DE2932726C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen eines Ventilsackes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen eines Ventilsackes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen eines im Ventilboden eines Ventilsacks angeordneten Innenventilschlauches, dessen Innenwandung aus thermisch verschweißbarem Material besteht, wobei die zur Verschweißung vorgesehenen Innenwandungsbereiche erhitzt und gegeneinander gedrückt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Seit vielen Jahren gehen Bestrebungen dahin, mit pulverförmigem oder körnigem Material gefüllte Säcke zuverlässig zu verschließen. Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl von Ventilarten entwickelt worden, die einen möglichst guten Verschluß des Sackes begünstigen sollen. Bei Außenventilen ist es bekannt, diese durch bekannte Schweißverfahren zu verschließen, indem sie zugeschweißt werden. Hierzu wurden die Schweißbakken direkt auf das Außenventil aufgelegt und der Schweißvorgang durchgeführt (US-PS 40 66 108).
Ein analoges Verfahren offenbart die EP-OS 1 015. In F i g. 4 dieser Druckschrift ist eine spezielle Vorrichtung für den Fall angegeben, daß das Ventil zwar frei aus dem Sackboden herausragt, somit also ein Außenventil ist, es aber so kurz ausgebildet, daß es nicht über die Seitenwand des Sackes hinausragt. Die Bewegung der von unten an das Ventil herangeführte Schweißbacke erfolgt so, daß diese die Sackseitenwand unterhalb des Außenventils nach innen drückt, um somit von unten unmittelbar an dem Ventil anliegen zu können. Das Außenventil wird somit unmittelbar von den Schweißbacken ergriffen.
Da die Innenventile nicht für die Schweißwerkzeuge zugänglich sind, schied dieses Verfahren bei Ventilsäkken mit Innenventilen aus. Die Verschlußwirkung von Innenventilen beruhte im wesentlichen darauf, daß das Füllgut des Ventilsackes gegen das Innenventil drückt und dieses im zusammengepreßten Zustand hält, so daß kein Füllgut durch das Innenventil nach außen gelangen kann. Es zeigt sich jedoch in der Praxis, daß eine gute Verschlußwirkung der bekannten Innenventile nur bei bestimmten Materialien erreicht wird, während bei den übrigen Materialien ein mehr oder minder starkes Ausrieseln zu beobachten ist. Dieses Ausrieseln führt insbesondere bei giftigen und staubenden Füllgütern-au starken Belästigungen und birgt sogar die Gefahr von gesundheitlichen Schaden.
Durch die AT-PS 2 24 540 ist ein Verfahren zum Verengen eines Innenventils bekannt, das auf der Schrumpfwirkung von Kunststoffen unter Wärmeeinwirkung beruht. Nach dem Befüllen des Ventilsackes wird über das Füllrohr auf das Innenventil ein Wärmestoß ausgeübt, wodurch das Innenventil schrumpft. Zur Unterstützung des Schrumpfvorganges kann auf das Innenventil ein Druck ausgeübt werden. Es hat sich gezeigt, daß das Schrumpfen des Innenventils nicht zu einem ausreichend dichten Verschluß führt. Außerdem muß für den Schrumpfvorgang relativ viel Wärme zugeführt werden, so daß wärnieempfindliches Material nicht in derartige Säcke abgefüllt werden kann.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, durch die ein vollständiger Verschluß von Innenventilsäcken auch bei wärmeempfindlichen Füllgütern möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die schmale Sackseitenwandung unterhalb des Ventilschlauches durch ein Schweißgegenlager eingedrückt und mittels eines zur indirekten Wärmeerzeugung im Schweißbereich ausgelegten Schweißwerkzeuges ein Druck auf den Sackboden in Richtung auf das Schweißgegenlager ausgeübt wird, so daß die Verschweißung des Innenventils durch die verformte Sackwandung hindurch erfolgt.
In einer überraschend einfachen Weise gelingt es mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Ventilöffnung absolut dicht dadurch zu verschließen, daß die Ventilöffnung durch Schweißung geschlossen wird. Die Schweißung wird dabei durch die Sackwandung hindurch ausgeführt, wobei mittels der Schweißwerkzeuge die Sackwandungen aus ihrer eigentlichen Kastenform heraus verformt werden, so daß die Innenwandungen des Innenventils aneinander liegen. In dieser Lage wird der Schweißvorgang begonnen. Die aneinander liegenden Innenwandungen verbinden sich durch die plastische Verformung unter der Wärmeeinwirkung miteinander und bilden eine an sich bekannte Schweißnaht
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, daß die verschweißte Schicht mit den Sackwänden verklebt Die Schweißung beruht bekanntlich auf einer thermischen Plastifizierung des Kunststoffes. Durch die angedrückten Sackwände kann eine Verbindung zu diesen entstehen. Dadurcn gestaltet sich der Schweißvorgang sehr unkritisch. Die bleibende Verformung des Sackes an der geschweißten Naht ist gering und tolerierbar. Wenn jedoch eine Verklebung, z. B. eines Innenventils mit den Sackwänden vermieden werden soll, kann das Innenventil mit einem Abdeckblatt auf Papier zumindest an der Oberseite und/oder Unterseite des Ventils umgeben sein. Dadurch wird erreicht, daß eine Verklebung maximal an einer Sackwandung entsteht oder aber ganz vermieden wird, wobei jede mechanische Belastung der Schweißnaht durch die Verformung des Sackes entfällt. Star, des Abdeckblattes, das im übrigen bereits durch das übliche Einlegeblatt zur Befestigung des Innenventils an der Sackwandung gebildet sein kann, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Innenventil verwendet werden, das aus mit Kunststoff beschichtetem Papier besteht.
Für das erfifdungsgemäße Verfahren eignen sich alle Schweißverfahren, die mit der indirekten Erzeugung von Wärme in dem Material zwischen den Schweißwerkzeugen arbeiten, wie z. B. Hochfrequenzschweißen oder Ultraschallschweißen. Für das erfindungsgemnäße Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Verschweißung mit Ultraschall durchgeführt wird, weil dadurch bekannterweise ein besonderer Effekt erzielt wird. Durch die Ultraschallwellen wird der Bereich zwischen den Schweißwerkzeugen gereinigt, was dadurch erfolgt, daß die Schmutzteilchen unter dem Einfluß der Ultraschallwellen aus dem Schweißbereich hinauswandern (Modem Packaging Juli 1964, S. 98 u. 99). Obwohl also die Ventilöffnung beim Befüllen im allgemeinen mit Füllgut teilweise bedeckt ist, läßt sich mit dem Ultraschallschweißen eine besonders saubere und daher besonders sichere Abdichtung der Ventilöffnung durchführen.
Zur Erhöhung der Sicherheit des Verschlusses der Ventilöffnung können mehrere Verschweißungen gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.
Bei einer Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, und die einen eine Lösungsbewegung der Ventilöffnung von dem Füllrohr erlaubenden Sackstuhl, ein an der Füllmaschine angebrachtes, unterhalb der Ventilöffnung gegen den Sack bewegbares erstes Schweißgegenlager und ein gegen die Oberseite des Sackes bewegbares Schweißwerkzeug aufweist, wobei die Breiten der Schweißwerkzeuge die Breite des Füllrohres übersteigen (US-PS 40 66 108) wird erfindungsgemäß der Sack durch das Schweißgegenlager unterhalb der Ventilöffnung verformt und ist das Schwsißwerkzeug gegen die Oberseite des Sackes oberhalb des Innenventils und gegen das Schweißgegenlager druckbar.
Die Verformung des Sackes unterhalb der Ventilöffnung ist unproblematisch, da der übliche Füllgrad von Säcken eine derartige Größe aufweist, daß nach dem Befüllen des Sackes der obere Bereich nicht gefüllt ist, so daß die Verformung nicht gegen den Widerstand des Füllgutes erfolgen muß.
Das Schweißgegenlager kann vorzugsweise flächig ausgebildet sein und mit einer Schmalseite in die Sackwandung unterhalb des Innenventils mit einer im wesentlichen horizontalen Verschiebung drücken. In einer alternativen Ausführungsform kann das Schweißgegenlager mit einer schmalen Kante unter einen spitzen Winkel von unten in die Sackwandung drücken. Bei einem zum Verschweißen schräggestellten Sack kann das Schweißgegenlager dabei nahezu senkrecht auf das Innenventil treffen.
Wenn zumindest eines der SchweiDwerkzeuge eine spitz zulaufende Kante aufweist, wird eine sichere Verschweißung auch dann erreicht, wenn die mit der zu verschweißenden Schicht zu versehene Stelle des Innenventils mit Füllgut bedeckt ist. Durch die spitz zulaufende Kante wird das Füllgut von der Schweißstelle verdrängt, so daß auch unter diesen Bedingungen eine einwandfreie Schweißnaht entsteht. Eine zusätzliche Reinigung kann — wie oben beschrieben — durch die Verwendung des Ultraschallschweißverfahrens erreicht werden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des Schweiß-Vorganges eines Innenventils eines gefüllten Sackes an einer Füllmaschine mit einem Sackstuhl, der ein Abkippen des Sackes gestattet,
F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit einem verschiebbaren Sackstuhl,
■to Fig.3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung jedoch mit einer Variante der Schweißelektroden,
Fig.4 eine Detaildarstellung eines Innenventils mit
einem das Ventil umgebenden Abdeckblatt aus Papier.
In Fig. 1 ist eine Sackfüllmaschine 1 dargestellt, die einen Sackstuhl 2 und ein Füllrohr 3 aufweist. Der Sackstuhl 2 ist walzenförmig ausgebildet, wobei zwei Walzen nach innen verjüngt sein können, um eine Führung des Sackes zu gewährleisten. Der über den Sackstuhl 2 abgekippte Sack 4 liegt an einem Leitblech 5 an, wodurch er eine stabile Position für den Schweißvorgang einnimmt. An der Sackfüllmaschine 1 ist ein Schweißgegenlager 6 verschiebbar befestigt, das gegen die zur Füllmaschine 1 gerichtete Sackwandung verfahrbar ist und die Sackwandung unterhalb eines Innenventils 7 eindrückt. In vertikaler Richtung ist ein Schweißwerkzeug 8 auf die Oberseite des Sackes verfahrbar und findet in dem unterhalb des Innenventils 7 eingefahrenen Schweißgegenlager 6 ein Widerlager. Durch die aufeinander verfahrbaren Schweißwerkzeuge 6, 8 werden die Innenwandungen des Innenventils 7 gegeneinander gepreßt. Die Schweißwerkzeuge 6, 8 sind mit einem nicht dargestellten Generator verbunden und erzeugen zwischen sich beispielsweise Ultraschallwellen. Dadurch wird das zwischen den Schweißwerkzeugen 6, 8 befindliche Material erwärmt, und der thermoplastische Kunststoff beginnt sich plastisch zu verformen, wodurch sich die gegeneinander liegenden Innenwände des Innenventils miteinander verbinden
und das Innenventil 7 verschließen.
Die in Fig.2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung in F i g. 1 nur durch den Sackstuhl 2a, der horizontal verfahrbar ist und die Trennung des Innenventils 7 von dem Füllrohr 3 durch horizontale Verschiebung ermöglicht.
F i g. 3 zeigt eine andere Werkzeuganordnung, wobei das Schweißgegenlager 6' in einem spitzen Winkel von unten in die Sackwandung einfährt und nahezu senkrecht gegen das Innenventil 7 des schräggestellten ι ο Sackes 4 stößt. In entsprechender Weise ist das obere Schweißwerkzeug 8' aus der Vertikalen geneigt angeordnet. Diese Anordnung der Werkzeuge 6', 8' eignet sich insbesondere für eine Verschwenkung der Werkzeuge, d.h.. für eine Anlenkung an einem is Drehgelenk.
Fig.4 verdeutlicht den Aufbau eines Innenventils 7, das durch eine Papierschicht 9 gegenüber den Wandungen des Sackes 4 abgeschirmt ist, so daß ein Verkleben des Innenventils 7 mit diesen Wandungen vermieden wird. Die Verklebung kann nun höchstens zwischen dem Innenventil 7 und der Papiereinlage 10 erfolgen, nicht aber mit den Wandungen des Sackes 4.
Das Innenventil kann aus einem Schlauch aus thermoplastischem Material gebildet sein. Es kann jedoch auch zweilagig aufgebaut sein, wobei die Papierschicht 9 die Außenlage des Innenventils bilden kann. Die Papierschicht kann mit dem Innenventil 7 durch punktweise oder teilweise Klebung verbunden sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf keine spezielle Sackart beschränkt, wenngleich es vorzugsweise für die Verwendung bei Papiersäcken vorgesehen ist Es ist jedoch auch möglich, die Verwendung bei Kunststoffsäcken vorzunehmen. Bei dem Schweiß-Vorgang entsteht an der Außenwandung des Kunststoffsackes 4 ebenfalls eine Schweißnaht, die aber nicht störend ist Wenn eine Verklebung der Außenwandung mit dem Innenventil 7 vermieden werden soll, müssen in diesem Fall zwei Papierlagen 9 vorgesehen werden, da sonst sowohl die Sackwandung als auch das Innenventil 7 mit der Papierschicht verkleben kann, so daß ein nicht gewünschter fester Zusammenhalt zwischen Innenventil und Sackwandung entsteht Bei zwei Papierlagen verklebt die innere Papierlage mit dem Ir.nenventil 7, die äußere Papierlage mit der Sackwandung.
Das beschriebene Verfahren läßt sich bereits bei Vorliegen einer einzigen Schicht aus thermisch schweißbarem Material durchführen, wobei ausgenutzt wird, daß beim Schweißvorgang diese Schicht mit Papierlagen der Sackwandung eine Verbindung eingeht
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
60

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verschweißen eines im Ventilboden eines Ventilsacks angeordneten Innenventilschlauches, dessen Innenwandung aus thermisch verschweißbarem Material besteht, wobei die zur Verschweißung vorgesehenen Innenwandungsbereiche erhitzt und gegeneinander gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die schmale Sackseitenwandung unterhalb des Ventilschlauches durch ein Schweißgegenlager (6) eingedrückt und mittels eines zur indirekten Wärmeerzeugung im Schweißbereich ausgelegten Schweißwerkzeuges (8) ein Druck auf den Sackboden in Richtung auf das Schweißgegenlager (6) ausgeübt wird, so daß die Verschweißung des Innenventils durch die verformte Sackwandung hindurch erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißdauer so eingestellt wird daß die verschweißte Schicht (7) mit den Sackwänden verklebt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung mit Ultraschall durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verschweißungen der Schicht gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1 —4 mit einem eine Lösungsbewegung der Ventilöffnung von dem Füllrohr erlaubenden Sackstuhl, mit einem an der Füllmaschine angebrachten, unterhalb der Ventilöffnung gegen den Sack bewegbaren Schweißgegenlager und mit einem gegen die Oberseite des Sackes bewegbaren Schweißwerkzeug, wobei die Breiten der Schweißelektroden die Breite des Füllrohres übersteigen, dadurch gekennzeichnet, daJ5 der Sack unterhalb der Ventilöffnung durch das Schweißgegenlager (6, 6') eindrückbar ist und daß das Schweißwerkzeug (8, 8') oberhalb des Innenventils (7) gegen die Oberseite des Sackes (4) und das Schweißgegenlager (6) drückbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißgegenlager (6) flächig ausgebildet ist und mit einer Schmalseite in die Sackwandung unterhalb der Ventilöffnung mit einer im wesentlichen horizontalen Verschiebung drückt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißgegenlager (6') mit einer schmalen Kante unter einem spitzen Winkel von unten in die Sackwandung drückt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißgegenlager (6,6') und/oder das Schweißwerkzeug (8,8') eine spitz zulaufende Kante aufweist.
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