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DE20216532U1 - Schweißeinrichtung - Google Patents

Schweißeinrichtung

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Publication number
DE20216532U1
DE20216532U1 DE20216532U DE20216532U DE20216532U1 DE 20216532 U1 DE20216532 U1 DE 20216532U1 DE 20216532 U DE20216532 U DE 20216532U DE 20216532 U DE20216532 U DE 20216532U DE 20216532 U1 DE20216532 U1 DE 20216532U1
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DE
Germany
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anvil
welding device
device operating
sonotrode
profile
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20216532U
Other languages
English (en)
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Haver and Boecker OHG
Original Assignee
Haver and Boecker OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haver and Boecker OHG filed Critical Haver and Boecker OHG
Priority to DE20216532U priority Critical patent/DE20216532U1/de
Publication of DE20216532U1 publication Critical patent/DE20216532U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine nach dem Ultraschallschweißverfahren arbeitende Schweißvorrichtung für aus flexiblen Materialien bestehende Packmittel, bei denen sich die Schweißnähte über eine unterschiedliche Anzahl von Lagen des Materials erstrecken, beispielsweise der Ventile von Ventilsäcken, und die Schweißeinrichtung mit einer verfahrbaren Sonotrode und einem damit zusammenwirkenden Amboss ausgerüstet ist, der auf in Bewegungsrichtung der Sonotrode verschiebbaren Profilabschnitten gebildet ist.
Ultraschallschweißverfahren sind in der Technik allgemein bekannt. Sie werden bevorzugt in solchen Fällen eingesetzt, wo die Schweißzonen mit Stäuben kontaminiert sind. Dies trifft beispielsweise beim Verschweißen der Ventile von Ventilsäcken zu. Die Ventilsäcke sind üblicherweise aus mehreren Papierlagen gefertigt und können gegebenenfalls auch mit einer inneren Kunststoffbeschichtung oder mit einem Innensack aus Kunststoff ausgestattet sein. Damit beim Transport, bei der Lagerung und beim Handhaben mit den gefüllten Ventilsäcken kein Füllgut aus dem Ventil austritt, werden die Ventile unmittelbar nach dem Abnehmen der gefüllten Säcke von einer Füllmaschine mittels einer Ultraschallschweißeinrichtung verschlossen. Dazu sind bei Ventilsäcken aus Papier die Ventilinnenflächen mit ei-
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.J. '.· %·· J*. Ajmeji3ungstext vom 20.06.2002 Seite 2
nem thermoplastischen Material beschichtet. Alternativ könnte auch ein Schlauch aus einem thermoplastischen Material in das Ventilinnere eingelegt werden. Die Böden der Ventilsäcke werden durch Faltung und Klebung gebildet. Dadurch ergeben sich über die Breite des Bodens bzw. des Ventils unterschiedliche Lagen, so dass der Boden über seine Breite unterschiedlich dick ist. Dies kann dazu fuhren, dass das Ventil bei dem Verschweißen in einigen Zonen nicht vollständig abgedichtet ist.
Es bestehen deshalb zum Herstellen von Schweißnähten in unterschiedlich dicken Schweißzonen konstruktive Varianten, bei denen der Amboss aus einer Vielzahl von federnd angeordneten Segmenten gebildet wird. Diese Segmente können sich dann in die jeweilige Dicke der Schweißzone anpassen. Nachteilig ist jedoch, dass keine durchgehende Schweißnaht erzeugt wird. Aus diesem Grund ist eine solche Schweißnaht auch zum Verschweißen der Ventile eines Ventilsackes nicht geeignet. Es ist deshalb zur Erzielung einer durchgehenden Schweißnaht noch eine Lösung bekannt, bei der die Schweißnaht durch ein Räderpaar erzeugt wird. Die Räder sind so gelagert, dass sie sich den unterschiedlichen Dicken der Schweißzone anpassen können. Damit wird zwar eine durchgehende Schweißnaht erzeugt, jedoch muss das Räderpaar über die gesamte Breite der Schweißnaht verfahren werden. Die dafür benötigte Zeit ist relativ hoch, so dass die Leistung entsprechend gering ist, so dass auch aus diesem Grunde eine derartige Schweißeinrichtung für viele Anwendungsfälle nicht zu verwenden ist. Außerdem ist der benötigte Einbauraum verhältnismäßig groß, so dass die Schweißeinrichtung häufig nicht unterzubringen ist. Ausgehend von dem Vorschlag, den Amboss aus verschiebbaren Profilabschnitten zu bilden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schweißeinrichtung der eingangs näher beschriebenen Art so auszubilden, dass die Qualität der Schweißnähte, insbesondere der Verschlussnähte von Ventilen bei Ventilsäkken verbessert wird.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem der Amboss mittels einer Antriebseinheit quer zur Bewegungsrichtung der Sonotrode verfahrbar ist, wobei der Verschiebeweg kleiner ist als die Breite des Amboss. Da auch bei dieser Ausführung die Profilabschnitte verschiebbar sind, können sie sich an die jeweiligen Verhältnisse anpassen. Da sie in Längsrichtung der Sonotrode verfahren werden, entsteht eine
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durchgehende Schweißnaht. Die Profilabschnitte können unterschiedlich gestaltet sein, so dass die Kontaktfläche zur äußeren Materiallage eines Packmittels relativ gering sein kann. Sinngemäß wird durch die Verfahrbarkeit quer zur Bewegungsrichtung der Sonotrode eine vollflächige Kontaktfläche erreicht. Zweckmäßigerweise stehen die Profilabschnitte im Abstand zueinander, so dass der Verschiebeweg mit den Abständen der Mittelachsen von zwei benachbarten Profilabschnitten übereinstimmen kann oder annähernd übereinstimmen kann. Vorzugsweise ist er jedoch ein klein wenig größer.
Der Amboss kann vielfältig gestaltet sein, so ist beispielsweise vorgesehen, dass jeder Profilabschnitt durch eine Druckfeder belastet ist. Dadurch wird die Bewegung jedes Profilabschnittes in Richtung der Bewegungsrichtung der Sonotrode unabhängig. Zweckmäßigerweise stützen sich die Druckfedern mit den den Profilabschnitten abgewandten Enden an einem gemeinsamen Halter ab. Dieser Halter dient darüber hinaus zur Halterung der Profilabschnitte wie noch näher erläutert wird. Die Profilabschnitte sind so gestaltet, dass sie Erhöhungen und Vertiefungen bilden, wobei die Erhöhungen die angrenzende Lage des Packmittels, vorzugsweise des Ventils eines Ventilsackes linienförmig berühren. In Verbindung mit der Bewegung quer zur Bewegungsrichtung der Sonotrode entsteht dann sinngemäß eine flächige Berührung. In einer ersten Ausführungsform besteht jeder Profilabschnitt aus einem Rohrabschnitt, der auf eine in den Halter eingesetzte Achse festgelegt ist. Der Rohrabschnitt ist bei dieser Ausführung gegenüber der Achse nicht verdrehbar. Jeder Rohrabschnitt ist bei dieser Ausführung durch eine Druckfeder belastet. In einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeder Profilabschnitt aus einer Rolle gebildet ist, die frei drehbar auf einer Achse gelagert ist, und das diese Achse durch wenigstens eine Druckfeder belastet ist, die sich mit dem anderen Ende an dem Halter abstützt. Der Halter ist längs einer Führungsbahn verfahrbar. Diese Führungsbahn ist ein ortsfestes Bauteil der Schweißeinrichtung. Dieser Halter kann ein Profilabschnitt, vorzugsweise mit U-förmigen Querschnitt sein, wobei die parallelen Schenkel zur Führung des Halters Langlöcher aufweisen.
Der Halter selbst kann aus zwei Teilen bestehen, die durch Schrauben miteinander verbunden sind. Diese Schrauben sind dann in den Langlöchern des Führungsprofils verfahrbar. Damit die Profilabschnitte sich noch in Längsrichtung der sie tragenden Achsen bewegen können, ist vorgesehen, dass zwischen den äußeren, im
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Durchmesser größer gehaltenen Köpfen und dem Halter Federelemente vorgesehen sind, die vorzugsweise Tellerfedern sind.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1. Eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Schweißeinrichtung die Sonotrode und den Amboss zeigen und
Figur 2. den Rollenamboss in einer Schnittdarstellung, rein schematisch.
Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist die Schweißeinrichtung in ihrer Gesamtheit nicht dargestellt. Die Schweißeinrichtung enthält eine Sonotrode 10, um die Ultraschallwellen, beispielsweise in das andeutungsweise dargestellte Ventil 11 eines ansonsten nicht dargestellten Ventilsackes einzuleiten. Das Ventil wird sinngemäß zwischen der Sonotrode 10 und einem Amboss 12 eingeklemmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Amboss 12 mit sechs sich über die gesamte Breite des Ventils 11 erstreckenden Profilabschnitten 13 ausgestattet. Wie die Figur 2 zeigt, ist jeder Profilabschnitt 13 aus einem Rohrabschnitt hergestellt. Die Figur 2 zeigt ebenfalls, dass die Profilabschnitte 13 auf horizontal stehende Achsen 14 festaufgesetzt sind. Auf jeden Profilabschnitt 13 wirkt eine Druckfeder 15, die sich mit dem anderen Ende an einem Halter 16 abstützt. Der Halter 16 besteht aus zwei im Querschnitt T-förmigen Profilen 16a und 16b, wobei sie gegenüber der Normalstellung um 90 Grad im und entgegen den Urzeigersinn gedreht sind. Die einander zugewandten Schenkel stehen parallel und im Abstand zu einander, so dass sie längs einer Führungsschiene 17 verfahrbar sind. Dazu sind entweder in den parallelen Schenkeln der Profile 16a und 16b oder in den parallelen Schenkeln des Führungsprofils 17 Langlöcher vorgesehen. Die Verfahrbarkeit des Amboss 12bzw. der Profilabschnitte 13 ist durch den Doppelpfeil A in der Figur 1 gekennzeichnet.
Diese Bewegung wird von einem Linearantrieb, vorzugsweise einer Kolbenzylindereinheit abgeleitet. Aus der Figur 1 ergibt sich, dass die einzelnen Profilabschnitte 13 sich in und entgegen der Bewegungsrichtung der Sonotrode 10 bewegen können, wie durch die Doppelpfeile B angedeutet ist. Die die Profilabschnitte 13 tragenden Achsen 14 sind in den Endbereichen mit im Durchmesser größeren Köpfen
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versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Sechskantmuttern 14, 18, 19 gebildet sind. Zwischen den Außenflächen der Schenkel des Halters 16 und die Sechskantmuttern kontaktierenden Unterlegscheiben sind Tellerfedern 20, 21 gesetzt, so dass die Achsen 14 sich in Ihren Längsrichtungen verschieben können.
Im Gegensatz zu der in der Figur 2 dargestellten Ausführung könnten die Profilabschnitte 13 auch als frei drehbar gelagerte Rollen ausgebildet sein, sie müssten dann gegenüber einer Verschiebung gegenüber den Achsen 14 durch seitliche Sicherungsringe festgesetzt sein. Bei einer solchen Ausführung würden die Druckfedem 15 auf die Achsen 14 einwirken. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass der Amboss 12 aus Profilabschnitten 13 gebildet ist, die federbelastet sind, so dass sie sich in und entgegen der Bewegungsrichtung der Sonotrode 10 verschieben können, und dass der Amboss quer zur Bewegungsrichtung der Sonotrode 10 bzw. quer zur Mittellängsachse eines Ventils 11 eines Ventilsackes bewegen können.

Claims (10)

1. Nach dem Ultraschallschweißverfahren arbeitende Schweißvorrichtung für aus flexiblen Materialien bestehende Packmittel, bei denen sich die Schweißnähte über eine unterschiedliche Anzahl von Lagen des Materials erstrecken, beispielsweise der Ventile von Ventilsäcken, und die Schweißeinrichtung mit einer verfahrbaren Sonotrode und einem damit zusammenwirkenden Amboss ausgerüstet ist, der aus in Bewegungsrichtung der Sonotrode verschiebbaren Profilabschnitten gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (12) mittels einer Antriebseinheit quer zur Bewegungsrichtung der Sonotrode verfahrbar ist, wobei der Verschiebeweg kleiner ist als die Breite des Amboss (12).
2. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilabschnitte (13) im Abstand zueinander angeordnet sind, und dass der Verschiebeweg mit den Abständen der Mittelachsen von zwei benachbarten Profilabschnitten (13) übereinstimmt oder annähernd übereinstimmt, vorzugsweise jedoch ein klein wenig größer ist.
3. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Profilabschnitt durch eine Druckfeder (15) belastet ist.
4. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Druckfedern (15) mit den den Profilabschnitten (13) abgewandt liegenden Enden an einem gemeinsamen Halter 16 abstützen.
5. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilabschnitte (13) Erhöhungen und Vertiefungen bilden, und dass die Erhöhungen die zugewandte Lage des Packmittels (11) linienförmig kontaktieren.
6. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Profilabschnitt aus einem Rohrabschnitt (13) besteht, der auf eine im Halter (16) festgelegte Achse (14) aufgesetzt ist.
7. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Profilabschnitt aus einer Rolle gebildet ist, die freidrehbar auf einer Achse (14) gelagert ist.
8. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (16) längs einer ortsfesten Führungsbahn (17) verfahrbar ist.
9. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn aus einem Führungsprofil (17) gebildet ist, welches vorzugsweise einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
10. Nach dem Ultraschallverfahren arbeitende Schweißvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den einander zugewandten Schenkeln (16a, 16b) des Halters (16) oder in den parallelen Schenkeln des Führungsprofils (17) Langlöcher zur Führung des Halters (16) vorgesehen sind.
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