CH508470A - Einrichtung zum Trennschweissen eines Folienmaterials aus Kunststoff - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum Trennschweissen eines Folienmaterials aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trennschweissen eines Folienmaterials aus Kunststoff, mit einer Schweisselektrode, die zwischen zwei Paaren das Folienmaterial festzuklemmen bestimmten Backen angeordnet und in bezug auf diese bei geschlossenen Bakken bewegbar ist.



   Bei bekannten Einrichtungen dieser Art erfolgt das Schweisstrennen derart, dass das   durchzutrennende    Folienmaterial zuerst beiderseits der herzustellenden Trennschweissnaht von den Klemmbacken ergriffen und festgehalten wird, wonach das Folienmaterial mittels einer Trennschweisselektrode versiegelt und durchgetrennt wird. Das Abtrennen und Verschweissen der Folienbahn mit einer Trennschweisselektrode, z. B. mit einem beheizten Draht, ist jedoch mit manchen Schwierigkeiten verbunden. Einerseits muss die Trennschweisselektrode genügend Wärme erzeugen, um die Folienbahn durch Abschmelzen abtrennen zu können. Die Folienbahn kühlt dabei die Trennelektrode ab, so dass die Trennelektrode, wenn sie in Berührung mit dem Folienmaterial gelangt, erst wieder aufgeheizt werden muss.

  Um einen gleichmässigen Verlauf des Trennvorganges zu erzielen, ist es dabei notwendig, die Menge der an die Trennelektrode gelieferten elektrischen Energie während des Trennvorganges zu steuern. Die hiezu erforderliche Steuervorrichtung ist aber eine Komplizierung, die Störungen nicht ohne weiteres vermeidet.



   Heizt man anderseits die Trennelektrode immer so hoch auf, dass sie in Kontakt mit der Folienbahn die zur Trennung erforderliche Wärme auf Anhieb abgeben kann, kann die Trennelektrode überhitzt werden, bevor sie in den Kontakt mit der Folienbahn gelangt und nachdem sie das Folienmaterial durchgetrennt hat.



  Ausserdem erfolgt dann die Trennung der Folienbahn so schnell, dass keine Gewähr für die Ausbildung einer sauberen Schweissnaht beiderseits der Trennlinie besteht. Abgesehen von einer kürzeren Lebensdauer der Trennschweisselektrode hat somit deren zu starke Aufheizung eine nicht immer zuverlässige Arbeit zur Folge.



   Ausserdem entweichen die während des Abtrennund Schweissvorganges dem Kunststoffmaterial lästigen Abgase, die eine besondere Belüftung des Arbeitsplatzes erforderlich machen.



   Bei bekannten Einrichtungen zum derartigen Trennen von Folienmaterialien treten noch andere Nachteile auf. Nähert sich die stark erhitzte Trennelektrode der durchzutrennenden Stelle der Folienbahn, gelangt schon eine bestimmte Menge durch Konvektion auf einen ziemlich breiten Bereich des Folienmaterials und erwärmt dieses nicht nur an der durchzutrennenden Stelle. In diesem Bereich erweicht das Folienmaterial und hängt, bevor es in den Kontakt mit der Trennelektrode kommt, zwischen den Klemmbacken durch, so dass die Trennschweissung nicht auf der vorgesehenen Höhe zwischen den Backen erfolgen kann, was eine ungenügende Verweilzeit zwischen der Trennelektrode und dem Folienmaterial zur Folge haben kann, so dass die Abtrennung und die Verschweissung oft unvollständig bleiben.

  Dies zieht die Notwendigkeit eines zweiten Trennvorganges nach sich und damit eine Verlängerung der gesamten für den Schweiss- und Trennvorgang, z. B. bei einer Verpackung erforderlichen Zeitdauer. Dass Kunststoffmaterial bei nicht optimal gewählten Bedingungen  Fäden zieht , die auf jeden Fall lästig sind, sei nur nebenbei erwähnt.



   Die genannten Nachteile werden bei der erfindungsgemässen Einrichtung zum Trennschweissen der eingangs genannten Art dadurch behoben, dass zwischen den einen Backen der Paare in Schliessstellung ein mit einer Unterdruckquelle verbundener Zwischenraum vorhanden ist.



   Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 im Querschnitt eine vereinfachte Darstellung der Einrichtung zum Trennschweissen,
Fig. 2 im Querschnitt die gesamte Einrichtung der Fig. 1, und zwar in dem Moment, welcher der Trennung der Folie unmittelbar bevorsteht,  
Fig. 3 im Querschnitt eine teilweise Darstellung der Einrichtung, nachdem die Folie unterbrochen worden ist.



   Auf einer Unterlage, die beispielsweise durch den Arbeitstisch einer Verpackungsmaschine gebildet sein kann, ist ein Paar von feststehenden Backen 1, 2 befestigt, und ein anderes Paar von bewegbaren Backen 3, 4 den Stossflächen der feststehenden Backen gegen übergestellt. Zwischen den Backen 1, 2, 3 und 4 befindet sich eine doppeltschichtige Bahn 5 aus Kunststoffmaterial. Zwischen den zwei Kunststoffolien ist z. B.



  ein zu verpackender Gegenstand (nicht dargestellt) eingebettet.



   Die oberen beweglichen Backen 3 und 4 sind durch Schenkel eines U-Profils 6 gebildet, welches U-Profilstück mit einer Schraubenfeder 7 an einer Glocke 8 befestigt ist.



   Die Glocke 8 überdeckt das genannte U-Profilstück vollständig und trägt an seiner oberen Seite einen luftdicht gegenüber der Glocke 8 abgedichteten Sammelkanal 9. Der Sammelkanal 9 ist an eine Unterdruckquelle (nicht dargestellt) angeschlossen. Das Innere des Kanals 9 ist mit dem Inneren der Glocke 8 über Bohrungen 10 und 11 verbunden. Das Innere der Glocke 8 ist dann mit dem Inneren des U-Profils lediglich mittels Luftdurchlässen 12 und 13 verbunden, da das U-Profilstück 6 stirnseitig abgeschlossen ist. Der zwischen den unteren Backen 1 und 2 vorhandene Zwischenraum kann mit der Umgebungsluft verbunden sein, was schematisch durch Luftdurchlässe 14 und 15 dargestellt ist.



   Im U-Profil 6 befindet sich ein im Inneren des U-Profilstückes gespannter Heizdraht 16, welcher an eine Stromquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist.



   Wie bereits gesagt, ist die beschriebene Einrichtung in der Zeichnung im Querschnitt dargestellt. Die Bestandteile 1, 2, 6 und 8 der Einrichtung sind so ausgeführt, dass sie die ganze Breite der Folienbahn 5 überspannen.



   In Fig. 2 ist dieselbe Einrichtung wiederum im Querschnitt dargestellt. Der gesamte bewegliche Teil der Einrichtung ist nun jedoch so weit nach unten gesenkt, dass das obere Backenpaar 3 und 4 auf das untere Backenpaar 1 und 2 mittels der Schraubenfeder 7 angedrückt wird. Die durch die Schraubenfedern 7 erzeugte Kraft verursacht die Klemmung der Folienbahn 5 zwischen den Backen 1, 2, 3 und 4. Die über die oberen Backen 3, 4 auskragenden freien Längskanten   17.    18 der Glocke 8 liegen auf der Folienbahn 5 auf und drücken diese nach unten. Die Folienbahn 5 wird auf diese Weise gespannt, so dass sie sich dicht an die genannten Längskanten 17, 18 der Glocke 8 anschmiegt. Dadurch entsteht eine luftdichte Verbindung zwischen den Längskanten 17 und 18 der Glocke 8 und der Folienbahn 5.



   Der mit elektrischem Strom beheizte Heizdraht 16 liegt während dieser Phase des Trennvorganges, wie dargestellt, auf der Folienbahn 5 auf. Nach einer bestimmten Zeit wird die zwischen den Backen 1, 2, 3 und 4 gespannte Folienbahn unter Einwirkung der vom Heizdraht 16 abgegebenen Wärme zuerst erweicht, dann durchgeschmolzen.



   Da das Innere der Glocke 8 an eine Unterdruckquelle angeschlossen und das Glockeninnere über Luftdurchlässe 12, 13 mit dem Inneren des U-Profils 6 verhunden ist, entsteht im Inneren des U-Profilstückes 6, also zwischen den Backen 3 und 4 ebenfalls sofort ein Unterdruck. Im Zwischenraum zwischen den Backen 1 und 2 herrscht jedoch atmosphärischer Druck, d. h.



  ein Überdruck in bezug auf den Zwischenraum zwischen den Backen 3 und 4. Dieser Überdruck drückt das Folienmaterial zunächst gegen den Heizdraht 16, wodurch ein intensiver Wärmeaustausch zwischen diesem und der Folienbahn 5 erfolgt, so dass eine Verschweissung und eine Trennung der Folie in verhältnismässig kurzer Zeitspanne erfolgt.



   Sobald nun die Abtrennung der Folienbahn 5 einsetzt, beginnt die Luft von unten nach oben in die Glocke 8 hineinzuströmen und reisst die während der Schweissung der Folie entweichenden Gase mit. Zugleich klappt diese Luft die soeben entstandenen Schweissnähte nach oben, weg vom Heizdraht und kühlt sowohl die Schweissstellen am Folienmaterial als auch den Heizdraht wieder ab. Die Luft strömt dann durch die Durchlässe 12 und 13 und durch die Bohrungen 10 und 11 der Unterdruckquelle zu.



   Fig. 3 zeigt die letzte Phase der Trennschweissung, nachdem die Schweissnähte 19 und 20 der Folienbahn durch den mit der Abtrennung einsetzenden Luftstrom nach oben gebogen worden sind. In dieser Phase kann die Stromversorgung des Heizdrahtes 16 abgestellt werden oder aber auch aufrechterhalten bleiben, denn, wenn der gesamte bewegliche Teil der Einrichtung in ihre Ausgangslage angehoben wird. sorgt der Luftstrom dafür, dass der Heizdraht 16 nicht überhitzt wird.



   Die beschriebene Einrichung wird zweckmässig bei einer Verpackungsmaschine verwendet. Das Verpakkungsmaterial kann dabei die Form eines Schlauches haben. Die sich rechts vom Draht 16 befindliche Naht 20   (Fig.    3) gehört zu einer fertigen Verpackung, die ein Füllgut enthält, die linke Naht 19 hingegen bildet eine Naht einer weiteren noch zu füllenden und andernends noch nicht geschlossenen Verpackung. Ist diese letztgenannte Verpackung mit einem Gut abgefüllt, wird der bewegliche Teil der Einrichtung so weit angehoben, dass das im Folienmaterial untergebrachte Gut mit der Folienbahn zwischen den Backen 1, 2, 3 und 4 so weit nach rechts verschoben werden kann, dass genug freies Folienmaterial hinter dem Füllgut zur Verfügung steht, um einen weiteren, bereits   beschriebe-    nen Schliessvorgang durchzuführen.



   Es ist jedoch auch denkbar, dass das   Verpackungs-    material ein längs gefaltetes Folienband, d. h. ein längs aufgeschnittener Schlauch ist. Das Gut kommt zwischen die zwei Hälften des Folienbandes zu liegen, und danach muss nicht nur eine Quernaht über das umgelegte Folienband, sondern auch eine Längsnaht längs der zwei aufeinanderliegenden Bandränder durchgeführt werden.



   Für diese Zwecke ist es dann von Vorteil, wenn die Einrichtung zum Trennschweissen derart ausgebildet ist, dass einer ihrer Teile, wie bereits beschrieben, quer zum Folienband und dem anderen Teil der genannten Bandränder entlang verläuft.



   Die gesamte Einrichtung zum Trennschweissen weist dann, im Grundriss gesehen, die Form des Buchstabens L auf.



   Mit der beschriebenen Einrichtung zum Trennschweissen werden folgende Vorteile erreicht. Die Durchtrennung der zwischen den Backen gespannten Folie erfolgt schneller als bisher, da der   Wärmeaus-     tausch zwischen dem Heizdraht und dem durch den Druckunterschied an den Draht angedrückten Folienmaterial vollkommener erfolgt. Die Länge der Enden des eingeklemmten Folienmaterials verändert sich während der Trennung im wesentlichen nicht. Die beiden Teile des Folienmaterials sind voneinander vollständig getrennt, und ihre Schweissnähte sind sauber und vollständig geradlinig. Allfällig auftretende Abgase werden von der einströmenden und dann abgezogenen Luft abtransportiert, so dass die Gesundheit des Bedienungspersonals der Verpackungsmaschine nicht gefährdet werden kann.



   Nach der Unterbrechung des Folienmaterials wird der Trenndraht sofort mit der hineinströmenden Luft gekühlt, so dass er sich nicht überhitzen kann. Dies bewirkt eine grössere Lebensdauer des Drahtes, was ferner eine vergrösserte Betriebssicherheit der gesamten Verpackungsanlage zur Folge hat. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Einrichtung zum Trennschweissen eines Folienmaterials aus Kunststoff, mit einer Schweisselektrode, die zwischen zwei Paaren das Folienmaterial festzuklem- men bestimmten Backen angeordnet und in bezug auf diese bei geschlossenen Backen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einen Backen der Paare in Schliessstellung ein mit einer Unterdruckquelle verbundener Zwischenraum vorhanden ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine die einen Backen der Paare überspannende und in bezug auf diese Backen in Schliessrichtung bewegbare Glocke vorgesehen ist, deren Inneres mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, wobei die freien Kanten der Glocke in Schliessstellung der Backen auf dem Folienmaterial aufzuliegen bestimmt sind.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisselektrode im Zwischenraum zwischen den Backen angeordnet ist.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glocke ein stirnseitig abgeschlossenes C-Profil ist, dessen Umfangskanten bei offenen Backenpaaren mit den einen Backen koplanar sind und in Schliessstellung der Backen über die Klemmstelle hinaus bewegbar sind.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisselektrode federnd in bezug auf die einen Backen angeordnet ist.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweisselektrode und Glocke zu gemeinsamer Bewegung verbunden sind.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Backen federnd im Inneren der Glocke aufgehängt sind.