DE3911634A1 - Ultraschall-schweisssystem zum ueberlappungsschweissen von kunststoff-baendern - Google Patents

Ultraschall-schweisssystem zum ueberlappungsschweissen von kunststoff-baendern

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DE3911634A1 DE19893911634 DE3911634A DE3911634A1 DE 3911634 A1 DE3911634 A1 DE 3911634A1 DE 19893911634 DE19893911634 DE 19893911634 DE 3911634 A DE3911634 A DE 3911634A DE 3911634 A1 DE3911634 A1 DE 3911634A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Schweißsystem zum Über­ lappungsschweißen von Kunststoff-Bändern.
Das Schweißen der sich überlappenden Bandenden von Kunststoff- Bändern, zum Beispiel in Umreifungsmaschinen für Packstücke, geschieht in zunehmendem Maße durch Ultraschall. Hierbei wird in einem Generator elektrische Schwingungsenergie erzeugt, die in einem elektromechanischen Wandler in mechanische Energie umgewan­ delt wird. Dieser Wandler gibt über seine vordere Stirnfläche diese mechanische Energie in longitudinaler Richtung ab. Durch die Elongation entsteht bei Reibung in den zu verschweißenden Medien die für den Schweißvorgang benötigte Wärme.
In bekannten Maschinen dieser Art ist die vordere Stirnfläche des benutzten Wandlers rechtwinklig zu seiner Längs-Schwingungsachse und zur Bewegungsrichtung in der Maschine angeordnet. Bedingt durch diese Rechtwinkligkeit der Stirnfläche zur Längs-Schwing­ ungsachse ist die Energieübertragung bei Einleitung der Elonga­ tion überall gleichmäßig parallel zur Längs-Schwingungsachse. Bei dieser Anordnung ist es möglich, daß bei Einleitung der Elonga­ tion ein indifferentes Flattern bei vornehmlich schmalen Kunststoff-Bändern erfolgen kann. Dadurch können die zu verschweißenden Überlappungsenden seitlich verrutschen und zu einer Verschweißung der Kunststoff-Bänder mit ungenügender Festigkeit führen, da die spezifische Flächenbelastung durch die Verminderung der Überlappungsfläche zu groß werden kann.
Gegenstand dieser Erfindung ist, ein Ultraschall-Schweißsystem zu schaffen, das dieses indifferente Flattern der Überlappungsenden ausschließt, so daß keine Schweißungen mit verminderter Festig­ keit erfolgen. Erreicht wird dies durch eine einseitige Abschrä­ gung der vorderen Stirnfläche eines Longitudinal-Wandlers.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist der derzeitige Stand der Technik darge­ stellt. In Fig. 3 und Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel gemäß dieser Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist der Longitudinal-Wandler 7 in dem Führungsschlitten 3 eingespannt, der auf der Führungsstange 2 gleitet, die im Maschinengehäuse 1 befestigt ist.
Ein nicht gezeichneter Antrieb setzt den Führungsschlitten 3 und damit den Longitudinal-Wandler 7 in die vertikalen Auf- und Abbewegungen. Die im Querschnitt gezeigten Überlappungsenden 5 und 6 liegen oberhalb der Stirnfläche des Longitudinal-Wandlers 7 und unterhalb der Schweiß-Gegenplatte 4 zum Überlappungs- Schweißen bereit. In Fig. 2 ist schematisch und vergrößert dar­ gestellt, wie durch Einleitung der Elongation über die rechtwink­ lig zur Bewegungsrichtung stehende Wandler-Stirnfläche ein indif­ ferentes Flattern der Bandenden 5 und 6, und damit ein Ver­ rutschen derselben, erfolgen kann.
Demgegenüber ist in Fig. 3 ein Ultraschall-Schweißsystem gemäß der Erfindung wie folgt dargestellt:
Der Longitudinal-Wandler 8 mit einseitig abgeschrägter Stirn­ fläche ist in dem Führungsschlitten 3 eingespannt, der auf der Führungsstange 2 gleitet, die im Maschinen-Gehäuse 1 befestigt ist. Ein nicht gezeichneter Antrieb setzt den Führungsschlitten 3 und damit den Longitudinal-Wandler 8 in die vertikalen Auf-und Abbewegungen. Die im Querschnitt gezeigten Überlappungsenden 5 und 6 liegen oberhalb der einseitig abgeschrägten Stirnfläche des Longitudinal-Wandlers 8 und unterhalb der Schweiß-Gegenplatte 4 zum Überlappungsschweißen bereit. In Fig. 4 ist schematisch und vergrößert dargestellt, wie durch Einleitung der Elongation über die abgeschrägte Stirnfläche des Longitudinal-Wandlers 8 die Stoßrichtung der Energie in Richtung Y erfolgt und damit automa­ tisch die zu verschweißenden Bandenden 5 und 6 im Takt der Elongationen vibrierend und übereinander geordnet zum Ver­ schweißen in die inneren Winkelflächen der Schweiß-Gegenplatte 4 gedrängt werden. Diese Richtungsgebung kann, zum Beispiel zur Erreichung einer losen Bandspannung, in der Umreifungsmaschine dadurch unterstützt werden, daß ein nicht dargestellter einstell­ barer, federnder Anschlag eine geringfügige Verschiebung der abgeschrägten Stirnfläche des Wandlers 8 in Richtung Z zuläßt, wenn die Stirnfläche des Wandlers 8 mit den aufliegenden Überlap­ pungs-Bandenden 5 und 6 bei der aufwärtsgehenden Vertikal-Bewe­ gung des Wandlers 8 sich gegen die Schweiß-Gegenplatte 4 legen.
Die einseitig abgeschrägte Stirnfläche des Wandlers 8 bedingt dessen Schräglage. Diese Schräglage ermöglicht es, das Ultra­ schall-Schweißsystem gemäß dieser Erfindung im Austausch mit einem bisher üblichen Heiß-Schweißsystem einer herkömmlichen Umreifungsmaschine auf Ultraschall-Schweißung umzurüsten, ohne daß nennenswerte Veränderungen in den vorhandenen Maschinen- Elementen, wie Messer, Zangen und deren Antriebe, vorgenommen werden müssen.
Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird ereicht, daß kosten­ günstig eine herkömmliche Umreifungsmaschine für Kunststoff- Bänder mit Heiß-Schweißsystem auf Ultraschall-Schweißsystem mit optimaler Überlappungs-Verschweißung der Kunststoff-Bänder umge­ rüstet werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnung.
Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogene Patentschriften:
DE-OS 26 07 038, DE-OS 23 52 678, DE-OS 28 09 820, DE-OS 27 45 010.

Claims (6)

1. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß der dafür verwende­ te Longitudinal-Wandler an der vorderen Stirnfläche einseitig abgeschrägt ist.
2. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Stirnfläche des Longitudinal-Wandlers glatt ist.
3. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Stirnfläche des Longitudinal-Wandlers profiliert ist,
4. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Longitudinal-Wandler in seiner Aufnahme durch einen ein­ stellbaren, federnden Anschlag in seiner Querachse sich bewe­ gen kann.
5. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Longitudinal-Wandler in seiner Aufnahme starr ist.
6. Ultraschall-Schweißsystem zum Überlappungsschweißen von Kunst­ stoff-Bändern, nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die anwendungsbedingte Schräglage des Longitudinal-Wandlers zum zusätzlichen Anbau an bestehende Maschinen-Konstruktionen verwendet wird, ohne wesentliche Änderungen an den vorhandenen Maschinenelementen vornehmen zu müssen.
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