DE3929374A1 - Verfahren und einrichtung zur herstellung von huellenfoermigen artikeln aus thermoplastischen kunststoffolien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung von hüllen- oder taschenförmigen Artikeln aus ther­ moplastischen Kunststoffolien, bei dem entweder die bahnför­ migen Folien von Rollen abgezogen und längsgefaltet, oder zwei oder mehrere Folienstreifen, die eine Folienstreifen­ gruppe bilden, ggf. mit einem Kunststoffverstärkungsstreifen versehen und anschließend durch eine Schweißstation zum Ver­ schweißen und sodann durch eine Stanzstation zum Vereinzeln bzw. Beschneiden der so gebildeten hüllen- oder taschen­ förmigen Artikel geführt werden. Bei den fraglichen hüllen­ oder taschenförmigen Artikeln kann es sich um Klarsicht­ hüllen, Aktenhüllen, Prospekthüllen oder dgl. handeln, jedoch auch um Fototaschen, die in der Regel aus einer mittleren undurchsichtigen Folienlage bestehen, die ein- oder beidsei­ tig mit einer transparenten Folienlage verbunden ist.

Als Material kann bei diesem Verfahren Polypropylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder dgl. Anwendung finden. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 47 69 106) wird zwecks wirtschaftlicher Herstellung in der Regel zweibahnig gearbei­ tet, d. h. es finden zwei nebeneinander laufende Warenbahnen Einsatz, die zwar die Verwendung entsprechend breiter be­ messener Maschinen bedingen, bei denen jedoch ein großer Teil des Antriebsmechanismus für die einzelnen zur Herstellung der fertigen hüllen- oder taschenförmigen Gegenstände erforder­ lichen Antriebseinheiten nur einmal benötigt wird.

Beim Versuch, die Produktionsleistung weiter zu er­ hohen, stößt man auf erhebliche natürliche Grenzen. Da die Schweißzeit vorgegeben ist, läßt sich höchstens die Geschwin­ digkeit für die einzelnen Bewegungsabläufe erhöhen. Dies ist jedoch bei den benötigten Stanzwerkzeugen mit einer Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit und damit einem vergrößerten Ver­ schleiß der Messer verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß auf die herkömmliche Weise und ohne die Bewegungsgeschwindigkeit zu erhöhen eine wesentliche Leistungserhöhung erzielbar ist.

Das Verfahren nach der Erfindung, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß gleichzeitig mit und praktisch parallel zur ersten gefalteten bahnförmigen Folie bzw. der Folienstreifengruppe, die ggf. mit dem Verstärkungsstreifen versehen sind, eine zweite ge­ faltete bahnförmige Folie oder eine zweite Folienstreifen­ gruppe, die ggf. mit einem Verstärkungsstreifen versehen ist, der Schweißstation zugeführt, dort durch eine wärmebeständige Trennfolie gegenüber der ersten gefalteten bahnförmigen Folie bzw. der Folienstreifengruppe getrennt, jedoch gleichzeitig mit dieser ersten bahnförmigen Folie bzw. der Folienstreifen­ gruppe unter Aneinanderpressen der durch die Trennfolie voneinander getrennten gefalteten Folien bzw. Folienstreifen­ gruppen einem gleichzeitigen Thermokontakt-Schweißvorgang mit beidseitiger Wärmezufuhr bzw. einem Hochfrequenz-Schweißvor­ gang unterzogen und nach Bildung der gewünschten Schweißnähte gleichzeitig aus der Schweißstation geführt und weiterbe­ arbeitet wird.

Als sehr zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die bei­ den Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen nach Beendigung des Schweißvorgangs in aufeinanderliegender Position gemein­ sam dem Stanzvorgang bzw. dem Beschneiden und schließlich dem Vereinzeln unterworfen werden.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung werden die bei­ den Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen nach dem Schweiß­ vorgang und vor der Weiterbearbeitung zunächst abgekühlt.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Ein­ richtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, mit einer der/den Folienvorratsrolle(n) nebst Abwickelvor­ richtung ggf. zugeordneten Folienfaltvorrichtung, einer sich anschließenden, beispielsweise als Hubtischpresse ausgebil­ deten Schweißpresse mit einer auf einer Seite der Folienbahn bzw. Folienstreifengruppe angeordneten Heizplatte, auf der ein der Folienbeaufschlagung dienendes Schweißwerkzeug fest­ gelegt ist, das der Form der gewünschten Schweißnaht ent­ spricht, ggf. mit einer sich anschließenden Kühlstation, mit einer Trennstanzvorrichtung, der ggf. eine Einhängelochstanz­ vorrichtung vorgeschaltet ist, und mit einer Taktvorschubein­ richtung zur taktweisen Hindurchführung der Folienbahn bzw. Folienstreifengruppe durch die verschiedenen genannten Sta­ tionen. Diese Einrichtung ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der/den Folienvorratsrolle(n) nebst Abwickelvorrichtung und ggf. Faltvorrichtung eine wei­ tere Folienvorratsrolle(n) nebst Abwickelvorrichtung und Faltvorrichtung derart zugeordnet ist, daß die gefalteten Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen in übereinanderlie­ gender Beziehung in die Schweißstation gelangen, daß die Schweißpresse jeweils oberhalb und unterhalb der Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen eine Heizplatte mit auf diesen aufgebauten Schweißwerkzeugen mit Schweißstegen aufweist, die im Falle der Thermokontakt-Schweißung mit einer antiadhäsiven Schicht überzogen sind, und daß zwischen den beiden Folien­ bahnen bzw. Folienstreifengruppen eine deren Verbindung durch den Schweißvorgang verhindernde Trennfolie ausgespannt ist.

Auf diese Weise läßt sich die Maschinenleistung verdoppeln; handelt es sich um eine Produktionsanlage, durch die bisher jeweils zwei Folienbahnen bzw. Folienstreifengrup­ pen nebeneinander hindurchgeführt und verarbeitet wurden, lassen sich nunmehr bei jedem Arbeitstakt vier Artikel erzeu­ gen. Derartige Fertigungsautomaten sind derzeit mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von etwa 100 Takten/min., entsprechend einer Produktionsleistung von 200 Artikeln/min., bekannt. Diese Produktionsleistung kann erfindungsgemäß verdoppelt werden.

Die mit derartigen Fertigungseinrichtungen hergestell­ ten Hüllen weisen mindestens eine offene Kante auf, durch die der zu schützende Gegenstand, meist ein Papierblatt, einge­ schoben bzw. entnommen werden kann. Diese Öffnung befindet sich meistens an der oberen Schmalseite der Hülle.

Eine besonders einfache Ausbildung und Anordnung der die beiden Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen vonein­ ander trennenden Trennfolie ergibt sich, wenn die etwa recht­ eckig zugeschnittene Trennfolie an einem Rand mit einer Tragstange verbunden ist, die vor der Schweißpresse sich quer zur Vorschubrichtung erstreckend etwa in Höhe der Berührungs­ ebene der Stege der Schweißwerkzeuge angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Er­ findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, und zwar zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch die Ein­ richtung entsprechend der Linie I-I der Fig. 2 und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1.

Die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels erläutert die Erfindung anhand eines an sich bekannten zweibahnigen Folienvorschub-Schweißautomaten zur Herstellung von transparenten Hüllen im Thermokontakt-Schweißverfahren. Die erfindungsgemäß hinzugefügten Elemente der Einrichtung sind mit Bezugszeichen bezeichnet, denen jeweils ein erhöhter Strich beigegeben ist.

Wie ersichtlich, umfaßt die Einrichtung ein Lauf­ schienengestell 1, auf dem ein Vorschubzangen 2 tragender Vorschubwagen 3 fahrbar gelagert ist. Dieser Vorschubwagen 3 ist über ein nicht veranschaulichtes Kurbelschleifengetriebe von einem Drehstrommotor aus in eine oszillierende Bewegung mit sinusförmigem Geschwindigkeitsverlauf versetzbar. Mit Hilfe der Vorschubzangen 2 lassen sich übereinanderliegende, jeweils gefaltete Kunststoff-Folienbahnen 4, 4′ erfassen, die jeweils mit Hilfe einer motorisch angetriebenen Abzugswalze 5, 5′ nebst angedrückter Gegenwalze 6, 6′ von einer Folienvor­ ratsrolle 7, 7′ abgezogen und über ein Faltdreieck 8, 8′ ge­ leitet werden, mit deren Hilfe die U-förmige Faltung der Folienbahnen 4, 4′ in ihrer Mitte erfolgt. Im Inneren jedes Faltdreiecks 8, 8′ befindet sich eine Abwickelrolle 9, 9′ für einen Verstärkungsstreifen 10, 10′. Auf diese Weise kommt der Verstärkungsstreifen 10, 10′ im Zuge der U-förmigen Faltung zwischen den beiden Bahnschenkeln der Folienbahnen 4, 4′ zu liegen.

Bei den nachfolgenden Arbeitsgängen, bei denen ein Stillstand der Folienbahnen 4, 4′ zur Erreichung einer ausrei­ chenden Schweißzeit, Kühlzeit, Stanzzeit usw. erforderlich ist, werden die Folienbahnen 4, 4′ mit Hilfe der Vorschubzan­ gen 2 am Vorschubwagen 3 taktweise vorgeschoben. Zum Aus­ gleich der Vorschubgeschwindigkeiten der Folienbahnen 4, 4′ zwischen dem kontinuierlich angetriebenen und dem taktweise angetriebenen System dient jeweils ein an sich bekannter Fo­ lienspeicher mit einer sog. Tänzerwalze 11, 11′, die in der Regel gewichtsbelastet ist, und deren Bewegung den Geschwin­ digkeitsausgleich bei Aufrechterhaltung einer annähernd gleichmäßigen Längsspannung in den Folienbahnen 4, 4′ ermög­ licht.

Anschließend werden die Folienbahnen 4, 4′ mit Hilfe der beiden Vorschubzangen 2 am Vorschubwagen 3 erfaßt, d. h. bei dessen Vorschubbewegung ergriffen und mitgeführt. Während der Rückbewegung des Vorschubwagens 3 werden die Folienbahnen 4, 4′ durch eine ortsfeste Haltezange 12 am Zurückgleiten gehindert. So gelangen die Bahnen 4, 4′ taktweise in den Wirkungsbereich der Schweißpresse 13, die vorzugsweise als an sich bekannte Hubtischpresse ausgebildet ist. Sie besitzt oberhalb und unterhalb der Folienbahnen 4, 4′ Heizplatten 14, 14′ mit aufgebauten, an sich bekannten Schweißwerkzeugen 15, 15′, die der Form der gewünschten Schweißnähte entsprechende Schweißstege aufweisen.

Die Temperatur der Schweißwerkzeuge 15, 15′ ist auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur der zu ver­ schweißenden Folien eingestellt.

Zur Vermeidung des Anhaftens des nach dem Schweiß­ vorgang flüssigen Kunststoff-Materials an den Schweißstegen der Schweißwerkzeuge 15, 15′ sind diese mit einer antiadhäsi­ ven Schicht, beispielsweise Teflon, überzogen.

Zwischen den beiden Folienbahnen 4, 4′ ist eine Trenn­ folie 16′ aus einem hitzebeständigen Material, das zweck­ mäßigerweise antiadhäsiv ausgerüstet ist, wie beispielsweise Teflon-Glasseidengewebe, ausgespannt. Zu diesem Zweck ist vor der Schweißpresse 13 etwa in Höhe der Berührungsebene der Stege der Schweißwerkzeuge 15, 15′ eine Tragstange 17 quer zur Vorschubrichtung angeordnet, an der der eine Rand der etwa rechteckigen Trennfolie 16′ festgelegt ist, die sich zwischen den Folienbahnen 4, 4′ bis etwa zum Ausgang der Schweißpresse 13 erstreckt. Diese Trennfolie 16′ verhindert ein Zusammen­ kleben der beiden Folienbahnen 4, 4′ durch den Schweißvorgang.

Unmittelbar auslaufseitig der Schweißpresse befindet sich eine Kühlstation, die aus einer feststehenden Kühlplatte 18 und einer gegen diese bewegbaren Kühlplatte 19, vorzugs­ weise mit Wasserkühlung, besteht. Mit Hilfe dieser Kühl­ platten 18, 19 wird die Abkühlung der erzeugten Schweißnähte unterstützt.

Die Folienbahnen 4, 4′ gelangen anschließend in zwei Einhängelochstanzen 20, mit deren Hilfe die zum Einhängen der hergestellten Hüllen in Ordner oder Ringbücher erforderlichen Löcher im Bereich der Verstärkungsstreifen 10, 10′ erzeugt werden.

Zum Herstellen von Hüllen mit abgerundeten Ecken ist im Anschluß an die Einhängelochstanze 20 eine Eckenradienstanze 21, die auch integriert sein kann, vorgesehen.

Das Abtrennen der einzelnen Hüllen von der Folienbahn 4, 4′ erfolgt mit Hilfe eines Querschneiders bzw. bei Hüllen mit abgerundeten Ecken mit Hilfe einer sog. Streifenstanze 22, die zwischen der abzutrennenden Hülle und der Folienbahn einen schmalen Abfallstreifen herausstanzt.

Die abgetrennten Hüllen gelangen anschließend ggf. unter Zwischenschaltung eines nicht veranschaulichten Schleu­ derbandsystems, das eine Erhöhung ihrer Transportgeschwindig­ keit bewirkt, in einen nicht gezeigten Stapelbehälter, der nach Aufnahme einer bestimmten Stückzahl gegen einen leeren Behälter ausgetauscht wird, oder in ein anderes bekanntes Sammelsystem oder in eine automatische Verpackungseinrich­ tung.

Aus der Draufsicht nach Fig. 2 ist ersichtlich, daß jeweils zwei der vorstehend in erster Linie anhand der Fig. 1 erläuterten Systeme zur Verdoppelung der Hüllenfertigung durch Übereinanderanordnung der Folienbahnen 4, 4′ in herkömm­ licher Weise nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise sind bei jedem Maschinentakt jeweils vier Hüllen herstellbar.

Anstelle breiter Folienbahnen, die jeweils zunächst gefaltet werden, ehe sie auf die beschriebene Weise der Schweißstation zugeführt werden, können auch jeweils zwei oder mehr Folienstreifen, die eine Folienstreifengruppe bil­ den, von Vorratsrollen abgezogen, ggf. mit einem Verstär­ kungsstreifen ergänzt, zusammengeführt und in der Schweiß­ presse 13 miteinander verschweißt werden. Erfindungsgemäß werden jeweils gleichzeitig die Folienstreifen zweier Folien­ streifengruppen unter Trennung durch die Trennfolie 16′ in der Schweißpresse 13 gleichzeitig miteinander verschweißt.

Zum Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung für das Hochfrequenz-Schweißverfahren wird die Temperatur der Schweißwerkzeuge 15, 15′ auf einen Wert eingestellt, der we­ sentlich unter der Erweichungstemperatur der zu verschwei­ ßenden Folien (in der Regel PVC-Folien größerer Dicke) liegt, mindestens eine der Heizplatten 14, 14′ ist elektrisch iso­ liert aufgebaut, beide Heizplatten sind an die Ausgangslei­ tung eines an sich bekannten Hochfrequenz-Schweißgenerators angeschlossen. Eine antiadhäsive Beschichtung der Schweiß­ stege der Schweißwerkzeuge 15, 15′ ist nicht erforderlich. Die Trennfolie 16 besteht aus einem für die Hochfrequenz-Schwei­ ßung üblicherweise verwendeten Dielektrikum, das zweckmäßi­ gerweise ebenfalls antiadhäsiv ausgerüstet ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von hüllen- oder taschen­ förmigen Artikeln aus thermoplastischen Kunststoffolien, bei dem entweder die bahnförmigen Folien von Rollen (7, 7′) ab­ gezogen und längsgefaltet, oder zwei oder mehrere Folien­ streifen, die eine Folienstreifengruppe bilden, ggf. mit einem Kunststoffverstärkungsstreifen (10, 10′) versehen und anschließend durch eine Schweißstation (13) zum Verschweißen und sodann durch eine Stanzstation zum Vereinzeln bzw. Beschneiden der so gebildeten hüllen- oder taschenförmigen Artikel geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß gleich­ zeitig mit und praktisch parallel zur ersten gefalteten bahn­ förmigen Folie (4) bzw. der Folienstreifengruppe, die ggf. mit dem Verstärkungsstreifen (10) versehen sind, eine zweite gefaltete bahnförmige Folie (4′) oder eine zweite Folien­ streifengruppe, die ggf. mit einem Verstärkungsstreifen (10′) versehen ist, der Schweißstation zugeführt, dort durch eine wärmebeständige Trennfolie (16′) gegenüber der ersten gefal­ teten bahnförmigen Folie bzw. der Folienstreifengruppe ge­ trennt, jedoch gleichzeitig mit dieser ersten bahnförmigen Folie bzw. der Folienstreifengruppe unter Aneinanderpressen der durch die Trennfolie voneinander getrennten gefalteten Folien bzw. Folienstreifengruppen einem gleichzeitigen Schweißvorgang mit beidseitiger Energiezufuhr unterzogen und nach Bildung der gewünschten Schweißnähte gleichzeitig aus der Schweißstation geführt und weiterbearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folienbahnen (4, 4′) bzw. Folienstreifengruppen nach Beendigung des Schweißvorgangs in aufeinanderliegender Position gemeinsam dem Stanzvorgang bzw. dem Beschneiden und schließlich dem Vereinzeln unterworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folienbahnen bzw. Folienstreifengruppen nach dem Schweißvorgang und vor der Weiterbearbeitung zunächst abgekühlt werden.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer der/den Folienvor­ ratsrolle(n) (7) nebst Abwickelvorrichtung (5, 6) ggf. zu­ geordneten Folienfaltvorrichtung (8), einer sich anschließen­ den, beispielsweise als Hubtischpresse ausgebildeten Schweiß­ presse (13) mit einer auf einer Seite der Folienbahn (4) bzw. Folienstreifengruppe angeordneten Heizplatte (14), auf der ein der Folienbeaufschlagung dienendes Schweißwerkzeug (15) festgelegt ist, das der Form der gewünschten Schweißnaht ent­ spricht, ggf. mit einer sich anschließenden Kühlstation (18, 19), mit einer Trennstanzvorrichtung (20), der ggf. eine Ein­ hängelochstanzvorrichtung (21) zugeordnet ist, und mit einer Taktvorschubeinrichtung (2, 3) zur taktweisen Hindurchführung der Folienbahn (4) bzw. Folienstreifengruppe durch die ver­ schiedenen genannten Stationen, dadurch gekennzeichnet, daß der/den Folienvorratsrolle(n) (4) nebst Abwickelvorrichtung (5, 6) und ggf. Faltvorrichtung (8) eine weitere Folienvor­ ratsrolle(n) (4′) nebst Abwickelvorrichtung (5′, 6′) und ggf. Faltvorrichtung (8′) derart zugeordnet ist, daß die ge­ falteten Folienbahnen (4, 4′) bzw. Folienstreifengruppen in übereinanderliegender Beziehung in die Schweißstation gelan­ gen, daß die Schweißpresse jeweils oberhalb und unterhalb der Folienbahnen (4, 4′) bzw. Folienstreifengruppen eine Heiz­ platte (14, 14′) mit auf diesen aufgebauten Schweißwerkzeugen (15, 15′) mit Schweißstegen aufweist, die mit einer anti­ adhäsiven Schicht überzogen sind, und daß zwischen den beiden Folienbahnen (4, 4′) bzw. Folienstreifengruppen eine deren Verbindung durch den Schweißvorgang verhindernde Trennfolie (16′) ausgespannt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa rechteckig zugeschnittene Trennfolie (16′) an einem Rand mit einer Tragstange (17′) verbunden ist, die vor der Schweißpresse (13) sich quer zur Vorschubrichtung er­ streckend etwa in Höhe der Berührungsebene der Stege der Schweißwerkzeuge (15, 15′) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführung der Schweißenergie zu den zu verschweißenden Folienlagen dadurch erfolgt, daß die beiden sich gegenüberstehenden Schweißwerkzeuge isoliert aufgebaut und an die Ausgangsleitung eines Hochfrequenz-Schweißgenera­ tors angeschlossen sind und daß die ausgespannte Trennfolie gleichzeitig als Dielektrikum wirkt.