Schweissmaschine zum Bearbeiten eines bahnförmigen Materials
Zweck der Erfindung ist es, eine Schweissmaschine zum Bearbeiten eines bahnförmigen Materials, welche einen über die ganze Breite der Materialbahn reichenden Amboss und einen ebenfalls über die ganze Breite der Materialbahn reichenden Bearbeitungskopf sowie eine Betätigungsvorrichtung zum periodischen Zusammen bringen des Ambosses und des Bearbeitungskopfes aufweist, wobei der Bearbeitungskopf mindestens eine über die ganze Breite der Materialbahn reichende Schweissschiene sowie eine Vorrichtung zum Zuführen einer Schutzfolie zur Schweissfläche der Schweissschiene, welche eine direkte Berührung der Schweissschiene mit der Materialbahn verhindert, besitzt, dahingehend zu verbessern, dass sie ein genaueres Arbeiten ermöglicht.
Dies wird bei der genannten Schweissmaschine dadurch erreicht, dass die Schutzfolienzufuhrvorrichtung auf einer Seite der Schweissschiene eine Vorratsvorrichtung mit einer über die ganze Länge der Schweissschiene und parallel zu dieser angeordneten Spule und auf der anderen Seite der Schweissschiene eine Spannvorrichtung aufweist, welche die von der Spule über die Schweissfläche zur Spannvorrichtung geführte Schutzfolie gleichmässig gespannt hält, wobei der Spule eine Stützvorrichtung zugeordnet ist, welche die Spule über ihre gesamte Länge mindestens abschnittsweise unterstützt, indem von unten her Stützflächen an der auf der Spule aufgewickelten Schutzfolie angreifen.
Die vorliegende Schweissmaschine ist vorzugsweise zum Bearbeiten von Kunststoffolien geeignet. Mit Hilfe der neuen Schweissmjaschme können hirisichtlich Festigkeit und Gleichmässigkeit von Schweissungen, geringer Abstand von Schweissungen zueinander, sowie hinsichtlich anderer Veränderungen der Materialbahn, wie Perforationen, höhere Genauigkeit von Perforationslöchern usw., verbesserte Erzeugnisse als Materialbahnen hergestellt werden.
Der Bearbeitungskopf der Schweissmaschine kann als Universalgerät aii & eNldet sein und neben dem Schweissen andere Bearbeitungen der Bahn, wie Perforieren oder Schneiden ermöglichen. Ferner können mit ihm einfache oder mehrfache Schweissungen über die ganze Breite einer Bahn durchgeführt werden.
Ferner ist es möglich, die Schweissmaschine so auszubilden, dass sie hinsichtlich Kompaktheit, Einfachheit, Dauerhaftigkeit, geringem Gewicht, niedriger Kosten und der Fähigkeit zur Herstellung verbesserter Produkte besser ist als bekannte Maschinen.
Bei der Schlutzfolienzufuhrvorrichtung kann die Schutzfolie besser zwischen Schweisselement und Bahn in Stellung gebracht werden, wodurch sich bessere Schweissungen erzielen lassen.
Zweckmässigerweise ist die Schutzfolienzufuhrvorrichtung so ausgebildet, dass die Schutzfolie sich an der Schweissfläche einfach kontinuierlich erneuern lässt.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schweissmaschine werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben; dabei zeigen:
Fig. 1 den Bearbeitungskopf mit Antrieb und Amboss einer Schweissmaschine in Seitenansicht und teilweise aufgebrochen,
Fig. 2 die Teile der SchwedSmlaschine nach Fig. 1 in Ansicht von vorne und teilweise geschnitten,
Fig. 3 den Bearbeitungskopf mit Amboss im Querschnitt 3-3 der Fig. 2 und
Fig. 4 die an der Spule auftretenden Kräfte.
Gemäss den Zeichnungen erstreckt sich ein Bearbeitungskopf 20 über die gesamte Breite einer Bahn 22, beispielsweise einer laufenden Bahn eines aus zwei Schichten bestehenden Kunststoffilms. Eine nicht eingezeichnete Verweileinrichtung, wie z. B. der in der USA-Patentschrift Nr. 3 322 604 beschriebene Pendelmechanismus bringt die Bahn periodisch zum Stillstand. Synchron mit diesem Mechanismus senkt ein Kopfantrieb den Bearbeitungskopf gegen einen Ambossmechanismus 26 und hebt ihn nach Bearbeitung der Bahn wieder in seine Ausgangsstellung an.
Wie aus den Zeichnungen zu ersehen, kann der Bearbeitungskopf auf Seitenwangen 30 um eine ortsfeste Achse 28 schwenken, wobei die Wangen 30 durch Stossstangen 32 und Antriebskurbeln 24 gehoben und gesenkt werden. Die Antriebskurbeln 24 an den beiden Seiten der Maschine können durch eine nicht eingezeichnete Kippwelle verbunden werden, die von einem Hydraulikzylinder und einem Winkelhebel (nicht eingezeichnet) in eine Schwingbewegung versetzt wird.
In einer in Längsrichtung der Bahn 22 etwas grö sseren Entfernung zur Achse 28 befindet sich ein Querträger 34, der mit den Wangen 30 verbunden ist und auf welchem die verschiedenen Elemente des Kopfes montiert sind.
Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, besteht der Querträger 34 aus einem U-Profil 36, an dessen Unterseite beispielsweise durch Schweissung ein Paar zusammenstehender L-Profile 38 befestigt ist, und zwar je eines an den unteren Ecken des U-Profiles.
In Abständen über die Länge des Querträgers 34 verteilt ist eine Anzahl von Hängeböcken 40 an die L-Profile 38 angeschraubt. Die Böcke 40 erstrecken sich abwärts und tragen an ihren unteren Enden zwei Schweissschienen 42 und 44, die an den Böcken angeschraubt sind. Jede Schweissschiene besitzt eine untere Schweissfläche 46 bzw. 48, wobei diese Flächen knapp nebeneinanderliegen, und die Schienen weisen einander zugekehrte schräge Innenflächen 50 bzw. 52 auf, die von der zu bearbeitenden Bahn weg divergieren und die jeweils mit der Vertikalen einen Winkel A einschlie ssen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Schweissschienen gleich ausgebildet, wobei der Einfachheit halber in Anlehnung an Fig. 3 die eine als linke und die andere als rechte Schiene bezeichnet ist. Nachfolgend wird nur auf die rechte Schiene 44 Bezug genommen. Jede Schiene besteht aus zwei lang- gestreckten Leisten 54, 56. Die innere Leiste 56 ist (mittels Schrauben 55) vorzugsweise an die äussere Leiste 54 angeschraubt. Die Leiste 54 ist (mittels Schrauben 57) ihrerseits an den unteren Teil des Hängebockes 40 angeschraubt. Zwischen den beiden Leisten befindet sich in einer geeigneten Ausnehmung eine elektrische Heizröhre 58 aus gebräuchlichem Material.
Die beiden Leisten bestehen vorzugsweise aus Material mit dem gleichen Ausdehnungskoeffizienten, wobei zumindest jene Leiste, welche die Schweissfläche 46 bildet (bei dieser Ausführungsform die innere Leiste 56), aus einem wärmeleitenden Material besteht; vorzugsweise bestehen beide Leisten aus Aluminium.
Die in Abständen angeordneten Hängeböcke 40, die beispielsweise aus Gusseisen bestehen können, sind mit der Schweissschiene starr verbunden und erfahren daher bei Ausdehnung oder Zusammenziehung der Schweissschiene in Längsrichtung eine Verschiebung.
Gemäss Fig. 2 und 3 ist der obere Teil jedes Bockes 40 mittels in den Träger geschraubter Ansatzschrauben 60 am Hauptträger 34 befestigt. Jede Schraube erstreckt sich von ihrem Gewindeanschluss im Träger durch einen Schlitz 62 im oberen Flansch 64 des Bockes 40 abwärts, wobei dieser Schlitz ein Langschlitz in Längsrichtung der Schweissschiene 44 ist.
Jede Schraube 60 endet in einem Schulterkopf 60a.
Zwischen dem Kopf 60a der Schraube 60 und dem Flansch 64 des Bockes befinden sich Federelemente, beispielsweise eine Anzahl von Scheibenfedern 66 (Belleville-Scheiben), deren äussere konische Flächen abwechselnd aufwärts und abwärts weisen. Auf diese Weise ist jeder Bock so am Träger befestigt, dass er sich in Längsrichtung der Schweissschiene verschieben kann, wenn sich letztere in ihrer Längsrichtung ausdehnt, so dass eine seitliche Verwerfung der Schiene vermieden wird. Diese Böcke, die längs der Schweissschiene in Abständen von beispielsweise 250 mm angeordnet sein können, bilden eine stabile vertikale Stütze für die Schweissschiene und stellen sicher, dass die Schweissfläche der Schweissschiene in einer horizontalen Ebene gehalten wird, wenn auch etwas federnd.
Aus Fig. 3 geht hervor, dass die Innenseiten 68 der Böcke 40 von den schrägen Innenflächen 50,52 der Schweissschienen nach aussen abgesetzt sind und sich nach aussen und oben erweitern, wodurch Platz für zwei Schutzfolien 70 geschaffen wird, die z. B. aus einem Glasfaserstoff bestehen, welcher mit einem Fluorkohlenstoff-Kunststoff, wie z. B. Teflon von Dupont beschichtet bzw. imprägniert ist. Diese Schutzfolien verlaufen unter den entsprechenden Schweissflächen 46, 48 der Schweissschienen, und sodann längs den schrägen Innenflächen 50,52 zu inneren Spulen 72; die Folie kann im Betrieb von ihrer Spule jeweils allmählich abgezogen oder auf sie aufgewickelt werden, wie weiter unten erläutert wird.
Die beiden inneren Spulen 72 für die beiden Schweissschienen sind in dem von den Innenkanten 68 der Böcke freigelassenen Raum angeordnet.
Als Stütze für die innere Spule 72 ist eine abwärts und parallel zu den Schweissschienen 42, 44 verlaufende Mittelschiene 74 am Hauptträger 34 befestigt. Jede dieser Spulen 72 besteht vorteilhafterweise aus einem dünnen Stab (Fig. 2 und 3), der sich in Längsrichtung über die gesamte Breite der Bahn erstreckt. Beispielsweise lässt sich eine Stange aus Aluminium-Volldraht von 15,9 mm Durchmesser und mehr als 1800 mm Länge verwenden. Jede Stange ist zumindest in Abständen an einer Vielzahl von Stellen unterstützt, vorzugsweise im wesentlichen kontinuierlich über ihre ganze Länge durch Berührung mit der Oberfläche der Schutzfolie. Die Abstützung könnte zwar durch eine ortsfeste Leiste erfolgen, doch werden vorzugsweise eine Anzahl von Rollen 76 Stirnseite an Stirnseite unmittelbar unter jeder inneren Spule 72 angeordnet.
Diese Rollen laufen an ihren Enden in Stehlagern 78, die ihrerseits auf der herabhängenden Mittelschiene 74 montiert sind. Bei der rechten Spule beispielsweise ist die Richtung der Zugspannung P (Fig. 4) der Schutzfolie 70 von der Spule weg vorzugsweise unter einem Winkel Y zur Mittellinie 72'-76' der Spule 72 und der Stützrolle 76 geneigt. Wie dargestellt. ist der Durchmesser Dr der Stützrolle 76 vorzugsweise kleiner als der Durchmesser Db der Spule, und die Achse 76' der Rolle 76 ist mit Bezug auf eine durch die Achse 72' der Spule 72 gelegte Vertikale nach aussen versetzt. Die Spule 72 liegt daher an einer einwärts geneigten Stelle der Rolle 76 auf, wogegen die Tangente an die Rolle 76 und die Spule 72, die der Richtung des Zuges P entspricht, einwärts und abwärts verläuft.
Die Spule 72 ruht in der inneren Gabelung C, die von der Seite der Mittelschiene 74 und der Reihe von Rollen 76 gebildet wird: die Spule wird durch die Zugkraft P dorthin gedrückt. (Ausserdem tritt am Ende der Spule 72 eine Torsions-Kraft auf, ob nun die Folie auf- oder abgewickelt wird.) Obgleich die Spule lose in der Gabelung liegen kann, bleibt die Spule sowohl beim Abwickeln als auch beim Aufwickeln an Ort und
Stelle.
Aus dem Kraftdiagramm Fig. 4 geht hervor, dass im Falle des Abziehens der Folie von der Spule 72 der Vektor P der Abziehkraft eine horizontale Kom ponente Ph besitzt, die die innere Spule 72 zur Gabelung C hin drückt. Wegen des geringen Reibungsbeiwertes der Schutzfolie hat letztere nur eine geringe Tendenz, auf ihrer Unterlage (in diesem Falle auf der Rolle 76) zu haften und aus der Gabelung hinauszurollen. Diese Tendenz kann durch die entgegenwirkende Abzieh-Kraftkomponente Ph in Zusammenhang mit dem auf das Ende der Spule aufgebrachten, im Gegenuhrzeigersinn wirkenden Bremsmoment T mehr als ausgeschaltet werden.
Ausser der Auflagerkraft Sv und der seitlichen Reaktionskraft Sh durch die Stützrolle wirkt dem Überschuss der horizontalen Komponente der Abziehkraft P1, daher eine Reaktionskraft Rh entgegen, die von der Seitenfläche 74' der Mittelschiene 74 geliefert wird, gegen die die Spule gedrückt wird. Ausserdem erfährt die Spule durch die Seitenfläche der Mittelschiene 74 eine wenn auch geringe Reibungs-Bremskraft Rv.
Auf ihrem Weg von der Spule 72 zur Schweissfläche 48 der Schweissschiene berührt die Schutzfolie bei E die Stützrollen 76. Diese Berührung erteilt zwar den Rollen 76 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn, das die Tendenz hätte, die Spule 72 aus der Gabelung herauszuführen, doch ist dieses Moment wegen der kleinen Radialkomponente der Zugspannung P mit Bezug auf die Rolle gering und wird daher auf Grund der Richtung des Zuges P, der die Spule 72 in der Gabelung C zu halten bestrebt ist, mehr als ausgeglichen.
Man erkennt daher, dass die Spule beim Abwickeln an Ort und Stelle bleibt, obwohl sie nur in einer Gabelung ruht.
Im Falle des Aufwickelns wirkt das am Ende der Spule aufgebrachte Moment T ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn und reicht aus, um die Spule im Gegenuhrzeigersinn in die Gabelung C zu drehen, so dass die Spule auch in diesem Fall an Ort und Stelle bleibt.
Bis jetzt wurden nur der innere Abschnitt der Schutzfolie und dessen Mechanismus beschrieben. Der äussere Abschnitt der Schutzfolie 70 für jede Schweissschiene gleitet jenseits der entsprechenden Schweissfläche 46, 48 über die Aussenseite der Schweissschiene und sodann auswärts und aufwärts zur äusseren Spule 80, die so wie die innere Spule 72 aufgebaut sein kann und in gleicher Weise von Rollen 82 und seitlichen Stützflächen 38' gestützt wird, wobei die Folie zwischen Spule und Rolle einen Weg nimmt, der zum entsprechenden Weg für die innere Spule parallel ist.
Im normalen Betrieb bleiben die Spulen zwar an Ort und Stelle, doch ist es manchmal wünschenswert, bei den äusseren Spulen 80 abnehmbare Halter 83 am Querträger zu montieren, deren abwärts verlaufender Abschnitt 84 auch im Falle starker Stösse ein Ausbrechen der Spulen 80 verhindert.
Für die inneren Spulen 72 erfüllen die Hängeböcke 40 die gleiche Aufgabe, wobei sich die Spulen 72 durch Längsbewegung durch den zwischen den Böcken 40 und der Mittelschiene 74 gebildeten Spalt S einsetzen und herausnehmen lassen.
An einem Ende werden die Spulen vom Schaltmechanismus festgehalten. Am anderen Ende kann auf der entsprechenden Seitenwange ein Kniehebelmechanismus montiert werden, der eine Spule jedes Paares berührt und daher Axiallbewelgungen jedes Paares verhindert.
Die Spulen sind mit einem Transportmechanismus (Fig. 1 und 2) versehen, der sich als Ganzes zusammen mit den Spulen und den Schweissschienen hin und her bewegt, wenn die Bahn verschweisst werden soll.
Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist, wie schon weiter oben erwähnt, eine Einrichtung zum allmählichen automatischen Weiterschalten der Schutzfolie unter den Schweissschienen vorhanden. Die Spulen 80, 72 sind an einem Ende mit je einem Zahnrad 80g bzw. 72g versehen, das sich an der Aussenseite der Seitenwange 30 befindet und jeweils mittels einer Kuppelstange 84 an die Spulen angeschlossen ist.
Die Kuppelstangen lassen sich abnehmen, wenn die Spulen und die darauf befindliche Schutzfolie 70 ausgetauscht werden sollen.
Die Zahnräder 80g und 72g sind so auf einer der Seitenwangen 30 gelagert, dass sie mit Antriebszahnrädern in Eingriff treten können. Auf einem Arm 90, der zwei Stellungen einnehmen kann, ist ein Hauptritzel 88 montiert. In der in vollen Linien gezeichneten Stellung greift das Ritzel 88 in das linke Zahnrad 72g ein, und ein ebenfalls am Arm 90 gelagertes, mit einem Ritzel 88 dauernd in Eingriff stehendes Zwischenrad 92 greift in das rechte Zahnrad 72g ein, so dass beide inneren Spulen 72 vom Ritzel 88 angetrieben werden. Letzteres wird durch einen Schaltriemen 94, eine Riemenscheibe 96 und einen Schaltmechanismus in Drehung versetzt.
Wenn das Zahnrad 72g die innere Spule 72 antreibt und dadurch die Schutzfolie 70 aufgewickelt wird, so entsteht an der äusseren Spule 80 durch die an der Auflagerfläche der Spule auftretende Schleppwirkung ein Bremsmoment; ein solches entsteht auch am Ende der Spule.
Trotz der geringen Grösse der Spulen und dem kleinen Raum, den die ganze Innenkonstruktion einnimmt, biegen sich die Spulen oder die Stützrollen praktisch nicht durch, so dass durch den von den Spulen 72 ausgeübten Zug und der Bremswirkung der Spulen 80 über die ganze Länge der Schweissschiene ein gleichmässiger Zug aufrechterhalten wird. Die Schutzfolie wird daher unter einer nicht unbeträchtlichen Zugspannung gehalten und schmiegt sich eng um die Schweissfläche 46 bzw. 48 in deren ganzer Länge, wodurch sich in der Folie keine Runzeln oder Knicke bilden können. Der Wärmeübergang von der Schweissschiene durch die Folie in die zu verschweissende Bahn ist daher über die ganze Länge der Schweissschiene gleichmässig. Ausserdem wird die Bahn von einer vollständig ebenen Fläche berührt (aufgrund der weiter oben beschriebenen Konstruktion biegen sich die Schweissschienen nicht durch).
Es wird daher eine sehr gleichmässige und gerade Schweissung ermöglicht sowie zwei solcher Schweissungen sehr nahe beieinander zu setzen, falls erforderlich.
Das Bremsmoment lässt sich am Ende der Vorratsspule zwar auf verschiedene Weise aufbringen, doch ist es vorteilhaft, das Bremsmoment durch den An triebsmechanismus selbst erzeugen zu lassen. In Fig. 2 ist dargestellt, dass das Zahnrad 80g mittels eines Keiles oder einer ähnlichen axial verschiebbaren Verbindung auf einer Welle 100 montiert ist. Letztere erstreckt sich durch eine Lageröffnung 102 in der Wange 30 zu einer Schulter an der gegenüberliegenden Seite der Wange 30. Das Zahnrad 80g wird durch eine Anzahl von abwechselnd orientierten schalenförmigen Scheibenfedern 106, einer Kappe 108 und einer am Ende der Welle 100 aufgeschraubten Verstellmutter 110 gegen die Wange 30 gedrückt.
Zwischen dem rotierenden Zahnrad 80g und der relativ ídiazu still- stehenden Wange 30 befindet sich eine Messingscheibe 81, die Bremsflächen für die Seite des Zahnrades und die andere Seite der Wange 30 bildet. Zieht man die Mutter 110 an, so erhöht sich die von den Federn 106 auf die Bremsflächen aufgebrachte Axialkraft und das Bremsmoment wird grösser. Wenn das Zahnrad 80g nicht angetrieben ist, dient der Mechanismus, auf welchem das Zahnrad 80g montiert ist, während des Abziehens von Schutzfolie von der äusseren Spule 80 daher als Bremse.
Zwecks Weiterschaltung wird die Riemenscheibe 96, die den Schaltriemen 94 und dadurch die Zahnräder der Spulen antreibt, ihrerseits von einer Gabel 202, die als Kulisse wirkt, einer Kulissenrolle 204, die auf einer feststehenden Achse montiert und von der Gabel umfasst wird, und einem Gesperrmechanismus angetrieben. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzt letzterer eine linke bzw. eine rechte Richtungskupplung 210, 212, wie z. B. von der Formsprag Company in Warren, Michigan, USA, hergestellt. Gemäss Fig. 1 und 2 dient die Welle 206, auf welcher die Riemenscheibe 96 montiert ist, als innere Laufbahn und erstreckt sich durch die äussere Laufbahn beider Kupplungen 210, 212 hindurch.
Die Gabel ist an der äusseren Laufbahn der linken Kupplung 210 befestigt; bewegt sich daher der Kopfmechanismus in einer Richtung, so wird die Gabel von der Rolle 204 gedreht und treibt die Riemenscheibe 96 an; in der anderen Richtung rutscht die linke Kupplung und die rechte Kupplung 212 stellt die Welle 206 fest, da die äussere Laufbahn der Kupplung 212 am Gehäuse 216 befestigt ist.
Es ist eine Einrichtung vorhanden, mit der sich die Schrittlänge der Schutzfolie 70 verändern lässt, um die sie bei jedem Arbeitsspiel des Kopfes bewegt wird, da sich die erforderliche Schrittlänge in Abhängigkeit von Faktoren, wie z. B. Schweissdruck und -temperatur, ändert.
Zu diesem Zweck ist die Kulissenrolle 204 auf einem Winkelhebel 250 montiert, der um eine feststehende Achse 252 schwenken kann. Der zweite Arm 254 des Winkelhebels ist an das Ende einer Verstellstange 256 angelenkt, die sich von einer feststehenden Basis 258 weg erstreckt. Dreht man den Knopf 260, so hebt oder senkt sich der Arm 254, der seinerseits die radiale Stellung der Kulissenrolle 204 innerhalb der Gabel 202 verändert, wodurch sich die Länge des Hubes einstellen lässt.
Die Zahnräder 72g für die inneren Spulen 72 werden an den Wangen 30 vorzugsweise in der gleichen Weise montiert, wie für die Zahnräder 80g oben beschrieben wurde. Wird daher der Arm 90 (Fig. 1) in die gestrichelt gezeichnete Stellung gerückt, wodurch die Zahnräder 92 und 72g ausser Eingriff kommen, so bringen die entsprechenden Bremsflächen auf die inneren Spulen 72 ein Bremsmoment auf. In der gestrichelt gezeichneten Stellung treibt das Ritzel 88 das Zahnrad 80g der linken ausseren Spule über Zwischenräder 89 und 91 an. Das Zahnrad der rechten Spule wird vom Zahnrad 92 auf gleiche Weise angetrieben. In diesem Zustand wird die Schutzfolie von den inneren Spulen 72 abgezogen und auf die äusseren Spulen 80 aufgewickelt. wobei gleichmässige Spannung und die anderen, oben beschriebenen Vorteile vorhanden sind.
Es sind natürlich zahlreiche Varianten der bevorzugten Ausführungsform möglich. Um nur einige zu envähnen: ist kein Transport in beiden Richtungen erforderlich, so braucht man nur für ein Spulenpaar einen Bremsmechanismus vorsehen und dann das Ritzel in dauerndem Eingriff mit der äusseren Spule des Paares belassen. Bei einer anderen Anordnung kann man alle Zahnräder weglassen und an den Enden der entsprechenden Wellen, z. B. an Stelle der Zahnräder 72g, mit Hand zu betätigende Aufwickelknöpfe montieren.
Durch die neuartige Schweissschiene an sich, den Mechanismus für die Schutzfolie an sich und die Kombination derselben in Form einer einzigen Schweisseinheit ergeben sich zahlreiche Vorteile, wie z. B. verbesserte Qualität der Schweissungen, Einfachheit, Dauerhaftigkeit, geringe Kosten und leichte Wartung.
Durch die Kombination zweier solcher oben beschriebener Schweisseinheiten zwecks Herstellung zweier voneinander verschiedener, aber eng nebeneinanderliegender Schweissungen ergeben sich wesentliche weitere Vorteile. Schliesslich ergibt die Kombination eines Paares solcher Schweisseinheiten mit einer dazwischenliegenden Vorrichtung zur Bearbeitung der Bahn weitere Vorteile, nicht zuletzt durch die Einfachheit und die günstige Form der Schweisseinheiten.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist am unteren Ende 74e der Mittelschiene 74 ein Messer 140 angebracht, das sich zusammen mit der ganzen Kopfkonstrukion bewegt. Die Schneide des Messers tritt in einen Schlitz 142 im Amboss 26 ein und bildet in der Bahn gleichzeitig mit dem Anpressen derselben an den Amboss (obere Flächen 144 der Puffer 143 bei dieser Ausführungsform) durch die Schweissflächen in Abständen auftretende Perforationslöcher.
Es wird daher möglich, die Seitennähte zweier Säcke bzw. Beutel mittels der zwei Schweissflächen 44, 48 zu bilden und gleichzeitig im dazwischenliegenden Stück der Bahn die Abreiss-Perforation anzubringen, wobei dieses Stück sehr kurz sein kann. Im Falle von Seitennähten muss natürlich eine der Längsränder der laufenden Länge einer Bahn doppelter Stärke einen Faltrand bilden und der andere Rand muss offen sein.
Für andere Produkte könnte man beide Ränder schlie ssen.
Der Bearbeitungskopf der bevorzugten Ausführungsform eignet sich auch zur Herstellung von Bodenverschweissungen, wobei entweder die Verschweissung vor der Perforation oder umgekehrt angeordnet ist, je nachdem, welche der beiden Schweissschienen 42 und 44 verwendet und welche entfernt wird. Manche Benutzer benötigen Säcke, die als kontinuierliches Band zusammenhängen und deren offene Enden beim Abreissen von der Rolle zuerst erscheinen, z. B. für eine Rolle von Säcken, die man von oben nach unten über Christbäume ziehen kann. Anderseits wird bei durch Schwerkraft bewirkten Füllvorgängen oft gewünscht, dass zuerst das geschlossene Ende des Sackes kommt.
Die zwischen den Schweissschienen angeordnete Bahnbearbeitungsvorrichtung kann von sehr verschiedener Art sein; sie kann z. B. ein Locher, eine Prägevorrichtung, ein Drucker usw. sein.
Der vorzugsweise vorgesehene Perforierungs- oder Schneidmechanismus ist einfach, billig und dauerhaft und ermöglicht ein rasches Arbeiten. Das Messer 140 ist vorzugsweise in Form relativ kurzer Segmente von beispielsweise 30 cm Länge vorgesehen; eine Anzahl dieser Segmente ist mit ihren Enden aneinanderstossend montiert, so dass sie über die ganze Breite der in der Maschine zu bearbeitenden Bahn reichen. Jedes Segment besteht einfach aus einer vertikal angeordneten Metallplatte von beispielsweise 13 mm Stärke. Das Material dieser Metallplatte ist ein solches, das sich schärfen lässt, z. B. härtbarer Werkzeugstahl oder ein relativ weicher Stahl, der sich verchromen lässt. Die untere Arbeitskante der Platte ist in Form von Sägezähnen 240 ausgebildet, deren Spitzen abwärts weisen.
Die Spitzen können beispielsweise einen Abstand von 9,5 mm zueinander aufweisen und der zwischen den Seiten benachbarter Sägezähne eingeschlossene Winkel kann 600 sein, wie gezeichnet. Im Gebiet der Sägezähne sowie etwas darüber ist die Stärke der Platte reduzert, beispielsweise auf 0,3 mm, z. B. durch Schleifen der Platte über ihre ganze Arbeitslänge auf einer Seite. Die Schneidkante kann sehr scharf sein, und zwar durch Abschrägung auf jeder Seite.
Das Messer ist starr auf einem Flansch 242 montiert, der sich von der Mittelschiene 74 abwärts erstreckt. Dieser Flansch bildet eine vertikale Fläche 244, gegen welche das Messer durch eine Anzahl von in Abständen angeordneten Schrauben 246 gehalten wird.
Auf jeder Seite des Messers befindet sich ein Abstreifer 248, der auch die Aufgabe hat, die Bahn während des Perforierens zu erfassen. Um die Abstreiferschienen zusammenzuspannen, ist auf jeder Seite jedes Perforations-Messersegmentes eine Stirnkerbe 250 vorhanden. Innerhalb dieser Kerbe befindet sich ein Distanzblock 252 von etwas grösserer Dicke als das Perforio rungsmesser 140. Eine Schraube 254 erstreckt sich durch den Distanzblock 252 und spannt die beiden Abstreifersohienen 248 zusammen. Die untere Kante 260 jeder Kerbe im Perforierungsmesser 140 dient als Bodenanschlag für die Abstreiferschienen und bewirkt Aufwärtsbewelgsung derselben, wenn der Kopf gehoben wird. Die Abstreiferschienen werden federnd gegen die Kanten 260 abwärtsgedrückt.
Zu diesem Zweck sind im Perforierungsmesser 140 in Abständen angeordnete Schlitzpaare 262 ausgebildet; in jedem dieser Schlitzpaare ist eine Feder 264 eingeschlossen.
Der Flansch 242, an welchem das Perforierungsmesser 140 montiert ist, hat eine gestrichelt gezeichnete Vertiefung und nimmt daher eine Seite der Feder auf; die andere Seite ist offen. Das obere Ende der Feder liegt am Ende der Mittelschiene 74 an, das untere Ende am oberen Ende der Abstreifschienen.
Im Ruhezustand ragen die unteren Enden der Abstreifschienen hinunter über die Spitzen der Sägezähne 240 des Perforierungsmessers 140 hinaus. Bewegt sich der Kopf hinunter, so erfassen die Abstreiferschienen die Bahn, drücken sie gegen die Oberseite 146 des verstellbaren Ambosses 148 und klemmen die Bahn zwischen diesen Teilen, wobei die Abstreiferschienen mit seitlichem Abstand vom Schlitz 142 angreifen, so dass sie nicht in den Schlitz eintreten, daher keine weitere Abwärtsbewegung ausführen können und somit die Federn 264 zusammendrücken. Die unteren Enden 249 der Abstreiferschienen bestehen vorteilhafterweise aus Gummi, wodurch die Bahn fest, aber ohne Beschädigung erfasst werden kann. Ist die Bahn in dieser Weise erfasst, so zieht sich die Abstreiferschiene bei weiterem Niedersinken des Kopfes relativ zum Messer 140 zurück.
Die Sägezähne des Messers treten daher zwischen den Abstreiferschienen nach unten heraus und in den Schlitz 142 ein, der weiter als die Zähne des Messers ist. Das Mass des Eindringens der Messer in den Spalt und somit die Grösse der Perforationslöcher wird von der Höhe der Oberseite 146 der einstellbaren Schiene 148 relativ zur Anschlagstellung des Kopfes bestimmt.
Durch einfache Einstellung dieser Höhe kann die Grösse der Perforationslöcher von fast nur Stecknadelstärke bis zu beträchtlichen Schlitzen gewählt werden.
Wegen der Sägezahnform des Perforierungsmessers kann die Bahn durch vollständiges Eintreten des Messers in den Schlitz sogar ganz durchschnitten werden, falls gewünscht. Aus diesem Grunde ist diese Perforierungskonstruktion auch in anderem Zusammenhang als in der hier geoffenbarten speziellen bevorzugten Kombination mit anderen Elementen sehr brauchbar.
Die Abwärtsbewegung des Kopfes lässt sich je nach der Art der gewünschten Schweissung in verschiedener Weise begrenzen. Wird eine Verschweissung unter hohem Druck gewünscht, so können beispielsweise die Puffer 143 im Amboss als Anschläge 144 dienen. Erfahren die Schweissschienen daher einen bestimmten Widerstand, so steigt im Falle des bevorzugten Antriebes des Kopfes durch einen Hydraulikzylinder der Hydraulikdruck an. Mittels eines Überdruckventils kann dann die Flüssigkeit abgeleitet werden, so dass der Kopf anhält. Als andere Möglichkeit kann man es so einrichten, dass der Kolben seinen vollen Hub beendet, bevor die Schweissschienen die Puffer auch nur erreichen, falls ein bestimmter Abstand gewünscht wird.
Im Falle des sägeartigen Perforierungsmessers 140 und ähnlicher Vorrichtungen ist es wünschenswert, die Grösse der Löcher der Abreiss-Perforation wählen zu können, da manche Benutzer Säcke wünschen, die sich leicht von Idlor Rolle abreissen lassen, währelnd andere Benutzer Säcke möchten, die man nur mit grösserer Kraft abreissen kann. Hierzu ist vorzugsweise eine spezielle Steuerung der Tiefe der Bewegung der Perforiervorrichtung durch die Bahn vorgesehen, die z. B.
wegen der nach oben auseinanderlaufenden Kanten jedes Zahnes die Länge des vom Zahn gebildeten Schlitzes und daher die Breite des unverletzten Materials zwischen benachbarten Schlitzen bestimmt. Wie bereits erwähnt, treten die Zähne des Perforierungsmessers in einen Schlitz 142 des Ambosses ein. Zweckmässigerweise ist dieser Schlitz in einer vertikal verstellbaren Schiene 148 vorhanden, deren Oberseite 146 von der Bahn berührt wird. Die Grösse der Perforationslöcher wird daher in erster Linie durch die Höhe der Oberseite 146 relativ zur Anschlagstellung der Schweissschienen bestimmt.
Zwecks Vertikaleinstellung der Schiene 148 ist diese in Längsrichtung verschieblich angeordnet und besitzt an ihrer Unterseite eine Anzahl von Schrägfüluun.gen 150, deren Neigung zur Bewegung in Längsrichtung jeweils gleich ist. Eine Anzahl feststehender Anschläge 152 (in diesem Falle Schrauben zur Anfangseinstellung) ragen aus dem feststehenden Ambossrahmen 162 nach oben, so dass bei einer Bewegung der Schiene 148 in Längsrichtung nach rechts (Fig. 2) die Schrägführungen 150 an den Anschlägen 152 hinauflaufen und daher die mit der Bahn in Berührung kommenden Flächen 146 der Schiene relativ zu den Puffern 140 oder einem anderen Anschlag für den Kopf heben, um die Eindringtiefe der Perforierungszähne in die Bahn zu vergrössern.
Bei dieser konkreten Ausführungsform lässt sich eine Druckschraube 164, die in einem fesstehenden Rahmen 168 der Maschine eingeschraubt ist, mittels eines Knopfes 170 drehen. Das Ende der Schraube 164 berührt die Schiene 148 und drückt sie nach rechts. Will man die Schiene nach links bewegen und senken, so kann man die Schraube 164 zurückdrehen; das Gewicht der Schiene 148 oder die Wirkung des Kopfes lässt dann die Schiene nach links die Schrägflächen 150 hinuntergleiten.
Stellt man die Schiene 148 genügend hoch ein, so bringen die gezahnten Perforierungsmesser 140 durchlaufende Schnitte an und durchtrennen die Bahn vollständig, falls dies gewünscht wird.
Die Einstellung der Grösse der Perforationslöcher kann auch durch die Puffer 143 des Ambosses oder durch die Halterung der Perforierungsmesser am Kopf relativ zu den anderen Kopfelementen erfolgen, da auch auf diese Weise die Eindringtiefe relativ zur Anschlagstellung eingestellt werden kann. Ausserdem könnte eine solche Einstellung durch Schrägflächen ähnlich wie bei der Schiene 148 erfolgen.
Welding machine for processing a web-shaped material
The purpose of the invention is to provide a welding machine for processing a web-shaped material, which has an anvil extending over the entire width of the material web and a processing head also extending over the entire width of the material web, as well as an actuating device for periodically bringing the anvil and the processing head together, wherein the processing head has at least one welding bar extending over the entire width of the material web as well as a device for feeding a protective film to the welding surface of the welding bar, which prevents direct contact of the welding bar with the material web, to the effect that it enables more precise work.
In the case of the welding machine mentioned, this is achieved in that the protective film feed device has a storage device on one side of the welding bar with a spool arranged over the entire length of the welding bar and parallel to it, and on the other side of the welding bar a tensioning device which extends over the length of the welding bar keeps the welding surface to the tensioning device evenly tensioned, the coil being assigned a support device which supports the coil at least in sections over its entire length by engaging support surfaces from below on the protective film wound on the coil.
The present welding machine is preferably suitable for processing plastic films. With the help of the new welding machine, the strength and evenness of welds, small distances between welds and other changes in the material web, such as perforations, higher accuracy of perforation holes, etc., improved products can be produced as material webs.
The processing head of the welding machine can be aii & eNldet as a universal device and, in addition to welding, enable other processing of the path, such as perforating or cutting. It can also be used to carry out single or multiple welds over the entire width of a web.
Further, it is possible to design the welding machine to be better than known machines in terms of compactness, simplicity, durability, light weight, low cost and the ability to manufacture improved products.
In the case of the protective film feed device, the protective film can be better positioned between the welding element and the web, as a result of which better welds can be achieved.
The protective film feed device is expediently designed in such a way that the protective film can easily be continuously renewed on the welding surface.
Embodiments of the welding machine according to the invention are described in more detail below with reference to the drawing; show:
1 shows the processing head with drive and anvil of a welding machine in a side view and partially broken away,
FIG. 2 shows the parts of the Swedish machine according to FIG. 1 in a view from the front and partially in section,
3 shows the machining head with anvil in cross section 3-3 of FIGS. 2 and
4 shows the forces occurring on the coil.
According to the drawings, a processing head 20 extends over the entire width of a web 22, for example a running web of a plastic film consisting of two layers. A dwell device, not shown, such as B. the shuttle mechanism described in U.S. Patent No. 3,322,604 periodically brings the web to a standstill. Synchronously with this mechanism, a head drive lowers the processing head against an anvil mechanism 26 and lifts it back into its starting position after processing the web.
As can be seen from the drawings, the machining head can pivot on side cheeks 30 about a fixed axis 28, the cheeks 30 being raised and lowered by push rods 32 and drive cranks 24. The drive cranks 24 on the two sides of the machine can be connected by a tilting shaft, not shown, which is set in an oscillating movement by a hydraulic cylinder and an angle lever (not shown).
At a somewhat greater distance in the longitudinal direction of the track 22 from the axis 28 is a cross member 34 which is connected to the cheeks 30 and on which the various elements of the head are mounted.
As can be seen in particular from FIG. 3, the cross member 34 consists of a U-profile 36, on the underside of which a pair of L-profiles 38 standing together is fastened, for example by welding, one each at the lower corners of the U-profile.
A number of suspension brackets 40 are screwed to the L-profiles 38 at intervals over the length of the cross member 34. The brackets 40 extend downwards and at their lower ends have two welding bars 42 and 44 which are screwed onto the brackets. Each welding bar has a lower welding surface 46 or 48, these surfaces lying just next to each other, and the rails have inclined inner surfaces 50 and 52 facing each other, which diverge away from the path to be processed and which each enclose an angle A with the vertical .
In the preferred embodiment, the two welding bars are designed identically, with one being referred to as the left bar and the other as the right bar for the sake of simplicity based on FIG. 3. Only the right rail 44 is referred to below. Each rail consists of two elongated strips 54, 56. The inner strip 56 is preferably screwed onto the outer strip 54 (by means of screws 55). The bar 54 is in turn screwed (by means of screws 57) to the lower part of the hanging bracket 40. An electric heating tube 58 made of conventional material is located in a suitable recess between the two strips.
The two strips are preferably made of material with the same coefficient of expansion, at least that strip which forms the welding surface 46 (in this embodiment the inner strip 56) consists of a thermally conductive material; both strips are preferably made of aluminum.
The spaced-apart suspension brackets 40, which can be made of cast iron, for example, are rigidly connected to the welding bar and therefore experience a displacement in the longitudinal direction when the welding bar is expanded or contracted.
According to FIGS. 2 and 3, the upper part of each bracket 40 is fastened to the main carrier 34 by means of shoulder screws 60 screwed into the carrier. Each screw extends downward from its threaded connection in the carrier through a slot 62 in the upper flange 64 of the bracket 40, this slot being an elongated slot in the longitudinal direction of the welding bar 44.
Each screw 60 ends in a shoulder head 60a.
Between the head 60a of the screw 60 and the flange 64 of the bracket there are spring elements, for example a number of disc springs 66 (Belleville washers), the outer conical surfaces of which point alternately upwards and downwards. In this way, each bracket is attached to the carrier in such a way that it can move in the longitudinal direction of the welding bar when the latter expands in its longitudinal direction, so that a lateral warping of the bar is avoided. These brackets, which can be arranged along the welding bar at intervals of 250 mm, for example, form a stable vertical support for the welding bar and ensure that the welding surface of the welding bar is kept in a horizontal plane, albeit somewhat resiliently.
From Fig. 3 it can be seen that the inner sides 68 of the brackets 40 are separated from the inclined inner surfaces 50, 52 of the welding bars to the outside and expand outwards and upwards, whereby space for two protective films 70 is created, which z. B. consist of a fiberglass, which with a fluorocarbon plastic, such as. B. Teflon from Dupont is coated or impregnated. These protective films run under the corresponding welding surfaces 46, 48 of the welding bars, and then along the inclined inner surfaces 50, 52 to form inner coils 72; the film can be gradually pulled off its reel or wound onto it during operation, as will be explained further below.
The two inner coils 72 for the two welding bars are arranged in the space left free by the inner edges 68 of the brackets.
As a support for the inner coil 72, a middle rail 74 running downwards and parallel to the welding rails 42, 44 is attached to the main support 34. Each of these coils 72 advantageously consists of a thin rod (FIGS. 2 and 3) which extends in the longitudinal direction over the entire width of the web. For example, a rod made of solid aluminum wire 15.9 mm in diameter and more than 1800 mm in length can be used. Each rod is supported at least at intervals in a plurality of locations, preferably substantially continuously over its entire length by contact with the surface of the protective film. The support could indeed be provided by a stationary bar, but a number of rollers 76 are preferably arranged face to face directly under each inner coil 72.
These rollers run at their ends in pillow blocks 78, which in turn are mounted on the hanging center rail 74. In the case of the right spool, for example, the direction of the tension P (FIG. 4) of the protective film 70 is inclined away from the spool, preferably at an angle Y to the center line 72'-76 'of the spool 72 and the support roller 76. As shown. For example, the diameter Dr of the support roller 76 is preferably smaller than the diameter Db of the spool, and the axis 76 'of the roller 76 is offset outward with respect to a vertical laid by the axis 72' of the spool 72. The spool 72 therefore rests on an inwardly inclined position of the roller 76, whereas the tangent to the roller 76 and the spool 72, which corresponds to the direction of the train P, runs inwards and downwards.
The spool 72 rests in the inner crotch C, which is formed by the side of the central rail 74 and the row of rollers 76: the spool is pushed there by the tensile force P. (In addition, a torsional force occurs at the end of the spool 72, whether the film is being wound or unwound.) Although the spool can lie loosely in the fork, the spool remains in place both during unwinding and winding
Job.
From the force diagram of FIG. 4 it can be seen that in the event that the film is pulled off the spool 72, the vector P of the pull-off force has a horizontal component Ph which presses the inner spool 72 towards the fork C. Because of the low coefficient of friction of the protective film, the latter has only a slight tendency to adhere to its base (in this case on the roller 76) and to roll out of the fork. This tendency can be more than eliminated by the counteracting pull-off force component Ph in connection with the counterclockwise braking torque T applied to the end of the spool.
In addition to the bearing force Sv and the lateral reaction force Sh from the support roller, the excess of the horizontal component of the pull-off force P1, hence a reaction force Rh, which is supplied by the side surface 74 'of the center rail 74 against which the spool is pressed, counteracts. In addition, the coil experiences a frictional braking force Rv, albeit a small one, through the side surface of the center rail 74.
On its way from the coil 72 to the welding surface 48 of the welding bar, the protective film touches the support rollers 76 at E. This contact gives the rollers 76 a clockwise torque that would tend to lead the coil 72 out of the fork, but this is the moment is small because of the small radial component of the tension P with respect to the roller and is therefore more than balanced due to the direction of the tension P which tends to keep the spool 72 in the crotch C.
It can therefore be seen that the spool remains in place when it is unwound, although it only rests in one fork.
In the case of winding, the torque T applied to the end of the bobbin also acts counterclockwise and is sufficient to turn the bobbin counterclockwise into the fork C, so that the bobbin remains in place in this case too.
So far, only the inner portion of the protective film and its mechanism have been described. The outer section of the protective film 70 for each welding bar slides beyond the corresponding welding surface 46, 48 over the outside of the welding bar and then outwards and upwards to the outer coil 80, which can be constructed like the inner coil 72 and in the same way by rollers 82 and lateral support surfaces 38 'is supported, the film between the spool and roll takes a path which is parallel to the corresponding path for the inner coil.
In normal operation, the coils remain in place, but it is sometimes desirable to mount detachable holders 83 on the cross member of the outer coils 80, the downward portion of which prevents the coils 80 from breaking out even in the event of severe impacts.
The suspension brackets 40 fulfill the same task for the inner reels 72, the reels 72 being able to be inserted and removed by longitudinal movement through the gap S formed between the brackets 40 and the central rail 74.
At one end, the spools are held in place by the switching mechanism. At the other end, a toggle mechanism can be mounted on the corresponding side cheek which touches a coil of each pair and therefore prevents axial movements of each pair.
The reels are provided with a transport mechanism (Fig. 1 and 2) which moves back and forth as a whole together with the reels and the welding bars when the web is to be welded.
In the preferred embodiment shown, as already mentioned above, there is a device for gradual, automatic switching of the protective film under the welding bars. The coils 80, 72 are each provided at one end with a gear 80g or 72g which is located on the outside of the side cheek 30 and is connected to the coils by means of a coupling rod 84.
The coupling rods can be removed when the coils and the protective film 70 on them are to be replaced.
The gears 80g and 72g are mounted on one of the side cheeks 30 in such a way that they can mesh with drive gears. A main pinion 88 is mounted on an arm 90 which can assume two positions. In the position shown in full lines, the pinion 88 engages in the left gear 72g, and an intermediate gear 92, which is also mounted on the arm 90 and is permanently in engagement with a pinion 88, engages in the right gear 72g, so that both inner coils 72 driven by pinion 88. The latter is set in rotation by a switching belt 94, a pulley 96 and a switching mechanism.
When the gearwheel 72g drives the inner spool 72 and the protective film 70 is wound up as a result, a braking torque is created on the outer spool 80 due to the drag effect occurring on the bearing surface of the spool; this also occurs at the end of the coil.
Despite the small size of the coils and the small space that the entire internal construction takes up, the coils or the support rollers practically do not bend, so that the pull exerted by the coils 72 and the braking effect of the coils 80 over the entire length of the welding bar a steady pull is maintained. The protective film is therefore held under a not inconsiderable tensile stress and hugs the entire length of the welding surface 46 or 48, so that no wrinkles or kinks can form in the film. The heat transfer from the welding bar through the foil into the web to be welded is therefore uniform over the entire length of the welding bar. In addition, the web is touched by a completely flat surface (due to the construction described above, the welding bars do not bend).
A very even and straight weld is therefore made possible and two such welds can be placed very close to one another, if necessary.
The braking torque can be applied in various ways at the end of the supply reel, but it is advantageous to have the braking torque generated by the drive mechanism itself. FIG. 2 shows that the gear 80g is mounted on a shaft 100 by means of a wedge or a similar axially displaceable connection. The latter extends through a bearing opening 102 in the cheek 30 to a shoulder on the opposite side of the cheek 30. The gear 80g is counteracted by a number of alternately oriented cup-shaped disk springs 106, a cap 108 and an adjusting nut 110 screwed onto the end of the shaft 100 the cheek 30 pressed.
Between the rotating gear 80g and the cheek 30, which is relatively stationary, there is a brass disk 81 which forms braking surfaces for the side of the gearwheel and the other side of the cheek 30. If the nut 110 is tightened, the axial force exerted by the springs 106 on the braking surfaces increases and the braking torque increases. When the gear 80g is not driven, the mechanism on which the gear 80g is mounted therefore acts as a brake while the protective film is peeled off from the outer spool 80.
For the purpose of indexing, the pulley 96, which drives the switching belt 94 and thereby the spool gears, is in turn controlled by a fork 202, which acts as a backdrop, a link roller 204, which is mounted on a fixed axis and encompassed by the fork, and a locking mechanism driven. In the preferred embodiment, the latter has a left and a right directional coupling 210, 212, such as. B. by Formsprag Company of Warren, Michigan, USA. According to FIGS. 1 and 2, the shaft 206 on which the belt pulley 96 is mounted serves as an inner raceway and extends through the outer raceway of both clutches 210, 212.
The fork is attached to the outer raceway of the left clutch 210; therefore, if the head mechanism is moving in one direction, the fork is rotated by roller 204 and drives pulley 96; in the other direction the left clutch slips and the right clutch 212 locks the shaft 206 because the outer raceway of the clutch 212 is attached to the housing 216.
A device is provided with which the stride length of the protective film 70 can be changed by which it is moved with each working cycle of the head, since the required stride length depends on factors such as e.g. B. welding pressure and temperature changes.
For this purpose, the link roller 204 is mounted on an angle lever 250 which can pivot about a fixed axis 252. The second arm 254 of the bell crank is hinged to the end of an adjustment rod 256 which extends from a fixed base 258. If the knob 260 is turned, the arm 254 is raised or lowered, which in turn changes the radial position of the link roller 204 within the fork 202, whereby the length of the stroke can be adjusted.
The gears 72g for the inner coils 72 are preferably mounted on the cheeks 30 in the same manner as was described for the gears 80g above. Therefore, if the arm 90 (FIG. 1) is moved into the position shown in dashed lines, whereby the gears 92 and 72g disengage, the corresponding braking surfaces apply a braking torque to the inner coils 72. In the position shown in dashed lines, the pinion 88 drives the gear 80g of the left outer reel via intermediate gears 89 and 91. The right spool gear is driven by gear 92 in the same manner. In this state, the protective film is pulled off the inner reels 72 and wound onto the outer reels 80. with even tension and the other advantages described above.
Numerous variations of the preferred embodiment are of course possible. To mention just a few: if transport in both directions is not required, one only needs to provide a braking mechanism for one pair of coils and then leave the pinion in permanent engagement with the outer coil of the pair. In another arrangement, you can omit all gears and at the ends of the corresponding shafts, for. B. instead of the gears 72g, manually operated winding buttons mount.
The novel welding bar itself, the mechanism for the protective film itself and the combination of the same in the form of a single welding unit result in numerous advantages, such as B. improved quality of welds, simplicity, durability, low cost and easy maintenance.
The combination of two such welding units as described above for the purpose of producing two welds that are different from one another but closely adjacent to one another results in significant further advantages. Finally, the combination of a pair of such welding units with an intermediate device for processing the web results in further advantages, not least due to the simplicity and the favorable shape of the welding units.
In this preferred embodiment, a knife 140 is attached to the lower end 74e of the center rail 74 and moves with the entire head structure. The cutting edge of the knife enters a slot 142 in the anvil 26 and forms perforation holes in the web at the same time as it is pressed against the anvil (upper surfaces 144 of the buffers 143 in this embodiment) through the welding surfaces.
It is therefore possible to form the side seams of two sacks or bags by means of the two welding surfaces 44, 48 and at the same time to make the tear-off perforation in the piece of the web lying between them, this piece being able to be very short. In the case of side seams, of course, one of the longitudinal edges of the running length of a double-thickness panel must form a folded edge and the other edge must be open.
For other products, both edges could be closed.
The machining head of the preferred embodiment is also suitable for producing bottom welds, either the weld being arranged in front of the perforation or vice versa, depending on which of the two welding bars 42 and 44 is used and which is removed. Some users require bags that are contiguous as a continuous ribbon and whose open ends appear first when torn from the roll, e.g. B. for a role of sacks that can be pulled from top to bottom over Christmas trees. On the other hand, in the case of filling processes caused by gravity, it is often desired that the closed end of the sack come first.
The web processing device arranged between the welding bars can be of very different types; she can z. B. a punch, an embossing device, a printer, etc. be.
The perforating or cutting mechanism which is preferably provided is simple, inexpensive and durable, and enables quick operation. The knife 140 is preferably provided in the form of relatively short segments, for example 30 cm in length; a number of these segments are mounted with their ends butting against one another so that they extend over the entire width of the web to be processed in the machine. Each segment simply consists of a vertically arranged metal plate, for example 13 mm thick. The material of this metal plate is one that can be sharpened, e.g. B. hardenable tool steel or a relatively soft steel that can be chrome-plated. The lower working edge of the plate is in the form of saw teeth 240, the tips of which point downwards.
The tips can for example have a distance of 9.5 mm from one another and the angle enclosed between the sides of adjacent saw teeth can be 600, as shown. In the area of the saw teeth and slightly above the thickness of the plate is reduced, for example to 0.3 mm, e.g. B. by grinding the plate over its entire working length on one side. The cutting edge can be very sharp due to beveling on each side.
The knife is rigidly mounted on a flange 242 that extends downwardly from the center rail 74. This flange defines a vertical surface 244 against which the knife is held by a number of spaced screws 246.
On each side of the knife there is a scraper 248 which also has the task of gripping the web during perforation. A face notch 250 is provided on each side of each perforation knife segment in order to clamp the scraper bars together. Inside this notch there is a spacer block 252 of somewhat greater thickness than the perforation knife 140. A screw 254 extends through the spacer block 252 and clamps the two stripper rails 248 together. The lower edge 260 of each notch in the perforating knife 140 acts as a bottom stop for the scraper bars and causes them to move upward when the head is raised. The squeegee bars are resiliently pressed down against the edges 260.
For this purpose, spaced pairs of slots 262 are formed in the perforating knife 140; A spring 264 is enclosed in each of these pairs of slots.
The flange 242, on which the perforating knife 140 is mounted, has a recess shown in dashed lines and therefore receives one side of the spring; the other side is open. The upper end of the spring rests against the end of the center rail 74, and the lower end rests against the upper end of the scraper rails.
In the rest state, the lower ends of the scraper bars protrude down over the tips of the saw teeth 240 of the perforating knife 140. As the head moves down, the scraper bars engage the web, pushing it against the top 146 of the adjustable anvil 148 and clamp the web between these parts, the scraper bars engaging laterally from the slot 142 so that they do not enter the slot , therefore cannot perform any further downward movement and thus compress the springs 264. The lower ends 249 of the scraper rails are advantageously made of rubber, whereby the web can be gripped firmly but without damage. Once the web has been grasped in this way, the scraper bar retracts relative to the knife 140 as the head sinks further.
The saw teeth of the knife therefore pass down between the scraper bars and into the slot 142 which is wider than the teeth of the knife. The degree of penetration of the knife into the gap and thus the size of the perforation holes is determined by the height of the top 146 of the adjustable rail 148 relative to the stop position of the head.
By simply setting this height, the size of the perforation holes can be selected from almost only a pin size to considerable slots.
Because of the sawtooth shape of the perforating knife, the web can even be cut completely by fully entering the slot, if desired. For this reason, this perforation construction is also very useful in other contexts than in the particular preferred combination disclosed here with other elements.
The downward movement of the head can be limited in various ways depending on the type of weld desired. If welding under high pressure is desired, the buffers 143 in the anvil can serve as stops 144, for example. If the welding bars therefore experience a certain resistance, the hydraulic pressure increases in the case of the preferred drive of the head by a hydraulic cylinder. The liquid can then be drained off by means of a pressure relief valve so that the head stops. Another possibility can be set up so that the piston finishes its full stroke before the welding bars even reach the buffers if a certain distance is required.
In the case of the saw-like perforating knife 140 and similar devices, it is desirable to be able to choose the size of the tear-off perforation holes because some users want bags that can be easily torn off the Idlor roll, while other users want bags that are just carry greater force can tear off. For this purpose, a special control of the depth of the movement of the perforating device through the web is preferably provided, which z. B.
because of the upwardly diverging edges of each tooth, determines the length of the slot formed by the tooth and therefore the width of the undamaged material between adjacent slots. As previously mentioned, the teeth of the perforating knife enter a slot 142 in the anvil. This slot is expediently present in a vertically adjustable rail 148, the upper side 146 of which is in contact with the web. The size of the perforation holes is therefore primarily determined by the height of the top 146 relative to the stop position of the welding bars.
For the purpose of vertical adjustment of the rail 148, it is arranged displaceably in the longitudinal direction and has a number of sloping feet 150 on its underside, the inclination of which to move in the longitudinal direction is always the same. A number of fixed stops 152 (in this case screws for the initial setting) protrude upwards from the fixed anvil frame 162 so that when the rail 148 is moved longitudinally to the right (FIG. 2), the inclined guides 150 run up the stops 152 and therefore the web-contacting surfaces 146 of the rail relative to the buffers 140 or other head stop to increase the depth of penetration of the perforating teeth into the web.
In this specific embodiment, a pressure screw 164, which is screwed into a fixed frame 168 of the machine, can be turned by means of a knob 170. The end of screw 164 contacts rail 148 and pushes it to the right. If you want to move the rail to the left and lower it, you can turn back the screw 164; the weight of the rail 148 or the action of the head then causes the rail to slide down the inclined surfaces 150 to the left.
If the rail 148 is set high enough, the serrated perforating knives 140 will make continuous cuts and completely sever the web if so desired.
The setting of the size of the perforation holes can also be done by the buffers 143 of the anvil or by holding the perforating knife on the head relative to the other head elements, since in this way the penetration depth can be set relative to the stop position. In addition, such an adjustment could be made by inclined surfaces similar to the rail 148.