlagschulter (18) der Bohrung gehalten wird, solange die Schweissbacken sich nicht berühren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ambossflache (21) aufweisende Schweissbacke (4) nicht geheizt ist und dass ihre Wulste durch teilweise in Nuten (19) eingelassene Gummistäbe (2CL, 20~>) gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale radiale Abstand der Ambassfläche (21) von ihrer Drehachse gleich dem radialen Abstand der Keilkopfkante (1D) von ihrer Drehachse ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale radiale Abstand der Ambossfläche (21) von ihrer Drehachse kleiner ist als der radiale Abstand der Keilkopfkante (10) von ihrer Drehachse, wobei das Verhältnis der beiden Abstände zwischen 0,96 und 0,99 liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geheizte Schweissbacke (3) auf ihren-beiden Seiten mit Deckplatten (9) versehen ist, welche die Bahnen oder Wandteile vor der Bildung der ersten 5chweissnaht (28) und nach der Bildung der zweiten Schweissnaht {31) gegen die von der Schweissbacke ausgehende Wärmestrahlung abschirmen.
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