DE2636321A1

DE2636321A1 - Verfahren und vorrichtung zum schweissen und schneiden von bahnmaterialien

Info

Publication number: DE2636321A1
Application number: DE19762636321
Authority: DE
Inventors: David Keith Stock; Robert James Wech
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1976-08-12
Publication date: 1977-03-31
Also published as: JPS5237172A; DE2636321C2; GB1533127A; NL7609385A; DE2660591C2; ES451411A1; JPS5730668B2; IT1073671B; US4019947A; BE845917A; FR2337616A1; DE7625342U1; FR2337616B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Wkickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

' Dipl.-Ing. E AAYeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

St/sc

FMC Corporation

200 E. Randolph Drive

Chicago, Illinois, USA

Verfahren und Vorrichtung
zum Schweißen und Schneiden
von Bahnmaterialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen und Schneiden von Bahnmaterialien gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung befasst sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit der Herstellung von Beuteln sowie einer Schweißvorrichtung für verschiedene Zwecke, die es gestattet, eine Anzahl von
verschiedenen Größen, Typen und Arten von Beuteln und/oder Blättern mit einer minimalen Umstellungszeit herzustellen.

Im Bereich des Schweißens oder des Herstellens von Beuteln aus
thermoplastischen Materialien stellt sich für die Hersteller

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häufig die Aufgabe, Chargen von Beuteln entsprechend bestimmten Wünschen der Verbraucher anzufertigen. Diese Wünsche können sich auf Beutel beziehen, die sich erheblich in Bezug auf Größe, Form, Dicke und Art unterscheiden. Daher werden herkömmliche Beutelherstellungsmaschinen mit Umbausätzen versehen, die es gestatten, sie entweder als Seitenschweißmaschinen oder als Bodenschweißmaschinen mit vorauslaufendem offenen oder geschlossenen Ende zu betreiben. Dieser allgemeine Maschinentyp konnte auch zur Herstellung von Blättern aus Bahnmaterialien verwendet werden, sofern der geeignete Umbausatz in die Maschine eingebaut worden war.

Die US-PS 3 663 338 der Anmelderin beschreibt eine Seitenschweißmaschine. Die Seitenschweißmaschine stellt Beutel aus einer thermoplastischen Bahn her, die in Längsrichtung J-förmig gefaltet wird. Die Maschine schiebt intermittierend die Bahn zwischen einem geheizten,hin- und hergehenden "heißen Messer" und einer Schweißwalze hindurch. Bei jedem Hub des "heißen Messers" gegen die Bahn wird die Bahn abgetrennt und an beiden Seiten des Schnittes geschweißt. Dieser Maschinentyp kann auch dazu verwendet werden, Blätter aus thermoplastischem Material aus einem Bahnmaterial herzustellen.

Die US-PS 3 813 998 beschreibt eine Beutelherstellungsmaschine, bei der ein schlauchförmiges Bahnmaterial verwendet wird. Zahlreiche Bauteile stimmen mit der vorgenannten Maschine überein, •jedoch weist die hier behandelte Maschine einen Bausatz für eine Bodenschweißung von Beuteln auf, die mit dem geschlossenen Ende vorauslaufen. Der Umbausatz erfordert, daß die Schweißstange der erstgenannten Maschine durch eine obere Schweißstange und eine Messeranordnung ersetzt wird, deren Messer stromabwärts der Schweißstange angeordnet ist, daß die Schweißstange durch ein Schweißkissen ersetzt wird, daß Zugwalzen ·" :r Maschine zurückgeschaltet werden und die Bahn zurückziehen und von dem Schweißkissen abstreifen, bevor die Bahn für einen weiteren Beutel vorgerückt wird, und daß ein spezieller, die Bahn spannender Abnahmemechanismus stromabwärts des "heißen Messers" angeordnet ist, der die Bahn während des Schneidvorganges spannt, so daß ein, besserer

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Schnitt entsteht und ein Verschweißen des offenen Endes verhindert wird.

Ein dritter Maschinentyp mit Bodenschweißung und vorauslaufendem offenen Ende stimmt weitgehend mit der letztgenannten Maschine überein, abgesehen davon, daß der Umbausatz einen Schweiß- und Schneidkopf erfordert,, bei dem das "heiße Messer" stromaufwärts der Schweißstangen liegt. Diese Maschine erfordert keine Rücksteuerung der Zugwalzen wie bei der vorgenannten PS, und es ist keine spezielle Spann- und Abnahmevorrichtung für die Bahn erforderlich, wie bei der obigen PS.,

Die US-PS 3 779 838 beschreibt eine Maschine für Bodenschweißung mit vorauslaufendem geschlossenen Ende, die längliche Schweißstangen aufweist, die mit zugehörigen starren Trägern durch eine Anzahl von Stützstangen verbunden sind, die starr an den Trägern angebracht sind. Die Stützstangen sind mit den länglichen Schweißstangen durch federnde Klammern verbunden, so daß das Problem eines ungleichmäßigen Schweißdruckes der Schweißstangen auf Grund ungleichmäßiger Wärmeausdehnung der Stangen ausgeschaltet wird.

Die für die erfindungsgemäße Lösung wesentlichen Merkmale sind dem Hauptanspruch und dem ersten Vorrxchtungsanspruch zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Mehrzweck-Schweißvorrichtung gestattet die Herstellung von seitlich geschweißten Beuteln aus einer J-förmig gefalteten Bahn, von bodengeschweißten Beuteln, die mit dem offenen oder dem geschlossenen Ende vorauslaufen und aus schlauchförmigem Bahnmaterial hergestellt sind, und von Blättern aus ungefaltetem Bahnmaterial, ohne daß nennenswerte konstruktive Änderungen der Beutelherstellungsmaschine erforderlich sind. Die Anpassung der Maschine an die oben erwähnten Anforderungen erfolgt unter Verwendung aller oder einzelner Widerstandsdraht-Heizelemente, einer möglichen Rückführung der Zugwalzen für Beutel mit vorauslaufendem offenen Ende und durch Einstellung der Schnittiefe der Schneidvorrichtung, wenn die Beutel miteinander verbunden bleiben und lediglich perforiert und nicht vollständig in den Bereichen

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zwischen den Beuteln getrennt werden sollen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordern lediglich einen Schweiß- und Schneidkopf zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischen Material, wie Blättern, seitengeschweißte Beutel und bodengeschweißte Beutel mit vorauslaufendem offenen und geschlossenen Ende und von Gegenständen, die entweder vollständig voneinander getrennt werden oder miteinander in Verbindung bleiben, jedoch zwischeneinander Perforationen aufweisen.

Weiterhin gestattet es die Erfindung, durch eine in Segmente unterteilte Klemmvorrichtung für die Bahn einen gleichmäßigen Klemmdruck auf eine breite Bahn während des Schweiß- und Schneidvorgangs auszuüben.

Die erfindungsgemäße Schweiß- und Schneidvorrichtung umfasst Paare von gegenüberliegenden Schweißstangen, einen Antrieb zur hin¹- und /hergehenden Bewegung eines Paares der Schweißstangen zwischen einer zurückgezogenen Stellung im Abstand von den anderen Schweißstangen und einer Arbeitsstellung in Eingriff mit den anderen Schweißstangen, einen intermittierend arbeitenden Bahnantrieb zum Bewegen einer Bahn aus Verpackungsmaterial oder dgl. zwischen den Paaren der Schweißstangen bei der zurückgezogenen Stellung des einen Paares, einen elektrischen Heizwiderstandsdraht in jeder Schweißstange, eine Einrichtung zum Schneiden der Bahn entlang einer Ebene zwischen den Schweißstangen der gegenüberliegenden Paare der Schweißstange, eine in Sekmente unterteilte Klemmeinrichtung auf jeder Seite der Schneideinrichtung und einen Antrieb zur hin- und hergehenden Bewegung eines Paares der Schweißstangen und der Klemmeinrichtung und zum Bewegen der Schneideinrichtung durch die Bahn hindurch, wenn diese in der Ruhelage ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig.1 ist eine schematische Seitenansicht einer Beutelherstellungsmaschine mit einer Mehr-

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zweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig.2 ist eine schematische perpektivische Darstellung eines Teils des Antriebs der Vorrichtung der Fig.1;

Fig.3 zeigt einen Querschnitt entlang der

Linie 3-3 in Fig.1 und veranschaulicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, deren Teile im wesentlichen in einer Schweißstellung stehen.;

Fig.4 ist eine Seitenansicht entsprechend Fig.3 in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig.3;

Fig.5 und zeigen im Zusammenhang einen vergrößerten 5A Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig.3, der die oberen und unteren Schweißköpfe in ausgeschalteter Stellung in gegenseitigem Abstand veranschaulicht und den Mechanismus zum Antreiben der hin- und hergehenden Schneideinrichtung in der Arbeitsposition mit einigen fortgebrochenen Teilen veranschaulicht;

Fig.5B ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig.3 und zeigt einen Teil der oberen und unteren Schweißköpfe in der Arbeitsstellung zur Veranschaulichung der Klemmelemente im Eingriff mit der Bahn und des Messers beim Schneiden* der Bahn;

Fig.6 ist eine Draufsicht auf den unteren Schweißkopf mit fortgelassenem Mittelbereich;

Fig.7 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt

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entlang der Linie 7-7 in Fig.6 und zeigt feststehende Klemmen für die unteren elektrischen Heizdrähte;

Fig.8 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer der schwenkbaren Heizdrahtklemmen für die unteren Heizdrähte in Richtung des Pfeiles 8 in Fig.6;

Fig.9 ist ein vergrößerter senkrechter Schnitt entlang der Linie 9-9 in Fig.3 und veranschaulicht den oberen Schweißkopf;

Fig.10 ist ein Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig.9;

Fig.10A ist eine Explosionsdarstellung eines Teilbereichs des oberen Schweißkopfes und veranschaulicht zwei Reihen von quergerichteten Klemmelernenten;

Fig.11 ist eine perpektivische Darstellung einer der Klemmen des oberen Heizdrahtes zum Halten und Spannen des oberen Heizdrahtes des oberen Schweißkopfes;

Fig.12 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Teilbereiches eines gezahnten Messers;

Fig.13 ist eine vereinfachte elektrische Steuerschaltung für die Heizdrähte;

Fig.14 ist eine perspektivische Darstellung eines fertigen seitengeschweißten Beutels;

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Fig.15 ist eine perspektivische Darstellung eines bodengeschweißten Beutels mit vorauslaufendem geschlossenen Ende;

Fig.16 ist eine perspektivische Darstellung eines bodengeschweißten Beutels mit einem vorauslaufendem offenen Ende;

Fig.17 ist eine perspektivische Darstellung mehrerer einzelner Blätter, die aus mehreren Lagen eines Bahnvorrates' geschnitten sind;

Fig.18 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsfolge der verschiedenen Bauteile der Vorrichtung.

Die Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung 20 (Fig.1) der vorliegenden Erfindung ist als Teil einer Beutelherstellungsmaschine 22 gemäß der US-PS 3 663 338 der Anmelderin dargestellt, auf die hier Bezug genommen wird.

Allgemein umfasst die Beutelherstellungsmaschine 22 einen Rahmen 24, der eine Rolle R mit Folien- oder Verpackungsmaterial aufnimmt. Das Folien- oder Verpackungsmaterial wird von der Rolle als Bahn W abgezogen, die um Antriebswalzen 26, 28 und eine Anzahl von Tänzerwalzen 3 0 zur Anpassung an die intermittierende Bewegung der Bahn in bekannter Weise herumläuft. Die Bahn W wird intermittierend durch die Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung hindurch durch Zugwalzen 32, 34 angetrieben. Wie am besten aus Fig.3 und 5 hervorgeht, umfasst die Schweiß- und Schneidvorrichtung 20 einen unteren Schweißkopf 35, der starr an dem Rahmen 24 befestigt ist, einen oberen Schweißkopf 36, der in senkrechter Richtung hin- und hergehend in Bezug auf den unteren Schweißkopf mit Hilfe von Nocken 37,38 beweglich ist, und eine hin- und hergehende Schneideinrichtung 39, die durch einen Nocken 40 betätigt wird.

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4S

Wie in Fig.2 schematisch gezeigt ist, wird ein Antriebsmechanismus 46 für die Zugwalzen 32,34 und die Schweiß- und Schneidvorrichtung 20 seinerseits angetrieben durch einen Motor 47, der eine Kurbelwelle 50 über einen Riementrieb 51 jeweils für einen Gegenstand oder Beutel einmal dreht. Ein Antriebsmechanismus 52 zur Längeneinstellung der abgezogenen Bahnabschnitte umfasst ein drehbares Gehäuse 53, das an der Kurbelwelle 50 befestigt ist, und einen Kurbelzapfen 54, der von dem Gehäuse vorspringt. Der Kurbelzapfen 54 ist radial durch eine Schraubgewinde-Einstelleinrichtung 76 einstellbar, die im einzelnen in der obigen,US-PS 3 663 338 beschrieben wird. Der Antriebsmechanismus 52 kann während des Betriebes so eingestellt werden, daß Beutel unterschiedlicher Längenabmessungen aus der Bahn W entstehen.

Die Zugwalzen 32,34 werden intermittierend angetrieben durch einen Kurbelarm 58, der gelenkig zwischen dem Kurbelzapfen 54 und einem Stift 60 liegt, der an einem Zahnradsektor 62 befestigt ist, der um eine Achse 64 schwenkbar an dem Rahmen der Maschine befestigt ist. Der Zahnradsektor 62 treibt ein Ritzel 65 und ein Stirnrad 66 an, die in dem Rahmen gelagert sind und ihrerseits eine hin- und hergehende Eingangswelle 68 einer Bremskupplung 70 antreiben. Die Bremskupllung 70 ist als solche bekannt und im einzelnen in der erwähnten US-PS 3 813 998 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Die Bremskupplung wird durch einen Schalter 71 (Fig.2) ein- und ausgeschaltet, der durch einen Nocken 71a gesteuert wird, der an der Kurbelwelle 50 befestigt ist.

Die Kupplung 72 der Bremskupplung 70 wird eingekuppelt und die Bremse 74 wird gelöst, so daß eine Ausgangswelle 75 der Bremskupplung 70 angetrieben wird, während ein bogenförmiger Bereich von 180° während jedes Beutelzyklus durchlaufen wird, so daß die Bahn um eine Beutellänge vorgerückt wird. Die Ausgangswelle 75 ist mit der unteren Zugwalze 34 über einen Riementrieb 76 verbunden. Während des Vorrückens der Bahn wird die Bahn aus dem Stillstand beschleunigt auf eine maximale Geschwindigkeit und anschließend auf den Stillstand verzögert. Während der an-

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deren 180° der Drehung der Kurbelwelle 50 ist die Kupplung 72 gelöst und die Bremse 74 im Eingriff, so daß die Ausgangswelle 75 festgehalten wird.

Die Schweiß- und Schneidvorrichtung 2 0 wird durch die Kurbelwelle 50 über Nocken 37,38 für die Hin- und Herbewegung der oberen Schweißstange und einen Nocken 40 für die Schneideinrichtung, wie bereits erwähnt wurde, angetrieben.

Der hin- und hergehende Antrieb des oberen Schweißkopfes 3 6 (Fig.3) entspricht im wesentlichen demjenigen der US-PS 3 663 338, so daß er nur kurz und zusammengefasst dargestellt werden soll.

Die Nocken 37,38 sind geteilte Nocken mit veränderlichem konzentrischem Bereich, so daß die Schweißzeit zur Anpassung an Bahnen unterschiedlicher Dicke und Schweißeigenschaften veränderbar ist. Jeder Nocken weist einen zweiteiligen Korpus 80 auf, der durch Kopfschrauben 82 verbunden und auf die Kurbelwelle 50 aufgekeilt ist. Ein ringförmiger Nockenring 83 wird gleitend durch den zugehörigen Korpus 80 aufgenommen und in der gewünschten Ringpositon durch eine Rastfeder 84 festgelegt, die durch den Korpus aufgenommen wird und deren Stift in eine ausgewählte Bohrung einer Anzahl von bogenförmig angeordneten Bohrungen in dem Nockenring 83 einrastet.

Jeder Nocken 37,38 erfasst eine Nachlaufrolle 88, die auf einem Arm 90 gelagert ist, der am unteren Ende einer Schubstange 92 befestigt ist. Die Nachlaufrolle wird durch eine Feder 94 nach unten gegen den Nocken gedrückt, die zwischen dem Arm 90 und einem weiteren Arm 96 angeordnet ist, der am Rahmen befestigt ist. Die Schubstange 92 ist in einer senkrechten Hülse 98 gelagert, die starr am Rahmen angebracht ist und ein geteilten Klemmblock 100 aufweist, der in der Nähe ihres oberen Endes befestigt ist. Ein Zapfenlager 102 befindet sich gleitend auf dem oberen Ende der Schubstange 92 auf einem Axialkugellager 104 und weist einen Flansch 106, eine ringförmige Buchse 108 und eine Kappe 110 auf. Der obere Schweißkopf 3 6 weist Achsstümpfe 112 auf, die in den zugehörigen Schwenkbuchsen 108

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gelagert sind. Die Kapp-- 110 ist mit einer Gewindebohrung versehen, die eine Höheneinstellschraube 114 aufnimmt. Diese Höheneinstellschraube liegt auf einer Nylon-Scheibe 116 während des normalen Betriebes und kann zur Einstellung des oberen Schweißkopfes 3 6 in die gewünschte Höhe in Bezug auf den unteren Schweißkopf 35 mit Hilfe eines Schraubenzieherschlitzes im oberen Ende der Schraube und zugehörigen Kontermuttern verdreht werden.

Ein Luftzylinder 118 ist an dem geteilten Klemmblock 100 befestigt. Die Kolbenstange 120 des Luftzylinders ist an dem Flansch 106 des Zapfenlagers 102 angebracht. Während des normailen Betriebs wird Luft von einer regelbaren, nicht gezeigten Quelle mit ausreichendem Druck im Stangenende des Luftzylinders 118 zugeführt, so daß die Einstellschraube 114 gegen die Nylon-Scheibe 116 drückt und die geeignete senkrechte Einstellung des oberen Schweißkopfes für den Schweiß- und Schneidvorgang aufrechterhalten wird. Wie im einzelnen in der zuvor erwähnten US-PS 3 663 338 dargestellt wird, setzt sich die hin- und hergehende Bewegung des oberen Schweißkopfes 36 fort, wenn der Bahnabzug aus verschiedenen Gründen unterbrochen wird. Um jedoch eine Beschädigung der Bahn während dieser Zeit zu verhindern, wird Luft dem geschlossenen Ende des Luftzylinders zugeführt, so daß der hin- und hergehende Schweißkopf 36 angehoben und eine Berührung und Beschädigung der Bahn vermieden wird. ;

Der obere Schweißkopf 36 kann auch aus der dargestellten, senkrechten Arbeitsposition in eine im wesentlichen waagerechte, ausgeschaltete Position durch eine von Hand betätigbare Rasteinrichtung 126 (Fig.4) verstellt werden, die an dem oberen Schweißkopf 36 über einen Arm 127 befestigt ist und einen Federstift 128 aufweist, der wahlweise in Bohrungen 130 oder 132 in einem bogenförmigen Bereich 134 eines der Zapfenlager 102 eingreift.

Der bisher beschriebene Teil der Beutelherstellungsmaschine entspricht im wesentlichen der obigen US-PS 3 663 338. Die Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung 2 0 der vorliegenden Erfindung, die in eine Beutelherstellungsmaschine der beschrie-

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benen Art eingebaut ist, ist am besten in Fig.3 und 5 bis 11 erkennbar.

Der untere Schweißkopf 35 umfasst zwei im Abstand liegende Träger 140,142, die mit Endplatten 144, 146 und einer mittleren Verstärkungsplatte 148 verschraubt sind. Die Träger 140,142 sind an dem Rahmen 24 starr mit Hilfe von Ansätzen 150 und Kopfschrauben befestigt. Wie am besten aus Fig.5 hervorgeht, sind quergerichtete untere Schweißstangen 154, 156 mit den Trägern 140, 142 verschraubt. Die Schweißstangen weisen aufwärts vorspringende, gerade, geriffelte oder mit Nuten versehene Bereiche 154a, 156a zum Erfassen der Bahn auf. Geteilte Schweißkissen 158, 160 aus elektrisch und wärmeisolierendem Material weisen eine Nut zur Aufnahme eines flachen elektrischen Widerstands-Heizdrahtes 166, 168 auf (Nickel-Chrom, Fig.6). Jeder Heizdraht wird durch starre Endklemmen 170, 172 und schwenkbare Endklemmen 174, 176 gehalten.

Die starren Endklemmen 170, 172 (Fig.6 und 7) sind zweiteilige Metallplatten, die an den Trägern 140, 142 durch Schrauben 177 befestigt sind, die sich durch isolierende, abgesetzte Scheiben 178 erstrecken (Fig.7). Jede Endklemme weist eine mit Gewinde versehene Anschlußklemme 180, 182 auf, die mit einer geeigneten Stromquelle verbunden ist. Ein ausgesparter Bereich 183 dient zur Aufnahme der flachen Heizdrähte. Die Heizdrähte sind mit den zugehörigen Endklemmen durch Einstellschrauben 184, 186 verbunden.

Zum Festhalten der Heizdrähte 166, 168 und zum Ausgleichen von Ausdehnungen oder Verkürzungen sind die anderen Enden der Heizdrähte 186, 188 in den schwenkbaren Endklemmen 174, 176 befestigt. Die Endklemmen 174, 176 sind im wesentlichen gleich, so daß nur die Endklemme 174 (Fig.8) beschrieben werden soll. Die Endklemme 174 umfasst einen Arm 188 aus elektrisch isolierendem Material, wie etwa Nylon, der schwenkbar mit dem zugeordneten Träger 140 über einen Achsstift 190 verbunden ist. Ein elektrisch leitender Halteblock 192 ist starr an dem Arm 188 befestigt und weist eine elektrische Anschlußklemme 194 auf. Ein weiterer Halteblock 196 ist schwenkbar an dem Arm 188

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mit Hilfe eines Achsstiftes 198 angebracht und mit einer öffnung versehen, die die Anschlußklemme 194 lose aufnimmt. Eine Mutter 199 an der Anschlußklemme legt den umgebogenen Bereich des Heizdrahtes 166 an der Endklemme 174 fest. Eine Druckfeder 200 befindet sich zwischen der Endplatte 144 und dem flachen Boden einer Bohrung in dem zugehörigen Arm 188 und drückt den Arm in eine Richtung, bei der der Heizdraht 166 gespannt wird.

Um zu verhindern, daß das geschmolzene thermoschweißbare Material an den unteren Heizdrähten 166, 168 anhaftet, sind breite Teflon- (Polytetraf luoraethylen) -Stoff -Schürzen 201 und 202 (Fig.5) um die Heizdrähte 166, 168 herumgezogen. Die Schürze 201 erstreckt sich zwischen zwei Spulen 206 und 208. Die Spule 206 (Fig.6 und 8) weist einen rechtwinkligen Endbereich auf, der im Interesse eines leichten Ausbaues in offenen Schlitzen 210 liegt, die in Stützarmen 212 ausgebildet sind, die an den Endplatten 144, 146 befestigt sind. Die Spule 208 (Fig.5) weist Endbereiche auf, die in den Endplatten 144, 146 gelagert sind. Auf jedes Ende (Fig.6) ist eine Mutter 214 aufgeschraubt, die eine einfache manuelle Drehung der Spule gestattet. Die Spule 208 wird gegenüber einer Axialverschiebung und freien Drehung durch Einstellschrauben 216 festgehalten, die unter Reibung in eine nicht gezeigte ringförmige Nut in den Endbereichen der Spule eingreifen. Wenn daher ein Teilbereich der Schürze 201 über dem Heizdraht 166 verschlissen ist, wird die Spule 206 aus ihren Aufnahme-Schlitzen herausgenommen, um 90° gedreht und wieder in den Schlitz 210 eingeführt/, nachdem zunächst die Spule 208 um einen entsprechenden Betrag gedreht worden ist, so daß eine andere Oberfläche der Schürze über dem Heizdraht 166 liegt.

In ähnlicher Weise ist die Schürze 202 (Fig.5) um den Heizdraht 168, eine abgewinkelte Führungsplatte 218 und Spulen 220 und 222 herumgezogen, die durch den unteren Schweißkopf 35 in ähnlicher Weise wie die Spule 208 aufgenommen werden. Die abgewinkelte Führungsplatte 218 ist an den Endplatten 144, 146 (Fig.6) . von Schrauben befestigt.

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Wie am besten aus Fig.3 und 5 hervorgeht, ist ein Schneidblatt oder Messer zum Abtrennen der Bahn vorgesehen, das hin- und hergehend während der Ruheperiode des Zyklus der Zugwalzen durch die Bahn W hindurchtritt. Das Messer 230 ist vorzugsweise ein gezahntes Messer (Fig.12), das sich quer zu der Beutelherstellungsmaschine 22 erstreckt. Während des Schneidvorganges tritt die gezahnte Kante des Messers zwischen den Schweißkissen 158, 160 nach oben hervor, wie Fig.5 zeigt, und trennt die Bahn vollständig ab. Wenn dagegen die Bahn lediglich perforiert und nicht vollständig abgeschnitten werden soll, wird die Schneideinrichtung 39 so eingestellt, daß nur die Zahnspitzen 331 des Messers die Bahn durchdringen.

Das Messer 23 0 wird betätigt durch den zuvor erwähnten Nocken 40 (Fig.5A), der an der Kurbelwelle 50 befestigt ist und eine Nachlaufrolle 232 erfasst, die an einem Kurbelarm 234 gelagert ist. Der Kurbelarm 234 ist mit dem Rahmen 24 über eine Achse 236 schwenkbar verbunden und weist ein gegabeltes Ende auf, das schwenkbar einen Ring 238 aufnimmt. Eine senkrechte Achse 240 weist einen Flansch 242 am oberen Ende auf und liegt gleitend in dem Ring und stützt eine schraubenförmige Druckfeder 244 zwischen den einander zugewandten Oberflächen des Flansches 242 und des Ringes 238 ab. Eine Ausnehmung 246 in der oberen Oberfläche des Flansches 242 nimmt das abgerundete Ende einer Einstellschraube 248 auf, ': die in einen kastenförmigen Träger 250 des Rahmens 24 eingeschraubt ist und durch eine Kontermutter 252 gehalten ist. Die Einstellschraube 248 und die Druckfeder 244 gewährleisten, daß die Nachlaufrolle 232 den Nocken 40 stets fest berühtt.

Eine einstellbare Stange 254 ermöglicht es, daß das Messer so eingestellt wird, daß es entweder das Band vollständig durchschneidet oder erheblich perforiert, wie bereits erwähnt wurde. Die Stange 254 ist schwenkbar mit dem Kurbelarm 234 und einem Winkelhebel 256 (Fig.3) verbunden, der schwenkbar mit den Trägern 140, 142 des unteren Schweißkopfes 35 in Verbindung steht. Ein Hebel 262 liegt in ähn-

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licher Weise schwenkbar zwischen den Trägern 140, 142 und stützt schwenkbar ein Ende eines Messer-Trägers 264 ab, dessen anderes Ende schwenkbar durch das obere Ende des Winkelhebels 256 getragen wird.

Im Interesse einer leichten Demontage des Messers 23 0 zum Schärfen oder Austauschen ist eine Anzahl von Federklammern 268 (Fig.5) vorgesehen, die nach innen gebogene untere Kanten 269 aufweisen und mit Muttern 270 verschweißt sind und das Messer 230 und den Messer-Träger 264 mit Hilfe von länglichen, abgesetzten Schrauben 272 klemmend verbinden, die in die Muttern 270 eingeschraubt werden. Schraubenfedern 274 sind in Bohrungen des Trägers vorgesehen und dienen dazu, die Klemmen von dem Messer abzuspreizen, so daß das Messer leicht entfernt werden kann, wenn die Schrauben 272 gelöst werden. Justierstifte 278 befinden sich in Bohrungen in dem Träger 264 und nehmen die untere Kante des Messer 230 auf. Die Justierstifte verlaufen zugleich in Bohrungen in den Federklammern 268 und halten diese in" der gewünschten senkrechten Ausrichtung.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist der obere Schweißkopf 236 senkrecht hin- und herbeweglich und zwischen einer senkrechten und einer waagerechten Stellung mit Hilfe der Achsstümpfe 112 schwenkbar. Die Achsstümpfe 112 sind starr an den Enden von in Querrichtung verlaufenden oberen Trägern 290 angebracht (Fig.5,9 und 10). Ein T-förmiger Träger zur Aufnahme von Federn und zur Führung von Klammern (Fig.10) ist mit dem Träger 290 verschraubt und umfasst zwei Reihen von versetzten Bohrungen 294, 296, die sich teilweise in den Steg 298 des T-Trägers erstrecken. Jede Bohrung nimmt eine Druckfeder 300 und einen zylindrischen Führungsblock 3 02 auf, der gegen die obere Oberfläche eines der Segmente 304a bis f eines ausgangsseitigen Bahnhalters 304 und eine gleiche Anzahl von Segmenten eines eingangsseitigen Bahnhalters 306 anliegen. Wie Fig.10A zeigt, ist jede Haltesegment unabhängig von den anderen Segmenten, und es wird durch die Druckfedern 300 nach unten gedrückt. Jedes Haltersegment wird auf einer Seite durch den

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Steg 298 und auf der anderen Seite durch die inneren Führungsflächen 308 und 310 von zwei zugehörigen, quergerichteten, länglichen Führungsplatten 312 und 314 geführt. Die Führungsplatten weisen dicke Führungsblöcke 315,316 auf, die gegen entgegengesetzte Seiten des Steges 298 anliegen und mit diesen durch Kopfschrauben 318 verbunden sind, so daß die Führungsflächen 308, 310 einen ausreichenden Abstand von dem Steg aufweisen, um die Bahnhalter 304, 306 unabhängig voneinander und senkrecht gleitend zu führen. Wie in Fig.10 und 10A gezeigt ist, weisen die Enden der Bahnhalter-Segmente 304, 306 eine Aussparung 32 0 auf, durch die Vorsprünge 322 entstehen, die den zugehörigen, rechtwinkligen Führungsblock 315, 316 erfassen und die Abwärtsbewegung der Bahnhalter- Segmente 304, 306 begrenzen. Wie am besten aus Fig.9 und 10 hervorgeht ist ein im wesentlichen U-förmiger, flexibler, elastischer Gummistreifen 324 bevorzugt mit der unteren Kante der Bahnhalter-Segmente 304, 306 verbunden, so daß die Bahn während des Schweiß- und Schneidvorganges besser festgehalten wird. Die Bahnhalter sind ausgerichtet mit den gerillten Bereichen 154a, 156a der Schweißstangen, die zum festen Erfassen der Bahn beitragen.

Zwei obere Schweißstangen, nämlich eine eingangsseitige Schweißstange 330 (Fig.9) und ein ausgangsseitige Schweißstange 332 werden durch den oberen Schweißkopf 36 aufgenommen. Eine der oberen Schweißstangen, die als eingangsseitige obere Schweißstange 330 dargestellt ist, ist starr an dem Schweißkopf 36 befestigt und bewegt sich mit diesem, während die ausgangsseitige Schweißstange 332 gleitend in dem oberen Schweißkopf angeordnet ist. Weiterhin ist ein Ende der oberen Schweißstange 330, 332 derart gleitend in dem oberen Schweißkopf 36 angebracht, daß eine lineare Ausdehnung oder Zusammenziehung bei Temperaturänderungen möglich ist.

Die eingangsseitige Schweißstange 330 umfasst einen quergerichteten, länglichen Träger, dessen entgegengesetzten Enden mit herabhängenden Armen 336 verschraubt sind,die ihrerseits mit dem Träger 290 des oberen Schweißkopfes 36 verschraubt

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sind. Ein langgestrecktes Schweißkissen 238 aus elektrisch und wärmeisolierendeiti Material ist mit der Unterseite der eingangsseitigen Schweißstange 330 verschraubt und weist eine längsgerichtete Nut auf, die einen elektrischen Heizdraht 342 aufnimmt.

Zum Festhalten des Heizdrahtes 342 und des entsprechenden Heizdrahtes 342a der ausgangsseitigen Schweißstange 332 in ihrer Betriebsstellung sind beide Enden der Heizdrähte mit im wesentlichen gleichen, elastisch vorgespannten Endklemmen 344 verbunden (Fig.10 und 11). Folglich sollen dieselben Bezugsziffern zur Bezeichnung beider Endklemmen 344 verwendet werden. Die Endklemmen 344 weisen einen aus Nylon oder dgl.bestehenden Isolierblock 346 auf, der gleitend auf einem Achsstumpf 348 angebracht ist, der an den zugehörigen Enden der eingangsseitigen Schweißstange 330 befestigt ist und von diesem nach außen vorspringt. Der Isolierblock 346 wird durch eine Druckfeder 350 nach außen gedruckt. Sein Verschiebeweg ist begrenzt durch-einen Sprengring 352 auf dem Achsstumpf 348. Ein Halteblock 354 aus Metall ist starr mit dem Isolierblock 346 verbunden, und ein weiterer, mit diesem zusammenwirkender Halteblock 356 aus Metall ist an dem Isolierblock 346 mit Hilfe eines Achsstiftes 358 schwenkbar angebracht. Eine mit Gewinde versehene Anschlußklemme ist an dem Halteblock 354 befestigt und erstreckt sich mit Abstand durch eine Bohrung in dem schwenkbaren Halteblock 356, so daß das zugehörige Ende des Heizdrahtes 342 zwischen den beiden Blöcken beim Anziehen einer Mutter 362 der Anschlußklemme eingeklemmt werden kann.

Eine breite Schürze 366 aus Teflonstoff ist um das Schweißkissen 338 herumgelegt und mit seinen Enden um Spulen 368, 370 gewickelt, so daß verhindert wird> das das thermoschweißbare Bahnmaterial an dem Heizdraht 342 anklebt. Die Spulen 368, 370 sind in dem herabhängendem Arm 33 6 gelagert und können gedreht werden, so daß verschiedenen Bereiche der Schürze 366 über dem Draht liegen, wie es bereits im Zusammenhang mit den unteren Heizdrähten erläutert wurde.

Die obere, ausgangsseitige Schweißstange 332 entspricht im

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2636J21

wesentlichen der eingangsseitigen Schweißstange330, außer daß sie gleitend in dem oberen Schweißkopf 336 angeordnet ist. Folglich werden dieselben Bezugsziffern für diese ■ Schweißstange mit dem Zusatz "a" verwendet, sofern es sich um entsprechende Teile handelt, und die Teile der ausgangsseitigen Schweißstange 332 sollen nun im einzelnen erläutert werden.

Die ausgangsseitige Schweißstange 332 umfasst einen quergerichteten, länglichen Träger und ein isoliertes Schweißkissen 338a mit einem Heizdraht 342a, der in seiner Position durch federbeaufschlagte Endklemmen 344 festgehalten wird. Eine Schürze 366a aus Teflonstoff ist um den Heizdraht 342a und um Spulen 368a, 370a herumgezogen, die in herabhängenden Armen380 gelagert sind, die mit den Enden des Trägers 334a verschraubt sind.

Auf einer Seite der herabhängenden Arme 380 ist ein Schlitz vorgesehen (Fig.9), der gleitend einen länglichen Schenkel 382 einer T-förmigen Führungsstange 384 aufnimmt (Fig.3), die mit dem oberen Träger 290 des oberen Schweißkopfes 36 verschraubt ist. Die andere Seite der Arme wird gleitend durch eine angrenzende Oberfläche des oberen Trägers 390 geführt. Eine Druckfeder 386 (Fig.9) liegt in einer Sackbohrung in einem waagerechten Schenkel 388 der T-förmigen Führungsstange 384 und gegen die obere Oberfläche des zugehörigen Armen 380 an, so daß. die ausgangsseitige Schweißstange 332 nach unten gedrückt wird. Ein Anschlag 390 ist mit dem unteren Ende des Schenkels 382 der Führungsstangen 384 verschraubt und ragt in die Bahn des zugehörigen Armes 380 hinein, so daß. dessen Abwärtsbewegung begrenzt wird.

Die zuvor erwähnten Einstellschrauben 114 oberhalb der Schubstangen 92 können dazu verwendet werden, den Schweißdruck zwischen der feststehenden, eingangsseitigen Schweißstange 330 (Fig.5) und der gegenüberliegenden entsprechenden unteren Schweißstange 156 einzustellen, während die Druckfedern 386 den Schweißdruck zwischen den ausgangsseitigen oberen und unteren Schweißstangen

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332 und 154 steuern.

Die oberen und unteren Schweißstangen 33 0 und 332 sind mit leicht konvexen Oberflächen versehen, so daß sich ein gleichmäßiger Schweißdruck über die gesamte Länge der Schweißstange ergibt. In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, daß etwa eine Verbiegung von 0,5mm in der Mitte der Schweißstangen, die etwa eine Länge von 80cm aufweisen, einen gleichmäßigen Schweißdruck über die gesamte Länge der Schweißstange bewirkt, wenn sie in der beschriebenen Weise montiert wird. Die Druckfedern 86 der oberen, ausgangsseitigen Schweißstange 332 sind ausreichend fest, um die Schweißstange während des Schweißvorganges im wesentlichen gerade zu biegen, so daß eine hochwertige Schweißung entsteht. Der Luftdruck in dem Luftzylinder 118 (Fig.3) muß zumindest ausreichen, um die Federkraft der beiden Druckfedern 386 und der beiden oberen Schweißstangen 330 und 332 so wie diejenige Kraft zu überwinden, die durch die federbelasteten Bahnhalter-Segmente 304 und 306 erforderlich wird.

Figur 13 zeigt schematisch eine elektrische Steuerschaltung für die Heizdrähte 166, 168, 342 und 342a, die elektrischen Strom von den Leitungen L1 und L2 aufnehmen. Die stromabwärtigen Heizdrähte 166, 342a und die stromaufwärtigen Heizdrähte 168, 342 werden unabhängig durch Schalter S1 und S2 gesteuert. Wenn beide Schalter S1 und S2 offen sind, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, gelangt kein Strom zu irgendeinem der Heizdrähte , so daß diese nicht erwärmt werden. Wenn einer oder beide Schalter geschlossen sind, gelangt Strom an die ausgewählten Heizdrähte, und zwar entweder über eine Schaltung, die einen Niedertemperatur-Stellwiderstand R1 und einen normal geschlossenen Relaiskontakt R-1 enthält, oder über eine Schaltung, die einen Hochtemperatur-Stellwiderstand R2 und einen normal offenen Relaiskontakt R-2 einschließt. Schaltereinrichtungen in der Form eines Relais R und der Relaiskontakte R-1 und R-2 in Reihe mit dem Motor 47 und einem Anlaufschalter S3 werden widerstandsbestimmt aktiviert.

Wenn der Anlaufschalter S3 offen und der Motor 47 ausgeschaltet ist, überführt der Niedertemperatur-Stellwiderstand R1 ausreichend

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Strom zu den ausgewählten Heizdrähten, um diese auf die gewünschte Hafttemperatur zum Schweißen des ersten Beutels zu . bringen, der in die Schweiß- und Schneidvorrichtung eintritt, ohne den Beutel zu verbrennen oder zu überhitzen. Die Temperatur der Heizdrähte fällt jedoch auf Grund der Übertragung von Wärme an den ersten Beutel ab. Daher wird beim Schließen des Anlaufschalters S3 der Motor 47 in Gang gesetzt und das Relais R wird erregt, so daß der Relaiskontakt R-1 geöffnet und der Relaiskontakt R-2 geschlossen wird und eine größere Stromstärke über den Hochtemperatur-Steilwiderstand R2 an die ausgewählten Drähte gelangen. Dieser Hochtemperatur-Stellwiderstand wird so eingestellt, daß er Wärmeverluste ausgleicht und die gewünschte Schweißtemperatur während des normalen Schweißvorganges aufrechterhält, während der Motor 47 läuft und die Bahn intermittierend durch die Schweiß- und Schneidvorrichtung in normaler Weise vorgerückt wird. In diesem Zusammenhang kommt es nicht darauf an, ob die Bahn in der zuvor unter Bezugnahme auf die US-PS 3 813 9 98 beschriebenen Weise zurückgezogen wird oder nicht. Wenn der Motor 47 durch öffnung des Anlaufschalters S3 ausgeschaltet wird, wird das Relais R entregt und öffnet den Relaiskontakt R-2 und schließt den Relaiskontakt R-1, so daß die ausgewählten Drähte wiederum durch den Niedertemperatur-Stellwiderstand R1 geheizt werden.

Wie zuvor erwähnt wurde, kann die Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung 20 der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Gegenständen, wie Beuteln oder Blättern mit verschiedenen Größen und in verschiedenen Typen aus Bahnen aus thermoschwexßbarem Verpackμngsmaterial verwendet werden.

Fig.14 veranschaulicht einen seitlich geschweißten Beutel B1 aus einer in Längsrichtung gefalteten Bahn W1, die intermittierend in Richtung des Pfeiles bewegt wird. Jeder Beutel B1 weist ein geschlossenes, gefaltetes Ende 400, ein offenes Ende 402, eine vorauslaufende Schweißnaht 404 und eine nachlaufende Schweißnaht 406 auf, und die Bahn wird in der Linie 408 zwischen den aufeinanderfolgenden Schweißnähten 404 und 406 entweder perforiert oder vollständig abgeschnitten. Bei dieser Art von Beu-

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"**■■"

teln werden die beiden Schalter ST und: S25geschlossen und alle vier. Heizdrähte 166, 168, 3.42 und 342ä. werden erwärmte

Figur 15 zeigt, einen . bodengeschweißten .Beutel B2 mit. vorauslaufendem geschlossenen Ende, der aus einer sehlauchförmigen Bahn W2 mit geschlossenen,gefalteten Seitenkanten 410 und41Z her gestellt wirdv Bear Beutel· weist ein offenes Ende 414: und; eine, vorauslaufende Schweißnaht 415 auf, die durch die eingangs— seitigen? Schweißstangen 156 und 330 hergestellt wird. Die Bahn kann in der Linie 416' entweder· zur Herstellung getrennter Beutel vollständig abgetrennt oder lediglich perforiert werden, so daß die Beutel nacheinander von der Bahn W2: als verbundene Beutel an den Endverbraucher gelangen., Tn diesem; Falle wird der Schaltex S2 geschlossen, und; der Schalter ST- geöffnet, so daß lediglich die- strömaufwärtig/en Drähte erwärmt werden'.

Figur: 16 veranschaulicht: einen, bodengeschweißten- Beutel B3 mit verauslaufendem offenen Ende, der aus derselben. Art: von schlauchförmigem Bahnmaterial. W2 hergestellt wird, das; in Fig. 15 dargestellt ist. Die Bahn wird jedoch intermittierend so bewegt,;: daß die Offerten/Enden vor. den. geschlossenen Enden liegen. Der Beutel B3 weist geschlossene SeiteKkanten 418, 420> ein offenes Ende 422 und eine nachlaufende.Schweißnaht 424 auf„die durch die ausgangsseitigen Schweißstangen. 154, 332 hergestellt wird. Auch in diesem Falle kann die Linie 426 perforiert oder vollständig durchgeschnitten sein. Xn diesem Falle ist der Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 ist offen.

Figur 17stellt die Gegenstände als flache Blätter S dar, die entweder aus einzelnen oder aus mehrfachen Bahnen hergestellt werden können. Die Bahnen können gewünschtenfalls gefaltet oder schlauchförmig sein. Beim Herstellen der Blätter sind beide Schalter S1 und S2 offen, sofern es nicht erwünscht ist, ein oder mehrere Blätter aus einer mehrfachen Bahnlage zusammenzuschweißen. V.-..:.: -..·'■-.':■ ■ "^; · .

Obwohl die Arbeitsweise der .Beutelherstellungsmaschine 22 .oben bereits teilweise beschrieben worden ist, soll eine kurze Zu-

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sammenfassung der üblichen Betriebsvorgänge nach dem Anlassen des Motors 47 und der Durchführung der Einstellarbeiten, die zur Herstellung der Gegenstände oder Beutel gemäß Fig.14 bis 17 erforderlich sind, unter Bezugnahme auf Fig.18 folgen.

Zur Herstellung eines seitlich geschweißten Beutels B1 gemäß Fig.14 wird eine Rolle R (Fig.1) aus in Längsrichtung gefaltetem, thermoschweißbarem Verpackungsmaterial auf die Beutelherstellungsmaschine 22 gebracht, und die Bahn W1 wird zwischen den Antriebswalzen 26, 28, der Tänzerwalze 30 und den Zugwalzen 32, 34 hindurchgez ogen.

Der Nocken 71a (Fig.2) ist so eingestellt, daß er den Schalter 71 betätigt, der die Kupplung 72 zum Eingriff bringt und die Bremse 74 der Bremskupplung 76 in der 0°-Position der Kurbelwelle 50 löst, wie Fig.18 anzeigt. Die 0°-Position oder 360°- Position jedes Zyklus tritt ein, wenn der Kurbelarm 58 den Zahnsektor 62 an ein Ende seines Hubes verschoben hat. Bei 0° beträgt die lineare Geschwindigkeit der Zugwalzen 32, 34 Null, und wenn sich der Zahnsektor 62 zum anderen Ende seines Hubes, d.h. in die 180°-Position bewegt, wird die Geschwindigkeit der Zugwalzen nach und nach aus dem Stillstand auf eine maximale Geschwindigkeit beschleunigt und zurück zum Stillstand bei 180° verzögert. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt der Nocken 71a über den Schalter 71, daß die Kupplung 72 gelöst und die Bremse 74 zum Eingriff gebracht wird. Auf diese Weise werden übermäßige Beschleunigungskräfte, die auf die relativ dünne Bahn ausgeübt werden, vermieden. Jeweils zwischen der 0°- und der 180°-Position des Beutelherstellungszyklus ist die Kupplung 72 im Eingriff und die Bremse 74 gelöst, so daß die Bahn W1 um eine Beutellänge vorgerückt wird. Zwischen 180° und 360° des Beutelzyklus ist die Bremse)74 im Eingriff und die Kupplung 72 ist gelöst, so daß die Bahn WT festgehalten wird und die Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung 20 den Schweiß- und Schneidvorgang an der ruhenden Bahn durchführen kann.

Die Nocken 37,38 auf der kontinuierlich umlaufenden Kurbelwelle 50 bewegen über die Schubstangen 92 (Fig.3), die Höheneinstellschrauben 114 und die normalerweise zurückgezogenen Luftzylinder

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118 den oberen Schweißkopf zwischen 180° und 360° jedes Beutelzyklus in senkrechter Richtung hin und her. Bei seitlich geschweißten Beuteln B1 sind die Schalter S1 und S2 (Fig.13) geschlossen, und die Stellwiderstände R1 und R2 sind so eingestellt, daß sie alle vier Heizdrähte 166, 168, 342 und 342a auf die gewünschte Schwexßtemperatur für die jeweilige Bahn erwärmen. Wenn die Beutel B1 vollständig voneinander abgetrennt werden sollen, wird die Stange 254 (Fig.3) so eingestellt, daß sie die Schneidkante des Messers 23 0 vollständig durch die Bahn W1 hindurchführt. Wenn lediglich Perforationen zwischen den Beuteln vorgesehen werden sollen, wird die Stange 2 54 derart eingestellt, daß das Messer 230 nur so weit aufwärts bewegt wird, daß die Spitzen 231 der sägezahnförmigen Messerschneide (Fig.12) die Bahn W1 durchdringen.

Gemäß Fig.18 beginnt die Schrittfolge bei jedem Schweiß- und Schneidvorgang jedes Beutels B1, wenn der obere Schweißkopf 36 bei etwa 150° des Beutelzyklus mit der Abwärtsbewegung beginnt. Dieser Punkt liegt vor Beendigung der Bahnbewegung in die Schweiß- und Schneidposition. Nachdem die Bahn W1 bei 180° anhält,und bei etwa 190° des Beutelzyklus beginnt das Messer mit der Aufwärtsbewegung, und die geteilten Bahnhalter 304 und 306 erfassen die Bahn W1 auf beiden Seiten des Messers 230. Bei etwa 194° erfasst die federnde oder vorgespannte obere ausgangsseitige Schweißstange 332 die Bahn W1. Bei etwa 210° sind die geteilten Bahnhalter 304 und 306 vollständig niedergedrückt, die federbelastete obere Schweißstange 332 ist ebenfalls vollständig niedergedrückt und die starre obere Schweißstange 330 ist abgeflacht und bringt den vollen Schweißdruck auf die Bahn gegen den Widerstand der unteren Schweißstangen 154, 156 auf, und das Messer 230 durchdringt die Bahn. Das Messer 230 schneidet oder perforiert die eingeklemmte Bahn W1 zwischen 210 und 250°. Der Messer-Nocken 40 ist so eingestellt, daß das Messer 230 bei 250° seine Aufwärtsbewegung beendet und mit dem Rückzug beginnt.

Wie zuvor erwähnt wurde, sind die Nocken 37,38 (Fig.3), die den oberen Schweißkopf 36 hin- und herbewegen, so einstellbar,

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daß die Ruhezeit, während der Hitze und Druck auf die Bahn W1 ausgeübt wird, veränderlich ist. Wenn die Beutel aus verschiedenen Arten von dünnen Bahnmaterialien bestehen, kann die Ruheperiode zwischen 210 und 27 0 bis 290° liegen. Dicke Bahnmaterialien können eine Ruhezeit von 210-310 oder sogar bis 330° erfordern. Wenn die Ruheperiode bei 310° endet, wie es durch den durchgezogenen Pfeil in Fig. 18 angedeutet ist, beginnt der obere Schweißkopf 36 zu diesem Zeitpunkt mit der Aufwärtsbewegung, so daß er unmittelbar den Schweißdruck zwischen der feststehenden eingangsseitigen Schweißstange 330 und der gegenüberliegenden unter Schweißstange 156 aufhebt. Bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung des oberen Schweißkopfes 36 wird die federbelastete obere Schweißstange 332 bei etwa 326° angehoben, und der Kontakt der geteilten Bahnhalter 304 und 3 06 mit der Bahn wird bei etwa 330° aufgehoben. Zu diesem Zeitpunkt beendet das Messer 230 seine Bewegung und kehrt in die Ausgangsposition unterhalb der Bahn W zurück. Bei 360° (0°) wird die Bremse 74 (Fig.2) gelöst und die Kupplung 72 greift ein, so daß eine weitere Beutellänge der Bahn W1 in die Schweißposition zwischen 0° und 180° des Zyklus vorgerückt wird.

Wenn die Beutelherstellungsmaschine 22 zur Herstellung von Blättern S verwendet wird, wie sie in Fig.17 dargestellt sind, wird eine Rolle R des gewünschten Materials auf die Beutelherstellungsmaschine 22 gebracht, und die Schalter S1 und S2 (Fig.13) für alle vier Hezdrähte werden ausgeschaltet. Ohne Verwendung der vier Heizdrähte arbeitet die Maschine in der oben in Bezug auf die Beutel B1 beschriebenen Weise und klemmt die Bahn und trennt sie während jedes Zyklus ab, ohne das Heizoder Schweißvorgänge durchgeführt werden.

Wenn die Beutelherstellungsmaschine 22 zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln B2 mit vorauslaufendem geschlossenen Ende gemäß Fig.15 verwendet wird, wird eine Bahn W2 aus schlauchförmigen Verpackungsmaterial durch die Beutelherstellungsmaschine 22 hindurchgezogen und die Maschine wird in der oben beschriebenen Weise gesteuert, jedoch wird der stromabwärtige oder ausgangsseitige obere Heizdraht 342a abgeschaltet und der gegenüberliegende untere Heizdraht 166 wird durch öffnen des Schalters S1 (Fig.13)

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ebenfalls abgeschaltet. Wenn daher bodengeschweißte Beutel B2 mit vorauslaufendem geschlossenen Enden durch die Schweiß- und Schneidvorrichtung 2 0 hergestellt werden, werden nur die stromauf wärtigen Heizdrähte 342 und 168 erwärmt, so daß nur eine quergerichtete Schweißung und ein Schnitt für jeden Beutelzyklus ensteht, wobei die Schweißnaht stromaufwärts in Bezug auf die Schneidebene liegt.

Es liegt auf der Hand, daß die Zugwalzen 32, 34 das vordere Ende der verhältnismäßig dünnen Bahn durch den Mechanismus hindurchschieben und nicht hindurchziehen, wenn seitlich geschweißte Beutel oder bodengeschweißte Beutel mit vorauslaufendem geschlossenen Ende hergestellt werden. Wenn das geschweißte vordere Ende der Bahn an den Heizdrähten 142 oder 168 anhaftet, so läuft die Bahn W nicht durch die Vorrichtung 2 0 hindurch, sondern sie bleibt hinter dem Messer 230 haften. Wenn dieser Fall eintritt, kann der Nocken 71a (Fig.2), der mit dem Schalter 71 die Betätigung der Bremskupplung 70 steuert, so einegstellt werden, daß die Kupplung 72 früh eingreift, d.h. während der Rückwärtsbewegung des Zahnsektors 62 bei etwa 350° (Fig.18) in dem Zyklus, so daß die Zugwalzen um eine kurze Strecke zurückgedreht werden und die Bahn zwangsläufig von den Teflonüberzogenen Heizdrähten 352 und 368 abziehen,bevor die übliche Vorwärtsbewegung beginnt. Eine derartige Umkehr der Zugwalzen ist im einzelnen in der zuvor erwähnten US-PS 3 813 998 beschrieben.

Wenn die Beutelherstellungsmaschine 22 zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln B3 mit vorausüaufendem offenen Ende verwendet werden, wie.sie in Fig.16 gezeigt ist, wird eine Rolle aus schlauchförmigem, thermoschweißbarem Material auf die Beutelherstellungsmaschine gebracht und die Bahn W3 wird durch die Maschine abgezogen. Bei Herstellung dieses Beuteltyps ist die Arbeitsweise dieselbe wie bei seitlich geschweißten Beuteln, ausgenommen, daß die stromaufwärtigen Heizdrähte 168 und 342 durch öffnung des Schalters S2 ausgeschaltet werden und Wärme nur durch die Heizdrähte 166 und 342a zugeführt wird, die das nachlaufende Ende des Beutels schweißen. Die Kupplung der Zugwalzen kann frühzeitig eingekuppelt werden, jedoch ist dies nicht erforderlich, da die Abnahmeförderer 430 oder dgl., die nur teilweise in Fig.5 gezeigt

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sind und denjenigen in der zuvor erwähnten US-PS 3 663 338 entsprechen, den fertigen Beutel B3 erfassen und von den stromabwärtigen Heizdrähten abziehen.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Mehrzweck-Schweiß- und Schneidvorrichtung jeweils Paare von oberen und unteren Schweißstangen mit elektrischen Widerstands-Heizdrähten in jeder Schweißstange umfasst und daß ein hin- und hergehendes die Bahn abtrennendes Messer vorgesehen ist, das die Bahn entlang einer Ebene zwischen den stromaufwärtigen und den stromabwärtigen Paaren der Schweißstangen abtrennt. Beide Heizdrahtpaare können unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden, und es können lediglich ausgewählte Paare der Heizdrähte verwendet werden, unabhängig davon, welche Art von Gegenständen (Beutel oder Blätter) herzustellen sind. Der Antrieb der die Bahn vorückenden Zugwalzen kann entweder so eingestellt werden, daß er die Bahn nur in Vorwärtsrichtung bewegt, oder so, daß er die Bahn um eine kurze Strecke zurückzieht, bevor jeweils eine Beutellänge der Bahn vorgerückt wird, so daß die Bahn von den Heizdrähten zwangsläufig abgestreift wird. Der Durchdringungsgrad des Messers durch die Bahn kann eingestellt werden, so daß die Bahn entweder vollständig abgetrennt oder lediglich perforiert wird. Während des Schneidvorganges befindet sich eine Reihe von federbelasteten Bahnhaltern auf beiden Seiten des Messers, die sich über die vollständige Breite der Bahn erstrecken und einen gleichmäßigen Klemmdruck auf die Bahn zwischen dem Bereich oder den Bereichen, die geschweißt worden sind, und der Schneidebene ausüben, so daß eine übertragung der Spannungskräfte, die sich durch den Schneidvorgang ergeben, auf den geschweißten Bereich, die zu geschwächten oder beschädigten Beuteln führen könnte, vermieden wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Schweißen und Schneiden von schweißbarem Bahnmaterial zur Herstellung von Gegenständen mit Hilfe . einer Maschine, die zwei Paare gegenüberliegender Schweißstangen und eine zwischen diesen liegende Schneideinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, daß man intermittierend das Bahnmaterial in einer vorbestimmten Richtung zwischen den beiden Schweißstangenpaaren hindurchbewegt, daß man einen Schweißdruck auf das Bahnmaterial entlang zwei in Längsabstand liegenden, guergerichteten Schweißebenen durch Bewegen eines Schweißstangenpaares in Druckeingriff mit der Bahn aufbringt, daß man das Bahnmaterial entlang einer oder beider Schweißebenen auf Schweißtemperatur erwärmt, daß man das Bahnmaterial entlang einer Schneidebene zwischen den Schweißebenen abtrennt und daß man eine Klemmkraft auf das Bahnmaterial in im Abstand liegenden Klemmebenen zwischen der Schneidebene und den beiden Schweißebenen zur Begrenzung von Spannungen auf Grund des Schneidvorganges auf den Zwischenraum zwischen der Schneidebene und den Klemmebenen aufbringt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn entlang der Schneidebene vollständig abtrennt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn entlang der Schneidebene perforiert.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g ekenn zeichnet, daß man die Bewegungsrichtung der Bahn vor jeder intermittierenden Vorwärtsbewegung der Bahn vorübergehend umkehrt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Bahnmaterial in Längsrichtung gefaltet ist, dadurch g ekennzeichnet, daß Wärme in beiden Schweißebenen zur Herstellung von seitlich geschweißten Beuteln aufgebracht wird.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem

das Bahnmaterial schlauchförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schweißwärme nur in der stromaufwärtigen Schweißebene zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln mit vorauslaufendem geschlossenen Ende aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Bahnmaterial schlauchförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schweißwärme nur in der stromabwärtigen Schweißebene zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln mit vorauslaufendem offenen Ende aufgebracht wird.

8. Schweiß- und Schneidvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Antrieb (32,34) zum Bewegen der Bahn W in Förderrichtung, gegenüberliegende Paare von Schweißstangen (154,156,330,332) auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn zum Aufbringen von Schweißdruck auf die Bahn in zwei quergerichteten Schweißebenen, Heizeinrichtungen (166,168,342,342a) in Zuordnung zu jeder Schweißstange zum Erwämen der Bahn auf Schweißtemperatur entlang den Schweißebenen, eine Schneideinrichtung (230), die entlang einer Schneidebene beweglich ist, die sich quer zu der Bahn zwischen den Schweißebenen erstreckt, Halteeinrichtungen (304,306) zum Klemmen der Bahn zwischen den Schweißebenen und beiden Seiten der Schneidebene, einen Antrieb (50,37,38,92; 40,254,256) zum Bewegen der Schweißstangen (154,156,330,332) der gegenüberliegenden Schweißstangenpaare und der Halteeinrichtungen (3 04,306) in Druckeingriff mit der Bahn und zum Verschieben der Schneideinrichtung (230) zum Abtrennen der Bahn, und durch Steuereinrichtungen (S1,S2) zum wahlweisen Einschalten und Ausschalten aller oder ausgewählter gegenüberliegender Paare der Heizeinrichtungen.

9.. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η nz e i c. h η e t, daß die Heizeinrichtungen elektrische Widerstands-Heizdrähte (166,168,342,342a) sind, und daß

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die Steuereinrichtungen unabhängige Schalter (S1,S2) in einer Versorgungsschaltung für die Heizdrähte in jedem gegenüberliegendem Paar der Schweißstangen zum wahlweisen Einschalten und Ausschalten ausgewählter Heizdrahtpaare umfassen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η nzeichne t, daß die Bahn in Längsrichtung gefaltet ist und daß alle Schalter (S1,S2) zur Versorgung aller Heizdrähte (166,168,342,342a) zur Herstellung von seitlich geschweißten Beuteln geschlossen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η-, zeichnet, daß alle Schalter (ST,S2) offen und alle Heizdrähte (166,168,342,342a) zur Herstellung von Gegenständen in Blattform offen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Bahn schlauchförmig ist und daß der Schalter (S2) zur Steuerung der stromaufwärts der Schneidebene liegenden Heizdrähte (168,342) geschlossen und der Schalter (S1) zur Steuerung der stromabwärts der Schneidebene liegenden Heizdrähte (166,342a) offen ist, so daß nur die stromaufwärtigen Heizdrähte zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln mit vorauslaufendem geschlossenen Ende in Betrieb sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn schlauchförmig ist und daß der Schalter (S1) zur Steuerung der stromabwärts der Schneidebene liegenden Heizdrähte (166,342a) geschlossen und der Schalter (S2) zur Steuerung der stromaufwärts der Schneidebene liegenden Heizdrähte (168,342) offen ist, so daß nur die stromabwärtigen Heizdrähte zur Herstellung von bodengeschweißten Beuteln mit vorauslaufendem offenen Ende in Betrieb sind.

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14o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet,, daß die Steuereinrichtung einen Niedertemperatur-Stellwiderstand (R1) zur Versorgung aller oder ausgewählter gegenüberliegender Paare von Heizdrähten (166,168,342,342a) bei eingeschalteter Schweiß- und Schneidvorrichtung (20) und ausgeschaltetem Bahnantrieb (32,34) einen Hochtemperatur-Stellwiderstand (R2) zur Versorgung aller oder ausgewählter gegenüberliegender Paare von Heizdrähten bei eingeschaltetem Bahnantrieb, und Schalteinrichtungen (R-1,R-2), die auf das Einschalten und Ausschalten des Bahnantriebs ansprechen und wahlweise die Erregung der Stellwiderstände steuern, umfasst.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennz eichnet, daß die Förderstrecke der Bahn waagerecht liegt»

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnantrieb (32,34) die Bahn intermittierend in Förderrichtung bewegt, und daß die Schweißstangen (166,168,330,332), die Halteeinrichtungen (304,306) und die Schneideinrichtung (230) gegen die Bahn vorschiebbar sind, wenn die Bahn in Ruhestellung liegt»

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnantrieb (32,34)die Bahn zeitweilig vor dem Vorrücken der Bahn in Förderrichtung während jedes intermittierenden Bewegungsvorganges zum Abstreifen der Bahn von den Schweißstangen zurückzieht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch ein einstellbares Gestänge (254,256) im Antrieb des Schneidmessers (230) zum Einstellen der Eindringtiefe des Messers (230) in die Bahn.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (254,256) derart

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eingestellt ist, daß das Messer (230) die Bahn vollständig durchdringt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (230) gezahnt ist und daß das Gestänge (254,256) derart eingestellt ist, daß lediglich die Spitzen der Messerschneide in die Bahn eindringen und diese perforieren.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen zwei in Segmente unterteilte Reihen von Bahnhaltern (3 04a bis 304f; 306) umfassen, und uaß Federn (300) vorgesehen sind, die die Bahnhalter unabhängig voneinander gegen die Bahn andrücken.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen der Eahnhalter (304,306) auf gegenüberliegenden Seiten der Schneidebene angrenzend an die nächste Heizeinrichtung angeordnet sind, und daß die Klemmkraft der Bahnhalter derart eingestellt ist, daß sie die Bahn mit ausreichender Kraft erfassen, um eine Übertragung der Spannungskräfte beim Schnittvorgang auf die erwärmten und geschweißten Bereiche der Bahn zu verhindern.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnhalter (304,306) auf ihrer die Bahn berührenden Oberfläche flexible elastische Streifen (324) zum festen Erfassen der Bahn während des Trennvorganges aufweisen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (154a,156a)der mit den Bahnhaltern (304,306) ausgerichteten Schweißstangen (154, 156) in Querrichtung zur Sicherung eines festen Erfassens der Bahn zwischen den Bahnhaltern und den Schweißstangen geriffelt sind.

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25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 24, dadurch gekennz eichnet, daß die unteren Schweißstangen (154,156) einem feststehenden unteren Schweißkopf (35) unterhalb der Bahn zugeordnet sind, daß die oberen Schweißstangen (330,332) einem in senkrechter Richtung hin- und herbeweglichen oberen Schweißkopf

(36) zugeordnet sind, daß eine der oberen Schweißstangen (330) mit dem oberen Schweißkopf (36) fest verbunden ist und daß die andere der oberen Schweißstangen (332) gleitend in Bezug auf den oberen Schweißkopf verschiebbar und in Abwärtsrichtung federnd vorgespannt ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Schweißstangen (330,332) mit dem oberen Schweißkopf (36) an ihren Enden fest verbunden und nach unten in einer leicht konvexen Krümmung gebogen sind, welche Krümmung beim Aufbringen des Schweißdruckes auf die Bahn augeglichen wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnhalter (304,306) elastisch an dem oberen Schweißkopf (36) abgestützt sind, daß der Antrieb des oberen Schweißkopfes zwei Luftzylinder (118) zur Steuerung des auf die Schweißköpfe übertragenen Schweißdruckes umfasst, und daß der Luftdruck in den Luftzylindern während des Schweißvorganges zur Überwindung der Federwirkung der Bahnhalter und zur Abflachung der oberen Schweißstangen einstellbar ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnhalter-Elemente plattenförmig ausgebildet sind und zwei im Abstand liegende Vorsprünge (322) an jedem Ende aufweisen und durch eine Halterung aufgenommen sind, die Führungsflächen (298,308) zur Ermöglichung einer unabhängigen Gleitbewegung der Elemente und Führungsblöcke (315,316) zwischen den Vorsprüngen zur Begrenzung der Gleitbewegung umfasst;

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29. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Bohrungen (294,296) in der Halterung (292) in Ausrichtung mit den plattenförmigen Bahnhalter-Elementen (304,306), einen zylindrischen Führungsblock (302) in jeder Bohrung in Eingriff mit dem zugeordneten Bahnhalter, eine Druckfeder (3 00) in jeder Bohrung, die den zylindrischen Führungsblock erfasst, und Einrichtungen zum Verschließen der federseitigen Enden der Bohrungen umfasst, wobei jeweils zwei Führungsblöcke mit einem Bahnhalter in der Nähe von dessen Enden in Eingriff stehen.

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