DE2846220B2 - Schweißmaschine für thermoplastische Folien mit kontinuierlich umlaufender Schweißwalze - Google Patents

Schweißmaschine für thermoplastische Folien mit kontinuierlich umlaufender Schweißwalze

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Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Pantentanspruches 1, insbesondere eine
ίο Schweißmaschine zum Herstellen von Kunststoffbeuteln aus einem geschlossenen oder seitlich aufgeschlitzten thermoplastischen Kunststoffschlauch.
Durch die DE-AS 12 15 350 und DE-AS 12 96 356 sowie durch die US-PS 21 85 647 sind Maschinen dieser Art bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß beim Durchführen der Folie durch den Schweißspalt deren Vorderkante vor dem Erfassen durch die nachgeschaltete zweite Fördereinrichtung leicht hängenbleibt und dadurch insbesondere bei extrem dünnen Folien leicht Störungen vtrursacht werden. Um diese Störungen zu vermeiden, werden bei den bekannten Maschinen dieser Art die dem Schweißspalt benachbarten Förderwalzen der zweiten Fördereinrichtung mit möglichst kleinem Durchmesser ausgeführt, um den Eingang der zweiten Fördereinrichtung möglichst nahe am Schweißspalt anordnen zu können. Dies hat aber wiederum den Nachteil, daß mit abnehmendem Durchmesser dieser Walzen ihre Biegesteifigkeit abnimmt, so daß sich längere Walzen durchbiegen können. Auch hat diese Maßnahme nicht dazu ausgereicht, um mit diesen bekannten Beutelschweißmaschinen extrem dünne Beutel ohne Störungen herstellen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die genannte Maschine so auszubilden, daß die Folie nach
-15 Verlassen des Schweißspaltes einwandfrei der zweiten Fördereinrichtung zugeführt and die abgetrennten Abschnitte oder Beutel dadurch einwandfrei weitergefördert werden, auch wenn sie extrem dünn sind.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Versuche haben gezeigt, daß, wenn die Förderfläche der zweiten Fördereinrichtung etwa die Förderebene der ersten Fördereinrichtung fortsetzt, insbesondere bei extrem dünnen Folien die Folienkante in der Regel im Spalt zwischen der Förderfläche der zweiten Fördereinrichtung und der Gegenwalze hängenbleibt und dadurch der ganze Betrieb gestört wird. Überraschend hat es sich nun gezeigt, daß, wenn die Förderfläche der zweiten Fördereinrichtung gegenüber der Förderebene der ersten Fördereinrichtung in Richtung zur Gegenwalzendrehachse hin um einen Abstand versetzt angeordnet ist, die Vorderkante auch extrem dünner Folien noch ein Stück nach dem Schweißspalt an der Oberfläche der Gcgenwalze anliegt und sich erst in einem Abstand von dem Schweißspalt leicht von der Oberfläche der Gegenwalze löst und dadurch einwandfrei auf die sich anschließende Leitfläche übergeht. Diese überraschende Erscheinung kann dadurch verursacht sein, daß bei den verhältnismäßig großen
w) Drehzahlen der Gegenwalze im Schweißspalt eine Luftströmung entsteht, die beim Verlassen des Schweißspaltes divergiert und dadurch die Folienvorderkante an die Gcgenwalze andrückt und erst in einem Abstand vom Schweißspalt sich parallel zur Vorschubrichuing
H5 ausrichtet und so die Folienvorderkante von der Gegcnwalze freigibt.
Eine besonders einwandfreie Weiterleitung der Folienvorderkante ergibt sich dann, wenn der oben
genannte Abstand der Förderfläche der zweiten Fördereinrichtung von der Förderebene der ersten Fördereinrichtung etwa dem Radius der Gegenwalze entspricht
Um zu vermeiden, daß die Vorderkante der thermoplastischen Folie nach dem Schweißen an der Schweißkante hängenbleibt, und von dieser mitgenommen wird, ist es zweckmäßig, entsprechend der bekannten Vorrichtung das Schweißwerkzeug mit einer ungleichförmigen Umlaufgeschwindigkeit anzutreiben und dabei vorzusehen, daß das Schweißwerkzeug während des Schweißvorganges eine Umlaufgeschwindigkeit aufweist, die der gleichbleibenden Fördergeschwindigkeit de: Folie entspricht, und anschließend beschleunigt wird, so daß die Schweißkante nach dem Schweißen von der Vorderkante der thermoplastischen Folie losgerissen wird. Hierbei kann es dazu kommen, d?ß trotz der erfindungsgemäßen Anordnung der anschließenden Förderfläche die Vorderkante der in die Schweißstation eingeführten Folie leicht angehoben und so aus der für sie vorgesehenen Bahn herausbewegt wird und dadurch die oben genannten Störungen verursacht werden.
Um gemäß der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe auch diese Ursache der genannten Störungen mit Sicherheit zu vermeiden, ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 4 ausgebildet Der dem Schweißw crkzeug nacheilende elastisch zusammendrückbare Streifen wird dadurch, daß er gegenüber der Schweißkante des ω Schweißwerkzeuges radial vorsteht, während des Schweißvorganges durch die Gegenwalze zusammengedrückt, so daß er sich unmittelbar nach dem Schweißvorgang, wenn sich die Schweißkante von der Gegenwalze und damit auch von der Vorderkante der π dem Schweißwerkzeug zugeführten Folie abhebt, ausdehnt und so die Vorderkante der Folie an die Gegenwaize andrückt. Durch diesen elastisch zusammendrückbaren Streifen wird also erreicht, daß die Folie fest an die Gegenwalze gedrückt und gleichzeitig nach 4i> dem Schweißvorgang von der Schweißkante abgezogen wird. Hierbei können mehrere zusammendrückbare Streifen vorgesehen sein, die in einer zum Schweißwerkzeug parallelen Reihe in Abständen voneinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist jedoch ein Streifen ir> vorgesehen, der sich parallel zum Schweißwerkzeug über dessen ganze Länge erstreckt und unmittelbar neben diesem angeordnet ist. Ein besonders vorteilhaftes Material für diesen Streifen ist Schaumstoff, z. B. Schaum- oder Moosgummi oder vorzugsweise ein r>» geschäumter Kunststoff.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fi g. 1 eine schematisch stark vereinfachte Seitenan- v> sieht des Schweißspaltes und der ihm benachbarten Fördereinrichtungen für die dem Schweißspalt zugeführte Folie und die von diesem abgeführten Folienabschnitte;
F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1. «>
Die in der Zeichnung nur teilweise schematisch dargestellte Maschine ist zum Herstellen von Kunststoffbeutcln aus einer längsgeschlitzten schlauehförmigen, thermoplastischen Folie 11 vorgesehen, die von Einzugswalzcn 12 und 13 einem Schweißspalt 10 f>r> zwischen einer Schweißwalze 14 und einer Gegenwaize 18 zugeführt wird. Die Schweißwalze 14 weist ein Schweißwerkzeug 15 auf, das mit seiner Schweißkante 16 um einen Betrag a über der Oberfläche 17 der Schweißwalze 14 vorsteht Diese Schweißkante arbeitet mit der Gegenwalze 18 so zusammen, daß, wenn sich die Folie 11 in dem Schweißspalt 10 befindet, die Schweißkante 16 an die Folie 11 gedruckt und dadurch die Schweißung, z. B. eine Trennschweißung, durchgeführt wird, bei der ein Beutel 19 von der Folie 11 abgetrennt und dabei gleichzeitig eine Seitennaht am Beutel 19 und eine Naht an der Vorderkante der schlauchförmigen Folie 11 gebildet werden, die beim nächsten Beutel eine Seitennaht bildet
Der für die vorliegende Erfindung unwesentliche Aufbau der Schweißwalze 14 ist in der DE-OS 28 35 671 im einzelnen beschrieben. Die Schweißwalze 14 und die Gegenwalze 18 werden über ein Vorschaltgetriebe mit ungleichförmiger Geschwindigkeit so angetrieben, wie das im einzelnen in der DE-OS 28 10 127 beschrieben ist
Dem Schweißspalt 10 ist eine als Ganzes mit 21 bezeichnete Fördereinrichtung nachgeordnet die die im Schweißspalt abgetrennten Beutel 19 einer Stapelvorrichtung zuführt. Diese Fördereinrichtung weist mehrere nebeneinander angeordnete untere Förderbänder 22 und mehrere obere Förderbänder 24 auf, deren untere Trume mit den oberen Trumen der unteren Förderbänder 22 Förderspalie 23 bilden. Die unteren Förderbänder 22 sind um eine im Maschinengestell ortsfest aber drehbar gelagerte vordere Umlenkwalze 25 umgelenkt. Am anderen Ende sind die Förderbänder 22 um in der Zeichnung nicht dargestellte Umlenkwalzen umgelenkt, von denen eine in bekannter Weise so angetrieben ist, daß die oberen Trume der Förderbänder 22 sich in der Förderrichtung 26 kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die etwas größer ist als die Fördergeschwindigkeit der Vorzugswalzen 12 und 13. Die oberen Förderbänder 24 laufen um zwei vordere Umlenkwalzen 27 und 28 um, die an einem dreieckigen Hebel 29 drehbar gelagert sind. Der dreieckige Hebe! 29 ist wiederum um eine gestellfeste waagerechte Achse 31 schwenkbar gelagert und wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb über eine Stange 32 auf und ab bewegt, die durch ein Gelenk 33 am Hebel 29 angelenkt ist. In einem in der Förderrichtung 26 gemessenen Abstand hinter der unteren Umlenkwalze 28 befindet sich eine fest angeordnete Walze 34, die die unteren Trume der Förderbänder 24 immer an die oberen Trume der Förderbänder 22 drückt. Durch die Auf- und Abwärtsbewegung des Hebels 29 werden die vor der Walze 34 liegenden Teile der unteren Trume der Förderbänder 24 auf und ab bewegt, so daß sich ein dauernd öffnender und schließender Einlaufspalt des Förderspaltes 23 bildet. Diese Auf- und Abwärtsbewegung des Hebels 29 ist so mit der Umlaufbewegung des Schweißwerkzeuges 15 gekoppelt, daß jedes Mal dann, wenn durch das Schweißwerkzeug 16 eine Schweißung abgeschlossen ist, sich der Einlaufspalt schließt und der abgetrennte Beutel 19, dessen voreilender Rand in den geöffneten Einlaufspalt eingelaufen ist, von der Fördereinrichtung 21 erfaßt wird.
Die Umlenkwalze 25 ist so angeordnet, daß die durch die oberen Trume der Förderbänder 22 gebildete Förderfläche 35 gegenüber der den Schweißspalt 10 begrenzenden Mantellinie 36 der Gegenwalze 18 etwa un. den Radius der Gegenwalze 18 nach unten versetzt ist. Der zwischen der Gegenwalze 18 und der Förderfläche 35 gebildete spitzwinklige Winkelraum ist von einer durch ein Leitblech gebildeten Leitfläche 37 überbrückt.
Zur Führung der Folie 11 in den Schweißspalt 10 sind
Leitrechen 38 und 39 vorgesehen, die in bekannter Weise hohl ausgeführt sind und deren Hohlräume mit Blasluftrohren 40 bzw. 41 verbunden sind, durch die ein in den Schweißspalt 10 gerichteter Luftstrom erzeugt wird, durch den die Folie einwandfrei dem Schweißspalt 10 zugeführt wird. Zur elektrostatischen Entladung der zugeführten Folie 11 besteht vorzugsweise die Einzugswalze 12 aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. aus Stahl, und ist geerdet. An der Schweißwalze 14 ist unmittelbar neben dem Schweißwerkzeug 15 ein elastisch zusammendrückbarer Streifen 42 befestigt, der sich parallel zum Schweißwerkzeug 15 erstreckt und um einen Betrag b über der Oberfläche 17 der Schweißwalze 14 vorsteht, der größer ist als der Betrag a, um den die Schweißkante 16 des Schweißwerkzeuges 15 über der Schweißwalzenoberfläche 17 vorsteht, so daß der Streifen 42 gegenüber der Schweißkante 16 radial vorsteht. Dieser Streifen 42 besteht aus einem geschäumten, gummielastischen Kunststoff.
Wenn während des Betriebes die Schweißwalze 14 und din Gegenwalze 18 in Richtung der Pfeile 43 bzw. 44 umlaufen, berührt die Schweißkante 16 die mit gleichbleibender Geschwindigkeit zugeführte Folie 11 und drückt diese an die Gegenwalze 18 an. Das Schweißwerkzeug ist dabei durch eine hier nicht näher dargestellte elektrische Heizung auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der eine Trennschweißung der Folie 11 erfolgt. Der unmittelbar der Schweißstelle nachfolgende Rand der Folie 11 wird etwa gleichzeitig mit der Berührung der Schweißkante 16 von dem Streifen 42 berührt, der im Schweißspalt zwischen den beiden Walzen zusammengedrückt wird. Sobald sich beim Weiterdrehen nach vollzogener Schweißung die Schweißkante 16 von der Folie 11 abhebt, wird diese noch für die Dauer des Durchlaufs des Streifens 42 durch den Schweißspalt an die Gegenwalze 18 gedrückt und dadurch längs der Oberfläche der Gegenwalze und der Leitfläche 37 der Fördereinrichtung 21 zugeführt. Durch die umlaufenden Walzen 14 und 18 wird auch dann, wenn dem Luftspalt durch die Blasluftrohre 40 und 41 keine Blasluft zugeführt wird, ein Luftstrom in Förderrichtung erzeugt, der hinter dem Schweißspalt 10 divergiert und dadurch die vom vorhergehenden Beute 19 getrennte Förderkante der Folie 11 an die Oberfläche der Gegenwalze 18 drückt. Dieser Druck nimmt mit zunehmendem Abstand vom Schweißspalt IC . ab, so daß anschließend die Folienvorderkante zwanglos auf die Leitfläche 37 gleitet und von dieser in der geöffneten Einlaufspalt der Fördereinrichtung 21 geführt wird. Sobald dann der nächste Beutel von det Folie 11 durch das Schweißwerkzeug 15 abgetrennt
ίο wird, schließt sich der Einlaufspalt der Fördereinrichtung 21 und fördert den so hergestellten Beutel mit erhöhter Geschwindigkeit zu einer nicht dargestellter Stapelvorrichtung.
Der Streifen 42 besteht bei dem bevorzugten und hier ■> dargestellten und besonders vorteilhaften Äusführungsbeispiel aus geschäumtem Kunststoff, kann aber auch aus Schaumgummi, Moosgummi cder einem anderen geschäumten Stoff bestehen.
Sowohl die Schweißwalze 14 als auch die Gegenwalze 18 werden während des Betriebes synchron mit einer ungleichförmigen Umfangsgeschwindigkeit so angetrieben, daß während der Berührung der Schweißkante 16 mit der Gegenwalze 18 die Geschwindigkeit der Schweißkante gleich der Umfangsgeschwindigkeit der
2> Gegenwalze und gleich der mit gleichförmiger Geschwindigkeit zugeführten Folie 11 ist und daß kurz darauf die Umfangsgeschwindigkeit der Schweißwalze zunimmt, so daß die Schweißkante 16 von der Folienvorderkante abgerissen wird. Die Breite de:
in Streifens 42 ist nun so bemessen, daß während dei Berührung des Streifens 42 mit der Gegenwalze 18 die Umlaufgeschwindigkeit der Schweißkante 16 und die Umfangsgeschwindigkeit der Gegenwalze 18 im we sentlichen noch gleich der gleichbleibenden Vorschub geschwindigkeit der Folie 11 sind.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist da; Schweißwerkzeug 15 vorzugsweise mit einer Schweiß walze 14 verbunden. Das umlaufende Schweißwerkzeuj kann aber auch an dem einen Rand eines flügelartiger
4ii Rahmens angeordnet sein, der um den gegenüberliegen den Rand drehbar gelagert ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Maschine mit einem Schweißwerkzeug, das mit der Oberfläche einer Gegenwalze als Gegenlager einen Schweißspalt bildet, durch den zum Hersteilen von Schweißnähten und zum gleichzeitigen Abtrennen von Folienabschnitten eine mindestens zweilagige thermoplastische Folie auf der Gegenwalze lose aufliegend hindurchbewegt wird, und mit Förderflächen bildenden Fördereinrichtungen, von denen die eine die thermoplastische Folie auf der einen Seite des Schweißspaltes diesem in einer zur Oberfläche der Gegenwalze tangentialen Förderebene zuführt und von denen die zweite die im Schweißspalt abgetrennten Folienabschnitte auf der anderen Seite des Schweißspaltes von diesem wegführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderfläche (35) der zweiten Fördereinrichtung (21) gegenüber der Förderebene der ersten Fördereinrichtung in Richtung zur Gegenwalzendrehachse hin um einen Abstand versetzt angeordnet ist und eine Leitfläche (37) vorhanden ist, die im wesentlichen tangential an die Umfangsfläche der Gegenwalze (18) anschließend den Zwischenraum zwischen der Oberfläche der Gegenwalze und dem Beginn der Förderfläche (35) der zweiten Fördereinrichtung überbrückt
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand etwa dem Radius der Gegenwalze (18) entspricht.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderfläche (35) der zweiten Fördereinrichtung (21) von der Oberfläche des einen Trums mindestens eines Förderbandes (22) gebildet ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umlaufrichtung des Schweißwerkzeuges (15) diesem nacheilend mindestens ein elastisch zusamniendrückbarer Streifen (42) angeordnet ist, der gegenüber der Schweißkante (16) des Schweißwerkzeuges (15) radial vorsteht.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Streifen (24) parallel zum Schweißwerkzeug (15) über dessen ganze Länge erstreckt und unmittelbar neben diesem angeordnet ist.
6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (42) aus einem Schaumstoff besteht.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (18) ebenso wie das Schweißwerkzeug (15) mit ungleichförmiger Umfangsgeschwindigkeit so antreibbar ist, daß während des Schweißvorganges die Umlaufgeschwindigkeit der SchweiQkante (16) gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Gegenwalze (18) und gleich der gleichbleibenden Vorschubgeschwindigkeit der Folie (11) is«, und daß die Breite des Streifens (42) so bemessen ist, daß während de:· Berührung des Streifens (42) diese Geschwindigkeitsübereinstimmung im wesentlichen erhalten bleibt.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger des Schweißwerkzeuges (15) eine Schweißwalze (14) vorgesehen ist, über deren Oberfläche (17) die Schweißkante (16) um einen Betrag (ajvorsteht, und daß der elastisch zusammendrückbarc Streifen (42) an der Oberfläche (17) der Schweißwalze befestigt ist und um einen größeren Betrag (b) über dieser Oberfläche vorsteht als die Schweißkante.
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