DE2521474C3 - Spann- und Reibungsschweißvorrichtung für ein einen Gegenstand umschlingendes Band aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Spann- und Reibungsschweißvorrichtung für ein einen Gegenstand umschlingendes Band aus thermoplastischem Kunststoff

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DE2521474C3
DE2521474C3 DE2521474A DE2521474A DE2521474C3 DE 2521474 C3 DE2521474 C3 DE 2521474C3 DE 2521474 A DE2521474 A DE 2521474A DE 2521474 A DE2521474 A DE 2521474A DE 2521474 C3 DE2521474 C3 DE 2521474C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Spann- und Reibungsschweißvorrichtung für ein einen Gegenstand umschlingendes Band aus thermoplastischem Kunststoff, hei der die sich überlappenden Bandenden zwischen einem Paar von Klemmorganen einklemmbar sind, das Band durch Relativbewegung der Klemmorgane zueinander spannbar und nach Erreichen einer festgelegten Bandspannung verschweißbar ist und die Relativbewegung der Klemmorgane zum Spannen und zum Schweißen durch eine vorzugsweise über einen Motor angetriebene Welle erzeugt wird. Spann- und Reibungsschweißvorrichtungen dieser Art sind bekannt (US-PS 36 69 799), bei welchen das eine Klemmorgan als Walze ausgebildet ist. Diese Walze kann zum Spannen des Bandes in einer Richtung schrittweise angetrieben und nach erfolgtem Spannen in eine hin- und hergehende, oszillierende Drehung versetzt werden, während welcher die sich überlappenden Bandteile durch Reibungswärme verschweißt werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung muß die Klemmspannung zwischen der Spannwalze und einer Gegenbacke durch Anpressen der Walze gegen das eine der zwischen ihr und der Gegenbacke liegenden Bandteile erzeugt werden, und dieser Anpreßdruck bleibt dann konstant. Die Bedienung der Vorrichtung ist daher ziemlich anstrengend. Außerdem bedarf es eines verhältnismäßig umständlichen Getriebes, um von der anfänglichen Schrittschaltbewegung der Walze zum Spannen des Bandes auf die oszillierende Bewegung der Walze zum Verschweißen der Bandteile umzustellen.
Die Erfindung strebt eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus und der Bedienung der bekannten Spann- und Schweißapparate für Kunststoffbänder an.
Diese Vereinfachusig wird dadurch erzielt, daß die Klemmorgane als Klemmbacken ausgebildet sind und ein und dieselbe, sowohl beim Spannen als auch beim Schweißen hin und her bewegbare Klemmbacke bei der Bewegung in Spannrichtung an das Band angepreßt, beim Rückhub aber teilweise entlastet ist, und daß ein während des Rückhubes bis zu einer bestimmten Bandspannung wirksames Gesperre für die Bandenden vorgesehen ist, welches Gesperre beim Überschreiten der erwähnten bestimmten Bandspannung unwirksam wird und einen periodischen Bandrücklauf gestattet. Da unter diesen Umständen ein und dieselbe Klemmbacke sowohl zum Spannen des Bandes als auch zum Verschweißen der Bänder mit einer Drehzahl einer Antriebswelle entsprechender Frequenz direkt in hin- und hergehende Bewegung versetzt wird, entsteht ein äußerst einfaches Getriebe ohne oder mit nur geringer Untersetzung. Während des Spannens des Bandes wird die angetriebene Klemmbacke bei ihrer Bewegung in Spannrichtung automatisch gegen das ihr anliegende
Band angepreßt. Der Klemmdruck braucht also nicht durch eine von Hand zu betätigende Spannvorrichtung aufgebracht zu werden, sondern der Klemmdruck wird sowohl während des Spannens des Bandes als auch während der Verschweißung der Bänder durch den Mechanismus selbst erzeugt. Ist dann die gewünschte, voraus bestimmte, und vorzugsweise einstellbare Bandspannung erreicht, wird das Gesperre mindestens teilweise unwirksam und gestattet einen periodischen Bandrücklauf beim Rückhub der angetriebenen Klemmbacke, wodurch anschließend an das Spannen des Bänder das Reibungsschweißen erfolgen kann, ohne daß im Bewegungsablauf der angetriebenen Klemmbacke sich etwas zu ändern braucht.
Die Erfindung wird nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung;
Fig.2 zeigt einen Längs-Horizontalschnitt nach Linie H-M in Fi g. 1 und
F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt ν us einem Klemmbackenpaar und zwei dazwischengeklemmte Bänder.
Das Gestell der Vorrichtung weist einen Fuß 1, zwei Seitenteile 2 und 3 und dieselben verbindende Stirnteile 4 und 5 auf.
In den Seitenteilen 2 und 3 ist eine Antriebswelle 6 mit Exzenter 7 gelagert, weiche über ein Nadellager einen Hebel 9 anzutreiben gestattet. Die Antriebswelle 6 wird durch einen in Fig. 2 teilweise angedeuteten Antriebsmotor 8 direkt oder über ein Getriebe mit verhältnismäßig geringer Untersetzung angetrieben. Die Drehzahl der Antriebswelle 6 soll jedenfalls etwa 8000 Umdrehungen pro Minute nicht übersteigen. Das schneidenförmige Ende 10 des Hebels 9 greift in eine Kerbe 11 einer beweglichen Klemmbacke 12. Diese Klemmbacke ist. wie Fig.3 zeigt, mit leicht nach rechts geneigten, verhältnismäßig feinen Zähnen 13 versehen. Der Hebel 9 ist seitlich <e mit einer kreisförmigen Nut 14 versehen, und in jede dieser Nuten greift ein entsprechend kreisförmig gebogenes Segment 15 der Klemmbacke 12, womit die Klemmbacke 12 mit dem Hebel 9 unverlierbar verbunden ist. Auf den Hebel 9 wirkt eine Druckfeder 16, die sich am Stirnteil 5 abstützt. Die bewegliche, antreibbare Klemmbacke 12 wirkt mit einer Gegenklemmbacke 17 zusammen, die am Fuß 1 befestigt ist (F ig. 3).
Arn Fuß 1 ist eine weitere ortsfeste Gegenklemmbacke 18 angebracht, die mit einer beweglichen Sperr-Klemmbacke 19 zusammenwirkt. Die Zahnung der Klemmbacken 18 und 19 entspricht der in Fig. 3 dargestellten Zahnung der Klemmbacken 12 und 17, d. h., all diese Klemmbacken weisen leicht in Richtung der von der Klemmbacke auf das anliegende Band zu übertragenden Kraft geneigte Zähne 13 auf. Auf die Klemmbacke 19 wirkt eine Zugfeder 20, welche diese Klemmbacke stets in Fig. 1 nach links zu bewegen trachtet. In zwei Kerben 21 der Klemmbacke 19 greifen geneigte Hebel 22 ein, die oben in entsprechende Kerben 24 einer Platte 25 greifen. Zwischen der Klemmbacke 19 und der Platte 25 wirkt eine Zugfeder 23, welche diese Teile stets gegeneinander zieht und die Hebel 22 unter Druck hält, derart, daß sie nicht aus den Kerben 21 bzw. 24 ausfallen können. Die Platte 25 ist mit einem Führungsbolzen 26 versehen, der in einer Gewindehülse 27 vertikal gleitend angeordnet ist. Die GewindehUlse 27 kann durch Drehen an ihrem Handrad 28 vertikal verstellt werden, um die Spannung eines zwischen ihr und der Platte 25 angeordneten Paketes von Tellerfedern 29 einzustellen. Die untere Endlage der Platte 25 ist durch Stifte 251 bestimmt.
Der Seitenteil 2 weist eine als Griff dienende Verlängerung 30 auf. An ihr ist ein Handhebel 31 um die Achse 32 schwenkbar gelagert. Dieser Handhebel wird durch eine Druckfeder 33 normalerweise in der dargestellten unteren Endlage gehalten. Ein Fortsatz 34 dieses Handhebels 31 ist mittels einer Schwenkachse 35 schwenkbar mit einem Steuerschieber 36 verbunden, der längs verschiebbar zwischen den Seitenteilen 2 und 3 geführt ist. Das freie, in den F i g. 1 und 2 links liegende Ende des Schiebers 36 weist eine nach innen gebogene Nase 37 auf, die dazu bestimmt ist, auf das benachbarte Ende der Sperr-Klemmbacke 19 zu wirken. Der Steuerschieber 36 weist außerdem eine nach oben stehende Fahne 38 mit einer geneigten Flanke 39 auf, die mit einem Stift 40 im Hebel 9 zusammenwirkt.
Zwischen zwei Augen 41 des St;--nteils 5 ist ein Trennmesser 42 schwenkbar gelagci i Eine Feder 43 wirkt im Uhrzeigersinn auf das Messer 42 und hält es in Berührung mit einem oberen Bandende 44, das zu der nicht dargestellten Bandvorratsrolle führt. Das Band ist vom Ende 44 unter den beiden Klemmbacken 12 und 19 durchgeiührt, dann um eine in Fig. 1 angedeutete Verpackung 45 geschlungen und dann unter dem Bandende 44 über die ortsfesten Klemmbacken 17 und 18 geführt. Das eine Ende der Schwenkachse 35 greift unter das Messer 42 und hebt dasselbe an, wenn der Schieber 36 nach rechts verschoben wird.
Das Gerät dient dazu, das Bandende 44 in F i g. 1 nach rechts zu verschieben und damit die um die Verpackung gelegte Bandschlaufe zu spannen und dann die übereinanderliegenden Bandteile zwischen den Klemmbacken 12 und 17, gegebenenfalls zugleich auch zwischen den Klemmbacken 19 und 18 zu verschweißen. Das Gerät dient also zur Umschnürung von Verpackungen mit Kunststoffbändern.
Fig. 1 zeigt das Gerät in der Bereitschaftsstellung, d. h. die sich überlappenden Bandenden sind zwischen die Klemmbackenpaare eingeführt, das Messer 42 liegt auf das Bandende 44 auf und der Handhebel 31 befindet sich in seiner unteren Endlage, d. h., der Steuerschieber 36 ist ganz nach links verschoben, so dnß weder sein Ende 37 die Bewegung der Klemmbacke 19, noch seine Fahne 38 die Bewegung des Hebels 9 behindern kunn. Der Antriebsmotor wird nun eingeschaltet und treibt mit einer geeigneten Drehzahl von beispielsweise 8000 Umdrehungen pro Minute die Welle 6 an. Dabei betätigt der Exzenter 7 den Hebel 9 mit einer der Wellendrehzahl entsprechenden Frequenz, so daß die angetriebene Klemmbacke 12 mit entsprechender Frequenz hin- und hergeschoben wird. Dabei beginnt der Hebel 9 bei dem durch den Pfeil in Fig. I angedeuteten Drehsinn der Antriebswelle 6, bei dem sich die Unterseite dieser Welle nach rechts, also in Richtung des Arbeitshubes der angetriebenen Klemmbacke 12 bewegt, aus der dargestellten, zieml;ch steilen Lage sich nach unten und mit seiner Schneide 10 nach rechts zu bewegen. Dabei wirkt der Hebel 9 anfänglich ziemlich steil auf die angetriebene Klemmbacke 12 und preßt dieselbe mit relativ hohem Druck gegen das obere Band, so daß die Zähne der Klemmbacke 12 in dieses Band eindringen. Anschließend schieb der Hibel 9 die Klemmbacke 12 nach rechts in Fig. 1, wobei die Stellung des Hebels etwas flacher und daher der Anpreßdruck der Klemmbacke 12 etwas eerineer wird. Es erfolet daher
nun eine Mitnahme des oberen Bandendes 44 nach rechts. Das Bandende gleitet dabei unter der Sperr-Klemmbacke 19, die dabei entgegen dem Zug der Feder 20 etwas nach rechts mitgenommen und damit infolge einer gewissen zusätzlichen Schiefstellung der Hebel 22 entlastet wird. Hat der Hebel 9 seinen unteren Totpunkt erreicht, so bewegt sich seine Schneide 10 unter Entlastung nach links zurück, so daß die mit dem Hebel 9 durch die Nuten 19 und die Segmente 15 gekuppelte angetriebene Klemmbacke 12 ebenfalls unter Druckentlastung nach links zurückgeführt wird, das obere Band 44 bleibt hierbei anfänglich nraklisch stillstehen, weil es noch nicht satt um die Verpackung 45 gespannt ist. Der ,neben beschriebene Vorgang wiederholt sich nun in sehr rascher Folge, so daß das Band rasch gespannt und satt um die Verpackung 45 gelegt wird. Sobald eine gewisse Handspannung auftritt, hai das Hand die Tendenz, während des Rücklaufes der angetriebenen Klemmbacke 12 nach links mit nach links htiifnn l^ii^i* liiirk,
/ij htiifnn
,1
ί Inrli
weitgehend verhindert durch c!i^ Sperrklemmbacke 19. indem bis /um Erreichen eines bestimmten Zuges im oberen Hand die Sperrklemmbaeke 19 die Platte 25 nicht anzuheben vermag. Wird dann ein so starker Zug erreicht, dal! über die geneigten Hebel 22, die Platte 25 entgegen der Wirkung der Tcllcrfedern 29 angJiuben wird, tritt rasch eine Kniehebelwirkung ein. womit zum Anheben der Platte 25 nur noch sehr geringer Zug im Il.iiiil erforderlich ist. Is findet damit überhaupt keim.· Bandförderung mehr statt, indem das Band nach dem Arbeitshub der angetriebenen Klemmbacke 12 genau so weit /urückläufi. wie es vorgeschoben worden ist. Noch bevor dieses Stadium erreicht wurde, erreicht der Handrücklauf bereits einen Betrag von beispielsweise etu a 2 mm. welcher genügt, um das Messer 42 so weit in d;is Hand eindringen zu lassen, daß das rechtsliegende Bandende 44 abgeschnitten wird. Ist das oben erwähnte Stadium erreicht, »o das obere Band nur noch hin- und herbewegt wird und auf dem unteren Bandende gleitet, erfolgt eine Verschweißung der beiden Bandenden mindestens unter der Klemmbacke 12. gegebenenfalls aber auch unter der Klemmbacke 19.
Ist die Verschweißung beendet, so wird der Motor abgcstclit und dann nach einer bestimmten Verzögerung während welcher die Schweißstellen erkalten und sich verfestigen können, der Handhebel 31 angehoben. Damit wird der Steuerschieber 36 nach rechts verschoben. Sein nach innen gekrümmtes Ende 37 erfaßt dabei die Sperrklemmbacke 19 und schiebt dieselbe entgegen dem Zug der Feder 20 nach rechts, wodurch diese Klemmbacke entlastet und unter dem Zug der Feder 26 vom oberen Band abgehoben wird. Die Fahne 38 erfaß' 11IIt ihrer geneigten Flanke 39 den Stift 40 des Hebels 9 und hebt denselben zusammen mit der angekuppelten Klemmbacke 12 vom oberen Band ab, und die Schwenkachse 35 hebt das Messer 42 an. Das Cierät kann nun seitlich von der Bandschlaufe weggezogen werden und an einer anderen Stelle zum Spannen und Verschweißen einer Bandsehlaufc verwendet werden. Zu diesem Zwecke werden bei angehobenem Handhebel 31, bzw. angehobenen Klemmbacken 12 und 19 und angehobenem Messer 42 die Bandenden seitlich zwischen die Klemmbackenpaare 12, 17 und 19, IR pingclout \·η<ί dann Hör Handhebel .31 losgelassen, so daß er in die dargestellte Ruhelage geht. Dabei geht auch der Steuerschieber 36 in die dargestellte Ruhelage zurück und gibt die Klemmbacken 12 und 19 frei, so daß sie sich gegen Has obere Band legen. Durch Einschalten des Motors kann nun ein neuer Spann- und Schweißvorgang eingeleitet werden.
Die Bandspannung kann sehr einfach durch Verstellung der Gewindeh'"'!se 27, bzw. Einstellung der Spdiinunr der Tellerfedern 29 vorgewählt werden. Je stärker die Federn 29 gespannt sind, um so mehr Kraft ist erforderlich, um die Platte 25 anzuheben, wenn die Sperrklemmbackc 19 durch das rücklaufende obere Band nach links verschoben wird.
Eine Schere 42 der dargestellten Art kann mit Vorteil auch bei anderen Bandspanngcräten verwendet werden, gegebenenfalls auch bei solchen, die nicht auch dem Verschweißen des Bandes dienen. Voraussetzung ist lediglich, daß in einem geeigneten Moment des Spannvorgangs das obere Band, auf welches das Messer aufliegt, vorübergehend um eine genügende Strecke von mindestens etwa 2 mm zurückläuft, um den Schneidvorgang zu bewirken. Versuche haben gezeigt, daß hierbei keine Verletzung und Schwächung des unteren Bandes erfolgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Spann- und Reibungsschweißvorrichtung für ein einen Gegenstand umschlingendes Band aus thermoplastischem Kunststoff, bei der die sich überlappenden Bandenden zwischen einem Paar von Klemmorganen einklemmbar sind, das Band durch Relativbewegung der Klemmorgane zueinander spannbar und nach Erreichen einer festgelegten Bandspannung verschweißbar ist und die Relativbewegung der Klemmorgane zum Spannen und zum Schweißen durch eine vorzugsweise über einen Motor angetriebene Welle erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmorgane als Klemmbacken ausgebildet sind und ein und dieselbe, sowohl beim Spannen als auch beim Schweißen hin und her bewegbare Klemmbacke bei der Bewegung in Spannrichtung an das Band angepreßt, beim Rückhub ab« teilweise entlastet ist, und daß ein während des Rückhubes bis zu einer bestimmten Bandspannung wirksames Gesperre für die Bandenden vorgesehen ist, welches Gesperre beim Überschreiten der erwähnten bestimmten Bandspannung unwirksam wird und einen periodischen Bandrücklauf gestattet.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Gesperre ein Klemmbackenpaar vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (6) ein Exzenter (7) und auf diesem ein in Spannrichtung gegen das Band geneigter, entgegen der S^annrichtung durch eine Feder (16) beaufschlagter Hebel (9) vorgesehen ist, der gelenkig mit der bewegten klemmbacke (12) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbackenpaare (12, 17, 18, 19) zum Einführen und Ausfahren der Bandenden spreizbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Klemmbacke (12, 19) jedes Klemmbackenpaares durch einen Schieber (36) hebbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (36) mittels eines Handhebels (31) verschiebbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß kreisförmige Segmente (15) der Klemmbacke (12) in seitliche, kreisförmige Nuten (14) des Antriebshebels (9) greifen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Sperr-Klemmbacke (19) über geneigte Hebel (22) an einer mit einstellbarer Federkraft belasteten Platte (25) abgestützt ist, derart, daß bei Überschreiten der Federkraft durch die über die Hebel (22) auf die Platte wirkenden Kraft die Platte ausweichen und damit den periodischen Bandrücklauf gestatten kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten f lebel (22) lose zwischen Kerben (21) der beweglichen Sperr-Klemmbacke (19) und der Platte (25) eingesetzt sind, und daß zwischen der Sperr-Klemmbacke (19) und der Platte (25) eine Zugfeder (23) wirkt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (25) einen Führungsbolzen (26) aufweist, der in einer mit dem Apparategestell verschraubten Gewindehülse (28) längsverschiebbar gehalten ist, wobei zwischen der Gewindehülse und der Platte eine auf dem Führungsbolzen gehaltene Druckfeder, z. B, ein Paket von Tellerfedern (29) angeordnet ist
H. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der bewegten Klemmbacke (12) ein in Spannrichtung gegen das 3and geneigtes Messer (42) angeordnet ist, das mittels einer Feder (43) gegen das Band angedrückt ist.
DE2521474A 1974-06-24 1975-05-14 Spann- und Reibungsschweißvorrichtung für ein einen Gegenstand umschlingendes Band aus thermoplastischem Kunststoff Expired DE2521474C3 (de)

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