DE2845271A1 - Schweissbacke fuer verpackungsmaschinen - Google Patents

Schweissbacke fuer verpackungsmaschinen

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DE2845271A1
DE2845271A1 DE19782845271 DE2845271A DE2845271A1 DE 2845271 A1 DE2845271 A1 DE 2845271A1 DE 19782845271 DE19782845271 DE 19782845271 DE 2845271 A DE2845271 A DE 2845271A DE 2845271 A1 DE2845271 A1 DE 2845271A1
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welding
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jaw
welding jaw
segment
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Udo Burandt
Manfred Hauers
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Rovema GmbH
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Description

Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißbacke für Verpakkungsmaschinen zum Herstellen von Nähten an Verpackungsfolien, insbesondere von Quernähten an Schlauchfolien mit eingelegten Seitenfalten, mit einem Backenkörper, einer Heizeinrichtung und einer Schweißleiste.
Mit Hilfe solcher Schweißbacken werden Schlauchfolien zu Säcken verarbeitet, in-dem an der Schlauchfolie Quernähte angebracht werden. Diese Quernähte werden durch Verschweißen von aufeinanderliegenden Folienlagen gebildet, wobei die nötige Schweißwärme von den Schweißbacken auf die Folie übertragen wird. Bei mehrschichtigen Folien können auch nur gewisse Schichten der Folie geschweißt werden. In diesem Falle spricht man von Versiegelung. Hierfür werden gleiche Backen wie für Schweißungen verwendet. Zur Herstellung einer haltbaren Naht müssen die Temperaturen der Schweißbacken und die Dauer ihrer Einwirkung auf die Folie genau dosiert werden. Außer vom Material der Folie hängt diese Dosierung auch wesentlich von der Dicke der Folie und der Anzahl der Folienlagen ab.
wenn über die gesamte Nahtlänge gleichviele Folienlagen aufeinanderliegen, z.B. zwei Folienlagen, läßt sich die richtige Dosierung leicht finden. Die Zahl der Folienlagen ist jedoch nicht in allen Fällen über die gesamte Nahtlänge gleich. Dies gilt insbesondere für Säcke mit eingelegten Seitenfalten. Im
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Bereich der Seitenfalten nämlich sind vier Folienlagen vorhanden, während im Bereich von Seitenfalte zu Seitenfalte nur zwei Folienlagen vorhanden sind. Verwendet man für die Herstellung solcher Nähte übliche Schweißbacken, so muß im Seitenfaltenbereich die Naht so stark gequetscht werden, daß ihre Dicke noch ein wenig geringer ist als zwei Foliendicken, damit auch dort, wo nur zwei Folienlagen vorhanden sind, noch eine Verschweißung stattfindet. Dies ist insbesondere bei dicken Sackfolien nachteilig, also bei der Verarbeitung von Folien im Dickenbereich von ca. 120 bis ca. 280 μ. Die starke Nahtquetschung im Seitenfaltenberexch bringt auch eine Schwächung mit sich und damit die Gefahr eines Aufreißens.
Wegen dieser Schwierigkeiten wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 25 19 253), zunächst im Bereich der Seitenfalte, also dort, wo vier Folienlagen überexnanderliegen, eine separate Schweißung vorzunehmen und in einem späteren Arbeitsgang den Bereich der Naht herzustellen, in dem nur zwei Folienlagen übereinander liegen. Dies bringt jedoch eine Erhöhung des Bauaufwandes mit sich, da eine zusätzliche Schweißstation vorgesehen werden muß. Auch ist die zweimalige Erwärmung einer Schweißstelle für die Struktur des Folienmaterials im Nahtbereich nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißbacke zu schaffen, die es gestattet, in einem Arbeitsgang Nähte herzustellen, in deren Bereich die Anzahl der Folienlagen wechselt, wobei eine übermäßige Nahtpressung im Bereich vieler Folienlagen vermieden werden soll.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schweißleiste in Segmente unterteilt ist, die derart elastisch nachgiebig am Backenkörper gelagert sind, daß jedes Segment unabhängig von benachbarten Segmenten durch die beim Schweißen angewendete Preßkraft zurückdrückbar ist.
Eine so ausgebildete Schweißbacke kann sich an die verschiedenen Nahtabschnitte dadurch anpassen, daß die Segmente mehr
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oder weniger weit gegen die elastische Rückstellkraft zurückgedrückt werden. Im Bereich vieler Folienlagen werden die Segmente weiter zurückgedrückt als im Bereich von weniger Folienlagen. Es ist nun nicht mehr nötig, die Naht im Bereich vieler Folienlagen so weit flachzupressen, daß auch im Bereich von wenigen Folienlagen noch eine Schweißung stattfindet. Hierdurch werden Schwächungsstellen vermieden. Die Naht wird in einem Arbeitsgang hergestellt, so daß ein zweimaliges Erwärmen des Nahtbereiches nicht erforderlich ist und damit eventueil verbundene Schädigungen des Folienmaterials vermieden werden. Der Bauaufwand einer Verpackungsmaschine insgesamt ist < praktisch nicht größer als bei Verwendung konventioneller j
Backen, da keine zusätzlichen Antriebe oder dergleichen er- j forderlich sind. Die geringen Mehrkosten für die Herstel- £ lung der erfindungsgemäßen Backen sind im Vergleich mit den Gesamtkosten einer Verpackungsmaschine unerheblich. Im allgemeinen wird man zwei erfindungsgemäße Schweißbacken zur Herstellung einer Naht verwenden. Es ist jedoch auch möglich, eine erfindungsgemäße Backe mit einer starren Schweißbacke zusammenwirken zu lassen, da auch dann noch eine Anpassung an die verschiedenen Nahtabschnitte möglich ist.
Die Ausführungsform nach Anspruch 2 hat den Vorteil, daß die vordere Endstellung der Segmente und damit ihre Ausrichtung aufeinander mit besonders einfachen Mitteln erreicht wird.
Man könnte jedoch auch andere Mittel hierfür vorsehen, z.B. Querstifte in den Segmenten, die an Enden von Langlöchern zur Anlage kommen. Die Verwendung von Schraubendruckfedern gemäß den Ansprüchen 3 und 4 hat den Vorteil, daß auf kleinem Raum eine verhältnismäßig große Federarbeit untergebracht werden kann. Man könnte jedoch auch andere elastische Mittel verwenden, z.B. Blattfedern oder auch Gummifedern, die eine ausreichende Hitzebeständigkeit haben.
Die Ausführungsform nach Anspruch 5 bringt den Vorteil, daß eine Schrägstellung der Segmente auch dann möglich ist, wenn diese an ihren vorderen Enden fugenlos aneinanderliegen. Eine solche Schrägstellung gestattet eine noch bessere Anpas-
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sung an die verschieden dicken Stellen der zu schweißenden Naht. Unter die Erfindung fallen jedoch auch Ausführungsformen, bei denen die Segmente nur geradlinig zurückschiebbar sind.
Die Ausführungsform nach Anspruch 6 gestattet eine Erwärmung der Segmente, ohne daß in den Segmenten selber Heizelemente angeordnet sind. Die Heizelemente könnten also in den sich über die gesamte Länge der Schweißbacke erstreckenden Seitenplatten angeordnet sein oder auch im Basisteil des Backenkörpers, wenn die Ausführungsform gemäß Anspruch 7 angewendet wird.
Die Weiterbildung gemäß den Ansprüchen 8 bis 10 bringt den Vorteil, daß die Druckfläche der Schweißbacke völlig glatt ist, da die Abdeckfolie die Bereiche überdeckt, an denen die Segmente aneinander angrenzen. An diesen Angrenzungsbereichen nämlich könnten auf der Naht Markierungen gebildet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schlauchfolie mit eingelegten Seitenfalten,
Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf zwei erfindungsgemäße Schweißbacken,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer mit Abdeckfolie ausgerüsteten Schweißbacke.
'Anhand der Fig. 1 soll der Zweck der Erfindung erläutert werden. Die in Fig. 1 gezeigte, insgesamt mit S bezeichnete Schlauchfolie, hat in den Bereichen I und III eingelegte Seitenfalten 1, so daß dort vier Folienlagen vorhanden sind.
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Im Bereich II zwischen den Seitenfalten 1 sind nur zwei Folienlagen vorhanden. Da Sackfolien verhältnismäßig dick sind, z.B. eine Dicke von 250 μ aufweisen, ergibt sich in den Bereichen I und III eine wesentlich größere Gesamtdicke (z.B. eine Dicke von 1 mm) als im Bereich II, in dem die Gesamtdicke nur halb so groß ist, also z.B. 0,5 mm. Bei Verwendung starrer Schweißbacken müßte man deshalb, wie dies eingangs erläutert wurde, in den Bereichen I und III durch entsprechende Pressung die Naht auf eine so geringe Dicke zusammenpressen, daß auch noch im Bereich II eine zur Verschweißung ausreichende Pressung vorhanden ist.
Die erfindungsgemäße Schweißbacke hat (vergleiche Fig. 2 und 3) einen insgesamt mit 2 bezeichneten Backenkörper und eine insgesamt mit 3 bezeichnete Schweißleiste, die aus vielen einzelnen Segmenten 4 zusammengesetzt ist.
Wie man aus Fig. 3 ersehen kann, hat jedes Segment 4 Seitenflächen 5 und 6, an denen sich jeweils eine Stufe 7 befindet, so daß jedes Segment einen oberen breiten Teil 8 und einen unteren schmaleren Teil 9 aufweist. An dem schmaleren Teil 9 befinden sich Anschrägungsflächen 10, die in eine Druckfläche 11 übergehen.
Im Segment befindet sich eine abgestufte Bohrung mit den Abschnitten 12 und 13. In dieser Bohrung steckt ein Bolzen 14, der einen Schaft 14a und einen Kopf 14b aufweist. Der Schaft 14a paßt mit Gleitsitz in den Bohrungsabschnitt 13 und der Kopf 14b, der oben eine kugelige Kuppe 14c hat, ebenfalls mit Gleitsitz in den Bohrungsabschnitt 12. Zwischen dem Bolzenabschnitt 14a und der Wand des Bohrungsabschnittes 12 ist eine Schraubendruckfeder 15 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende an der Schulter 16 zwischen den Bohrungsabschnitten 12 und 13 und mit ihrem oberen Ende an der Schulter 17 abstützt, die sich zwischen den Bolzenabschnitten 14a und 14b befindet. Der Kopf 14b ragt über die Endfläche 18 des Segmentes heraus. Im gezeichneten Zustand steht die Schraubendruckfeder 15 unter einer gewissen Vorspannung.
03 0 018/0186 ~9~
Wie man aus Fig. 2 ersehen kann, verlaufen die Seitenflächen 19 und 20, an denen benachbarte Segmente aneinander angrenzen, derart keilförmig zueinander, daß sich die Segmente nach hinten hin, d.h. zu den Endflächen 18 hin, verjüngen.
Der Backenkörper 2 hat einen Basisteil 21 und Seitenplatten 22 und 23. Im Basisteil 21 befindet sich eine große Bohrung 24 für die Aufnahme einer elektrischen Heizpatrone, sowie eine kleinere Bohrung 25 für die Aufnahme eines Temperaturfühlers.
Die Seitenplatten 22 und 23 greifen in Ausnehmungen 26 und 27 am Basisteil 21 ein, so daß die Außenflächen der Seitenteile mit den Außenflächen des Basisteiles 21 fluchten. Es besteht jedoch ein großflächiger Kontakt zwischen den Seitenteilen und dem Basisteil, vor allem im Bereich des leistenförmigen Ansatzes 21a des Basisteiles 21. Die Seitenteile werden an diese Leisten mittels Schrauben 28 herangezogen, die durch die Seitenplatte 23 hindurchgesteckt sind, die Leiste 21a durchgreifen und in ein Gewindeloch der Seitenplatte 22 eingeschraubt sind. Die Breite der Segmente 4 ist so bemessen, daß sie sich mit Gleitsitz zwischen den Innenflächen der Seitenplatten22 und 23 bewegen können. An den Seitenteilen befinden sich auch Schultern für die Auflage der Stufenflächen 7 der Segmente. Die Seitenteile haben auch Anschrägungsflachen 22a und 23a, durch die die Schweißbacke insgesamt nach vorne hin verjüngt wird.
Die Druckflächen 11 (in Fig. 4 mit 11' bezeichnet) sind von einer wärmebeständigen Folie 29 überzogen. Geeignet ist hierfür Polyteirafluoräthylen (Handelsname "Teflon"). Die Folie 29 ist auf einer Vorratsspule 3 0 aufgewickelt und wird von dieser mittels einer Aufwickelspule 31 abgezogen, die im Maschinentakt schrittweise gedreht wird. Die Folie 29 ist über einen Spannrahmen 32 gezogen, der einen Durchbruch 33 aufweist, durch den die insgesamt mit 21 bezeichnete Schweißbacke hindurchtreten kann.
030018/0186 " 1°
- ΊΟ Die erfindungsgemäße Schweißbacke arbeitet wie folgt.
Die Schlauchfolie, an der eine Quernaht zu schweißen ist, wird mittels nicht gezeigter Einrichtungen zwischen der Schweißbacke 2 und einer gleich ausgebildeten Schweißbacke 200 hindurchgezogen. Während des Abzuges haben die Schweißbacken einen Abstand voneinander. Nach Beendigung der Abzugsbewegung werden die Schweißbacken 2 und 200 aufeinander zubewegt. Dies kann sowohl dadurch geschehen, daß eine bewegliche Backe relativ zu einer stillstehenden Backe bewegt wird oder auch dadurch, daß beide Backen aufeinander zubewegt werden. Hierbei kommen die Druckflächen mit der Schlauchfolie indirekt in Berührung, da ja zwischen den Druckflächen 11 bzw. 11' und der Schlauchfolie noch die hitzebeständige Folie 2 9 angeordnet ist. Die Segmente werden nun unter Zusammendrückung der Druckfedern 15 zurückgedrückt, wobei die Abstufungsflächen 7 von den Anlageschultern an den Seitenplatten 22 und 23 abgehoben werden. Bevor die Segmente mit der Folie in Berührung kommen, bewirken die Druckfedern 15 ein Anpressen der Segmente an die Anlageflächen der Seitenteile und sind so genau aufeinander aus-
2Q gerichtet-
Wie man aus Fig. 2 ersehen kann, werden die äußeren Segmente, die mit dem Bereich I (siehe Fig. 1) der Schlauchfolie zusammenwirken, weiter eingedrückt als die im Bereich II befindlichen Segmente. Die in Fig. 2 von links aus gerechnet dritten Segmente befinden sich in der Übergangszone zwischen den Bereichen I und II und sind deshalb etwas schräggestellt. Diese Schrägstellung ist dank der keilförmig angeordneten Seitenflächen 19 und 20 möglich, obwohl die Druckflächen
II ohne Zwischenraum aneinander anschließen.
Bei Verwendung von erfindungsgemäßen Schweißbacken wird also eine zu starke Quetschung der Naht in den Bereichen I und
III vermieden. Die Charakteristik der Druckfedern 15 ist
so gewählt, daß der Widerstand der Folie gegen ein Zusammendrücken von den Federn nicht so überwunden werden kann, daß ein unerwünschtes Flachpressen der Naht in den Bereichen I und III stattfindet.
- 11 -
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Die nötige Schweißwärme wird durch Wärmeleitung auf die Segmente übertragen. Die Wärme gelangt zunächst von der in der Bohrung 24 befindlichen Patrone in den Basisteil über die großen Berührungsflächen mit den Seitenplatten 22 und 23 wird die Wärme in diese Seitenplatten eingeleitet, über die großen Berührungsflächen zwischen den Seitenplatten und den Segmenten wird die Wärme in die Segmente eingeleitet und in den Segmentkörpern zu den Druckflächen 11 geführt. Ein Temperaturfühler 28 sorgt für eine gleich- -JO bleibende Temperatur an den Druckflächen 11.
Nach Beendigung des Schweißvorganges werden die Backen auseinanderbewegt. Anschließend an den Schweißvorgang findet ein Weitertransport der Folie 29 statt, indem die Aufwickelwalze 31 um einen kleinen Winkelbetrag weitergedreht wird.
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L e e?1*e i t

Claims (10)

Patentanwälte Dipl.-Ing. Helmut M i s s I i η g 6300 Giessen 17.10.1978 Dipl.-Ing. Richard Schlee Blamarcketraese 43 Telefon: (0641) 71019 Dipl.-Ing. Arne Missling S/B 13.495 ROVEMA Verpackungsmaschinen GmbH & Co. KG., 63 01 Fernwald Schweißbacke für Verpackungsmaschinen Ansprüche:
1.) Schweißbacke für Verpackungsmaschinen zum Herstellen von
ihten an Verpackungsfolien, insbesondere von Quernähten an Schlauchfolien mit eingelegten Seitenfalten, mit einem Backenkörper, einer Heizeinrichtung und einer Schweißleiste, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißleiste (3) in Segmente (4) unterteilt ist, die derart elastisch nachgiebig am Backenkörper (2) gelagert sind, daß jedes Segment (4) unabhängig von benachbarten Segmenten durch die beim Schweißen angewendete Preßkraft zurückdrückbar ist.
2. Schweißbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (4) an mindestens einer, vorzugsweise an beiden Seitenflächen (5, 6) abgestuft ist und mit seinen Abstufungsflächen (7) an Anlageflächen des Backenkörpers (2) anliegt.
3. Schweißbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) über Schraubendruckfedern (15) am Backenkörper (2) abgestützt sind, wobei die Schraubendruckfedern (15) vorzugsweise in Hohlräumen (12) der Segmente (4) angeordnet sind.
03Ö018/0186
ORIGINAL INSPECTED
4. Schweißbacke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schraubendruckfeder (15) einen im Segment geführten Druckbolzen (14) umgibt und sich mit einem Ende am Segment (4) und mit dem anderen Ende an einer Schulter (17) des Bolzens (14) abstützt und daß der Bolzen (14) über das hintere Ende des Segmentes (4) vorragt und sich am Backenkörper (2) abstützt.
5. Schweißbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) etwa keilförmig ausgebildet sind, wobei die Keilflächen (19, 20) quer zur Längsrichtung der Schweißbacke verlaufen und die Segmente (4) nach hinten hin verjüngt sind, während die Druckflächen (11) der Segmente ohne nennenswerte Zwischenräume aneinander anschließen.
6. Schweißbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Backenkörper (2) einen Basisteil (21) und lösbar an diesan befestigte Seitenplatten (22, 23) aufweist, zwischen denen die Segmente (4) angeordnet sind, wobei die Segmente (4) mit großen Berührungsflächen (5, 6) an den Seitenplatten (22, 23) anliegen.
7. Schweißbacke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil (21) des Backenkörpers (2) eine Heizeinrichtung enthält und die Seitenplatten (22, 23) über große Berührungsflächen am Basisteil (21) anliegen.
8. Schweißbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abdeckfolie (29) aus hitzebeständigem Material, z.B. Polytetrafluoräthylen (Handelsname "Teflon") , die sich über sämtliche Druckflächen (11) der Segmente (4) hinweg erstreckt.
9. Schweißbacke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie (29) zwischen einer Vorratsspule (3 0) und einer Aufwickelspule (31) ausgespannt ist und zwischen zwei Schwexßoperationen weiterbewegbar ist.
030018/0186
10. Schweißbacke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie (29) über einen Spannrahmen (32) gespannt ist, durch den die Schweißbacke (21) hindurch-bewegbar ist.
030018/0188
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