DE4235937A1 - Schweisseinrichtung zum beiderseitigen kopfschweissen auf verpackungsmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweißeinrichtung zum beiderseitigen Kopfschweißen auf Ver­ packungsmaschinen, insbesondere für Verpackungs- und Kon­ fektioniermaschinen von Rollen.

Es ist bekannt, daß zur Herstellung der Konfektionen von Rollen (s. beispielsweise Papierrollen für den Haushalt), auch von erheblichen Abmessungen, Maschinen verwendet werden, die eine Produktionslinie (s. auch Veröffentli­ chung US-27 47 346) vorsehen, welche eine Station zur Konfektionierung der Packungen mit Hilfe einer kontinu­ ierlichen Plastikfolie (Polyäthylen) aufweist, die durch eine entsprechende "Gruppiervorrichtung", welche eben die Konfektionierstation bildet, um eine Gruppe von Rollen gewickelt ist.

Im Anschluß an diese Station sind aufeinanderfolgend zwei Schweißeinrichtungen an entsprechenden Stationen zur Konfektionierung der Rollenpackungen vorgesehen, die auf der genannten Produktionslinie selbst zusammenge­ stellt werden: die erste ist eine Schweißeinrichtung für die Längsränder, während die zweite dazu dient, die Kopf­ seiten der Packung selbst zu verschließen.

Abgesehen von der Lösung, die zwei Paar von geheizten Schweißmessern enthält, wie aus der obengenannten Veröf­ fentlichung hervorgeht, besteht die Schweißeinrichtung zum kopfseitigen Schweißen der Packung, auf die sich das vorliegende Patent bezieht, heute aus einem ersten Paar von nebeneinander angeordneten Köpfen, vertikal in der Höhe und horizontal verschiebbar und versehen mit Nickel- Chrom-Platten, die während der Betriebsphase durch Joule- Effekt (d. h. durch Energie-Dispersion seitens eines Lei­ ters beim Durchlauf von Strom) aufgeheizt werden. In den Kopfteilen befindet sich ebenfalls, innen und getrennt, ein Durchlauf für eine Kühlflüssigkeit (beispielsweise Wasser). Diesen Köpfen zugewandt sind entsprechende An­ schlagmittel vorhanden, die jeweils mit Puffern aus ela­ stischem Material versehen sind (s. Silikon), so daß sie sich der Druckbewegung der Köpfe anpassen, welche durch die Aufheizung der Platten einen kurzen Abschnitt der freien Ränder der Folie (die sich zwischen den Köpfen und den Anschlägen befinden) innerhalb ganz kurzer Zeit auf die Erweichungstemperatur bringen.

Die Nachteile dieser Schweißeinrichtung sind in der Hauptsache in der Verschweißdauer der Ränder zu suchen. Tatsächlich benötigen letztere, um ein wirksames Verschließen erwirken zu können, eine bestimmte Heizdauer, wobei natürlich berücksichtigt werden muß, daß auch die von den Platten entfernter liegenden Ränder auf eine Er­ weichungstemperatur gebracht werden müssen, folglich also eine verhältnismäßig lange Dauer. Aufgrund der geringen Abmessungen der Nickel-Chrom-Platten (ca. 3 mm Breite und 0,3 mm Stärke) ist es jedoch gleichzeitig notwendig, die Platte ziemlich schnell zu kühlen, um eine eventuelle Be­ schädigung der gesamten Packung im Anschluß an das Verschweißen zu vermeiden, da die Folie ein schlechter Wär­ meleiter ist und daher ein übermäßiges Erhitzen der Fo­ lie das Durchlöchern derselben zur direkten Folge haben würde.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, die hier erwähnten Nachteile zu vermeiden, und zwar durch die Her­ stellung einer Schweißeinrichtung zum beiderseitigen Verschweißen der Kopfseiten der Folie, die praktisch, schnell und sicher ist, sei es in Bezug auf das Aufheizen wie auch auf das Kühlen der Abschnitte der Ränder ist, und die eine solche ist, daß der Wärmeaustausch zwischen den Rändern selbst verringert wird.

Die technischen Eigenschaften der Erfindung sind in Bezug auf die obengenannten Zwecke deutlich feststellbar aus dem Inhalt der nachstehenden Patentansprüche, und die Vorteile derselben werden noch deutlicher in der nach­ stehenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die bei­ liegenden Zeichnungen gemacht wird, welche eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirklichungs­ form darstellen, und von denen

• - Abb. 1 in einer schematischen Frontalansicht die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Schweißeinrichtung zeigt, die in eine Station ein­ gesetzt ist, welche zu einer Verpackungsmaschine ge­ hört;
• - Abb. 2 zeigt eine Ansicht von A her vergrößert und mit einigen Teilen im Schnitt und anderen entfernt die Schweißeinrichtung aus Abbildung 1;
• - Abb. 3 und 4 zeigen zwei Diagramme, jeweils bezogen auf die Heizdauer bei den vorangegangenen Lösungen und auf die den Gegenstand der Erfindung bildenden Lösung.

In Übereinstimmung mit den beiliegenden Zeichnungen wird die Schweißeinrichtung zum beiderseitigen Kopfschweißen auf Verpackungs- und Konfektioniermaschinen für Rollen verwendet, welche auch eine Station 1 enthalten, im we­ sentlichen im Anschluß an die Vorschublinie angeordnet, die aus einer Fläche 1a der Maschine besteht und mit Schweißmitteln 2 versehen ist, welche (wie in der Abbil­ dung 1 sichtbar ist) ungefähr an dem Ende angeordnet sind, das die Kopfseite einer sich in der Linie im Vor­ schub befindlichen Packung 3 von Rollen 4 bildet. Die Packung 3 ist von einer kontinuierlichen Plastikfolie 5 umgeben, die bereits während der vorangegangenen Phasen zum Teil geschlossen wurde, und zwar durch eine die Kon­ fektionierstation bildende Gruppiervorrichtung, und anschließend in einer entsprechenden Station an ihren Längsrändern verschweißt. An diesem Punkt sind die frei­ en Querränder 5a und 5b einander genähert, und auf diese wirken die obengenannten Schweißmittel 2, welche (s. auch Abb. 2) ein Paar von ersten, nebeneinanderliegenden Köpfen 6 enthalten, die in der Höhe (s. Pfeil F in Abb. 1) verstellbar und im Verhältnis zu der Vorschublinie der Maschine quer angeordnet sind.

Die ersten Schweißköpfe 6 sind jeweils mit ersten Heiz­ elementen 7 versehen, bestehend aus flachen Nickel-Chrom- Platten, die am Ende des Kopfes 6 angebracht und gleich­ zeitig im direkten Kontakt mit einem der obengenannten freien Ränder sind, das heißt im dargestellten Falle 5a, sowie aus ersten internen Kühlmitteln 8, die aus einem bereits bekannten internen Umlauf einer Kühlflüssigkeit bestehen (beispielsweise Wasser mit niedriger Temperatur, in unterbrochener Linie in Abb. 2 gezeigt). Den ersten Köpfen 6 zugewandt ist ein entsprechendes Paar von An­ schlagelementen 9 vorgesehen, die sich im Kontakt mit dein anderen freien Rand der Folie befinden, und zwar 5b.

Genauer gesagt (s. Abb. 2) bestehen die Anschlagelemente 9 aus einem Paar von zweiten Schweißköpfen 9a, die ne­ beneinander angeordnet und im Verhältnis zu der Vorschub­ linie quer verschiebbar sind. Diese zweiten Köpfe 9a sind genau den entsprechenden ersten Schweißköpfen 6 zuge­ wandt und sehen entsprechende zweite Heizelemente 10 vor, die jeweils aus einer entsprechenden Platte 12 aus lei­ tendem Material bestehen, an dem Ende des entsprechenden zweiten Kopfes 9a befestigt und an eine außenliegende Energiequelle (hier nicht gezeigt, da von bekannter Art) angeschlossen sind.

Gleichermaßen sind diese zweiten Schweißköpfe 9a mit entsprechenden zweiten internen Kühlmitteln 11 versehen, so daß das Heizen und ein anschließendes Kühlen des sich in Kontakt befindlichen Randes 5b gleichzeitig mit dem möglich ist, das durch die ersten Schweißköpfe 6 an dem entsprechenden Rand 5a ausgeführt wird.

Auch in diesem Falle bestehen die zweiten Kühlmittel 11 aus einem mit 13 bezeichneten internen Umlauf in einem jeden der zweiten Köpfe 9a, angeordnet in der Nähe des Bereiches, in dem sich das zweite Heizelement 12 befin­ det, und in dem eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, wie zum Beispiel Wasser (auch dieser Umlauf ist in Abb. 2 durch eine unterbrochene Linie bezeichnet).

Um ein präzises Verschweißen der Folie in Längsrichtung und ohne Abrisse zu erhalten, sind an den ersten Schweißköpfen 6, insbesondere auf einer Seite der Plat­ ten 7, ein Paar von Zähnen 20 zum Festhalten der Folie 5 vorgesehen, die entsprechenden und mit Gummi belegten Ge­ genzähnen 21 zum Anschlag zugewandt sind, angeordnet seitlich der Platten 12, so daß das Festhalten der Folie 5 während des Verschweißens und während des Abschneidens derselben durch Schneidmittel 22 erlaubt ist, die aus ei­ nem Messer 23 (s. Abb. 2) und einem Gegenmesser 24 beste­ hen, welche ebenfalls wie die Schweißeinrichtungen in der Höhe beweglich sind (s. Pfeil F1 in Abb. 2).

Praktisch arbeitet die soeben beschriebene Schweißeinrichtung auf folgende Weise: In der Ruhestellung befinden sich die beiden Paare der ersten und zweiten Schweißköpfe 6 und 9a voneinander entfernt und erlauben den Durchlauf der freien Ränder 5a und 5b der Folie 5. In dem Moment, in dem sich die freien Ränder in der richtigen Position befinden, gehen die Schweißköpfe in Kontakt mit den entsprechenden freien Rändern, und durch das Aufhei­ zen und anschließende Kühlen verschweißen sie an zwei verschiedenen Punkten den Teil der Folie, der dazu be­ stimmt ist, die Kopfseite der Rollenpackung zu bilden.

Dank dieses Systems mit vier Schweißköpfen ist es mög­ lich, eine kürzere tatsächliche Schweißdauer zu erhal­ ten, da die Wärme von beiden Seiten zufließt und folg­ lich gleichmäßig auf dem Schweißpunkt verteilt wird (diese Einsparung ist sichtbar beim Vergleich der Dia­ gramme in Abb. 3 und 4, welche die Daten in Zeit t in Abszisse und Temperatur T in Ordinate darstellt). Dasselbe gilt auch in Bezug auf die Kühlung der Platten, die nun schneller und wirksamer erfolgt, weil auch in diesem Fal­ le die Kühlquellen für jedes Paar von Köpfen beiderseitig angeordnet sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsa­ che, daß der Benutzer dieses Schweißsystems eine erheb­ liche Einsparung an Lagervorrat erreicht, da die Ersatz­ teile für jeden Kopf im wesentlichen gleich sind. Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Ände­ rungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfin­ derischen Konzepts fallen. Außerdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht wer­ den.

Claims (5)

1. Schweißeinrichtung zum beiderseitigen Kopfschweißen auf Verpackungsmaschinen, insbesondere für Verpackungs- und und Konfektioniermaschinen für Rollen, welche eine im wesentlichen im Anschluß an die Vorschublinie (1a) der genannten Maschine angeordnete Station (1) enthalten, die mit Schweißmitteln (2) versehen ist, angeordnet un­ gefähr an dem die Kopfseite einer sich im Vorschub be­ findlichen Packung (3) von Rollen (4) bildenden Ende; wo­ bei die Packung (3) von einer kontinuierlichen Plastikfo­ lie (5) umgeben ist, deren freie Querränder (5a, 5b) ein­ ander genähert sind, und auf welche die genannten Schweißmittel (2) wirken, die wenigstens ein Paar von nebeneinanderliegenden verschiebbaren und quer im Ver­ hältnis zu der genannten Vorschublinie angeordneten er­ sten Schweißköpfen (6) enthalten; wobei die genannten ersten Köpfe (6) jeweils mit entsprechenden Heizelementen (7) versehen sind, die gleichzeitig im direkten Kontakt mit wenigstens einem der genannten freien Ränder (5a, 5b) aufgeheizt werden, sowie mit ersten internen Kühlmitteln (8), wobei den genannten ersten Köpfen (6) zugewandt ein entsprechendes Paar von Anschlagelementen (9) vorgesehen ist, die sich im Kontakt mit dem anderen genannten freien Rand (5a, 5b) befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Anschlagelemente (9) aus einem Paar von zweiten nebeneinanderliegenden Schweißköpfen (9a) bestehen, die im Verhältnis zu der genannten Vorschublinie quer beweg­ lich und den genannten ersten Schweißköpfen (6) zuge­ wandt sind und entsprechende zweite Heizelemente (10) aufweisen; wobei die genannten zweiten Schweißköpfe (9a) mit entsprechenden zweiten internen Kühlmitteln (11) ver­ sehen sind, so daß ein Aufheizen und ein anschließendes Kühlen des genannten Randes (5a, 5b) im Kontakt gleich­ zeitig mit dem möglich ist, das von den genannten erster Schweißköpfen (6) an dem entsprechenden Rand (5a, 5b) ausgeführt wird.

2. Schweißeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Heizelemente (10) aus einer entsprechenden Platte (12) aus leitendem Material bestehen, angebracht an dem Ende des entspre­ chenden genannten zweiten Kopfes (9a) und angeschlossen an eine außenliegende Energiequelle.

3. Schweißeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten zweiten Kühlmittel (11) aus einem internen Umlauf (13) bestehen, und zwar für einen jeden der genannten zweiten Köpfe (9a) und an­ geordnet in der Nähe des Bereiches, der das genannte zweite Heizelement (10) aufweist, in welchem eine Kühl­ flüssigkeit zirkuliert.

4. Schweißeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten Schweißköpfe (6) wenigsten auf einer Seite der genannten ersten Heiz­ elemente (7) mit einem Paar von Zähnen (20) zum Festhal­ ten der genannten Folie (5) versehen sind, die entspre­ chenden Gegenzähnen (21) zum Anschlag zugewandt sind, welche von den genannten zweiten Schweißköpfen (9a) auf­ gewiesen werden.

5. Schweißeinrichtung nach den vorstehenden Patentan­ sprüchen und nach dem, was unter Bezugnahme auf die Ab­ bildungen in den beiliegenden Zeichnungen und für die ge­ wünschten Zwecke beschrieben und gezeigt wurde.