DE2727960C3 - Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolien - Google Patents

Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolien

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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolien, die ein auf einer Drehachse angeordnetes Schweißelement umfaßt, das mittels einer Induktionseinheit induktiv beheizt wird und relativ zur Transportrichtung der Folie eine Umlaufbewegung ausführt.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist das Schweißelement als magnetisierbare Vollscheibe ausgebildet, die ohne Zwischenisolation auf der Drehachse angeordnet ist und sich unmittelbar aufgrund von Wirbelströmen erhitzt (GB-PS 11 46 691). Eine solche Vorrichtung weist insofern gewisse Unzulänglichkeiten auf, als die Temperaturverhältnisse nicht so definiert und beherrschbar sind, wie es für eine betriebssichere Funktion erforderlich ist, und als in dem aus dem Gehäuse für die Erregerspule, der Vollscheibe und der Drehachse bestehenden Komplex beträchtliche Wärmeverluste entstehen. Des weiteren sind hierbei die Arbeitsgänge »Schneiden« und »Schweißen« nur alternativ durchführbar, indem für jeden dieser Vorgänge eine besondere, entsprechend ausgestaltete Voll
scheibe erforderlich ist
Zum Verschweißen von Kunststoffolien ist es auch schon bekannt, geeignet ausgebildete und angeordnete Schweißbacken mit wenigstens einem isoliert daran befestigten Heizband oder Heizdraht aus Widerstandsmaterial — im nachstehenden mit Heizelement bezeichnet — auszurüsten und das Heizelement auf elektrischem Weg zu erwärmen. Die Wärmezufuhr zum Heizelement ist dabei so zu bemessen, daß während des Schweißvorgangs gerade eine solche Erweichung der miteinander zu verbindenden Folienteile erzielt wird, daß eine zuverlässige und mechanisch feste Verschmelzung der betreffenden Folienteile entsteht. Die Einwirkungszeit der Schweißbacken auf die Folienteile ist dabei naturgemäß zeitlich zu begrenzen; sie hängt jewels von der Folienbeschaffenheit und Folienstärke sowie von der dem Heizelement zugeführten elektrischen Energie ab.
Im Rahmen der Begrenzung der Wärmezufuhr zu den ■miteinander zu verbindenden Folienteilen wird häufig von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, die Heizelemente der Schweißbacken ständig mit Energie zu versorgen, so daß sie dauernd eine bestimmte Grundtemperatur aufweisen, und sie jeweils nur während des periodisch erfolgenden Schweißvorgangs mit der vollen Heizleistung zu beaufschlagen. Auf diese Weise wird zwar eine gewisse Energiemenge gespart, jedoch geht dies zumindest in manchen Fällen auf Kosten der Schnelligkeit des jeweiligen Schweißvorgangs.
Eine andere Methode der begrenzten Wärmezufuhr zu den betreffenden Folienteilen besteht darin, die Heizelemente ständig mit der für den jeweiligen Schweißvorgang erforderlichen Wärmeenergie zu versorgen, so daß während der jeweils nur kurzen Einwirkungsdauer der Schweißbacken auf die Folien stets sofort der Verschmelzvorgang der Folien an der Schweißstelle einsetzt Hierdurch wird der Schweißvorgang etwas verkürzt und infolge dieser Zeitersparnis läßt sich die Leistung der gesamten Verpackungsmaschine unter Umständen erhöhen.
Unabhängig davon, ob vom einen oder anderen der beiden mit Schweißbacken arbeitenden Schweißverfahren Gebrauch gemacht wird, ist in den meisten Fällen der Schweißvorgang mit einem Abtrennen der im Bereich der Schweißnaht aneinandergrenzenden Folienteile oder Folienabschnitte verbunden. Zu diesem Zweck kann die Schweißvorrichtung mit einem Trennmesser oder dergleichen Element kombiniert sein oder aber das Schweiß- bzw. Heizelement bewirkt zugleich auch das Abtrennen der benachbarten Folienabschnitte voneinander.
Im Falle der Versorgung der Heizelemente mit stets voller Wärmeenergie in Verbindung mit einer Vibration der Schweißbacken wurde hinsichtlich der Qualität der Schweißverbindungen ein durchaus zufriedenstellender Erfolg erzielt. Indessen ist der für eine derartige Gesamtvorrichtung erforderliche Aufwand an elektrischen und mechanischen Schaltelementen und Steuereinrichtungen nicht unerheblich und daher auch eine gewisse Störanfälligkeit gegeben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffolien zu schaffen, die sich einerseits durch einen relativ geringen Schaltungsaufwand sowie einen vertretbaren Aufwand an mechanischen Bauteilen und zum andern durch eine optimale Betriebssicherheit auszeichnet, und bei der die einer magnetisierbafen Vollscheibe anhaftenden Nachteile
vermieden sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schweißelement durch einen auf einer Nabe aus wärmefestem Isolierstoff angebrachten metallischen Ring verkörpert ist, der zugleich als Trenrielement dient und der einem Schenkel eines mittels einer Spule erregten Eisenkerns zugeordnet ist
Die Erfindung sowie deren Wirkungsweise werden im nachstehenden anhand der schematischen Zeichnung noch näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht der Schweiß- und Trennvorrichtung,
F i g. 2 eine Ansicht längs des Schnittes A-B durch Fig. 1.
Die Schweiß- und Trennvorrichtung gemäß F i g. 1 besteht aus einer über einen U-förmig gestalteten Eisenkern 2 geschobene Induktionsspule 1, aus einem Antriebsmotor 3 für die Rotation des mit diesem über eine Welle 4 mechanisch fest verbundenen Schweiß- und Trennelements 5, das durch einen Ring 6 aus leitendem Material verkörpert ist und in eine hitzebeständige Scheibe 7 aus einem geeigneten Kunststoff eingebettet ist, ferner aus magnetischen Nebenschlüssen in Form einer Platte 8 und eines Kernstücks 9 sowie aus einem Gegenhalter 10.
Die Funktionsweise der Schweißvorrichtung ist folgende:
Die miteinander zu verschweißenden Folienteile oder Folienseiten 11, 12 laufen, wie Fig.2 zeigt, in Pfeilrichtung in die Vorrichtung ein und werden von dem induktiv aufgeheizten Ring 6 erfaßt und verschweißt Gegebenenfalls wird der überschüssige Folienstreifen 13 gleich mit- oder unmittelbar danach abgetrennt
Der Gegenhalter 10 ist hier als plattenförmiges Führungsteil ausgebildet, das eine dem Ring 6 gegenüberliegende Nut 14 aufweist Anstelle einer Führungsplatte kann auch eine Scheibe, ein Band oder ein ähnlich gestaltetes Bauteil vorgesehen sein.
Mittels des auf der Stirnseite 15 Magnetschenkels 16 seitlich verschiebbaren Kernstücks 9 ist der magnetische Querschnitt veränderbar, so daß bei gegebenem magnetischem Fluß die magnetische Induktion verändert und auf diese Weise eine Temperaturregelung erzielt werden kann.
Der metallische Ring 6 kann auch als Segmentscheibe oder als ähnliches Element ausgebildet sein und mit dem Antriebsmotor, der zweckmäßigerweise für Reversierbetrieb geeignet ausgebildet ist, mittels einer elektromagnetischen Kupplung 17 wahlweise zu- und abschaltbar sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststofffolien, umfassend ein auf einer Drehachse angeordnetes Schweißelement, das mittels einer Induktionseinheit induktiv beheizt wird und relativ zur Transportrichtung der Folie eine Umlaufbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißelement durch einen auf einer Nabe aus wärmefestern Isolierstoff angebrachten metallischen Ring verkörpert ist, der zugleich als Trennelement dient und der einen Schenkel eines mittels einer Spule erregten Eisenkerns zugeordnet ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit Isolierstoffnabe-metallischer Ring im Luftspalt einer einen magnetischen Kreis bildenden Kern-Jochanordnung liegt
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern U-förmig ausgebildet ist, die Einheit Nabe-Ring dem einen Kernschenkel räumlich vorgeordnet ist und das der Einheit Nabe-Ring vorgelagerte Joch als auch einem ferromagnetischen Material bestehende Abdeckplatte ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Schenkel des U-förmigen Eisenkerns und dem Joch ein entlang der Stirnseite dieses Schenkels verschiebbares Kernstück zur wahlweisen Veränderung des magnetischen Querschnitts vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem metallischen Ring im Einwirkungsbereich auf die Folie eine wenigstens in dieser Zone mit einem Schlitz versehene Führungsplatte gegenüberliegt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Ring mit seiner Nabe aus wärmefestem Isolierstoff auf einer eine Reversierbewegung ausführenden Welle angeordnet ist.
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