DE4123487A1 - Vorrichtung zum einsetzen und gasdichten verschweissen von boeden von hohlkoerpern - Google Patents

Vorrichtung zum einsetzen und gasdichten verschweissen von boeden von hohlkoerpern

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DE4123487A1
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Christian Majer & Co KG Maschinenfabrik 7400 Tuebingen De GmbH
Christian Majer GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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Christian Majer & Co KG Maschinenfabrik 7400 Tuebingen De GmbH
Christian Majer GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen und gasdichten Verschweißen von Kunststoffböden oder kunst­ stoffbeschichteten Böden in ebenfalls aus Kunststoff ge­ fertigte oder kunststoffbeschichtete Hohlkörper, mit einem ringförmigen Schweißinduktor und einem radial aufweitbaren Anpreßstempel.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht der Anpreßstempel aus gummielastischem und mittels Druckluft aufweitbaren Material. Dies hat den Nachteil, daß die Druckfläche eine entsprechend weiche Oberfläche aufweist, durch welche bei bestimmten Dosenabmessungen ein gefordertes gasdichtes Einschweißen der Dosenböden gefähr­ det ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art so auszubilden, daß mit ihr bei jeder üblichen Abmessung und Materialstärke eines runden Hohlkörpers, beispielsweise einer Dose, ein gas­ dichtes Einschweißen des Bodens gewährleistbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird mit der Vorrichtung erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, daß der aufweitbare Anpreßstempel aus zwei in radial verstellbare Sektoren unterteilten, drehfesten Preßringen besteht, die so angeordnet sind, daß die Sektoren des einen Preßringes die Sektoren des anderen Preßringes überlappen und Schweißflächen des einen Preß­ ringes axial dicht neben Schweißflächen des anderen Preß­ ringes liegen.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung weist einen Anpreßstempel mit harter Oberfläche auf, wobei die un­ elastischen Schweißflächen der Sektoren der beiden Preß­ ringe in Umfangsrichtung verlaufende vorspringende Preß­ stege aufweisen können, wobei Preßstege des einen Preß­ ringes axial dicht neben Preßstegen des anderen Preßringes angeordnet sind. Die harten Preßflächen der beiden Preß­ ringe überlappen sich also über größere Umfangsbereiche, so daß jeder sich beim Aufweiten der Preßringe zwischen seinen Sektoren bildende Spalt durch einen vom benachbar­ ten Preßring gebildeten Schweißbereichabschnitt sicher abgedeckt ist und die Schweißverbindung auch an den Sek­ torengrenzen der einzelnen Preßringe vollkommen gasdicht ist.
Die beiden in Sektoren unterteilten Preßringe können vor­ teilhafterweise weitgehend koaxial und in Längsrichtung gegeneinander verschiebesicher auf dem konischen Kopf eines Steuerdornes angeordnet sein, der gegenüber den Preßringen längsverschiebbar ist und gegen welchen der innere Preßring mit einer entsprechend konischen Innen­ fläche anliegt. Der Steuerdorn kann seinerseits zweckmäßig als Hohldorn auf einer zentralen Hubstange verschiebbar angeordnet sein, mit welcher die beiden Preßringe gekop­ pelt sind und die in einem Gestell der Vorrichtung ge­ lagert und mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist. In diesem Vorrichtungsgestell kann auch ein Tragring für den konzentrisch zur Hubstange axial verstellbar angeordneten Schweißinduktor gelagert und mit einer gesonderten An­ triebsvorrichtung verbunden sein.
Um beim Einsetzen des zweckmäßig am Anpreßstempel saugge­ halterten Bodens in den Hohlkörper eine Entlüftung des Körperinnenraumes zu erreichen, können am Tragring des Schweißinduktors schräg einwärts bis in den Bewegungsbe­ reich der Preßringe reichende Federzungen befestigt sein, durch welche beim Vorbeibewegen des Bodens dessen Rand unter Bildung von Entlüftungsschlitzen kurzfristig und geringfügig verformt wird. Diese Verformung wird spä­ testens beim anschließenden Aufweiten der Preßringe zum Verschweißen des Bodenrandes mit dem Hohlkörper wieder beseitigt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäß ausgebildeten Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt durch die Vorrichtung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt die wichtigsten Teile der Vorrichtung zum Einsetzen und gasdichten Verschweißen eines kunststoffbe­ schichteten Bodens 10 in einen ebenfalls kunststoffbe­ schichteten Dosenkörper 11. Der Dosenkörper 11, der einen runden oder eckigen Querschnitt haben kann, ist auf eine Zentrierscheibe 12 einer Grundplatte 13 des Vorrichtungs­ gestelles aufgesetzt, das noch einen mittleren Boden 14 und einen oberen Boden 15 aufweist, die mit Abstand und parallel zu der Bodenplatte 13 des Gestelles mittels Trag­ säulen 16 angeordnet sind. Die wichtigsten Teile der Vor­ richtung sind im zentralen Längsschnitt dargestellt, wobei die links von einer Mittelachse 17 angeordneten Vorrich­ tungsteile in ihrer Ruhestellung und die rechts von der Mittelachse 17 gezeigten Teile in ihrer Arbeitsstellung mit aufgeweitetem Anpreßstempel 18 dargestellt sind.
Der Anpreßstempel 18 besteht aus einer zentralen Hubstange 19, die mit einer auf dem oberen Boden 15 angeordneten und nur teilweise dargestellten Kolben/Zylinder-Anordnung 20 als Antriebsvorrichtung verbunden ist. Auf der zentralen Hubstange 19 ist konzentrisch ein hohler Steuerdorn 21 längsverschiebbar und abgedichtet gelagert, der in einem konischen Steuerkopf 21.1 endet. Auf einem Endflansch 19.1 der zentralen Hubstange 19 ist ein erster Preßring 22 ge­ halten, der eine an den konischen Steuerkopf 21.1 ange­ paßte konische Innenwandung 22.1 aufweist. Auf einen unte­ ren Randsteg 22.2 des ersten Preßringes 22 ist ein äußerer zweiter Preßring 23 konzentrisch aufgesetzt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist sowohl der innere erste Preßring 22 als auch der äußere zweite Preßring 23 jeweils in vier Sektoren 22a, 22b, 22c, 22d und 23a, 23b, 23c und 23d unterteilt, so daß sich beide Preßringe 22 und 23 in radialer Richtung unter Bildung von Spalten 24 zwi­ schen den einzelnen Sektoren aufweiten lassen. Die Sekto­ ren der beiden Preßringe 22 und 23 sind gegeneinander ver­ setzt, so daß die sich zwischen den Sektoren bildenden Spalten 24 jeweils durch einen Sektor des anderen Preßrin­ ges überdeckt sind. Die Sektoren beider Preßringe 22 und 23 werden durch aus Fig. 1 ersichtliche äußere Federringe 25 zusammengehalten. Das Aufspreizen der Sektoren der beiden Preßringe 22 und 23 aus ihrer in Fig. 1 links dar­ gestellten Ruhestellung in ihre in Fig. 1 rechts darge­ stellte Preßstellung erfolgt durch eine Abwärtsverschie­ bung des Steuerdornes 21 mit seinem Steuerkopf 21.1 An den vier Sektoren beider Preßringe 22 und 23 sind jeweils Preßstege 22.3 und 23.3 angeformt, die in Axialrichtung dicht nebeneinander ausgebildet sind und beim Schweiß­ vorgang dicht nebeneinanderliegende Schweißnähte bilden, wobei jede durch die Spalte 24 bedingte Unterbrechung der Schweißnähte durch die vom jeweils anderen Preßring gebil­ dete Schweißnaht überbrückt ist.
In dem mittleren Boden 14 der Vorrichtung ist konzentrisch zum Anpreßstempel 18 ein mehrteiliger Tragring 26 für einen ringförmigen Schweißinduktor 28 gelagert und mit einer Kolben/Zylinder-Anordnung 27 als Antriebsvorrichtung verbunden. An diesem Tragring 26 sind über seinen Umfang verteilt Federzungen 29 befestigt, die schräg einwärts bis in den Bewegungsbereich der Preßringe 22, 23 reichen und die beim Einschieben des Dosenbodens 10 seine aufgebogenen Bodenränder 10.1 zur Bildung von Entlüftungsöffnungen ver­ formen. Der Dosenboden 10 ist durch Unterdruck, der an Saugöffnungen 30 wirksam wird, gegen die Stirnseite des ersten Preßringes 22 gehalten.
Nachdem ein Dosenboden 10 gegen die Stirnseite des Anpreß­ stempels 18 in dessen aus Fig. 1 links ersichtlichen Ruhe­ stellung angelegt worden ist, wird durch Betätigung der Kolben/Zylinder-Anordnung 27 zunächst der Tragring 26 mit dem Schweißinduktor 28 nach unten bis in seine aus Fig. 1 rechts ersichtliche Stellung bewegt, in welcher er mit einer nicht bezeichneten Kante auf dem Bodenrand 11.1 des Dosenkörpers 11 aufliegen kann. Anschließend wird durch Betätigung der Zylinder/Kolben-Anordnung 20 die Hubstange 19 mit dem Anpreßkopf 18 bei zunächst ungespreizten Preß­ ringen 22 und 23 nach unten bewegt und der Dosenboden 10 mit seinem aufgebogenen Bodenrand 10.1 in die Bodenöffnung des Dosenkörpers 11 eingeschoben. Dabei werden die am Tragring 26 befestigten Federzungen 29 zur Bildung von Entlüftungsschlitzen wirksam. Die Eintauchtiefe des An­ preßstempels 18 wird durch einen mit der Hubstange 19 ver­ bundenen einstellbaren Anschlag 31 bestimmt. Bei einer Weiterbewegung des Kolbens der Antriebsvorrichtung 20 wird nur nach der Steuerdorn 21 mit seinem Steuerkopf 21.1 gegen die Wirkung einer Rückstell-Druckfeder 32 bis in die aus Fig. 1 rechts ersichtliche Stellung bewegt, wobei die beiden Preßringe 22, 23 radial aufgeweitet werden und bei aktiviertem Schweißinduktor 28 mittels der Preßstege 22.3 und 23.3 die sich dicht überlappenden gasdichten Schweiß­ nähte gebildet werden, mit welchen der Dosenboden 10 mit seinem aufgebogenen Bodenrand 10.1 am Dosenkörper 11 be­ festigt wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einsetzen und gasdichten Verschweißen von Kunststoffböden oder kunststoffbeschichteten Böden (10) in ebenfalls aus Kunststoff gefertigte oder kunst­ stoffbeschichtete Hohlkörper (11), mit einem ringförmi­ gen Schweißinduktor (28) und einem radial aufweitbaren Anpreßstempel (18), dadurch gekennzeichnet, daß der aufweitbare Anpreßstempel (18) aus zwei in radial ver­ stellbare Sektoren (22a-22d, 23a-23d) unterteilten, drehfesten Preßringen (22, 23) besteht, die so angeord­ net sind, daß die Sektoren (22a-22d) des einen Preß­ ringes (22) die Sektoren (23a-23d) des anderen Preß­ ringes (23) überlappen und Schweißflächen des einen Preßringes axial dicht neben Schweißflächen des anderen Preßringes liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Sektoren unterteilten Preßringe (22, 23) weitgehend koaxial und in Längsrichtung gegenein­ ander verschiebesicher auf dem konischen Kopf (21.1) eines Steuerdornes (21) angeordnet sind, der gegenüber den Preßringen (22, 23) längsverschiebbar ist und gegen welchen- der innere Preßring (22) mit einer entsprechend konischen Innenfläche (22.1) anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schweißflächen der Sektoren der beiden Preßringe (22, 23) in Umfangsrichtung verlaufende vorspringende Preßstege (22.3, 23.3) aufweisen, wobei Preßstege (23.3) des einen Preßringes (22) axial dicht neben Preßstegen (23.3) des anderen Preßringes (23) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Preßringe (22, 23) mit einer zentralen Hubstange (19) gekoppelt sind, auf wel­ cher der hohle Steuerdorn (21) verschiebbar angeordnet ist und die in einem Gestell der Vorrichtung gelagert und mit einer am Gestell angeordneten Antriebsvorrich­ tung (20) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Stirnende der Hubstange (19) und/oder am Stirnende mindestens eines der beiden Preß­ ringe (22, 23) Saugkanalöffnungen (30) zur Saughalte­ rung des Dosenbodens (10) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Schweißinduktor (28) an einem konzentrisch zur Hubstange (19) im Gestell gelagerten und mit einer gesonderten Antriebs­ vorrichtung (27) axial verstellbaren Tragring (26) an­ geordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragring (26) schräg einwärts bis in den Be­ wegungsbereich der Preßringe (22, 23) reichende Feder­ zungen (29) befestigt sind.
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