DE3409702A1

DE3409702A1 - Verfahren zum verschweissen sowie schweiss- und trennvorrichtung fuer aufeinanderliegende kunststoffolien

Info

Publication number: DE3409702A1
Application number: DE19843409702
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(grad.) 2000 Norderstedt Prottengeier
Original assignee: DOBOY VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH
Current assignee: DOBOY VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH
Priority date: 1983-04-06
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3409702C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen sowie eine Schweiß- und Trennvorrichtung für aufeinanderliegende Kunststoffolien, mit einem der einen Folienseite zugeordneten beheizten, eine Schweiß/Trennleiste tragenden Schweißbalken und mit einem, der anderen Folienseite zugeordneten Gegendruckelement, von denen die Schweiß/Trennleiste auf ihrer den Folien zugekehrten Oberfläche etwa mittig ein im Querschnitt keilförmiges Trennmesser und beiderseits sowie beabstandet hiervon je eine Schweißleiste von geringerer Höhe als das Trennmesser aufweist und von denen das Gegendruckelement aus einem federnd nachgiebigen Material besteht.
Vorrichtungen zum Verschweißen von Kunststoffolien sind vielfältig in Form beheizter Schweißbänder oder Schweißleisten bekannt, die die Folien gegen eine nachgiebige ebene Unterlage drücken und hierbei die Verschweissung bewirken. Will man - wie in der Verpackungstechnik häufig gewünscht - verschweißte Folienabschnitte separieren, so werden üblicherweise mit Hilfe zweier paralleler und dicht benachbarter Schweiß leisten gleichzeitig zwei Schweißnähte hergestellt, zwischen denen dann die Trennung stattfindet.
Für das Trennen gibt es ebenfalls verschiedene bekannte Möglichkeiten. Hierzu gehören ein beheizter Trenndraht, der durch die Folien hindurchgedrückt wird oder ein feststehendes beheiztes Messer oder auch ein bewegtes schneidendes Messer, wobei den Messern regelmäßig Niederhalter für die Folie zugeordnet sind. Bekannt ist es schließlich, das Schneiden und Schweißen mit einem ein zigen Element, nämlich einem Sickenband bzw. einem beheizten Runddraht vorzunehmen. Hierbei begnügt man sich mit einer vergleichsweise geringen Schweißnahtbreite und einem unmittelbaren Übergang zwischen Schweißnaht und Trennkante.
Ein einfache Schweiß- und Trennvorrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 28 01 201 offenbart, die für manuelles Verschweißen geeignet ist und mit einem Widerstandsschweißband arbeitet, gegen das ein Druckbalken bewegbar ist. Die Qualität der Schweißnaht und die Produktivität der Vorrichtung sind bei diesem Stand der Technik vergleichsweise gering.
Verschiedene andere Ausführungen von Schweiß- und Trennvorrichtungen sind aus der GB-PS 12 73 245, der DE-OS 31 41 898, der DE-PS 10 78 318 oder dem deutschen Gebrauchsmuster 72 34 088 bekannt. Die in diesen Druckschriften offenbarten Schweiß- und Trennvorrichtungen offenbaren verschiedenartige Formen derartiger Vorrichtungen für den industriellen Einsatz, insbesondere in der Verpackungsindustrie.
Ein insbesondere bei hohen Produktivitätsziffern auftretendes Problem bei Vorrichtungen zum gleichzeitigen Herstellen einer Doppelnaht mit dazwischen stattfindender Trennung ist eine gelegentlich bemängelte Qualität der Nähte. Sie zeigt sich vor allem in einer übermäßig verringerten Materialdicke und es kann sogar vorkommen, daß sich im Schweißnahtbereich Durchbrüche bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweiß-und Trennvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Qualitätskonstanz der erzeugten Schweißnähte wesentlich verbessert wird. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die dem Gegendruckelement zugekehrte Längskante jeder Schweißleiste - im Querschnitt gesehen - mit einem Radius verrundet ist, der etwa der halben Dicke der Schweißleiste entspricht und die derart gekrümmte Oberfläche der Längskante von der Außenseite der Schweißleiste beginnend etwa stetig bis zu ihrem Auftreffen auf die innen angrenzende seitliche Keilfläche des Trennmessers verläuft, daß die Schnittlinie zwischen gekrümmter Oberfläche und Keilfläche etwa in Höhe des Krümmungsmittelpunktes der Oberfläche oder tiefer liegt und daß das Gegendruckelement - im Querschnitt gesehen - eine nach außen gewölbte Oberfläche hat, deren kleinster Abstand von der Schweiß/Trennleiste ungefähr in der Mittellängsebene der Schweiß/Trennleiste liegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Mit den genannten Mitteln wird das gesteckte Ziel auf ebenso einfache wie überzeugende Art erreicht. Eine erfindungsgemäß ausgebildete Schweiß- und Trennvorrichtung erzeugt auch bei sehr hoher Produktivität, d. h.
bei einer großen Anzahl von Schweißungen pro Zeiteinheit eine gleichbleibend hohe Nahtqualität bei unerwartet hohen Standzeiten von Gegendruckelement und Schweiß/Trennleiste. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich ist, der Schneidkante des Trennmessers eine harte Schneidfläche auf der Oberfläche des Gegendruckelementes zuzuordnen. Bei dieser Schneidfläche handelte es sich um einen Glasfiberstreifen, der im Bereich des Trennmessers auf die plane Oberfläche des bekannten Gegendruckelementes aufgeklebt war. Der nunmehr mögliche Fortfall dieses Streifens hat den zusätzlichen Vorteil, daß das bekannte zeitaufwendige Ausrichten des Trennmessers zu dem schmalen Streifen bei einem Werkzeugwechsel ganz entfällt, da mit dem an seiner Oberfläche runden Gegendruckelement ein grobes Ausrichten völlig ausreicht.
Weiterhin hat sich ergeben, daß der lichte Abstand zwischen den Schweißleisten der Schweiß/Trennleiste gegenüber dem Stand der Technik verringert werden kann und daß sich an den Keilflächen des Trennmessers weit weniger Folienreste ablagern als man bisher gewohnt war.
Die Ursache hierfür scheint zu sein, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zu geringeren Zugspannungen innerhalb der Folie im Schweiß- und Trennbereich führt.
Bei der Dimensionierung des Gegendruckelementes und der Schweißleisten-Abstände vom Trennmesser kommt es darauf an zu erreichen, daß die Schweißleisten das Gegendruckelement beim Zusammenfahren an einer Stelle kontaktieren, die möglichst in oder nahe der V-förmigen und vom Trennmesser bereits bewirkten Einsenkung in der Oberfläche des Gegendruckelementes liegt. Dies hat die begrüßte Konsequenz einer vergleichsweise geringen Dicke der Schweiß/Trennleiste mit der Möglichkeit zur Erzeugung sehr schmaler Schweißnähte, die nun kaum noch störend sichtbar und bei einer Breite von beispielsweise 1 bis 2 mm praktisch eben so fest wie eine üblich hergestellte breite Naht von etwa 5 mm ist. Schmale Schweißnähte erfordern darüber hinaus eine verringerte Abkühlzeit, was eine Produktivitätssteigerung ermöglicht. Schließlich führt eine verringerte Dicke der Schweiß/Trennleiste dazu, daß der für sie vorzusehende Spalt in der Förderebene von Verpackungsmaschinen entsprechend schmäler werden kann, so daß die dort-üblichen beweglichen Abdeckungen häufig entfallen können.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung einen Querschnitt durch einen Schweißbalken mit darüber angeordnetem Gegendruckbalken und Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 stark vergrößerten Querschnitt durch den Kopf einer Schweiß/ Trennleiste mit Gegendruckelement in Schweißstellung; Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung mit dem Schweißbalken in Ruhestellung und dem Gegendruckelement während seiner Bewegung in Richtung auf den Schweißbalken; Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, bei der das Gegendruckelement seine Endposition zum Schweißen erreicht hat, und Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung mit gegen das Gegendruckelement gefahrenem Schweißbalken.
Eine Schweiß- und Trennvorrichtung der hier interessierenden Art für mehrlagige Kunststoffolien weist in einem nicht dargestellten Maschinengestell einen Schweißbalken 10 und einen Gegendruckbalken 50 auf. Die beiden Balken sind relativ zueinander bewegbar angeordnet, und zwar ist üblicherweise der Schweißbalken im Maschinengestell unbeweglich befestigt während ein Gegendruckbalken oder eine aufeinanderfolgende Anzahl mehrerer Gegendruckbalken nacheinander in Richtung des Pfeiles A (Fig. 1) gegen den Schweißbalken bewegt werden.
Kurz vor dem Schweißvorgang haben der Schweißbalken 10 und der Gegendruckbalken 50 einen gewissen Abstand voneinander, so daß zwischen ihnen ein Spalt S besteht.
Durch diesen Spalt S hindurch werden die flächig aufeinanderliegenden Kunststoffolien hindurchgeführt. Bei Verwendung der beschriebenen Vorrichtung in einer Verpakkungsmaschine befindet sich die auf den Gegendruckbalken 50 zuweisende Oberseite des Schweißbalkens etwa in Höhe einer Transportebene durch die Verpackungsmaschine. Entlang dieser Ebene wird eine Unterfolie für die zu verpackenden Gegenstände geführt und auf diese Unterfolie wird eine Oberfolie aufgelegt, so daß der zu verpackende Gegenstand zwischen den beiden Folien eingehüllt wird. Ober- und Unterfolien werden vor und hinter dem Gegenstand miteinander verschweißt, und zwar - wie im vorliegenden Fall - häufig mit Hilfe von zwei eng benachbarten und quer zur Vorschubrichtung der Folien verlaufenden Schweißnähten, zwischen denen die Folien dann getrennt werden. Im Betrieb bildet dann die in Förderrichtung der Folien gesehene vorlaufende Schweißnaht dieser Doppelnaht die rückwärtige Verschweißung von Ober- und Unterfolie hinter einem Gegenstand und die in Folien-Förderrichtung nachlaufende Schweißnaht der Doppelnaht die - bezogen auf den nächsten Gegenstand - vorlaufende Schweißnaht. Der Trennschnitt zwischen den beiden Nähten bildet somit die Trennung zwischen aufeinanderfolgenden Gegenständen.
Der Schweißbalken 10 ist in nicht näher beschriebener Weise auf einer Trägerkonstruktion 12 befestigt, die ihrerseits mit dem Maschinengestell verbunden ist. Der gesamte Schweißbalken 10 besteht aus einer metallischen Leiste 14, die hochkant auf der Trägerkonstruktion 12 steht und eine Längsbohrung 16 zur Aufnahme eines Heizelementes aufweist. Entlang der Oberseite der Leiste 14 ist in eine Längsnut 18 eine metallische Schweiß/Trennleiste 20 eingesetzt, die in Richtung auf den Gegendruckbalken 50 hin von der Leiste 14 absteht. Die Leiste 14 und die Schweiß/Trennleiste 20 haben eine gemeinsame Mittellängsebene 22, deren Lage in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist.
An ihrer dem Gegendruckbalken 50 zugekehrten Seite weist die Schweiß/Trennleiste 20 zwei parallele, außenliegende Schweißleisten 24, 26 und mittig dazwischen ein Trennmesser 28 auf. Die beiden Schweißleisten 24, 26 sind spiegelsymmetrisch zur Mittellängsebene 22 konfiguriert und angeordnet. Sie sind im Ausführungsbeispiel ein integraler Bestandteil der Schweiß/Trennleiste 20, können aber auch abnehmbar an diese angesetzt sein. Im Querschnitt gemäß Fig. 2 ist erkennbar, daß die Schweißleisten 24, 26 in Richtung auf den Gegendruckbalken 50 weisende gekrümmte Oberflächen haben.
Die Krümmung ist im Ausführungsbeispiel kreisförmig mit einem Radius, der etwa gleich der halben Dicke der Schweißleiste ist. Die Oberfläche geht somit von der zur Mittellängsebene 22 parallelen Seitenfläche der Schweiß/Trennleiste 20 in eine Zylinderfläche über.
Das Trennmesser 28 ist keilförmig gestaltet und liegt mit seiner Schneidkante 30 in der Mittellängsebene 22.
Der Keilwinkel des Trennmessers 28 beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 300. Fig. 2 zeigt, daß sich die ebenen Keilflächen des Trennmessers 28 an einer vergleichsweise tief in der Schweiß/Trennleiste 20 befindlichen Linie mit den gekrümmten Oberflächen der Schweißleisten 24, 26 schneiden, wodurch zwischen den Schweißleisten und dem Trennmesser jeweils ein etwa V-förmiger Einschnitt 32, 34 gebildet wird. Der tiefste Punkt der Einschnitte 32, 34 liegt im Ausführungsbeispiel um ein Maß unterhalb einer die beiden freien Enden der Schweißleisten tangierenden Querebene, welches etwa gleich dem zweifachen vorerwähnten Krümmungsradius ist. Weiterhin ist erkennbar, daß die gekrümmten Oberflächen der beiden Schweißleisten 24, 26 einen weitgehend stetigen Verlauf bis zum Schnitt mit den Keilflächen des Trennmessers 28 haben. In einem praktischen Ausführungsbeispiel hat der Radius eine Größe von etwa 3 mm. Schließlich ist gut zu erkennen, daß die Schneidkante des Trennmessers 28 die höchsten Erhebungen der beiden Schweißleisten 24, 26 überragt, und zwar in einem praktischen Ausführungsbeispiel um etwa 0,3 bis etwa 0,5 mm.
Die Schweiß/Trennleiste 20 ist im Ausführungsbeispiel in ihrem gesamten freiliegenden Bereich mit PTFE beschichtet; die Beschichtung ist jedoch im Bereich der Trennkante des Trennmessers 28 entfernt, wodurch sich der Temperaturübergang zur Folie und damit die Trenngeschwindigkeit verbessern lassen.
Der Gegendruckbalken 50 weist eine aus einer Grundplatte 52 sowie zwei Seitenwänden 54, 56 bestehende Trägerkonstruktion auf, die an ihrer dem Schweißbalken 10 zugekehrten Seite ein Gegendruckelement 58 so hält, daß mindestens ein größerer Teil dieses Gegendruckelementes aus dem Gegendruckbalken nach unten hervorragt. Es ist ersichtlich, daß der Gegendruckbalken 50 mit dem Gegendruckelement 58 dieselbe Mittellängsebene 22 wie der Schweißbalken 10 haben.
Das Gegendruckelement 58 wird im Ausführungsbeispiel von einem Zylinder aus Silikongummi gebildet und ist so zwischen den Seitenwänden 54, 56 gehalten, daß der halbe Zylinder in Richtung auf den Schweißbalken 10 vorspringt. Dieser Zylinder ist im Ausführungsbeispiel außerdem mit einer Glasfaser/PTFE-Folie überzogen; seine bevorzugte Shore-Härte liegt bei 20 bis 600 und sein Durchmesser bei etwa 16 bis 20 mm.
Zum Schweißen mit der beschriebenen Vorrichtung wird das oben erwähnte Heizelement in der Längsbohrung 16 der Leiste 14 in Betrieb genommen. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Reglers wird die Schweiß/Trennleiste 20 dann auf die jeweils gewünschte Temperatur gebracht und dort gehalten. Bei im Spalt S befindlichen Folien wird der Gegendruckbalken 50 nach unten gegen den Schweißbalken geschoben, so daß sich zunächst das Trennmesser 28 durch die Folien hindurch auf dem Gegendruckelement 58 abstützt, dessen tiefste Stelle (in den Zeichnungen) im Bereich der Mittellängsebene 22 liegt.
Zum Zeitpunkt des ersten Kontaktes zwischen Trennmesser, Folien und Gegendruckelement 58 wird auf die Folien noch kein Druck im Bereich der Schweißleisten 24, 26 ausgeübt. Das das Gegendruckelement 58 bildende Rundgummi kann deshalb verhältnismäßig leicht verformt werden, und auf die zwischen Gegendruckelement 58 und Trennmesser 28 eingespannten Folien wird keine beachtliche Zugkraft ausgeübt.
Beim fortgesetzten Gegeneinanderfahren von Gegendruckbalken 50 und Schweißbalken 10 beginnen die Schweißleisten 24, 26 die Folien an das Gegendruckelement 58 zu pressen. Durch den Preßdruck bekommt das Gegendruckelement eine zunehmende Steifigkeit vor allem im Bereich zwischen den Schweißleisten und dem Trennmesser. Gleichzeitig findet eine gewisse Materialverlagerung des Gegendruckelementes in die Einschnitte 32, 34 hinein statt. Diese bewirkt eine größere Kontaktfläche zwischen Folie und Schweißleisten und vor allem - wie in Fig. 2 abgelesen werden kann -, daß die nicht gezeichneten Folien in einem weichen Übergang außer Berührung mit den Schweißleisten gelangen, so daß zwischen Schweißleisten und Trennmesser auch während des nun stattfindenden Schweißvorgangs keine beachtlichen Spannungssprünge in den Folien stattfinden. Die Folge hiervon ist, daß die Trennung der Folien mit großer Sicherheit nur im Bereich des Trennmessers stattfindet und daß Risse im Nahtbereich oder stärkere Schwächungen vermieden werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 bis 5 entspricht hinsichtlich des Schweißbalkens 10 und seiner Konfiguration sowie hinsichtlich des Gegendruckelementes 50 und dessen Konfiguration dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, so daß insoweit gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Das Auftreten von Zugspannungen in der Folie im Schweißbereich kann weiter vermindert werden durch ein Einspannen der Folien beiderseits des Schweißbalkens, wie es auf einfache Weise mit den in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Maßnahmen möglich ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind ein entlang der Mittellängsebene 22 bewegbarer Schweißbalken 10 und ein entlang der Mittellängsebene bewegbarer Gegendruckbalken 50 vorgesehen, die in einer dem Fachmann geläufigen Weise in einer Verpackungsmaschine angeordnet sind. Zum Antrieb kann jede bekannte Steuerung in Verbindung mit mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Mitteln vorgesehen sein.
Mit einer Oberfolie 40 und einer Unterfolie 41 zu umhüllende Gegenstände 60 durchlaufen den Spalt zwischen dem Schweißbalken 10 und dem Gegendruckbalken 50 von rechts in Fig. 3 kommend in Richtung des Pfeiles 61.
Sobald die Gegenstände 60 diesen Spalt passiert haben, bewegt sich der Gegendruckbalken 50 hinter dem Gegenstand 60 nach unten, wie es die Fig. 3 andeutet. Die Gegenstände 60 werden auf Förderrollen oder Förderbändern stehend auf die Schweißstation zu und von dieser weg befördert. Die für die maschinelle Zu- und Abfuhr der Gegenstände 60 erforderlichen Fördermittel gehören zum Stand der Technik und sind kein Teil der Erfindung. Weiterhin gehört es zum Stand der Technik, daß die Gegenstände 60 vor dem Einlaufen in die Schweißstation auf die von einer nicht dargestellten Vorratsrolle kommende Unterfolie 41 auffahren, sobald diese mittels einer Rolle 42 in die Förderebene 45 umgelenkt wird, wie es Fig. 3 ebenfalls zeigt. Mit dieser Unterfolie 41 ist an einer Stelle vor dem nächstkommenden Gegenstand 60 die Oberfolie 40 verschweißt worden, die ihrerseits von einer nicht dargestellten Vorratsrolle durch die Bewegung des Gegenstandes 60 abgezogen wird.
Die Oberfolie 40 verläuft deshalb in einer dem Fachmann bekannten Weise von der nicht dargestellten Vorderkante des Gegenstandes 60 nach oben und dann nach hinten über dessen Oberseite hinweg, während die Unterfolie 41 nur die Unterseite des Gegenstandes 60 bedeckt.
Wenn der Gegendruckbalken 50 hinter jedem durchgelaufenen Gegenstand 60 aus seiner obersten Stellung nach unten fährt, zieht er die Oberfolie 40 entlang der Rückseite des Gegenstandes 60 nach unten, bringt die Oberfolie 40 schließlich mit der Unterfolie 41 in Kontakt, worauf der Schweißbalken 10 in Tätigkeit treten kann, um die beiden Folien durch zwei parallele Schweißnähte zu verbinden und zwischen diesen beiden Schweißnähten durchzutrennen. Die Schweißleiste 26 bildet hierbei die Schweißnaht für den in Fig. 3 dargestellten Gegenstand 60, während die andere Schweißleiste 24 des Schweißbalkens 10 die Schweißnaht vor dem nächstkommenden Gegenstand erzeugt. Der insoweit beschriebene Vorgang gehört zum Stand der Technik und ist jedem Fachmann geläufig.
Wenn sich der Gegendruckbalken 50 aus seiner nicht dargestellten oberen Ruhelage über die Position in Fig. 3 nach unten in die Position gemäß Fig. 4 bewegt, erzeugt er zunächst nur in der Oberfolie 40, nach dem Auftreffen auf die Unterfolie 41 auch in dieser eine Zugspannung. Diese Zugspannung kann bei hoher Produktivität der Schweißvorrichtung nicht unbeträchtliche Werte annehmen und die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen, weil das Folienmaterial während des Schweißens weich ist und von der Zugspannung deshalb dort stark gedehnt werden kann.
Das Auftreten dieser Zugspannungen wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 bis 5 während des Schweißens weitgehend ausgeschaltet. Zu diesem Zweck sind beiderseits der Mittellängsebene 22 in der Förderebene 45 der Gegenstände 60 zwei Stützbalken 65, 66 stationär in einem nicht dargestellten Maschinengestell befestigt. Die aufeinander zuweisenden Enden der beiden Stützbalken 65, 66 sind abgerundet, wie es in den Zeichnungen gut erkennbar ist, und haben einen Abstand voneinander, der kleiner ist als der Durchmesser des Gegendruckelementes 58 bzw. einer entsprechenden Abmessung eines nicht-runden Gegendruckelementes.
Ausweislich Fig. 3 läuft die Unterfolie 41 in der Förderebene 45 über die Oberflächen des Stützbalkens 66 und - nach dem Schweißspalt - über die Oberfläche des Stützbalkens 65 hinweg. Wenn nun der Gegendruckbalken 50 aus der Position gemäß Fig. 3 nach unten verlagert wird, drückt er zunächst die Oberfolie in Kontakt mit der Unterfolie 41 und presst sich dann gegen die aufeinander zuweisenden Kanten der beiden Stützbalken 65, 66.
Da das Gegendruckelement 58 des Gegendruckbalkens 50 elastisch ist, verformt es sich gemäß Fig. 4 durch die von den Stützbalken ausgeübte Reaktionskraft. Im Verformungsbereich werden die beiden aufeinanderliegenden Folien 40, 41 fest eingespannt, wie man es aus Fig. 4 ersehen kann.
Wenn nun anschließend der Schweißbalken 10 in seine Schweißposition gemäß Fig. 5 nach oben gefahren wird und in Berührung mit den Folien 40, 41 kommt, dann wird er seinerseits das Gegendruckelement 58 zusätzlich verformen, d.h. an dessen unterem Ende abflachen. Hierdurch wird der Umfangsabstand der Oberfläche des Gegendruckelementes 58 von der Einspannstelle am einen Stützbalken 65 zur Einspannstelle an dem anderen Stützbalken 66 verringert. Die einleuchtende Konsequenz ist, daß die zuvor noch vorhandene Zugspannung innerhalb der beiden Folien zwischen den Einspannstellen reduziert bzw. aufgehoben wird. Der nun folgende Schweißvorgang kann also bei ganz oder nahezu spannungsfreien Folien stattfinden.
Die beiden Stützbalken 65, 66 sind im übrigen gut als Träger für Kühlkanäle 67, 68 geeignet, aus denen ein Kühlmittel gemäß den Pfeilen 69, 70 austreten und die Folien im Schweißbereich kühlen kann.
Es versteht sich, daß anstelle eines runden Gegendruckelementes 58 auch ein im Querschnitt anders ausgebildetes Gegendruckelement verwendet werden kann. Lediglich bei der Dimensionierung ist darauf zu achten, daß die sich gegenüberliegenden Längskanten der Stützbalken einen geringeren Abstand haben als die entsprechende Breite des Gegendruckelementes.
Des weiteren ist es einleuchtend, daß die die Zugspannung reduzierenden oder eliminierenden Stützbalken auch in einer Anordnung verwendet werden können, in der der Schweißbalken 10 nicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5 auf- und abbewegbar ist, sondern eine feste Position etwa gemäß Fig. 5 hat. In diesem Fall bewirkt allein die Abwärtsbewegung des Gegendruckbalkens 50 unmittelbar nach dem Einspannen der Folien zwischen den Stützbalken 65, 66 und dem Gegendruckelement 58 den zum Schweißen und Trennen nötigen Andruck am Schweißbalken 10.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform der Fig.
3 bis 5 liegt im übrigen darin, daß mit ihr eine sogenannte Straffpackung hergestellt werden kann, die ein anschließendes Schrumpfen der Folie in einem Wärmetunnel überflüssig machen kann. Eine solche Straffpackung erfordert, daß Ober- und Unterfolie 40, 41 mit hoher Zuspannung um den Gegenstand 60 herumgezogen werden. Dies läßt sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreichen, daß man die nicht dargestellte Vorratsrolle für die Oberfolie 40 rechts vom Gegendruckbalken 50 (gesehen in den Fig. 3 bis 5) abbremst, so daß der nach unten fahrende Gegendruckbalken 50 die abgebremste Oberfolie 40 unter die gewünschte starke Spannung setzt. Diese Spannung wirkt natürlich zunächst auch im Kontaktbereich zwischen Oberfolie und Gegendruckelement 58. Durch das Einspannen der Folien mit Hilfe der Stützbalken 65, 66 in der beschriebenen Weise und das anschließende Eindrücken des Gegendruckelmentes 58 durch den Kontakt mit dem Schweißbalken 10 wird selbst eine sehr hohe Zugspannung aber so weitgehend reduziert, daß eine qualitativ gute Schweißnaht hergestellt werden kann.

Claims

Verfahren zum Verschweißen sowie Schweiß- und Trennvorrichtung für aufeinanderliegende Kunststoffolien An sprüche Schweiß- und Trennvorrichtung für aufeinanderliegende Kunststoffolien, mit einem der einen Folienseite zugeordneten beheizten, eine Schweiß/Trennleiste tragenden Schweißbalken und mit einem, der anderen Folienseite zugeordneten Gegendruckelement, von denen die Schweiß/Trennleiste auf ihrer den Folien zugekehrten Oberfläche etwa mittig ein im Querschnitt keilförmiges Trennmesser und beiderseits sowie beabstandet hiervon je eine Schweißleiste von geringerer Höhe als das Trennmesser aufweist und von denen das Gegendruckelement aus einem federnd nachgiebigen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gegendruckelement (58) zugekehrte Längskante jeder Schweißleiste (24, 26) - im Querschnitt gesehen - mit einem Radius verrundet ist, der etwa der halben Dicke der Schweißleiste entspricht und die derart gekrümmte Oberfläche der Längskante von der Außenseite der Schweißleiste beginnend etwa stetig bis zu ihrem Auftreffen auf die innen angrenzende seitliche Keilfläche des Trennmessers (28) verläuft, daß die Schnittlinie zwischen gekrümmter Oberfläche und Keilfläche etwa in Höhe des Krümmungsmittelpunktes der Oberfläche oder tiefer liegt und daß das Gegendruckelement (58) - im Querschnitt gesehen - eine nach außen gewölbte Oberfläche hat, deren kleinster Abstand von der Schweiß/Trennleiste (20) ungefähr in der Mittellängsebene (22) der Schweiß/Trennleiste (20) liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Keilfläche des Trennmessers (28) mit der angrenzenden gekrümmten Oberfläche einer Schweißleiste (24, 26) einen im wesentlichen V-förmigen Einschnitt (32, 34) begrenzt, dessen tiefster Punkt mit der Schnittlinie zusammenfällt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche jeder Schweißleiste (24, 26) im Schweißbereich sowie beiderseits hierüber hinausragend eine Zylinderfläche ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel des Trennmessers (28) eine Größe von etwa 300 hat.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweiß/Trennleiste (20) mit Ausnahme der Schneidkante des Trennmessers (28) mit PTFE beschichtet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (58) im Bereich außerhalb seiner Halterung (52, 54, 56) einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (58) die Form eines Zylinders hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (58) mit einer PTFE-Folie (60) überzogen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (58) eine Shore-Härte im Bereich von 20 bis 600 aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Schweißleisten (24, 26) vom Trennmesser (28) unter Berücksichtigung der Stärke der Krümmung des Gegendruckelementes (58) so gewählt sind, daß die Schweißleisten das Gegendruckelement beim Zusammenfahren an einer Stelle kontaktieren, die möglichst in oder nahe der vom Trennmesser bewirkten Einsenkung in die Oberfläche des Gegendruckelementes liegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa senkrecht zur Mittellängsebene (22) liegende größte Durchmesser des Gegendruckelementes (58) etwa doppelt so groß wie die Dicke der Schweiß/Trennleiste (20) im Bereich unmittelbar unterhalb der Schweißleisten (24, 26) ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Gegendruckelement gegen die zu verschweißenden Folien in Richtung auf den Schweißbalken bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits und symmetrisch zur Bewegungsebene (22) des Gegendruckelementes (58) jeweils ein Stützbalken (65, 66) o.dgl. angeordnet ist, deren aufeinander zu und auf die Bewegungsebene weisenden freien Kanten einen Abstand voneinander haben, der kleiner ist als die senkrecht zur Bewegungsebene gemessene Breite des Gegendruckelementes (58), daß die zu verschweißenden Folien über der gemeinsamen Ebene der beiden Stützbalken (65, 66) verlaufen und von dem Gegendruckelement gegen die freien Kanten der Stützbalken pressbar sind und daß die Schweißstelle von dem das Gegendruckelement (58) tragenden Gegendruckbalken (50) ausgesehen jenseits der genannten gemeinsamen Ebene der Stützbalken liegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Stützbalken (65, 66) jeweils ein Kühlkanal (67, 68) zugeordnet und an eine Kühlmittelquelle angeschlossen ist und daß jeder Kühlkanal Düsenöffnungen aufweist, durch die Kühlmittel auf ie Folie im Schweißbereich strömt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander zuweisenden freien Enden der Stützbalken (65, 66) abgerundet ausgeführt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbalken (65, 66) im Bereich von Schweißbalken (10) und Gegendruckbalken (50) eine Aufstandfläche für zu verpackende Gegenstände (60) bilden.
16. Verfahren zum Verschweißen von zwei aufeinanderliegenden Kunststoffolien, die in einen Spalt zwischen einem beheizbaren Schweißbalken und einem elastischen Gegendruckelement geführt werden, worauf Gegendruckelement und Schweißbalken gegeneinander bewegt werden und mindestens eine linienförmige Schweißnaht zwischen den beiden Folien erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien (40, 41) vor Beginn des Schweißvorganges beiderseits der herzustellenden Schweißnaht entlang von zur Schweißnaht parallelen Linien und unter Bildung eines bogenförmigen Verlaufes von der einen Einspannlinie über die herzustellenden Schweißnaht-Position bis zur anderen Einspannlinie eingespannt und dann erst der Kontakt zwischen Schweißbalken und Gegendruckelement unter Verkürzung der bogenförmigen Distanz zwischen den genannten Linien hergestellt wird.