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Vorrichtung zur Herstellung von Säcken aus Bekannt ist ein Verfahren
zum Verschweißen der thermoplastischem Material Stirnkanten aufeinanderliegender
Lagen aus thermoplastischem Material, bei welchem die Stirnkanten während der Einwirkung
der Schweißwärme in Richtung der Materialebene unter Bildung einer Materialwulst
durch Oberflächenkontraktion verkürzt werden. Auf diese Weise werden Schweißnähte
hoher Festigkeit erzielt, die verhältnismäßig wenig Material der thermoplastischen
Lagen beanspruchen und auch gut aussehen, weil sie nicht wie die weiter bekannten
Preßschweißnähte als Kanten an dem Werkstück vorstehen. Es ist auch bereits vorgeschlagen
worden, den Rand der aufeinanderliegenden Lagen einem beispielsweise auf einen schmalen,
unmittelbar hinter der Materialwulst liegenden Streifen der Materiallagen ausgeübten
Verfestigungsdruck auszusetzen, wobei sich dieser Streifen auf Preßschweißtemperatur
befindet. Dadurch wird die erforderliche Festigkeit der Schweißnähte auch dann sichergestellt,
wenn z. B. Lagen unterschiedlicher Breite übereinanderliegen oder wenn die Schweißnähte
an Umfaltungen oder Umbiegungen der Materiallagen gebildet sind und die gespannte
Elastizität des gefalteten oder umgebogenen Materials auf die noch nicht vollkommen
erstarrten Schweißnähte eine Spreizwirkung ausüben könnte.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-;runde, eine Vorrichtung
zum Verschweißen der Kanten aufeinanderliegender Lagen aus thermoplastischem Material
zu schaffen, die in Transportrichtung der Schlauchabschnitte kontinuierlich an der
Schweißfläche vorbeigeführt werden.
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Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Säcken aus thermoplastischem
Material, bei welcher von einer Schlauchbahn Abschnitte entsprechender Länge abgetrennt
und die Schlauchabschnitte mindestens an einem ihrer offenen Enden mittels einer
Schweißnaht verschlossen werden, mit einander gegenüberliegenden Halteelementen,
die die Materiallagen von beiden Seiten der zu verschweißenden Stirnkanten erfassen,
wobei vor den Stirnkanten eine die Stirnkanten nicht berührende Schweißfläche quer
zur Ebene der Schlauchstücke angeordnet ist, besteht die Erfindung darin, daß als
Halteelemente für die zu schweißenden Kanten quer zu ihrer Längsrichtung kontinuierlich
transportierter Schlauchstücke zwei übereinander angeordnete endlose, gegenläufig
umlaufende gespannte Metallbänder vorgesehen sind, deren einander zugekehrte Trume
die Schlauchstücke im Kantenbereich erfassen und an dem die Schlauchstückkanten
nicht berührenden Schweißwerkzeug vorbeiführen, und daß den Metallbändern Anpreßrollen
zum Verfestigen der Schweißnaht nachgeschaltet sind. Infolge der Spannung der Metallbänder,
die von beiden Seiten einen Druck auf die Werkstücke ausüben, läßt sich eine gute
Verschweißung insbesondere auch bei den Übergängen zwischen verschiedenen Materiallagen
erreichen, beispielsweise beim Übergang von zwei auf vier Lagen oder umgekehrt bei
Seitenfaltenschlauchstücken. Durch die den Metallbändern nachgeschalteten Anpreßrollen
wird die erforderliche Verfestigung der Schweißnaht bewirkt, ferner eine Glättung
der Nahtwulst und ihre Begrenzung auf ein bestimmtes Maß.
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Es ist schon bekanntgeworden, die Kanten aufeinanderliegender Lagen
thermoplastischen Materials dadurch vorzuheften, daß die Stirnseiten der übereinanderliegenden
Folien überbrückt werden, indem sie an einem Schweißansatz entlanggleiten. Im Anschluß
an die Vorheftung werden die beiden Lagen auseinandergefaltet und die beim Heftvorgang
in der gleichen Ebene gelagerten Stirnseiten der beiden Folienzuschnitte aneinandergeklappt,
so daß sich diese Stirnseiten flächenhaft berühren. Anschließend wird zur endgültigen
Nahtbildung ein Deckband aufgeschweißt. Die bekannte Vorrichtung dient also einem
anderen Zweck als die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung und unterscheidet
sich ferner von dieser auch dadurch entscheidend, daß die zu verschweißenden Folien
im Kantenbereich beim Vorbeiführen am Schweißwerkzeug nicht geführt werden, während
sie nach dem Vorschlag der Erfindung zwischen den endlosen Metallbändern geführt
sind. Der wesentlichste Unterschied zwischen der bekannten Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen
Vorschlag besteht aber darin, daß es sich bei der bekannten Vorrichtung um eine
solche handelt, bei der die Kanten der Werkstücke unmittelbar am Schweißwerkzeug
entlanggleiten, die Schweißwärme also nicht durch Strahlung, sondern durch unmittelbaren
Kontakt übertragen wird. Bei derartigen bekannten Kontaktschweißvorrichtungen mit
Relativbewegung
zwischen dem Schweißgut und dem Schweißwerkzeug ist aber die Arbeitsgeschwindigkeit
außerordentlich stark begrenzt, weil eine zu starke Beheizung des Schweißwerkzeuges
zum Verbrennen der Folien und eine zu große Transportgeschwindigkeit der Werkstücke
zu einem Mißlingen der Schweißung führen kann. Es kommt also bei derartigen Vorrichtungen
sehr darauf an, daß ein ganz bestimmtes Verhältnis zwischen Werkstücktransportgeschwindigkeit
und Schweißwärme gewählt wird, wobei für beide Größen keine sehr hohen Werte gewählt
werden dürfen.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zum Verschweißen zweier Materiallagen
im Stirnkantenbereich, die besonders für Superpolyamide geeignet ist, ist ein Druckwalzenpaar
vorgesehen, über das die zu verschweißenden Kanten von Kunststoffolienbahnen vorstehen
und mit Hilfe eines Brenners verschmolzen werden. Die Druckwalzen bewirken dabei
nicht eine Verfestigung der Schweißnaht nach der Bildung der Materialwulst, sondern
sollen als Wärmeableiter wirksam sein, weil sonst zu viel Material in der Umgebung
der Schweißstelle schmelzen würde. Die Druckwalzen erfassen die Kunststoffbahnen
nur in einem linienförmigen Bereich, haben also keine Führungsfunktion im Sinne
der endlosen Metallbänder nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag. Auch werden die
Bahnkanten mittels des Brenners ebenfalls nur in einem engen Bereich erhitzt. Auch
diese bekannte Vorrichtung ist deshalb nicht geeignet, um zur Herstellung von Säcken
und Beuteln geeignete thermoplastische Folien im Stirnkantenbereich zu verschweißen
und die Folien dabei zwischen endlosen Metallbändern zu führen, worauf nachfolgend
eine Verfestigung in einer Anpreßstation erfolgt.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind zwar gegenläufig umlaufende
gespannte Metallbänder zum Transport miteinander zu verschweißender Werkstücke vorhanden.
Hierbei handelt es sich aber um schlauchförmige Netze, die durch vors oben und unten
durch die Bänder hindurch wirksame Heiz-und Kühleinrichtungen transportiert werden.
Die bekannte Vorrichtung konnte deshalb keine Anregung für eine Stirnkantenverschweißung
von thermoplastischen Folienbahnen geben.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
die Druckflächen der Metallbänder mit einer durch flüssigen Kunststoff nicht benetzbaren
Schutzschicht versehen sind, die beispielsweise in an sich bekannter Weise aus Silikonöl
besteht, wobei je ein mittels eines Tropfers getränktes Filzstück gegen jedes Metallband
anliegen kann. Auf diese Weise wird vermieden, daß an den Bändern der gegebenenfalls
flüssige Kunststoff ungewollt anhaftet.
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Ist eine solche Zuführung der Schlauchstücke zu den Metallbändern
vorgesehen, daß ihre Kanten gegenüber den Metallbandkanten einen geringen Überstand
aufweisen, so wird im Bereich dieses überstandes die bereits erwähnte Materialwulst
gebildet, während sich die Materiallagen in einem schmalen anschließenden Bereich,
der schon zwischen den gegeneinander angedrückten Metallbändern liegt, auf Preßschweißtemperatur
befinden, wodurch die erwähnte Verfestigung der Schweißnaht erzielt wird. Die Metallbänder
können aber auch gleitend gegen das Schweißwerkzeug anliegen. Bei dieser Anordnung
ergibt sich zwar keine eigentliche Wulstschweißnaht, es wird aber eine bessere Aufheizung
des die Preßschweißung bewirkenden Teils der Bänder erreicht, und ferner bleibt
die vorteilhafte, aus einer Schmelzin eine Preßschweißnaht übergehende Verschweißung
auch in diesem Fall erhalten.
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Vorteilhaft kann vor dem Einlauf der Schlauchstücke zwischen die Metallbänder
ein Besäumungsmesser angeordnet sein. Ferner können im Bereich der Schweißstation
vorzugsweise gegeneinander unter Federwirkung stehende Kühlelemente gegen die den
Schlauchstücken abgewandten Bandflächen anliegen, wobei die dem Schweißwerkzeug
zugekehrten Bandränder einen Überstand gegenüber den Kühlelementen aufweisen. Die
Kühlelemente verhindern eine unnötige Aufheizung der Bänder und damit auch der Kunststofflagen
in einem Bereich, in dem diese nicht mehr miteinander verschweißt werden sollen.
Zweckmäßig sind ferner die in Transportrichtung hinter der Schweißstation angeordneten
Anpreßrollen als kühlmitteldurchflossene Walzen ausgebildet, die einen Überstand
gegenüber den verschweißten Schlauchstückkanten aufweisen. Die Anpreßstation ist
somit gleichzeitig als Kühlstation ausgebildet.
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In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können
die Metallbänder in der Schweißstation bogenförmig auf Kühlwalzen geführt und das
Schweißwerkzeug entsprechend gebogen sein. Dadurch ergibt sich eine besonders gute
Zusammendrückung der einzelnen MaterialIagen. Das Schweißwerkzeug kann im Maschinengestell
quer zur Transportrichtung einstellbar gelagert sein, um wahlweise die Schweißnahtbildung
an gegenüber den Metallbändern überstehenden Schlauchstückkanten oder bei Anlage
des Schweißwerkzeuges gegen die Metallbänder vornehmen zu können.
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Bei einer Vorrichtung zur Herstellung beidseitig geschlossener Ventilsäcke
können in besonders zweckmäßiger Weise die Gestellwände zwischen den beiden Metallbandpaaren
angeordnet und die Rollen und Trommeln fliegend gelagert sein, wobei die Gestellwände
im Bereich des Transportweges der Schlauchstücke geteilt und ihre Oberteile vorzugsweise
durch außerhalb des Bereiches der Stahlbänder liegende U-förmige Überbrückungsglieder
mit den Unterteilen verbunden sind. Auf diese Weise können die Metallbänder ohne
weiteres an- und abmontiert oder ausgewechselt werden, ohne daß auch die Rollen
und Trommeln aus den Gestellwänden ausgebaut werden müßten.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in
der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt F i g. 1 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten
erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 einen Schnitt
nach der Linie II-II der Fig.1. F i g. 3 und 4 Schnitte nach den Linien III-III
und IV IV der F i g. 2 in größerem Maßstab, F i g. 5 einen der F i g. 4 entsprechenden
Schnitt gemäß einer zweiten Ausführungsform, F i g. 6 die Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und F i g. 7 einen Schnitt nach
der Linie VII-VII der F i g. 6.
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Die Schlauchstücke 1. (F i g.1 und 2) werden in Pfeilrichtung 2 quer
zur Schlauchrichtung der
Schweißvorrichtung zugeführt. Erfindungsgemäß
sind zwei endlose umlaufende Metallbänder 3, 4 vorgesehen, zwischen die die Schlauchstücke
1 durch nicht dargestellte Transportmittel eingeführt werden. Weiter vorgesehene,
außer den endlosen Bändern 3, 4 während der Bearbeitung die Schlauchstücke transportierende
Mittel sind ebenfalls nicht dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F
i g. 1 bis 4 werden die Schlauchstücke 1 den Bändern 3, 4 so zugeführt, daß ihr
zuzuschweißendes Ende nach außen hin ein Stück vorsteht. Mittels eines rotierenden
Messers 5 werden die Schlauchstücke zunächst besäumt, so daß ihre Stirnkante den
vorgesehenen Abstand vom Rand der Bänder 3, 4 aufweist. Dieser Überstand wird während
des Vorbeilaufens der Schlauchstücke 1 am Schweißwerkzeug 6 unter Bildung einer
Wulst teilweise zurückgeschmolzen, wie insbesondere in F i g. 4 dargestellt ist.
Das Schweißwerkzeug 6 ist dauerbeheizt und seine Temperatur durch einen nicht dargestellten
Thermostaten geregelt. Wie in F i g. 1 und 4 dargestellt ist, befindet sich im Bereich
des Schweißwerkzeuges 6 über dem Band 3 und unter dem Band 4 jeweils ein Kühlelement
7 bzw. 8, das von einem Kühlmedium durchströmt wird. Die Anordnung der Kühlelemente
ist so getroffen, daß sie gegenüber dem dem Schweißwerkzeug zugewendeten Rand der
Bänder 3, 4 etwas zurückstehen. Die Kühlelemente 7, 8, die in nicht dargestellter
Weise federnd gegeneinandergedrückt sind, verhindern eine unnötige Aufheizung der
Bänder 3, 4 und damit auch der Kunststofflagen in einem Bereich, in dem diese nicht
mehr miteinander verschweißt werden sollen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung
ergibt sich eine Verschweißung der Kunststofflagen miteinander, die aus einer Schmelzschweißnaht
besteht, die im Bereich der Bänder 3, 4, soweit diese gegenüber den Kühlelementen
7, 8 vorstehen, in eine Preßschweißnaht übergeht (s. F i g. 4). Das hierbei sich
ergebende gute Wärmegefälle zwischen den beiden Grenztemperaturen verhindert eine
nachteilige Spannungsbildung in der Schweißnaht. Der gegenüber den Kühlelementen
7, 8 vorstehende, die Preßschweißung bewirkende Teil der Bänder 3, 4 wird durch
Strahlungswärme vom Schweißwerkzeug 6 erwärmt.
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Nach dem Zuschweißen des Schlauchstückendes gelangt das Schlauchstück
zu einer Kühlstation, die z. B. aus zwei Kühlwalzenpaaren 9, 10 und 11, 12 besteht.
Die beiden Walzen eines jeden Walzenpaares werden in nicht dargestellter Weise federnd
gegeneinandergedrückt und bewirken somit bei der Kühlung gleichzeitig ein Zusammendrücken
der Schweißnäht (F i g. 3), so daß ein Aufspringen der zu verbindenden Lagen
infolge der federnden Wirkung des Materials in den Falzkanten und damit eine Fehlbildung
der Schweißnaht an diesen Stellen verhindert ist. Außerdem wird durch die Walzen
eine Glättung der Nahtwulst und Begrenzung derselben auf ein bestimmtes Maß erreicht.
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Bei der soeben an Hand der F i g. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform
steht das zuzuschweißende Schlauchstückende in Richtung auf das Schweißwerkzeug
6 gegenüber den Bändern 3, 4 ein bestimmtes, zur Bildung der Materialwulst erforderliches
Stück vor. Um eine bessere Aufheizung des die Preßschweißung bewirkenden Teils der
Bänder zu erhalten, kann, wie in F i g. 5 dargestellt ist, auf einen Überstand der
Schlauchstücke gegenüber den Bändern verzichtet werden und kann das Schweißwerkzeug
6 direkt an den Bändern anliegen. Bei dieser Anordnung ergibt sich zwar keine Wulstschweißnaht,
doch bleibt die vorteilhafte, aus einer Schmelz- in eine Preßschweißnaht übergehende
Verschweißung auch hier erhalten.
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Eine gegenüber den F i g. 1 und 2 konstruktiv abgeänderte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen die F i g. 6 und 7. Verfahrensmäßig bestehen
beim Zuschweißen der Schlauchstückenden keine Unterschiede. Die Vorrichtung nach
den F i g. 6 und 7 besitzt im Gegensatz zur Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2,
die vorzugsweise zur Herstellung offener Säcke dient, Messer 15 und 16 zum Besäumen
beider Schlauchstückenden sowie Schweißwerkzeuge 17 und 18 zum Zuschweißen
beider Schlauchstückenden. In diesem Fall sind die zur Verarbeitung gelangenden
Schlauchstücke zuvor mit einem Ventil versehen worden.
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In der Vorrichtung nach F i g. 6 und 7 werden die Schlauchstücke,
von denen eins in F i g. 7 strichpunktiert eingezeichnet ist, während des Schweißvorganges
auf einem Bogen transportiert. Dies hat gegenüber der Ausführung nach den F i g.
1 und 2 den Vorteil, daß die einzelnen miteinander zu verschweißenden Lagen besser
und mit Sicherheit zusammengedrückt werden.
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Für jedes zuzuschweißende Schlauchstückende ist wiederum ein Paar
endloser Stahlbänder 19, 20 bzw. 21, 22 vorgesehen. Drei obere parallel zueinander
umlaufende Transportbänder 23 dienen im Zusammenwirken mit drei unteren gleichfalls
parallel zueinander umlaufenden Transportbändern 24 zum Heranführen der Schlauchstücke,
während drei obere parallel zueinander umlaufende Transportbänder 25 im Zusammenwirken
mit den durchlaufenden unteren Transportbändern 24 zum Abtransport der zugeschweißten
Schlauchstücke vorgesehen sind. Die Stahlbänder 19, 20 (F i g. 7) laufen über eine
Kühltrommel 26 und die Stahlbänder 21, 22 (F i g. 6 und 7) über eine Kühltrommel
27. Entsprechend den Kühlelementen 7 und 8 der ersten Ausführungsform stehen die
Kühltrommeln 26, 27 in bezug auf den Außenrand der Stahlbänder etwas zurück. Die
Transportbänder 24 sind über den Kühltrommeln 26, 27 im Durchmesser entsprechende
und koaxial zu diesen liegende Rollen 28 geführt (F i g. 7).
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In Transportrichtung der Schlauchstücke gesehen, sind die hinter den
Kühltrommeln 26,27 und den Rollen 28 liegenden Umlenkwalzen
30 und 31 als Kühlwalzen ausgebildet, entsprechend den Walzen
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bis 12 der Vorrichtung nach F i g. 1 bis 3. Um sowohl Schweißnähte entsprechend
der F i g. 4 als auch solche entsprechend der F i g. 5 herstellen zu können, sind
die Schweißwerkzeuge 17,18 in Teilen 33, 34 des Maschinengestells quer zur Transportrichtung
der Schlauchstücke einstellbar gelagert. Ebenso wie das Schweißwerkzeug 6 der in
den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung sind auch die Schweißwerkzeuge 17,18
dauerbeheizt und ihre Temperatur durch Thermostaten geregelt.
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Die Metallbänder 3, 4 und 19 bis 22 sind an ihren die Schlauchstücke
haltenden Seiten jeweils mit einer Schutzschicht versehen, um das Anhaften flüssigen
Kunststoffes zu verhindern. Es kann sich dabei um beständige Überzüge handeln, die
nur gegebenenfalls von Zeit zu Zeit erneuert werden müssen. Andererseits ist es
aber in an sich bekannter Weise auch möglich, die Bänder an einem Filzstück vorbeilaufen
zu
lassen, das aus einem Tropfer mit Silikonöl versorgt wird. Die erforderliche Spannung
der Bänder 3, 4 und 19 bis 22 kann beispielsweise durch federbelastete, schwenkbar
gelagerte Druckrollen 35 sichergestellt werden.
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Im Gegensatz zur Ausbildung der Vorrichtung entsprechend F i g. 7,
bei der sämtliche Rollen und Trommeln zwischen den beiden Seitenwänden 33, 34 des
Maschinengestells angeordnet und in diesen gelagert sind, können auch in Weiterbildung
der Erfindung die Gestellwände zwischen den endlosen Stahlbändern 19, 20 bzw. 21,-22
und den Transportbändern 23 bis 25 angeordnet sein. In diesem Fall ist jede Gestellwand
im Bereich des Transportweges der Schlauchstücke geteilt, und die Rollen und Trommeln
für die Stahlbänder sind fliegend gelagert. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben,
die Stahlbänder ohne weiteres zu demontieren und wieder zu montieren bzw. auszuwechseln,
was infolge des Verschleißes der Stahlbänder bzw. ihrer Beschichtung von Zeit zu
Zeit erforderlich ist. Die Oberteile der Gestellwände sind z. B. durch außerhalb
des Bereiches der Stahlbänder liegende U-förmige überbrückungsglieder mit den Unterteilen
der Gestenwände verbunden, so daß die Schlauchstückenden zwischen den U-Schenkeln
hindurchlaufen können. Die Schweißwerkzeuge 17,18 sind in diesem Fall in Kragstücken
verschiebbar gelagert, die ihrerseits an den Oberteilen der Gestellwände befestigt
sind.
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Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen lassen sich in bisher nicht
bekannter Weise kontinuierlich die aus einer Schmelz- und einer Preßschweißung bestehenden
Nähte von gleichbleibend guter Qualität und gutem Aussehen herstellen. Hierzu ist
wesentliche Voraussetzung, daß es auch nach längerem Arbeiten der Vorrichtung durch
entsprechende Anordnung von Kühlelementen nicht zu einer übermäßigen und unkontrollierbaren
Aufheizung der Stahlbänder kommt, die zu Ausschußbildung führt.