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Schweissvorrichtung zum Verbindungs-und/oder Trennschweissen von Folien aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine Schweissvorrichtung zum Verbindungs- und/oder Trennschweissen von
Folien aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Schweissrahmen für das Impulsschweissen langer
Schweissnähte, dessen sich über die ganze Länge der Schweissnaht erstreckender Heizdraht senkrecht zur
Schweissebene verlaufende, versenkt im Schweissrahmen eingelassene und dort befestigte Schlaufen aufweist, wodurch sich im kalten Zustand auseinanderklaffende dehnungsausgleichendeEinzelabschnitte bil- den.
Bei Thermoplasten, z. B. Weich-PVC, Polyäthylen od. dgl. elastischen Kunststoffen, wird mit steigender Temperatur ein fliessthermoplastischer Zustand erreicht, der bekanntlich für das Verschweissen beispielsweise von Folien, ausgenutzt wird. Das Schweissen erfolgt nicht wie bei den Metallen in einem Schmelzbad, sondern der Werkstoff verbindet sich unter Druck lediglich an den Berührungsflächen. Der strukturelle Aufbau der Thermoplaste erfordert somit für eine werkstoffgerechte Verarbeitung auch besondere Schweissverfahren.
Das Verschweissen längerer Nähte oder die Rundumverschweissung zweier aufeinanderliegender Folien aus thermoplastischem Material wirft bezüglich der Anordnung und Ausbildung der elektrischen Heizwiderstände besondere technische Probleme auf.
So lässt sich z. B. ein unter Dauerbeheizung stehender Rundumschweissrahmen vor allem deshalb nicht verwenden, weil die Folien für die Dauer des Einbringens des zu verpackenden Gutes auf dem Schweissrahmen aufliegen und so durch Langzeitbeheizung zerstört würden.
Es war nun anzunehmen, dass sich das Problem in einfacher Weise durch ein impulsweises Aufheizen lösen liess, jedoch traten hiebei Schwierigkeiten anderer Art auf. Durch das impulsweise Arbeiten erfolgt ein periodisches Aufheizen und Abkühlen und damit ein Sich-Ausdehen und Zusammenziehen des Heizdrahtes, so dass die sich hiebei ergebenden Längenänderungen beim Aufheizen und Zusammenfügen der Folien unter Druck Verwerfungen, Verschiebungen, Zusammenraffungen und Materialabquetschungen zur Folge hatten, die weder eine formatgebundene Einhaltung gegebener Masse, noch eine an allen Stellen dichte Verschweissung ermöglichten.
Diesem Nachteil ist man dadurch begegnet, dass man den Heizdraht zu in einer Ebene liegenden quer zur Hauptrichtung in Windungen geführten Heizdrahtabschnitten unterteilt hat, so dass sich zwischen den Windungen auseinanderklaffende dehnungsausgleichende Zwischenräume ergeben.
Bei dieser bekannten Ausführung ist der Heizdraht in einer Längsnut versenkt angeordnet und nur die Heizfläche ragt hiebei aus der Nut heraus, so dass der Heizdraht eine nachgiebige labile Fläche bildet, die keine feste Auflage des Schweissdrahtes in Andruckrichtung auf den zu verschweissenden Kunststoff ermöglicht. Dieser Umstand macht sich vor allem dann besonders nachteilig bemerkbar, wenn verschiedene Thermoplastarten oder unterschiedlich starke Thermoplaste verwendet werden, bei deren Verschweissung mit entsprechend veränderlichen Andruckkräften gearbeitet werden muss.
Um diesen Nachteil zu beheben, schlägt die Erfindung vor, dass die versenkt im Schweissrahmen
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angeordneten Schlaufen des Heizdrahtes V-förmig. oder parallel mit Abstand nebeneinanderliegende
Spreizschenkel bilden, welche mit ausreichendem Spiel in Einzelausnehmungen des Schweissrahmens versenkt eingelassen sind, während die zwischen den Schlaufen befindlichen Einzelabschnitte des Heiz- drahtes auf den zwischen den Einzelausnehmungen verbliebenen Schweissrahmenflächen aufliegen. Die
Schlaufen sind hiebei zweckmässigerweise zur Befestigung des Heizdrahtes am Schweissrahmen um ver- senkt angeordnete Haltestifte herumgelegt, wobei z. B. bei mehreckigen Schweissrahmen auch im Be- reich der Rahmenecken eine Schweissdrahtschlaufe vorgesehen ist.
Mit der vorgeschlagenen Massnahme ist der Vorteil erzielt, dass der die Schweissfläche bildende
Teil des Heizdrahtes trotz seiner dehnungsausgleichenden Anordnung in Andruckrichtung fest auf dem
Schweissrahmen zur Auflage kommt. Der Schweissrahmen bildet so, im Gegensatz zur bekannten Aus- führung, für den Heizdraht ein starres Widerlager.
Ein weiterer Vorteil ist noch dadurch gegeben, dass die Schlaufen in Einzelausnehmungen hinein- ragen, so dass gegenüber der bekannten Einrichtung auch ein schädliches Wandern des Heizdrahtes in seiner Längsrichtung unterbunden ist, wobei die Schlaufen gleichzeitig noch für die Befestigung im
Schweissrahmen ausgenutzt werden.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen ;
Fig. 1 einen Teil eines Doppelschweissrahmens in Draufsicht und Fig. 2 einen Schnitt nach der Li- nie n-n der Fig. 1.
Der dem Zusammenschweissen von thermoplastischen Folien dienende Heizdraht 1 besteht bevorzugt aus einem Flachbandstreifen von z. B. 0, 1 x 1 mm im Querschnitt, und ist im Schweissrahmen 2 für Rundumverschweissung zweier übereinanderliegender Folien versenkt angeordnet. Der vor- zugsweise auswechselbar am Schweisstisch befestigte Schweissrahmen 2 weist neben dem Heizdraht 1 noch einen Heizdraht 3 auf, der dem Trennschweissen, d. h. dem Ab- bzw. Heraustrennen der verschweissten Folien aus den Folienbahnen dient.
Nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der flache Heizdraht für den Dehnungsausgleich mit entgegen der Schweissflächenebene herausgebogenen Schlaufen 4 versehen, die im kalten Zustand des Heizungsdrahtes sich V-förmig oder ähnlich auseinanderspreizende Schenkel 5 bilden, wodurch die Heizfläche in einzelne Abschnitte unterteilt wird. Im warmen Zustande, wenn sich der Heizdraht ausdehnt, können sich die Schenkel 5 nähern, wodurch in einfacher WeiseeinDehnungsausgleichgeschaffen ist.
Der Schweissrahmen 2 ist zur Aufnahme der Schlaufen 4 mit schlitzartigen Ausnehmungen 6 versehen, in welche die Schlaufen frei hineinragen, während die zwischen den Schlaufen 4 liegenden Einzelabschnitte des Heizdrahtes auf den zwischen den Ausnehmungen 6 verbliebenen Rahmenflächen zur Auflage kommen.
Ferner dienen die Schlaufen auch gleichzeitig zur Festlegung des Heizdrahtes am Schweissrahmen, indem man den Schweissrahmen im Bereich der Scheitelpunkte 7 der Schlaufen Querbchrungen vorsieht und so durch Stifte 8 denHeizdraht festhält. Die Stromzufuhr kann hiebei ebenfalls an den Ein- knickungen - zweckmässig an zwei gegenüberliegenden Stellen 9 des Schweissrahmens - derart erfolgen, dass sich ein den Rahmen in zwei gleiche Stromkreise aufgliederndes elektrisches Gleichgewicht ergibt.
Auf die Darstellung der für den Schweissvorgang erforderlichen Andruckmittel (Andruckplatte-, - Leiste oder-Rahmen) welche die zu verschweissenden Folien gegen denSchweissrahmen bzw. die Heizdrähte pressen, wurde aus Vereinfachungsgründen verzichtet.
Mit der vorgeschlagenen Ausführung können somit in besonders kurzer Zeit in einem Arbeitsgang mit einem einzigen Heizimpuls Schweissnähte in beliebiger Länge ausgeführt werden.
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