DE1230299B - Zufuehr- und Anschweissvorrichtung fuer Kunststoffventilblaetter - Google Patents

Description

• Zuführ- und Anschweißvorrichtung für Kunststoffventilblätter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heranbringen und Anschweißen von Kunststoffventilblättern in gleichmäßigen Abständen voneinander an eine kontinuierlich mit veränderbarer Geschwindigkeit zu- und abgeführte Kunststoffbahn zur Herstellung von Kunststoffventilsäcken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet einen Teil einer Maschine zum kontinuierlichen Herstellen von Ventilsäcken aus Kunststoff, wobei die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Kunststoffbahn angeschweißten Kunststoffblätter zur Bildung der Sackventile dienen. Die bekanntgewordenen Maschinen zum Herstellen von Ventilsäcken aus Kunststoff haben entweder eine zu geringe Leistung oder arbeiten zu materialaufwendig, oder aber sie sind unverhältnismäßig groß und teuer, so daß eine wirtschaftliche Herstellung derartiger Säcke bisher nicht möglich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für den eingangs geschilderten Zweck zu vermitteln, die bei geringstmöglichem Raumbedarf und Kostenaufwand das Anschweißen der Ventilblätter an schnellaufende und in ihrer Geschwindigkeit veränderliche Kunststoffbahnen zur Herstellung von Kunststoffsäcken ermöglicht. Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß von mindestens drei zweiteilig ausgebildeten Werkzeugen zum Zuführen und Anschweißen der Ventilblätter je ein Teil an einer von zwei gegensinnig mit gleicher Geschwindigkeit umlaufenden endlosen Transporteinrichtungen befestigt ist, daß die zusammengehörenden Werkzeugteile während des Durchlaufens der einander unmittelbar gegenüberliegenden Transportstrecken die Bahn festklemmen und das Ventilblatt anschweißen, daß die Geschwindigkeit der Transporteinrichtungen von der veränderlichen Bahngeschwindigkeit unabhängig und so gewählt ist, daß die gemeinsame Wegstrecke der Werkzeugteile in der für das Anschweißen eines Ventilblatts erforderlichen Zeit zurückgelegt wird, und daß die untere Transporteinrichtung seitlich außerhalb des Bahnbereichs angeordnet ist. Zweckmäßig ist die kleinste auf der Maschine herzustellende Sacklänge durch den Mittenabstand benachbarter Werkzeuge voneinander bestimmt. In diesem Grenzfall ist dann die Werkzeugtransportgeschwindigkeit gleich der Zuführ- und Weiterführgeschwindigkeit der Sackmaterialbahn, während für alle anderen Sacklängen die Zuführgeschwindigkeit der Materialbahn entsprechend größer als die Werkzeugtransportgeschwindigkeit ist und die Materialbahn zwischen zwei Werkzeugen entsprechend ihrer Zuführgeschwindigkeit mehr oder weniger durchhängt. Die Leistung der neuen Vorrichtung ist also praktisch konstant und unabhängig von der Länge der in der Sackmaschine jeweils herzustellenden Säcke. Es können im kontinuierlichen, stillstandslosen Hochleistungsverfahren unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung stufenlos alle Sacklängen hergestellt werden, ohne den Abstand der Werkzeuge an den Ketten ändern zu müssen, was nicht nur zu erheblichen Umrüstzeiten führen würde, sondern auch an Ketten von gegebener Länge stufenlos nicht durchgeführt werden kann, weil die Werkzeuge auf die Kettenlänge gleichmäßig verteilt sein müssen. Die erflndungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zum Zuführen und Anschweißen der Ventilblätter gestattet es somit, Werkzeuge in ausreichender Zahl auf kleinstmöglichem Raum anzuordnen, so daß die Vorrichtung die Leistung der Sackmaschine nicht mehr begrenzt und auch deren Preis nicht unverhältnismäßig beeinflußt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht zweckmäßig jedes der zweiteiligen Werkzeuge aus einem Zuführ- und Schweißteil und einer Gegendruckplatte, die je an einer der endlosen Transporteinrichtungen befestigt sind. Jede Transporteinrichtung kann aus zwei parallel zueinander zu beiden Seiten der Bahn angeordneten Kettentrieben bestehen, deren Kettenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der Werkzeugteilung ist. Zur Ermöglichung der Zuführung der von einer gesonderten Kunststoffbahn abgeschnittenen Ventilblätter ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, wenn der Zuführ- und Schweißteil jedes zweiteiligen Werkzeuges mit mindestens einer Ansaugöffnung für die Ventilblätter versehen ist und die Ansaugöffnungen aller Werkzeuge mit einer gemeinsamen Saugleitung verbunden sind. Dabei kann jede Ansaugöffnung über einen flexiblen Schlauch mit einem gemeinsamen Verteilerring verbunden sein, der drehbar auf einer die Saug- leitung enthaltenden Achse sitzt, wobei die Achse im Bereich des Verteilerringes eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, an die Saugleitung angeschlossene Aussparung aufweist, deren Länge entsprechend dem von den Werkzeugteilen von der Übernahme der Ventilblätter bis zur Anschweißung zuiückzulegenden Weg gewählt ist. Ferner kann die Achse zweckmäßig auch eine Druckleitung enthalten, die mit einer weiteren Aussparung im Bereich des Verteilerringes in Verbindung steht, deren Anordnung der Stellung der Werkzeuge beim Abheben von der Kunststoffbahn entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß sich die nunmehr an die Bahn angeschweißten Ventilblätter mit Sicherheit von den Zuführ- und Schweißwerkzeugen trennen, so daß die Bahn durch die Werkzeuge nicht hochgehoben wird. Vorteilhaft ist schließlich noch eine solche elektrische Schaltung der Schweiß elemente, daß die Ventilblätter schon vor dem Aufbringen auf die Bahn auf ihre Schweißtemperatur erwärmt sind, so daß für die Verschweißung mit der Kunststoffbahn ein möglichst kleiner Zeitraum benötigt wird, der sich in einer entsprechend raumsparenden Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirkt.
• In der nachstehenden Beschreibung ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben.
• In der Zeichnung zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Maschine zum Herstellen von Ventilsackrohlingen aus einer Kunststoffbahn im kontinuierlichen Arbeitsverfahren mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zuführen und Anschweißen der Ventilblätter und F i g. 2 die Draufsicht auf ein sich in der Maschine nach F i g. 1 befindendes Sackmaterialbahnstück.
• Die in Fig. 1 dargestellte Maschine dient zum Herstellen von Ventilsackrohlingen aus einer Bahn 1 aus schweißbarem Kunststoff. Mittels eines kontinuierlich angetriebenen Vorzugwalzenpaares 2/3 wird die Bahn 1 von einer Vorratsrolle 4 abgezogen und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 5 zum Heranbringen und Anschweißen von Ventilblättern 6 aus schweißbarem Kunststoff (s. Fig.2) an die Bahn 1 zugeführt. Zwischen dem Vorzugwalzenpaar 2/3 und der Vorratsrolle 4 ist noch ein Lochwerkzeug7 vorgesehen zum Herstellen von Längsschlitzen 8 (F i g. 2). Das Lochwerkzeug 7 besteht aus einem im Arbeitstakt der Maschine rotierenden Tragstück 9 für ein Messer 10 oder vorzugsweise einem Einbrennwerkzeug und einer Gegenrolle 11.
• An die weiter unten ausführlich beschriebene Vorrichtung 5 zum Heranbringen und Anschweißen der Ventilblätter 6 an die Bahn 1 schließt sich eine Kühlzone an. In dieser Zone sind beispielsweise Kühlelemente 12, 13 vorgesehen, die von einem beliebigen geeigneten Kühlmedium durchströmt werden. Den Transport der Bahn 1 durch die Kühlzone übernehmen zwei Transportbändersysteme 14, 15, deren Antrieb mit dem Antrieb der Vorzugwalzen 2, 3 gekuppelt ist, so daß die Transportgeschwindigkeit beider Einrichtungen 2, 3, 14, 15 genau gleich ist.
• An die Kühlzone schließt sich eine Schlauchbildeeinrichtung 16 bekannter Bauart zum Umformen der Bahn 1 in einen Flachschlauch an. Für den Fall, daß keine Flachsäcke, sondern Seitenfaltensäcke hergestellt werden sollen, ist die Schlauchbildeeinrichtung 16 durch bekannte Mittel zum Einlegen der Seitenfalten zu ergänzen. Der Flachschlauch wird durch Zusammen- und Übereinanderschlagen der Seitenteile der Bahn 1 gebildet. Zur Bildung der Längsnaht des Schlauches wird ein Kunststoffstrang 17 im heißen, teigigen Zustand zwischen die sich überlappenden Ränderl8, 19 der Bahn 1 geführt (s. Fig. 2). Erzeugt wird der Kunststoffstrang 17 in einem Extruder 20 (s. Fig. 1). An den Extruder schließen sich in Bahnlaufrichtung gesehen noch Teile der Schlauchbildeeinrichtung 16 bildende Andrückrollen 21, 22, 23 an. Ein Vorzugwalzenpaar 24/25 ist der Schlauchbildeeinrichtung 16 nachgeschaltet und dient zum Transport der Bahn 1 durch diese Einrichtung. Dem Vorzugwalzenpaar 24/25 schließt sich Rotationsquerschneider 26 an, der im Arbeitstakt der Maschine rotiert. Dieser Rotationsquerschneider schneidet vom Ende des Flachschlauches Ventilsackrohlinge der gewünschten Länge ab. In Fig. 2 ist eine Quertrennlinie strichpunktiert eingezeichnet und mit 27 bezeichnet. Eine in F i g. 1 durch zwei Rollen 28, 29 angedeutete Transporteinrichtung übernimmt den Weitertransport der beidendig offenen Ventilsackrohlinge zu einer beliebigen geeigneten, auf der Zeichnung nicht mehr dargestellten Schweißvorrichtung zum Zuschweißen der beiden Schlauchabschnittenden und damit zum Fertigstellen der Ventilsäcke.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung 5 zum Heranbringen und Anschweißen der Ventilblätter 6 an die Bahn 1 umfaßt zwei endlose Transporteinrichtungen31, 32. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Transporteinrichtung aus zwei parallel zueinander liegenden Kettentrieben gebildet, die je zwei strichpunktiert angedeutete Kettenräder 33, 34 und eine über diese gelegte Kette 35 umfassen. Über besondere Glieder sind an den Ketten 35 der Transporteinrichtung 31 Teile 36 und an den Ketten 35 der Transporteinrichtung 32 Teile 37 von zweiteilig ausgebildeten Werkzeugen gehalten. Die Teile 36 bilden die eigentlichen Werkzeugtragteile, während die Teile 37 Gegendruckplatten bilden. Die Teile 36 und 37 sind beiderseits mit je zwei Laufrollen 38 versehen, die in Führungsnuten bzw., wie auf der Zeichnung dargestellt, auf Führungsschienen 39 bzw. 40 laufen, die mit Teilen des Maschinengestells in nicht dargestellter Weise fest verbunden sind.
• Die Ventilblätter 6 werden vom freien Ende einer Bahn 41 aus schweißbarem Kunststoff abgeschnitten, die mittels eines Vorzugwalzenpaares 42/43 von einer Vorratsrolle 44 abgezogen wird. Als Quertrenneinrichtung dient ein rotierendes Messer 45, das mit einem feststehenden Messer 46 zusammenwirkt. Vor dem Abtrennen eines Ventilblatts 6 wird das freie Ende der Bahn 41 von einem Vorzugwalzenpaar 47/48 erfaßt, das das Ventilblatt nach dem Abtrennen mit der Kettengeschwindigkeit entsprechender Geschwindigkeit an einen Werkzeugtragteil 36 übergibt. Das Ventilblatt 6 wird am Werkzeugtragteil 36 durch Saugwirkung gehalten. Zu diesem Zweck ist jeder Werkzeugtragteil über eine Leitung 49 mit je einer Radialbohrung in einem Ring 50 verbunden. Der Ring 50 ist auf einer Achse 51 drehbar gelagert und derart angetrieben, daß er pro Kettenumlauf eine Umdrehung macht. Als Leitungen 49 dienen beispielsweise flexible Schläuche, die sich von Rollen am Ring 50 abziehen bzw. auf diese Rollen aufwickeln und somit einem unterschiedlichen Abstand der Werkzeugtragteile vom Ring 50 anpassen lassen. In der gemeinsamen Axialebene der Radialbohrungen des Rings 50 besitzt die Achse 51 an ihrem Umfang eine sich über einen großen Bogen erstreckende Aussparung 52 und eine sich nur über einen kleinen Bogen erstreckende Aussparung 53. Die Aussparung 52 ist mit einer Längsbohrung 54 und die Aussparung 52 mit einer Längsbohrung 55 in der Achse 51 verbunden. Beide Längsbohrungen sind in nicht dargestellter Weise derart an eine Vakuumpumpe angeschlossen, daß die Längsbohrung 54 eine Saugleitung und die Längsbohrung 55 eine Druckleitung bildet. Während eines Kettenumlaufs kommt somit jeder Werkzeugtragteil einmal mit der Saugleitung und einmal mit der Druckleitung in Verbindung. Die Anordnung der Aussparung 52 der Achse 51 ist so gewählt, daß die Saugwirkung für einen Werkzeugtragteil in dem Augenblick einsetzt, wenn dieser ein Ventilblatt 6 übernimmt. Der Werkzeugtragteil bleibt dann so lange an die Saugleitung angeschlossen, bis er zusammen mit der ihm zugehörigen Gegendruckplatte 37 an der Transporteinnchtu8g 32 die Bahn 1 festklemmt Die Aussparung 53 der Achse 51 ist so angeordnet, daß dem Werkzeugtragteil 36 unmittelbar vor Freigabe der Bahn 1 von dem Werkzeugtragteil und der Gegendruckplatte für einen kurzen Augenblick Druckluft zugeführt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß das inzwischen an die Bahn 1 angeschweißte Ventilblatt 6 von dem Werkzeugtragteil 36 freikommt.
• Außer der Halteeinrichtung für ein Ventilblatt 6 besitzt jeder Werkzeugtragteil 36 noch ein nicht dargestelltes Heizelement zum Übertragen der zum Anschweißen des Ventilblatts an die Sackmaterialbahn 1 notwendigen Wärme an das Ventilblatt. Das durch Strom beheizte Heizelement besitzt im vorliegenden Fall die Form eines U zum Herstellen U-förmiger Schweißnähte 56 (s. Fig. 2). Nach dem Anschweißen des Ventilblatts 6 an die Bahn 1 ist zwischen diesen Teilen ein Ventilkanal gebildet, dessen eines Ende unmittelbar hinter dem Schlitz 8 durch den Steg der U-förmigen Schweißnaht verschlossen ist. Zweckmäßig wird der Heizstrom so rechtzeitig den Heizelementen zugeführt, daß die Ventilblätter im Bereich der zu bildenden Schweißnaht 56 beim Aufbringen auf die Bahn 1 schon bis auf ihre Schweißtemperatur erwärmt sind. Zur Stromzuführung zu den Werkzeugtragteilen36 sind elektrische Leitungen den Luftleitungen 49 entsprechend angeordnet. Jede elektrische Leitung geht jeweils von einem Bürstenpaar aus, das am Ring 50 bzw. an einem besonderen mit dem Ring 50 drehfest verbundenen Ring befestigt ist. Die beiden Bürsten jedes Bürstenpaares sind in Längsrichtung der Achse 51 zueinander versetzt. In beiden Bürstenlaufebenen trägt die Achse 51 je eine Stromzuführungsschiene in Form eines Kreisringstücks, die so lang und so angeordnet sind, daß die weiter vorn genannten Bedingungen bezüglich der Vorerwärmung der Ventilblätter erfüllt sind.
• Während des Laufes des Werkzeugs 36/37 in der Transportebene der Bahn 1, währenddessen das von dem Werkzeugtragteil 36 herangebrachte Ventilblatt 6 an die Bahn angeschweißt wird, trägt und transportiert das Werkzeug die Bahn.
• Wie in der Beschreibungseinleitung bereits gesagt, sind notwendigerweise die Transportgeschwindigkeit und die Länge des Weges der Werkzeuge in der Bahntransportebene so aufeinander abgestimmt, daß die zum Anschweißen der Ventilblätter notwendige Zeit zur Verfügung steht, wobei jedoch wegen der Durchhängemöglichkeit der Bahn zwischen zwei benachbarten Werkzeugen im Gegensatz zu den bisher bekannten Maschinen zum kontinuierlichen Herstellen von Ventilsäcken aus Kunststoff die Geschwindigkeit verhältnismäßig niedrig und damit der Weg entsprechend kurz gehalten werden kann. Die Anzahl der Werkzeuge rist soweit es der Durchhang zuläßt - so bemessen, daß die Leistung der Vorrichtung nicht hinter der maximal möglichen Leistung der anderen Vorrichtungen der Sackmaschine zurücksteht. Durch die Werkzeugteilung, das ist der Mittenabstand benachbarter Werkzeuge, ist die kleinste zu fertigende Sacklänge bestimmt. In diesem Fall ist die Werkzeugtransportgeschwindigkeit gleich der Zuführ- und Weiterführgeschwindigkeit der Bahn 1.
• Bei der Herstellung größerer Säcke ist die Zuführ-und Weiterfuhrgeschwindigkeit der Bahn jedoch größer als die Werkzeugtransportgeschwindigkeit.
• Hierbei kommt dann der Vorteil der erfindungsgemäßefl Vorrichtung zum Heranbringen und Anschweißen der Ventilblätter an die Sackmaterialbahn zur Geltung. Dieser Vorteil macht sich natürlich um so mehr bemerkbar, je größer die Länge der zu fertigenden Säcke und damit die Zuführ- und Weiterführgeschwindigkeit der Bahn ist.
• Aus konstruktiven Gründen ist die Durchhängemöglichkeit der Bahn zwischen zwei benachbarten Werkzeugen begrenzt und damit auch die maximal herzustellende Sacklänge. Sollen aber, was in der Praxis ein Ausnahmefall ist, noch längere Säcke hergestellt werden, so besteht noch die Möglichkeit, wenn eine geradzahlige Anzahl von Werkzeugen vorhanden ist, nur jedes zweite Werkzeug arbeiten zu lassen, so daß nunmehr maximal doppelt so lange Säcke hergestellt werden können. Die Leistung der Vorrichtung geht aber dann auf die Hälfte der ursprünglichen Leistung zurück.
• Da die Transportgeschwindigkeit der Werkzeuge unabhängig von der Länge der herzustellenden Säcke ist, erfolgt der Antrieb der Werkzeugtransportein--richtungen 31, 32 vom Hauptantrieb der Maschine aus ohne Zwischenschaltung einer Geschwindigkeitswechselvorrichtung. Ebenso erfolgt auch der Antrieb des im Arbeitstakt der Maschine rotierenden Tragstücks 9 des Lochwerkzeugs 7 und der Antrieb des im Arbeitstakt der Maschine rotierenden Querschneiders 26 vom Hauptantrieb der Maschine aus unter Vermeidung eines Geschwindigkeitswechselgetriebes. Der Antrieb des Vorzugwalzenpaares 24/25 erfolgt vom Rotationsquerschneider 26 aus über Wechselräder.
• Ebenfalls über Wechselräder erfolgt auch der Antrieb des Vorzugwalzenpaares 2/3 von den Transporteinrichtungen 31, 32 aus. Wie weiter vorn bereits gesagt, ist der Antrieb der Transportbändersysteme 14, 15 mit dem Antrieb der Vorzugwalzen 2, 3 gekuppelt. Um eine genaue Positionierung der Ventilblätter6 auf der Bahn über den Schlitzen 8 und eine genaue Quertrennung der Bahn 1 zu erreichen, kann jedem Vorzugwalzenpaar 2/3 und 24/25 jeweils eine bekannte Regeleinrichtung zugeordnet sein.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Heranbringen und Anschweißen von Kunststoffventilblättern in gleichmäßigen Abständen voneinander an eine kontinuierlich mit veränderbarer Geschwindigkeit zu-und abgeführte Kunststoffbahn zur Herstellung von Kunststoffventilsäcken, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß von mindestens drei zweiteilig ausgebildeten Werkzeugen (36, 37) zum Zuführen und Anschweißen der Ventilblätter (6) in an sich bekannter Weise je ein Teil an einer von zwei gegensinnig mit gleicher Geschwindigkeit umlaufenden endlosen Transporteinrichtungen (31, 32) befestigt ist, daß die zusammengehörenden Werkzeugteile (36, 37) während des Durchlaufens der einander unmittelbar gegenüberliegenden Transportstrecken die Bahn (1) in an sich bekannter Weise festklemmen und das Ventilblatt (6) anschweißen, daß die Geschwindigkeit der Transporteinrichtungen (31, 32) von der veränderlichen Bahngeschwindigkeit unabhängig und so gewählt ist, daß die gemeinsame Wegstrecke der Werkzeugteile (36, 37) in der für das Anschweißen eines Ventilblatts (6) erforderlichen Zeit zurückgelegt wird, und daß die untere Transporteinrichtung (32) seitlich außerhalb des Bahnbereiches angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zweiteiligen Werkzeuge aus einem Zuführ- und Schweißteil (36) und einer Gegendruckplatte (37) besteht, die je an einer der endlosen Transporteinrichtungen (31, 32) befestigt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß jede Transporteinrichtung (31 bzw. 32) aus zwei parallel zueinander zu beiden Seiten der Bahn angeordneten Kettentrieben (35) besteht, deren Kettenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der Werkzeugteilung ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführ-und Schweißteil (36) jedes zweiteiligen Werkzeuges mit mindestens einer Ansaugöffnung für die Ventilblätter versehen ist und die Ansaugöffnungen aller Werkzeuge mit einer gemeinsamen Saugleitung (54) verbunden sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ansaugöffnung über einen flexiblen Schlauch(49) mit einem gemeinsamen Verteilerring (50) verbunden ist, der drehbar auf einer die Saugleitung (54) enthaltenden Achse (51) sitzt, wobei die Achse im Bereich des Verteilerringes eine sich in Umfangsrichtung erstrekkende, an die Saugleitung angeschlossene Aussparung (52) aufweist, deren Länge entsprechend dem von den Werkzeugteilen (36) von der Übernahme der Ventilblätter (6) bis zur Anschweißung zurückzulegenden Weg gewählt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Achse (51) auch eine Druckleitung (55) enthält, die mit einer weiteren Aussparung (53) im Bereich des Verteilerringes (50) in Verbindung steht, deren Anordnung der Stellung der Werkzeuge (36) beim Abheben von der Kunststoffbahn (1) entspricht.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine solche elektrische Schaltung der Schweißelemente, daß die Ventilblätter (6) schon vor dem Aufbringen auf die Bahn (1) auf ihre Schweißtemperatur erwärmt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1 119 644; USA.-Patentschrift Nr. 3 147 168.