DE10104002B4

DE10104002B4 - Verfahren zum Temperieren zu verklebender Kunststofffolien sowie Vorrichtung zum Verkleben von Kunstfolie mit temperaturgesteuerter Transportwalze

Info

Publication number: DE10104002B4
Application number: DE10104002A
Authority: DE
Inventors: Thomas Knoke
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: DE10104002A1

Abstract

Vorrichtung zum Verkleben von Zetteln (8) aus Kunststofffolie auf flachliegende Schlauch- oder Werkstücke aus Kunststofffolie, z. B. von Ventilzetteln auf die aufgezogenen Bodenquadrate oder von Bodendeckblättern auf die zugelegten Böden von Kreuzbodenventilsäcken, bestehend aus:
einem Gestell mit einer Platte oder einem Tisch (1), über den die Schlauch- oder Ventilsäcke gefördert werden,
einem an einem Ende oder in einem Spalt des Tisches angeordneten Walzenpaar aus einer Gegendruckwalze (4) und einem Saugzylinder (5), dessen Walzenspalt weitgehend mit der Tischoberfläche fluchtet,
einer Lufteinblasvorrichtung, welche die Temperatureinstellung der Zettel und der Schlauch- oder Werkstücke vornimmt, indem sie in den Bereich des Walzenspaltes zwischen der Gegendruckwalze (4) und dem Saugzylinder (5) Luft einbläst,
einem Förder- und Messerzylinder (7), der die zu verklebende Plastikfolie an den Saugzylinder übergibt und ein Messer (14) enthält, welches die Zettel von einer Folie trennt,
Mitteln (43) zum Messen der Temperatur des geklebten Bereichs des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verkleben von Zetteln aus Kunststofffolie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Temperieren zu verklebender Zettel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Verfahren und Vorrichtungen zum Verkleben von Zetteln aus Kunststofffolie auf Schlauch- oder Werkstücke, die oft ebenfalls aus Kunststofffolie bestehen, sind aus der Literatur bekannt. Beim Verkleben mehrerer thermoplastischer Elemente miteinander, ist es oft sinnvoll, diese Elemente zu Erwärmen und damit zumindest ihre Oberfläche anzulösen.
In diesem Zusammenhang werden unter dem Begriff Verkleben mehrere unterschiedliche Arten des Zusammenfügens von Kunststofffolien zusammengefasst, bei denen die Prozesstemperatur eine Rolle spielt. Zumeist wird – wie oben bereits erwähnt – die Oberfläche der Kunststofffolie durch Erwärmung plastifiziert beziehungsweise angeschmolzen und dann unter Druck verklebt beziehungsweise verschweißt.
Unter dem Begriff Verkleben wird jedoch auch das klassische Kleben verstanden, bei der eine weitere Substanz – bei der es sich um einen Klebstoff handeln kann – zusätzlich auf eine oder beide Folien aufgebracht wird. Bei dieser Substanz kann es sich um einen Klebstoff, der zunächst in flüssiger Form vorliegt und dann aushärtet, handeln. Auch die dritte Substanz kann – gegebenenfalls zusammen mit den Folienoberflächen – temperiert und auf eine zur Verklebung geeignete Temperatur gebracht werden. Auch in diesem Fall werden die beiden Folien schließlich unter Druck zusammengefügt.
Nach dem bisherigen Stand der Technik werden Zettel und Werkstücke in einem Walzenspalt, der aus einem Saugzylinder und einer Gegendruckwalze gebildet wird, zusammengebracht. Die Erwärmung der Kontaktflächen der zu verklebenden Elemente erfolgt innerhalb des Walzenspaltes mit Heißluft. Die Zettel werden über einen Förderzylinder an den Saugzylinder herangeführt.
Um zu zuverlässigen reproduzierbaren Ergebnissen zu kommen, zeigt die DE 198 18 720 eine Vorrichtung, bei der die Temperatur der bereits verklebten Elemente nach dem Durchtritt durch den Walzenspalt als Istwert gemessen wird. Die Temperatur des Heißluftstromes wird nach diesem Istwert eingeregelt.
Die Einstellung der Klebetemperatur lediglich durch einen geeigneten Luftstrom weist jedoch Nachteile auf. So dauert es teilweise einige Stunden, bis die dem Walzenspalt benachbarten Bauelemente der Vorrichtung die Arbeitstemperatur erreicht haben. Die Folie wird daher erst in unmittelbarer Umgebung des Walzenspaltes der Temperatureinwirkung des Luftstroms ausgesetzt. Es ist daher notwendig, die Durchlaufgeschwindigkeit der Folie durch den Walzenspalt während der Einlaufphase zu reduzieren, damit die Folie die gewünschte Temperatur annimmt.
Die Druckschrift DE 80 16 751 offenbart einen Schweißzylinder zur Erzeugung von Querschweißnähten. In dieser Eigenschaft ist der Schweißzylinder in der Lage, Kunststoffmaterial zu temperieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Einlaufphase zu verkürzen, so dass die Vorrichtung schneller mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst, indem der Förderzylinder temperierbar ist.
Die Temperierung erfolgt also durch die Förderwalze, sie kann jedoch auch an der Vakkumwalze, oder in Bearbeitungsrichtung der Förderwalze vorgelagerten Förder- oder Lagerelementen oder an Umlenkwalzen oder Bänderscharen vorgenommen werden, die mit der Förderwalze zusammenwirken. Auch eine Kombination der Temperierung der vorgenannten Elemente ist denkbar. Auch eine Integration zusätzlicher beheizbarer bzw. temperierbarer Elemente, die zwar weder eine Transport- oder Lagerfunktion erfüllen, aber während des Transports oder der Lagerung in mechanischen Kontakt mit der zu verklebenden Folie kommen, ist möglich.
Alle diese Möglichkeiten werden durch den Begriff „Vorrichtungen, welche die Folie transportieren oder lagern” im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 umfasst.
Zu den Vorteilen der Erfindung gehört neben der erwähnten Verkürzung der Einlaufphase auch ein effizienter Umgang mit der eingesetzten Energie, da die bisher verwendete Luft eine relativ teure Form der Wärmeenergieübertragung darstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit anderen Verfahren zur Einstellung einer geeigneten Schmelz- oder Klebetemperatur, wie beispielsweise der bereits erwähnten Erwärmung der Folie im Walzenspalt durch Heißluft oder wie der Erwärmung der Werkstücke vor dem Walzenspalt, kombinieren.
Da der Einsatz verschiedener heizbarer Elemente, das Anfallen von Reibungs- oder Prozesswärme sowie die Umgebungstemperatur dazu führen kann, dass anstelle einer Heizung eine Kühlung notwendig wird, wird in dieser Anmeldung das Wort Temperierung verwandt, das sowohl Heizen als auch Kühlen umfasst.
Als besonders zweckmäßig erweist sich der Temperaturübertrag von einer aus Gussmaterial hergestellten Förderwalze auf die Kunststofffolie, da Walzen dieser Art eine hohen Wärmekapazität besitzen, daher eine für einen stabilen Prozess vorteilhafte thermische Trägheit mitbringen und außerdem relativ lange in Kontakt mit der zu verklebenden Folie stehen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der sich anschließenden gegenständlichen Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigt
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen und Aufkleben von Zetteln auf Werkstücke in schematischer Darstellung, bei der zusätzlich Heißluft in den Walzenspalt eingeblasen wird
2 eine Draufsicht auf einen zugelegten Kreuzboden mit aufgeklebtem Bodendeckblatt und
3 einen aufgezogenen Boden mit auf einen Eckeinschlag aufgeklebten Ventilzettel.
4 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht wie in 1, bei der zusätzlich eine Heizspirale in dem Transportzylinder skizziert ist.
In einem nicht dargestellten Gestell ist eine Tischplatte 1 gehaltert, auf der in Richtung des Pfeils A kontinuierlich flachliegende Schlauchstücke aus Kunststoff mit aufgezogenen oder zugelegten Böden durch nicht dargestellte Fördereinrichtungen gefördert werden. Bei den im gegenseitigen Abstand voneinander querliegend geförderten Schlauchstücken 2 sind die zugelegten Böden bzw. die aufgezogenen Böden in der aus den 2 und 3 ersichtlichen Weise in die Ebene der flachliegenden Schlauchstücke geklappt. In einem querverlaufenden Spalt 3 des Tisches 1 sind im Maschinengestell eine Gegendruckwalze 4 und eine Saugwalze 5 gelagert, die zusammen ein Förderwalzenpaar bilden und deren Walzenspalt im Bereich der Ebene der Oberseite des Tisches 1 liegt. Der Saugzylinder 5 ist in seinem Mantel in etwa gleichen Winkelabständen mit Reihen von Saugluftbohrungen 6 versehen. Dem Innern des Saugzylinders 5 wird die Saugluft in üblicher Weise durch eine nicht dargestellte Drehdurchführung abgeführt.
Oberhalb des Saugzylinders 5 ist im Maschinengestell ein Messer- und Förderzylinder 7 gelagert, an den die von einer nicht dargestellten endlosen Kunststoffbahn abgetrennten Zettel 8 durch ein Trum 9 einer endlosen Bänderschar 10 angedrückt werden, die über dem Maschinengestell gelagerte Umlenkwalzen 11, 12, 13 umlaufen, von denen die Walze 13 auch angetrieben sein kann. Der Messer- und Förderzylinder 7 ist in üblicher Weise mit einem längs einer Mantellinie verlaufenden Messer 14 versehen.
Vor dem Walzenspalt des Zylinderpaares 4, 5 endet ein Blech 16, welches zur Temperierung und damit zur Einstellung der geeigneten Temperatur der Schlauchstücke 2 dient. Zu diesem Zweck kann dieses Blech den Schlauchstücken Wärmeenergie ab- oder zuführen. Im Folgenden wird dieses Blech jedoch der Einfachheit halber als Kühlblech 16 bezeichnet. Dieses Kühlblech 16 ist mit einer nach oben hin abgewinkelten Einlaufseite 17 versehen. Das Kühlblech 16, 17 ist meander- und/oder schlangenförmig mit Kühl- oder Wärmemittelrohren versehen, die von einem Medium durchflossen werden. Dieses Medium, beispielsweise Wasser, wird durch nicht dargestellte Schlauchleitungen in den Stutzen 18 eingeleitet und aus dem Abführungsstutzen 19 wieder abgezogen. Oberhalb des Kühlbleches 16, 17 ist im Maschinengestell eine Schrägführung 20 gehaltert, auf der ein Heizaggregat 21 zwischen Anschlägen 22, 23 der Führung 20 durch eine Druckmittelkolbenzylindereinheit 24 hin- und hergehend verfahrbar ist. Das Heizaggregat ist an seinem vorderen Ende mit einem Rohr 25 zum Ausblasen von Warmluft versehen. In dem Rohr 25 ist ein Drehschieber 26 angeordnet, dessen Schieber durch einen Betätigungshebel 27 in eine Öffnungs- und Schließstellung sowie Zwischenstellungen verbringbar ist. Zur Betätigung des Hebels 27 ist eine Druckmittelkolbenzylindereinheit 28 vorgesehen, die einerseits an das Heißluftaggregat 21 und andererseits an den Betätigungshebel 27 angelenkt ist. Ein Ausgang des Drehschiebers 26 mündet in ein Rohr 29, das eine Breitschlitzdüse 30 trägt, die in den Spalt zwischen den Walzen 4, 5 gerichtet ist. Der andere Ausgang des Drehschiebers 26 mündet in ein Rohr 32, das ins Freie mündet oder die Heißluft ableitet.
Der Saugzylinder 5 übernimmt die Zettel 8 in der dargestellten Weise von dem Messer- und Förderzylinder 7 und legt diese lagerichtig auf die durchlaufenden Sackwerkstücke auf. Dabei wird durch die Breitschlitzdüse 30 in den Walzenspalt, in dem sich der Zettel 8 und des Werkstück 2 befinden, Heißluft zu gesteuerten Zeitpunkten eingeblasen, die das Kunststoffmaterial plastifiziert bzw. in der Weise anschmilzt, dass die Zettel 8 mit den Werkstücken 2 verkleben.
Die Heißluftzuführung wird über die Druckmittelkolbenzylindereinheit 28 durch eine Steuereinrichtung taktmäßig gesteuert. Weiterhin lässt sich die Breitschlitzdüse 30 durch die Druckmittelkolbenzylindereinheit 24 in der gewünschten Weise in ihrer Entfernung zu dem Walzenspalt einstellen.
Bei dem in den 1 und 4 gezeigten Ausführungsformen sind neben der Heißluftzuführung die Temperaturen der Saugzylinder 5, der Förderzylinder 7 und des Kühlbleches 16 regelbar. Bei extremen Anwendungen kann es sogar nötig werden, statt Heißluft Kaltluft in den Walzenspalt einzublasen. Das Volumen der pro Zeiteinheit eingeblasenen Luft ist ein weiterer Parameter für die Temperatureinstellung.
Aus 2 ist ein aus einem zugelegten Kreuzboden bestehendes Werkstück ersichtlich, auf das ein Bodenzettel 8' aufgeklebt wird.
Aus 3 ist ein Sackwerkstück 2 mit noch offenen Böden ersichtlich, bei dem auf dem vorlaufenden Eckeinschlag des einen Bodens der Ventilzettel 8'' aufgeklebt wird, der beim Einfalten der Seiteneinschläge in bekannter Weise einen Ventilschlauch ergibt.
Die aus 1 ersichtliche Vorrichtung ist doppelt beidseits des Tisches 1 vorgesehen, wenn gleichzeitig beide an das Schlauchstück 2 angeformten Böden mit Bodendeckblättern 8' versehen werden sollen.
Unmittelbar hinter dem aus der Gegendruckwalze 4 und der Saugwalze 5 bestehenden Walzenpaar wird die Temperatur des verklebten Bereichs der Schlauchstücke 2 durch einen Temperaturfühler, im dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Infrarot-Pyrometer 43 gemessen, das im Maschinengestell im vorbestimmten Abstand oberhalb der auslaufenden Werkstücke angeordnet ist. Die Meßsignale des Temperaturfühlers 43 werden durch eine Signalleitung 44 der Kontroll- und Regeleinheit 40 zugeführt.
Diese Kontroll- und Regeleinheit regelt in dieser Ausführungsform die Temperaturen der Walzen 5 und 7 sowie des Kühlbleches 16 über nicht dargestellte Signalleitungen und mittels nicht dargestellter Heiz- bzw. Kühlelemente.
Lediglich die Steuer- bzw. Regelelemente für die Temperatur des Heizaggregats 21 bzw. der durch dieses erwärmten, der Verklebung dienenden Luft wird in der Zeichnung dargestellt.
Die Temperatursignale des Temperaturfühlers 43 werden durch eine Signalleitung 41 der aus einem Rechner bestehenden Steuer- und Regeleinheit 40 zugeführt. Diese Steuer- und Regeleinheit 40 steuert die Temperatur der ausgeblasenen erwärmten Luft durch eine Steuerleitung 42, die die Temperatur der elektrischen Heizelemente des Heizaggregats 21 entsprechend erhöht oder erniedrigt.
Die Temperatur des Tisches 1 wird hinter dem Spalt der Walzen 4, 5 durch einen Temperaturfühler 45 gemessen, dessen Signale über eine Signalleitung 46 der Kontroll- und Regeleinheit 40 zugeführt werden. Der Temperaturfühler 45 erfasst im Wesentlichen die Temperatur der Vorrichtung, so dass über die Kontroll- und Regeleinheit eine Voreinstellung der Temperatur der aus der Breitschlitzdüse 30 ausgeblasenen Heißluft erfolgen kann.
Unabhängig von der beschriebenen Regelung lässt sich die Temperatur der aus der Breitschlitzdüse 30 ausgeblasenen Heißluft auch von Hand an dem Kontroll- und Regelgerät einstellen, was zur Voreinstellung der Temperatur zweckmäßig sein kann.
4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht wie sie in 1 dargestellt ist. Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel beinhaltet jedoch eine Heizschlange, die durch die Schlangenlinie 50 dargestellt wird. Dieses Ausführungsbeispiel skizziert lediglich beispielhaft eine Möglichkeit der Heizung beziehungsweise Temperierung eines Zylinders.

Claims

Vorrichtung zum Verkleben von Zetteln (8) aus Kunststofffolie auf flachliegende Schlauch- oder Werkstücke aus Kunststofffolie, z. B. von Ventilzetteln auf die aufgezogenen Bodenquadrate oder von Bodendeckblättern auf die zugelegten Böden von Kreuzbodenventilsäcken, bestehend aus: einem Gestell mit einer Platte oder einem Tisch (1), über den die Schlauch- oder Ventilsäcke gefördert werden, einem an einem Ende oder in einem Spalt des Tisches angeordneten Walzenpaar aus einer Gegendruckwalze (4) und einem Saugzylinder (5), dessen Walzenspalt weitgehend mit der Tischoberfläche fluchtet, einer Lufteinblasvorrichtung, welche die Temperatureinstellung der Zettel und der Schlauch- oder Werkstücke vornimmt, indem sie in den Bereich des Walzenspaltes zwischen der Gegendruckwalze (4) und dem Saugzylinder (5) Luft einbläst, einem Förder- und Messerzylinder (7), der die zu verklebende Plastikfolie an den Saugzylinder übergibt und ein Messer (14) enthält, welches die Zettel von einer Folie trennt, Mitteln (43) zum Messen der Temperatur des geklebten Bereichs des Werkstücks unmittelbar nach der Verklebung als lstwert, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderzylinder (7) temperierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine temperierbare Walze mit Hilfe zumindest einer der folgenden Vorrichtungen beheizt wird: • mit elektrischen Heizelementen • mit der Zuführung vortemperierter Flüssigkeit • mit Pelletierelementen • mit Heizpatronen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugzylinder (5) temperierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch Mittel zum Temperieren der Schlauch- oder Werkstücke schon vor Erreichen des Walzenspalts vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Temperatur der temperierbaren Walzen und gegebenenfalls der in den Walzenspalt eingeblasenen Luft und der Schlauch- und Werkstücke als Sollwert ermittelbar und einstellbar ist.
Verfahren zum Temperieren zu verklebender Zettel (8) auf flachliegende Schlauch- oder Werkstücke (2) aus Kunststofffolie, z. B. von Ventilzetteln auf die aufgezogenen Bodenquadrate oder von Bodendeckblättern auf die zugelegten Böden von Kreuzbodenventilsäcken, wobei die Schlauch- oder Werkstücke durch eine Fördereinrichtung mit einer Platte oder einem Tisch (1) gefördert und einem Spalt zwischen einem Gegendruckelement, vorzugsweise einer Gegendruckwalze (4) und einem Saugzylinder (5) zugeführt werden, wobei eine Einstellung der Temperatur der Zettel (8) und der Schlauch- und Werkstücke erfolgt, indem in den Bereich des Walzenspaltes zwischen der Gegendruckwalze (4) und dem Saugzylinder (5) Luft eingeblasen wird und wobei die zu verklebenden Zettel (8) dem Saugzylinder (5) von einem Förderzylinder (7), der die Zettel mit dem Messer (14) auch zuschneidet, zugeführt und übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderzylinder (7) temperiert wird.