EP4698371A1 - SCHWEIßVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN - Google Patents

SCHWEIßVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN

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EP4698371A1
EP4698371A1 EP24724435.3A EP24724435A EP4698371A1 EP 4698371 A1 EP4698371 A1 EP 4698371A1 EP 24724435 A EP24724435 A EP 24724435A EP 4698371 A1 EP4698371 A1 EP 4698371A1
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EP
European Patent Office
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welding
fluid
welding element
insulation
sections
Prior art date
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Pending
Application number
EP24724435.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker SCHÜTTE
Torsten Everwand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haver and Boecker OHG
Original Assignee
Haver and Boecker OHG
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Filing date
Publication date
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    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B29C66/83221—Joining or pressing tools reciprocating along one axis cooperating reciprocating tools, each tool reciprocating along one axis

Definitions

  • the present invention relates to a welding device comprising at least one base body with at least one carrier device and at least one welding element.
  • the welding element can be heated in the installed state and is held on the carrier device.
  • the carrier device comprises at least one flow channel, wherein the flow channel has at least one fluid connection and at least one outlet opening in the direction of the welding element.
  • the present invention also relates to a method for operating such a welding device and a method for manufacturing it.
  • Welding devices or welding stations are available in many different designs and in many different areas.
  • welding stations can be used, among other things, to create a longitudinal seam to form a tubular film from a partially overlapping film layer and/or to create bottom seams or head seams.
  • the joining of bag components can also be achieved using a welding station.
  • This waiting time can significantly reduce the performance of the welding station and thus of the entire system in which the welding station is integrated, since relatively long waiting times are sometimes necessary.
  • DE 10 2007 057 177 A1 discloses an elongated welding device, wherein a cooling device made of a thermally insulating material is provided between a heating element and a welding bar.
  • a cooling medium is supplied to a cooling channel in the cooling device in order to cool the heating element more quickly.
  • the disclosed design creates a temperature gradient along the heating element, so that uneven cooling is achieved.
  • the cooling time must therefore be significantly extended in some cases in order to ensure sufficient cooling everywhere.
  • the heating element is not supported by the cooling device, since it only rests on the edges. This makes this design quite unstable and the cooling medium can easily escape sideways in an uncontrolled manner.
  • the welding device comprises at least one base body with at least one carrier device and also at least one welding element.
  • the welding element is heated or can be heated and is held at least in sections on the carrier device.
  • the carrier device comprises at least one flow channel with at least one fluid connection.
  • the flow channel has at least one outlet opening and in particular at least two outlet openings in the direction of the welding element.
  • at least one insulation device is provided between the welding element and the carrier device, which is made at least in sections and in particular completely from a thermally insulating material, which is in particular also thermally resistant and preferably also has an electrically insulating effect.
  • the insulation device comprises at least two fluid feedthroughs, each with at least one opening directed in the direction of the welding element, wherein the fluid feedthrough of the insulation device is operatively connected to the outlet opening of the flow channel.
  • the welding device according to the invention can be used in many technical fields.
  • FFS form fill seal
  • the base body of the welding device is in particular the component which forms the carrier device for the welding element.
  • a base body can in particular be assigned at least one counterpart, which can in particular also be designed without a welding element.
  • the counterpart can also comprise, for example, a permanently heated preheating plate or the like, and/or alternatively provide a pure support surface.
  • two or more base bodies with a carrier device and welding element can also be provided, so that the welding process can be carried out from both sides.
  • the insulation device is in particular designed such that the welding element is substantially and preferably completely thermally decoupled from the carrier device by means of the insulation device.
  • a welding element is in particular at least one welding band, an impulse welding jaw and/or another element which is suitable for producing a weld or a weld seam.
  • connections for the welding element are provided in the support device or through the support device so that the welding element can be operated thermally, electrically and/or in another suitable manner.
  • the fluid connection of the flow channel can in particular be supplied with at least one fluid, whereby a controllable supply is particularly preferred.
  • the outlet opening of the flow channel in the carrier device can be, for example, a bore or the like, which guides the fluid in the direction of the insulation device or the welding element.
  • the opening can also be designed in the form of a groove or slot, for example, so that the flow channel is directed towards the insulation device. is open at least in sections and is covered by the insulation device or closed apart from the openings in the insulation device.
  • the welding device according to the invention offers many advantages.
  • a significant advantage is that the welding element is thermally decoupled from the support device by the insulation device.
  • the special design of the insulation device and the support device makes it possible for the heated welding element to be cooled down again relatively quickly by a fluid, for example by an air stream, before, after and/or during a welding process.
  • a previously created weld seam can also be cooled down so that it has sufficient and, depending on the design, final stability particularly quickly. This can sometimes significantly shorten the process time.
  • the insulation device consists at least in sections of silicone.
  • the insulation device consists or is made entirely of silicone.
  • silicone has the preferred properties of an insulation device, since silicone is both insulating and temperature-resistant.
  • the insulation device comprises at least one cooling channel which is in operative connection with the at least one fluid passage.
  • the cooling channel has at least one intersection, which in particular does not pass through the opening of the fluid feedthrough. This allows an advantageous fluid distribution within the insulation device to be achieved.
  • the branching offshoots of the cooling channel can branch off transversely or in a different way from the main channel or the cooling channel, e.g. in a fishbone pattern or in a zigzag pattern.
  • the cooling channel is designed to be open at least in sections in the direction of the welding element.
  • particularly good cooling of the welding element can be achieved, since, depending on the design of the cooling channel, particularly large-area cooling of the welding element can be achieved, even if a fluid, e.g. an air stream, is only introduced into the insulation device at one or more points.
  • a plurality of openings directed in the direction of the welding element are provided, wherein the plurality of openings are provided in particular corresponding to the outlet openings of the carrier device.
  • a fluid passage with several openings or also separate fluid passages with one opening each can be expediently provided.
  • the number of openings in the insulation device corresponds to the number of outlet openings in the carrier device.
  • a fluid flow or a Fluid is guided through the opening in the insulation device towards the welding element in order to achieve rapid cooling of the welding element.
  • At least two openings of the insulation device are connected to one another via at least one common cooling channel. This also enables particularly advantageous cooling to be achieved.
  • the cooling channel has at least one outlet opening, which is arranged or provided in particular substantially transversely to the opening in the insulation device.
  • Such a configuration can in particular ensure that fluid or air can be discharged from the cooling channel, in particular even if a welding element otherwise covers the cooling channel.
  • the insulation device is designed like a frame.
  • a circumferential flow channel is accordingly advantageously provided in the carrier device and in particular the welding element is also provided in a ring-shaped or frame-like manner and is arranged on the carrier device or on the insulation device.
  • the insulation device can also be designed as a bar or elongated.
  • the desired design of the weld seam is generally the decisive factor for the shape and design of the welding element and/or the insulation device.
  • the welding element or the support device or the insulation device or the components associated with these components can also be shaped in such a way that three-dimensional shapes can be created or the weld seam follows a three-dimensional contour.
  • At least one processing device is provided which is suitable and designed to be accommodated at least in sections in the carrier device and to reach through the plane of the welding element at least temporarily and at least in sections.
  • a processing device for example, a knife and/or a gripper device, for example a vacuum gripper, can be provided.
  • At least one covering device is provided, which in particular covers the welding element.
  • the covering element also covers the insulation device and/or the carrier device or the base body at least in sections.
  • a covering device is in particular designed to be heat-conductive and/or is provided with the welding element.
  • the covering device comprises at least one recess for the passage of the processing device.
  • the welding element is suitably safely covered, while still allowing the use of any processing device provided.
  • At least one quick-change device is provided, in particular with an angle compensation device.
  • the welding device can be or the welding element in particular can be attached and aligned quickly.
  • the flow channel in the carrier device is provided to cool the carrier device at least in sections. This makes it possible in particular to cool down the heat that jumps over to the carrier device despite the insulation device at the same time as cooling the welding element.
  • the flow channel comprises at least one exhaust air channel, which in particular can comprise at least one silencer or the like.
  • An exhaust air channel can be used, for example, to ensure that a fluid used for cooling can be supplied to the insulation device in excess. The excess fluid then escapes via the exhaust air channel.
  • the exhaust air quantity can be regulated by means of the silencer and unwanted noises when the fluid escapes can be reduced or even avoided.
  • the insulation device is suitable and designed to direct the fluid flow laterally to the welding element.
  • particularly suitable cooling of the welding element can be achieved. This can be achieved in particular by appropriate shaping and/or appropriately provided cooling channels and/or openings.
  • the insulation device is suitable and designed to cool at least one electrical connection of the welding element.
  • openings and/or cooling channels can be provided in the insulation device in such a way that a The fluid also cools the electrical connections of the welding element.
  • the insulation device is particularly preferably suitable and designed to direct a fluid flow at least in sections directly onto the welding element.
  • the welding element is provided in particular directly in the flow direction after the opening in the insulation device. In this way, a fluid directed through the opening is guided directly onto the welding element.
  • no barriers or the like are provided between the opening in the insulation device and the welding element.
  • the method according to the invention is suitable for operating a welding device as described above.
  • the welding element is heated to produce a weld seam, wherein at least after the welding process at least one fluid is fed to the fluid feedthrough of the insulation device via the outlet opening in the carrier device and is guided to the welding element via the opening of the fluid feedthrough in the insulation device in order to cool the welding element at least in sections.
  • cooling of the welding element at least in sections and at least temporarily also causes cooling of the previously produced weld seam.
  • the method according to the invention also offers the advantages already mentioned.
  • a significantly faster cooling of the welding element can be achieved, whereby in particular a simultaneous cooling and thus preferably a stabilization of the weld seam can be achieved.
  • the supplied fluid is tempered.
  • a cooled or pre-cooled or cold fluid such as cooled air and/or a cooled or cold gas and/or a cooled gas mixture can be supplied as a fluid in order to effect an even faster cooling of the welding element.
  • At least one cooling channel is provided in the insulation device and the insulation device is cooled by at least one fluid passed through the cooling channel.
  • simultaneous cooling of the insulation device and the cooling of the welding element can be provided.
  • certain structural features can also be provided, for example separate cooling channels, in order to cool only the insulation device at least in sections.
  • At least one cooling channel is provided in the insulation device and the welding element is cooled at least in sections by at least one fluid passed through the cooling channel.
  • At least one processing device reaches through the plane of the welding element at least in sections before, after and/or during the welding process.
  • Such an embodiment can be provided in particular when a frame-like welding device or a frame-like welding element with correspondingly frame-like additional components is provided.
  • a further method according to the invention is suitable for producing at least one insulation device for at least one welding device, as described above.
  • at least one at least two-part casting mold is provided, wherein liquefied insulating material is filled into the casting mold, for example liquid silicone.
  • the material is then removed after curing.
  • the method according to the invention for producing an insulation device enables particularly simple production of insulation devices.
  • the casting mold is manufactured at least in sections in at least one 3D printing process. This enables a particularly cost-effective, simple and flexible production of casting molds.
  • Fig. 1 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in an exploded view;
  • FIG. 2 is a purely schematic detailed representation of Figure 1;
  • Fig. 3 is a purely schematic representation of an embodiment of a casting mold for an insulation device for a welding device according to the invention in an exploded view;
  • Fig. 4 is a purely schematic representation of an embodiment of an insulation device for a welding device according to the invention in a perspective view;
  • Fig. 5 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a plan view
  • Fig. 6 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a sectional side view;
  • Fig. 7 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a sectional side view with enlarged detail;
  • Fig. 8 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a perspective view
  • Fig. 9 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a sectional side view
  • Fig. 10 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a perspective view;
  • Fig. 11 is a partial perspective view of the embodiment according to Figure 10;
  • Fig. 12 shows the representation according to Figure 10 in a partially sectioned view
  • Fig. 13 is a purely schematic representation of an embodiment of a welding device according to the invention in a bag manufacturing device in a side view;
  • Fig. 14 is a detailed view of the welding device according to Figure 13;
  • Fig. 15 is a detailed view of an insulation device for a welding device according to Figure 13.
  • Figure 1 shows a purely schematic embodiment of a welding device 1 according to the invention in an exploded view.
  • the welding device 1 comprises a base body 2, which provides a carrier device 3.
  • the carrier device 3 has a receptacle 9 for an insulation device 50.
  • the insulation device 50 is arranged between the carrier device 3 and a welding element 4, which is designed here as a welding band.
  • the welding element 4 can be heated here via electrical connections 15.
  • a covering device 10 is provided, which is provided here as a closure of the base body 2 and which covers the welding element 4 here.
  • the welding element 4 is provided in a frame-like manner so that a circumferential weld seam can be produced. Therefore, the design of the insulation device 50 and the carrier device 3 or the base body 2 is also provided accordingly.
  • the insulation device 50 is made of a thermally resistant and insulating material 51 so that it is not damaged by the welding element during welding and also does not absorb or not significantly absorb and/or conduct the heat generated during welding.
  • the insulation device 50 is made entirely of silicone 54.
  • a flow channel 5 is provided in the carrier device 3 or the base body 2, into which a fluid such as air, a gas or, depending on the design, a liquid and/or the like can be introduced via a fluid connection 6.
  • outlet openings 7 are provided in connection with the flow channel 5, which are provided here corresponding to openings 53 of a fluid passage 52 of the insulation device 50.
  • the fluid fed into the flow channel 5 via the fluid connection 6 is guided via the outlet opening 7 through the fluid feedthrough 52 or the openings 53 in the direction of the welding element 4.
  • the openings 53 are connected to one another via a cooling channel 55, so that a particularly large-area cooling of the welding element 4 can be achieved via the fluid flowing through the openings 53 or the cooling channel 5.
  • Figure 3 shows a purely schematic representation of a casting mold 100 which can be used to produce an insulation device 50 for a welding device 1 according to the invention.
  • the casting mold 100 is provided in several parts and comprises an upper part 101 and a lower part 102, wherein an intermediate part 103 is also provided for shaping.
  • the casting mold 1 is assembled and liquefied material 51 is filled into the mold 100 via the filling openings 104.
  • the casting mold 100 can be disassembled and the insulation device 50 can be removed.
  • the casting mold 100 is produced using a 3D printing process, which in particular enables the flexible production of complex insulation devices 50, including those that have a three-dimensional design or shape.
  • FIG 4 shows a purely schematic illustration of an insulation device 50 for a welding device 1 according to the invention, which can be used, for example, in the embodiment according to Figures 1 and 2.
  • the frame-like insulation device 50 is made entirely from a thermally insulating material 51, with silicone 54 being used here. Silicone 54 also offers the advantage that the material is not only thermally insulating, but also thermally resistant.
  • the fluid feedthrough 52 of the insulation device 50 comprises a plurality of openings 53 through which fluid supplied via the outlet openings 7 flows out.
  • the openings 55 are connected to one another via a cooling channel, so that the fluid used for cooling can flow through the openings 55 and also further through the channel 55, thus causing even better cooling of the welding element 4.
  • intersections 56 are provided in the cooling channel 55, which are provided here at a different location than the openings 55 or not in the area of the openings 55.
  • Outlet openings 57 can be provided via the intersections 56, which here provide transverse extensions of the cooling channel 52, so that the air flowing through the cooling channel 55 can also exit when the cooling channel 55 is covered at the top by the welding element 4.
  • FIG. 5 shows a purely schematic plan view of an embodiment of a welding device 1 according to the invention.
  • the frame-like design of the insulation device 50 can be seen, which here consists of a thermally insulating material 51, with silicone also being used as the material here.
  • insulation device 50 is also provided in an electrically insulating manner.
  • Figure 6 shows a purely schematic cross-section through the area C-C in Figure 5.
  • the flow channel 5 in the support device 3 of the base body 2 can be seen. It is shown that outlet openings 7 lead out of the flow channel 5 in the direction of the welding element 4 to be cooled, to which corresponding openings 53 of the fluid feedthrough 52 in the insulation device 50 are assigned.
  • a fluid is fed into the flow channel 5 via the fluid supply 6, it can pass through the outlet openings 7 into the fluid feedthrough 52 or the corresponding openings 53 and thus directly hit the welding element 4 arranged above it and thus cool it.
  • Figure 7 shows a further lateral sectional view through a welding device 1 according to the invention, in which case the flow channel 5 is shown.
  • a cross section through the cooling channel 55 of the insulation device 50 is shown here in the area of a crossing 56.
  • the open ends of the transverse channel sections or the outlet openings 57 can also be seen here.
  • FIG 8 shows a purely schematic perspective view of an embodiment of a welding device 1 according to the invention or of a base body 2 of such a welding device 1.
  • the base body 2 or generally the welding device 1 comprises a quick-change device 12, which here also comprises an angle compensation device 13.
  • Figure 9 shows a purely schematic sectional view of the fluid guide through the base body 2 or the carrier device 3 of a welding device 1 according to the invention.
  • Fluid is fed into the flow channel 5 via a fluid connection 6.
  • an exhaust air channel 16 can also be provided at one end of the flow channel.
  • This exhaust air channel 16 carries away excess fluid, which is supplied to the insulation device 50 in excess.
  • a silencer 17 is also connected here, via which the exhaust air quantity can be adjusted and which reduces or prevents undesirable noise, for example hissing or whistling.
  • Such a silencer 17 can preferably also provide the function of a pressure relief valve.
  • Figure 10 shows a purely schematic embodiment of a welding device 1 according to the invention, the welding device 1 being shown here in an assembled state.
  • the welding device 4 here has a base body 2 and a counterpart 14.
  • both the base body 2 and the counterpart 14 comprise a quick-change device 12 with an angle compensation device 13.
  • the base body 2 and counterpart 14 are provided offset or rotated by 90° to one another, so that optimal alignment in all directions or in all planes can be achieved via the angle compensation devices 13 of the base body 2 and counterpart 14.
  • the counterpart 14 does not comprise a welding element 4, but serves only as a support surface or counter surface for welding.
  • FIG 11 shows a purely schematic representation of the base body 2 of the welding device 1 according to Figure 10, wherein in the embodiment shown here it is shown by way of example that a processing device 60 can be arranged in the base body 2, wherein the processing device 60 is designed here as a cutting device 61 with a plurality of blades.
  • the covering device 10 in the embodiment shown has recesses 11 through which the cutting device 61 can pass when actuated.
  • Figure 12 shows a purely schematic, partially sectioned perspective view of the welding device 1 according to Figure 10.
  • Figure 13 shows an embodiment of a bag manufacturing device 200 which comprises a welding device 1 according to the invention.
  • FIG 14 shows the welding device 1 from Figure 13 in a sectional side view.
  • the welding device comprises two base bodies 2, each with a welding element 4, which are moved towards each other to weld film into a bag.
  • Figure 15 shows purely schematically and by way of example that a welding element 4 and thus also the corresponding insulation device 50 and the carrier device (not shown) can be designed in a bar-like or elongated manner.

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Abstract

Schweißvorrichtung (1) umfassend einen Grundkörper (2) mit einer Trägereinrichtung (3) und ein Schweißelement (4). Die Trägereinrichtung (3) umfasst einen Strömungskanal (5) mit einer Austrittsöffnung (7) in Richtung des Schweißelementes (4). Zwischen dem Schweißelement (4) und der Trägereinrichtung (3) ist eine Isolationseinrichtung (50) vorgesehen, welche aus einem thermisch isolierenden Material (51) gefertigt ist. Dabei umfasst die Isolationseinrichtung (50) eine Fluiddurchführung (52), wobei die Fluiddurchführung (52) der Isolationseinrichtung (50) mit der Austrittsöffnung (7) des Strömungskanals (5) in Wirkverbindung steht. Das Verfahren zum Betreiben einer solchen Schweißvorrichtung (1) ist dadurch gekennzeichnet durch, dass das Schweißelement (4) zum Herstellen einer Schweißnaht beheizt wird und dass wenigstens nach dem Schweißvorgang wenigstens ein Fluid der Fluiddurchführung (52) der Isolationseinrichtung (50) über die Austrittsöffnung (7) der Trägereinrichtung (3) zugeführt und über die Öffnung (53) der Fluiddurchführung (50) auf das Schweißelement (4) geleitet wird, um das Schweißelement (4) wenigstens abschnittsweise zu kühlen.

Description

Schweißvorrichtung und Verfahren zum Betreiben
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrif ft eine Schweißvorrichtung umfas send wenigstens einen Grundkörper mit wenigstens einer Trägereinrichtung und wenigstens ein Schweißelement . Dabei i st das Schweißelement im installierten Zustand behei zbar und an der Trägereinrichtung auf genommen . Die Trägereinrichtung umfas st wenigstens einen Strömungskanal , wobei der Strömungskanal wenigstens einen Fluidanschlus s und wenigstens eine Austrittsöffnung in Richtung des Schweißelementes aufwei st . Die vorliegende Erfindung betrif ft zudem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Schweißvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung .
Scheißvorrichtungen bzw . Schweiß stationen sind in vielen Ausführungen in vielen Bereichen bekannt geworden .
Zum Beispiel bei der Herstellung Säcken beispiel swei se aus Folie können Schweiß stationen unter anderem zum Erzeugen einer Längsnaht zur Ausbildung einer Schlauchfolie aus einer teilwei se überlappend gelegten Folienlage und/oder auch zum Einbringen von Bodennähten oder Kopf nähten . Auch das Verbinden von Sackkomponenten kann über eine Schweiß station erreicht werden .
Dabei wird in der Regel ein sogenanntes Schweißband mit Strom beauf schlagt und dadurch relativ stark erhitzt . Dadurch kommt es zu einem lokalen Auf schmel zen der Folie , wodurch diese z . B . mit einer weiteren Folienlage verschweißt wird . Nach dem Schweißvorgang muss die erzeugte Schweißnaht erst eine gewisse Zeit auskühlen, damit diese stabil ist und damit sich das Schweißband problemlos von der Folie löst.
Diese Wartezeit kann die Leistung der Schweißstation und somit der gesamten Anlage, in welche die Schweißstation integriert ist, erheblich mindern, da teils relativ lange Wartezeiten notwendig sind .
Die DE 10 2007 057 177 Al offenbart eine langstreckte Schweißvorrichtung, wobei zwischen einem Heizelement und einer Schweißleiste eine Kühleinrichtung aus einem thermisch isolierenden Material vorgesehen ist. Dabei wird einem Kühlkanal in der Kühleinrichtung ein Kühlmedium zugeführt, um das Heizelement beschleunigt abzukühlen. Um das Heizelement möglichst flächig mit dem Kühlmedium zu benetzen, ist dies gebogen vorgesehen und liegt nur auf den Kanten auf der Kühleinrichtung auf. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass durch die offenbarte Ausgestaltung entlang des Heizelements ein Temperaturgradient entsteht, sodass eine ungleichmäßige Abkühlung erreicht wird. So muss die Abkühlzeit teils deutlich verlängert werden, um überall eine ausreichende Abkühlung gewährleisten zu können. Zudem ist das Heizelement nicht durch die Kühleinrichtung unterstützt, da es nur auf den Kanten auf liegt. Hierdurch ist diese Ausgestaltung recht instabil und zudem kann das Kühlmedium leicht unkontrolliert seitlich austreten.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schweißvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher ein schneller Schweißvorgang mit einer stabilen Schweißnaht zuverlässig erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zum Betreiben mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und durch ein Verfahren zum Herstellen mit den Merkmalen des Anspruchs 24. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung umfasst wenigstens einen Grundkörper mit wenigstens einer Trägereinrichtung und weiterhin wenigstens ein Schweißelement. Dabei ist das Schweißelement im installierten Zustand beheizt bzw. beheizbar und wenigstens abschnittsweise an der Trägereinrichtung auf genommen. Die Trägereinrichtung umfasst wenigstens einen Strömungskanal mit wenigstens einem Fluidanschluss. Weiterhin weist der Strömungskanal wenigstens eine Austrittsöffnung und insbesondere wenigstens zwei Austrittsöffnungen in Richtung des Schweißelementes auf. Zudem ist zwischen dem Schweiß element und der Trägereinrichtung wenigstens eine Isolationseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens abschnittsweise und insbesondere vollständig aus einem thermisch isolierenden Material gefertigt, welches insbesondere auch thermisch beständig ist und vorzugsweise auch elektrisch isolierend wirkt. Dabei umfasst die Isolationseinrichtung wenigstens zwei Fluiddurchführungen mit jeweils wenigstens einer in Richtung des Schweißelementes gerichteten Öffnung, wobei die Fluiddurchführung der Isolationseinrichtung mit der Austrittsöffnung des Strömungskanals in Wirkverbindung steht.
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung kann in vielen technischen Gebieten eingesetzt werden. Insbesondere kann eine derartige Schweißvorrichtung beim Herstellen von Säcken, insbesondere von Foliensäcken, und vorzugsweise in einer FFS- Maschine (FFS = form fill seal) eingesetzt werden.
Der Grundkörper der Schweißvorrichtung ist insbesondere das Bauteil, welches die Trägereinrichtung für das Schweißelement umfasst. Einem solchen Grundkörper kann insbesondere wenigstens ein Gegenstück zugeordnet sein, welches insbesondere auch ohne Schweißelement ausgeführt sein kann. Je nach Ausgestaltung kann das Gegenstück beispielsweise auch eine dauerbeheizte Vorwärmplatte oder dergleichen umfassen, und/oder alternativ eine reine Auflagefläche zur Verfügung stellen. Je nach Ausgestaltung können vorzugsweise auch zwei oder mehr Grundkörper mit Trägereinrichtung und Schweißelement vorgesehen sein, sodass der Schweißvorgang von beiden Seiten durchgeführt werden kann.
Die Isolationseinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass das Schweißelement im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig mittels der Isolationseinrichtung von der Trägereinrichtung thermisch entkoppelt wird.
Ein Schweißelement ist insbesondere wenigstens ein Schweißband, eine Impulsschweißbacke und/oder ein anderes Element, welches zur Erzeugung einer Verschweißung bzw. einer Schweißnaht geeignet ist .
Je nach Ausgestaltung sind in der Trägereinrichtung oder durch die Trägereinrichtung durchgeführt Anschlüsse für das Schweißelement vorgesehen, sodass das Schweißelement thermisch, elektrisch und/oder andersartig geeignet betrieben werden kann.
Der Fluidanschluss des Strömungskanals ist insbesondere mit wenigstens einem Fluid beaufschlagbar, wobei insbesondere ein steuerbares Beaufschlagen bevorzugt ist.
Die Austrittsöffnung des Strömungskanal in der Trägereinrichtung kann beispielsweise eine Bohrung oder dergleichen sein, die punktuell das Fluid in Richtung der Isolationseinrichtung bzw. des Schweißelements führt. Je nach Ausgestaltung kann die Öffnung aber auch z. B. nutartig bzw. schlitzartig ausgeführt sein, sodass der Strömungskanal in Richtung der Isolationseinrichtung wenigstens abschnittsweise offen ausgebildet ist und von der Isolationseinrichtung abgedeckt bzw. abgesehen von den Öffnungen in der Isolationseinrichtung verschlossen wird.
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass das Schweißelement durch die Isolationseinrichtung thermisch entkoppelt an der Trägereinrichtung auf genommen ist. Weiterhin wird durch die spezielle Ausgestaltung der Isolationseinrichtung und der Trägereinrichtung ermöglicht, dass vor, nach und/oder während eines Schweißvorgangs das aufgeheizte Schweißelement durch ein Fluid, beispielsweise durch einen Luftstrom, relativ schnell wieder abgekühlt werden kann. Insbesondere kann auch eine zuvor erstellte Schweißnaht mit abgekühlt werden, sodass diese besonders schnell eine ausreichende und je nach Ausgestaltung auch finale Stabilität aufweist. Dadurch kann die Prozesszeit teils erheblich verkürzt werden.
Dadurch, dass ein zum Abkühlen verwendetes Fluid durch die Isolationseinrichtung geführt wird, welche thermisch beständig und isolierend ist, kann ein besonders schnelles abkühlen des Schweißelements erreicht werden, da die Auflagefläche bzw. die Aufnahme auf der Trägereinrichtung durch das Schweiß element selbst nicht bzw. nicht wesentlich aufgeheizt wird.
Bevorzugt besteht die Isolationseinrichtung wenigstens abschnittsweise aus Silikon. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Isolationseinrichtung vollständig aus Silikon besteht bzw. gefertigt ist. Dabei weist Silikon insbesondere die bevorzugten Eigenschaften einer Isolationseinrichtung auf, da Silikon sowohl isolierend als auch temperaturbeständig ist.
Besonders bevorzugt umfasst die Isolationseinrichtung wenigstens einen Kühlkanal, welcher mit der wenigstens einen Fluiddurchführung in Wirkverbindung steht. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine noch bes sere Kühlung des Schweiß elements ermöglicht werden . So kann j e nach Ausgestaltung des Kühlkanal s die in Wirkverbindung zu einem kühlen Fluidstrom stehende Fläche des Schweißelements vergrößert werden .
In zweckmäßigen Ausgestaltungen weist der Kühlkanal wenigstens eine Kreuzung auf , die insbesondere nicht durch die Öf fnung der Fluiddurchführung geht . So kann eine vorteilhafte Fluidverteilung innerhalb der I solationseinrichtung bewirkt werden . Die abzweigenden Ausläufer des Kühlkanal s können quer oder auch andersartig von dem Hauptkanal bzw . dem Kühlkanal abzweigen, z . B . auch fi schgrätenartig oder auch im Zickzack-Muster .
In bevorzugten Ausgestaltungen i st der Kühlkanal wenigstens in Richtung des Schweißelementes wenigstens abschnittswei se offen ausgebildet . Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung kann eine besonders gute Abkühlung des Schweißelements erreicht werden, da j e nach Ausgestaltung des Kühlkanal s eine besonders groß flächige Abkühlung des Schweißelements erreicht werden kann, auch wenn nur punktuell an einer oder mehreren Stellen ein Fluid, z . B . ein Luftstrom, in die I solationseinrichtung eingeleitet wird .
Besonders bevorzugt i st eine Viel zahl von in Richtung des Schweißelementes gerichteten Öffnungen vorgesehen, wobei die Viel zahl der Öffnungen insbesondere korrespondierend zu den Austrittsöffnungen der Trägereinrichtung vorgesehen sind . Je nach Ausgestaltung kann so eine Fluiddurchführung mit mehreren Öf fnungen oder auch separate Fluiddurchführungen mit j eweils einer Öf fnung zweckmäßig vorgesehen werden .
Bevorzugt entspricht die Anzahl der Öf fnungen in der I solationseinrichtung der Anzahl der Austrittsöf fnungen in der Trägereinrichtung . So kann durch vorzugsweise j ede Austrittsöffnung in der Trägereinrichtung ein Fluidstrom bzw . ein Fluid durch die Öf fnung in der I solationseinrichtung in Richtung des Schweißelements geführt werden, um eine schnelle Abkühlung des Schweißelements zu erreichen .
Vorzugswei se sind wenigstens zwei Öf fnungen der I solationseinrichtung über wenigstens einen gemeinsamen Kühlkanal miteinander verbunden . Auch hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Abkühlung erreicht werden .
In zweckmäßigen Weiterbildungen weist der Kühlkanal wenigstens eine Auslassöf fnung auf , welche insbesondere im Wesentlichen quer zu der Öf fnung in der I solationseinrichtung angeordnet bzw . vorgesehen i st . Durch eine solche Ausgestaltung kann insbesondere erreicht werden, das s Fluid bzw . Luft aus dem Kühlkanal abgeführt werden kann, insbesondere auch dann, wenn ein Schweißelement den Kühlkanal ansonsten abdeckt .
Bevorzugt ist die I solationseinrichtung rahmenartig ausgebildet . Bei einer derartigen Ausgestaltung i st dementsprechend vorteilhafterwei se auch ein umlaufender Strömungskanal in der Trägereinrichtung vorgesehen und insbesondere ist auch das Schweißelement ringförmig bzw . rahmenartig vorgesehen und an der Trägereinrichtung bzw . auf der der I solationseinrichtung angeordnet .
Je nach Ausgestaltung kann die I solationseinrichtung aber auch riegelartig bzw . langgestreckt ausgebildet sein . Dabei i st allgemein insbesondere die gewünschte Ausgestaltung der Schweißnaht ausschlaggebend für die Form und Ausgestaltung des Schweißelements und/oder der I solationseinrichtung .
Allgemein kann das Schweißelement bzw . die Trägereinrichtung bzw . die I solationseinrichtung bzw . die diesen Komponenten zugeordneten Bauteile auch derart geformt sein, dass dreidimensionale Ausprägungen erstellbar sind bzw . die Schweißnaht einer dreidimensionalen Kontur folgt .
In vorteilhaften Weiterbildungen i st wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung vorgesehen, welche dazu geeignet und ausgebildet i st , wenigstens abschnittswei se in der Trägereinrichtung aufgenommen zu sein und wenigstens zeitwei se und wenigstens abschnittswei se durch die Ebene des Schweißelements hindurchzugrei fen . Durch eine solche Ausgestaltung wird es möglich, gleichzeitig mit und/oder auch zeitversetzt zu einer Verschweißung weitere Arbeitsschritte vorzusehen und/oder auch Hil f smittel in der Schweißvorrichtung bzw . in dem Grundkörper und/oder dem Gegenstück anzuordnen . So kann bei spiel swei se ein Messer und/oder eine Grei fereinrichtung, beispiel swei se Vakuumgrei fer , vorgesehen werden .
Bevorzugt ist wenigstens eine Abdeckeinrichtung vorgesehen, welche insbesondere das Schweißelement abdeckt . Je nach Ausgestaltung deckt das Abdeckelement auch die I solationseinrichtung und/oder die Trägereinrichtung bzw . den Grundkörper wenigstens abschnittswei se ab . Dabei i st eine Abdeckeinrichtung insbesondere wärmeleitend ausgebildet und/oder mit dem Schweißelement vorgesehen .
In vorteilhaften Ausgestaltungen umfas st die Abdeckeinrichtung wenigsten eine Ausnehmung zum Durchführen der Bearbeitungseinrichtung . Bei einer solchen Ausgestaltung i st das Schweißelement zweckmäßig sicher abgedeckt , wobei dennoch eine Verwendung einer eventuell vorgesehenen Bearbeitungseinrichtung ermöglicht wird .
Bevorzugt ist wenigstens eine Schnellwechseleinrichtung vorgesehen, insbesondere mit Winkelausgleichseinrichtung . Über eine solche Schnellwechseleinrichtung kann die Schweißvorrichtung bzw . das Schweiß element insbesondere schnell angebracht und ausgerichtet werden .
Vorzugswei se i st der Strömungskanal in der Trägereinrichtung dazu vorgesehen, die Trägereinrichtung wenigstens abschnittswei se zu kühlen . Somit ist es insbesondere möglich, die trotz der I solationseinrichtung auf die Trägereinrichtung überspringende Erwärmung gleichzeitig beim Kühlen des Schweißelements abzukühlen .
Dabei ist insbesondere vorgesehen, das s der Strömungskanal wenigstens einen Abluftkanal umfas st , welcher insbesondere wenigstens einen Schalldämpfer oder dergleichen umfas sen kann . Über einen Abluftkanal kann z . B . sichergestellt werden, das s ein zum Kühlen verwendetes Fluid im Überflus s der I solationseinrichtung zugeführt werden kann . DAs überflüs sige Fluid entweicht dann über den Abluftkanal . Mittel s des Schalldämpfers kann j e nach Ausgestaltung die Abluftmenge geregelt werden und es können ungewünschte Geräusche beim Austreten des Fluids reduziert oder sogar vermieden werden .
In zweckmäßigen Weiterbildungen i st die I solationseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , eine Lenkung des Fluidstroms seitlich an das Schweißelement zu bewirken . Bei einer solchen Ausgestaltung kann eine besonders geeignete Abkühlung des Schweißelements erreicht werden . Dies kann insbesondere durch eine entsprechende Formgebung und/oder entsprechend vorgesehene Kühlkanäle und/oder Öf fnungen erreicht werden .
Bevorzugt ist die I solationseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , wenigstens einen elektri schen Anschluss des Schweißelements zu kühlen . Dabei können insbesondere Öffnungen und/oder Kühlkanäle in der I solationseinrichtung derart vorgesehen sein, das s ein durch die I solationseinrichtung geleitetes Fluid auch die elektri schen Anschlüsse des Schweißelements kühlt .
Besonders bevorzugt i st die I solationseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet , ein Fluidstrom wenigstens abschnittswei se direkt auf das Schweißelement zu leiten . Dazu i st das Schweißelement insbesondere direkt in Strömungsrichtung nach der Öf fnung in der I solationseinrichtung vorgesehen . So wird ein durch die Öf fnung geleitetes Fluid direkt auf das Schweißelement geführt .
Vorzugswei se sind dazu zwi schen der Öf fnung in der I solationseinrichtung und dem Schweißelement keine Barrieren oder dergleichen vorgesehen .
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Betreiben einer Schweißvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde . Dabei wird das Schweißelement zum Herstellen einer Schweißnaht behei zt , wobei wenigstens nach dem Schweißvorgang wenigstens ein Fluid der Fluiddurchführung der I solationseinrichtung über die Austrittsöffnung in der Trägereinrichtung zugeführt und über die Öf fnung der Fluiddurchführung in der I solationseinrichtung auf das Schweißelement geleitet wird, um das Schweißelement wenigstens abschnittswei se zu kühlen .
Dabei wird insbesondere durch das Kühlen des Schweiß elements wenigstens abschnittswei se und wenigstens zeitwei se auch eine Kühlung der zuvor erzeugten Schweißnaht bewirkt .
Auch das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Vorteile , wie sie zuvor schon ausgeführt wurden . Insbesondere kann eine wesentlich schnellere Abkühlung des Schweiß elements erreicht werden, wodurch insbesondere auch gleichzeitig eine Abkühlung und somit vorzugswei se eine Stabili sierung der Schweißnaht bewirkt werden kann . Bevorzugt ist das zugeführte Fluid temperiert . Dabei kann insbesondere ein gekühltes bzw . vorgekühltes bzw . kaltes Fluid wie beispiel swei se gekühlte Luft und/oder ein gekühltes bzw . kaltes Gas und/oder ein gekühltes Gasgemi sch als Fluid zugeführt werden, um eine noch schnellere Abkühlung des Schweißelements zu bewirken .
Besonders bevorzugt i st wenigstens ein Kühlkanal in der I solationseinrichtung vorgesehen und die I solationseinrichtung wird durch wenigstens ein durch den Kühlkanal geleitetes Fluid gekühlt . Dabei kann insbesondere eine gleichzeitige Kühlung der I solationseinrichtung mit der Kühlung des Schweißelements vorgesehen sein . Je nach Ausgestaltung können aber auch bestimmte konstruktive Beschaf fenheiten vorgesehen sein, bei spielsweise separate Kühlkanäle , um wenigstens abschnittswei se nur die I solationseinrichtung zu kühlen .
Besonders bevorzugt i st wenigstens ein Kühlkanal in der I solationseinrichtung vorgesehen und das Schweißelement wird wenigstens abschnittswei se durch wenigstens ein durch den Kühlkanal geleitetes Fluid gekühlt . Durch das Vorsehen von wenigstens einem Kühlkanal , über welchen das über die Öf fnung in die I solationseinrichtung eingeführte Fluid weiter verteilt wird, kann ein Schweiß element besonders gut und insbesondere groß flächiger gekühlt werden .
In zweckmäßigen Ausgestaltungen grei ft wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung vor, nach und/oder während des Schweißvorgangs wenigstens abschnittswei se durch die Ebene des Schweißelements hindurch . Eine solche Ausgestaltung kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn eine rahmenartige Schweißvorrichtung bzw . ein rahmenartiges Schweißelement mit dementsprechend rahmenartigen weiteren Bauteilen vorgesehen i st . Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren eignet sich zur Herstellung wenigstens einer Isolationseinrichtung für wenigstens eine Schweißvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei wird wenigstens eine wenigstens zweiteilige Gießform bereitgestellt, wobei verflüssigtes isolierendes Material in die Gießform eingefüllt wird, beispielsweise flüssiges Silikon.
Vorzugsweise wird das Material anschließend nach der Aushärtung entnommen .
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Isolationseinrichtung wird besonders eine besonders einfache Herstellung von Isolationseinrichtungen ermöglicht.
So können die teils bevorzugten komplexen Strukturen mit einer Vielzahl von Öffnungen und/oder verzweigten Kühlkanälen durch den Gießprozess schnell und sauber hergestellt werden.
Insbesondere ist die Gießform wenigstens abschnittsweise in wenigstens einem 3-D-Druckprozess hergestellt. So wird eine besonders kostengünstige, einfache und flexible Erstellung von Gießformen ermöglicht.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 2 eine rein schematische Detaildarstellung von Figur 1; Fig. 3 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gießform für eine Isolationseinrichtung für eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 4 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Isolationsvorrichtung für eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 5 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 6 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
Fig. 7 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht mit Detailvergrößerung;
Fig. 8 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 9 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
Fig. 10 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 11 eine perspektivische Teilansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 10;
Fig. 12 die Darstellung gemäß Figur 10 in einer teilgeschnittenen Ansicht ;
Fig. 13 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung in einer Sackherstellvorrichtung in einer Seitenansicht;
Fig. 14 eine Detailansicht der Schweißvorrichtung gemäß Figur 13; und
Fig. 15 eine Detailansicht einer Isolationseinrichtung für eine Schweißvorrichtung gemäß Figur 13.
In Figur 1 ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung abgebildet .
Dabei umfasst die erfindungsgemäße Schweißeinrichtung 1 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Grundkörper 2, welcher eine Trägereinrichtung 3 zur Verfügung stellt. Die Trägereinrichtung 3 weist dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Aufnahme 9 für eine Isolationseinrichtung 50 auf.
Im installierten Zustand ist die Isolationseinrichtung 50 zwischen der Trägereinrichtung 3 und einem Schweißelement 4 angeordnet, welches hier als Schweißband ausgebildet ist. Dabei kann das Schweißelement 4 hier über elektrische Anschlüsse 15 erhitzt werden. Weiterhin ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abdeckeinrichtung 10 vorgesehen, welche hier als Abschluss des Grundkörpers 2 vorgesehen ist und die das Schweißelement 4 hier abdeckt .
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schweißelement 4 rahmenartig vorgesehen, sodass eine umlaufende Schweißnaht erzeugt werden kann. Daher ist hier auch die Ausgestaltung der Isolationseinrichtung 50 und der Trägereinrichtung 3 bzw. des Grundkörpers 2 entsprechend vorgesehen.
Die Isolationseinrichtung 50 ist aus einem thermisch beständigen und isolierenden Material 51 gefertigt, damit es durch das Schweißelement beim Verschweißen nicht beschädigt wird und zudem die beim Schweißen entstehende Wärme nicht bzw. nicht wesentlich aufnimmt und/oder weiterführt. Dabei ist die Isolationseinrichtung 50 in dem gezeigten Ausgangsbeispiel vollständig aus Silikon 54 gefertigt.
In Figur 2 sind der Grundkörper 3 und die Isolationseinrichtung 50 in einer vergrößerten Darstellung erneut abgebildet. Dabei ist hier zu erkennen, dass in der Trägereinrichtung 3 bzw. dem Grundkörper 2 ein Strömungskanal 5 vorgesehen ist, in welchen über einen Fluidanschluss 6 ein Fluid wie beispielsweise Luft, ein Gas oder je nach Ausgestaltung auch eine Flüssigkeit und/oder dergleichen eingeleitet werden kann.
In Richtung des Schweißelements 4 bzw. der Isolationseinrichtung 50 sind dabei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Austrittsöffnungen 7 in Verbindung zu dem Strömungskanal 5 vorgesehen, welche hier korrespondierend zu Öffnungen 53 einer Fluiddurchführung 52 der Isolationseinrichtung 50 vorgesehen sind . Dabei wird das über den Fluidanschluss 6 in den Strömungskanal 5 geführte Fluid über die Austrittsöffnung 7 durch die Fluiddurchführung 52 bzw. die Öffnungen 53 in Richtung des Schweißelementes 4 geleitet. Dabei stehen die Öffnungen 53 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Kühlkanal 55 miteinander in Verbindung, sodass eine besonders großflächige Abkühlung des Schweißelements 4 über das durch die Öffnungen 53 bzw. den Kühlkanal 5 strömende Fluid erreicht werden kann.
In Figur 3 ist rein schematisch eine Gießform 100 gezeigt, welche zur Herstellung einer Isolationseinrichtung 50 für eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 verwendet werden kann.
Dabei ist die Gießform 100 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrteilig vorgesehen und umfasst hier ein Oberteil 101 und Unterteil 102, wobei hier auch ein Zwischenteil 103 zur Formgebung vorgesehen ist.
Zum Herstellen einer Isolationseinrichtung 50 aus einem thermisch isolierenden Material 51 wird die Gießform 1 zusammengebaut und über die Füllöffnungen 104 wird verflüssigtes Material 51 in die Form 100 gefüllt.
Nach dem Aushärten kann die Gießform 100 auseinandergebaut werden und die Isolationseinrichtung 50 kann entnommen werden. Dabei ist die Gießform 100 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einem 3D-Druckverf ahren hergestellt, wobei hierdurch insbesondere auch die flexible Herstellung von komplexen Isolationseinrichtungen 50 ermöglicht werden kann, auch von solchen, die eine dreidimensionale Ausgestaltung bzw. Form aufweisen.
In Figur 4 ist rein schematisch eine Isolationseinrichtung 50 für eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 gezeigt, welche beispielsweise im Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 verwendet werden kann. Dabei ist die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel rahmenartige Isolationseinrichtung 50 vollständig aus einem thermisch isolierenden Material 51 gefertigt, wobei in dem hier Silikon 54 verwendet wurde. Silikon 54 bietet aber auch den Vorteil, dass das Material nicht nur thermisch isolierend, sondern auch thermisch beständig ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, dass die Fluiddurchführung 52 der Isolationseinrichtung 50 eine Vielzahl von Öffnungen 53 umfasst, durch welche über die Auslassöffnungen 7 zugeführtes Fluid ausströmt. Dabei sind die Öffnungen 55 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Kühlkanal miteinander verbunden, sodass das zum Kühlen verwendete Fluid durch die Öffnungen 55 und auch weiter durch den Kanal 55 strömen kann und so eine noch bessere Abkühlung des Schweißelements 4 bewirkt.
Dabei sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel Kreuzungen 56 in dem Kühlkanal 55 vorgesehen, welche in dem hier an einer anderen Stelle als die Öffnungen 55 bzw. nicht im Bereich der Öffnungen 55 vorgesehen sind. Über die Kreuzungen 56, welche hier quer verlaufende Ausläufer des Kühlkanals 52 zur Verfügung stellen, können Auslassöffnungen 57 bereitgestellt werden, sodass die den Kühlkanal 55 durchströmende Luft auch austreten kann, wenn der Kühlkanal 55 nach oben von dem Schweißelement 4 abgedeckt ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch dargestellt, dass der Kühlkanal 55 sich auch in die Eckbereiche der Rahmeneinrichtung hineinzieht, in welchen die elektrischen Anschlüsse 15 des Schweißelements 4 verlaufen, sodass auch diese mittels der Isolationseinrichtung 50 bzw. mittels der durch die Kühlkanäle 55 strömende Luft bzw. das strömende Fluid gekühlt werden können. In Figur 5 ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 in einer Draufsicht gezeigt. Auch hier erkennt man die rahmenartige Ausgestaltung der Isolationseinrichtung 50, welche hier aus einem thermisch isolierenden Material 51 besteht, wobei auch hier Silikon als Material verwendet wurde.
Auch hier erkennt man die Kreuzungen 56 in dem Kühlkanal 55, über welche eine gute Verteilung des zum Kühlen des Schweißelements 4 verwendeten Fluids ermöglicht wird.
Zudem ist in der linken unteren und rechten oberen Ecke zu erkennen, dass eine spezielle Ausformung der Isolationseinrichtung 50 vorgesehen ist, um auch eine Kühlung der hier laschenartigen elektrischen Anschlüsse 15 zu ermöglichen. Dabei ist hier die Isolationseinrichtung 50 auch elektrisch isolierend vorgesehen.
In Figur 6 ist rein schematisch ein Querschnitt durch den Bereich C-C in Figur 5 dargestellt. Hier erkennt man den Strömungskanal 5 in der Trägereinrichtung 3 des Grundkörpers 2. Dabei ist dargestellt, dass Austrittsöffnungen 7 in Richtung des zu kühlenden Schweißelements 4 aus dem Strömungskanal 5 abgehen, welchen hier jeweils korrespondierende Öffnungen 53 der Fluiddurchführung 52 in der Isolationseinrichtung 50 zugeordnet sind .
Wird über die Fluidzufuhr 6 ein Fluid in den Strömungskanal 5 geleitet, kann dieses über die Austrittsöffnungen 7 in die Fluiddurchführung 52 bzw. die entsprechenden Öffnungen 53 gelangen und so unmittelbar auf das darüber angeordnete Schweißelement 4 treffen und dieses somit kühlen.
In Figur 7 ist eine weitere seitliche Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 gezeigt, wobei auch hier der Strömungskanal 5 dargestellt ist. Dabei ist hier ein Querschnitt durch den Kühlkanal 55 der Isolationseinrichtung 50 im Bereich einer Kreuzung 56 abgebildet. Somit erkennt man hier auch die offenen Enden der quer verlaufenden Kanalabschnitte bzw. die Auslassöffnungen 57.
In Figur 8 ist rein schematisch in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 bzw. eines Grundkörpers 2 einer solchen Schweißvorrichtung 1 dargestellt.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, dass der Grundkörper 2 bzw. allgemein die Schweißvorrichtung 1 eine Schnellwechseleinrichtung 12 umfasst, welche hier auch eine Winkelausgleichseinrichtung 13 umfasst.
In Figur 9 ist rein schematisch in einer geschnittenen Ansicht die Fluidführung durch den Grundkörper 2 bzw. die Trägereinrichtung 3 einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 gezeigt .
Dabei wird über einen Fluidanschluss 6 Fluid in den Strömungskanal 5 geleitet. Dabei ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt, dass auch ein Abluftkanal 16 an einem Ende des Strömungskanals vorgesehen sein kann. Dieser Abluftkanal 16 führ überflüssiges Fluid, das hier im Überfluss der Isolationseinrichtung 50 zugeführt wird, wieder ab. Weiterhin ist hier ein Schalldämpfer 17 angeschlossen, über den hier die Abluftmenge eingestellt werden kann und der eine ungewünschte Geräuschentwicklung, beispielsweise ein Zischen oder ein Pfeifen reduziert bzw. verhindert. Ein solcher Schalldämpfer 17 kann vorzugsweise auch die Funktion eines Überdruckventils bereit stellen . In Figur 10 ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 gezeigt, wobei die Schweißvorrichtung 1 hier in einem zusammengesetzten Zustand dargestellt ist.
Dabei weist die Schweißeinrichtung 4 hier ein Grundkörper 2 und ein Gegenstück 14 auf. Sowohl der Grundkörper 2 also das Gegenstück 14 umfassen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schnellwechseleinrichtung 12 mit einer Winkelausgleichseinrichtung 13. Dabei ist hier die Aufnahme von Grundkörper 2 und Gegenstück 14 um 90° versetzt bzw. gedreht zueinander vorgesehen, sodass über die Winkelausgleichseinrichtungen 13 von Grundkörper 2 und Gegenstück 14 eine optimale Ausrichtung in alle Richtungen bzw. in allen Ebenen erfolgen kann.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Gegenstück 14 kein Schweißelement 4, sondern dient nur als Auflagefläche bzw. Gegenfläche zum Schweißen.
In Figur 11 ist rein schematisch der Grundkörper 2 der Schweißvorrichtung 1 gemäß Figur 10 dargestellt, wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel beispielhaft gezeigt ist, dass eine Bearbeitungseinrichtung 60 in dem Grundkörper 2 angeordnet werden kann, wobei die Bearbeitungseinrichtung 60 hier als eine Schneideinrichtung 61 mit mehreren Messern ausgeführt ist.
Dementsprechend weist die Abdeckeinrichtung 10 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Ausnehmungen 11 auf, durch welche die Schneideinrichtung 61 bei einer Betätigung hindurchtreten können. So ist es möglich, dass die Schneideinrichtungen 61 durch die Ebene 8 der des Schweißelements 4 zur Bearbeitung beispielsweise einer Folie bei der Sackerstellung hindurchtreten kann. In Figur 12 ist rein schematisch in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht die Schweißvorrichtung 1 gemäß Figur 10 dargestellt .
Hier erkennt man an dem Gegenstück 14 die Schnellwechseleinrichtung 12 mit der Winkelausgleichseinrichtung 13.
In Figur 13 ist ein Ausführungsbeispiel einer Sackherstellvorrichtung 200 gezeigt, welche eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 umfasst.
In Figur 14 ist die Schweißeinrichtung 1 aus Figur 13 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Dabei umfasst in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Schweißeinrichtung zwei Grundkörper 2 mit jeweils einem Schweißelement 4, welche sich zum Verschweißen von Folie zu einem Sack aufeinander zu bewegt werden .
Dabei ist in Figur 15 rein schematisch und beispielhaft dargestellt, dass ein Schweißelement 4 und somit dann auch die entsprechende Isolationseinrichtung 50 und auf die Trägereinrichtung (nicht dargestellt) riegelartig bzw. langgestreckt ausgebildet sein können.
Eine derartige Ausgestaltung ist in Vergleich zu der zuvor rahmenartigen Ausgestaltung eines Schweißelements 4 bzw. einer Isolationseinrichtung 50 als weitere Aus führungs form rein schematisch und beispielhaft angeführt. Bezugszeichenliste
1 Schweiß Vorrichtung
2 Grundkörper
3 Trägereinrichtung
4 Schweißelement
5 Strömungskanal
6 Fluidanschlus s
7 Austrittsöf fnung
8 Ebene
9 Aufnahme
10 Abdeckeinrichtung
11 Ausnehmung
12 Schnellwechseleinrichtung
13 Winkelausgleichseinrichtung
14 Gegenstück
15 elektri scher Anschlus s
16 Abluf tkanalkanal
17 Schalldämpfer
50 I solationseinrichtung
51 isolierendes Material
52 Fluiddurchführung
53 Öf fnung
54 Silikon
55 Kühlkanal
56 Kreuzung
57 Auslas söffnung
60 Bearbeitungseinrichtung
61 Schneideinrichtung
100 Gieß form
101 Oberteil
102 Unterteil
103 Zwi schenteil
200 Sackhers teil Vorrichtung

Claims

Ansprüche :
1. Schweißvorrichtung (1) umfassend wenigstens einen Grundkörper (2) mit wenigstens einer Trägereinrichtung (3) und wenigstens ein Schweißelement (4) , wobei das Schweißelement (4) im installierten Zustand beheizbar ist und an der Trägereinrichtung (3) auf genommen ist und wobei die Trägereinrichtung (3) wenigstens einen Strömungskanal (5) mit wenigstens einem Fluidanschluss (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) wenigstens eine Austrittsöffnung (7) in Richtung des Schweißelementes (4) aufweist und dass zwischen dem Schweiß element (4) und der Trägereinrichtung (3) wenigstens eine Isolationseinrichtung (50) vorgesehen ist, welche wenigstens abschnittsweise aus einem thermisch isolierenden Material (51) gefertigt ist und dass die Isolationseinrichtung (50) wenigstens zwei Fluiddurchführung (52) mit jeweils wenigstens einer in Richtung des Schweißelementes (4) gerichteten Öffnung (53) umfasst, wobei die Fluiddurchführungen (52) der Isolationseinrichtung (50) mit der Austrittsöffnung (7) des Strömungskanals (5) in Wirkverbindung stehen.
2. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Isolationseinrichtung (50) wenigstens abschnittsweise aus Silikon (53) besteht.
3. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) wenigstens einen Kühlkanal (55) umfasst, welcher mit der wenigstens einer Fluiddurchführung (52) in Wirkverbindung steht.
4. Schweißvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kühlkanal (55) wenigstens eine Kreuzung (56) aufweist, die insbesondere nicht durch die Öffnung (53) der Fluiddurchführung (52) geht. 5. Schweißvorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkanal (55) wenigstens in Richtung des Schweißelementes (4) wenigstens abschnittsweise offen ausgebildet ist.
6. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von in Richtung des Schweißelementes (4) gerichteten Öffnungen (53) vorgesehen ist .
7. Schweißvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anzahl der Öffnungen (53) der Anzahl von Austrittsöffnungen (7) in der Trägereinrichtung (7) entspricht .
8. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, wobei wenigstens zwei Öffnungen (53) über wenigstens einen gemeinsamen Kühlkanal (55) miteinander verbunden sind.
9. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, wobei der Kühlkanal (55) wenigstens eine Auslassöffnung (57) aufweist, welche insbesondere im Wesentlichen quer zur Öffnung (53) angeordnet ist.
10. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) rahmenartig ausgebildet ist.
11. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung
(60) vorgesehen ist, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens abschnittsweise in der Trägereinrichtung (3) aufgenommen zu sein und wenigstens zeitweise und wenigstens abschnittsweise durch die Ebene (8) des Schweißelements (4) hindurchzugreifen .
12. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Abdeckeinrichtung (10) vorgesehen ist. 13. Schweißvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Abdeckeinrichtung (10) wenigstens eine Ausnehmung
(11) zum Durchführen der Bearbeitungseinrichtung (60) umfasst .
14. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Schnellwechseleinrichtung
(12) vorgesehen ist, insbesondere mit Winkelausgleichseinrichtung (13) .
15. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungskanal (5) in der Trägereinrichtung (3) zur Kühlung der Trägereinrichtung (3) vorgesehen ist.
16. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) dazu geeignet und ausgebildet ist, eine Lenkung des Fluidstroms seitlich an das Schweißelement (4) zu bewirken.
17. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens einen elektrischen Anschluss (15) des Schweißelements (4) zu kühlen.
18. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) dazu geeignet und ausgebildet ist, einen Fluidstrom wenigstens abschnittsweise direkt auf das Schweißelement (4) zu leiten.
19. Verfahren zum Betreiben einer Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweiß element (4) zum Herstellen einer Schweißnaht beheizt wird und dass wenigstens nach dem Schweißvorgang wenigstens ein Fluid der Fluiddurchführung (52) der Isolationseinrichtung (50) über die Austrittsöffnung (7) der Trägereinrichtung (3) zugeführt und über die Öffnung (53) der Fluiddurchführung (50) auf das Schweißelement (4) geleitet wird, um das Schweißelement (4) wenigstens abschnittsweise zu kühlen.
20. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zugeführt Fluid temperiert ist.
21. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationseinrichtung (50) durch wenigstens ein durch den Kühlkanal (55) geleitetes Fluid gekühlt wird.
22. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schweißelement (4) durch wenigstens ein durch den Kühlkanal (55) geleitetes Fluid gekühlt wird.
23. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung (60) vor, nach und/oder während des Schweißvorgangs wenigstens abschnittsweise durch die Ebene (8) des Schweißelements (4) hindurchgreift .
24. Verfahren zum Herstellen wenigstens einer Isolationseinrichtung (50) für eine Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wenigstens zweiteilige Gießform (100) bereitgestellt wird und dass flüssiges Material (51) in die Gießform (100) eingefüllt wird .
25. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gießform (100) wenigstens abschnittsweise in wenigstens einem 3D-Druckprozess hergestellt ist.
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