DE2826856B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem auf diese gerichteten Laserstrahl, bei dem die Kunststoffolien und der Laserstrahl relativ zueinander bewegt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei einem aus der DE-OS 16 29 219 bekannten Verfahren dieser Art wird zum Verschweißen von Kunststoffolien ein Laserstrahl auf diese gerichtet, dessen Strahlungsenergie nach dem Durchtritt durch die Kunststoffolien nicht mehr genutzt wird. Bei dem bekannten Verfahren geht daher ein Großteil der Strahlungsenergie des Laserstrahls verloren.
Sollen nach dem bekannten Verfahren Kunststoffolien nicht nur miteinander verschweißt, sondern auch getrennt werden, darf der Laserstrahl nicht so scharf gebündelt werden, weil der nur einmal durch die Folien hindurchtretencle Strahl diese sowohl trenne, als auch die durch den Trennschnitl gebildeten Ränder wieder miteinander verschweißen muß. Zum Trennschweißen muß nach dem bekannten Verfahren daher ein eneigiereicher Strahl verwendet werden, dessen Energie sich nur /um Teil ausnutzen läßt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das
Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch zu verbessern, daß sich die Energie des Laserstrahls vollständiger ausnutzen läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kunststoffolien durch einen scharf gebündelten Laserstrahl getrennt werden, der Laserstrahl nach dem Trennschnitt auf die getrennten oder zu trennenden Foiienränder reflektiert und anschließend der d'.'rch die Folien hindurchtreiende Laserstrahl wiederholt auf die Folienränder reflektiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchtrennt der scharfgebündelte Laserstrahl die aufeinanderliegender! Folienbahnen, wobei die durch den TrennscSnitt erzeugten Ränder der aufeinanderliegenden Folienbahnen nur wenig miteinander verschweißen. Eine feste Schweißnaht wird anschließend dadurch erzeugt, daß der Laserstrahl beidseits der miteinander zu verschweißenden Folienbahnen wiederholt in der Weise durch den Schweißnahtbereich reflektiert wird, daß von diesem nahezu die gesamte Strahlung absorbiert und das Folienmaterial unter Verschweißung miteinander aufgeschmolzen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur die Strahlungsenergie des Laserstrahls besser ausgenutzt, so daß Laser geringerer Leistung verwendet werden können, es lassen sich auch gute und feste Schweißnähte an den durch den Laserstiahl getrennten Folienrändern erzeugen.
Die mit Trennschweißnähten zu versehende Bahn wird vorzugsweise in Reflektionsrichtung bewegt, sie kann aber auch entgegen der Reflektionsrichtung des Laserstrahls transportiert werden, so daß zunächst ein Verschweißen der Bahnen und sodann der Trennschnitt mittig durch die Schweißnaht erfolgt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein Laser auf ein auf der anderen Folienseite angeordnetes. Laserstrahlen reflektierendes Element gerichtet ist, das den Laserstrahl durch die Folien hindurch in einen U-förmigeii, zu den Folien hin offenen und mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanal reflektiert, und daß auf der dem Kanal gegenüberliegenden Folienseite ein entsprechender, zu den Folien hin offener Kanal angeordnet ist, so daß zwischen den der Schweißnahtbreite angepaßten Kanälen der von dem Folienmaterial zunehmend absorbierte Laserstrahl hin- und herreflektiert wird. Zwischen den mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanälen wird der Laserstrahl mehr oder weniger geordnet reflektiert, so daß er mehrfach durch beide durch den Trennschnitt gebildeten Ränder hindurchreflektiert wird und jeweils die beiden Ränder der aufeinanderliegenden Folienbahnen miteinander verschweißt. Es kann auch eine Mehrfachreflektion erfolgen, die ebenfalls dazu führt, daß die Energie des Laserstrahls von dem miteinander zu verschweißenden Folienmaterial absorbiert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben worden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. I eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Versehen von zwei aufeinanderliegenden Folienbahnen mit Trennschweißnähten in schematischer Darstellung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1 längs der Linie H-Il und
F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Trenn-Schweiß-Vorrichtung.
Bei der in Fig. I dargestellten Vorrichtung wird eine Nachliegende Folienschlauchbahn 1 in Richtung des Pfeils A über eine Walze 2 geführt, in deren Mantel eine Nut 3 eingedreht ist. Oberhalb dieser Nut ist ein Laser 4 angeordnet, dessen scharf gebündelte Strahlen auf die ■-, Nut unter einem Winkel gerichtet sind, daß sie in Richtung auf die nachgeschalteten Kanäle 7, 8 reflektiert werden. Die Kanäle 7, 8 sind oberhalb und unterhalb der Schlauchfolienbahn parallel zu deren Transportebene angeordnet. Die offenen Seiten der ιυ Kanäle 7, 8 sind jeweils auf die Folienbahnen gerichtet. Die Breite der Kanäle entspricht der Breite der zu bildenden nebeneinanderlegenden Schweißnähte.
Aus dem Laser 4 tritt der scharfgebündelte Laserstrahl aus, trifft auf dip kalte, noch nicht erwärmte η Folienschlauchbahn 1 auf und trennt diese durch, so daß zwei Hnlbschlauchbahnen entstehen. Aufgrund des scharf gebündelten Laserstrahls werden die offenen Ränder der entstandenen beiden Halbschlauchbahnen nur ungenügend miteinander verschweißt. Eine einwandfreie Verschweißung der Ränder wird dadurch erreicht, daß der zunächst in der Nut 3 der Walze 2 reflektierte Laserstrahl zwischen dem Kanal 7 und dem Kanal 8 wiederholt reflektiert wird, wobei die reflektierten Strahlen 6 durch beide Ränder der _>-, miteinander zu verschweißenden Halbschlauchbahnen hindurchtritt. Durch das wiederholte Reflektieren
werden die Schnittränder beidseits des Längsschnitts. 5 aufgeschmolzen und verschweißen dadurch miteinander.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die den Laserstrahl reflektierenden Kanäle 7,8 einen rechieckigen Querschnitt auf. Statt rechteckiger Querschnitte können auch andere Querschniusformen gewählt werden.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 ist lediglich ein oberer Kanal Tu vorgesehen, der konzentrisch /u der Nut 3a der Walze 2a verläuft. Der zunachs: scharf fokussierte Laserstrahl wird zwischen der Nut 3a und dem diese abdeckenden Kanal 7a reflektiert. Die Schlauchfolienbahn Id wird durch den scharf fokussierten Laserstrahl des Lasers 4a an der Stelle 5a durchtrennt, wobei die entstandenen Schnittränder schwach miteinander verschweißt werden. Der obere Kanal la ist so angeordnet, daß die Lasersirahlen 6a zwischen ciiesem und der Nut 3a up'er wiederholtem Durchtritt durch beide Schnitträndei >eflektiert werden. Die Laufrichtung der Schlauchfolienbahii ist durch den Pfeil gekennzeichnet worden. Es ist auch eine umgekehrte Laufrichtung denkbar, wobei allerdings dafür Sorge zu tragen ist, daß der schon zuvor erweichte Schweii,nahtbereieh nach dem Trennen durch den scharf fokussierten Laserstrahl unmittelbar nach dem Durchtrennen nicht wieder miteinander verläuft.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem auf diese gerichteten Laserstrahl, bei dem die Kunststoffolien und der Laserstrahl relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien durch einen scharf gebündelten Laserstrahl getrennt werden, der Laserstrahl nach dem Trennschnitt auf die getrennten oder zu trennenden Folienränder reflektiert und anschließend der durch die Folien hindurchtretende Laserstrahl wiederholt auf die Folienränder reflektiert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf aufeinanderliegende Kunststoffolienbahnen gerichtetem Laser, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (4,4a) auf ein auf der anderen Folienseite angeordnetes, Laserstrahlen reflektierendes Element (3,3a) gerichtet ist, das den Laserstrahl durch die Folien (i, faj hindurch in einen U-förmigen, zu den Folien hin offenen und mit laserreflektierendem Material beschichteten Kanal (7, Ta) reflektiert, und daß auf der dem Kanal (7, 7a) gegenüberliegenden Folienseite ein entsprechender, zu den Folien hin offener Kana! (8) angeordnet ist, so daß zwischen den der Schweißnahtbreite angepaßten Kanälen (7, 8) der von dem Folienmaterial zunehmend absorbierte Laserstrahl hin- und herreflektiert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserstrahlen reflektierende Element durch eine über den Umfang einer die Folien(1, la)abstützenden Wabe 12,2a)verlaufende Nut (3, 3a) gebildet ist, auf die der Laser (4, 4a) gerichtet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3a) den einen Kanal bildet und der andere Kanal (7a) konzentrisch zu der Nut(3ajgekrümml ist.
DE2826856A 1978-06-19 1978-06-19 Verfahren und Vorrichtung zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit einem Laserstrahl Granted DE2826856B2 (de)

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