DE2826856A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennschweissen von kunststoffolien mit einem laserstrahl - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum trennschweissen von kunststoffolien mit einem laserstrahl

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen
  • von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem auf diese gerichteten Laserstrahl, bei dem die Kunststoffolien und der Laserstrahl relativ zueinande; bewegt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Bei einem aus der DE-OS 16 29 219 bekannten Verfahren dieser Art wird zum Verschweißen von unststoffolien ein Laserstrahl auf diese gerichtet, dessen Strahlungsenergie nach d Durchtrit durch die Kunststoffolien nicht mehr genutzt wird. BetXdem bekannten Verfahren geht daher ein Großteil der Strahlungsenergie des Laserstrahls yerloren.
  • Sollen nach dem bekannten Verfahren Kunststoffolien nicht nur miteinander verschweißt, sondern auch getrennt werden, darf der Laserstrahl nicht so scharf gebündelt werden, weil der nur einmal durch die Folien hindurchtretende Strahl diese sowohl trennen, als auch die durch den Trennschnitt gebildeten Ränder wieder miteinander verschweißen muß. Zum Trennschweißen muß nach dem bekannten Verfahren daher ein energiereicher Strahl verwendet werden, dessen Energie sich nur zum Teil ausnutzen läßt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch zu verbessern, daß sich die Energie des Laserstrahls vollständiger ausnutzen läßt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kunststoffolien durch einen scharf gebündelten Laserstrahl getrennt werden, der Laserstrahl nach dem Trennschnitt auf die getrennten oder zu trennenden Folienränder reflektiert und anschließend der durch die Folien hindurchtretende Laserstrahl wiederholt auf die Folienränder reflektiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchtrennt der scharfrjebündelte Laserstrahl die aufeinanderliegenden Folienbahnen, wobei die durch den Trennschnitt erzeugten Ränder der aufeinanderliegenden Folienbahnen nur wenig miteinander verschweißen. Eine feste Scaweißnaht wird anschließend dadurch erzeugt, daß der Laserstrahl beidseits der mit-in>naer zu verschweißenden Folienbahnen wiederholt in der Weise durch den Schweißnahtbereich reflektier; wird, daß von diese nahezu die gesamte Strahlung absorbiert und das Folienmaterial unter Verschweißung miteinander aufgeschmolzen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur die Strahlungsenergte des Laserstrahls besser ausgenutzt, so daß Laser geringerer Leistung verwendet werden können, es lassen sich auch gute und feste Schweißnähte an den durch den Laserstrahl getrennten Folienrändern erzeugen.
  • Die mit Trennschweißnähten zu versehende Bahn wird vorzugsweise in Reflektionsrichtung bewegt, sie kann aber auch entgegen der Reflektionsrichtung des Laserstrahls transportiert werden, so daß zunächst ein Verschweißen der Bahnen und sodann der Trennschnitt mittig durch die Schweißnaht erfolgt Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Bahnen auch ohne Trennschnitt mlieinander verschweißt werden, wenn der Laserstrahl weniger scharf gebündelt wird, so daß die Bahnen nicht durchschnitten werden.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein Laser auf ein auf der anderen Folienseite angeordnetes, Laserstrahlen reflektierendes Element gerichtet ist, das den Laserstrahl durch die Folien hindurch in einen U-förmigen, zu den Folien hin offenen und mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanal reflektiert, und daß auf der dem Kanal gegenüberliegenden Folienseite ein entsprechender, zu den Folien hin offener Kanal angeordnet ist, so daß zwischen den der Schweißnahtbreite angepaßten Kanälen der von dem Folienmaterial zunehmend absorbierte Laserstrahl hin- und herreflektiert wird.
  • Zwischen den mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanälen wird der Laserstrahl mehr oder weniger geordnet reflelctiert, so daß er mehrfach durch beide durch den Trennschnitt gebildeten wander hindurchreflektiert wird und jeweils die beiden Ränder der aufeinanderliegenden Folienbahnen miteinander verschweißt. Es kann auch eine Mehrfachreflektion erfolgen, die ebenfalls duza führt, daß die Energie des casarstrahls von demmiteinander zu verschweißenden Folienmaterial absorbiert wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untaransprechen naher beschrieben worden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erlautert. In dieser zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Versehen von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen mit Trennschweißnähten in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie II - II und Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Trenn-Schweiß-Vorrichtung.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird eine flachliegende Folienschlauchbahn 1 in Richtung des Pfeils A über eine Walze 2 geführt, in deren Mantel eine Nut 3 eingedreht ist Oberhalb dieser Nut ist ein Laser 4 angeordnet, dessen scharf gebündelte Strahlen auf die Nut unter einem Winkel gerichtet sind, daß sie in Richtung auf die nachgeschalteten Kanäle 7, 8 reflektiert werden. Die Kanäle 7, 8 sind oberhalb und unterhalb der Schlauchfolienb'ahn parallel zu deren Transportebene angeordnet. Die offenen Seiten der Kanäle 7, 8 sind jeweils auf die Folienbahnen gerichtet Die Breite der Kanäle entspricht der Breite der zu bildenden nebeneinanderliegendn Schweißnähte, Aus dem Laser 4 tritt der scharfgeßündelte Laserstrahl aus, trifft auf die kalte, noch nicht erwärmte Folienschlauchbakn 1 auf und trennt diese durch, sodaß zwei Halbschlauchbahnen entstehen. Aufgrund des scharf gebündelten Laserstrahls werden die offenen Ränder der entstandenen beiden Halbchliiuchban nur ungenügend miteinander verschweißt. Eine einwandfreie Verschweißung der Ränder wird dadurch erreicht, daß der zunächst in der Nut 3 der Walze 2 reflektierte Laserstrahl zwischen dem Kanal 7 und dem Kanal 8 wiederholt reflektiert wird, wobei die reflektierten Strahlen durch beide Ränder der miteinander zu verschweißenden Halbschlauchbahnen hindurchtritt. Durch das wiederholte Reflektieren werden die Schnittränder beidseits des Längsschnitts 5 aufgeschmolzen und verschwefflen dadurch miteinander.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die den Laserstrahl reflektierenden Kanäle 7, 8 einen rechteckigen Querschnitt auf.
  • Statt rechteckiger Querschnitte können auch. andere Querschnittsformen gewählt werden.
  • Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 ist lediglich ein oberer Kanal 7a vorgesehen, der konzentrisch zu der Nut 3a der Walze 2a verläuft. Der zunächst scharf fokussierte Laserstrahl wird zwischen der Nut 3a und dem diese abdeckenden Kanal 7a reflektiert.
  • Die Schlauchfolienbahn 1a wird durch den scharf fokussierten Laserstrahl des Lasers 4a an der Stelle 5a durchtrennt, wobei die entstandenen Schnittrander schwach miteinander verschweißt werden. Der obere Kanal 7a ist so angeordnet, daß die Laserstrahlen zwischen diesem und der Nut 3a unter wiederholtem Durchtritt durch beide Schnittränder reflektiert werden; Die Laufrichtung der Schlauchfolienbahn ist durch. den Pfeil Aa gekennzeichnet worden. Es ist auch eine umgekehrte Laufrichtung denkbar, wobei allerdings dafür Sorge zu tragen ist, daß der schon zuvor erweichte Schweißnahtbereich nach dein Trennan durch den scharf fokussierten Laserstrahl unmittelbar nach dem Durchtrennen nicht wieder miteinander verläuft.
  • L e e r s e i t e

Claims (4)

  1. Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl Patentansprüche: 1. Verfahren zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem auf. diese geriChteten Laserstrahl, b-i dem die Kunststoffolien und der Laserstrahl relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffrollen durch einen scharf gebündelten Laserstrahl getrennt werden, dr Laserstrahl nach dem Trennschnitt auf die getrennten oder zu trennenden Folienränder reflektiert und anschließend der durch die Folien hindurchtretende Laserstrchl wiederholt auf die Folienränder reflaktiert wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf aufeinanderliegende Sunststofffolienbannen gerichtetem Laser, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (4, 4a) auf ein auf der anderen Folienseite angeordnetes, Laserstrahlen reflaktierendes Element (3, 3a) gerichtet ist, das den Laserstrahl durch die Folien (1, la) hindurch in einen U-förmigen, zu den Folien hin offenen und mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanal t7, 7a) reflektiert, und daß auf der dem Kanal (7, 7a) gegenüberliegenden Folienseite ein entsprechender, zu den Folien hin offener Kanal (8) angeordnet list, so daß zwischen den der Schweißnahtbreite angepaßten Kanälen (7, 8) der von dem Folienmaterial zunehmend absorbierte Laserstrahl hin-und herreflektiert wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserstrahlen reflektierende Element durch eine über den Umfang einer die Folien (1, la) absützenden Walze (2, 2a) verlaufende Nut (3, 3a) gebildet ist, auf die der Laser (4, 4a) gerichtet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch geMennzeichnet, daß die Nut (3a) den einen Kanal bildet und der andere konzentrisch zu der Nut (3a) gekrümmt ist.
DE2826856A 1978-06-19 1978-06-19 Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl Granted DE2826856B2 (de)

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