DE1299857B - Schweissvorrichtung zum Verschweissen mindestens zweier aufeinanderliegender thermoplastischer Kunststoffolien - Google Patents

Schweissvorrichtung zum Verschweissen mindestens zweier aufeinanderliegender thermoplastischer Kunststoffolien

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DE1299857B
DE1299857B DEW42922A DEW0042922A DE1299857B DE 1299857 B DE1299857 B DE 1299857B DE W42922 A DEW42922 A DE W42922A DE W0042922 A DEW0042922 A DE W0042922A DE 1299857 B DE1299857 B DE 1299857B
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DE
Germany
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welding
welding device
seam
jaw
unheated
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Schwarzkopf August
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Windmoeller and Hoelscher KG
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung das jeweilige Folienmaterial sehr kritisch ist. Bereits
zum Verschweißen mindestens zweier aufeinander- bei nur etwas zu großer Schweißwärme kann bereits
liegender thermoplastischer Kunststoffolien unter statt der Erzeugung einer Schwächungslinie eine
gleichzeitiger Bildung einer Abreiß-Schwächungs- Trennschweißung erfolgen, während bei nur etwa linie im Bereich der Schweißnaht, bei welcher die 5 zu geringer Wärme keine einwandfreie Abreiß-
Schweißbacke ein Heizelement mit bandförmiger Schwächungslinie erzeugt wird und beim Abreißen
Schweißfläche aufweist und die Gegenbacke unbe- die Beutel, Hüllen od. dgl. selbst eingerissen werden
heizt ist und eine elastische Widerlagerschicht besitzt. können. Ferner hat die Verwendung des Schweiß-
Bei der Bearbeitung von Kunststoffolien zu Beu- drahtes den Nachteil, daß dieser seine durch den teln, Säcken und Hüllen für die verschiedensten Ge- io Heizimpuls erhaltende Wärme nicht schnell genug genstände, beispielsweise konische Beutelhüllen, er- in die Folie abführt und die Restwärme erst nach gibt sich häufig die Aufgabe, zwei oder mehrere längerer Abkühlzeit unter dem Druck der Backen so Folienlagen sowohl miteinander flach zu verschwei- weit reduziert hat, daß die Prägelinie mit dem verßen als auch in der Mitte der Schweißnaht oder zwi- dünnten Querschnitt genügend erstarrt ist, um bei sehen zwei Schweißnähten eine Schwächungslinie zu 15 dem dann erfolgenden Weitertransport der Folienerzeugen, entlang welcher die einzelnen Beutel od. bahn dem unerwünschten Abreißen gegenüber genüdgl. voneinander durch Abreißen von Hand getrennt gend widerstandsfähig zu sein,
werden können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei Be-
Da die geschweißten Abschnitte noch über die nutzung dünnen Drahtes zwar die Rückkühlung unter
Schwächungslinie miteinander verbunden sein sollen, ao Druck genügend schnell erfolgt, aber die beiden
um die durch die Schweißnähte miteinander verbun- Quetschränder, die ja jeweils die Naht bilden, zu
denen Materialbahnen entweder wieder aufrollen zu schwach und nur wenig haltbar sind, während bei
können oder wenigstens über die Länge einiger Ab- Benutzung dicken Drahtes zwar die Nähte breiter
schnitte zusammenhängend innerhalb der Verarbei- und dafür haltbarer werden, aber andererseits die
tungsmaschine weiterbefördern zu können, damit 25 Rückkühlung des größeren Drahtvolumens entspre-
später Mehrgefachbeutel bestimmter Gefachzahl, bei- chend länger dauert, was dieses Verfahren unwirt-
spielsweise für die Verpackung von Damenstrümpfen, schaftlich werden läßt.
entstehen und in der Ablage übereinanderliegend Man hat auch schon dadurch versucht, einen Ausgesammelt werden können, muß die Schweißung nach weg zu finden, daß statt Runddraht ein Flachband dem Öffnen der Backen so weit erkaltet sein, daß 30 mit einer aufgesetzten, entlang der Mittellängslinie eine bei der Weiterbeförderung auftretende Zugbe- verlaufenden niedrigen Rippe verwendet wird, wobei lastung die Naht nicht mehr aufzureißen oder abzu- die Rippe die Schwächungslinie erzeugt und die beitrennen vermag, was geschehen würde, wenn die den Schenkel zu beiden Seiten der Schwächungslinie Nahtlinie beim Einsetzen des Weitertransports der die eigentliche Verschweißung vornehmen. Aber auch Folie noch zu heiß wäre. 35 in diesem Fall ist wegen der verhältnismäßig hohen
Man bedient sich daher allgemein für die Herstel- Wärmekapazität des Heizbandes eine erhebliche lung der beschriebenen Schweißnähte der Wärme- Rückkühlzeit erforderlich. Ferner ist hier die Wahl impulsschweißung, bei der die Abkühlung der Naht der richtigen Schweißtemperatur und der richtigen bis zu deren Erstarrung noch unter Druck erfolgt, Impulsdauer von ausschlaggebender Bedeutung für oder jedenfalls eines solchen Verfahrens, das der 4° die Güte des Erzeugnisses, und schon geringe Fehler Wirkung der Wärmeimpulsschweißung insofern ahn- können zur Herstellung von Ausschußware führen, lieh ist, als die Zugeinwirkung auf die Folienbahn Es sind auch schon Schweißwerkzeuge bekannterst dann wieder einsetzt, wenn die eben gebildete geworden, bei denen man sich des üblichen Wärme-Nahtlinie bereits genügend zurückgekühlt ist. Letz- impulsflachbandes auf der beheizten Schweißbacke teres kann durch Haltebacken erreicht werden, die 45 bedient, während die Schwächungslinie in der verden Schweißbacken nacheilen, also erst dann öffnen, hältnismäßig breiten Flachnaht durch einen über das wenn die Schweißbacken bereits geöffnet haben und elastische Polster der unbeheizten Gegendruckbacke die zum Teil auch durch Kühlluft unterstützte Rück- gespannten Faden oder Draht dünnen Querschnitts kühlung in ausreichendem Maß vollzogen ist. erreicht wird. Diese Anordnung hat aber den Nach-
Die einfachste der bekanntgewordenen Verschwei- 5° teil, daß sich der Faden oder Draht zur Erzeugung ßungen mit Bildung einer Abreiß-Schwächungslinie der Schwächungslinie in der Folienbahn verankert ist die sogenannte Quetschnahtschweißung. Hierbei und beim späteren Weitertransport mitgenommen und wird ein dünner, mit Teflon abgedeckter Runddraht abgerissen wird. Außerdem ist auch hier noch sehr auf die Folie gepreßt, unter welcher sich ein elasti- genau darauf zu achten, daß die Schweißwärme nicht sches Polster befindet. Der Runddraht wird kurz- 55 zu hoch und nicht zu niedrig ist.
zeitig beheizt, so daß der Draht die miteinander zu Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, verschweißenden Folienbahnen schmilzt und in diese eine Schweißvorrichtung zum Verschweißen mindeteilweise eindringt. Es ergibt sich dabei eine Ver- stens zweier aufeinanderliegender thermoplastischer dünnung der Gesamtfolienstärke, während das ver- Kunststoffolien unter gleichzeitiger Bildung einer Abdrängte Material links und rechts der durch den Draht 60 reiß-Schwächungslinie im Bereich der Schweißnaht, gebildeten Drucklinie in Form einer Schweißwulst bei welcher die Schweißbacke ein Heizelement mit aufsteigt. bandförmiger Schweißfläche aufweist und die unbe-
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß beiderseits heizte Gegenbacke eine elastische Widerlagerschicht der mittels des Drahtes eingeprägten Schwächungs- besitzt, wobei sich über der Wirkfläche einer der beilinie eine sehr schmale Naht erzeugt wird. Es hat 65 den Backen, vorzugsweise über der Wirkfläche der aber den großen Nachteil, daß die genaue Einhai- unbeheizten Gegenbacke, etwa entlang der Längstung der erforderlichen Schweißwärme und Impuls- mittellinie des Schweißnahtbereichs ein dünnes Wulstzeit in Anpassung an die jeweilige Folienstärke und element erstreckt, so zu verbessern, daß die Erzeu-
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gung einer zufriedenstellenden Abreiß-Schwächungs- sein, daß wiederum ein leichtes Auswechseln des über
linie im Bereich der Flachschweißnaht nicht mehr dem elastischen Polster liegenden Streifens nach einer
oder jedenfalls nicht im gleichen Maß wie bei den gewissen Benutzungsdauer möglich ist.
bekannten Vorrichtungen von der Einhaltung eines Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreisehr eng begrenzten Toleranzbereichs für die 5 bung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in
Schweißtemperatur und die Schweißzeit abhängig ist. welcher mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt
Außerdem soll bei der erfindungsgemäßen Schweiß- sind.
vorrichtung gewährleistet werden, daß sich das Wulst- Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist
element nicht mehr in den Folien verankern und von der obere Backenkörper 1, die beheizte Schweißdiesen mitgenommen werden kann. io backe, mit einer elektrischen Isolationsschicht 2 ver-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer sehen, über die ein Impulsheizband 3 gespannt ist. Schweißvorrichtung der soeben beschriebenen Art Dieses Impulsheizband 3 ist bei diesem Ausführungsdadurch gelöst, daß der sich über die Wirkfläche beispiel durch ein nachstellbares wärmefestes Abder betreffenden Backe erhebende Teil des Wulst- deckband 4 aus einem Antihaftstoff abgedeckt,
elements in Längsrichtung in geringen Abständen 15 Die unbeheizte Gegenbacke 5 trägt das elastische Unterbrechungen aufweist. Durch die Unterbrechun- Gegendruckpolster 6, das beispielsweise aus Silikongen des Wulstelements werden im Bereich der gummi bestehen kann. Auch dieses Gegenpolster ist Schwächungslinie ungeschwächte Materialstege gebil- von einem nachstellbaren wärmefesten Band 7 abgedet, deren Länge durch die Wahl der Länge der deckt, das ebenfalls vorzugsweise aus Polytetrafluor-Unterbrechungen bestmimt werden kann. Diese Stege 20 äthylen besteht. Das Band 7 ist nun in Abständen, mit unverminderter Materialstärke halten die aufein- die vorteilhaft etwa der Backenbreite entsprechen, anderfolgenden, durch Schweißnähte begrenzten mit parallel zueinander verlaufenden Steppnähten 8 Formate der miteinander vereinigten Bahnen auch versehen, die durch Drehen der beiderseits der dann noch zusammen, wenn das Wulstelement mit Backe 5 vorgesehenen Rollen zum Auf- bzw. Abseinen sich über die betreffende Wirkfläche erhe- 25 wickeln des Bandes 7 so unterhalb des Impulsheizbenden Teilen die beiden Bahnen ganz durchgetrennt bandes 3 angeordnet werden, daß sich die Nähnaht haben sollte. Andererseits kann die Schweißwärme nach dem Schließen der Backen und während des und die Schweißzeit stets so gewählt werden, daß Erhitzens des Schweißbandes so in den dazwischeneine zufriedenstellende Verschweißung und auch ein liegenden, in der Zeichnung nicht dargestellten genügend tiefes Eindringen des Wulstelements ge- 30 Folienlagen abprägt, daß die Prägelinie etwa in der währleistet ist, weil nicht die Gefahr entstehen kann, Längsmitte der der Bandbreite des Heizbandes entdaß eine völlige Durchtrennung der miteinander ver- sprechenden Schweißnaht entsteht. Die entlang der einigten Folien stattfindet. Steppnaht mit Unterbrechungen entstandenen vor-
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung stehenden Fadenstrecken prägen sich dabei in den der Erfindung kann das Wulstelement als Einfach- 35 dazwischenliegenden Film ein und verdünnen im oder Doppelnähnaht mit einer die Backenwirkfläche Bereich dieser Fadenteile die Folien, während im bedeckenden Schicht aus Antihaftstoff, vorzugsweise Bereich der kurzen Zwischenräume zwischen den Polytetrafluoräthylen, verbunden sein. An den Ein- einzelnen Fadenstrecken Stege des Folienmaterials stichstellen des Nähfadens, der aus einem Zwirn- erhalten bleiben, die dazu führen, daß die Schweißfaden, vorzugsweise Polytetrafluoräthylenseide, oder 40 naht nicht vollends geteilt werden kann, sondern auch aus einem dünnen Draht bestehen kann, wer- auch dann nur perforiert wird, wenn die Fadenstrekden die zur Bildung der Materialstege dienenden ken das Folienmaterial ganz durchstoßen.
Unterbrechungen gebildet. Im Fall einer Doppel- Wie bereits ausgeführt, kann die Naht 8 aus naht, bei welcher von zwei Fäden stets einer über Zwirnfaden bestehen, aber auch aus dünnem Draht, und einer unter der Antihaftstoffschicht verläuft, sind 45 Hierbei kommt die bessere Wärmeleitfähigkeit des diese Unterbrechungen sehr kurz und die gebildeten Metalldrahtes zur Wirkung, wodurch die Perforations-Materialstege mit unverminderter Folienstärke des- prägung im thermoplastischen Film intensiver wird, halb sehr schmal. In F i g. 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbei-
Die die Backenfläche bedeckende Schicht aus spiel dargestellt. Statt des nachstellbaren abgestepp-Antihaftstoff kann erfindungsgemäß durch ein nach- 50 ten Polytetrafluoräthylenbandes ist ein in Nuten 9 stellbares, beiderseits der Backenwirkfläche auf Spu- der unbeheizten Gegenbacke über dem Silikongummilen aufgewickeltes Band aus Polytetrafluoräthylen mit polster 6 einschiebbarer Folienstreifen 10 aus PoIyeiner der Backenlänge entsprechenden Breite gebildet tetrafluorethylen vorgesehen, der das mit Untersein, das in Abständen mit Nähnähten versehen ist. brechungen versehene Wulstelement trägt. Dieser Sobald das Band an der Stelle, die sich bisher über 55 Streifen kann bei fortgeschrittenem Verschleiß leicht der Backenwirkfläche befand, verschlissen ist, wird ausgewechselt werden.
es weitergedreht, und ein neuer Bestandteil mit einer In F i g. 3 ist der Streifen 10 im Schnitt und in
neuen Nähnaht gelangt in den Schweißbereich. vergrößertem Maßstab gezeigt. Das Wulstelement
Andererseits kann aber auch die die Backenwirk- wird von einem feinen Draht 11 gebildet, der z. B.
fläche der unbeheizten Gegenbacke bedeckende 60 aus Chrom-Nickel-Stahl oder Silber besteht und so
Schicht aus einem über dem elastischen Widerlager mit dem Streifen 10 vernäht ist, daß im Verhältnis
angebrachten massiven Streifen aus Antihaftmaterial längere vorstehende Drahtstecken mit im Verhältnis
bestehen, der entlang seiner Längsmittellinie eine kürzeren Unterbrechungsstrecken abwechseln. In
Nähnaht oder einen teilweise in das Antihaftmaterial F i g. 4 ist der Streifen nach F i g. 3 in Draufsicht
eingebetteten, in kurzen Abständen an seinem vor- 65 gezeigt.
stehenden Teil mit Einkerbungen versehenen Draht auf- Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach
weist. In diesem Fall kann die Halterungsvorrichtung F i g. 5 und 6 wird eine Doppelnaht verwendet, die
für die Streifen aus Antihaftmaterial so beschaffen aus den Drähten 12 und 13 gebildet ist. Diese er-
scheinen wechselweise an der Oberfläche, so daß sich nur sehr schmale Verbindungsstege im Material an den Einstichstellen ausbilden. In F i g. 6 ist der Streifen nach F i g. 5 in Draufsicht gezeigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 7 S bis 9 ist ein Draht 14 mit im Ausführungsbeispiel dreieckigem Querschnitt in den Polytetrafluoräthylenstreifen eingebettet und in diesem mit seiner Basis verankert. Die vorstehende scharfe Dreieckskante ist in kurzen Abständen mit Kerben 15 versehen, die so gestaltet sind, daß die gewünschte Stegverbindung zwischen den verschweißten Folienbahnen noch erhalten bleibt.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Schweißvorrichtung zum Verschweißen mindestens zweier aufeinanderliegender thermoplastischer Kunststoffolien unter gleichzeitiger Bildung einer Abreiß-Schwächungslinie im Bereich der Schweißnaht, bei welcher die Schweißbacke ein so Heizelement mit bandförmiger Schweißfläche aufweist und die unbeheizte Gegenbacke eine elastische Widerlagerschicht besitzt, wobei sich über der Wirkfläche einer der beiden Backen, vorzugsweise über der Wirkfläche der unbeheizten Gegenbacke, etwa entlang der Längsmittellinie des Schweißnahtbereichs ein dünnes Wulstelement erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der sich über die Wirkfläche erhebende Teil des Wulstelements (14) in Längsrichtung in geringen Abständen Unterbrechungen (15) aufweist.
2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wulstelement (14) als Einfach- oder Doppelnähnaht (8,11 bzw. 12r 13) auf einer die Wirkfläche der Backe bedeckenden Schicht (7,10) aus Antihaftstoff, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, ausgebildet ist.
3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnaht (8,11, 12,13) mit Zwirnfaden, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen, genäht ist.
4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnaht (8,11, 12,13) mit dünnem Draht genäht ist.
5. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wirkfläche der Backe bedeckende Schicht aus Antihaftstoff durch ein nachstellbares, beiderseits der Wirkfläche auf Spulen aufgewickeltes Band (7) aus Polytetrafluoräthylenseide mit einer der Backenlänge entsprechenden Breite gebildet ist, das in Abständen mit Nähnähten (8) versehen ist.
6. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wirkfläche der unbeheizten Gegenbacke (5) bedeckende Schicht aus einem Folienstreifen (10) aus Antihaftmaterial besteht, der entlang seiner Längsmittellinie eine Nähnaht (11 bzw. 12,13) aufweist.
7. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche der unbeheizten Gegenbacke (5) mit einem Folienstreifen aus Antihaftmaterial überzogen ist und einen teilweise in das Antihaftmaterial eingebetteten, auf der den zu verschweißenden Folien zugewandten Seite mit Einkerbungen (15) versehenen Draht als Wulstelement (14) aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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