DE2645243A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden zweier baender aus thermoplastischem werkstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verbinden zweier baender aus thermoplastischem werkstoff

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DE2645243A1 DE19762645243 DE2645243A DE2645243A1 DE 2645243 A1 DE2645243 A1 DE 2645243A1 DE 19762645243 DE19762645243 DE 19762645243 DE 2645243 A DE2645243 A DE 2645243A DE 2645243 A1 DE2645243 A1 DE 2645243A1
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Description

DIPL-ING. HORST ROSE D1PL.-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE <"> r> / r ο /
3353 Bad Gandershelm, ^U. Okt. 197g
Ptfh 129
Postfach 129 HohenhSfen 5 Telefon: (05382) 28«
Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm
Unsere Akten-Nr. 2820/3
N.V. Technische Maatschappij Marchand-Andriessen Patentgesuch vom L6.0kt. 1976
IT.Y. Technische Maatschappij .Marchand-Andriessen
Van Gijnstraat 20
Rijswijk
Niederlande
Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden zweier Bänder au3 thermoplastischem Werkstoff
(Zusatz zu P 24 59 770.4-)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden zweier einander gegenüberliegender Bänder aus thermoplastischem Werkstoff durch Erzeugen von Reibungswärme zwischen diesen Bändern mittels einer Verschiebebewegung, nach Patentanmeldung P 24 59 770.4. Das grundlegende Verfahren ist in der genannten Hauptanmeldung vollständig und ausführlich beschrieben, und zur Vermeidung von Längen wird deshalb auf den gesamten Inhalt der Hauptanmeldung ausdrücklich Bezug genommen.
In der Hauptanmeldung ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zwischen die beiden sich überlappenden, zu verbindenden Bänder, welche durch Einspannung stationär gehalten werden,
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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 - Postscheckkonto: Hannover 667IS 970
ein gesonderter Bandabschnitt eingebracht und dann ruckartig aus dem Überlappungsbereich herausgesogen wird, um die für die Verbindung erforderliche Reibungswärme zu erzeugest Man hat für diesen gesonderten Bandabschnitt ein mit Glaskügelchen verstärktes thermoplastisches Material verwendet„ doch zeigte es sich, daß nach einiger Zeit dieser gesonderte Bandabschnitt sehr stark abgenutzt wurde«
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung9 dieses Verfahren, sowie die Vorrichtungen seiner Durchführung? zu verbessern.
Erreicht wird dies bei dem eingangs genannten Verfahren durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Als Streifen, der zwischen den beiden sich überlappenden Bandenden ruckartig herausgezogen wird, verwendet man also das vordere Ende des noch nicht verbrauchten Bandes, welches naturgemäß hinsichtlich Material, Abmessungen etc0 den zu verbindenden Bandenden völlig entspricht und welches infolge der nur einmaligen Verwendung praktisch keiner Abnutzung unterliegt.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich durch die im Anspruch 2 angegeben Maßnahmen, Man erreicht so in sehr einfacher Weise, daß der herauszuziehende Streifen genau in die richtige Lage kommt0
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfin-, dungsgemäßen Verfahrens ergibt sich durch die im Anspruch 3 angegebenen Maßnahmen«, Pur das erfindungsgemäße Werkzeug werden dabei in bevorzugter Weise Tellerfedern verwendete
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den übrigen Unteransprüchen, Es zeigt:
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Pig, 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungs-Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Pig, 2 bis β schematische Darstellungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs, und zwar
Fig. 2 die Zufuhr des von der Vorratsrolle kommenden Bandabschnitts zu einer Band-Einspannvorrichtung,
. 3 das Einklemmen des eingespannten Bandendes zusammen mit dem zur Vorratsrolle führenden Bandabschnitts an einer Stelle, die neben der eigentlichen Schweißstelle liegt,
Fig. 4 das Abschneiden des zur Vorratsrolle führenden Bandabschnitts und sein anschließendes Einfügen (in Pfeilrichtung) zwischen die beiden Bandenden,
Fig. 5 das gemeinsame Einspannen der beiden zu verschweißenden Bandenden und des zwischen sie eingefügten dritten Bandabschnitts an der Schweißstelle,
Fig. 6 das Verschweißen der Bandenden durch ruckartiges Herausziehen des zur Vorratsrolle führenden Bandabschnitts, und
Fig. 7 ein Diagramm, welches den Ablauf der Bewegungsvorgänge', bezogen auf eine Umdrehung der Nockenwelle 9» zeigt.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen G-esamtübersicht. Diese Vorrichtung weist in üblicher Weise einen Tisch 1 auf, welcher in Längsrichtung, und zwar in der Zeichenebene, durch einen Schlitz geteilt ist und welcher zur Auflage eines (nicht dargestellten) Pakets dient, das quer über diesen Schlitz gelegt wird. Ferner ist eine Stützplatte 2 vorgesehen, die auch- als oberes Werkzeugteil bezeichnet werden kann und die aus einer lage, in der sie den Schlitz nicht von unten überdeckt und in der das um das Paket zu spannende Band in Form einer Schleife in der Zeichenebene um das Paket gespannt werden kann, verschiebbar ist in eine Lage, in der sie den Schlitz überdeckt. Die letztere Lage ist in Fig. 1
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dargestellt, Fig. 7 zeigt die Verschiebung der Stützplatte 2 über dem Drehwinkel der Nockenscheibe 10.
In der Anfangs st ellung eines Umspannungszyklus sind die Stützplatte 2 und eine im Querschnitt U-förmige Bandführung 3 nach vorne verschoben worden, und der genannte Schlitz ist geschlossen, wobei die Bandführung 3 den Abstand überbrückt zwischen dem am Ende des vorhergehenden Zyklus bei A abgeschnittenen, zu einer Vorratsrolle 31 führenden Bandabschnitt
4 einerseits, und einer geöffneten Band-Einspannvorrichtung 5 andererseits, welche ebenfalls in der durch den Schlitz gehenden Zeichenebene liegt.
Der Bandabschnitt 4, also das eine Bandende, wird nun wie in Fig. 2 dargestellt, über die Bandführung 3 zur Band-Einspannvorrichtung 5 vorwärts geschoben, und zwar durch eine Druckrolle 6 und eine Förderrolle 7, welch letztere über einen Zahnriementrieb 8 von einer Nockenwelle 9 angetrieben wird, auf der sich eine Nockenscheibe 10 befindet. Dann wird, wie in Fig. 3 dargestellt, die Bandführung 3 eine bestimmte Strecke nach rückwärts verschoben und die Einspannvorrichtung
5 wird geschlossen. Dann wird die Druckrolle 6 (Fig. 1) von der Förderrolle 7 abgehoben. Diese Abläufe sind in Relation zueinander auch in Fig. 7 dargestellt. - Eine mit der Einspannvorrichtung 5 verbundene Vorrichtung, welche dazu dient, das Band 4 um das (nicht dargestellt) Paket herumzubinden und zu spannen, wird unter anderem von einem (nicht dargestellten) Innenzahnrad gebildet, das sich zum Teil durch den Schlitz in der Zeichenebene auch unter den Tisch 1 erstreckt und das zu umschnürende Paket mit Abstand umgibt; auf diesem Innenzahnrad ist die Einspannvorrichtung 5 befestigt. Diese Umwickelvorrichtung wird von einem getrennten Motor angetrieben und nach ca. einer ganzen Umdrehung, während der das Band in einer Schleife um das Paket gelegt wird, angehalten, worauf sich dann das in der Einspannvorrichtung 5 befestigte eine Bandende in der Lage nach Fig. 3 befindet.
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Zum Einspannen, Abschneiden und Verschweißen dieses so um das Paket gelegten Bandes dient in bevorzugter Weise ein von der Nockenscheibe 10 angetriebenen kombiniertes Werkzeug, das an seinem allen Werkzeugelementen gemeinsamen Basisteil 11 mit einer Rolle 9a versehen ist, die auf der Nockenscheibe 10 rollt. Auf der Basis 11 sind, durch Tellerfedern 12a, 15a und 14a in Bewegungsrichtung abgefedert, drei Werkzeugelemente oder Stempel angeordnet, nämlich
a) ein als Einspannwerkzeug dienendes erstes Werkzeugelement 12, welches wie in Fig. 3 dargestellt dazu dient, den zur Vorratsrolle 31 führenden Bandabschnitt 4 und das in der Einspannvorrichtung 5 eingespannte Bandende gemeinsam gegen die Stützplatte 2, also den oberen Teil dieses Mehrfachwerkzeugs, zu pressen?
b) ein als Schweiß-Spannwerkzeug dienendes zweites Werkzeugelement 13, an dem ein Messer 15 befestigt ist und das gemäß Pig. 5 zum Einspannen beim Schweißvorgang dient}
c) ein als Schneidwerkzeug dienendes drittes Werkzeugelement 14, an dem das Gegenmesser 16 zum Messer 15 befestigt ist und das gemäß !"ig. 4 dazu dient, zusammen mit dem Werkzeug 13 in einer bestimmten Phase des Zyklus das Band 4 abzuschneiden. Wie in Pig. 2 und 3 dargestellt, hat das Gegenmesser 16 eine Öffnung, durch die das Band 4 geführt ist.
Wie Fig. 3 zeigt, werden die drei Werkzeugelemente 12, und 14 durch das Basisteil 11 gemeinsam hochgeschoben, wobei ihre Tellerfedern 12a, 13a und 14a zunächst entspannt bleiben. Wenn das Werkzeug 12 gegen die Stützplatte 2 stößt und das Basisteil 11 weiter nach oben geht, werden die Tellerfedern 12a gespannt, so daß das Einspannwerkzeug 12 die beiden über ihm liegenden Bandabschnitte festhält und zusammenpreßt. Gleich zeitig wird in der Lage nach Pig, 3 das Schneidwerkzeug 14 durch einen Anschlag 17 (an der ortsfesten Führung G der Werkzeugelemente 12 bis 14) festgehalten. Während der weiteren
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Aufwärtsbewegung des Basisteils 11 werden also die Tellerfedern 12a gespannt, während sich das Werkzeug 13 weiter nach oben bewegt, bis gemäß Fig. 3 der zur Torratsrolle 31 führende Bandabschnitt 4 durch das Messer 15 und das Gegenmesser abgeschnitten wird, und zwar eine relativ kurze Zeit nach dem Anliegen des Einspannwerkzeugs 12 gegen die Stützplatte 2. Das abgetrennte Bandende liegt dabei, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, auf der Oberseite des Werkzeugs 13 auf.
Der Bandabschnitt 4 ist in einem Führungsglied 18 geführt, dessen Form aus Fig. 1 genau hervorgeht und das um eine Welle 19 verdrehbar ist. Es liegt über eine Blattfeder 20 auf einem kleinen Befestigungsklotz 21 an, welcher drehbar an der ortsfesten Führung G angeordnet ist. Das Führungsglied 18 wird anfangs durch das Schneidwerkzeug 14 nach oben geschoben, wie das Fig. 2 zeigt, und wird dann beschleunigt dadurch nach oben bewegt, daß ein Stift 22 am Werkzeug 13 in Anlage gegen die Blattfeder 20 kommt. Eine hin- und hergehende Bewegung des Führungsglieds 18 ist erforderlich, um den in Fig. 3 gerade abgeschnittenen Bändabschnitt 4 rechts des Gegenmessers 16 in der in Fig. 4 gezeigten Weise nach oben und zwischen die Enden des das Paket umschlingenden Bandes zu schieben, und um ferner zu verhindern, daß dieser Bandabschniti nach oben schnellt oder gegen das Gegenmesser 16 stößt.
Der Bandabschnitt 4 wird dann in dieser Konfiguration gemäß Fig. 4 wieder vorwärtsgeschoben, und zwar zwischen das festgespannte eine Bandende und das freie andere Bandende. Hierzu wird das Band 4 durch die Druckrolle 6 gegen die Förderrolle 7 gepreßt und durch diese angetrieben. Gleichzeitig hat sich das Schweiß-Spannwerkzeug 13 weiter nach oben bewegt und spannt dabei, wie in Fig. 5 dargestellt, die Enden des das Paket umschlingenden Bandes und das Bandende 4, das zur Rolle 31 führt, zusammen ein, und zwar mit einem Vor spanndruck, der durch die zusammengepreßten Tellerfedern 13a erzeugt und bestimmt wird.
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Das Diagramm nach Fig. 7 zeigt die Bewegungsabläufe der "beschriebenen Teile in der üblichen Darstellungsweise. Beim. Hochfahren des Basisteils 11 wird das Einspannwerkzeug 12 am Punkt I gegen die Stützplatte 2 gepreßt. Das Schneidwerkzeug 14 kommt am Punkt II zur Anlage gegen den Anschlag 17; das Schweiß-Spannwerkzeug 13 drückt am Punkt III gegen die Stützplatte 2; und am Punkt 17 wird das Bandende abgetrennt vom Bandabschnitt 4, der zur Vorratsrolle 31 führt.
Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich der Bandabschnitt 4 über das Führungsglied 18 und vorbei an der - Jetzt abgehobenen - Druckrolle 6 vertikal nach unten zu der Ziehvorrichtung, die' dazu dient, den Bandabschnitt 4 vollständig zwischen den beiden Bandenden herauszuziehen. Diese Ziehvorrichtung ist in Fig. 1 nur schematisch dargestellt und gleicht im Aufbau weitgehend derjenigen nach Fig. 3 des Hauptpatents 2 459 770, so daß die·vorliegende Beschreibung kurz gehalten werden kann.
Auf einer vertikalen Trägerplatte 24 ist ein zylindrischer Behälter 23 angeordnet, dessen Längsachse in der Verlängerung des Bandabschnitts 4 liegt. Im Behälter 23 ist ein Kolben 25 praktisch reibungsfrei verschiebbar, und mit dem Kolben 25 ist eine axiale Zugstange 26 verbunden, die sich durch eine Öffnung in einem Boden des Behälters 23 nach außen erstreckt. Zwischen diesem Boden und dem Kolben 25 ist eine starke Schraubenfeder 28 angeordnet, und zwar ohne Anlage gegen die Innenseite von 23 oder die Stange 26. Kolbenseitig liegt sie gegen eine Zwischenscheibe 27 an.
In Verlängerung der Zugstange 26 ist ein Pneumatikzylinder 30 angeordnet, dessen Kolbenstange 29 sich durch die untere (in Fig. 1 linke) Öffnung des Behälters 23 erstreckt. Der Zylinder 23 dient dazu, die Feder 28 zu spannen. Zur Veränderung der Federvorspannung kann man Zwischenscheiben 27 von verschiedener Dicke verwenden.
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Λλ
Die"Zugstange 26 ist an ihrem oberen Ende mit halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet. Gegen die ebene Fläche dieses Teils liegt wie dargestellt eine Spannrolle 30 an, die an der Zugstange 26 befestigt ist und deren Andrückkraft gegen, die Zugstange 26 mittels einer (nicht dargestellten) Stellschraube (vgl. das Hauptpatent) einstellbar ist. Der Bandvorrat ist auf die Rolle 31 aufgewickelt.
Die Oberflächen der Stützplatte 2 und der Werkzeuge und 13 sind vorzugsweise mit einer nicht dargestellten Gummischicht überzogen, damit sie die Sandenden besser festhalten und einspannen können. Zwischen dar Überlappungsstelle der eingespannten Bandteile, die in Fig. 5 dargestellt ist, und der Einspannstelle an der Rolle 30 der Zugvorrichtung ist eine bestimmte Dehnungs- oder Strecklänge "L" vorgesehen, die in Fig. 1 schematisch eingezeichnet ist. Die Bedeutung dieser länge ist im Häuptpatent ausführlich erläutert.
Die auf eine bestimmt Kraft K vorgespannte Feder 28 wird mittels eine_s nicht dargestellten Klinken-Sperrmechanismus zum rechten Zeitpunkt freigegeben, worauf die Stange 26 durch die Feder 28 angetrieben und dadurch der Bandabschnitt 4 auf einmal ruckartig zwischen den eingespannten Bandenden herausgezogen wir, wodurch diese Bandenden infolge des Einspanndrucks und der erzeugten Reibungswärme miteinander verschweißt werden.
Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Verwendung einer stationären Bandführung zur Führung eines separaten Bandabschnitts, der gänzlich zwischen den Bandenden eines Bindebands herausgezogen werden soll, in der holländischen Patentanmeldung 75.02847 der Anmelderin vom 11.3.1975 beschrieben ist.
Patentanwälte
Dipl.-Ing. Horst Rose Cipl.-Ing. Peter KoseI
709816/0823
L e e r s"e i ί e

Claims (7)

  1. DIPL-ING. HORST RUSE DIPL-ING. PETER KOSEL
    PATENTANWÄLTE
    2645243 6. Okt. 1976
    3353 Bad Gandershelm,
    Postfach 129
    Hohenhöfen S
    Telefon: (05382) 2842
    Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm
    Unsere Akten-Nr. 2820/3
    N.V. Technische Maatschappij Marchand-Andriessen Patentgesuch vom fj.OkI 1976
    Patentansprüche
    ; 1 Λ Verfahren zum Verbinden zweier Bänder oder Bandenden ausNmermoplastischein Werkstoff, die einander mit ihren Flächen zugewandt sind, wobei zwischen diesen Flächen ein separater Bandabschnitt angeordnet ist, alle drei Bänder mit einer vorgegebenen Kraft (Normalkraft) gegeneinander gedruckt gehalten werden und der separate Bandabschnitt durch eine ruckartige Zugkraft vollständig aus dem Überlappungsbereich herausgezogen wird, um Reibungswärme zu erzeugen und die Bänder oder Bandenden miteinander zu verschweißten, dadurch gekennzeichnet, daß das Band, dessen Enden zu verbinden sind, um ein Paket o.dgl. gewickelt wird, und daß der abgetrennte Endabschnitt des vom Bandvorrat kommenden Bandes als durch die ruckartige Zugkraft herauszuziehender Bandabschnitt verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des um das Paket gewickelten Bandes vor dem Abtrennen des zum Bandvorrat führenden Bandstücks zusammengepreßt werden, und zwar in Bandzufuhrrichtung gesehen hinter der eigentlichen Schweißstelle, und daß nach dem Abtrennen dieses Bandstücks dieses in Längsrichtung eingeführt wird
    70981S/8823
    zwischen das um das Paket o.dgl. herumgespannte Bandende einerseits und das sich von der Einspannstelle weg erstreckende, nicht gespannte Bandende andererseits.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, welche zur Aufnahme eines zu verschnürenden Pakets einen mit einem Längsschlitz versehenen Tisch aufweist, wobei das Paket quer zum Längsschlitz angeordnet wird, unter welchem Tisch ein quer zum Schlitz hin- und herverschiebbares Stützglied angeordnet ist, ferner mit einer Bandumwickelvorrichtung, die in einer sich durch den Schlitz und senkrecht zum Tisch erstreckenden Ebene angeordnet ist und eine Band-Einspannvorrichtung aufweist, welche anfänglich neben dem Stützglied in einer Ebene unter dem Tisch liegt und zum Festhalten des zugeführten Bandendes und zum Umwickeln des Pakets ausgebildet ist, ferner mit einer Schneidvorrichtung zum Abschneiden des zum Bandvorrat führenden Bandendes, und mit einer Zugvorrichtung zum ruckweisen Ziehen, die um eine bestimmte Bandlänge von der Überlappungsstelle entfernt das zum Bandvorrat führende Band ergreift, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Paket abgewandten Seite des Tisches (1) eine Bandvorschubvorrichtung (6,7) angeordnet ist, welche anfangs das vordere Bandende der Band-Einspannvorrichtung (5) zuführt, daß ferner eine quer zum Längsschlitz verschiebbare Bandführung (3) vorgesehen ist, ferner ein in der Schlitzebene entgegen dem Druck einer Feder (2o) hin- und herbewegbares Führungsglied (18) zum Führen dieses vorderen Bandendes, und daß dem Stützglied gegenüberliegend ein kombiniertes, durch ein gemeinsames, vorzugsweise nockengetriebenes Teil (11) antreibbares Werkzeug (12,13,14) vorgesehen ist, welches ein erstes Werkzeugelement (12) zum Festhalten der Bandenden örtlich vor der Schweißstelle, ein zweites Werkzeugelement (13) zum Festhalten der beiden Bandendes des Paketurnsehlingungsbandes und des zwischen diese eingeführten, vom Bandvorrat kommenden Bandendes an der Schweißstelle und schließlich ein drittes Werkzeugelement (14) zum Abtrennen des Bandes aufweist. 709816/0823
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Werkzeugelemente (12,13,14) am gemeinsamen Teil (11) über Federn, vorzugsweise Tellerfedern (12a,13a,14a) abgestützt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Werkzeugelemente (12,13,14) in einem ortsfesten Führungsglied (G) geführt sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Führungsglied (G) einen Anschlag (17) für das dritte Werkzeugelement (14) aufweist, um dessen Bewegung in Richtung zum Stützglied (2) zu begrenzen.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das dritte Werkzeugelement (14) abgetrennte Bandabschnitt (4) durch das Führungsglied (18) in Richtung zum Tisch (i) hin verschwenkbar und dann durch die Vorschubvorrichtung (6,7) zwischen die überlappenden Enden des das Paket umschlingenden Bandes einführbar sind (Fig. 4,5).
    Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kose!
    709816/0823
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