DE3209496A1

DE3209496A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von tuetenbaendern und tuetenbloecken

Info

Publication number: DE3209496A1
Application number: DE19823209496
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7180 Crailsheim Scherz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1983-09-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Tüten-
bändern und Tütenblöcken Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Tütenbändern oder Tütenblöcken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Ein Verfahren der eingangs angesprochenen Art ist in der DE-OS 29 31 187 beschrieben. Bei ihm werden die beidenübereinandergeführten Folienbahnen unter Verwendung einer umlaufenden Schweiß trommel kontinuierlich mit einem die Tütenform vorgebenden Schweißlinienmuster versehen. Die Schweißlinien sind auf kurze Strecken unterbrocnen, und die so erhaltenen Materialstege bilden Sollbruchstellen, bei denen einzelne Tütenbandabschnitte, die eine oder mehrere Tüten umfassen können, vom fortlaufenden Tütenband abgerissen werden können. Die abgerissenen Tütenbandabschnitte werden dann zu Stapeln zusammengetragen und anschließend zu Tütenblöcken zusammengeschweißt.
Bei diesem bekannten Verfahren ist das Schweißlinienmuster durch die Geometrie auf der Schweißtrommel angeordneter Schweißrippen vorgegeben. Das bekannte Verfahren und die bei ihm verwendete Vorrichtung eignen sich gut zur Herstellung von Tütenbändern und Tütenblöcken in großen Mengen.
Zuweilen ist es jedoch erforderlich, Tütenbänder und Tütenblöcke mit besonderem Tütenformat in kleinerer Auflage herzustellen. Dies kann bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung nur unter Verwendung entsprechend abgewandelter Schweißtrommeln erfolgen, außerdem ist die Umrüstung der Vorrichtung auf ein neues Tütenformat zeitraubend.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen von Tütenbändern und Tütenblöcken angegeben werden, welche eine wirtschaftliche Herstellung von Tütenbändern und Tütenblöcken mit unterschiedlichem Tütenformat auch in kleinen Auflagen ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, 19, 22, 15 bzw. 27.
Erfindungsgemäß erfolgt die Vorgabe des Schweißlinienmusters auf dem Tütenband dadurch, daß man das Zusammenschweißen der beiden Folienbahnen zu einem gegebenen Augenblick nur in einem kleine Abmessungen aufweisenden Schweißbereich vornimmt und diesen Schweißbereich in transversaler Richtung über die weiterhin kontinuierlich geförderten Folienbahnen hinwegbewegt. Durch unterschiedliches Synchronisieren der Bewegung des Schweißbereiches auf die Fördergeschwindigkeit der Tütenbahnen lassen sich ohne mechanisches Umrüsten der Vorrichtung Tütenbänder mit unterschiedlichem Tütenformat herstellen. Dabei kann auch innerhalb des Erzeugens der Schweißnähte an einer Tüte das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der transversalen Bewegungskomponente des Schweißbereiches und der Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen variiert werden, so daß man die verschiedensten Schweißlinienmuster sehr einfach erzeugen kann.
Man ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in der Anordnung der Sollbruchstellen sehr variabel, da diese einfach durch Unterbrechen der Wärmezufuhr zum Schweißbereich erzeugt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in nachgeordneten Ansprüchen angegeben.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf ein besonders rasches Schalten der Energie zufuhr zum Schweißbereich von Vorteil.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ermöglicht die Konzentrierung einer hohen Schweißleistung in einem kleinen Schweißbereich. Dies ist im Hinblick auf ein Herstellen des- Tütenbandes mit verhältnismäßig hoher Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen von Vorteil.
Auch mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 kann eine hohe Schweißleistung in einen kleinen Schweißbereich eingestrahlt werden, wobei die Strahlungsquelle zwar längere Schaltzeiten hat, andererseits aber geringere Vorkehrungen zum Schutze des Bedienungspersonales notwendig sind.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß man eine größere Freiheit in der Wahl des Materialies für die Folienbahnen bzw. der Wahl der Strahlungsquelle hat, da die elektromagnetische Strahlung auf jeden Fall in der zusätzlich vorgesehenen Absorberschicht absorbiert wird. Dabei ist wiederum besonders vorteilhaft, daß diese Absorption in unmittelbarer Nähe der Berührfläche der beiden Folienbahnen erfolgt.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf ein besonders einfaches Aufbringen der energieabsorbierenden Schicht auf eine Folienbahn von Vorteil. Da sich die meisten Folienbahnen sowohl aufgrund ihres Materiales als auch aufgrund ihrer geringen Dicke schlecht bedrucken lassen, ist das Aufblasen des Strahlung absorbierenden Materiales auf die noch klebrige Oberfläche des Folienschlauches eine sehr wirtschaftliche Lösung des Beschichtungsproblemes, wobei man zudem in der Wahl des energieabsorbierenden Materiales weitgehend frei ist.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß der extrudierte und in Aufweitung begriffene Folienschlauch zugleich eine Begrenzungswand für einen Bestäubungsraum bildet. Der feine Puder kann somit nicht ohne weiteres in die Umgebung entweichen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird erreicht, daß der aufgestäubte Puder zugleich als Gleitmittel beim Hinüberlaufen des Folienschlauches über den Rühldorn dienen kann.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird einerseits ein sehr feines Aufblasen des Puders gewährleistet, andererseits erfolgt dies praktisch ohne zusätzlichen apparativen Aufwand, da die Schlauchinnenseite sowieso mit Kühlluft angeströmt werden muß.
Puderförmige Materialien, welche elektromagnetische Strahlung im Infraroten oder bei den üblichen Laser-Wellenlängen absorbieren, absorbieren in der Regel auch Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums. Damit wird durch die zusätzlich aufgebrachte energieabsorbierende Materialschicht zugleich auch ein ästhetischer Effekt erreicht, da sich die später in eine Tüte eingebrachten Waren, z.B. ein Blumenstrauß von einem dunkelfarbigen oder schwarzen Hintergrund abheben, wenn man die Beschichtung auf der später die Tütenrückwände bildenden der Folienbahnen anbringt.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 11 kann man leicht verschiedene Tütenformate dadurch erzeugen, daß man die transversale Bewegungskomponente des Lagerschemels für das Schweißrad bezogen auf die Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen ändert. Dabei ist durch die Drehbarkeit des Schemels gewährleistet, daß sich die Laufrichtung des Schweißrades auf die gewünschte Schweißnahtsteigung einstellen kann.
Die Verwendung eines Schweißrades hat ferner den Vorteil, daß man beim Schweißen zugleich auch eine mechanische Kraft auf die Schweißnaht ausüben kann und so erweichtes Material aus dem Schweißnahtbereich herausdrücken kann. Dies ist für die Erzeugung sauberer Trennschweißungen von Vorteil.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 12 erhält man auf sehr einfache Weise ein eine saubere Schweißnaht erzeugendes elektrisch beheiztes Schweißelement.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 wird dabei erreicht, daß die Stromzufuhr zu der Schweißrippe auf mechanisch sehr einfache Weise erfolgen kann.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 14 kann man sehr saubere verbleibende Materialstege in einer Trennschweißung erzeugen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 wird erreicht, daß sich auch sehr dünne Folienbahnen nicht am Schweißrad stauen, da dessen Umfangsgeschwindigkeit genau der Gesamtrelativgeschwindigkeit zwischen Schweißrad und Folienbahnen entspricht.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 16 kann sich die Schweiß rad-Laufachse durch Schleppwirkung selbsttätig auf die jeweilige Steigung der Schweißnaht einstellen.
Vorzugsweise wird aber gemäß Anspruch 17 auch die Anstellung der Schweißrad-Laufachse zur Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen durch einen Servoantrieb besorgt, so daß auch sehr dünne Folien ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden können.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist es möglich, das Schweißrad ganz von den Folienbahnen abzuheben Dies ist zum einen zum Erzeugen längerer Unterbrechungen in den Schweißlinienmustern vorteilhaft und ermöglicht ein Abheben des Schweißrades von den Folienbahnen-in Störfällen und zum Einziehen neuer Folienbahnen.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 19 ist gewährleistet, daß man einerseits die elektromagnetische Strahlung unbehindert zum Schweißbereich bringt, andererseits im Schweißbereich ein sattes Aneinanderliegen der beiden zu verschweißenden Folienbahnen gewährleistet ist. Da die Andrückrolle in der Praxis verhältnismäßig großen Durchmesser hat, ist ihre Wirkung als zusätzliche Sammellinse verhältnismäßig klein. Falls erforderlich, kann diese Sammelwirkunci durch eine entsprechende schwache Streulinse am Ausgang der Strahlungsquelle kompensiert werden.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 20 ist mit mechanisch einfachen Mitteln eine sauber reproduzierbare Bewegung der Strahlungsquelle quer über die Folienbahnen gewährleistet.
Da die Führungseinrichtung innerhalb der Andrückrolle angeordnet ist, wird von ihr automatisch jeglicher Staub und dergleichen ferngehalten, sie ist praktisch wartungsfrei.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 21 ist auf einfache Weise sichergestellt, daß Streulicht von der Strahlungsquelle nicht in die Umgebung gelangt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Lasern als Strahlungsquelle von Bedeutung. Verwendet man ein äußeres Schutzschild, so ist gleichzeitig gewährleistet, daß die transparente Andrückrolle gegen den Zutritt äußerer Verunreinigungen weitgehend geschützt ist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 zeichnet sich durch einen ganz besonders einfachen mechanischen Aufbau aus. Man be- nötigt nur ein Schwenklager für die Strahlungsquelle und einen zugeordneten Antrieb. Die Verwendung des teilzylindrischen Führungskörpers gewährleistet, daß die Energiezufuhr in transversaler Richtung unter genau vergleichbaren geometrischen Bedingungen (gleiche Reflexionsbedingungen, gleiche Brennebene) erfolgt. Zudem sorgt der teilzylindrische Führungskörper zugleich für ein sattes Aneinanderliegen der beiden Folienbahnen beim Schweißen, da der Führungskörper die Folienbahnen aus ihrer Ausgangsförderebene herausdrückt.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 wird dabei erreicht, daß das Überführen der Folienbahnen aus der ebenen in die kreisförmig gebogene Querschnittsgeometrie schonend und stetig erfolgt.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 ist wiederum im Hinblick auf das Erzeugen von Sollbruchstellen bZW.
von Unterbrechungen der Schweißlinienmuster von Vorteil.
Auch bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 25 ist ein kon zentriertes Zuführen von Sch'weißenergie zu einem kleinen Schweißbereich ebenso gewährleistet wie ein sattes Aneinanderliegen der beiden Folienbahnen im Schweißbereich.
Die in den Ansprüchen 11 bis 25 charakterisierten Vorrichtungen eignen sich gleichermaßen zum Schweißen von Tütenbändern, bei denen die Tüten unterschiedliche Abmessung in transversaler Richtung und in Förderrichtung aufweisen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 26 wird nun erreicht, daß derartige Tütenbänder ohne Umrüstung der Abreiß- und Sammelstation zu Tütenblöcken verarbeitet werden können. Da der Greifer große Abmessung in Förderrichtung aufweist und bei der Mitte des Tütenbandes dieses von seiner vorne liegende Kante her übergreift, arbei- tet die Abreißstation gleichermaßen gut für alle Tütenformate. Man braucht nur den unabhängigen Antrieb für den Sammeltisch unter Berücksichtigung des jeweiligen Tütenformates zu erregen, insbesondere den Gesamthub des Sammeltisches der jeweiligen Periodizität des Tütenbandes anzupassen. Das Abreißen eines Tütenbandabschnittes erfolgt durch kurzfristiges Erhöhen der Geschwindigkeit des Sammeltisches über die Fördergeschwindigkeit des Tütenbandes hinaus.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 27 wird erreicht, daß der Greifer einen Tütenbandabschnitt schon übernimmt, solange er noch synchron auf dem das Tütenband zuführenden Bandförderer liegt.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 wird erreicht, daß das Tütenband dem Sammeltisch im wesentlichen tangential zugeführt wird.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 29 wird der verbleibende Teil des Tütenbandes beim Abreißen eines Tütenbandabschnittes besonders gut festgehalten.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 wird erreicht, daß für den Greifer unabhängig von der Höhe des schon gebildeten Stapels von Tütenbandabschnitten eine gleichbleibende Greifgeometrie gewährleistet ist.
Die im Anspruch 31 angesprochenen Greifleisten halten den Tütenbandabschnitt-Stapel auf dem Sammeltisch zusammen, wenn der Greifer beim Rücklauf des Sammeltisches zur Ubernahme eines neuen Tütenbandabschnittes wieder angehoben wird.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 32 ist es möglich, Tüten unterschiedlicher Höhe ohne Austauschen der Vorratsrollen herzustellen. Dabei werden die seitlich abgeschnitten Folienbahnränder sauber und raumsparend gesammelt, während sich diese Randabschnitte nur schlecht wieder aufwickeln ließen, da ihre Breite gering ist und zudem bei sehr kleinen Serien nicht gleichbleibend ist.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 33 wird aus den Folienrändern zunächst ein Folienstrang erzeugt, wobei die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 34 gewährleistet, daß der Folienstrang in sich zusammenhält.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 35 läßt sich das abgeschnittene Folienmaterial in massives thermoplastisches Material umwandeln, welches nur sehr wenig Raum benötigt.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 36 erhält man das massive thermoplastische Material in Form kleiner Strangabschnitte, die sich ähnlich wie Granulat direkt wieder in einer Maschine zum Verarbeiten thermoplastischer Xunststoffe,z.B. einer Folien-Blasformmaschine verwenden lassen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Figur 1: eine Aufsicht auf eine Maschine zum Herstellen von Tütenblöcken sowie ein Blockschaltbild einer zugehörigen programmierbaren Steuerung; Figur 2: einen vertikalen Schnitt durch den Schweißkopf der Maschine nach Figur 1, Figur 3: einen horizontalen Schnitt durch den Schweißkopf nach Figur 1 längs der dortigen Schnittlinie 111-111 Figur 4: einen vertikalen Schnitt durch die Abreiß- und Sammelstation der Maschine nach Figur 2; Figuren 5 und 6: schematische Aufsichten auf die Abreiß- und Sammelstation in verschiedenen Phasen des Abreißzyklus; Figur 7: einen vertikalen Schnitt durch einen abgewandelten Schweißkopf; Figur 8: eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer mit energieabsorbierendem Material beschichteten Folienbahn, teilweise axial geschnitten; Figur 9: einen vertikalen Schnitt durch eine abgewandelte Schweißstation für die Maschine nach Figur 2; Figur 10: eine Ansicht der wesentlichen Teile der Schweißstation nach Figur 9 gesehen in Förderrichtung der Folienbahnen; Figur 11: einen vertikalen Schnitt durch einen weiter ab- gewandelten Schweißkopf für die Maschine nach Figur 2; Figur 12: ein Blockschaltbild der Steuerung für die Maschne nach Figur 1 in dem Einzelheiten eines Steuerkreises für einen der Antriebe wiedergegeben sind; Figur 13: eine Aufsicht auf eine Zusatzeinrichtung zum Reduzieren der Folienbahnbreite und zum Kompaktieren und Sammeln des abgeschnittenen Folienmateriales; und Figur 14: einen vertikalen Schnitt durch ein Sammel- und Kompaktiergerät für Folienabschnitte, wie es in der Zusatzeinrichtung nach Figur 13 verwendet wird Die in Figur 1 wiedergegebene Maschine zum Herstellen von Tütenblöcken weist als Hauptbestandteile eine Abwickelstation 10, eine Schweißstation 12 sowie eine Abreiß- und Sammelstation 14 auf.
In der Abwickelstation ist eine erste Vorratsrolle 16 für eine breite Folienbahn 18 sowie eine zweite Vorratsrolle 20 für eine schmale Folienbahn 22 gelagert. Die beiden Folienbahnen 18 und 22 bestehen aus dünnem schweißbarem Kunststoffmaterial, z.B. aus einer 20 ß starken Polyäthylenfolie.
Ein Schrittmotor 24 dient zum Antreiben der Vorratsrollen 16 und 20 über nicht näher gezeigte Zahnräder. Weiter sind nicht näher gezeigte angetriebene Umlenkrollen vorgesehen, um die beiden Folienbahnen 18 und 22 zusammenzuführen und mit konstanter Geschwindigkeit in die Schweißstation 12 zu bewegen.
Die Schweißstation 12 weist eine Rahmenplatte 26 auf, welche seitliche Holme und Umlenkrollen (nicht näher gezeigt) für einen Bandförderer 28 tragen. Der Antrieb des Bandförderers 28 erfolgt durch einen Schrittmotor 30.
An der Rahmenplatte 26 sind seitliche Lagerplatten 32, 34 befestigt, in welchen eine senkrecht zur Längsrichtung der Folienbahnen 18 und 22 verlaufende, transversale Führungsstange 36 befestigt ist und eine hierzu parallele Gewindespindel 38 gelagert ist. Zum Antrieb der letzteren dient ein weiterer Schrittmotor 40.
Auf der Führungsstange 36 läuft ein insgesamt mit 42 bezeichneter Schweißkopf, welcher durch die Gewindespindel 38 in transversaler Richtung verfahrbar ist.
Die Abreiß- und Sammelstation 14 weist einen Schlitten 44 auf, der auf Führungsstangen 46 läuft und mittels Gewindespindeln 48 in Förderrichtung der Folienbahnen verfahrbar ist. Die Gewindespindeln 48 sind durch Schrittmotoren 50 angetrieben.
Auf dem Schlitten 44 ist ein Sammeltisch 52 angeordnet. Zu seinen beiden Seiten sind Greifleisten 54 vorgesehen, die in Lagerblöcken 56 um eine zur Folienförderrichtung parallele Achse verschwenkbar sind und durch Schrittmotoren 58 angetrieben werden.
Ein breiter und langer Greifkörper 60 ist beim stromabseitigen Ende des Sammeltisches vorgesehen. Er ist in Lagerblöcken 62 um eine transversale Achse verschwenkbar angeordnet. Die Lagerblöcke 62 sind durch einen Schrittmotor 64 senkrecht zur Ebene des Schlittens 44 verstellbar.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, erstreckt sich der Bandförderer 28 so weit in Figur 1 nach rechts, daß er den Sammeltisch 52 vollständig überlappen kann. Beim stromabseitigen Ende des Bandförderers 28 sind Andrückrollen 66 vorgesehen, welche durch zugeordnete Schrittmotoren 68 angetrieben werden und in Förderrichtung unabhängig voneinander einstellbar sind, z.B. in Längsschlitzen der seitlichen Holme des Bandfördererrahmens festgeschraubt sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Maschine zum Herstellen von Tütenblöcken ist im wesentlichen symmetrisch zu einer senkrecht auf der Förderebene stehenden Ebene. Daher ist von Bauteilpaaren, die symmetrisch zu einander liegen, teilweise nur eines mit Bezugszeichen versehen.
Die in Figur 1 gezeigte Maschine arbeitet im wesentlichen folgendermaßen: Von den Vorratsrollen 16, 20 werden die Folienbahnen 18, 22 kontinuierlich abgezogen und flächig aneinanderliegend kontinuierlich unter dem Schweißkopf 42 hindurchbewegt. Dieser wird gleichzeitig durch den Schrittmotor 40 in transversaler Richtung über die Folienbahnen 18, 22 bewegt, so daß schräg zur Folienbahn geneigte Trennschweißnähte 70 erzeugt werden Letztere sind durch Materialstege 72 unterbrochen, die Sollbruchstellen bilden, über welche die einzelnen, trapezförmigen Tüten 74 noch zusammenhängen.
Der Schlitten 44 der Abreißstation 14 wird im ersten Teil eines Arbeitszyklus synchron zur Geschwindigkeit des Bandförderers 28 bewegt, so daß die Tüten 74 unter Mitwirkung der Greifleiste 54 synchron vom Bandförderer 28 auf dem Sammeltisch 52 heruntergezogen werden. Figur 1 zeigt dabei die Stellung der Teile der Abreiß- und Sammelstation zu Beginn eines Abreißzyklus. Ist der Sammeltisch 52 durch den Schlitten 44 soweit in Förderrichtung bewegt worden, daß eine gewünschte Anzahl von Tüten (beim betrachteten Ausführungsbeispiel 2) auf dem Sammeltisch liegt, so wird der Schlitten 44 kurzfristig in Förderrichtung beschleunigt, so daß die Materialstege 72 an der hinteren der auf dem Sammeltisch befindlichen Tüten aufgebrochen werden. Der Schlitten 44 wird nun im Eilgang wieder in die in Figur 1 gezeigte Stellung zurückbewegt, und ein neuer Abreißzyklus beginnt. Einzelheiten des Schweißvorganges und des Abreißzyklus werden später noch genauer beschrieben.
Man erkennt, daß man das Format der Tüten 74 über das Verhältnis der Arbeitsgeschwindigkeiten der Schrittmotoren 30 und 40 einstellen kann, wobei die Laufgeschwindigkeit der Schrittmotoren 50 entsprechend angepaßt wird.
Zur Steuerung der verschiedenen Schrittmotoren ist eine Steuereinheit 76 vorgesehen, welche für jeden Schrittmotor bzw. jede Gruppe synchron anzutreibender Schrittmotoren einen Steuerkreis 78-1, 78-2 usw. aufweist. Die Steuerkreise 78 erhalten ihrerseits jeweils Steuerbefehle von einem Rechner 80, an welchen ferner ein Sichtgerät 82 und ein Tastenfeld 84 angeschlossen sind Letzteres dient zur freien Einstellung der Betriebsparameter der Tütenblock-Herstellmaschine, insbesondere des Tütenformates, der Arbeitsgeschwindigkeit undderschweißtemperatur. Damit brauchen beim Übergang von einem Tütenformat auf ein anderes Tütenformat keine mechanischen Einstellarbeiten vorgenommen zu werden. Auch die Herstellung von Tütenblöcken in kleinen Stückzahlen ist so zu wirtschaftlich vertretbaren Kosten möglich.
Die Figuren 2 und 3 zeigen Einzelheiten des Schweißkopfes 42.
Ein Tragschlitten 86 weist seitliche Wände 88 auf, die durch eine obere Schlittenwand 90 und durch eine Führungshülse 92 sowie eine Gewindehülse 94 verbunden sind. In der Führungshülse 92 läuft die Führungsstange 36, in der Gewindehülse 94 die Gewindespindel 38.
An der Führungshülse 92 ist senkrecht zur Bewegungsebene des Tragschlittens 86 ausgerichtet eine Lagerhülse 96 festgeschweiß, in welcher die Drehachse 98 eines Schweißrad-Schemels 100 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.
Der Schweißradschemel 100 weist seinerseits seitliche Lagerwangen 102 auf, die durch eine Traverse 104 verbunden sind.
In den Lagerwangen 102 ist über Lager 106 die Welle 108 eines Schweißrades 110 gelagert. Die Welle 108 ist unter Abstand von der Drehachse 98 angeordnet.
Das Schweißrad 110 hat ein Nabenteil 112 aus hitzebeständigem, elektrisch isolierendem Kunststoff. Auf einen Absatz 114 des Nabenteiles 112 ist ein ringförmiges Widerstands-Schweißelement 116 formschlüssig aufgesetzt. Das Schweißelement 116 ist aus einem Blech aus üblichem Widerstandsmaterial, z.B. Konstantan oder dergleichen au-sgestanzt und ist durch einen Spalt 118 unterbrochen. An die dort gelegenen Ringenden sind Anschlußlappen 120, 122 angeformt, welche an unterschiedlichen radialen Stellen axial gekröpft sind und durch Nieten 124 elektrisch leitend mit zwei koaxialen Schleifringen 128 verbunden sind, die auf der in Figur 2 vorderen, in Figur 3 unteren Stirnfläche des Nabenteiles 112 angeordnet sind. Am Umfang ist das Schweißelement 116 mit drei Ausnehmungen 130 versehen, deren Breite der Breite des Spaltes 118 entspricht. Das Schweißelement 116 erzeugt so bei einem Umlauf ein Stück einer Trennschweißnaht, welches viermal durch einen stehengebliebenen Materialsteg unterbrochen ist.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, trägt der radial zum Rand des Schweißelementes 116 zurückversetzte Umfang des Nabenteiles 112 einen Zahnkranz 132, welcher mit dem Abtriebsritzel 134 eines weiteren Schrittmotors 136 kämmt.
Dieser ist ebenso von der in Figur 3 unteren der Lagerwangen 102 getragen wie ein Schleifergehäuse 138, in welchem zwei Schleiferstifte elastisch gegen einen zugeordneten der Schleifringe 126, 128 vorgespannt geführt sind. Von diesen ist in Figur 3 nur der obenliegende Schleif stift 140 sichtbar.
Der Schweißrad-Schemel 100 ist über eine Druckfeder 142 an der Lagerhülse 96 abgestützt und wird so im Betrieb gegen die zu verschweißenden Folienbahnen 18, 22 und das aus Schweißmaterial hergestellte Förderband 28 sowie eine darunterliegende Auflage gedrückt.
Um das Schweißrad 110 vollständig von den Folienbahnen 18, 22 abheben zu können, trägt das obere Ende der Drehachse 98 eine Ankerplatte 144, die durch einen fluchtenden Elektromagneten 146 in Figur 2 nach oben bewegbar ist.
Zum Verdrehen des Schweißrad-Schemels 100 ist ein Schrittmotor 148 vorgesehen, dessen Ritzel 150 mit einem Zahnradsegment 152 kämmt, welches verdrehbar auf die Drehachse 98 aufgesetzt ist. Zur Drehmomentübertragung ist zwischen das Zahnradsegment 152 und die Ankerplatte 144 eine Schleppfeder 154 eingefügt. Auf diese Weise kann das Schweißrad 110 durch den Schrittmotor 148 so eingestellt werden, wie dies dem Geschwindigkeitsverhältnis der Schrittmotoren 30 und 40 entspricht. Damit kann die Anstellung des Schweißrades 110 zur Förderrichtung der Folienbahn auf das Geschwindigkeitsverhältnis der Schrittmotoren 30 und 40 eingestellt werden. Das Schweißrad 110 kann sich aber durch.
Schleppwirkung entgegen der Kraft der Schleppfeder 154 noch verstellen, wenn sein Anstellwinkel dem Ist-Geschwindigkeitsverhältnis zwischen transversaler Bewegung des Tragschlittens 88 und Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen 18 und 22 nicht genau entspricht, z.B. infolge von Schlupf zwischen den Folienbahnen und den zugeordneten Antriebsrollen.
Die Zufuhr elektrischer Energie zum Schrittmotor 136 und zum Widerstands-Schweißelement -116 erfolgt über ein gemeinsames Spiralkabel 156, dessen zweites Ende im Tragschlitten 86 festgelegt ist. In Figur 1 ist für die Zuführung der verschiedenen Betriebsspannungen zum Schweißkopf 42 ein einziges mehradriges Kabel gezeigt, über welches die Verbraucher 116, 136, 146 und 148 versorgt werden.
Durch den in den Figuren 2 und 3 näher gezeigten Schweißkopf werden die Folienbahnen 18, 22 jeweils in einem nur sehr kleinen Bereich plastifiziert und geschweißt, und dieser Bereich wird in transversaler Richtung über die Folienbahnen hinwegbewegt. Figur 7 zeigt einen abgewandelten Schweißkopf, der mit ähnlicher punktueller Erwärmung der Folienbahnen auf Plastifizierungstemperatur arbeitet, wobei jedoch als Wärmequelle eine Quelle für elektromagnetische Strahlung verwendet wird, welche Strahlung vom -ggf. geeignet vorbehandelten - Folienmaterial absorbiert wird. Diese Strahlungsquelle ist beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel ein IR-Laser 158; stattdessen kann man jedoch auch einen erhitzten schwarzen Strahler (z.B. eine Glühwendel oder einen Nernst-Stift) und eine Fokussier-Optik verwenden.
Der Laser 158 sitzt auf einem Schlitten 160, der durch eine Gewindespindel 162 angetrieben ist und auf einer Führungsstange 164 läuft. Die Enden der Gewindespindel 162 sind in großen Durchmesser aufweisenden Achsstummeln 166 gelagert, welche auch die Enden der Führungsstange 164 tragen und über Rollenlager 168 metallische Laufringe 170 tragen, die jeweils eine Schulter 172 aufweisen und über diese einen Glaszylinder 174 tragen. Einer der Laufringe 170 ist durch einen nicht näher gezeigten Antrieb angetrieben, welcher von der Funktion her dem Schrittmotor 136 von Figur 3 entspricht.
Im Inneren des Glaszylinders 174 ist ein zylindrisches Schutzschild 176 drehfest angebracht, welches in der Bewegungsebene des Laserstrahles einen Längsschlitz 178 aufweist. Außerhalb des Glaszylinders 174 ist ein zweiter geschlitzter zylindrischer Schutzschild 180 vorgesehen, der entlang seines Längsschlitzes Dichtstreifen 182 aus Filz oder dergleichen trägt, welche ein Eindringen von Staub ins Innere des Schutzschildes verhindern und etwa auf die Außenfläche des Glaszylinders gelangten Staub abwischen.
Der Glaszylinder174 ist von einem bügelförmigen oberen Rah- menteil 184 getragen, welches durch Verschraubungen 186 mit einem unteren Rahmenteil 188 lösbar verbunden ist. Das Rahmenteil 188 trägt einen auf die Gewindespindel 162 arbeitenden Schrittmotor (nicht gezeigt), der von der Funktion her dem Schrittmotor 40 von Figur 1 entspricht.
Das untere Rahmenteil 188 hat seitliche rechteckige Ausnehmungen 190, in welchen Gleitsteine 192 verschiebbar sind.
Diese tragen Lager 194 für die Welle 196 einer Gegenrolle 198. Die Gleitsteine 192 sind durch Federn 200 in Richtung zum Glaszylinder 174 vorgespannt.
Der in Figur 7 wiedergegebene Schweißkopf arbeitet folgendermaßen: Die zu verschweißenden Folienbahnen laufen durch den Rollenspalt zwischen dem Glaszylinder 174 und der Gegenrolle 198. Gleichzeitig wird der Schlitten 160 transversal zur Folienförderrichtung bewegt und durch den Strahl des Lasers 158 wird so eine schräg zur Folienförderrichtung geneigte Schweißnaht erzeugt. Unterbrechungen in der letzteren können durch Ausschalten des Lasers 158 erzeugt werden.
Damit die Energie des Laserstrahles zur Erzeugung einer Schweißnaht nutzbar gemacht werden kann, muß sie vom Material der Folienbahnen absorbiert werden. Die Laser-Wellenlänge sollte also bei einem Absorbtionsmaximum des Folienmateriales liegen. Eine derartige Abstimmung kann in der Praxis zuweilen Schwierigkeiten bereiten. In diesem Falle wird dann eine der Folienbahnen auf ihrer die andere Folienbahn berührende Oberfläche zusätzlich mit einer lichtabsorbierenden Schicht versehen, z.B. einer schwarzen Absorberschicht aus Graphit. Diese Absorberschicht läßt sich mit der schematisch in Figur 8 wiedergegebenen Vorrichtung ohne nennenswerten Mehraufwand direkt bei der Folienherstellung aufbringen.
Figur 8 zeigt links schematisch einen Extruderkopf 202, welcher plastifiziertes Kunststoffmaterial in Form eines Schlauches bereitstellt. Dieser Schlauch wird durch Druckbeaufschlagung seines Inneren aufgeweitet und über einen Kühldorn 204 gezogen. Beim stromabseitigen Ende des Kühldornes 204 ist ein Messer 206 angeordnet, welches den Schlauch längs einer Mantellinie aufschneidet, und stromab des Messers 206 wird der aufgeschnittene Schlauch aufgefaltet, so daß man eine fortlaufende Folienbahn 208 erhält.
Den Kühldorn 204 durchsetzt ein Rohr 210, welches von einer Druckluftquelle her beaufschlagt wird. In einer nicht näher gezeigten Mischvorrichtung wird der Druckluft Graphitstaub zugesetzt, welcher in der Luft suspendiert durch das Rohr 210 gefördert wird. Das Rohr 210 kommuniziert an seinem extruderseitigen Ende mit radialen Düsen 212. Letztere geben somit graphitstaubhaltige Luft in den zwischen dem Kühldorn 204 und dem Extruderkopf 202 liegenden Raum ab. Die Graphitpartikel bleiben an der noch klebrigen Innenseite des extrudierten Schlauches 214 hängen und werden mit dem Schlauch über den Kühldorn 204 gezogen. Hierbei werden die Graphitpartikel fest in die Innenfläche des Schlauches 214 eingebaut. Zugleich erleichtern die Graphitpartikel das Gleiten des Schlauches 214 auf dem Kühldorn 204. Um ein gleichförmiges Aufblasen von Graphit auf die Innenfläche des Schlauches 214 zu gewährleisten, wird das Rohr 210 gedreht, wie durch den Pfeil 216 angedeutet.
Die Folienbahn 208 wird beim Herstellen eines Tütenbandes mit der beschichteten Seite zu einer zweiten, in der Regel nicht beschichteten Folienbahn weisend verwendet. Die Graphitschicht absorbiert dann in der Schweiß station das vom Laser 158 absorbierte Licht, so daß die zum Schweißen benötigte Wärme wie gewünscht bevorzugt an der Berührfläche entsteht.
Verwendet man - wie oben geschildert - nur eine graphitbeschichtete Folienbahn, so haben die fertigen Tüten eine undurchsichtige dunkle Rückwand, auf welcher sich die eingebrachten Waren durch die transparente Vorderwand beobachtbar gut abheben.
Figur 9 zeigt eine weiter abgewandelte Schweiß station, bei welcher ein Laser 218 auf einem Schwenkkopf 220 angebracht ist. Dieser ist über ein Lager 222 von einem Rahmenträger 224 gehalten. Das Verschwenken des Lasers 218 erfolgt unter Verwendung eines Schrittmotors 226, der von der Funktion her wieder dem Schrittmotor 40 von Figur 1 vergleichbar ist, und zweier Zahnräder 228, 230. Der Schrittmotor 226 und der Rahmenträger 224 sind an einem torförmigen Rahmen 231 bebefestigt, der seinerseits auf der Rahmenplatte (in Figur 1:26) der Schweißstation befestigt ist.
Die Folienbahnen 18 und 22 werden über einen aus Glas gefertigten Führungskörper 232 gezogen. Dieser kann z.B. aus Flachglas gebogen sein und hat teilzylindrische Form. Der Krümmungsradius des Führungskörpers 232 entspricht dem Abstand der Achse des Schwenkkopfes vom Führungskörper 232.
Zu beiden Seiten des Führungskörpers 232 sind aus Blech oder Kunststoff gefertigte Übergangsteile 234, 236 angeordnet, welche formschlüssig an den Führungskörper 232 anstoßen und mit zunehmend größerem Abstand vom letzteren immer flacheren Querschnitt haben, bis sie in die Förderebene der Folienbahnen 18, 22 übergehen.
Wie aus Figur 10 ersichtlich ist, sind der Führungskörper 232 und die Ubergangsteile 234, 236 durch Stützkeile 238 und Anschläge 240 am Rahmen 231 befestigt. Man erkennt aus Figur 10 ferner, daß der Führungskörper 232 zwei Aufgaben -erfüllt: Er biegt die Folienbahnen im Arbeitsbereich des Lasers 218 auf eine zylindrische Fläche, so daß man für alle transversalen Bereiche der Folienbahnen die gleichen Fokussiereigenschaften und Reflexionsverhältnisse hat.
Außerdem spannt der Führungskörper 232 die Folienbahnen, so daß diese im Arbeitsbereich des Lasers 218 satt aneinander anliegen.
In Figur 9 ist ein Schutzgehäuse 242 schematisch wiedergegeben, welches das Bedienungspersonal gegen Laserlicht schützt.
Wie aus Figur 10 ersichtlich ist, wird bei Verwendung der Schweißstation nach den Figuren 9 und 10 die breitere Folienbahn 22 über der schmäleren Folienbahn 18 angeordnet, um defnierte Gleitverhältnisse zu schaffen und eine Faltenbildung am Rand der breiteren Folienbahn zu verhindern.
Figur 11 zeigt einen weiter abgewandelten Schweißkopf, der ähnlich aufgebaut ist wie der Schweißkopf nach Figur 2, so daß entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Ein Schemel 100' hat nunmehr aber in Folienförderrichtung gesehen kürzere Abmessung und trägt einen Ultraschallgenerator 244, auf dessen Schallabgabefläche ein sich verjüngender Wellenleiter 246 fest aufgesetzt ist. Dieser wird unter Betriebsbedingungen durch die Feder 142 gegen die zu verschweißenden Folienbahnen gedrückt und gibt so die zur Erzeugung einer Schweißnaht erforderliche Energie in den jeweils der Spitzenfläche des Wellenleiters 246 entsprechenden Schweißbereich ab. Dieser kleine Schweißbereich wird wiederum in transversaler Richtung über die Folienbahnen 18, 22 bewegt, indem man den Schrittmotor 40 von Figur 1 entsprechend ansteuert.
Figur 4 zeigt Einzelheiten der Abreiß- und Sammelstation 14.
Der Bandförderer 28 wird unter Verwendung zweier Umlenkrollen 248, 250 unter geringem Winkel geneigt schräg nach unten zum Sammeltisch 52 geführt. Der schräg nach unten verlaufende Förderbandabschnitt ist dabei durch ein Blech 252 abgestützt, welches an den seitlichen Holmen 254 des Bandfördererrahmens befestigt ist. Die seitlichen Holme 254 tragen ferner ein spitzwinkliges Leitblech 256, auf welchem das Tütenband den restlichen Höhenunterschied zwischen der Umlenkrolle 250 und dem Sammeltisch 52 zurücklegt.
Wie Figur 4 zeigt, ist die Greifleiste 54 durch Stifte 258 verschwenkbar auf den Lagerblöcken 56 angebracht. Durch eine Feder 260 ist die Greifleiste 54 in Richtung zum Bandförderer 28 vorgespannt. Die Greifleiste 54 kann entgegen der Kraft der Feder 260 in Figur 4 im Uhrzeigersinne verschwenkt werden, wenn die Lagerblöcke 56 durch den Schrittmotor 58 über eine Gewindespindel 262 voll angehoben werden, so daß eine Verlängerung/der Greifleiste 54 in Eingriff mit einem ortsfesten Anschlag 266 kommt.
Figur 4 zeigt, daß der Sammeltisch 52 senkrecht zur Folienförderebene verschiebbar auf Führungssäulen 268 angeordnet ist. Die Höhenverstellung besorgt eine von einem Schrittmotor 270 angetriebene Gewin#despindel 272. Die Ansteuerung des Schrittmotors 270 erfolgt von einem Steuerkreis 274 her, der mit einem Niveaufühler 276 zusammenarbeitet. Dieser ist z.B. ein Ultraschall-Entfernungsmesser, welcher auf die Oberfläche des auf dem Sammeltisch in Entstehung begriffenen Tütenstapels 278 anspricht. Der Steuerkreis 274 und der Schrittmotor 270 bilden zusammen einen Regelkreis, welcher die Oberseite des Tütenstapels 278 auf konstanter Höhe hält. Damit liegen sowohl für die Greifleiste 54 als auch für die seitlichen Greifkörper 60 unabhängig von der Anzahl schon zusammengetragener Tüten gleichbleibende Greifbedingungen vor. Der Steuerkreis 274 erhält über eine Leitung 280 ein Aktivierungssignal, das unter Berücksichtigung des jeweiligen Tütenformates vom Rechner dann abgegeben wird, wenn sich die freie Oberfläche des Tütenstapels unter dem Niveaufühler 276 befindet. Damit werden Reflexionen durch die Oberfläche des Sammeltisches 52 selbst elektronisch maskiert.
Mit 282 sind in Figur 4 Führungssäulen bezeichnet, auf welchen die Lagerblöcke 56 senkrecht zur Oberfläche des Schlittens 54 geführt sind. Über stabförmige Traversen 284 sind die beiden Lagerblöcke 56 zu einer Einheit verbunden.
Figur 5 zeigt die Stellung der Greifleiste 54 und der Greifkörper 60 kurz vor dem Abreißen eines zwei Tüten umfassenden Tütenbandabschnittes. Die seitlichen Greifkörper 16 liegen an der Oberseite des Tütenstapels 278 an, über den Greifkörpern 60 liegt der zwei Tüten umfassende vorderste Abschnitt des Tütenbandes. Über diesem wiederum liegt die Greifleiste 54. Ausgehend von diesem Zustand werden nun die Greifkörper 60 durch entsprechendes Erregen der Schrittmotoren 64 nach oben geklappt, wodurch in der Regel schon die außenliegenden der Materialstege 72 aufgebrochen werden, da die dritte Tüte, welche das neue Ende des Tütenbandes bilden soll, noch auf dem Bandförderer 28 durch die Andrückrollen 66 niedergehalten wird. Nun werden die Greifkörper 60 wieder nach unten gegen die Oberseite der obersten beiden Tüten gelegt, und hierauf wird der Schlitten 44 mit erhöhter Geschwindigkeit in Förderrichtung des Tütenbandes bewegt, wodurch die noch verbleibenden der Materialstege 72 aufgebrochen werden. Nun wird durch entsprechendes Erregen des Schrittmotors 68 die Greifleiste 54 hochgefahren und entgegen der Kraft der Feder 260 hochgestellt, und der Schlitten 44 wird nun im Eilgang zurückgefahren, so daß der Tütenstapel 278 unter das untere Trum des Bandförderers 28 kommt und die Greifleiste 54 über das auf dem oberen Trum des Bandförderers 28 liegende Tütenbandende' gefahren wird.
Durch Absenken der Lagerblöcke 56 wird die Greifleiste 54 wieder in Anlage an das Tütenband gebracht, und anschließend wird der Schlitten 44 wieder synchron zur Geschwindigkeit des Tütenbandes in Förderrichtung des letzteren bewegt, wobei zugleich durch den Schrittmotor 58 eine langsame synchrone Absenkung der Greifleiste 54 erfolgt. Deren mit dem Tütenband zusammenarbeitende Arbeitsfläche kann zur Verbesserung der Mitnahme mit Aufrauhungen versehen sein, z.B.
mit einem Glaspapier beklebt sein.
In Figur 12 sind Einzelheiten des Steuerkreises 78-1 für den Schrittmotor 30 wiedergegeben. Die Steuerkreise für die anderen Schrittmotoren haben analogen Aufbau und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Außerdem ist ein Echtzeit-Taktgeber des Rechners 80 als getrennte Einheit 286 herausgezeichnet. Dieser Taktgeber stellt an einer ersten Ausgangsklemme I hochfrequente Impulse bereit, die für die Erzeugung der Steuerimpulse für die Schrittmotoren verwendet werden, und liefert an einer weiteren Ausgangsklemme II niederfrequente Steuerimpulse, die zum Weiterschalten des Programmes des Rechners 80 dienen.
An den#8-bit-Datenbus des Rechners 80 ist ein Komparator 288 angeschlossen, der zugleich mit dem Ausgangssignal eines Festwertspeichers 290 beaufschlagt ist und einen Speicher 292 dann zum Einlesen eines neuen Wertes aktiviert, wenn die Signalkombination auf dem Datenbus mit dem Ausgangssignal des Festwertspeichers übereinstimmt. Komparator 288 und Festwertspeicher 290 bilden somit zusammen einen Adressdekoder für den Steuerkreis 78-1. Eingangsklemmen des Speichers 292 sind an die Leitungen 1 bis 7 des Datenbusses des Rechners 80 angeschlossen, die Leitung 8 des Datenbusses dient zur Identifizierung von Adresssignalen.
Die Ausgangsklemmen des Speichers 292 sind mit den einen Eingangsklemmen eines Impulsfolgemultipiikators (DDA) 294 verbunden, der an seiner zweiten Eingangsklemme mit den hochfrequenten Ausgangsimpulsen des Taktgebers 286 beaufschlagt ist. Der Impulsfolgemultiplikator 294 arbeitet grob gesprochen so, daß er an seinem Ausgang eine Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit bereitstellt, die gleich dem Produkt des Inhaltes des Speichers 292 und der Anzahl der pro Zeiteinheit vom Taktgeber 286 erhaltenen Impulse ist. Derartige Impulsfolgemultiplikatoren können z.B. Addierkreise aufweisen, die jeweils durch die Ausgangsimpulse des Taktgebers 286 zum Addieren aktiviert werden und das Ausgangssignal des Speichers 292 als Summanden verwenden. Das Signal an der Überlaufklemme des Ergebnisspeichers des Addierkreises kann dann als Ausgangssignal des Impulsfolgemultiplikators verwendet werden. Anders konzipierte Impulsfolgemultiplikatoren enthalten z.B. programmierbare Frequenzteiler.
Die vom Impulsfolgemultiplikator 294 abgegebenen Impulse gelangen auf einen Leistungsverstärker 296 und dienen dann direkt zur Ansteuerung des Schrittmotors 30.
Bei Verwendung der in Figur 12 wiedergegebenen Steuerung läßt sich z.B. die Fördergeschwindigkeit des Bandförderers 28 folgendermaßen einstellen: Über das Tastenfeld 84 wird zunächst der Adresscode für den Schrittmotor 30 bzw. den Steuerkreis 78-1 eingegeben. Hernach wird der Wert für die gewünschte Fördergeschwindigkeit über das Tastenfeld 84 eingegeben und in den jetzt durch den Komparator 288 aktivierten Speicher 292 eingelesen. Der Schrittmotor 30 läuft nun mit der gewünschten Geschwindigkeit. Auf ähnliche Weise können die für das jeweilige Tütenformat erforderlichen Geschwindigkeiten der anderen Schrittmotoren eingegeben werden, und es versteht sich, daß der Rechner 80 im Laufe des Steuerungsprogrammes die Arbeitsgeschwindigkeiten der Stellmotoren 50 durch Übermittlung entsprechender Adress- und Befehlssignale so einstellt, wie dies für den Synchronlauf des Schlittens 44, die beschleunigte Abreißbewegung und den Eilrücklauf des Schlittens 44 erforderlich ist. In gleicher Weise wird durch den Rechner 80 die Bewegung der Greifleiste 54 und der Greifkörper 60 gesteuert.
Aus der obigen Beschreibung ist insgesamt erkennbar, daß man mi#t der in Figur 1 wiedergegebenen Maschine durch bloßes Eingeben von Formatbefehlen am Tastenfeld 84 von einem Tü tenformat auf ein anderes umgestellt werden kann.
Die Figuren 13 und 14 zeigen eine Zusatzeinrichtung zu der in Figur 1 wiedergegebenen Maschine, mit welcher auch Tütenbahnen unterschiedlicher Breite hergestellt werden können, ohne daß die Vorratsrollen 16, 20 durch solche mit anderer Breite ersetzt zu werden brauchen.
Einer jeden der Vorratsrollen 16, 20 ist eine Schneideinheit 298 zugeordnet. Die Schneideinheiten 298 weisen jeweils zwei symmetrisch ausgebildete Schneidköpfe 300, 302 auf, die durch eine Gewindespindel 304, welche zwei gegenläufige Spindelabschnitte mit gleicher Steigung aufweist, symmetrisch zur Maschinenmittelebene in transversaler Richtung verstellbar sind. Hierbei sind die Schneidköpfe 300, 302 durch eine Führungsstange 306 abgestützt. Ein jeder der Schneidköpfe weist zwei angetriebene Messerscheiben 308, 310 auf, die senkrecht zur Zeichenebene von Figur 13 gesehen unter Abstand angeordnet sind und einen scherenförmigen Einlauf- und Schneidspalt für die von den Vorratsrollen abgezogenen Folienbahnen vorgeben.
Auf die Gewindespindeln 304 arbeiten Getriebemotoren 312, welche über zusätzliche Steuerleitungen 314, 316 mit zugeordneten Ausgängen der Steuereinheit 76 verbunden sind.
Wie aus Figur 13 ersichtlich ist, schneiden die Schneideinheiten 298 von der Folienbahn 18 seitliche Randabschnitte 318 und von der Folienbahn 22 seitliche Randabschnitte 320 ab. Je einer der Randabschnitte 318 und 320 wird einem Kompaktiergerät 322 zugeführt, welches das dünne Folienmaterial in massives Granulat umsetzt, das über eine Rutsche 324 in einen Sammelbehälter 326 abgegeben wird.
Man erkennt, daß durch Erregen der Getriebemotoren 312 #die Breite der der Schweißstation 12 zugeführten Folienbahnen eingestellt werden kann, ohne daß die Maschine hierzu angehalten werden bräuchte. Bei Verwendung einer Zusatzeinrichtung nach Figur 13 werden die Andrückrollen 66 zusammen mit den zugeordneten Schrittmotoren 68 ebenfalls auf transversal verfahrbare Schlitten gesetzt, deren Antriebsmotoren synchron zum Getriebemotor 312 der in Figur 13 rechts gelegenen der Schneideinheiten 298 erregt wird.
Wie insbesondere Figur 14 zeigt, weist ein Kompaktiergerät zwei einlaufseitig angeordnete gegenläufige Einziehrollen 328, 330 auf, die von einem Motor 332 her angetrieben werden.
Hinter den Einziehrollen 328; 330 liegen senkrecht ausgerichtet zwei Faltrollen, von denen in Figur 14 nur eine bei 334 gezeigt ist. Die Faltrollen sind von einem Motor 336 angetrieben und drücken die einlaufenden Folienbahnabschnitte in transversaler Richtung zu einem Strang 338 zusammen. Damit das Folienmaterial in diesem Strang zusammenhält, werden die Oberflächen der Folienbahnen durch zwischen den Einziehrollen und den Faltrollen liegende Strahler 340, 342 klebrig gemacht.
Der Strang 338 läuft in eine Schneckenpresse 344, deren Mantel mit einer Heizung 346 versehen ist. Ein Antriebsmotor 348 für die Schneckenpresse 344 wird von der Steuereinheit 76 über einen zugeordneten Ausgang mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche der Breite der Randabschnitte 318 und 320 und der Foliendicke zugeordnet ist. Die Information über die Breite der Randabschnitte 318, 320 liegt im Rechner 80 in Form der Sollwerte für die Stellung der Schneidköpfe 300 und 302 vor.
Die Schneckenpresse 344 gibt das thermoplastische Folienmaterial in Form eines massiven Stranges ab, der durch zwei zusammenarbeitende Messer 350, 352 in kurze Abschnittezerlegt wird, die über die Rutsche 324 in den Sammelbehälter 326 gelangen. Das Messer 352 ist fest an einer Zwischenwand 354 des Gehäuses 356 des Kompaktiergerätes 322 angebracht, während das bewegliche Messer 350 in der Zwischenwand 354 gelagert ist und über einen nicht näher gezeigten Exzenter und ein Untersetzungsgetriebe 358 vom Motor 336 her angetrieben wird.
Eine wärmedämmende Auskleidung des Gehäuses 356 ist in der Zeichnung mit 360 bezeichnet.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Tütenbändern oder Tütenblöcken, bei dem zwei Bahnen aus schweißbärem Folienmaterial in Flächenkontakt übereinandergelegt werden und durch lokale Wärmezufuhr unter kontinuierlichem Weiterfördern der Folienbahnen zu einem Tütenband zusammengeschweißt werden, in welchem einzelne Tüten über Sollbruchstellen zusammenhängen, und bei dem - falls gewünscht - einzelne Abschnitte des Tütenbandes abgerissen, zu einem Stapel zusammengetragen und durch eine weitere Schweißung zu einem Tütenblock verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß den übereinandergelegten Folienbahnen in einem parallel und senkrecht zur Förderrichtung kleine Abmessung aufweisenden Schweißbereich die Wärme zugeführt wird und der Schweißbereich mit gegenüber der Fördergeschwindigkeit der Folienbahnen unabhängig eingestellter Geschwindigkeit in transversaler Richtung verlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebündelter Strahl elektromagnetischer Energie, mit einer Wellenlänge oder einem Spektralbereich, der vom Material der Folienbahnen absorbiert wird, oder ein Strahl von ultraschallenergie mit transversaler Bewegungskomponente über die Folienbahnen geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl ein Laserstrahl ist.
4. Verfahren nach Anspruch i dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Abmessung aufweisende Infrarot-Strahlungsquelle auf die Folienbahn. abgebildet wird.
5. Verfahren nach einem.der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der einander zuge- wandten Oberflächen der aus transparentem Material gefertigten Folienbahnen vor dem Zusammenführen der Folienbahnen mit einer elektromagnetische Strahlung absorbierenden Schicht versehen wird oder zwischen die Folienbahnen eine entsprechende Materialschicht eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mit der Beschichtung versehene Folienbahn durch-Aufschlitzen eines durch Extrudieren und Aufblasen erzeugten Folienschlauches erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächen des Schlauches vor dem Erstarren des Materiales mit einem feinen Puder aus elektromagnetische Strahlung absorbierendem Material bestäubt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestäuben auf der Innenfläche des Schlauches auf dem Weg zwischen Extruderöffnung und Kühldorn vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein energieabsorbierendes puderförmiges Material mit niederem Reibungskoeffizienten aufgestäubt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzustäubende Material in einem Kühlluftstrom suspendiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erstarren und Aufschlitzen des Folienschlauches überschüssiges Bestäubungsmaterial von der Schlauchoberfläche heruntergeblasen oder abgesaugt wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 G gekennzeichnet durch einen Schweißkopf (42),welcher ein Schweißrad (110) mit zur Folienförderebene paralleler Laufachse (108) aufweist, welches in einem um eine zur Folienförderebene senkrechte Richtung verschwenkbaren (96, 98) und mit zur Folienförderrichtung transversaler Bewegungskomponente verlagerbaren (38, 94) Schemel (106) gelagert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißrad (110) ein aus elektrisch isolierendem, wärmebeständigem Material gefertigtes Nabenteil (112) und ein aus elektrischem Widerstandsmaterial gefertigtes kreisförmiges Schweißelement (116) aufweist, welches radial über das Nabenteil (112) überstehend vom letzteren getragen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Schweißelementes (116) mit koaxialen Schleii ringen (126, 128) verbunden sind, welche auf einer Stirnfläche des Nabenteiles (112) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißelement (116) am Umfang mit Ausnehmungen (130) versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch einen dem Schweißrad (110) zugeordneten Antrieb (134, 136), dessen Geschwindigkeit auf die Gesamtrelativgeschwindigkeit zwischen Schweißkopf (42) und Folienbahnen (18, 22) eingestellt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht auf der Folienförderebene stehende Schemeldrehachse (98) in Folienförderrichtung gesehen stromauf der Schweißradlaufachse (108) liegt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch einen Schwenkantrieb (148 - 154) für den Schweißrad-Lagerschemel (100), der in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen der transversalen und der logitudinalen Komponente der Gesamtrelativgeschwindigkeit zwischen Schweißkopf (42) und Folienbahnen (18, 22) erregt wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch einen Linearantrieb (144, 146) zum Bewegen des Lagerschemels (100) parallel zur Schemelschwenkachse (98).
19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine einen Strahl elektromagnetischer Energie abgebende Strahlungsquelle (158), welche im Inneren einer strahlungsdurchlässigen, transversal zur Förderrichtung ausgerichteten Andrückrolle (174) axial verfahrbar (162, 164) angeordnet ist und der eine Gegenrolle (198) mit paralleler Rollenachse zugeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Andrückrolle (174) auf großen Durchmesser aufweisenden Achsstümpfen (166) gelagert ist, welche durch eine Führungsstange (164) für einen Strahlungsquellenträger (160) verbunden sind und in welchen eine Gewindespindel (162) zum Bewegen des Strahlungsquellenträgers (160) läuft.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch ein feststehendes hohlzylindrisches Schutzschild (176, 180), welches unter Abstand von der Innen und/oder -Außenfläche der transparenten Andrückrolle (174) angeordnet ist und einen zum Rollenspalt weisenden axialen Schlitz (178) hat.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine einen elektromagnetischen Energiestrahl bereitstehende Quelle (218), die um eine zur Folienförderrichtung parallele Achse durch einen zugeordneten Antrieb (226 - 230) verschwenkbar ist, und durch einen aus transparentem Material gefertigten, teilzylindrischen Führungskörper (232) mit zur Schwenkachse der Strahlungsquelle (218) koaxialer Achse, auf dessen konvexer Außenseite die Folienbahnen (18, 22) hinweggezogen werden.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch ein Übergangsteil (234, 238) stromauf und/oder stromab des Führungskörpers (232), dessen transversales Querschnittsprofil längs des Förderweges einen glatten Ubergang von der Folienförderebene zum Querschnitt des Führungskörpers (232) schafft, bzw. umgekehrt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, gekennzeichnet durch einen rechnergesteuerten Schaltkreis zum Ein- und Ausschalten der Strahlungsquelle (158; 218).
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ultraschallquelle (244), auf welche ein sich verjüngender Wellenleiter (246) aufgesetzt ist, durch eine Einrichtung (142) zum federnden Andrücken der Wellenleiterspitze an die Folienbahnen und durch einen Antrieb (38, 94) zum transversalen Verschieben der aus Ultraschallquelle (244) und Wellenleiter (246 bestehenden Einheit.
26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens einer Greifleiste, die an dem Tütenband angreift und periodisch mit von der Fördergeschwindigkeit des Tütenbandes unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifleiste (54) um eine zur Förderrichtung transversale Achse (258) über die Vorderkante des Tütenbandes klappbar auf einem Sammeltisch (52) gelagert ist, der durch einen vom Folienbandantrieb (28, 30) unabhängigen Antrieb (48, 50) parallel zur Förderrichtung des Tütenbandes verlagerbar ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifleiste (54) in Förderrichtung gesehen große Abmessung hat und über das obere Trum eines Bandförderers (28) legbar ist, welcher das Tütenband (74) zum Sammeltisch (52) bewegt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das sammeltischseitige Ende des Arbeitstrums des Bandförderers (28) schräg geneigt zum Sammeltisch (52) hin verläuft und Lagerblöcke (56) für die Greifleiste (54) gemäß der Relativstellung zwischen Sammeltisch (52) und Bandförderer (28) anhebbar und absenkbar sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, gekennzeichnet durch mit der Oberseite des Tütenbandes (74) zusammenarbeitende getriebene Förderrollen (66), die unabhängig voneinander in Förderrichtung einstellbar beim stromabseitigen Ende des Bandförderers (28) angeordnet sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (270 bis 276) zum Einregeln der Höhe des obersten vom Sammeltisch (52) getragenen Tütenbandabschnittes auf einen vorgegebenen Wert.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, gekennzeichnet durch zusätzliche Greifkörper (60), die um parallel zur Förderrichtung verlaufende Achsen zwischen einer den auf dem Sammeltisch (52) befindlichen Tütenbandabschnittstapel (278) übergreifenden Haltestellung und einer vom Tütenbandstapel (278) entfernten Ruhestellung verschwenkbar sind und große transversale Abmessung haben.
32. Vorrichtung nach einein der Ansprüche 10 bis 31, gekennzeichnet durch mindestens eine Schneideinheit (298) mit transversal verfahrbaren Schneidköpfen (30Q, 302) , welche Randabschnitte (318, 320) von einer zugeordneten der Folienbahnen (18off 22) abtrennt, und durch mindestens ein Gerät (322) zum Abziehen und Kompaktieren der abgeschnittenen Folienbahn-Randabschnitte (318, 320).
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompaktiergerät (322) zwei Rollensätze (328 - 334) aufweist, die in Folienförderrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind und deren Laufrichtungen senkrecht aufeinander stehen.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Rollensätzen (328 - 334) Heizer (340, 342) angeordnet sind.
35. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem zweiten Rollenpaar (334) eine Schnekkenpresse (344) angeordnet ist, deren Einlauf mit den Rollenspalten beider Rollensätze fluchtet.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 35, gekennzeichnet durch ein dem Abgabeende des Kompaktiergerätes (322) zugeordnetes intermittierend betriebenes Messerpaar (350, 352).