DE3401959C3 - Vorrichtung zum Heißgasschweißen - Google Patents

Vorrichtung zum Heißgasschweißen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heißgasschweißen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art.
Aus der DE-AS 11 16 381 ist eine Vorrichtung zum Zuschweißen von Behältern aus thermoplastischen Kunststoffen bekannt, bei der am Ende eines langen Zuführungsrohrs eine Düse verwendet wird, deren Düsenöffnungen im Querschnitt radial und schräg nach oben gerichtet sind. Das kombinierte Düsen-Gasleitele­ ment weist im wesentlichen eine der Füllöffnung des Behälters angepaßte ovale Form auf, wobei die Düsenöffnungen als sepa­ rate Bohrungen ausgebildet sind.
Aus der DE-GM 17 98 438 ist eine Vorrichtung zum Heißversiegeln der Längsnähte von Kunststoff-Folien oder dergleichen mit Heißluft bekannt, bei der eine doppellagige Folienbahn im Mittenbereich zwischen zwei sich im Abstand einander gegen­ überliegenden Kühlplatten hindurchtransportiert wird. Die zu versiegelnden Außenränder der doppellagigen Bahn ragen außer­ halb der Kühlplatten in eine Heizvorrichtung hinein, in der sie von einem geführten Heizstrom aufgeheizt werden. Nach Durchlaufen dieser kombinierten Kühl- und Heizvorrichtung wird die doppellagige Bahn mittels zwei einander gegenüber­ liegender Schweißwalzen im aufgeheizten Randbereich zusammen­ gepreßt und auf diese Weise miteinander verschweißt.
Beiden Vorrichtungen aus dem Stand der Technik ist der Nach­ teil gemeinsam, daß ein relativ undefinierter Bereich erwärmt wird, der im Anschluß an die Erwärmung zusammengepreßt und somit verschweißt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine Schweißnaht erzeugt werden kann, die nach dem Zusammenpressen der Füllöffnung eine definierte Abgrenzung aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese Maßnahme erhält man eine Vorrichtung, mit der es mög­ lich ist, die Temperatur in den Wandbereichen, die später durch Zusammenpressen miteinander verschweißt werden sollen, so einzustellen, daß eine definierte Schweißstelle ent­ steht. Diese Schweißstelle zeichnet sich dadurch aus, daß zum einen die Außenwand, d. h. die der Schweißseite abgewandte Fläche, im wesentlichen unverletzt ist, da ihre Temperatur während des Zusammenpressens wesentlich niedriger ist als im unmittelbaren Schweißbereich. Daher kommt es auch nicht zu einem unkontrollierten Fließen des Materials, so daß optisch unschöne Ausquellungen vermieden werden können.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestal­ tungen des Gegenstands des Hauptanspruchs angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dar­ gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht, wobei die Düse in Betriebsstellung in einer Tube eingebracht ist,
Fig. 2 die Tube aus Fig. 1 während des Zusammendrückens zum Ausbilden einer querverlaufenden Abschlußnaht,
Fig. 3 eine vereinfachte Teilansicht, in der eine Tube in einer Verschluß/Füllmaschine in Heizposition, oder genauer gesagt, in der Schließposition dargestellt ist,
Fig. 4 eine Tube in der Maschine gemäß Fig. 3 in Preßpo­ sition zum Ausbilden der Querverschlußnaht, allge­ mein mit dem Kühlen des Nahtbereichs verbunden,
Fig. 5 eine alternative Schlitzausbildung der Düse, und
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 5.
Die in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnete Düse weist ein unteres allgemein zylindrisches Ende 11 auf, in der ein sich über den Umfang erstreckender Schlitz 12 ausgebildet ist, der als Auslaß für die Heißluft dient, die von einer Zu­ führungsleitung 13 angeliefert wird. Der Schlitz ist schräg nach oben gerichtet, um die Heißluft über einen definierten Bereich des Endes einer in Querrichtung abzudichtenden bzw. zu verschließenden Tube streichen zu lassen. Das Zylinderende 11 und die Tube 14 sind derart dimensioniert, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Schlitz mit einer konstanten Breite von annähernd einigen Millimetern, möglicherweise Zen­ timetern als Maximum, ausgebildet sein kann und einen Luft­ strom in Richtung der Pfeile 15 ermöglicht.
Der Angriffsbereich der Luftströmung im Inneren des Endes des Tubenkörpers 14, das heißverschweißt werden soll, wird durch den Schlitz 12 und die Einsetztiefe in die Tube hineinbe­ stimmt. Dem auf diese Weise genau definierten Angriffsbereich folgt in Strömungsrichtung der Luft ein Sammelgehäuse 16 für die aus der Tube ausströmende Luft. Mittels einer Leitung 17 wird die Luft in ein Rezirkulationssystem geeigneter Ausbil­ dung (nicht dargestellt) eingespeist um mittels der Zufüh­ rungsleitung 13 mit entsprechend angehobener Temperatur zu rückgeführt zu werden.
In Fig. 1 ist die Tube mit einem Produkt 18 gefüllt und vor­ zugsweise in einer Füll/Verschließmaschine in senkrechter Richtung verschiebbar gehalten, so wie es mit den Doppelpfei­ len 26 in Fig. 1 dargestellt ist. Eine derartige Positionie­ rung bestimmt die Einsetztiefe des Endes der Düse 11. Um einen Wärmeübergang auf das Produkt zu vermeiden, ist das Ende der Düse 11 vorzugsweise mit einem Hitzeschild 19 verse­ hen, der so ausgebildet ist, daß der Gasstrom geführt wird, wobei er aus wärmeisolierendem Material bestehen kann und den Bereich des Schlitzes 12 für die Heißluft bilden kann, der dem Produkt in der Tube zugewandt ist.
In einer alternativen Ausbildung dazu kann die relative ver­ tikale Verschiebung dadurch erzielt werden, daß die Düse 10 selber in vertikaler Richtung bewegbar ist.
Die Düse 10 wird im Bereich des Endes 11 von einer Zentrier­ hülse 20 umgeben (vgl. Fig. 1) wobei in der Hülse eine Kühl­ schlange 21 für ein Kühlmedium enthalten ist. Die Kühlschlan­ gen bilden einen wesentlichen Teil des Systems und dienen dazu, eine wohlgesteuerte Umgebung an der Außenseite des Schmelz- oder Schweißbereichs zu schaffen.
Die Düse 10, die in eine Maschine des Typs eingesetzt werden kann, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, arbeitet mit Preßbacken 22 zusammen, die direkt anschließend an die Düse 10 in Arbeitsrichtung der Maschine folgen. Die Backen bewirken den notwendigen Zusammenpreß- oder Abdichtdruck und sind in dem Maschinenaufbau 23 ebenso wie die Düse 10 bei diesem Ausführungsbeispiel stationär.
Vorzugsweise sind in ein und derselben Maschine mehrere Dü­ sen/Preßbackenanordnungen vorgesehen, die parallel Tuben be­ arbeiten, die der Maschine mittels eines Förderbands angelie­ fert werden.
In dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Tuben 14 intermittierend von einem Endlosförder­ band 24 zu der jeweiligen Position angeliefert, wobei eine entsprechende Führungs- oder Steuervorrichtung (nicht darge­ stellt) verwendet wird. Das Verschieben der Tuben in vertika­ ler Richtung zum Positionieren des Tubenendes bezüglich der Düse wird durch stationäre Führungen erzielt (nicht darge­ stellt) welche auf Schubträger 25 einwirken, die Bestandteil des Förderbands 24 sind.
In den Fig. 5 und 6 sind alternative Schlitzausbildungen dargestellt. Statt eines umlaufenden Schlitzes sind bei die­ ser Ausführungsform zwei Schlitze 12′ vorgesehen, die in axi­ aler Richtung einen Abstand voneinander aufweisen. Jeder die­ ser Schlitze steht mit der Zuführungsleitung 13 über mind­ stens ein Loch 12′′ in Verbindung. In der in Fig. 6 darge­ stellten Ausführungsform sind mehrere Löcher 12′′ dargestellt.
Bei einer weiteren alternativen Ausbildung bezüglich der Grundausführung ist es möglich, den Schlitz durch eine ange­ messene Anzahl von Löchern zu ersetzen.
Das Instellungbringen der Düsen-Schlitze/Düsen-Lochanordnung bezüglich des Ausrichtens des Luftstroms durch die Öffnungen, so wurde gefunden, führt zu einer vorteilhaften Temperatur­ verteilung in der Tube. Der Venturieffekt der durch das Aus­ strömen der heißen Luft entsteht, führt auch dazu, daß der Luftstrom etwas Luft oberhalb des Produktinhalts in der Tube absaugt. Das bedeutet, daß aufgrund dieses Venturieffekts der Produktinhalt in der Tube gegen eine zu hohe Temperatur ge­ schützt wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Heißgasschweißen zum Abdichten bzw. Verschließen von an Tubenkörpern vorgesehenen Füllöffnungen, mit gekühlten Mitteln zum Zusammenpressen der Füllöffnung und mit einer am Ende eines Zuführungskanals ausgebildeten Düsenvorrichtung mit sich über den Umfang erstreckendem, im wesentlichen radial gerichtetem Heißgasaustritt, wobei die Düsenvorrichtung in die zu verschließende Füllöffnung des Tubenkörpers hinein- und herausbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Kühlen der Füllöffnung während der Hitzeaktivierung um den Schweiß- und Nahtbereich herum vorgesehen und außen an der Wand der Füllöffnung im Bereich des Heißgasaus­ tritts angeordnet sind und daß die Mittel zum Kühlen der Füllöffnung von den Mitteln zum Zusammenpressen getrennt und selbständig ausgebildet sind und aus einem durch ein Kühlmedium gekühlten Zentrierring für den Tubenkörper bestehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zentrierring eine Kühlschlange für das Kühlmedium ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Heißgasaustritt aus mindestens einem, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz besteht, wobei zum Hohlkörperinneren hin ein Gasleitelement eine Schlitzbegrenzungswand bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im axialen Abstand übereinander angeordnete Schlitze angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der mindestens eine Schlitz über eine Anzahl von Zuführungsbohrungen mit dem Düsenkanal in Verbin­ dung steht.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mittel zum Zusammenpressen aus Preßbacken bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbacken in Arbeitsrichtung der Füll/Verschließmaschine hinter der Düse angeordnet sind.
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