用于热空气密封含塑料的包装的热空气密封装置和方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于热空气密封含塑料的包装的热空气密封装置和一种根据权利要求10的前序部分的用于热空气密封含塑料的包装的方法。

背景技术：

用于热空气密封含塑料的包装的热空气密封装置自很久以来已知。专利DE 195 02 255 C2公开了一种在用于制造由塑料构成的袋子的装置中的工位。在这样的工位中，塑料区段被引向密封位置处且在辊间隙中被施用到设有被拉起的或在拉起之后已经又被放置的底部的软管件上。为了持久地连接塑料区段和底部，将热空气吹入到辊间隙中，该热空气将热量供应给这两个工件的彼此面对的表面。由此这些表面被熔化。这两个工件的直接紧接着的挤压引起被熔化的材料的连接，从而在冷却时间之后形成期望的连接。

如果该塑料如在DE 195 02 255 C2的公开文献中那样包括被涂层以聚烯烃的由拉伸的聚烯烃线、尤其由拉伸的聚丙烯线构成的织物，则重要的是，不可太剧烈地加热这些线，以便于不失去由拉伸形成的强度。因此所必要的是，尽可能可靠地仅加热涂层。另一方面对于工件的非常牢固的连接而言必要的是，将高的热量引入到涂层中。

如果希望在这样的热空气密封工位中提高生产量，则所必要的是，提高工件的通过速度和传热率。为了每单位时间传递更大的热量，主要可影响两个参数：一方面可延长作用时间，另一方面可提高热空气的温度。然而作用时间的延长是不利的，因为于是也加热织物，这应被避免。那么所保持的是，提高热空气的温度。

在一种已知的热空气密封工位中一般使用第一空气加热器，经由进气口可向该第一空气加热器供应带有进气温度的进气空气流。该进气温度大致相应于环境温度，该环境温度相应于室温或相对该室温略微提高，因为在热空气密封工位的附近热量被输出到周围环境中。该进气空气流在空气加热器内通过热源被加热。作为热源经常使用电气运行的加热元件。被如此加热的空气流此时到达至排气口。此时具有排气温度的该排气空气流在朝向包装材料的待密封的组成部分的方向上被引导。

如下证实是不利的，即在已知的热空气密封工位中生产量不可被进一步提高。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种利用其可提高生产量的热空气密封工位和方法。

根据本发明，该目的通过一种根据权利要求1的热空气密封工位且通过一种根据权利要求10的方法来实现。在从属权利要求中说明了本发明的可能的设计方案。

根据本发明设置成，进气空气流具有处在环境温度与可以其最大地加载进气口的温度之间的进气温度。在这样的热空气密封工位中所使用的空气加热器中的每个具有确定的技术规范，在其中此外还确定了进气空气流允许具有什么温度。可以其最大地加载进气口的温度于是表示在空气加热器的技术规范中被确定的温度。

如果此时使用其温度明显处在环境温度之上然而仍处在最大可能的进气温度之下的进气空气流，则在当热源的传热率保持恒定时该空气流相比其进气温度相应于环境温度的空气流可借助于热源被带到更高的温度上。然而一般由此为出发点，因为这样的热源一般被以最大的功率运行。通过提高进气温度于是可同时提高在使用相同空气加热器的情形中的排气温度。因此可提高到包装材料上的传热率，从而相应地也可提高通过速度且进而提高生产量。

在此优选的是，第一进气空气流具有处在50ºC与500ºC之间、尤其在200与350ºC之间的进气温度。尤其后者提及的温度范围靠近于已知的空气加热器的最大的进气温度，从而最后以该方式实现在热空气密封工位中的最大可能的生产量。

特别有利的是设置至少一个第二空气加热器，其排气空气流是第一空气加热器的进气空气流。

于是设置成，接通两个空气加热器。通过使用第二空气加热器，第一空气加热器的进气空气流可以简单的方式被影响，因为排气空气流的温度可以简单的方式通过影响热源的能量供应被控制。如此例如可行的是，将第二空气加热器的排气温度调整到在200ºC至350ºC的范围中的排气温度上。在此，第二空气加热器的进气空气流的进气温度可相应于环境温度。

在本发明的一种有利的改进方案中设置成，在第二空气加热器与第一空气加热器之间布置有连接件，其连接第二空气加热器的排气口与第一空气加热器的进气口。由此，空气流可完整地且尽可能无损失地在第二与第一空气加热器之间被引导。作为连接件可例如设置有固定的管件或挠性的软管件。连接件如何来设计尤其地还取决于第二空气加热器的安装位置，因为例如在狭窄的位置情况的情形中两个空气加热器不可直线地布置。连接件有利地包括绝缘的材料，从而使得第二排气空气流运输的热量尽可能少地流失。

特别有利的是，在第二空气加热器与第一空气加热器之间设置有至少一个温度测量装置。以该方式，第一空气加热器的进气温度被以简单的方式控制，且在与期望的温度偏差的情形中采取相应的措施。于是如果第一空气加热器的进气温度与理论温度偏差，则第二空气加热器的热源的热功率可被调节。

然而在该处有利的是，设置有控制装置，可将温度测量装置的测量值传递到该控制装置且其如此地操控第二空气加热器，即使得排气空气流大致具有期望的温度。在此，第二空气加热器的操控优选通过热源功率的影响来实现。于是如果第二空气加热器装备有电气运行的热源，则可设置成，控制其电流。总的来说于是利用温度测量和热源功率的影响实现一种利用其可将排气温度例如保持恒定的调节回路。然而还可设置成，即，周期性地改变排气温度，以便于对于第一空气加热器而言在这些时间段中可使用带有提高的进气温度的进气空气流，在其中第一空气加热器将第一排气空气流引导到包装材料上。于是可设置成，当不需要提高的热量时，降低在第二空气加热器中的热功率。

此外有利的是，期望的温度处在第一空气加热器的进气空气流的最大可能的温度的80至100%的范围中。该范围中，90-100%的范围是优选的。可将这样的值规定给控制装置。在此，控制装置可作为基础值存储了第一空气加热器的最大可能的进气温度。操作者此时可将该温度的相对比例告知控制装置，从而使得热空气密封工位的操作变得更简单。期望的温度还可备选地由控制装置自动地根据当前的生产量、即工件的通过速度被确定，其中，可以用于确定期望的温度的线性关系作为基础。

在本发明的一有利的实施形式中，在第二与第一空气加热器之间设置有至少一个阀，利用其可排出第二空气加热器的排气空气流。因此于是防止如下，即第二空气加热器的排气空气流作为第一空气加热器的进气空气流可供使用。这在如下时间段中可设置成，在其中第一空气加热器本身无须使用排气空气流(例如当无工件须被彼此连接时)。该阀可经由驱动器被操控，其中，该驱动器又可被控制装置控制。该操控可周期性地实现。在此，阀可以是简单的开关阀，其可在通过位置和截闭位置之间被往复开关。阀的设置尤其当第一空气加热器的进气空气流应被改变而第二空气加热器的热源的功率应被保持恒定时是有利的。

在本发明的另一有利的设计方案中可设置有引导装置，利用其可将第二空气加热器的排气空气流传递给其进气口。该引导装置尤其当其与阀共同工作时带来优点。

本发明的另外的优点、特征和细节由下面的说明得悉，在其中参照附图具体阐述不同的实施例。在此，在权利要求中且在说明书中所提及的特征可相应地单独对于自身或所提及的特征的任意组合而言是本发明重要的。在所有公开内容的范畴中适用与根据本发明的方法相关联地说明的特征和细节显然地也与根据本发明的热空气密封装置相关联且相应地反之亦然，从而使得关于对于本发明的各个方面的公开内容始终可被相互参考。

附图说明

其中：

图1显示了带有第一和第二空气加热器的热空气密封工位的原理草图，

图2显示了用于制造优选由织物构成的袋子的设备的原理草图。

具体实施方式

图1显示了热空气密封工位100，如同其有利地在用于制造含塑料的包装材料(其也经常被称作包装器件)的机器中得到使用那样。第一工件101(例如由含塑料的包装材料构成的软管件)借助于未示出的输送装置在工作台120上方被输送穿过热空气密封工位。不仅输送装置而且工作台可延伸超出热空气密封工位且必要时较远的超出整机的一段距离。工作台尤其充当在热空气密封工位中应被加工的工件101的区域的支承面。在辊间隙130的区域中，工作台120被中断。辊间隙130由输送辊131和压辊132形成，其中，工作台120的中断的虚拟连接线大致相切于压辊132的表面。输送辊131用于运输或者输送待与第一工件101连接的第二工件103。

输送辊131设定有用于夹持工件的装置，从而使得工件103尽可能整面地贴靠在输送辊131的周缘面135上。为此可例如设置有机械的器件(例如保持钳)或如在该附图中可辨认出的那样设置有可被加载以负压或者真空的钻口133，从而使得工件103由于气压差被保持在输送辊131的周缘面上。作为钻口的替代还可设置有其它的措施，以便于以负压加载输送辊131的周缘面，例如透气的材料。在辊间隙130的区域中，第二工件103然后接触第一工件101且被后者挤压。为了建立持久的连接，此外热空气134被吹入到辊间隙中，以便于熔化工件的彼此面对的含塑料的表面，从而通过直接的挤压实现所形成的熔液的混合。如此以来，所产生的连接在此如此强地使得工件103尽管负压仍然与输送辊131的周缘面135解开。必要时，负压还可被降低或甚至被完全消除。

对于第一工件101而言跟随有另一第一工件102，其之后关联有另外的第二工件104。该第二工件通过以节奏的方式转动驱动的切割-和运输滚筒136被供应给输送滚筒131。在此，第二工件103,104由带有分离装置137(有利地刀具)的幅面由其被切下。第二工件103,104的夹持通过环形的经由多个转向导辊139被引导且可被独立地驱动的输送带实现。

用于熔化所需的热空气134的流在第一空气加热器150中产生。对此，通过进气口151向空气加热器供应在第一空气加热器之内例如通过鼓风机被运送到容积流中的空气。在第一空气加热器150之内此外设置有热源152，其在图1中示出为加热线。被引导经过热源处的容积流被较强加热地供应给排气口且然后从喷嘴154中作为定向的热空气流离开。应强调，空气在整个该公开内容中被视作任意合适的气体的同义词。然而普通的环境空气是优选的过程气体。

到达到第一空气加热器150中的空气根据本发明不来自周围环境而是来自第二空气加热器160的排气口163，其基本结构优选地相应于第一空气加热器150。如此，空气由周围环境通过进气口161到达到空气加热器中，其中，空气大致具有环境温度。在空气加热器160中，首先又产生空气流，其沿着热源162(又示出为加热线)到达且其紧接着作为经加热的空气流通过第二排气口163从第二空气加热器中离开，其中，该空气流此时具有第二排气温度。在第二排气口163与第一进气口151之间布置有引导空气流的管件170。

在两个空气加热器150与160之间优选(如示出的那样)在管件170内布置有至少一个温度测量装置171，以其可测量空气流在其离开第一空气加热器之后的排气温度。该在生产过程期间多次、例如周期性地被重复的该测量的结果经由测量线181被传递给控制装置180。该控制装置比较该温度值与理论温度值。该理论温度值被协调于可具有经过空气加热器150的进气口的空气流的最大温度值。

如果测得的温度应处在例如可包括围绕理论温度值±5%的公差范围之外，则控制装置如此地控制热源，即使得测得的温度又处在公差范围内。为此控制装置经由控制线182与热源162相连接且经由此控制到空气流中的热输入。优选地设置有电气运行的热源，在其中控制装置控制电流。

热功率的改变可以小步实现，例如以百分之一步，其中，改变的影响通过紧接着的温度测量的评估来检查。该行动是有利的，以便于不必承受在空气流的温度中的过强的波动，其尤其在过低的温度的情形中最后可能导致工件的有缺陷的连接。缓慢的调节也是可忍受的，因为空气加热器的最大可能的输入温度是空气加热器的在其中一般考虑在空气加热器被持续地损伤之前的安全范围的技术规范。最大输入温度对于一定的相比整个运行时间然而较短的时间段而言的超出因此是可承受的。

热源的基于温度测量被调节的热功率可由基于另外的效应的进一步的调节叠加。如此可设置成，当不需要热空气时，降低热功率。当恰两个工件101,103被彼此连接且此时须等待较短的时间段，直至紧接着的工件102,104到达到辊间隙130中时，这尤其是这种情况。该时间段通过两个工件101和102的输送速度和距离来确定。该时间段对于整机的控制器而言是已知的且可被传输给控制装置180。控制装置180显然可以是整机的控制器的组成部分且在该情况中通过额外的硬件和软件组件来表征。

在工件缺失的情况中，也可降低热功率。该缺失可通过传感器来测定且/或对于控制器而言是已知的，例如当工件已事先(例如由于材料缺陷)被取出时。

在管件170中此外可设置有可控制的阀190，其由控制装置180或另一控制器基于关于热空气的需求的信息来操控。如果需要热空气，则阀被接通到通过位置中且热空气可完全流过管件且到达第一进气口151。与之相反如果不需要热空气，则阀被接通到截闭位置中，在其中热空气被引出到周围环境中。阀的排气口还可与管或软管191相连接，以其可将热空气又提供给第二进气口。以该方式，不被需要的热空气可再次被引导穿过第二空气加热器，而热源无须以整个功率来运行。于是可实现能量节省。

第一空气加热器150还可装备有类似的用于相同目的的阀，然而其未示出。该阀会布置在喷嘴154中。在该情况中，优选地不同时操纵两个阀，而是阀190的接通略提前于喷嘴154中的阀的接通，从而在当喷嘴中的阀占据通过位置时或紧邻在此之前，使得来自第二空气加热器160的经加热的空气已经可供第一空气加热器150使用。该提前可由控制装置180操控，其中，可考虑第二空气加热器160的排气温度。这意味着，相比在更靠近可以其加载进气口151的温度的较高温度的情形中，阀190在较低温度的情形中可在更早的时刻被接通到通过位置上。

图2此时示意性地显示了用于制造含塑料的包装、尤其袋子的整机201。类似的包装优选包括由原材料构成的薄层。这样的薄层可例如是塑料薄膜借助于液化的塑料被层压到其上的织物。该织物可由拉伸的聚烯烃材料、优选聚丙烯构成的小带子构成。整机201然而不被限制于由织物构成的袋子的制造，而是所有含塑料的可通过热空气密封连接的材料可被加工。对此尤其还包括无纺布和由一个或甚至多个无纺布幅面制成的薄层。因此接下来即使仅提及织物，也包括所有此类含塑料的材料。

首先，织物软管202被供应给整机201。这有利地通过形成卷轴203的织物软管在展开装置204中的展开进行。紧接着，软管202可经历在打开工位205中的所谓的打开。在此，织物软管被引导围绕将两个层彼此分开的内部工具，从而这些层一旦在软管的制造步骤的其中一个中被彼此粘结，则这些层分开。仅在分开的层的情形中可确保可根据规定执行接下来的生产步骤。紧接着，软管的彼此分开的材料层又被彼此相叠地放置。

织物软管此时被供应给横切装置206，其将织物软管分成各个软管件。

紧接着实现原有的输送方向z(在该方向上软管或者软管件在其纵轴线的方向上被输送)到新的输送方向x上的改变，从而使得软管件此时不再在其软管纵轴线的方向z(下面也被称作软管件的延伸方向)上，而是横向于此地被输送，从而使得软管件的端部为了底部的模制可在侧向被达到。

在紧接着的工位(底部打开工位208)中，每个软管件的两个端部被打开且放置所谓的底部矩形。在紧接于此的阀工位209中，阀被放置到两个敞开的端部的其中一个上且被固定。敞开的底部此时在底部封闭工位210中被封闭，其中，两个连接片被彼此相叠地放置且彼此持久地(例如通过焊接)相连接。在盖板工位211中，每个底部盖板到底部上的安装形成实际袋子制造过程的结束。为此，盖板同样可被焊上。制成的袋子紧接着被放在袋堆212上且由该处被以未进一步描述的方式运出。

附图标记清单

100 热空气密封工位

101 工件

102 工件

103 工件

104 工件

120 工作台

130 辊间隙

131 输送辊

132 压辊

133 钻口

134 热空气

135 周缘面

136 切割和运输滚筒

137 分离装置

139 转向导辊

150 空气加热器

151 进气口

152 热源

154 喷嘴

160 空气加热器

161 进气口

162 热源

163 排气口

170 管件

171 温度测量装置

180 控制装置

181 测量线

182 控制线

190 阀

191 管/软管

201 整机

202 织物软管

203 卷轴

204 展开装置

205 打开工位

206 横切装置

209 阀工位

210 底部封闭工位

211 盖板工位

212 袋堆

x 新的输送方向

z 原有的输送方向。