DE3527119A1

DE3527119A1 - Vorrichtung zum querchweissen der lagen eines laenglichen, thermoplastischen materials

Info

Publication number: DE3527119A1
Application number: DE19853527119
Authority: DE
Inventors: Dennis Walter Green Bay Wis. Ehlers
Original assignee: Paper Converting Machine Co
Current assignee: Paper Converting Machine Co
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1986-05-07
Also published as: US4585508A; IT8548557A0; JPS61104927A; IT1182859B

Description

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MAXIMiLIÄNSTRASSE 56

Vorrichtung zum Querschweißen der Lagen eines länglichen

thermoplastischen Materials

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querverschweißen der Lagen eines länglichen thermoplastischen Materials und insbesondere eine Einrichtung, die einander zugewandte, erhitzte Andruckplatten verwendet.

Beispielhaft für eine Vorrichtung, bei welcher die Erfindung vorteilhafterweise angewandt werden kann, ist US-PS 4 419 167. Dort sind obere und untere Sprossenförderer so angeordnet, daß sie parallele Trums aufweisen, die Lagen aus Bahnmaterial flankieren, wobei die Einrichtung zum Erwärmen der Andruckplatten im wesentlichen von dem Bewegungsweg der Bahnschichten entfernt sind. Bei der Benutzung solcher erwärmter Andruckplatten ergeben sich zweierlei Probleme. Das eine be-

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trifft das Anschmoren des Bahnmaterials während der Erwärmung der Vorrichtung und das andere betrifft die Neigung der Bahnabschnitte zwischen den Schweißstellen, unterschiedlich zu schrumpfen bzw. zu schwinden.

Dies wurde durch eine einzigartige, kompakte und im wesentlichen auch einfache Vorrichtung gelöst, um die Bahnschichten zu dehnen und/oder zu rütteln, während sie sich in dem Schweißweg befinden. Genauer gesagt, die Einrichtung zum Spannen und/oder Rütteln weist eine Schaufelwelle auf, die von der Unterseite des unteren Förderertrums im Schweißweg betreibbar ist. Andere Ziele und Vorzüge der Erfindung sind den Einzelheiten der folgenden Beschreibung entnehmbar. 15

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem erläuternden Ausführungsbeispiel in der beigefügten Zeichnung erörtert, in welcher:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Realisieren der Erfindung ist,

Fig. 2 eine Perspektiv-Teilansicht einer Vorrichtung ist, die gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 aufgebaut ist, Fig. 3 die Ansicht eines Querschnitts durch einen Abschnitt der Vorrichtung der Fig. T und 2 ist und die Einzelheiten des Dehn- und/oder Rüttelmechanismus zeigt,
Fig. 4 eine Perspektiv-Teilansicht eines Abschnitts der Vorrichtung ist, der den Bewegungsweg der

Bahn unter Rüttelbedingungen und von jener Seite der Vorrichtung her gesehen verkörpert, die jener, die in Fig. 2 zu sehen ist, gegenüberliegt,

Fig. 5 eine vergrößerte seitliche Teilansicht der

Schaufelwelle ist, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten Mechanismus ist.

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Bei der vorliegenden Darstellung und unter Bezugnahme zunächst auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen F einen Rahmen insgesamt, der ein Paar unterer seitlicher Rahmenteile aufweist (eines von denen ist mit 10 bezeichnet), Die seitlichen Rahmenteile v/erden durch Füße bzw. Sockel, wie an der Stelle 11 gezeigt, auf einem Boden 12 abgestützt. Das seitliche Rahmenteil 10, das in den Fig. 1, und 4 zu sehen ist, ist jenes, das auf der sogenannten "Antriebsseite" der Vorrichtung liegt, während das andere seitliche Rahmenteil 10', das in Fig. 3 zu sehen ist, sich auf der "Bedienungsseite" der Vorrichtung befindet.

Wie in Fig. 1 zu sehen, trägt der Rahmen F einen unteren Sprossenförderer 13, der die üblichen Sprossen 14, ein vorderes und hinteres Kettenrad 15 und eine verbindende Rollenkette 16 aufweist.

Der obere Förderer 17 weist auch zwei Paare von Sprossen nach Art eines herkömmlichen Sprossenförderers auf. Die Antriebs- oder Kopf-Kettenräder 18 sind an einer Querwelle 19 angebracht, während die angetriebenen oder nachlaufenden Kettenräder 20 an einer Querwelle 21 angebracht sind, wobei eine jede der angetriebenen und nachlaufenden Kettenräder 18, 20 jeweils mit endlosen Ketten gekoppelt ist, die hiervon angetrieben werden.

Der obere Sprossenförderer 17 ist an einem Rahmenabschnitt angebracht, der mit 22 bezeichnet ist, vom bodengetragenee Rahmenteil 10 getrennt ist und zur Auf- und Abwärtsbewegung gegenüber dem unteren Rahmenteil 10 angebracht ist. Ein oberes seitliches Rahmenteil 22 ist in Fig. 2 zu sehen, während das gegenüberliegende oder auf der Bedienungsseite liegende Rahmenteil 22' in Fig. 3 zu sehen ist. Die Einrichtung zum Anheben der seitlichen Rahmenteile 22, 22' und der zugeordnete Mechanismus, insbesondere der obere Förderer 17, ist insgesamt mit 24 in den Fig. 1 und 2 bezeichnet.

Die Hebeeinrichtung 24 weist ein Paar Arbeitszylinder 25 auf, die schwenkbar an dem unteren, antriebsseitigen Rahmenteil 10 angebracht sind. Jeder ist durch einen Verbindungshebel 26 mit einer beweglichen Querwelle 2 7 gekoppelt. Jede Querwelle 27 ist an Säulen 10a getragen und läuft in einem bogenförmigen Schlitz 28, so daß dann, wenn die Kolbenstangen 29 der Arbeitszylinder 25 ausgefahren werden, es der Schlitz 28 den oberen Rahmenteilen 22, 22' gestattet, sich aufwärts zu bewegen. Dies findet infolge der Tatsache statt, daß die Arme 30 ebenfalls an der Welle 27 befestigt und schwenkbar mit den oberen Rahmenteilen 22, 22' verbunden sind. Somit schwenken, wenn die Querwellen 27 unter dem Einfluß der Arbeitszylinder 25 schwenken, auch die Arme 30 zum Anheben des oberen Rahmens 22, 22', und hierbei bewegt sich die Querwelle 27 tatsächlich im Schlitz 28 nach unten. In Fig. 1 ist ersichtlich, daß zwei solche Einrichtungen

3Q zum Anheben des oberen Rahmens 22, 22' mittels eines Gestänges verbunden sind, das Arme 31 und eine Verbindungsstange 32 aufweist.

Normalerweise wird der obere Rahmen 22, 22' relativ zum unteren Rahmen 10 beim Anlaufen und Aufwärmen angehoben, um die Sprossen des oberen Förderers von jenen des unteren Förderers zu trennen. Diese Sprossen am unteren For-

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derer sind mit 33 in Fig. 4 bezeichnet und tragen, wie ersichtlich, Andruckplatten 34 zur Zusammenwirkung mit hierzu passenden Andruckplatten am oberen Förderer 17 beim Einklemmen der Bahn 35 (sh. noch immer Fig. 4) in Zusammenhang mit dem Schweißvorgang. Wie bereits vorher erwähnt, weist die Darstellung in Fig. 4 ein oberes Rahmenteil 22 auf, das relativ zum unteren Rahmenteil 10 angehoben oder erhöht ist, wobei die Enden der Sprossen des oberen Förderers 17 an der Stelle 36 sichtbar sind. 10

Eine Einrichtung zum Erwärmen der Andruckplatten 34 und jener (nicht gezeigt) an den Sprossen 36 sind in Form von Heizstrahlern vorgesehen, wie an der Stelle 37 gezeigt (sh. den linken Abschnitt der Fig. 1). 15

Rütteleinrichtung

Während des Aufwärmens der Andruckplatten 34 oder wenn stromabwärts ein Stau stattfindet, dann wird der obere Rahmen 22, 22' angehoben, wie in Fig. 4 dargestellt-.

Zu diesem Zeitpunkt hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Bahn 35 von der längeren Berührung mit den Andruckplatten zu bewahren, die ständig zyklisch umlaufen und durch Strahlung erwärmt werden, um ordnungs gemäße Schweißtemperaturen beizubehalten, während der obere Förderer 17 und der untere Förderer 13 kontinuierlich in offenem Zustand arbeiten. Zu diesem Zweck wird eine Bahn-Rütteleinrichtung verwendet, die insgesamt mit 38 bezeichnet ist (sh. rechter mittlerer Abschnitt der Fig. 1). Die Bahn-Rütteleinrichtung 38 weist, genauer gesagt, eine mit Schaufeln ausgestattete Welle 39 auf, die detaillierter in den Fig. 3, 5 und 6 zu sehen ist.

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Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Welle 39 drehbar innerhalb eines Armes 40 angebracht, welcher seinerseits schwenkbar an einer Querwelle 41 angebracht ist (sh. auch Fig. 3) und welche ihrerseits an der Stelle 42 in den seitlichen Rahmenteilen 10 und 10' drehbar gelagert ist.

Die Querwelle 39 ist noch weiter nahe dem einen Ende eines Arms 43 (sh. Fig. 1 und 5) drehbar aufgenommen, welcher an seinem anderen Ende schwenkbar, wie an der Stelle 44 gezeigt, mit den oberen Rahmenteilen 22 und 22' verbunden ist. Wenn somit der obere Rahmen 22, 22' angehoben wird, dann wird auch die Querwelle 39 angehoben, indem sie rund um die Achse der Welle 41 geschwenkt wird.

Auf der Antriebsseite der Maschine ist die Welle 39 mit einem Kettenrad 45 ausgestattet (sh. Fig. 3 und 4), welches über eine Kette von einem Antriebs-Kettenrad 46 an der Welle 41 angetrieben wird. Dieser Antrieb ist zugunsten der deutlicheren Darstellung in Fig. 1 weggelassen. Die Welle 41 wird ihrerseits durch ein Kettenrad 47 angetrieben (es wird immer noch auf Fig. 3 Bezug genommen). Um die aufwärts gerichtete Schwenkbewegung der Welle 39 aufzunehmen, sind die unteren Rahmenteile 10, 10' geschlitzt, wie an der Stelle 48 gezeigt (sh. Fig. 5).

Die Welle 39 ist (sh. Fig. 3) mit vier Schaufeln 38 ausgestattet. Wie rasch aus dem linken Abschnitt der Fig. ersichtlich ist, sind die Schaufeln in Form eines U-förmigen Drahtstabes vorgesehen, der sich, wenn das obere Rahmenteil 22/ 22' angehoben ist, nach oben bis zu einem Bereich zwischen den Sprossen erstreckt. Infolge der Drehung der Welle 39 werden die Schaufeln 38 zeitlich synchron den Zwischenräumen zwischen den nebeneinander liegenden Andruckplatten zugeordnet und ragen aufeinanderfolgend nach eben, um die Bahn oberhalb der Andruckplatten auf

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dem unteren Förderer 13 abzustützen.

Dehneinrichtung

Einedem Ruttier ähnliche Anordnung ist vorgesehen, um die Bahnlagen während des tatsächlichen Schweißvorganges begrenzt zu dehnen. Diese ist allgemein mit 50 in Fig·. 1 bezeichnet und weist dieselben Komponenten wie der Rüttler 38 auf, mit Ausnahme des Verbindungshebels oder Arms 43. In anderen Worten, es liegt hier eine Querwelle 51 vor, die mit U-förmigen Schaufeln 52 ausgestattet ist (es wird noch immer auf Fig. 1 Bezug genommen).

Die Welle 51 wird wiederum mittels eines Antriebs 53 angetrieben, der ähnlich jenem ist, der sich mit der Kette befaßt, die den Kettenrädern 45, 46 zugeordnet ist, und zwar in Bezug auf den Rüttler 38. Normalerweise ragen die Schaufeln 52 an ihren Zenith über die Ebene der geschichteten Bahn um etwa 3,175 mm bis 6,35 mm hinaus, um die vorteilhafte Dehnung der eingespannten, geschichteten Bahn zu erzeugen. Die Seitenrahmenteile 10·, 10' sind mit kurzen, bogenförmigen Schlitzen ausgestattet (nicht gezeigt, aber Gegenstücke zu den Schlitzen 48), um die begrenzte Einstellung der Höhe der Schaufeln an ihrem Zenith zu ermöglichen, um die Dehnung durchzuführen. Es hat sich herausgestellt, daß längs der sich in Längsrichtung erstreckenden Linien ein unterschiedlicher Schwund einstellt (in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Bahnbewegung durch die Vorrichtung)·. Es hat sich herausgestellt, daß durch Aufbringen einer Zugkraft über die gesamte Breite der Bahn hinweg die Tendenz vorliegt, da:': der unterschiedliche Schwund wirksam ausgeräumt ist.

Wirkungsweise

Bei der Realisierung der Erfindung wird die geschichtete Bahn 35 (sh. rechter Abschnitt der Fig. 1) durch die Vorrichtung hindurch vorwärts bewegt, welche den ortsfesten unteren Rahmen aufweist, der aus den Seitenteilen K, 10' gebildet ist (sh. auch Fig. 2). Ein anhebbarer

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oberer Rahmen, der die Seitenrahmenteile 22, 22' aufweist, ist ebenfalls vorgesehen. Am unteren Rahmen ist ein Sprossenförderer 13 angebracht, und am oberen Rahmen ein Sprossenförderer 17. Die Sprossen sind mit Andruckplatten 34 ausgestattet (vgl. Fig. 4 und 6).

Infolge des Anlaufens wird der Hebe- oder Hubmechanismus, der insgesamt mit 24 bezeichnet ist (sh. Fig. 1) dadurch betätigt, daß man Druckluft in die Arbeitszylinder 25 einleitet (sh. rechter und linker Abschnitt der Fig. 1.) Dies veranlaßt das Ausfahren der Kolbenstangen 29 (sh. Fig. 2), was wiederum den oberen Rahmen 22, 22' anhebt. Daraufhin kann die geschichtete Bahn 35 durch die Maschine eingefädelt werden, während der obere und untere Förderer 17, 13 in Umlauf bewegt werden, um deren Andruckplatten 34 mittels Heizstrahlern 37 (sh. Fig. T) zu erwärmen. Um die Bahn 35 daran zu hindern, zu verschmoren oder sonstwie durch eine wesentliche Berührung mit den Andruckplatten 34 verformt zu werden, wird der Rüttler 38 (sh. rechter Abschnitt der Fig. 1) betätigt, so daß die Schaufeln 49 (Fig. 5) rotieren, wobei der obere Punkt der Drehung von 25,4 bis 50,8 mm oberhalb der nach oben gewandten Andruckplatten liegt. Dies sichert eine nur minimale Berührung der Fahn 25 mit den Andruckplatten am unteren Förderer 13.

Die Schaufeln 49 sind an einer Querweile 3S angebracht, die durch mittels einer Kette verbundene Kettenräder 45, 46 angetrieben ist (sh. Fig. 3). Dank der Querwelle 39, die in den Armen 40 getragen ist, und ferner dadurch, daß sie mit dem oberen Rahmen 22, 22' durch die Verbindungshebel 43 gekoppelt ist, führt das Anheben des oberen Rahmens 22, 22' zum Anheben der mit Schaufeln versehenen Welle 39 in ihre Betriebslage.

Während jener Zeiträume, wenn die Förderer 13 und 17 sich in der "offenen" Lage befinden, wie beispielsveise während der Betriebsart des Anlaufs und der Ervärmuna

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der Andruckplatten, treibt ein Hilfsmotor 55 die Förderer mit verringerter Geschwindigkeit. In der abgesenkten Zusammenwirkungs-Betriebsart und nachdem die Andruckplatten auf Betriebstemperatur erwärmt wurden, wird der obere Rahmen 22, 22' nach unten in die Betriebslage gebracht, in welcher die Andruckplatten am oberen Förderer 17 sich synchron zu den Andruckplatten am unteren Förderer 13 bewegen. Der Synchronisierungsantrieb für diesen Zweck ist mit 56 bezeichnet und ist im linken Abschnitt der Fig. 2 zu sehen. Dieser Antrieb ist mit den Wellen 14, 19 und 21 und somit auch mit den eine Kette tragenden Kettenrädern 15, 18 und 20 verbunden.

Der Betrieb des oberen und unteren Förderers 17, 13 fördert die geschichtete Bahn durch die Vorrichtung hindurch, und dank des Klemmeingriffs der oberen und unteren Andruckplatten 34 wird die geschichtete Bahn in Querrichtung zusammengeschweißt. Es liegt eine Neigung der Bahn vor, unterschiedlichen Schwund längs unterschiedlicher, sich in Längsrichtung erstreckender Linien zu erfahren. In anderen Worten, die Bahn 35 (sh. Fig. 6) kann im Bereich 35a stärker schrumpfen als irr. Bereich 35b. Dank der Verwendung einer Dehneinrichtung in Form einer mit Schaufeln ausgestatteten Welle 51 wird jedoch eine begrenzte Zugspannung auf jeden Abschnitt der Bahn zwischen den Andruckplatten 34 aufgebracht und überwindet die Neigung zu unterschiedlichem Schwund.

Γε hat sich als vorteilhaft herausgestellt, unterschiedliche Mechanismen für den Rüttler 38 und die Dehneinrichtung 50 zu verwenden. Wegen der wesentlichen Identität im Aufbau der Betriebselemente könnten diese aber auch durch einen einzigen Mechanismus vorgesehen werden. In der vorliegenden Darstellung ist die Dehneinrichtung 50, in Vorschubrichtung gesehen, hinter de~, Rüttler 38 angeordnet, um auf die geschichtete Bahn dann einzuwirken, wenn der Schweißvorgang weiter

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fortgeschritten ist. Auch macht es die Trennung der Rüttel- und Dehnfunktionen leichter, die Dehneinrichtung 50 einzustellen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß ein großer Anteil des Mechanismus an den Seitenrahmen, und zwar insbesondere an der Antriebsseite, vorgesehen ist, wie in Fig. 2 zu sehen, und daß die Anordnung getrennter Mechanismen das Erfordernis für einen zu gedrängten Aufbau vermeidet·.

Während in der vorangehenden Beschreibung eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zum Zwecke der Erläuterung vorgelegt wurde, können viele Abänderungen in den hier vorgelegten Einzelheiten vom Fachmann vorgenommen werden, ohne daß er den Grundgedanken und Umfang der Erfindung verläßt.

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Claims

Vorrichtung zum Querschweißen der Lagen eines länglichen, thermoplastischen Materials Ansprüche

1. Vorrichtung zum Querschweißen der Lagen eines länglichen thermoplastischen Materials, mit einem verhältnismäßig länglichen Rahmen, der die Seiten eines sich in Längsrichtung erstreckenden Weges zum horizontalen Vorschub der Lagen in übereinanderliegender Zuordnung bildet, einem oberen und unteren, sich in Längsrichtung erstreckenden Sprossenförderer, die beweglich am Rahmen angebracht sind und parallele Ketten, Kettenräder und Sprossen bzw. Querstäbe aufweisen, wobei jeder Förderer ein oberes und ein unteres Trum aufweist und das untere Trum des oberen Förderers sowie das obere Trum des unteren Förderers jeweils die Ober- und Unterseite des Weges begrenzen, und einer Anzahl von Schweiß-Andruckplatten, die an den Sprossen zwischen den Ketten eines jeden Förderers quer zum Weg angebracht sind und so angeordnet sind, daß sie die Lagen einklemmen,

TELEGRAMME MONAPAT^r

Ι gekennzeichnet durch eine Einrichtung

zum Dehnen und Rütteln (50, 38), die am Rahmen (10, 10') dem Weg benachbart angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Welle (51-, 39) aufweist, die am Rahmen (10, 10') angebracht ist·, eine Anzahl von Schaufeleinrichtungen (52, 38), die sich.radial von der Welle aus erstrecken, sowie eine Einrichtung (15, 18, 20), um die Welle synchron zur Bewegung der Förderer (13, 17) zu drehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel einen U-förmigen Metallstab (52·, 38) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3^ dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Paar Wellen (39, 51) aufweist, und zwar eine (39) zum Rütteln

■_t 20 nahe dem Beginn des Weges und eine (51) zum Dehnen nahe '*, dem Ende des Weges·.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen einen oberen Rahmen (22-, 2 2') aufweist, der den oberen Förderer (17) trägt, sowie eine Einrichtung (25, 26, 29, 31, 32), um den oberen Nebenrahmen (22, 22') wahlweise nach oben vom Weg weg zu bewegen·, und daß die Rütteleinrichtung (38) mit dem Nebenrahmen gekoppelt ist·.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5-, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaufeleinrichtung (52, 38) nach oben bewegt und sich leicht bis über den Bewegungsweg der Bahn (35) erstreckt', um eine Bahn, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Andruckplatten (34) aufgehängt ist, zu dehnen, und differentiell nach ooen bewegt wird, um intermittierend das Bahnmaterial nach oben bis über die oberen Oberflächen jener Andruckplatten

1 anzuheben, die am unteren Förderer (13) angebracht sind, um die Bahn daran zu hindern, anzuschmoren, wenn der obere und der untere Förderer (17, 13) in offenem Zustand arbeiten.