JPH069872B2 - プラスチックウエブの溶接装置 - Google Patents

プラスチックウエブの溶接装置

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JPH069872B2
JPH069872B2 JP2169673A JP16967390A JPH069872B2 JP H069872 B2 JPH069872 B2 JP H069872B2 JP 2169673 A JP2169673 A JP 2169673A JP 16967390 A JP16967390 A JP 16967390A JP H069872 B2 JPH069872 B2 JP H069872B2
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JP
Japan
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welding
heating element
wedge
support
shaped heating
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ビルフリート・レッシュ
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IZOHEMII AG
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶接ローラの間のギャップに差し向けたくさび
形発熱体を備え、装置の本体固定した案内に移動可能に
取付けた支持体にくさび形発熱体が配設され、一方の溶
接ローラが本体に、他方の溶接ローラは溶接ローラの回
転軸と平行に配置された軸線をを中心に旋回するように
本体に支えられたレバーに支承され、本体及び旋回可能
に支えたレバーに車論又はローラが設けてあり、これに
よって装置が移動可能に形成され、かつ各溶接ローラが
駆動モータと連結されている縁端側が重なり合ったプラ
スチックウェブの溶接装置に関する。
この種の装置は例えばオーストリア特許第359277号、第
363676号及び第381276号により公知である。
公知の装置にはとりわけ下記の欠点がある。
公知の装置においては、溶接ローラが重ね合わせたプラ
スチックウェブの結合される縁端に印加する圧力と、く
さび形発熱体による押圧力を、勘と経験に基づく手操作
で行なっていた。従って溶接ローラの圧力とくさび形発
熱体の押圧力に対して再現性を期待することはできない
という欠点があったし、また溶接ローラの間のギャップ
に進入するプラスチックウェブの縁端部への、くさび形
発熱体の送り込みと、溶接作業を行った後の復帰も手操
作で行なわれるという欠点もあった。
また公知の装置では、くさび形発熱体の温度をフィルム
が融解して互いに溶接するまで、係員が従来の経験と熟
練によって上昇させるという不確実さがあった。又、重
ねて拡げたプラスチックウェブの縁端の結合のための公
知の装置では、エネルギー供給のための電線を被絶縁物
と同じ長さに形成しなければならないので、例えばトン
ネル絶縁の製造の場合には、ケーブルの長さが３０ない
し４０ｍとなり、装置の操作が一層面倒になるという欠
点がある。
熱可塑性プラスチックのウェブ又はシートの溶接装置
は、オーストリア特許第385719号によって公知である。
この従来装置は相互の間隔を変えることができる２個の
被駆動加圧ローラを有する加圧ローラ対で構成されたプ
レス装置から成る。プレス装置は必要に応じてキャスタ
を有する保持装置に配設されている。又保持装置は、場
合によっては休止位置と使用位置の間で移動可能であ
り、かつ位置によって異なる電力で操作され、加圧ロー
ラの前に配置されたくさび形発熱体を有している。この
公知の装置では２個の加圧ローラは互いに独立に駆動さ
れ、一方の加圧ローラはＵ形に曲げた管に通したたわみ
軸を介して駆動部に連結される。
プラスチックウェブの溶接に関するオーストリア特許第
381276号で公知の溶接装置は機枠、溶接点の前方に縦移
動自在に配設されたくさび形加熱装置及び相対して押圧
し合い、モータで駆動される加圧ローラから成る。この
公知の装置では機枠はそれぞれ加圧ローラと連結された
２個の互いに平行の枠形材と、好ましくは管として形成
され、一方の枠形材に固着された連結材から成り、他方
の自由な枠形材はばねの作用により回転し得るように連
結材に支承されている。
東ドイツ特許第96894号ではイルム通路に整合する発熱
体と温度表示器及び温度調整器の組合わせを使用し、か
つ発熱体の前方に配設された案内装置及び発熱体に後置
した加圧及び冷却ローラを使用するポリオレフィン製の
熱可塑性プラスチックフィルムの連続溶接法が開示され
ている。この場合は熱可塑性プラスチック材料の分解温
度より高い発熱体温度を使用せねばならない。
西ドイツ特許出願公開第2510521号は、袋の縁を押圧し
て溶接するロールを備え袋類の閉鎖に用いる装置を示
す。２本のロールを相互に押圧するために、引張りばね
を備えた装置に設けられている。装置は溶接される縁端
を通過する時に一方のロールが他方のロールから引き離
されるように構成されている。また溶接されるプラスチ
ックフィルムが無いときは、ロールが僅かな圧力で相互
に押し合うようにするストップが設けられている。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の根底にあるので、冒頭に挙げた種類の装置であ
って、構造及び操作が簡単な装置を提供することであ
る。
［課題を解決するための手段、作用、発明の効果］ 上記課題を解決するために、この発明の装置では、一方
の溶接ローラを担持するレバーがこのレバーにほぼ垂直
のアームと連結され、アームの自由端と調整可能なスト
ップとの間に圧力センサが配設され、くさび形発熱体が
案内上にあって支持体に対してサーボモータにより移動
し得るように構成され、くさび形発熱体と支持体の向き
合う面の間に圧力センサが配置される。
本発明に基づいて構成された装置によって下記の利点の
一つ又は幾つかを得ることができる。
溶接されるウェブ（フィルム）の縁端に溶接ローラによ
って加えられる圧力は再現性があり、溶接ローラに配属
した圧力センサによる実測値を参照して所望の力にほぼ
正確にセツトすることができる。
くさび形発熱体の位置調整（溶接操作の開始時の前進又
は溶接操作の終了後の復帰）は駆動モータによって行な
われる。その場合くさび形発熱体の押圧力は圧力センサ
を介して測定され、溶接作業の実施中に於ても自動的に
所定の値に制御される。互いに結合されるプラスチック
ウェブの向き合う面にくさび形発熱体が加える圧力を溶
接操作中に絶えず再調整することができるので、格別の
補助的手操作を行なわずに、発熱体に稀に生ずる摩耗が
ほぼ一定に維持され、また結合されるウェブの厚さの変
化が少くなるように修正される。
くさび形発熱体に温度センサを配設することが可能であ
るために、該くさび形発熱体の温度を極めて正確に調整
が可能である。特に本発明装置が携帯式エネルギー源と
して、例えば蓄電池を使用する場合には、上記の温度の
正確な調整が容易に行なわれる。又従来は給電用及び制
御用に長いケーブルが必要であって、そのために温度セ
ンサの使用が困難であったが、この発明の装置ではその
困難を排除することができた。
本発明装置のエネルギー供給が携帯式であり、例えば係
員が携帯する蓄電池を用いることができるので、エネル
ギー供給用及び制御用のケーブルが短くなり、装置全体
の重量を小さくし装置の操作を著しく容易にすることが
できる。
最後に、本発明の装置においては、溶接のためのすべて
のパラメータ、例えば溶接圧力、速度及び温度を、適切
に作成されたプログラムに従って、所定の時間で周期的
に測定することができる。従って装置の動作状況を連続
的にかつ正確に時間とともに記憶させ、必要に応じてプ
リンタに打出させることができる。
［実施例］ 図面に示す溶接装置は、人間工学的に使いやすく形成し
たハンドル２が上部に設けられ、車輪３，４，５を用い
て容易に移動できる箱状の本体１から成る。溶接作業を
行なうとき、装置は第１図の右から左に移動される。
車輪３及び４は本体１に回転自在に支承され、車輪５は
１個又は２個並列（第６図参照）に配置された車輪によ
って形成される。車輪３，４，５の回転軸と後に説明す
る棒ばね２２は、第１図及び第２図に示すように、平行
に整列して配置され、車輪３，４，５は、軸線６を中心
として回転できるように本体１に支承されたレバー７の
自由端、すなわち第２図の左右の端部に取付けられてい
る。
第１図で明らかなように、溶接装置は２個の溶接ローラ
８及び９を有する。上側溶接ローラ８は本体１に、下側
溶接ローラ９は、回転自在に支承された前記レバー７に
配設されている。車輪３，４，５の軸線１０及び１１と
２個の溶接ローラ８及び９の軸線１２，１３は、前述の
ように互いに平行に整列されている。その場合溶接ロー
ラ９と車輪５との相対位置関係は、車輪３，４，５に下
から同時に接する接平面を考えたとき、溶接ローラ９が
該接平面より上にあるように形成される。
溶接装置は発熱体１４（第３図，第４図）を有する。発
熱体１４の溶接ローラ８，９側の端部は、第４図に示す
ようにくさび形に形成されている。溶接操作の時に発熱
体１４が溶接ローラ８及び９に向かい差し出されるの
で、例えば熱可塑性を有するプラスチックから成り結合
されるウェブ（フィルム）の、溶接ローラ８及び９の間
に進入する縁端は、発熱体１４に沿ってすべり、溶接に
適する温度に加熱される。
結合されるプラスチックウェブに上から働く溶接ローラ
８の回転駆動のために直流モータ１５が本体１に設けら
れ、直流モータ１５はマイタギヤ１６（第３図）を介し
て溶接ローラ８の軸１７を駆動する。
旋回レバー７に載置され溶接ローラ９を駆動するために
直流モータ１８（第３図）は、マイタギヤ１９を介して
溶接ローラ９を駆動する。上記２個の駆動モータ１５及
び１８には、回転数測定装置２０及び２１が配属され、
検出した回転数は制御部（図示せず）に送られ、該制御
部の作用により２個の溶接ローラ８及び９は等しい周速
度で回転する。従って溶接操作中に溶接される２枚のプ
ラスチックウェブの間に相対運動が生ずることはない。
第５図に示すように、回転自在に支承されたレバー７に
は、軸６を介してアームが連結されている。このアーム
はレバー７に対してほぼ垂直に取付けられた棒ばね２２
として形成されている。棒ばね２２の自由端には圧力セ
ンサ２３を介して、調整ねじ２４の自由端が作用する。
調整ねじ２４はブロック２５のねじ穴にねじ込まれ、該
調整ねじにかけられたナツト（図示せず）を調整するこ
とにより、調整ねじ２４の先端は所望の位置に固定され
る。
ブロック２５（第１図，第５図）は、本体１又はこれと
連結された支持体２６に、棒ばね２２とほぼ平行であ
り、かつ調整ねじ２４とほぼ垂直の軸線２７を中心に旋
回し得るように支承される。またブロック２５は張り出
し部２８を有する。張り出し部２８の自由端はトグルレ
バー機構２９に連結され、該トグルレバー機構２９は支
持体２６又は本体１に支えられている。ハンドル３１
（第５図）を介してトグルレバー機構２９を操作すれ
ば、ブロック２５、及び調整ねじ２４を、第５図に示す
作用位置から矢印３２の方向に回すことができる。調整
ねじ２４が回されると、調整ねじ２４は棒ばね２２の自
由端と作用しない位置に移るので、レバー７を自由に旋
回して、溶接ローラ９を他方の溶接ローラ８から引き離
すことができる。これは互いに結合されるプラスチック
ウェブの縁端部を、溶接ローラ８及び９の間に挿入しや
すくするために必要である。トグルレバー機構２９を回
し戻すことによって調整ねじ２４が再び作用位置に到達
し、予め調整ねじ２４でセットした溶接ローラ８に対す
る溶接ローラ９の押圧力（プラスチックウェブを間挿し
たときの）再び所定の値に調節される。
溶接ローラ８及び９がウェブに印加する圧力の調整は、
圧力センサ２３を用いることによって容易に行なうこと
ができる。それは圧力センサ２３が時々刻々に圧力に対
する出力信号を表示装置（図示せず）に送出するからで
ある。
前述のようにくさび形発熱体１４を２個の溶接ローラ８
及び９に対して調整することができる。該調整のために
装置の実施例を第４図に示す。
第４図で明らかなように、くさび形発熱体１４はほぼＬ
形に形成された支持体３３に配設され、一方、支持体３
３は本体１に固定した２本の案内棒３４によって二重矢
印３５の方向に移動することができる。支持体３３及び
それと共にくさび形発熱体１４を調整するために、支持
体３３は２個のガイドプーリ３７，３８に通したエンド
レス搬送部材３６の片側と連結される。エンドレス搬送
部材３６、及びそれと共に支持体３３及びくさび形発熱
体１４を二重矢印３５の方向に操作するサーボモータ３
９が設けられ、該サーボモータ３９はマイタギヤ４０を
介して、ガイドプーリ３８の軸を駆動する。
くさび形発熱体１４は、支持体３３の水平部分の穴４２
に、二重矢印３５の方向に移動し得るように通された、
２本の棒４１に固定されている。支持体３３とくさび形
発熱体１４の向かい合う端面の間に、圧力センサ４３が
設けられている。圧力センサ４３は制御部に、また必要
により表示部に向けて、溶接ローラ８及び９の間に進入
するウェブに対して印加されるくさび形発熱体１４の押
圧力を検出し、検出値に対応する出力信号を送出する。
圧力センサ４３が検出した押圧力が、所望の値と一致し
ないときは、制御部がこの信号に基づいてサーボモータ
３９を駆動し該押圧力を所望の値に一致させる。
本発明装置をなるべく軽く構成するために、箱形の本体
１と機械的駆動部材及びその他の重要な部品、例えば旋
回自在に支承したレバー７を、焼入れしたアルミニウム
鋳物で製造する。この焼入れによって良好な耐食性も得
られる。
溶接ローラ８及び９が回転測定器２０，２１の出力信号
に基づいて制御され駆動モータ１５及び１６により同期
的に回転する回転速度は周知の方法で検出され記録され
る。
溶接ローラ８及び９が溶接時にウェブに加える圧力は調
整ねじ２０を操作することによって駆動される棒ばね２
２を介して圧力センサ２３に加えられ、該圧力センサ２
３によって検出される。回転自在に支承されたレバー７
の調整機構の上述の構造によれば、互いに離隔配置され
た溶接ローラ８と９の間にウェブを挿入した後、トグル
レバー機構２９を用いて調整ねじ２４を再び作用位置に
戻した後にも、一旦セットした溶接圧力は変化すること
なく再現される。
くさび形発熱体１４に生ずる摩耗を低減するために、該
くさび形発熱体の支持にエヤクッションを用いてもよい
し、またセラミック、ステアタイト又は金属鋳物（黄
銅）で製造してもよい。
くさび形発熱体１４には温度センサ４５が配属され、く
さび形発熱体１４の温度に対応する出力信号を表示部な
いしは制御部へ送出する。熱加塑性プラスチツク、例え
ばポリ塩化ビニル又はその他のポリオレフィン等のウェ
ブを溶接する場合は、くさび形発熱体１４の先端部の温
度は２３０ないし２４０℃とするのが普通である。
前述のようにくさび形発熱体１４を溶接ローラ８及び９
の間に進入するウェブに押し付ける押圧力、及びサーボ
モータ３９に基因する押圧力は圧力センサ４３（第４
図）によって検出され、制御部ないしは表示部へ送られ
る。
第６図に示す実施態様では、軸６を介してレバー７に連
結されたアーム５０は剛体として形成され、軸６に把持
されている。サーボモータ５１と伝動装置５２、例えば
軸伝動装置により位置を調整されるストップ５３は、ア
ーム５０の自由端に取付けられ、該ストップ５３とアー
ム５０の間には圧力センサ２３が設けられている。該圧
力センサは溶接ローラ８及び９の間に所望の押圧力が働
くように、サーボモータ５１を制御する。
本発明の装置に対するエネルギーの供給は、通常携帯用
の蓄電池によって行なわれ、その場合には蓄電池を収容
する格納箱に、本発明の装置の操作と使用に必要な表示
部と制御部を格納することができる。
制御部の設定は、先ず蓄電池の充電状態を点検した上で
行なわれ、加熱された温度上昇をなす発熱体１４の温度
が、溶接に必要な温度に到達したとき、温度センサ４５
からその到達を知らせる出力信号が出るように行なわれ
る。上記信号を確認した係員が操作ユニットに設けられ
たスタートボタンを押すと、くさび形発熱体１４はサー
ボ装置の作用により、溶接位置に前進し、かつ、必要な
値に調節された溶接圧力の発生が行なわれ、続いて駆動
モータ１５及び１８を始動することにより重ね合わせた
ウェブの縁端の溶接が自動的に開始される。溶接操作の
終了後には、ストップボタンを押し、モータ１５及び１
８及びくさび形発熱体１４の前進を停止し、くさび形発
熱体１４は第３図に示す後退した初期位置に戻される。
このとき無駄に消費されるエネルギーを節約するため
に、くさび形発熱体１４の温度の低下が行なわれる。
エネルギー供給部に格納される蓄電池は、長さ３０ない
し７０ｍの２つの溶接シームのために十分なエネルギー
が蓄積されるように設計することが必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の装置の側面図、第２図は第１図左側
から見た装置の図、第３図は第１図の装置の平面図、第
４図はくさび形発熱体の調整装置の斜視図、第５図は移
動可能に支承された溶接ローラの調整装置の斜視図、第
６図は調整装置の別の実施態様の図を示す。 １…本体、３…車輪，ローラ、４…車輪，ローラ、５…
車輪，ローラ、６…軸、７…レバー、８…溶接ローラ，
ローラ、９…溶接ローラ，ローラ、１２…回転軸、１３
…回転軸、１４…くさび形発熱体、１５…駆動モータ、
１８…駆動モータ、２２…アーム、２３…圧力センサ、
２４…ストップ、３３…支持体、３４…案内、３９…サ
ーボモータ、４１…案内，案内棒、４２…案内，穴、４
３…圧力センサ、５０…アーム、５３…ストップ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁側が重なり合ったプラスチックウェブ
    の溶接装置であつて、 １）溶接ローラ(8,9)の間のギャップに差し向けたくさ
    び形発熱体(14)を備え、装置の本体(1)に固定した案内
    (34)に移動可能に取付けた支持体(33)にくさび形発熱体
    (14)が配設され、一方の溶接ローラ(8)は本体(1)に、他
    方の溶接ローラ(9)は溶接ローラ(8,9)の回転軸(12,13)
    と平行に配置された軸線(6)を中心に旋回するように本
    体(1)に支えたレバー(7)に支承され、本体(1)及び旋回
    可能に支えられたレバー(7)に車輪又はローラ(3,4,5)が
    設けてあり、これによって装置が移動可能に形成され、
    かつ各溶接ローラ(8,9)が駆動モータ(15,18)に連結され
    ているプラスチックウェブの溶接装置に於て、 一方の溶接ローラ(9)を担持するレバー(7)がこのレバー
    にほぼ垂直のアーム(22,50)と連結され、アーム22の自
    由端と調整可能なストップ(24,53)との間に圧力センサ
    (23)が配設され、くさび形発熱体(14)が案内(41,42)上
    にあつて支持体(33)に対してサーボモータ(39)により移
    動し得るように構成され、くさび形発熱体(14)と支持体
    (33)の向き合う面との間に圧力センサ(43)が配設されて
    いることを特徴とする装置。 ２）アームが棒ばね(22)として形成されていること、を
    特徴とする請求項１に記載の装置。 ３）サーボモータ(51)と伝動装置(52)を用いることによ
    りストップ(53)を調整することができること、を特徴と
    する請求項１又は２に記載の装置。 ４）ストップが、本体(1)と連結されたブロック(25)に
    ねじ込まれた調整ねじ(24)であること、を特徴とする請
    求項１ないし３のいずれか１に記載の装置。 ５）意図せぬねじりを止めナツトで防止された調整ねじ
    (24)がねじ込まれたブロック(25)は、本体(1)に於て、
    調整ねじ(24)に垂直の軸線(27)を中心に旋回可能であ
    り、ブロック(25)が張り出し部(28)を有し、この張り出
    し部は本体(1)又はこれに連接した支持体(26)に支えら
    れるトグルレバー機構(29)と連結され、トグルレバー機
    構(29)が好ましくは操作ハンドル(31)を有することを特
    徴とする請求項４に記載の装置。 ６）溶接ローラ(8,9)のための２個の駆動モータ(15,18)
    が、回転数測定器(20,21)を有すること、を特徴とする
    請求項１ないし５のいずれか１に記載の装置。 ７）くさび形発熱体(14)の好ましくは折れ曲がった構造
    の支持体(33)は、本体(1)に支持されたガイドプーリ(3
    7,38)に張設したエンドレスの搬送部材(36)例えば歯形
    ベルトの片側と連結され、サーボモータ(39)がガイドプ
    ーリ(37,38)の内の一方(38)に連結されていること、を
    特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載の装
    置。 ８）サーボモータ(39)はエンドレス搬送部材(36)のため
    のガイドプーリ(37,38)の一方(38)にマイタギヤ(40)を
    介して連結されていること、を特徴とする請求項７に記
    載の装置。 ９）くさび形発熱体(14)は、発熱体(14)の支持体(33)の
    穴(42)に通した棒(41)に固定されていること、を特徴と
    する請求項１ないし８のいずれか１に記載の装置。 １０）発熱体(14)の支持体(33)は、装置の本体(1)に固
    定した案内棒(34)に移動自在に取付けられていること、
    を特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の装
    置。
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