DE102010004495A1 - Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Schweißen oder Kleben von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Schweißen oder Kleben von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie, bei der innerhalb einer rotierbaren hohlen Walze (1), deren Walzenumfangskörper (8) aus einem für hochfrequente Strahlung durchlässigen Material besteht, mindestens eine feststehende, abgeschirmte Hochfrequenzelektrode (3) angebracht ist, wobei zwischen der Walze (1) und einer Auflage (2) eine Anpresskraft aufbringbar ist, mit der die mittels der Hochfrequenzelektrode (3) erwärmten Materialien (5, 6) zur Herstellung einer Verbindung aufeinander pressbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie nach dem Patentanspruch 1. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie nach den Patentansprüchen 8, 9 und 10.
  • Mit dieser Vorrichtung und diesem Verfahren sollen insbesonders dünne und hitzeempfindliche Kunststoffgewebe und -folien schonend geschweißt oder geklebt werden.
  • Bei bekannten Hochfrequenzanlagen zum Kunststoffschweißen wird das Erhitzen mittels fester Elektroden abschnittsweise, daher nur diskontinuierlich durchgeführt ( DE000002511597A1 ). Es gab auch Versuche, mittels einer metallischen Rolle, die über eine Zuleitung mit dem HF-Generator verbunden ist ( DE000001659952U ) und einer darunter liegenden Metallplatte das HF-Feld aufzubauen und dazwischen liegende Folien miteinander zu verschweißen. Die Übertragung der HF-Strahlung auf die bewegliche Rolle, die als Elektrode fungiert bereitet aber Probleme. Daher haben sich solche Anlagen nicht auf dem Markt durchgesetzt.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein kontinuierliches Schweißen oder Kleben von flächigen Materialien ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 8, 9 und 10 gelöst.
  • So wird nach Patentanspruch 1 eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der eine feststehende Hochfrequenzelektrode in einer rotierbaren, hohlen Walze montiert wird, bei der der Walzenumfangskörper aus Hochfrequenzstrahlung durchlässigem Material (z. B. Glas oder PTFE-Kunststoff) gefertigt ist. Diese Strahlendurchlässigkeit ermöglicht die Erhitzung der in den Wirkungsbereich der HF-Elektrode kommenden Materialien durch die einwirkende HF-Energie. Gleichzeitig mit dem Erhitzen werden die Materialien zwischen der Walze und einer Auflage, die metallisch sein kann und als Gegenpol wirken kann unter Druck durchgefördert und zusammengefügt.
  • Das Verfahren ermöglicht, dass z. B. zwei Materialzuschnitte, die zusammengefügt werden sollen, im Verbindungsbereich übereinander liegend durch die Vorrichtung geführt und dabei verschweißt werden können. Falls die Materialien nicht schweißbar sind, muss mindestens eine der beiden Flächen im Fügebereich vorher z. B. mit einem HF-aktivierbaren Schmelzkleber beschichtet worden sein. Der Kleber schmilzt im Wirkungsbereich des HF-Feldes, zwischen der Walze und der Auflage erfolgen der Fügedruck und die Abkühlung.
  • Eine zweite Verfahrensmöglichkeit eignet sich zur Verbindung von Zuschnitten, die auf Stoß aneinander liegend mit einem geeigneten Band verbunden werden sollen, welches über die Umfangsfläche der HF- durchstrahlten Walze zugeführt wird. Im Bereich kurz vor der Kontaktstelle zwischen der Walze und der Auflage wird das Band durch die HF-Strahlung erhitzt und dann auf die darunter liegenden Materialien gepresst.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 2 an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Die 2 zeigt die Walze 1, die rotierbar angetrieben auf einer Achse 9 gelagert ist. Die Walze 1 besteht aus einem Walzenumfangskörper 8, der aus Hochfrequenzstrahlung durchlässigem Material, z. B. aus keramischen Werkstoffen (Glas) oder Werkstoffen auf der Basis von Polytetrafluorethylen besteht. Über Seitenscheiben 10 ist dieser Walzenumfangskörper 8 an der Achse 9 gelagert. Innerhalb der Walze 1 ist eine feststehende Hochfrequenzelektrode angebracht, die als Kreissegment ausgebildet sein kann. Es sind aber auch andere Ausführungsformen, z. B. stabförmig oder als Vollkreisscheibe, denkbar. Die Hochfrequenzelektrode ist nach allen Seiten abgeschirmt. Lediglich an der Stelle, an der die Hochfrequenzstrahlung das zu aktivierende, polare Material erhitzen soll, ist die Abschirmung zu öffnen. Die Energiezuführung zur Hochfrequenzelektrode erfolgt über die Achse 9. Die Walze 1 drückt auf eine Auflage 2, die als Walze in der gleichen Ausführungsform wie die Walze 1, als eine Walze ohne Hochfrequenzelektrode oder als ebene Fläche ausgebildet sein kann. Zwischen die Walze 1 und die Auflage 2 werden die zu verbindenden Materialzuschnitte entweder übereinander liegend oder auf Stoß liegend zugeführt. Beim Durchlauf durch die Vorrichtung werden die Materialien während des Einlaufs in den Spalt zwischen der Walze 1 und der Auflage 2 durch die hochfrequente Energie erwärmt und durch den Anpressdruck zwischen Walze 1 und Auflage 2 miteinander verpresst, dadurch verbunden und gekühlt. Wenn die aufeinander liegenden Materialien zueinander nicht affin oder aber verklebt werden sollen, ist mindestens ein Materialzuschnitt vorher mit einem Schmelzkleber zu beschichten. Bei den auf Stoß liegenden Materialzuschnitten wird ein geeignetes Verbindungsband 5, entweder aus affinem Material oder kleberbeschichtet über die Walze 1 zugeführt und dabei gleichzeitig wie die zu verbindenden Materialzuschnitte 6 erhitzt.
  • Beim Durchlauf durch den Spalt zwischen Walze 1 und Auflage 2 wird das Band 5 auf die zu verbindenden Materialzuschnitte gepresst, mit ihnen verbunden und die Verbindung gekühlt. Es ist auch möglich, die zu verbindenden Ränder der Materialzuschnitte vorher mit einem Schmelzkleber zu beschichten. In einer weiteren Ausführungsform wird die Walze 1 nicht stationär betrieben, sondern richtungsgesteuert (z. B. programmiert) über die nicht bewegten Materialzuschnitte 6 bewegt. Hierbei ist die Auflage 2 flächig. Auch mit dieser Ausführungsform lassen sich übereinander liegende oder auf Stoß liegende Materialzuschnitte verbinden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walze, an der Lauffläche HF-durchlässig, beidseitige Scheiben aus leitfähigem, abschirmendem Material gefertigt
    2
    Gegenwalze, aus HF-leitfähigem Material gefertigt.
    3
    Innen befestigte, feststehende Elektroden
    4
    Abschirmungsgitter zum Schutz gegen austretende Strahlung
    5
    Verbindungsmaterial, z. B. Gewebeband, ev. mit Schmelzkleber beschichtet
    6
    Zu verschweißende, bzw. verklebende Materialien, z. B. Gewebezuschnitte
    7
    HF-Isolationsmaterial
    9
    Achse
    10
    Seitenscheibe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 000002511597 A1 [0003]
    • DE 000001659952 [0003]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels bekannter Hochfrequenztechnologie, bei der innerhalb einer rotierbaren hohlen Walze (1), deren Walzenumfangskörper (8) aus einem für hochfrequente Strahlung durchlässigen Material besteht, mindestens eine feststehende, abgeschirmte Hochfrequenzelektrode (3) angebracht ist, wobei zwischen der Walze (1) und einer Auflage (2) eine Anpresskraft aufbringbar ist, mit der die mittels der Hochfrequenzelektrode (3) erwärmten Materialien (5, 6) zur Herstellung einer Verbindung aufeinander pressbar sind.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) und die Auflage (2) stationär sind.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) richtungsgesteuert auf der Auflage (2) bewegbar ist.
  4. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebeband (5) über die Walze (1) zuführbar ist.
  5. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) flächig ist.
  6. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) aus einer Walze (1) besteht, bei der innerhalb einer rotierbaren hohlen Walze (1), deren Walzenumfangskörper (8) aus einem für hochfrequente Strahlung durchlässigen Material besteht, mindestens eine feststehende, abgeschirmte Hochfrequenzelektrode (3) angebracht ist.
  7. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzelektrode (3) als Kreissegment ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels einer Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 7, bei dem Materialzuschnitte im zu verbindenden Bereich übereinander liegend angeordnet durch die Vorrichtung erhitzt und zusammengepresst werden.
  9. Verfahren zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels einer Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 7, bei dem Materialzuschnitte im zu verbindenden Bereich auf Stoß aneinander liegend angeordnet und durch ein die Walze (1) umschlingendes Band verbunden werden, wobei das Band während der Verweilzeit auf der Walze (1) erwärmt wird und beim Einlauf in den Spalt zwischen Walze (1) und den sich auf der Auflage (2) befindenden miteinander zu verbindenden Materialzuschnitten auf diese gepresst wird.
  10. Verfahren zum kontinuierlichen Kleben oder Schweißen von flächigen Materialien mittels einer Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 7, bei dem entweder die Walze (1) und die Auflage (2) stationär sind und das zu verbindende material durch die Vorrichtung bewegt wird oder Material und Auflage stationär sind und die Walze (1) richtungsgesteuert bewegt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018210650A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 ConsultEngineerIP AG Rollenelektrodenanordnung

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DE1659952A1 (de) 1965-02-24 1969-10-02 Hunter Douglas Verkleidungskonstruktion
DE2511597A1 (de) 1974-06-25 1976-01-15 Dimension Weld Int Verfahren zum waermeverbinden von thermoplastischen materialien

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