DE69528791T2

DE69528791T2 - Schweisseinrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine

Info

Publication number: DE69528791T2
Application number: DE69528791T
Authority: DE
Inventors: Carlo Luoni
Original assignee: Elba SpA
Current assignee: Elba SpA
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2015-05-19
Also published as: DE69528791D1; EP0686479A2; ITMI941194A0; US5637184A; EP0686479A3; ES2186703T3; EP0686479B1; IT1270186B; ITMI941194A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißvorrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine.
In Schweißmaschinen zur Herstellung von Kunststoffbeuteln wird in der Regel ein Kunststoffmaterial in Schlauchform in flach gedrücktem Zustand durch zumindest ein Walzenpaar in einem Längsschweißeeinheit geführt. Diese Längsschweißeinheit umfasst im wesentlichen eine beheizte obere Schweißbacke und eine beheizte untere Schweißbacke, die das sie durchlaufende Kunststoffmaterial kontaktieren. Eine Schweißbacke, zum Beispiel die obere, führt eine gegenläufige Vertikalbewegung in Richtung und gegenläufig zu der anderen Schweißbacke aus. Durch die normalerweise hohe Betriebsgeschwindigkeit der Maschine schlägt die obere Schweißbacke mit beträchtlicher Wucht auf die untere Schweißbacke, so dass das Material im schlimmsten Falle zerstört oder zumindest markiert wird, was zu dessen Schädigung führt. Außerdem führt die hohe Geschwindigkeit dazu, dass durch die äußerst kurze Zeit, die die heiße Schweißbacke das Kunststoffmaterial kontaktiert, keine optimale Schweißnaht erreicht werden kann.
DE 1629157 bezieht sich auf eine Schweißvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
GB 284745 wechselt Getriebeübersetzungen, um eine veränderliche gegenläufige oder gleichförmige Bewegung in Textilmaschinen zu erreichen.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine allgemein verbesserte Schweißvorrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine bereitzustellen, in der Absicht, dass diese ein gute das Kunststoffmaterial nicht markierende und folglich nicht schädigende Schweißnaht hervorbringt.
Weitere Aufgabe ist, wenn möglich die Temperatur der Schweißbacke zu verringern, um einen vergleichmäßigten Endzustand des geschweißten Produktes zu erreichen und um durch den Betrieb bei geringer Temperatur Probleme des Erweichens und Klebrigwerdens des Materials sowie möglicher Verunreinigung der gesamten Schweißvorrichtung zu verhindern.
Diese Aufgaben werden nach der Erfindung durch eine Schweißvorrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine nach Anspruch 1 gelöst.
Die Merkmale und Vorteile einer Schweißvorrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine gemäß der Erfindung werden in nachstehender Beschreibung an hand eines nicht darauf beschränkten Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Darstellung veranschaulicht, wobei:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schulter einer Schweißvorrichtung einer gemäß der Erfindung ausgestatteten Kunststoffbeutelmaschine zeigt;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Verbindungsabschnittes der vertikal geführten Stange der oberen Schweißbacke;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2; und
Fig. 4 und Fig. 5, den Darstellungen von Fig. 2 und Fig. 3 ähnliche Ansichten, wobei eine weitere Gestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht ist.
Die Zeichnungen zeigen eine Schweißvorrichtung, wie sie in einer Kunststoffbeutel Verwendung findet und allgemein mit 11 beziffert ist.
Die nicht dargestellten Beutel werden in bekannter Weise hergestellt, indem zum Beispiel aufeinander folgende, versetzte Längsschweißnähte auf kontinuierlich durch eine Schweißvorrichtung laufendes schlauchförmiges Kunststoffmaterial gebracht werden. Daher tragen die Schultern 12 einer Kunststoffbeutelmaschine, von den nur eine dargestellt ist, eine eine obere Schweißbacke 13 und eine untere Schweißbacke 14 umfassende Schweißvorrichtung. Die zwei Backen 13 und 14 sind zum Beispiel geeignet beheizt und werden mit dem sie durchlaufendem nicht gezeigtem Kunststoffmaterial in Kontakt gebracht.
Fig. 1 veranschaulicht, wie die Bewegung der oberen Schweißbacke 13 über ein an sich gegenüberliegenden Enden des Trägers 16 befindliches Paar Stangen 15, von dem nur eine gezeigt wird, übertragen wird. Die Stangen 15 befinden sich in gegenläufiger Bewegung, und werden vertikal durch mit den Schultern 12 fest verbundene Rohre 17 in Richtung und/oder in Gegenrichtung zu der unteren anderen Schweißbacke 14 geleitet. Die Bewegung wird mittels einer Exzenterverbindung übertragen, die einen mit der Stange 15, die mit einer Welle 19 verbundenen ist, drehbar gelagerten inneren Exzenter 18 umfasst.
Äußerlich trägt der innere Exzenter über ein Lager 20 einen äußeren weiteren Exzenter 21, der sich in Form von zwei sich an gegenüberliegenden Seiten des unteren Endes der Stange 15 umschließenden und an dieser drehbar gelagerten Ansätzen gabelt.
Die untere Schweißbacke 14 könnte auch durch eine gegenläufige Bewegung mittels eines weiteren Paares an Stangen, wie zum Teil durch 23 gezeigt wird, angetrieben werden. Dieses zweite mit der unteren Schweißbacke 14 verbundene Stange 23 kann seine gegenläufige Bewegung aus einem durch 24 allgemein veranschaulichtem und ebenfalls mit der Welle 19 verbundenem Nockensystem herleiten.
Erfindungsgemäß ist auf der Welle 19, korrespondierend mit dem inneren Exzenter 18 der Verbindung, ein erstes Getriebe 25 positioniert, das in ein zweites, dem Drehzapfen angepasstes, den äußeren Exzenter 21 mit der Strange 15 verbindendes Getriebe 26 greift. Dieser Drehzapfen liegt in Form eines Bolzens 27 vor und liegt über Lager 29 in Löchern 28 in den Ansätzen 22. Der Bolzen 27 besitzt einen zentralen Exzenterkörper 30, an dessen Enden die an Position 32 durchbohrte Steuerstange 15 durch ein weiteres Lager 31 angebracht ist. Das zweite Getriebe 26 ist folglich an eine äußerliche Erweiterung des Bolzens 27 angepasst, währenddessen das erste Getriebe 25 fest am inneren Exzenter 18 der Verbindung angebracht ist, zum Beispiel mit Schrauben sicher daran befestigt - im einzelnen nicht dargestellt - oder möglicherweise direkt ein Teil mit diesem formt. Ein zusätzliches Bewegungsübertragungssystem wird folglich gebildet und überträgt Drehbewegungen zwischen der Welle 19 und dem mit der Stange 15 verbundenem Bolzen 27, um die obere Schweißbacke eine zusätzliche Hubbewegung ausführen zu lassen.
Während der Drehung der Welle 19 und dem Heben sowie Senken des äußeren Exzenters 21 der Verbindung entsteht folglich eine Auf- und Abbewegung der verbundenen Stange 15. Demzufolge wird das die beiden Schweißbacken durchlaufende schlauchförmige Kunststoffmaterial entweder geschweißt oder nicht geschweißt.
Durch diese gegenläufige Bewegung wird durch das zusätzliche Bewegungsübertragungssystem eine weitere Bewegung bestimmt, die die beiden ineinander greifenden Getriebe 25 und 26 im dargestellten Beispiel betrifft. In dieser Hinsicht veranlasst das erste von der Welle 19 angetriebene Getriebe 25 das zweite Getriebe 26 zu rotieren, wodurch auch der darauf angepasste Bolzen 27 rotiert.
Wie bereits beschrieben hat der Bolzen 27 einen Exzenterkörper 30, auf den das durchlöcherte Ende 32 der Steuerstange 15 direkt aufgesetzt ist.
Diese einen zweiten Exzenter 30 umfassende Gestaltung bestimmt einen positiven oder negativen Hub der Stange 15 für die obere Schweißbacke 13 in Relation zu der Übertragung durch die erste Exzenterverbindung 18, 21. Dieser zusätzliche Hub setzt an einer vorbestimmten Stufe des Schweißkontaktes zwischen der oberen Schweißbacke 13, der unteren Schweißbacke 14 und dem Kunststoffmaterial ein.
Das Zahnverhältnis der beiden Getriebe 25 und 26 ist dermaßen kalkuliert, dass dieser zusätzliche Hub während eines kompletten Schweißzyklusses mehrmals auftritt. Im Beispiel hat das erste Getriebe 25 einen großen Durchmesser, wohingegen das zweite Getriebe 26 einen kleinen Durchmesser hat. Insbesondere die Aktion des zweiten Exzenters muss abrufbar sein, wenn die obere Schweißbacke 13 während ihrer Abwärtsbewegung die untere Schweißbacke 14 fast erreicht hat und der erste innere Exzenter 18 beinahe an seiner tiefsten Absenkposition angekommen ist. Im Gegensatz dazu beginnt der sich in umgekehrter Richtung zur Welle 19 drehende Bolzen 27 den zweiten inneren Exzenter 30 zu seiner höchsten Hubposition zu bewegen. In diesem Fall wird die Aufwärtsbewegung des zweiten inneren Exzenters 30 von der durch die Rotation des ersten inneren Exzenters 18 bestimmte Abwärtsbewegung subtrahiert.
Die Wechselbeziehung zwischen den zwei Exzentern bestimmt eine langsamere Annährung der oberen Schweißbacke 13 an die untere Schweißbacke 14 und eine kurze Kontaktzeitspanne zwischen den beiden Schweißbacken, so dass das Schweißen des schlauchförmigen Kunststoffmaterial verbessert wird. Das zusätzliche die Drehbewegung zwischen der Welle 19 und dem mit der Stange 15 verbundenen Bolzen 27 übertragende Bewegungsübertragungssystem kann in seiner Gestaltung von dem in Fig. 1 bis 3 dargestelltem Beispiel abweichen.
Daher stellen Fig. 4 und 5 ein zweites Beispiel dar, in dem ein zusätzliches Bewegungsübertragungssystem 111 den gegenläufigen Hub der oberen Schweißbacke 13 bestimmt. Gleiche Bestandteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, wohingegen Bestandteile mit gleicher Funktion die Ziffer "1" vorangestellt ist.
Ein vorderes Zahnrad 125 ist fest mit dem inneren Exzenter 18 verbunden und ein zweites Zahnrad 126 ist auf den den zweiten inneren Exzenter tragenden Bolzen 27 angepasst. Ein Zahnriemen 33 erstreckt sich zwischen den beiden Getrieben, um das Zwischenbewegungsübertragungssystem bereitzustellen. Die Zähne und Verhältnisse der beiden Zahnräder und die Zähne und die Länge des Zahnradübersetzungsriemens müssen geeignet kalkuliert werden. Der Betrieb ist in jedem Fall der gleiche, und verhindert einen starken Zusammenprall zwischen oberer und unterer Schweißbacke und sorgt für einen kurzeitig gehaltenen Kontakt während des Schweißvorganges. Für einen Kettenantrieb geeignete Zahnräder mit relativen Spannelementen könnten anstelle dessen verwendet werden, wobei letzteres auch den gezahnten Riemen ersetzten könnte.
Wie in beiden Gestaltungsvarianten dargestellt ist die Möglichkeit gegeben, dass sich die Welle 19 weiter ausdehnt, um einer weiteren, einen anderen Teil der Kunststoffbeutelmaschine antreibenden gezahnten Riemenscheibe Platz zu bieten.
Daher erhöht die beschriebene Anordnung die Zeitspanne, die das Kunststoffmaterial beim Schweißvorgang zwischen den beiden Schweißbacken der Kunststoffbeutelmaschine verbleibt.
Außerdem ist, wie zuvor geschildert, die Möglichkeit gegeben die Schweißtemperatur zu reduzieren, um die Gefahr der Verunreinigungen der Schweißbacken durch Erweichen des Materials zu minimieren.

Claims

1. Schweißvorrichtung für eine Kunststoffbeutelmaschine mit einer oberen Schweißbacke (13) und einer unteren Schweißbacke (14), wobei zumindest eine der genannten oberen und unteren Schweißbacken (13, 14) angetrieben ist in gegenläufige Vertikalbewegungen zwischen einer Position ohne Kontakt zum zu verschweißenden Kunststoffmaterial und einer Position mit Kontakt zum Kunststoffmaterial sowie der genannten unteren oder der anderen oberen Backe (14, 13), und wobei die Bewegung von zumindest einer der Schweißbacken (13, 14) von einem Paar vertikal geführter Stangen (15) übertragen wird, die an gegenüberliegenden Enden eines Trägers (16) für die Schweißbacken (13, 14) angeordnet und durch eine erste Exzenterverbindung (18, 20, 21) angetrieben sind, mit der sie durch einen Bolzen (27) verbunden sind, wobei diese erste Verbindung von einer zentralen Welle (19) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Exzenter (30) zwischen der Stange und der ersten Verbindung (18, 20, 21) vorgesehen und durch ein zusätzliches Bewegungsübertragungssystem (25, 26; 125, 126, 33) rotarisch angetrieben ist, um wenigstens einer der Schweißbacken (13, 14) eine weitere Abwärtsbewegung und/ oder Aufwärtsbewegung in einer vorwählbaren Stufe zu erteilen, wodurch ein Schweißkontakt zwischen wenigstens einer Schweißbacke (13, 14) und der anderen Schweißbacke (14, 13) resultiert, und wobei der zweite Exzenter (30) fest mit dem Bolzen (27) an einem in einer Öffnung (32) in dem Stab (15) über ein Lager (31) gelegenen zentralen Bereich verbunden ist, und wobei der Bolzen (27) über Lager (29) in Öffnungen (28) angeordnet ist, die in einer sich vom äußeren Exzenter (21) der ersten Exzenterverbindung erstreckenden und zwei Ansätze (22) zum Einschließen des unteren Endes der Stange (15) an gegenüberliegenden Seiten aufweisende Gabel vorgesehen sind, und wobei die erste Exzenterverbindung einen an der Stange (15) angelenkten und an dem Schaft (19) gesicherten inneren Exzenter (18) aufweist, der außen über ein Lager (20) den äußeren Exzenters (21) trägt.

2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Schweißbacke die obere Schweißbacke (13) ist.

3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bewegungsübertragungssystem ein erstes Getriebe (25) umfaßt, das fest mit der Welle (19) verbunden ist, um in ein zweites, an dem Bolzen (27) gesicherten Getriebe (26), einzugreifen.

4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebe (25) einen großen Durchmesser und das zweite Getriebe einen kleinen Durchmesser hat.

5. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bewegungsübertragungssystem ein Paar von Zahnrädern (125, 126) umfaßt, die jeweils fest mit der Antriebswelle (19) und dem Bolzen (27) und miteinander über einen Zahnriemen(33) verbunden sind.