DE3104968C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen eines im Ventilboden eines Ventilsacks angeordneten Innenventil­ schlauches, dessen Innenwandung aus thermisch verschweiß­ barem Material besteht, wobei die zur Verschweißung vorge­ sehenen Innenwandungsbereiche erhitzt und gegeneinander ge­ drückt werden und wobei die schmale Sackseitenwandung unterhalb des Ventilschlauches durch ein Schweißgegenlager eingedrückt und mittels eines zur indirekten Wärmeerzeugung im Schweiß­ bereich ausgelegten Schweißwerkzeuges ein Druck auf den Sack­ boden in Richtung auf das Schweißgegenlager ausgeübt wird, so daß die Verschweißung des Innenventils durch die verform­ te Sackwandung hindurch erfolgt, nach Patent 29 32 726. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Seit vielen Jahren gehen Bestrebungen dahin, mit pulverförmi­ gem oder körnigem Material gefüllte Säcke zuverlässig zu ver­ schließen. Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl von Ventilar­ ten entwickelt worden, die einen möglichst guten Verschluß des Sackes begünstigen sollen. Bei Außenventilen ist es be­ kannt, diese durch bekannte Schweißverfahren zu verschlie­ ßen, indem sie zugeschweißt werden. Hierzu werden die Schweißbacken direkt auf das Außenventil aufgelegt und der Schweißvorgang durchgeführt.

Da die Innenventile nicht für die Schweißwerkzeuge zugäng­ lich sind, schied dieses Verfahren bei Ventilsäcken mit In­ nenventilen aus. Die Verschlußwirkung von Innenventilen be­ ruhte im wesentlichen darauf, daß das Füllgut des Ventil­ sackes gegen das Innenventil drückt und dieses im zusammen­ gepreßten Zustand hält, so daß kein Füllgut durch das Innen­ ventil nach außen gelangen kann. Es zeigt sich jedoch in der Praxis, daß eine gute Verschlußwirkung der bekannten Innen­ ventile nur bei bestimmten Materialien erreicht wird, während bei den übrigen Materialien ein mehr oder minder starkes Ausrieseln zu beobachten ist. Dieses Ausrieseln führt insbesondere bei giftigen oder staubenden Füllgütern zu starken Belästigungen und birgt sogar die Gefahr von ge­ sundheitlichen Schäden.

Gemäß dem Hauptpatent wird die Aufgabe, einen vollständigen Verschluß von Ventilsäcken mit Innenventilschläuchen zu er­ zielen, dadurch gelöst, daß die schmale Sackseitenwandung unterhalb des Ventilschlauches durch ein Schweißgegenlager eingedrückt und mittels eines zur indirekten Wärmeerzeugung im Schweißbereich ausgelegten Schweißwerkzeuges ein Druck auf den Sackboden in Richtung auf das Schweißgegenlager aus­ geübt wird, so daß die Verschweißung des Innenventils durch die verformte Sackwandung hindurch erfolgt.

In einer überraschend einfachen Weise gelingt es mit dem Ver­ fahren gemäß Hauptpatent, die Ventilöffnung absolut dicht durch Schweißung zu verschließen. Die Schweißung wird dabei durch die Sackwandungen hindurch ausgeführt, wobei mittels der Schweißbacken die Sackwandungen aus ihrer eigentlichen Kastenform heraus verformt werden, so daß beispielsweise die Innenwandungen des Innenventils aneinanderliegen. In die­ ser Lage wird der Schweißvorgang begonnen. Die aneinander­ liegenden Innenwandungen des Innenventils verbinden sich durch die plastische Verformung unter der Wärmeeinwirkung mitein­ ander und bilden eine an sich bekannte Schweißnaht.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren gemäß Hauptpatent bei der Verwendung gewisser Sackqualitäten zu Schwierigkeiten führt, indem in Verlängerung der Schweißnaht Falten an der Oberseite entstehen, die zu einem Durchbrennen der Sackwan­ dungen führen konnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren derart zu verbessern, daß auch bei schwie­ rigen Sackqualitäten ein einwandfreies Verschweißen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Befüllen des Sackes und vor der Verformung durch die Schweißelektrode auf die Oberseite des Sackes außerhalb des Bereichs der Innenventilöffnung ein den Sack verformender Druck ausgeübt wird.

Nach dem Befüllen und vor dem Schweißvorgang wird daher auf die Oberseite des Sackes gedrückt, wodurch dieser verformt wird. Durch den Druck außerhalb des Bereichs der Innenventil­ öffnung stellt sich die Seite mit der Innenventilöffnung nach oben. Durch diese Maßnahme gelangt der mit der Innen­ ventilöffnung versehene Bereich der Oberseite des Sackes aus der Kastenform heraus und wird etwas von der übrigen Obersei­ te separiert. Dadurch läßt sich der mit der Innenventilöff­ nung versehene Bereich leichter von den Schweißelektroden (Sonotrode und Amboß) ergreifen, wobei auch die Verformungen der Sackwandung definierter erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Ausführung des verformenden Druckes eine Formung der Oberseite dergestalt ausgeübt, daß auf den sich nach oben richtenden, mit dem Innenventilschlauch ver­ sehenen Teil der Oberseite des Sackes ein zusätzlicher, die Aufrichtung dieses Teils begrenzender Druck ausgeübt wird, so daß eine definierte Stellung dieses Teils erzielt wird.

Dadurch ist es möglich, die Schweißnähte durch die Schweiß­ elektroden praktisch immer an derselben Stelle der Säcke an­ zubringen, so daß bei jedem Sack die gleichen Verhältnisse herrschen. Dadurch läßt sich eine ausgezeichnete Repro­ duzierbarkeit des Schweißvorganges erreichen.

Durch die Ausübung des Druckes auf die Oberseite des Sackes nach dem Befüllen wird der mit der Innenventilöffnung verse­ hene Bereich bereits geeignet für den Ansatz der von oben und unten einwirkenden Schweißelektroden vorgeformt, da er etwas in die Breite gedrückt wird. Der Druck muß dabei zu­ mindest nahezu über die gesamte Breite des Sackes auf die Oberseite wirken.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich alle Schweiß­ verfahren, die mit der indirekten Erzeugung von Wärme in dem Material zwischen dem Schweißwerkzeug arbeiten, wie z. B. Hochfrequenzschweißen oder Ultraschallschweißen. Für das er­ findungsgemäße Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Ver­ schweißung mit Ultraschall durchgeführt wird, weil dadurch ein besonderer Effekt erzielt wird, durch die Ultrachall­ wellen wird der Bereich zwischen den Schweißwerkzeugen ge­ reinigt, was offensichtlich dadurch erfolgt, daß die Schmutz­ teilchen unter dem Einfluß der Ultraschallwellen aus dem Schweißbereich hinauswandern. Obwohl also die Ventilöffnung beim Befüllen im allgemeinen mit Füllgut teilweise bedeckt ist, läßt sich mit dem Ultraschallschweißen eine besonders saubere und daher besonders sichere Abdichtung der Ventil­ öffnung durchführen.

Zur Erhöhung der Sicherheit des Verschlusses der Ventilöff­ nung können mehrere Verschweißungen gleichzeitig oder nach­ einander an verschiedenen Stellen durchgeführt werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens mit einem unterhalb der Ventilöffnung gegen den Sack bewegbaren Schweißgegenlager und mit einem gegen die Ober­ seite des Sackes bewegbaren Schweißwerkzeug, wobei der Sack unterhalb der Ventilöffnung durch das Schweißgegenlager ein­ drückbar ist und das Schweißwerkzeug oberhalb des Innenven­ tils gegen die Oberseite des Sackes und das Schweißgegenla­ ger drückbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Sacks in der Schweißstellung ein Stempel mit einer An­ drückfläche vorgesehen ist, der nach dem Befüllen unter Druck auf die Oberseite des Sackes verfahrbar ist.

Vorzugsweise ist die Andrückfläche des Stempels auf der Sei­ te, auf der sich im Sack der Ventilschlauch befindet, hoch­ gebogen. Dadurch wird die definierte Schrägstellung des Sackbereichs mit der Innenventilöffnung erzielt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen befüllten Ventilsack vor dem Verschweißvor­ gang,

Fig. 2 den Ventilsack aus Fig. 1 bei der Verformung sei­ ner Oberseite durch einen Stempel,

Fig. 3 den Ventilsack aus den Fig. 1 und 2 beim Schweiß­ vorgang.

Der befüllte Ventilsack 1 ist für den Verschweißvorgang auf einem Sackstuhl 2 gelagert, der beispielsweise seitlich ver­ fahrbar ausgebildet sein kann, so daß der gefüllte Sack vor dem Füllstutzen seitlich zur Verschweißstation gefahren wird. Die Verschweißeinrichtung kann aber auch direkt an der Füllmaschine angeordnet sein, wenn der Sack in anderer Weise von dem Füll­ stutzen getrennt wird, beispielsweise durch Abkippen oder durch Verfahren in Richtung der Achse des Füllrohres.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind das Füllrohr und die Füllmaschine nicht in der Zeichnung dargestellt.

Der Innenventilschlauch 3 befindet sich direkt unterhalb der Oberseite 4 des Sackes 1.

Oberhalb des Sackes 1 ist ein hydraulisch nach unten verfahr­ barer Stempel 5 angeordnet, dessen Andrückfläche 6 zur Seite des Innenventils 3 nach oben hin gekrümmt ist.

Oberhalb des Innenventils 3 befindet sich eine Schweißelektrode beispielsweise eine Sonotrode 7. Diese ist nach unten gegen die Oberseite 4 des Sackes 1 verfahrbar. Als Gegenstück dient ein schwenkbar an einem ortsfesten Lager 8 angelenkter Amboß 9.

Fig. 2 verdeutlicht die Verformung der Oberseite 4 des Ventil­ sacks 1 duch den herabgefahrenen Stempel 5. Der Druck des Stempels erfolgt im wesentlichen durch den geraden Teil der An­ druckfläche 6, so daß der mit dem Innenventil 3 versehene Teil des Sackes 1 sich nach oben aufrichtet. Die aufgerichtete Stellung wird durch das hochgekrümmte Ende der Andruckfläche 6 festgelegt, so daß das Innenventilstück 3 eine relativ gut definierte Position in bezug auf die Schweißvorrichtung 7, 9 einnimmt.

Ein wichtiger Nebeneffekt beim Herabdrücken des Stempels 5 in den Sack 1 hinein besteht darin, daß dieser dabei weitgehend entlüftet wird. Häufig werden die Säcke 1 mittels Druckluft­ förderung befüllt, wobei dann vorzugsweise die Innenventilöff­ nung durch einen Druckluftstoß ohne gefördertes Mittel von dem Füllgut weitgehend befreit wird.

Wenn die Andruckfläche 6 zumindest annähernd die Tiefe des Sackes aufweist, wird das mit dem Innenventil 3 versehene Ende der Oberseite 4 in der Darstellung der Fig. 2 senkrecht zur Bildebene, d. h. parallel zur kurzen Kante der Oberseite 4 flachgedrückt, so daß eine für die Schweißvorrichtung 7, 9 ge­ eignete Vorverformung vorhanden ist.

Durch Einschwenken des Ambosses 9 in den Sack 1 unterhalb des Innenventils 3 in die waagerechte Lage und Absenken der Sono­ trode 7 auf das Innenventil 3 von oben wird das mit dem Innen­ ventil 3 versehene Ende des Sackes 1 in die Schweißposition zwischen die Schweißelektrode 7, 9 gepreßt (Fig. 3). Durch Ultraschall oder ein sonstiges geeignetes Verfahren wird nun das Innenventil 3 thermoplastisch verschweißt.

Es ist klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren kein separates, in die Ventilöffnung eingelegtes Innenventil 3 erfordert, sondern daß es ausreicht, wenn die Innenventilöffnung 3 mit ei­ ner oder mehreren thermoplastischen Schichten versehen ist, die verschweißt werden können. Dabei kann es sogar ausreichend sein, nur eine einzige thermoplastische Schicht vorzusehen, wobei ausgenutzt wird, daß beim Schweißvorgang die Schicht mit Pa­ pierlagen der Sackwandung verklebt. Die Ventilöffnung kann da­ her auch durch Verkleben einer Öffnungswandung aus Papier mit der Schicht beim Schweißvorgang verschlossen werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verschweißen eines im Ventilboden eines Ventilsacks angeordneten Innenventilschlauches, dessen Innenwandung aus thermisch verschweißbarem Material be­ steht, wobei die zur Verschweißung vorgesehenen Innen­ wandungsbereiche erhitzt und gegeneinander gedrückt wer­ den und wobei die schmale Sackseitenwandung unterhalb des Ventilschlauches durch ein Schweißgegenlager eingedrückt und mittels eines zur indirekten Wärmeerzeugung im Schweiß­ bereich ausgelegten Schweißwerkzeuges ein Druck auf den Sackboden in Richtung auf das Schweißgegenlager ausgeübt wird, so daß die Verschweißung des Innenventils durch die verformte Sackwandung hindurch erfolgt, nach Patent 29 32 726, dadurch gekennzeich­ net, daß nach dem Füllen des Sackes (1) und vor der Verformung durch das Schweißwerkzeug (7) bzw. das Schweiß­ gegenlager (9) auf die Oberseite (4) des Sackes (1) außer­ halb des Bereichs des Innenventilschlauches (3) ein den Sack (1) verformender Druck ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausübung des verformenden Drucks eine Formung der Oberseite (4) dergestalt ausgeübt wird, daß auf den sich nach oben richtenden, mit dem Innenventilschlauch (3) versehenen Teil der Oberseite (4) des Sackes (1) ein zusätzlicher, die Aufrichtung dieses Teils begren­ zender Druck ausgeübt wird, so daß eine definierte Stel­ lung dieses Teils erzielt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2, mit einem unterhalb der Ventilöffnung gegen den Sack bewegbaren Schweißgegenlager und mit einem gegen die Oberseite des Sackes bewegbaren Schweiß­ werkzeug, wobei der Sack unterhalb der Ventilöffnung durch das Schweißgegenlager eindrückbar ist und das Schweißwerkzeug oberhalb des Innenventils gegen die Oberseite des Sackes und das Schweißgegenlager drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Sackes (1) in der Schweißstellung ein Stempel (5) mit einer Andrück­ fläche (6) vorgesehen ist, der nach dem Befüllen unter Druck auf die Oberseite (4) des Sackes (1) verfahrbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückfläche (6) des Stempels (5) auf der Seite, auf der sich im Sack (1) der Ventilschlauch (3) befindet, hochgebogen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Andrückfläche (6) des Stempels (5) etwa ebenso breit ist wie die Oberseite (4) des Sackes (1).