DD231543B1

DD231543B1 - Vorrichtung zum verschweissen von weichschaumstoffen

Info

Publication number: DD231543B1
Application number: DD84271199A
Authority: DD
Inventors: Karl Giessler; Juergen Bayer; Lutz Helmer; Klaus Steinmueller; Holger Wagner
Original assignee: Greiz Plasttechnik
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1989-02-08
Also published as: DD231543A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Weichschaumstoffteilen mit planparallelen Verbindungsflachen, insbesondere von derartigen Abfallen fur die Weiterverarbeitung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß Weichschaumstoffe durch Erwärmen der Oberflache an dieser in einen teigigen, klebrigen Zustand versetzt werden und durch Zusammendrucken zweier derartig erwärmter Oberflachen eine stoffschlussige Verbindung eingehen Die einfachste manuelle Möglichkeit, derartige Schweißverbindungen herzustellen, wird mit elektrisch beheizten Lotkolben praktiziert, wobei der erwärmte Lotkolben zwischen den Verbindungsflachen hindurchgezogen und die Verbindung durch manuelles Zusammenpressen erzielt wird. Diese Tätigkeit erfordert eine hohe Geschicklichkeit, ist zeitintensiv und gewährleistet keine gleichbleibende Qualität Dabei besteht bei dieser Methode die Schweißverbindung aus partiellen stoffschlussigen Verbindungen, die, unterbrochen von Hohlräumen, willkürlich in Abhängigkeit von der eingeleiteten Wärmemenge und dem Zusammendrucken durch den Ausfuhrenden über die Verbindungsflache verteilt sind Diesen Nachteil zu beseitigen, hat sich die Losung nach DO-WP 78645 zum Ziel gestellt Im Durchlaufverfahren sollen die zu verschweißenden Schaumstoffteile mit einer Bandfordereinrichtung an elektrisch betriebenen Keramik-Heizkörpern vorbeigefuhrt, erwärmt und anschließend durch Druckrollen beidseitig zusammengedruckt werden Bei dieser Losung ist jedoch der Transport der zu verschweißenden Teile am Heizelement vorbei von Nachteil, da ein Verschieben der Teile zueinander gegeben und somit ein nicht deckungsgleiches Verschweißen der Verbindungsflachen möglich ist Eine weitere technische Losung zum Verschweißen von Kunststoffteilen wird in der DE-OS 2 250130 beschrieben Dabei werden die zu verschweißenden Kunststoffteile mit zwei zueinander verschiebbaren Einspanneinrichtungen gegen einen Heizspiegel gedruckt und der Heizspiegel unter Beibehaltung des Anpreßdruckes aus den Kunststoffteilen herausgezogen, so daß die erwärmten und erweichten Verbindungsflachen unmittelbar nach dem Herausziehen des Heizspiegeis unter Druck kontaktieren

Zum Verschweißen von Weichschaumstoffen haben sich dieses Verfahren und die Vorrichtung in der Praxis nicht als vorteilhaft erwiesen Zum einen werden die Verbindungsflachen durch den Heizspiegel fast gleichmaßig und gleichzeitig erwärmt, so daß wahrend des Herausziehens des Heizspiegeis über die Verbindungsflache in Bewegungsrichtung des Heizspiegeis ein unterschiedlicher Temperaturverlauf an den Verbindungsflachen auftritt Dadurch können Überhitzung oder ungenügende Erwärmungen auftreten, so daß der teigige, klebrige Zustand überschritten oder nicht erreicht und somit eine ungenügende Schweißverbindung erzielt wird

Zum anderen ist zu beobachten, daß wahrend des Herausziehens des Heizspiegeis die Weichschaumstoffteile an deren Verbindungsflachen in Bewegungsrichtung des Heizspiegeis teilweise mitbewegt werden, so daß insbesondere an den Kanten der Verbindungsflachen unexakte Schweißverbindungen in Form von Einbuchtungen oder Wulsten entstehen Als weiterhin nachteilig muß bei der vorgenannten Losung das Herausziehen des Heizspiegeis nach oben angesehen werden, denn beim manuellen Entnehmen der verschweißten Teile aus der Vorrichtung besteht Verletzungsgefahr am heißen Heizspiegel

Die in der DE-AS 1704012 beschriebene Vorrichtung beinhaltet ein Heizelement, bestehend aus einem keilförmigen Schwert, dazu keilförmig vor und/oder nach dem Schwert angeordnete Rollenpaare sowie einem hinter diesem befestigten Heizdraht Zur Verbesserung der Reibverhaltnisse, insbesondere zwischen dem Heizelement und dem Schaumstoff wurde das Schwert geteilt und die beiden Schwerthalften mit Bander umspannt, wobei die außenhegenden, den Schaumstoff berührenden Bander festgehalten und zwischen diesem beweglich angeordnet sind In der Ausgangslage befinden sich dadurch im Schweißspalt vier Bandlagen nebeneinander, die durch den seitlichen Anpreßdruck zusammengepreßt werden Durch Ziehen der beiden mittleren Bandlagen wird das Schwert mit dem nachfolgenden Heizdraht durch den Heizspalt bewegt Dabei wird zwar infolge der Bandanordnung eine Reibung zwischen dem Schwert und dem Schaumstoff vermieden, jedoch zwischen den äußeren und

inneren Bändern treten beim Hindurchziehen des Schwertes infolge der veränderlichen Reibflächen ständig veränderliche Reibkräfte auf. Diese wiederum haben entscheidenden Einfluß auf die Gleichförmigkeit der Schwertbewegung, wovon entscheidend die Qualität der Schweißverbindung abhängig ist. Insbesondere der zwischen Gleitflächen auftretenden Stick-Slip-Effekt kann eine Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit hervorrufen, zumal die Reibfläche während des Hindurchziehens des Schwertes kontinuierlich verkleinert und damit die Rückkopplung auf den Antrieb ständig verändert wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Verschweißen von Weichschaumstoffteilen mit planparallelen Verbindungsflächen unter rationellen Bedingungen qualitätsgerecht bei Gewährleistung des Arbeitsschutzes zu ermöglichen.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung so zu gestalten, daß die Verbindungsflächen der zu verschweißenden Weichschaumstoffteile lagegenau zueinander positioniert werden, die Schweißverbindung flächenhaft zwischen den Verbindungsflächen ohne Veränderung der Geometrie der Schaumstoffteile im Bereich der Verbindungsstelle erfolgt und eine Verletzungsgefahr des Bedienenden während des Schweißvorganges ausgeschlossen wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Tisch mittig mit einer durchgehenden, rechtwinklig zur Seitenkante verlaufenden Spalte versehen ist. In der Spalte ist ein mittels Arbeitszylinder vertikal bewegliches Heizelement angeordnet. Rechtwinklig zum Heizelement sind an den Seitenkanten des Tisches Anschlagleisten befestigt und parallel zum Heizelement sind an den beiden Stirnseiten Andrückbleche angeordnet, die beide in Richtung des Heizelementes verschiebbar sind.

Das Heizelement besteht aus einem Heizstab, der wie ein Bügel über einem Schwert angeordnet ist. Das Schwert wird von zwei parallel nebeneinander angeordneten Blechen gebildet, zwischen denen ein Spalt besteht. Die Verbindungselemente für die beiden Bleche sind in vertikalen Reihen angebracht. Zur Einhaltung des Spaltes zwischen den beiden Blechen befinden sich zwischen den Blechen an den Verbindungsstellen vorzugsweise Distanzscheiben. Auf dem Schwert verteilt sind mehrere solcher vertikalen Reihen mit Verbindungselementen angeordnet, durch die das Schwert in mehrere Segmente unterteilt wird. Zum besseren Gleiten des Schwertes entlang der beiden Weichschaumstoffteile sind die einzelnen Segmente jeweils mit Folien- oder Textilband umspannt. Die Enden des Bandes sind mittels Klemmleisten unterhalb des Tisches befestigt. Die beiden zusammengeschraubten Bleche des Schwertes sind gleich oder geringfügig dicker als der Durchmesser des Heizstabes und der Spalt zwischen den beiden Blechen ist geringfügig größer als die zweifache Stärke des Folien- oder Textilbandes. Um auch ein gleichmäßiges Rutschen des Folien- oder Textilbandes auf den einzelnen Segmenten des Schwertes zu erreichen, sind die Ober- und Unterkanten der Bleche abgerundet. Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung werden die Weichschaumstoffteile auf einen Tisch, mit den zu verbindenden Teilen rechtwinklig an die Anschlagleisten gelegt. Mit den beweglichen Andrückblechen werden sie gegen das aus dem Tisch herausragende Schwert gedrückt. Das Schwert mit dem aufgeheizten Heizstab wird dann mit gleicher Geschwindigkeit nach unten in den Tisch versenkt. Die zu verbindenden Flächen werden durch den vorbeiziehenden Heizstab erwärmt und mit den Andrückblechen zusammengedrückt, so daß die Flächen dann miteinander verschweißen. Danach werden die beweglichen Andrückbleche nach außen gefahren und das verschweißte Teil kann entnommen werden.

Ausf ü h ru ngsbeispiel

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1: Gesamtvorrichtung zum Verschweißen

Fig. 2: Heizelement

Fig.3: Schnitt A-A nach Fig. 2

Fig.4: Schnitt B-B nach Fig.2

Fig. 5: Schematische Darstellung der einzelnen Arbeitsschritte beim Verschweißen von Weichschaumstoffteilen

Ein Tisch 12 ist mit einer durchgehenden, rechtwinklig zu den Seitenkanten verlaufenden Spalte 20 versehen, in der ein mittels Arbeitszylinder 17 bewegliches Heizelement angeordnet ist. Das Heizelement setzt sich zusammen aus einem Schwert 1 und einem Heizstab 2, der sich wie ein Bügel über dem Schwert 1 befindet. Das Schwert 1 besteht aus zwei Blechen 5; 6, die parallel zueinander stehen und zwischen denen ein Spalt 4 besteht. Die Verbindung der Bleche 5; 6 miteinander erfolgt durch Schrauben 8. Zur Bildung des Spaltes 4 zwischen den Blechen 5; 6 ist bei jeder Schraubverbindung zwischen den Blechen 5; 6 eine Distanzscheibe 3 eingesetzt. Die Verbindungselemente sind reihenweise in einem bestimmten Abstand zueinander angebracht, so daß das Schwert 1 durch die Reihen mit Verbindungselementen in mehrere Segmente 9 unterteilt wird. Die einzelnen Segmente 9 sind mit Folien- oder Textilband 10 umspannt, um ein besseres Gleiten des Schwertes 1 entlang der Weichschaumstoffteile 18 zu erreichen. Die Enden des Folien- oder Textilbandes 10 sind jeweils durch Klemmleisten 16 unterhalb am Tisch 12 befestigt. Um ein gutes Gleiten des Textilbandes 10 auf den Blechen 5; 6 zu erreichen, sind die Ober- und Unterkanten der Bleche 5; 6 mit Rundungen versehen.

Beim Herausziehen des Schwertes 1 aus dem Schweißspalt treten an den Rundungen 7 der Unterkanten der Bleche 5; 6 Reibungskräfte auf. Diese sind aufgrund der Flächengröße sehr gering und während der gesamten Bewegung des Schwertes 1 konstant. Zwischen den Schaumstoffteilen sowie den Folien- oder Textilbändern 10 existieren statische Kraftzustände ohne Gleitreibung, und zwischen den im Spalt 4 geführten Bändern 10 sowie den parallel angeordneten Blechen 5; 6 besteht ein reibungsfreier Zustand, da die seitlichen Anpreßkräfte durch die Bleche 5; 6 während der Senkbewegung des Schwertes 1 aufgenommen werden. Eine Reibung zwischen den Bändern 10 existiert nicht. Somit wird die Gleichförmigkeit der Schwertbewegung durch Minimierung und Konstanthaltung der Reibkräfte entscheidend verbessert.

Die zusammengeschraubten Bleche 5; 6 des Schwertes 1 sind gleich oder geringfügig dicker als der Durchmesser des Heizstabes 2 und der Spalt 4 zwischen den beiden Blechen 5; 6 ist geringfügig größer als die zweifache Stärke des Folien- oder Textilbandes 10.

Am Schwert 1 ist seitlich im Bereich der Anschlagleisten 13 ein Thermoelement 11 zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperatur angebracht.

Zum Verschweißen befinden sich auf dem Tisch 12 die beiden Weichschaumstoffteile 18. Seitlich liegen sie an den Anschlagleisten 13 an. Das Heizelement, bestehend aus dem Schwert 1 und dem Heizstab 2, befindet sich unterhalb des Tisches

12. Durch einen Arbeitszylinder 17, der am Heizelement befestigt ist, wird es nach oben geschoben.

Über Arbeitszylinder 19 werden die an den Stirnseiten des Tisches 12 angeordneten Andrückbleche 14 zum Heizelement zubewegt. An einer Seitenkante der Andrückbleche 14 befindet sich eine Aussparung 15 für die Anschlagleisten 13.

Die Weichschaumstoffteile 18 werden von den Andrückblechen 14 gegen das Heizelement gedrückt. Von dem Arbeitszylinder 17 wird das Heizelement langsam und gleichmäßig nach unten gezogen. Dabei werden die Weichschaumstoffteile 18 an den Berührungsflächen mit dem Heizelement vom Heizstab 2 erwärmt und durch die unter Druck stehenden Andrückbleche 14 gleich zusammengedrückt. Nachdem das Heizelement unter den Tisch 12 versenkt wurde, werden die Andrückbleche 14 zurück gefahren und das verschweißte Weichschaumstoffteil 18 entnommen.

Claims

Vorrichtung zum Verschweißen von Weichschaumstorfen, bestehend aus einem Tisch, in dem mittig ein, mittels Arbeitszylinder vertikal bewegliches Heizelement angeordnet ist, das aus einem Heizstab, der sich wie ein Bügel über dem Schwert befindet, besteht und beidseitig vom Heizelement in Richtung des Heizelementes sich fahrbare Andruckbleche befinden, gekennzeichnet dadurch, daß das Schwert (1) aus zwei parallel nebeneinander angeordneten Blechen (5; 6) besteht, die untereinander mit in vertikalen Reihen angebrachten Verbindungselementen, vorzugsweise Schrauben (8) verbunden sind, wobei an den Verbindungsstellen zwischen den Blechen (5; 6) vorzugsweise Distanzscheiben (3) angeordnet sind und die durch die vertikalen Reihen der Verbindungselemente gebildeten Segmente (9) des Schwertes (1) mit Folien- oderTextilband (10) umspannt sind und die Enden des Folien-oder Textilbandes (10) vorzugsweise mit Klemmleisten (16) unterhalb am Tisch (12) befestigt sind und der Spalt (4) zwischen den Blechen (5; 6) geringfügig großer ist, als die zweifache Starke des Folien- oder Textilbandes (10).

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen