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Vorrichtung zum Verschweißen von
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Folienpackungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen
von Folienpackungen mit einer Folienschweißvorrichtung, die quer zur Transportrichtung
verlaufend angeordnete, relativ zueinander bewegbare Schweißbacken aufweist.
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Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Sie besitzen normalerweise
einen festen und einen bewegbaren Schweißbacken, oder aber zwei bewegbare Schweißbacken.
Bei geöffneten Schweißbacken werden die Folienpackungen hindurchgeschoben, anschließend
werden sie festgehalten und die Schweißbacken aufeinanderzu bewegt. Dabei halten
sie die Folien zwischeneinander fest. Anschließend wird einer oder beide Schweißbacken
beheizt, was zu einer Verschweißung führt. Anschließend muß der beheizte Schweißbacken
abkühlen, bevor die beiden Schweißbacken wieder voneinander getrennt werden. Die
Kapazität derartiger Vorrichtungen ist nicht nur durch die mechanische Transportleistung,
sondern vor allem durch die Abkühlzeit beschränkt. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuverbessern,
daß sie eine größere Stückzahl von Folienpackungen pro Zeiteinheit bearbeiten kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art vor, bei der eine senkrecht zur Transportrichtung zwischen zwei Stellungen bewegbare
Aufnahmeeinrichtung mit zwei Aufnahmen
für je mindestens eine Folienpackung
vorgesehen ist, und bei der in beiden Stellungen abwechselnd eine Aufnahme in Schweißposition
und die jeweils andere Aufnahme in einer Transportposition liegt.
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Das bedeutet, in der Stellung 1 liegt die Aufnahme 1 in Schweißposition
und die Aufnahme 2 in Transportposition, während in Stellung 2 die Aufnahme 1 in
Transportposition und die Aufnahme 2 in Schweißposition liegt. Dadurch wird es möglich,
daß schon während des Schweiß- Abkühivorganges, die nächste Folienpackung transportiert
wird, so daß sich insgesamt eine höhere Stückzahl pro Zeiteinheit ergibt.
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In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß zwei Schweißpositionen
und eine zwischen diesen liegende Transportposition vorhanden ist.Dadurch wird es
möglich, die Vorrichtung mit einer einzigen Transporteinrichtung zu betreiben.
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Im Prinzip kann jede Schweißposition zwei aufeinanderzu bewegbare
Schweißbacken besitzen. Besonders günstig ist es jedoch, wenn, wie die Erfindung
weiterhin vorschlägt, für jede Schweißposition ein feststehend angeordneter Schweißbacken
und für beide Schweißpositionen ein gemeinsamer bewegbarer Schweißbacken vorgesehen
ist. Dies ist eine besonders günstige und unkompliziert arbeitende Ausbildung, da
für zwei Schweißpositionen nur mehr ein bewegbares Teil vorgesehen ist. Der bewegbare
Schweißbacken wird dabei von dem jeweiligen feststehenden Schweißbacken auf der
anderen Seite beaufschlagt.
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In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß die feststehenden Schweißbacken
beheizbar sind. Dies ist für die Zuführung von Heizenergie besonders günstig.
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Die Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise in horizontaler Richtung
verschiebbar sein. Besonders günstig ist es jedoch,
wenn sie eine
vertikal verschiebbare Hebebühne mit zwei übereinander angeordneten Aufnahmen ist.
Dementsprechend verlaufen dann die Schweißbacken horizontal.
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Um ein präzises Verschweißen der Folien zu gewährleisten, sieht die
Erfindung vor, daß die Schweißbacken eine Festhalteeinrichtung für die zu verschweißenden
Folienteile aufweisen. Dadurch wird erreicht, daß während des Schweißvorganges kein
Verschieben oder Dehnen der Folie vorkommt, so daß eine sichere Verschweißung gewährleistet
ist.
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Besonders günstig ist es, wenn die Festhalteeinrichtung ein mit seinen
Schenkeln den feststehenden Schweißbacken einschließendes, im Querschnitt etwa U-förmiges,
federnd mit dem Schweißbacken verbundenes Profil aufweist, dessen Kanten in Richtung
auf den bewegbaren Schweißbacken vorstehen.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Folie, wenn der bewegbare Schweißbacken
sich auf den feststehenden bewegt, zunächst zwischen dem bewegbaren Schweißbacken
und der Kante des Profiles festgehalten, bei Weiterbewegung des Schweißbackens wird
das Profil gegen die Wirkung der Feder wegbewegt, wobei es die Folie sicher festhält.
Das Festhalten erfolgt auch während des Schweißvorganges und kurz danach.
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In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß an dem beweglichen
und/oder dem feststehenden Schweißbacken eine Saugeinrichtung zum Festhalten von
Folienteilen vorgesehen ist. Dies ist besonders günstig, um überstehende Folienteile,
die von der Folienschweißvorrichtung abgetrennt wurden, festzuhalten. Aus diesem
Grunde ist die Saugeinrichtung vorteilhafterweise zwischen den Schweißbacken und
dem offenen Ende der Folienpackungen angeordnet.
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Besonders günstig ist es, wenn die Mündungen der Saugeinrichtung innerhalb
des U-Profiles liegen. Sie unterstützen damit die Festhaltewirkung des U-Profils.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Mündungen in dem
bewegbaren und dem feststehenden Backen einander gegenüberliegen.
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Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Mündung bzw. die Mündungen
der Saugeinrichtung mit dem U-Profil verbunden sind. Dann federn sie zusammen mit
dem U-Profil vor dem Schweißvorgang zurück.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine stark schematisierte
Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung; Fig. 2 und 3 die
beiden Stellungen der Aufnahmebühne; Fig. 4 eine Einzelansicht zweier Schweißbacken;
Fig. 5 eine Ansicht der Anordnung nach Fig.4 in Richtung des Pfeiles V; Fig. 6 eine
vereinfachte Darstellung des Antriebs des bewegbaren Schweißbackens; Fig. 7 eine
Ansicht etwa nach Linie VII-VII in Fig.6; Fig. 8 eine Ansicht des Antriebs der Aufnahmebühne;
Fig.
9 eine vereinfachte Ansicht etwa nach Linie IX-IX in Fig.8.
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Die in Figur 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete
Vorrichtung besitzt ein Förderband 11, auf dem die zu verschließenden Folienpackungen
in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene transportiert werden.
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Von diesem Förderband 11 werden die Folienpackungen mit Hilfe des
Schiebers 13 auf einen Schiebetisch 12 geschoben, der unmittelbar vor der Schweißeinrichtung
angeordnet ist.
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Die Schweißeinrichtung 14 enthält zwei feststehende Schweißbacken
15 und einen zwischen diesen angeordneten und zwischen ihnen verschiebbar bewegbaren
Schweißbacken 16.
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In der Figur 1 ist dieser bewegbare Schweißbacken 16 in seiner unteren
Stellung gezeichnet, er ist senkrecht nach oben bis zu seinem Kontakt mit dem oberen
Schweißbacken 15 bewegbar angeordnet.
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Unmittelbar in Transportrichtung hinter der Schweißeinrichtung 14
ist eine Hebebühne 17 angeordnet, die in Richtung des Doppelpfeiles 18 verschiebbar
ausgebildet ist. In Fig.l ist diese Hebebühne 17 in ihrer unteren Stellung gezeichnet,
in der die obere Aufnahme 19 in Transportposition liegt, während die untere Aufnahme
20 in Schweißposition liegt.
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Jede Aufnahme 19,20 kann zur Aufnahme einer Folienpackung ausgebildet
sein, es können jedoch auch mehrere Folienpackungen nebeneinander liegen, die dann
beim Schweißen gleichzeitig verschlossen werden.
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In der dargestellten Transportposition der Aufnahme 19 werden die
Folienpackungen sowohl in die Aufnahme 19 von rechts her hineingeschoben als auch
nach dem Schweißvorgang weiter nach links auf das nächste Förderband 21 ausgeschoben.
Dies geschieht dadurch, daß eine neue Folienpackung in die Aufnahme 19 eingeschoben
wird, wodurch gleichzeitig die verschlossene Folienpackung nach links herausgedrückt
wird.
Erst wenn keine neuen Folienpackungen mehr eingeschoben werden, muß das Herausschieben
auf sonstige Weise erfolgen. Auf dem Förderband 21 werden die verschlossenen und
verschweißten Folienpackungen in einer zur Blattebene senkrecht verlaufenden Richtung
wegtransportiert.
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Der Schieber 13 ist am vorderen Ende einer Stange 22 angeordnet, die
mit dem Kolben eines nicht näher dargestellten Stellmotors 23 verbunden ist. Es
kann beispielsweise ein hydraulischer Stellmotor sein, der durch Druck in der Leitung24
gesteuert ist. Der Verschiebeweg des Schiebers 13 ist natürlich so groß, daß er
die Folienpackungen zumindest bis in die Aufnahme 19 bzw. 20 schieben kann.
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Mit Hilfe der Figur 2 und 3 wird das mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung durchzuführende Verfahren im einzelnen geschildert. In Figur 2 ist für
die Aufnahme 19 die Transportposition erreicht, während die Aufnahme 20 in Schweißposition
liegt. Von rechts wird mit Hilfe des Schiebers 13 eine Folienpackung in die Aufnahme
19 eingeschoben. Der Schieberl3 greift dabei innerhalb der durch die gestrichelte
Linie 26 dargestellten Folienpackung an dem Füllgut selbst an, was noch eine gewisse
Verdichtung dieses Füllgutes bewirken kann.
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Die Folienpackung 25 wird soweit in die Aufnahme 19 eingeschoben,
daß das Füllgut vollständig in der Aufnahme 19 enthalten ist. Anschließend wird
der Schieber 13 durch entsprechende Betätigung des Stellmotors 23 zurückgezogen,
und die Hebebühne 17 durch eine später noch zu erläuternde Einrichtung nach oben
verschoben. Gleichzeitig wird der bewegbare Schweißbacken 16 ebenfalls nach oben
verschoben, jedoch nicht um den gleichen Betrag. Nach dem Verschieben der Hebebühne
17 und des bewegbaren Schweißbackens 16 wird die in Fig.3 dargestellte Stellung
erreicht, in der nunmehr die Aufnahme 19 in Schweißposition und die Aufnahme 20
in Transportposition liegt. Sobald der bewegbare Schweißbacken 16 die Folie gegen
den feststehenden Schweißbacken 15 andrückt, wird der Schweiß-
backen
15 erwärmt, was zu einer Verscheißung der Folie und zu einer Abtrennung des rechten
Teils der Folie führt.
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Während des Schweißens und des anschließenden Abkühlens wird von dem
Schieber 13 die nächste Folienpackung 25' in die Aufnahme 20 der Hebebühne 17 eingeschoben.
Nun wird wieder der Schieber 13 zurückgezogen und die Hebebühne 17 und der bewegbare
Schweißbacken 16 nach unten bewegt, bis wieder die in Fig.2 dargestellte Stellung
erreicht ist, in der nunmehr die Folienpackung 25' verschweißt und die Folienpackung
25 durch Nachschieben einer dritten Folienpackung aus der Aufnahme 19 nach links
herausgedrückt wird.
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Einzelheiten der Schweißbacken gehen aus der Fig.4 und 5 hervor. Der
feststehende Schweißbacken 15 ist beidseitig am oberen Ende einer Führungsstange
27 befestigt. Die Befestigung ist mit Hilfe von zwei Schrauben 28 durchgeführt,
so daß eine Verstellung und dadurch Anpassung der Lage des Schweißbackens 15 ermöglicht
ist. Der Schweißbacken 15 ist an einer bügel artigen Halterung 29 angeschraubt,
an der auch zwei Buchsen 30 angeordnet sind. Innerhalb der Buchse 30 ist ein von
einer Feder 31 beaufschlagter Stift 32 angeordnet, an dessen unteren Ende ein Profil
33 befestigt ist.
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Das Profil 33 besitzt einen etwa U-förmigen Querschnitt.
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Die Befestigung an dem Stift 32 erfolgt am Steg, während die beiden
Schenkel 34 zu beiden Seiten des Schweißbackensl5 liegen. Die unteren Kanten des
U-Profils 33 stehen etwas nach unten über die Unterkante des Schweißbackens 15 vor,
sie können aus dieser Stellung gegen die Wirkung der Feder31 nach oben geschoben
werden.
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Ebenfalls innerhalb des U-Profils 33 ist ein in Längsrichtung des
Schweißbackens 15 verlaufendes schlitzförmiges Rohrteil 35 angeordnet, das nach
oben in einen rohrförmigen Ansatz 36 übergeht, der mit einer Saugeinrichtung verbunden
ist.
Die Ansaugeinrichtung dient zum Positionieren der Folienteile
vor und während des Schweißens.
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Der bewegbare Schweißbacken 16 besitzt ebenfalls einen Schlitz 37
in seiner Ober- und seiner Unterseite, wobei dieser Schlitz in vertikaler Verlängerung
der Uffnung des Rohrteiles 35 angeordnet ist. Der Schlitz 37 steht mit einer Längsbohrung
38 in Verbindung, die ihrerseits mit einem Ansatzstutzen 39 in Verbindunq steht.
Der Ansatz 69 wird ebenfalls mit der Ansaugeinrichtung verbunden.
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Wie aus Fig.5 hervorgeht, ist der bewegbare Schweißbackenl6 an beiden
Seiten verschiebbar auf der Führungsstange 27 gelagert, seine Bewegung wird über
eine Pleuelstange 69 bewirkt, deren oberes Ende in Fig.5 zu sehen ist.
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In Fig.6 ist der Antrieb des bewegbaren Schweißbackens 16 dargestellt.
Dabei befindet sich in Fig.6 der Schweißbackenl6 in seiner unteren Stellung, ebenfalls
die gestrichelt dargestellte Hebebühne 17. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde
in Fig.6 der untere feststehende Schweißbacken 15 nicht dargestellt, ebenso nicht
die Antriebseinrichtunq zur Bewequnq der Hebebühne 17.
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In dem Gehäuse 40 der Vorrichtung ist eine zentrale Welle 41 gelagert,
die sich nach rechts fortsetzt und dort von einem nicht dargestellten Motor angetrieben
wird. Mit der Welle 41 ist drehfest ein Rad 42 verbunden, das zur Steuerung der
Bewegung des Schweißbackens 16 dient. An einer in Fig.7 gestrichelt dargestellten
Steuerkurve 43 des Rades 42 greift eine Rolle 44 an. Die Rolle 44 kann etweder durch
Federkraft gegen die Steuerkurve 43 gedrückt werden, es ist ebenso möglich, daß
die Rolle 44 in einer Nut geführt wird, wobei die Steuerkurve 43 dann von der Seitenwand
der Nut gebildet wird.
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Die Rolle 44 ist drehbar im vorderen Bereich eines Lenkers 45 angeordnet,
der an seinem linken Ende am Gehäuse 40 drehbar gehaltert ist. Das vordere Ende
des Lenkers 45 trägt das obere Ende einer Pleuelstange 46, deren unteres Ende mit
einer Abbiegung 47 eines zweiten Lenkers 48 verbunden ist. Dieser Lenker 48 ist
ebenfalls an dem Gehäuse 40 drehbar gehaltert. Der Lenker 48 ist über einen als
Gasfeder dienenden Druckluftzylinder 49 mit einem Kurbelansatz 50 verbunden, der
auf einer in dem Gehäuse 40 gelagerten Welle 51 angebracht ist. Die Welle 51 ist
an ihren beiden Seiten in dem Gehäuse 40 gelagert und trägt außerhalb des Gehäuses
je einen Kurbelansatz 52,an dessen Ende 53 die Pleuelstange 69 befestigt ist. Das
andere Ende der Pleuelstange 69 ist, wie oben schon erwähnt, am jeweiligen Ende
des Schweißbackens 16 befestigt.
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Eine Drehung der Welle 41 und des mit ihr verbundenen Rades 42 führt
über eine Schwenkbewegung des Lenkers 45 zu einer Schwenkbewegung des Lenkers 48,
diese Schwenkbewegung führt zu einer hin- und hergehenden Drehbewegung der Welle
51 und dementsprechend zu einer Auf- und Abbewegung des Schweißbackens 16, der auf
den Führungsstangen 27 gehaltert und geführt ist.
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Der Druckluftzylinder 49 dient als Sicherung gegen eine Oberlastung
des Schweißbackens beim Andrücken gegen die beiden feststehenden Schweißbacken 15.
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In Fig.8 und 9 ist die gleiche Vorrichtung wie in Fig.6 und 7 noch
einmal dargestellt, jedoch sind diesmal nur die Antriebsteile für die Bewegung der
Hebebühne 17 zeichnerisch dargestellt. Auf der schon beschriebenen Welle 41 befindet
sich ein zweites Rad 54, mit einer Steuernut 55. In der Steuernut 55 bewegt sich
die am einen Ende eines zweiarmigen Hebels 56 angeordnete Rolle 57. Der zweiarmiqe
Hebel 56 ist an einer Lasche 58 drehbar gehaltert. die fest mit dem
Gehäuse
40 verbunden ist. An dem zweiten Ende des Hebels 56 ist das eine Ende einer Schubstange
59 drehbar gelagert, deren anderes Ende an einem Ansatz 60 der Hebebühne 17 angreift.
In ihrem mittleren Bereich ist die Schubstange 59 erweitert und bildet einen Schlitz
61. durch den die Welle 41 hindurchgeht. Eine Verschwenkung der Rolle 57 aufgrund
einer nicht kreisförmigen Anordnung der Steuernut 55 führt zu einem Verschwenken
des Hebels 56 und zu einem Auf- und Abgehen der Schubstange 59.
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Die Hebebühne 17 ist an ihren beiden Seiten mit je einem Ansatz 62
versehen, wobei jeder Ansatz 62 auf Führungsstangen 63 gleitet, die an ihrem unteren
Ende mit dem Gehäuse 40 verbunden sind. Diese Führung ist nur schematisch dargestellt.
Bei einem Auf- und Abgehen der Schubstange 59 wird daher die Hebebühne 17 zwischen
ihren beiden Stellungen hin- und hergeschoben. Die Verweildauer der Hebebühne 17
in der oberen bzw. unteren Stellunq wird durch entsprechende flache Abschnitte der
Steuernut 55 bewirkt.
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Aufgrund des Vorhandenseins zweier Räder 42 bzw. 54 lassen sich die
Bewegungen von Schweißbacken 16 und Hebebühne 17 vollkommen unabhängig voneinander,
jedoch aufgrund der gemeinsamen Antriebswelle 41 synchronisiert bewerkstelligen.
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Die Welle 41 kann ebenfalls Schalter oder sonstige Einrichtungen zur
Steuerung des Stellmotors 23 und der Einleitung des Schweißvorganges der Schweißbacken
15 aufweisen.
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Mit"beheizbar" ist der Schweißbacken bezeichnet, der die zur Verschweißung
benötigte Energie an die Folie abgibt.
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Es kann sich dabei um einen widerstandsbeheizten Schweißbacken handeln,
der also selbst warm wird, es sind aber auch andere Arten der Wärmeerzeugung möglich,
bei denen der Schweißbacken unter Umständen nicht selbst warm wird. Beispielsweise
kann es sich um eine HF- oder Ultraschallschweißung handeln.