Verfahren und Vorrichtung zur Wärme-und Druckbehandlung von Kunststoffen.
Es gibt verschiedene Kunststoffe, z. B. auf der Grundlage von Polyvinylehlorid, die bei Erwärmung plastisch werden. Man hat bereits versucht, zwei aus derartigem Kunststoff bestehende Bahnen mittels eines be heizten Metallteils nach Art eines Bügel- eisens zu erwärmen und dann zwisehen ge- geneinander laufenden ! Rollen zusammenzudrücken, um die beiden Bahnen dadurch miteinanRder zu verschweissen.
Bei der bis zum Schmelzen des Kunststoffes getriebe- nen ¯rtlichen starken Erhitzung treten Span nungen und Verzerrungen in dem Werk- staff auf, so daB die auf diese Weise miteinander verschweissten Kunststoffteile an der Schweissstelle dauernden Formänderungen unterworfen sind und eine befriedigende Verschweissung nicht erhalten werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, Kunst- stoffteiile, z. B. aus Polyvinylchlorid oder derg, leichen einer Wärme-und Druckbehand- lung zu unterwerfen, ohne dass an diesen Teilen unerwünschte Formänderungen auftreten. Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung werden die der Wärme und Druckbehandlung zu unterwerfenden Kunststoff- teile unter Druck erhitzt und unmitbelbar nach der Erhitzung bei gleichbleibendem Druck abgekühlt. Die sofortige Abkühlung der Kunststoffteile unmittelbar nach der Erhitzung bei gleichbleibender Pressung der Teile vermeidet das Entstehen von dauern- den Formänderungen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah- rens, die sich dadurch auszeichnet, dass über einer Eeiz-und einer Kühlvorrichtung, die nebeneinander angeordnet sind, ein die Kunststoffteile führendes umlaufendes Me tallban, angebracht ist, da¯ die Temperaturen der Heizvorrichtung und der Kühlvor- richtung auf die unter Druck'befindlichen Kunststoff teile überträgt und diese zugleich unterstützt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kunststoffteile zwischen zwei endlosen Bändern durch eine Presse geführt, die mit der Eeiz-und Kühlvorrichtung versehen ist, so daB während des Erhitzens und des unmittelbar darauffol- genden Abk hlens ein gleichbleibender Druck auf die Verbindungsstelle der Kunst- stoffteile ausgeübt werden kann. Die beiden endlosen, aus Metall bestehenden Bänder dieser Nusführungsform werden vorteilhaft iiber je zwei paarweise gegeneinander be- megliche, mit einer Antriebsvorrichtung ge- kuppelte RÏder geführt, zwischen denen die mit der Heiz-und Kühlvorrichtung auge- r stete Presse angeordnet ist.
Zweckmässig sind die beiden Räderpaare in gegeneinander beweglichen Gestellen gelagert und werden unabhängig voneinander angetrieben. Die beiden Räderpaare können aber auch mit einer gemeinsamen Antriebsvorriehtung gekuppelt werden. Es empfiehlt sich. bei einer solchen Ausführungsform an jedem der bei- den zur Lagerung der Räder des Förder- bandes dienenden Gestell eine mit je einer Heiz-und einer Kühlvorrichtung versehene Pressbacke vorzusehen, wobei die beiden Pressbacken mit den beiden Gestellen gegen- einander bewegt werden k¯nnen.
ZweckmÏ?ig kann man auch eine der beiden Pre?backen, vorzugsweise die untere, fest und die andere Pre?backe beweglich, insbesondere federnd lagern, wobei der Anpressdrnck auf die zwischen den beiden Forderbändern geführten Kunststoff teile vorteilhaft durch Federn erzeugt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in der Zeich- nung dargestel, It, und zwar zeibt, Fig. l in vereinfaehter Form eine Ansicht, der gesam- ten Vorrichtung. Fig. 2 einen Längsschnitt.
Fig. 3 einen Querschnitt und Fig. 4 einen waagrechten Schnitt durch eine Pressbacke.
An Hand dieser Zeichnung werden auch Durchf hrungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.
In einem nicht dargestellten Gestell sind die Trommeln 1, 1a, 1b, 1c gelagert, die zu sammen zwangsweise von einem Elelit ro- motor ber ein zwischengesehaltetes Getriebe angetrieben werden. ¯ber je ein Trommelpaar 1, 1a und 1b, 1c ist ein endloses Metall- band 2, 2cor, z. B. aus Stahl, @l, gelegt. Zwischen die beiden BÏnder 2. 2a werden die miteinander zu verschwei?enden Kunststoffteile in Form von Platten, Bändern. Streifen und dergleichen eingef hrt. Zwischen den Trommeln sind zwei Presshacken 3. 3o angeord- net. von denen die untere Backe 3a fest und die obere Backe 3 federnd gelagert ist.
Die obere Pressbacke 3 wird durch die Federn 9 gegen die untere. Backe 3a gedr ckt, so da? die beiden zwischen den Pre?backen entlanglaufenden und die Kunststoffteile führen- den Bänder 2 und 2a fest aufeinauder gedr ckt werden. Jede der beiden Pre?hacken 3. 3a besteht ans einem Teil 4. der mit einem K hlkanal 8 versehen ist, und einem Teil , der in eine)'AusnehmungdieHeiz- wicklung 7 eines elektrischen Heizkörpers enthÏlt und durch eine Platte 6 aus einem die Wirrne gut leitenden Metall. wie Mes sing. Kupfer und dergleichen abgedeckt ist.
Die K hlkanÏle 8 sind rahmenartig um die Ausnehmung herumgef hrt und an die K hlmittelleitungen 10 angeschlossen, durch die Wasser. Luft oder ein anderes K hlmittel hindurchflie?t.
Die zwischen die beiden BÏnder 2@ 2a eingef hrten Kunststoffteile werden durch die Heizvorrichtungen 7 auf die Schmelz temperatur erhitzt, die bei Polyvinylchlorid etwa 170¯ C betrÏgt und ber die Platte 6 und die F¯rderbÏnder auf die Kunststoff- leile bertragen wird.
Da diese wÏhrend der Erhitzung unter dem Druck der Federn M und dem Gewicht der Pre?backe 3 stehen. so verschwei?en die Kunststoffteile vollstÏndig miteinander. wobei eine v¯llig glatte. nahtlose Verschwei?ung infolge des aus geübten Druckes erhalten wird. Die Schwei?stelle gelangt dann unmittelbar zwischen die die K hlkanÏle 8 enthaltenden Teile 4 der Pre?backen und wird unter unverÏndertem Druck einer starken Abk hlung unterworfen, wodurch FormÏnderungen oder Verzerrungen mit Sicherheit vermieden werden.
Au?erdem werden die Schwei?stellen bei der Abk hlung unter gleichzeitiger Pres sung vollkommen glatt und bilden einen praktisch kaum sichtbaren gleichmässigen Übergang zwischen den beiden Kunststoffteilen, die entweder iiberlappt oder auch stumpf auseinandergeschwei?t werden k¯n nen. Das Band 2a überträgt somit die Tem- peraturen der unter ihr befindlichen Heizvorrichtung 7 und der Kühlvorrichtung 8 auf die unter Druck befindlichen Kunst- stoffteile, indem sie letztere zugleich unter . stiitzt. Die obere PreBbacke kann auch ohne Heiz-unEd K hlvorrichtung ausgeführt sein.
Die Heizvorrichtung kann statt durch elektrischen Strom auch durch Gas oder ein anderes Heizmittel beheizt werden, z. B.
Dampf. Für grössere Drücke können die Pre?backen 3, 3a durch Verwendung von Rollen beweglich ausgebildet sein. In diesem Falle werden unterhalb der Förderbänder mehrere Rollen auf einer entsprechenden Bahn angeordnet, wodurch eine genügende Beweglichkeit der Pressbacken erreicht wird.
Die über die Rollen l. geführten Bander 2 werden vorzugsweise auswechselbar ausgebildet, so dass auch mattierte oder polierte Länder verwendet werden können um den Oberflächen der Werkstücke an den Schweissstellen verschiedene Beschaffenheit geben zu können.
Es empfiehlt sich, die Drehzahl der Rollen bezw. die Geschwindigkeit der F¯rderbänder sowie die Temperatur der Heizvor- richtung einstellbar zu machen. Es können auf diese Weise verschiedenartige Werkstücke in grossen Mengen sehr dauerhaft und billig hergestellt werden. Durch entspre- chende AusbildungderPressbacken ist es ohne Schwierigkeiten möglich, auch gebo- gene Teile herzustellen.
Werden die beiden Räderpaare in gegeneinander beweglichen Teilen eines Gestelles angeordnet, so kann jede der beiden Press- backen an dem Gestellteil jedes Räderpaares befestigt sein, so dass die Pressbacken mit den beiden G, estellteilen gegeneinander be weglich sind. Hierdurch wird der auf die beiden Förderbänder eingelegten Kunststoff- teileausgeübteDruck-umdasGewichtder RÏder und ihres Gestelles vergrössert, so dass ohne besondere Kraftspeicher, wie Federn, Gewichte usw., bereits eine starke Pressung auf die Kunststoffteile ausgeübt wird. Es können auf diese Art nicht nur dünne Folien oder Bahnen von Kunststoffen einer Wärmeund Druckbehandlung unterworfen, z.
B. in vollkommener Weise miteinander ver schweisst werden, sondern auch Platten be liebiger Stärke, beispielsweise auch die in Sohüler-Schreibtafeln verwendeten Kunst- stoffplatten. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich für verschiedene thermoplastische Kunststoffe, ausser f r Polyvinylchlorid, also auch f r andere Stoffe. Haben die zu verbindenden Teile grosse Abmessungen, so empfiehlt es sich, die beiden Hälften der Maschine unabhängig voneinander anzutreiben, so dal3 beliebig g Stücke ohne Schwierigkeiten bearbeitet werden können.