DE102023103721B3 - Welding tool for producing a bladder system and method for producing a fluid-fillable bladder system using the welding tool - Google Patents

Welding tool for producing a bladder system and method for producing a fluid-fillable bladder system using the welding tool Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schweißwerkzeug (10) zum Herstellen eines Blasensystems (50) mittels Hochfrequenz-Schweißen, umfassend einen Schweißstempel (11) mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite (12), welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist, und einen den Schweißstempel (11) umgebenden Außenstempel (13), welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenstempel (13) eine zweiteilige Unterseite (14) umfassend einen ersten den Schweißstempel (11) umgebenden, radial innen-liegenden Teil (15) und einen zweiten den Schweißstempel (11) umgebenden, radial außenliegenden Teil (16), aufweist, wobei der erste Teil (15) der Unterseite (14) konturiert ist und der zweite Teil (16) der Unterseite (14) plan ausgebildet ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Blasensystems mittels des erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs.The invention relates to a welding tool (10) for producing a bladder system (50) by means of high-frequency welding, comprising a welding stamp (11) with an underside (12) forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field, and an outer stamp (13) surrounding the welding stamp (11), which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field. The invention is characterized in that the outer stamp (13) has a two-part underside (14) comprising a first, radially inner part (15) surrounding the welding stamp (11) and a second, radially outer part (11) surrounding the welding stamp (11). 16), wherein the first part (15) of the underside (14) is contoured and the second part (16) of the underside (14) is flat. The invention further relates to a method for producing a bladder system using the welding tool according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schweißwerkzeug zum Herstellen eines, insbesondere fluidbefüllbaren, Blasensystems mittels Hochfrequenz-Schweißen und ein Verfahren zum Herstellen eines fluidbefüllbaren Blasensystems mittels des Schweißwerkzeugs.The invention relates to a welding tool for producing a bladder system, in particular a fluid-fillable bladder system, using high-frequency welding and a method for producing a fluid-fillable bladder system using the welding tool.

Fluidbefüllbare Blasen und Mehrkammer-Blasensysteme finden häufig im Automobilbereich Anwendung und umfassen üblicherweise mit Luft befüllbare Folienblasen. Derartige Blasen werden auch als Luftblasen oder Luftkissen oder Luftkammern bezeichnet. Die flexiblen Folienblasen werden beispielsweise mittels einer Druckluftversorgung befüllt, wobei der Luftdruck variabel einstellbar sein kann, um zum Beispiel in einem Sitz, insbesondere in einem Fahrzeugsitz, unterschiedlich harte und unterschiedlich stark ausgeprägte Stützkonturen und/oder eine Massagefunktion zu realisieren. Hierzu sind die Blasen in den Sitz, insbesondere Fahrzeugsitz, eingebaut.Fluid-fillable bladders and multi-chamber bladder systems are often used in the automotive sector and usually include film bladders that can be filled with air. Such bubbles are also referred to as air bubbles or air cushions or air chambers. The flexible film bubbles are filled, for example, by means of a compressed air supply, whereby the air pressure can be variably adjusted in order, for example, to realize support contours of different hardness and intensity and/or a massage function in a seat, in particular in a vehicle seat. For this purpose, the bladders are installed in the seat, in particular the vehicle seat.

Das Befüllen oder Entlüften der Blasen wird üblicherweise mit Hilfe von Ventilen und einer pneumatischen Pumpe bewerkstelligt. Durch die Menge der in die Blasen gefüllten Luft wird deren Härte bzw. Form und somit die Kontur des Sitzes beeinflusst. Dadurch lassen sich beispielsweise eine Lordosenstütze und/oder ein Seitenhalt eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes, an die individuellen Sitzbedürfnisse des jeweiligen Benutzers anpassen und anschließend während der Nutzung des Sitzes, also beispielsweise während der Autofahrt, beibehalten. Zur Ausführung einer Massagefunktion werden die in den Sitz integrierten Luftkissen zyklisch be- und entlüftet, so dass die Kontur des Sitzes punktuell und dynamisch verändert wird.Filling or venting the bubbles is usually accomplished with the help of valves and a pneumatic pump. The amount of air filled into the bubbles influences their hardness or shape and thus the contour of the seat. This allows, for example, a lumbar support and/or a side support of a seat, in particular a vehicle seat, to be adapted to the individual seating needs of the respective user and then maintained while the seat is being used, for example while driving. To carry out a massage function, the air cushions integrated into the seat are ventilated and ventilated cyclically, so that the contour of the seat is changed selectively and dynamically.

Die fluidbefüllbaren Blasen sind in der Regel mittels zweier Kunststofffolien gebildet, die an ihren Rändern unter Ausbildung einer Schweißnaht zusammengeschweißt sind. Dies ist beispielsweise aus DE 10 2005 032 549 A1 bekannt.The fluid-fillable bubbles are usually formed by two plastic films which are welded together at their edges to form a weld seam. This is for example from DE 10 2005 032 549 A1 known.

Für vielen Anwendungen, beispielsweise zur Erzeugung eines größeren Hubes, ist das Vorsehen nur einer Blase nicht ausreichend. Hier kommt ein Mehrkammer-Blasensystem zum Einsatz, bei dem zwei oder mehrere Blasen übereinander angeordnet sind. Üblicherweise weist ein Mehrkammer-Blasensystem eine erste Blase auf, in die eine Druckluftversorgung mündet. Eine zweite Blase und gegebenenfalls weitere Blasen des Mehrkammer-Blasensystems sind über einen Fluidkanal, auch Überströmkanal genannt, mit der ersten Blase verbunden, entweder direkt oder indirekt über weitere zwischengeschaltete Blasen. Dadurch werden die zweite Blase und gegebenenfalls weitere Blasen ebenfalls mit Druckluft versorgt. Aus US 4 965 899 , US 6 122 784 und DE 10 2011 089 749 B4 sind unterschiedliche Arten von Mehrkammer-Blasensystemen bekannt, wobei die einzelnen Blasen miteinander verbunden sind und je zwei benachbarte Blasen an oder im Bereich ihrer Fügestellen einen Überströmkanal aufweisen, so dass Luft zwischen diesen benachbarten Blasen überströmen kann.For many applications, for example to generate a larger stroke, the provision of just one bubble is not sufficient. A multi-chamber bladder system is used here, in which two or more bladders are arranged one above the other. A multi-chamber bladder system usually has a first bladder into which a compressed air supply flows. A second bladder and possibly further bladders of the multi-chamber bladder system are connected to the first bladder via a fluid channel, also called an overflow channel, either directly or indirectly via further intermediate bladders. This means that the second bubble and, if necessary, further bubbles are also supplied with compressed air. Out of US 4,965,899 , US 6,122,784 and DE 10 2011 089 749 B4 Different types of multi-chamber bubble systems are known, whereby the individual bubbles are connected to one another and two adjacent bubbles each have an overflow channel at or in the area of their joints, so that air can flow over between these adjacent bubbles.

Das Zusammenfügen der benachbarten Blasen zum Mehrkammer-Blasensystem erfolgt mittels Hochfrequenz-Schweißen (HF-Schweißen). Hochfrequenz-Schweißen ist das Fügen von Werkstoffen, beispielsweise Kunststoffen, im vorliegenden Anwendungsfall zweier übereinanderliegenden Folien, durch ein elektromagnetisches Feld. Die Hochfrequenzenergie des elektromagnetischen Felds erhitzt den Werkstoff, eine Wärmezufuhr von außen ist nicht erforderlich. Unter Hitze und Druck beginnen die aneinander liegenden Werkstoffe zu schmelzen. Sie verschmelzen miteinander. Beim Abkühlen bildet sich eine Schweißnaht, mittels der die beiden Werkstoffe, im vorliegenden Anwendungsfall die beiden Folien, fest und fluiddicht miteinander verbunden sind.The neighboring bladders are joined together to form a multi-chamber bladder system using high-frequency welding (HF welding). High-frequency welding is the joining of materials, such as plastics, in this application two foils lying one on top of the other, using an electromagnetic field. The high-frequency energy of the electromagnetic field heats the material; no external heat is required. Under heat and pressure, the adjacent materials begin to melt. They merge with each other. When cooling, a weld seam is formed, by means of which the two materials, in the present application the two films, are connected to one another firmly and in a fluid-tight manner.

Beim diesem HF-Schweißen entstehen Schweißwülste entlang der Schweißnähte, typischerweise auch Schweißwülste, die den jeweiligen Überströmkanal vollumfänglich umgeben. Diese können beim Anliegen gegenüberliegenden Folien der Blasen Dichtlippen oder Dichtkanten bilden, die Fluid, insbesondere Luft, am vorbeiströmen hindern. Mehrkammer-Blasensysteme, welche aus zwei oder mehreren Luftblasen bestehen, neigen teilweise dazu, dass sich die zweite und gegebenenfalls weitere Blasen über den oder die Überströmkanäle bei einem Druckaufbau in der ersten Kammer durch diesen Effekt nicht öffnen. Wird auf das Mehrkammer-Blasensystem eine senkrechte Kraft ausgeübt, beispielsweise durch eine auf einem Fahrzeugsitz mit diesem Mehrkammer-Blasensystem sitzende Person, drückt die gegenüberliegende Folien auf die durch die Schweißung verursachte Schweißwulst, die dadurch als Dichtlippe oder Dichtkante wirkt und ein Einströmen des Fluids, insbesondere der Luft, in die nachfolgenden Luftblase verhindert.With this HF welding, weld beads are created along the weld seams, typically also weld beads that completely surround the respective transfer channel. These can form sealing lips or sealing edges when the bubbles are in contact with opposing foils, which prevent fluid, especially air, from flowing past. Multi-chamber bubble systems, which consist of two or more air bubbles, sometimes tend to prevent the second and possibly further bubbles from opening via the overflow channel or channels when pressure builds up in the first chamber due to this effect. If a vertical force is exerted on the multi-chamber bladder system, for example by a person sitting on a vehicle seat with this multi-chamber bladder system, the opposite foil presses onto the weld bead caused by the welding, which thereby acts as a sealing lip or sealing edge and prevents the fluid from flowing in, especially the air in which subsequent air bubbles are prevented.

Beim Füllvorgang führt dieser Effekt dazu, dass sich die zweite und die weiteren Blasen, die auf die erste Blase, die als erstes befüllt wird, folgen, nicht öffnen, bis ein Grenzdruck in der ersten Blase überschritten wird. Wird der Grenzdruck überschritten, füllen sich die verschlossene zweite und/oder weitere Blasen ruckartig und es entsteht ein Geräusch, beispielsweise ein Plopp-Geräusch, das von Benutzern beispielsweise des Fahrzeugsitzes als störend empfunden wird. Dieses Geräusch gilt es somit zu vermeiden. Hinzu kommt, dass die plötzliche Volumenänderung ein unangenehmes Gefühl bei einem Benutzer bei der Anwendung des Mehrkammer-Blasensystem, beispielsweise als Stellelement in einem Fahrzeugsitz, hervorrufen kann. Ferner hat das ruckartige Öffnen auch negative Auswirkungen auf die Langzeitstabilität der Blase.During the filling process, this effect means that the second and subsequent bubbles that follow the first bubble, which is the first to be filled, do not open until a limit pressure in the first bubble is exceeded. If the limit pressure is exceeded, the closed second and/or further bubbles fill suddenly and a noise is produced, for example a popping noise, which is perceived as disturbing by users of the vehicle seat, for example. This noise must therefore be avoided. In addition, the sudden change in volume creates an uncomfortable feeling for a user when using the More chamber-bladder system, for example as an adjusting element in a vehicle seat. Furthermore, the sudden opening also has negative effects on the long-term stability of the bladder.

Es gilt somit, die abdichtende Wirkung der Schweißwülste im entlüfteten Zustand des Mehrkammer-Blasensystems zu verhindern.It is therefore important to prevent the sealing effect of the welding beads when the multi-chamber bladder system is vented.

Hierzu ist aus DE 10 2012 218 440 B4 und US 9 630 532 B2 bekannt, durch eine spezielle Formgebung einer die Längsachse des Überströmbereichs (Überströmkanals) umgebenden Schweißverbindung einen sich vollumfänglich um den Überströmbereich erstreckenden Kontakt zwischen übereinanderliegenden Folien im entlüfteten Zustand zu verhindern, durch den andernfalls der Überströmbereich zunächst blockiert wäre. Hierzu weist die Schweißverbindung einen Verlauf auf, der zumindest zwei unterschiedliche Abstände zur Längsachse aufweist. Durch diese Formgebung und damit durch diesen Verlauf der Schweißverbindung wird verhindert, dass die Folien so in Kontakt miteinander sind, dass eine pneumatische Kommunikation durch den Überströmbereich verhindert wird. Der Verlauf der Schweißverbindung kann beispielsweise kreuzförmig oder sternförmig sein.This is over DE 10 2012 218 440 B4 and US 9,630,532 B2 known, by means of a special shape of a welded connection surrounding the longitudinal axis of the overflow area (overflow channel), to prevent contact between foils lying one on top of the other in the vented state, which extends completely around the overflow area and would otherwise initially block the overflow area. For this purpose, the welded connection has a course that has at least two different distances from the longitudinal axis. This shape and thus this course of the welded connection prevents the foils from being in contact with one another in such a way that pneumatic communication through the overflow area is prevented. The course of the welded connection can, for example, be cross-shaped or star-shaped.

Eine alternative Lösung ist aus DE 10 2019 214 576 A1 bekannt, in einer den Fluidkanal (Überströmkanal) zwischen erster und zweiter Blase umgebenden Konturenzone zwei oder mehrere Bereiche unterschiedlicher Materialdicke der die Blasen bildenden Folie auszubilden. Durch das Ausbilden von Bereichen unterschiedlicher Materialdicke in einer den Fluidkanal umgebenden Konturenzone sind dort Unebenheiten vorhanden und beispielsweise die obere Folie der zweiten Blase kann nicht mehr plan auf dem den Fluidkanal umgebenden Folienbereich der zweiten Blase aufliegen und somit den Fluidkanal nicht mehr vollständig abdichten. Somit kann die Luft bereits ab Beginn des Befüllvorgangs oder bei geringem Grenzdruck aus der ersten Blase über den Fluidkanal in die zweite Blase überströmen. Damit kann der Fülldruck der Luft auf die gesamte innere Fläche der zweiten Blase wirken und diese kontinuierlich anheben. Eine ruckartige Expansion der zweiten Blase wird somit verhindert.An alternative solution is out DE 10 2019 214 576 A1 known to form two or more areas of different material thicknesses of the film forming the bubbles in a contour zone surrounding the fluid channel (overflow channel) between the first and second bubble. By forming areas of different material thicknesses in a contour zone surrounding the fluid channel, unevenness is present there and, for example, the upper film of the second bubble can no longer lie flat on the film area of the second bubble surrounding the fluid channel and can therefore no longer completely seal the fluid channel. This means that the air can flow from the first bubble via the fluid channel into the second bubble right from the start of the filling process or when the limit pressure is low. This means that the filling pressure of the air can act on the entire inner surface of the second bubble and continuously raise it. A sudden expansion of the second bubble is thus prevented.

Aus DE 10 2019 214 576 A1 ist ein Schweißwerkzeug zur Herstellung eines fluidbefüllbaren Mehrkammer-Blasensystems bekannt, das einen Schweißstempel umfasst, welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist. Der Schweißstempel weist eine mittige Ausnehmung auf und das Schweißwerkzeug umfasst des Weiteren einen innerhalb der Ausnehmung angeordneten Innenstempel, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet und an einer Unterseite konturiert ist. Der Schweißstempel, welcher beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein kann, stellt die Verbindung der Folie der ersten Blase und der Folie der zweiten Blase mittels Hochfrequenzschweißen her. Durch das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld werden die beiden Folien erhitzt und durch Andrücken des Schweißstempels gegen eine Widerlagerfläche werden die dazwischenliegenden Folien materialschlüssig verbunden. Das am inneren Rand des Schweißstempels in die mittige Ausnehmung hineintretende verdrängte Material wird dabei von dem Innenstempel, welcher beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein kann, und dessen Konturen geformt. So können die Gesamtform des Wulstes gesteuert und Konturen als Unterbereiche unterschiedlicher Materialhöhe ausgeformt werden. Dadurch kann das gewünschte Überströmverhalten beim Befüllen des Mehrkammer-Blasensystems erreicht werden.Out of DE 10 2019 214 576 A1 a welding tool for producing a fluid-fillable multi-chamber bladder system is known, which includes a welding stamp which is formed from a material that conducts a high-frequency alternating electric field. The welding stamp has a central recess and the welding tool further comprises an inner stamp arranged within the recess, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field and is contoured on an underside. The welding stamp, which can be made of aluminum, for example, creates the connection between the film of the first bubble and the film of the second bubble using high-frequency welding. The two foils are heated by the high-frequency alternating electric field and by pressing the welding stamp against an abutment surface, the foils in between are connected in a material-locking manner. The displaced material entering the central recess on the inner edge of the welding stamp is shaped by the inner stamp, which can be made of a plastic, for example, and its contours. In this way, the overall shape of the bead can be controlled and contours can be formed as sub-regions of different material heights. This allows the desired overflow behavior to be achieved when filling the multi-chamber bladder system.

Der Schweißstempel kann in einem umgebenden Außenstempel angeordnet sein, welcher ein das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendes Material aufweist. So kann auch ein an dem Außenumfang des Schweißstempels entstehender Schweißwulst geformt und konturiert werden, um das Überströmverhalten der Luft bzw. des Füllgases von der ersten Blase in die zweite Blase vorteilhaft zu beeinflussen.The welding stamp can be arranged in a surrounding outer stamp, which has a material that does not conduct the high-frequency alternating electric field. A weld bead created on the outer circumference of the welding stamp can also be shaped and contoured in order to advantageously influence the overflow behavior of the air or the filling gas from the first bubble into the second bubble.

DE 10 2019 214 576 A1 beschreibt weiter, dass sich mittels dieses Schweißwerkzeugs ein fluidbefüllbares Mehrkammer-Blasensystems dadurch herstellen lässt, dass zunächst zwei übereinander angeordneten Folien bereitgestellt werden, wobei die erste Folie zumindest teilweise zur Bildung einer ersten Blase und die zweite Folie zumindest teilweise zur Bildung einer zweiten Blase vorgesehen ist. Anschließend werden die beiden Folien verschweißt und eine Schweißnaht ausgebildet, indem das Schweißwerkzeugs aufgedrückt und mit einem Hochfrequenz-Wechselfeld beaufschlagt wird. Nach dem Schweißprozess kann mittig der Fluidkanal aus den beiden Folien ausgestanzt werden. Alternativ dazu kann jede der Folien die Ausnehmung, welche dem Fluidkanal entspricht, bereits vor dem Schweißen haben und die Folien können den Fluidkanal betreffend deckungsgleich übereinandergelegt werden. DE 10 2019 214 576 A1 further describes that a fluid-fillable multi-chamber bladder system can be produced using this welding tool by first providing two foils arranged one above the other, the first foil being at least partially intended to form a first bubble and the second foil being at least partially intended to form a second bubble . The two foils are then welded and a weld seam is formed by pressing on the welding tool and applying a high-frequency alternating field. After the welding process, the fluid channel can be punched out of the middle of the two films. Alternatively, each of the foils can have the recess that corresponds to the fluid channel before welding and the foils can be placed one on top of the other so that they are congruent with respect to the fluid channel.

Nachteilig bei dieser aus DE 10 2019 214 576 A1 bekannten Lösung ist, dass die an die Außenseite der vom Außenstempel gebildete Schweißwulst angrenzenden Folienabschnitte sich nicht in einer Ebene mit den verschweißten Folienabschnitten erstrecken, sondern sich aufgrund der Kräfte und Verformungen beim Schweißen im Vergleich zur Schweißnaht schräg von der Schweißwulst weg in die Blase hinein erstrecken und somit eine Rundung in die Blase hinein ausbilden. Diese Rundung in die Blase hinein kann eine abdichtende Auflage für die gegenüberliegende Folie der Blase im entlüfteten Zustand bilden, die den Fluidkanal (Überströmkanal) umgibt somit das Durchströmen von Fluid, insbesondere Luft, durch den Fluidkanal verhindert, insbesondere bei einer zusätzlichen äu-ßeren Kraft beispielsweise durch einen auf einem Sitz sitzenden Person, bis ein Grenzdruck überschritten ist, was die eingangs beschriebenen Problemen beim Befüllen mit sich bringt.This is disadvantageous DE 10 2019 214 576 A1 The known solution is that the film sections adjacent to the outside of the weld bead formed by the outer stamp do not extend in the same plane as the welded film sections, but rather extend obliquely away from the weld bead into the bubble due to the forces and deformations during welding compared to the weld seam and thus creates a curve into the bubble the. This rounding into the bladder can form a sealing support for the opposite film of the bladder in the deflated state, which surrounds the fluid channel (overflow channel) and thus prevents fluid, in particular air, from flowing through the fluid channel, particularly in the event of an additional external force for example, by a person sitting on a seat until a limit pressure is exceeded, which causes the filling problems described above.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sich das beim Schweißen verdrängte Material auch außerhalb des Schweißwerkzeugs ausbreiten kann und somit nicht zur Ausbildung vorgesehener Konturen im Bereich des Schweißwerkzeugs zur Verfügung steht. Dies kann dazu führen, dass vorgesehene Konturen des Schweißwerkzeugs beim Schweißen nicht oder zumindest nicht vollständig mit dem verdrängten Material gefüllt werden und somit die vorgesehenen Schweißwülste nicht oder nicht vollständig gebildet werden.Another disadvantage is that the material displaced during welding can also spread outside the welding tool and is therefore not available for forming intended contours in the area of the welding tool. This can lead to the intended contours of the welding tool not being filled or at least not completely filled with the displaced material during welding and thus the intended weld beads not being formed or not being completely formed.

Zu weiterem Stand der Technik wird verwiesen auf DE 10 2007 002 002 A1 , US 2021/ 0 354 401 A1 , DE 1 063 956 A und DE 886 646 B.For further prior art, reference is made to DE 10 2007 002 002 A1 , US 2021/ 0 354 401 A1 , DE 1 063 956 A and DE 886 646 b.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweißwerkzeug zum Herstellen eines fluidbefüllbaren Blasensystems und ein Verfahren zum Herstellen eines fluidbefüllbaren Blasensystems mittels des Schweißwerkzeugs anzugeben, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest weitgehend überwunden sind. Insbesondere soll ein Schweißwerkzeug und ein Verfahren angegeben werden, mit dem sich ein Blasensystem mit einem verbesserten Aufblasverhalten herstellen lässt.The invention is based on the object of specifying a welding tool for producing a fluid-fillable bladder system and a method for producing a fluid-fillable bladder system using the welding tool, in which the disadvantages described above are at least largely overcome. In particular, a welding tool and a method are to be specified with which a bladder system with improved inflation behavior can be produced.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Schweißwerkzeugs gelöst durch ein Schweißwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This task is solved with regard to the welding tool by a welding tool with the features of claim 1 and with regard to the method by a method with the features of claim 11. Advantageous refinements and further developments are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Schweißwerkzeug zum Herstellen eines Blasensystems mittels Hochfrequenz-Schweißen umfasst einen Schweißstempel mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite, welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist, und einen den Schweißstempel umgebenden Außenstempel, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist. Der Außenstempel weist eine zweiteilige Unterseite umfassend einen ersten den Schweißstempel umgebenden, radial innenliegenden Teil und einen zweiten den Schweißstempel umgebenden, radial außenliegenden Teil auf, wobei der erste Teil der Unterseite konturiert ist und der zweite Teil der Unterseite plan ausgebildet ist.The welding tool according to the invention for producing a bladder system by means of high-frequency welding comprises a welding stamp with an underside forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field, and an outer stamp surrounding the welding stamp, which is made of material that does not conduct the high-frequency alternating electric field is formed. The outer stamp has a two-part underside comprising a first, radially inner part surrounding the welding stamp and a second, radially outer part surrounding the welding stamp, the first part of the underside being contoured and the second part of the underside being flat.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass der plane zweite Teil der Unterseite des Außenstempels beim Schweißen gegen die zur Bildung des Blasensystems vorgesehenen, zu schweißenden Folien gedrückt wird, wodurch das Ausbreiten von beim Schweißen verdrängtem Folienmaterial in den Bereich vor dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels und damit auch in Bereiche außerhalb des Außenstempels verhindert wird. Das verdrängte Material steht somit zumindest im Wesentlichen vollständig zur Ausbildung vorgesehener Konturen im Bereich des Schweißwerkzeugs zur Verfügung. Dadurch lässt sich bei entsprechender Abstimmung der Volumina der Konturen auf das Volumen des beim vorgesehenen Schweißen verdrängten Folienmaterials sicherstellen, dass die vorgesehenen Konturen des Schweißwerkzeugs beim Schweißen vollständig mit dem verdrängten Material gefüllt werden und somit die vorgesehenen Schweißwülste vollständig gebildet werden.This design has the advantage that the flat second part of the underside of the outer stamp is pressed during welding against the foils to be welded to form the bubble system, which means that foil material displaced during welding is spread into the area in front of the second part of the underside of the outer die and thus also prevented from reaching areas outside the outer stamp. The displaced material is therefore at least essentially completely available for forming intended contours in the area of the welding tool. This makes it possible to ensure, by appropriately matching the volumes of the contours to the volume of the film material displaced during the intended welding, that the intended contours of the welding tool are completely filled with the displaced material during welding and thus the intended weld beads are completely formed.

Beim Verschweißen von Folien bildet somit der erste Teil der Unterseite des Außenstempels einen äußeren Bereich einer beim Schweißen entstehenden Konturenzone, der zweite Teil der Unterseite des Außenstempels begrenzt diese Konturenzone.When welding foils, the first part of the underside of the outer stamp forms an outer region of a contour zone created during welding, the second part of the underside of the outer stamp delimits this contour zone.

Weiter sorgt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schweißwerkzeugs dafür, dass der plane zweite Teil der Unterseite des Außenstempels beim Schweißens an der Folie anliegt und somit als Niederhalter für die Folie wirkt, so dass die Folie in der gewünschten Form verbleibt. Somit ist beim Schweißvorgang einschließlich Abkühlung sichergestellt, dass die Folie im Bereich des zweiten Teils der Unterseite des Außenstempels in einer Ebene mit der Erstreckung der angrenzenden Konturenzone liegt und die Folie somit nach der Verschweißung an der Außenseite der Konturenzone nicht schräg absteht.Furthermore, the inventive design of the welding tool ensures that the flat second part of the underside of the outer stamp rests against the film during welding and thus acts as a hold-down device for the film, so that the film remains in the desired shape. This ensures during the welding process, including cooling, that the film in the area of the second part of the underside of the outer stamp lies in a plane with the extent of the adjacent contour zone and that the film therefore does not protrude at an angle on the outside of the contour zone after welding.

Die Unterseite des Schweißstempels kann plan ausgebildet sein. Zweckmäßig im Hinblick auf die Ausbildung einer Konturenzone ist allerdings, wenn auch die Unterseite des Schweißstempels konturiert ist.The underside of the welding stamp can be flat. However, with regard to the formation of a contour zone, it is expedient if the underside of the welding stamp is also contoured.

Der Schweißstempel, welcher beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein kann, stellt die Schweißverbindung der Folie der ersten Blase und der Folie der zweiten Blase mittels Hochfrequenzschweißen her. Durch das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld werden die beiden Folien erhitzt und durch Andrücken des Schweißstempels gegen eine Widerlagerfläche werden die dazwischenliegenden Folien materialschlüssig verbunden, wobei erweichtes Folienmaterial aufgrund des Andrückens verdrängt wird. Verdrängtes Folienmaterial dringt in den Bereich vor dem ersten Teil der Unterseite des Außenstempels vor und wird von dessen Konturen zu einer oder mehreren Schweißwülsten geformt. Ein weiteres Vordringen des verdrängten Folienmaterials in den Bereich vor dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels wird aufgrund dessen planer Ausbildung und dessen Anliegen an der Folie verhindert. Das verdrängte Folienmaterial steht somit zum Füllen der Konturen des Schweißwerkzeugs zur Verfügung. So kann die Form des oder der Wülste gesteuert und Konturen unterschiedlicher Form und Höhe ausgeformt werden. Hierbei ist durch das Verhindern des Vordringens von verdrängtem Folienmaterial in den Bereich vor dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels und darüber hinaus ein zumindest im Wesentlichen vollständiges Füllen der am Schweißwerkzeug ausgebildeten Konturen sichergestellt, insbesondere sofern der Schweißvorgang, beispielsweise der ausgeübte Druck, und das damit einhergehende verdrängte Materialvolumen auf das Volumen der Konturen abgestimmt ist. Dadurch kann das gewünschte Überströmverhalten beim Befüllen des Blasensystems erreicht werden.The welding stamp, which can be made of aluminum, for example, produces the welded connection of the film of the first bubble and the film of the second bubble using high-frequency welding. The two foils are heated by the high-frequency alternating electric field and pressed against them by pressing the welding stamp The foils in between are connected materially to an abutment surface, with softened foil material being displaced due to the pressing. Displaced film material penetrates into the area in front of the first part of the underside of the outer stamp and is formed by its contours into one or more weld beads. Further penetration of the displaced film material into the area in front of the second part of the underside of the outer stamp is prevented due to its flat design and its contact with the film. The displaced film material is therefore available to fill the contours of the welding tool. In this way, the shape of the bead or beads can be controlled and contours of different shapes and heights can be formed. Here, by preventing the penetration of displaced film material into the area in front of the second part of the underside of the outer stamp and beyond, at least substantially complete filling of the contours formed on the welding tool is ensured, in particular if the welding process, for example the pressure exerted, and so on the associated displaced material volume is matched to the volume of the contours. This allows the desired overflow behavior to be achieved when filling the bladder system.

Der Außenstempel kann beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein.The outer stamp can be made of a plastic, for example.

Der Schweißstempel kann in seinem Querschnitt an einer äußeren Umfangsseite kreisförmig sein. In diesem Fall ist auch der Außenstempel in seinem Querschnitt an seinem inneren Umfang kreisförmig. Auch der äu-ßere Rand der Unterseite des Schweißstempels und der innere Rand der Unterseite des Außenstempels sind in diesem Fall kreisförmig.The welding stamp can be circular in cross section on an outer circumferential side. In this case, the cross section of the outer stamp is also circular on its inner circumference. The outer edge of the underside of the welding stamp and the inner edge of the underside of the outer stamp are also circular in this case.

Auch die Grenzlinie zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels kann kreisförmig sein.The boundary line between the first part and the second part of the underside of the outer stamp can also be circular.

In einer ersten Variante ist der Außenstempel starr, das heißt positionsfest, mit dem Schweißstempel verbunden, wobei die Unterseite des Außenstempels zurückversetzt gegenüber der Unterseite des Schweißstempels angeordnet ist. Der Rückversatz stellt sicher, dass die Unterseite des Schweißstempels beim Schweißen in das erweichende Material der Folie eingedrückt werden kann und somit das Material verdrängen und die Konturenzone ausbilden kann. Ohne diesen Rückversatz könnte die auf der Folie aufliegende Unterseite des Außenstempels diese Bewegung behindern oder verhindern.In a first variant, the outer stamp is connected to the welding stamp rigidly, that is to say in a fixed position, with the underside of the outer stamp being arranged set back from the underside of the welding stamp. The setback ensures that the underside of the welding stamp can be pressed into the softening material of the film during welding and can thus displace the material and form the contour zone. Without this setback, the underside of the outer stamp resting on the film could hinder or prevent this movement.

In einer zweiten Variante ist der Außenstempel derart beweglich und gefedert mittels einer Federung relativ zum Schweißstempel gelagert, dass die Unterseite des Außenstempels bei Druck gegen die Federkraft der Federung gegenüber der Unterseite des Schweißstempels zurückversetzt wird. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Unterseite des Außenstempels im unbelasteten Zustand der Federung in einer Ebene mit der Unterseite des Schweißstempels liegt oder über die Unterseite des Schweißstempels hervorsteht.In a second variant, the outer stamp is movable and sprung relative to the welding stamp by means of a suspension in such a way that the underside of the outer stamp is set back relative to the underside of the welding stamp when pressure is applied against the spring force of the suspension. In particular, it can be provided that the underside of the outer stamp lies in a plane with the underside of the welding stamp or protrudes beyond the underside of the welding stamp in the unloaded state of the suspension.

Diese Ausbildung gemäß der zweiten Variante ermöglicht es im Unterschied zur starren Verbindung zwischen Schweißstempel und Außenstempel gemäß der ersten Variante, dass die Unterseite des Außenstempels bereits zu Beginn des Schweißens an der Folie anliegt und somit der zweite Teil der Unterseite des Außenstempels bereits zu Beginn des Schweißens als Niederhalter für die Folie wirken kann, so dass die Folie von Anfang an in der gewünschten Form verbleibt. Bei der starren Verbindung hingegen ermöglicht beim Beginn des Schweißens der aufgrund des Rückversatzes verbleibende Abstand des zweiten Teils der Unterseite des Außenstempels zur Folie zunächst eine, wenn auch begrenzte, Krümmung der Folie in diesem Bereich, die Folie wird erst im weiteren Schweißprozess von dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels zurück in die Ebene gedrückt. Allerdings ist das mit der Federung versehene Schweißwerkzeug aufwändiger herzustellen als das mit einer starren Verbindung zwischen Schweißstempel und Außenstempel ausgebildete Schweißwerkzeug.In contrast to the rigid connection between the welding stamp and the outer stamp according to the first variant, this design according to the second variant makes it possible for the underside of the outer stamp to already be in contact with the film at the start of welding and thus for the second part of the underside of the outer stamp to already be in contact with the start of welding can act as a hold-down device for the film, so that the film remains in the desired shape right from the start. With the rigid connection, on the other hand, at the start of welding, the distance between the second part of the underside of the outer stamp and the film that remains due to the setback initially allows for a curvature of the film in this area, albeit limited, and the film is only separated from the second part in the further welding process the underside of the outer stamp is pressed back into the plane. However, the welding tool provided with the suspension is more complex to produce than the welding tool designed with a rigid connection between the welding stamp and the outer stamp.

Die Lagerung des Außenstempels mittels Federung sorgt dafür, dass die Unterseite des Außenstempels beim Drücken der Unterseite des Schweißstempels gegen die Folie beim Schweißvorgang den Druck und die Bewegung des Schweißstempels in das Folienmaterial hinein nicht behindert, da die Unterseite des Außenstempels relativ zur Unterseite des Schweißstempels zurückversetzt werden kann und hierbei dennoch immer an der Folie anliegt.The storage of the outer stamp by means of suspension ensures that when the underside of the welding stamp is pressed against the film during the welding process, the underside of the outer stamp does not hinder the pressure and movement of the welding stamp into the film material, since the underside of the outer stamp is set back relative to the underside of the welding stamp can be made and still always rests against the film.

Eine Weiterbildung der zweiten Variante sieht vor, dass die Federung an einer der Unterseite des Außenstempels gegenüberliegenden Rückseite des Außenstempels angeordnet ist.A further development of the second variant provides that the suspension is arranged on a rear side of the outer stamp opposite the underside of the outer stamp.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Schweißstempel eine mittige Ausnehmung aufweist und innerhalb der Ausnehmung ein Innenstempel angeordnet ist, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet und an einer Unterseite konturiert ist.One embodiment of the invention provides that the welding stamp has a central recess and an inner stamp is arranged within the recess, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field and is contoured on an underside.

Das am inneren Rand des Schweißstempels in die mittige Ausnehmung hineintretende verdrängte Folienmaterial wird somit von dem Innenstempel, welcher beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein kann, und dessen Konturen geformt. So kann die Form des Wulstes gesteuert und Konturen unterschiedlicher Form und Höhe ausgeformt werden. Dadurch kann das gewünschte Überströmverhalten beim Befüllen des Blasensystems erreicht werden.The displaced film material entering the central recess on the inner edge of the welding stamp is thus removed from the inner stamp, which is made of a plastic, for example can be effective and its contours shaped. In this way, the shape of the bead can be controlled and contours of different shapes and heights can be formed. This allows the desired overflow behavior to be achieved when filling the bladder system.

Der Schweißstempel kann in seinem Querschnitt an einer inneren Umfangsseite kreisförmig sein. In diesem Fall ist auch der Innenstempel in seinem Querschnitt an seinem äußeren Umfang kreisförmig. Auch der innere Rand der Unterseite des Schweißstempels und der äußere Rand der Unterseite des Außenstempels sind in diesem Fall kreisförmigThe cross section of the welding stamp can be circular on an inner circumferential side. In this case, the cross section of the inner stamp is also circular on its outer circumference. The inner edge of the underside of the welding stamp and the outer edge of the underside of the outer stamp are also circular in this case

Die konturierte Unterseite des Innenstempels bildet somit einen inneren Bereich der beim Schweißen entstehenden Konturenzone, der an eine Ausnehmung in den Folien angrenzt, die den Fluidkanal zwischen den herzustellenden Blasen ausbildet, und diese Ausnehmung umgibt.The contoured underside of the inner stamp thus forms an inner region of the contour zone created during welding, which adjoins a recess in the foils, which forms the fluid channel between the bubbles to be produced, and surrounds this recess.

Die Unterseite des Innenstempels kann eine zentrale Ausnehmung aufweisen, die radial von der konturierten Unterseite des Innenstempels umgeben ist.The underside of the inner stamp can have a central recess which is surrounded radially by the contoured underside of the inner stamp.

In die zentrale Ausnehmung kann ein erster Zentrierstift eingesetzt sein, der über die Unterseite des Innenstempels hervorsteht. Dieser erste Zentrierstift ist vorzugsweise starr in die Ausnehmung eingesetzt.A first centering pin, which protrudes beyond the underside of the inner stamp, can be inserted into the central recess. This first centering pin is preferably rigidly inserted into the recess.

Der erste Zentrierstift dient der exakten Positionierung der zu schweißenden Folien vor dem Schweißen, die bereits eine ausgestanzte Ausnehmung für den zu bildenden Fluidkanal aufweisen. Ferner ist dieser erste Zentrierstift bestimmt für das Zusammenwirken des beschriebenen Schweißwerkzeugs, das ein erstes Schweißwerkzeug bildet, mit einem weiteren, zweiten Schweißwerkzeugs, das dem ersten Schweißwerkzeug derart gegenüberliegend angeordnet ist, dass die jeweiligen Unterseiten einander zugewandt sind. Das zweite Schweißwerkzeug ist bis auf den eingesetzten ersten Zentrierstift wie das erste Schweißwerkzeug ausgebildet. Nach Anordnung der zu schweißenden Folien zwischen erstem und zweitem Schweißwerkzeug greift der erste Zentrierstift des ersten Schweißwerkzeugs in die zentrale Ausnehmung des zweiten Schweißwerkzeugs und positioniert somit zusätzlich zu den Folien auch das erste und das zweite Schweißwerkzeug für das Schweißen relativ zueinander, so dass die weitere Bewegung der Schweißwerkzeuge aufeinander zu geführt erfolgt. Erstes und zweites Schweißwerkzeug bilden ein Schweißwerkzeug-System.The first centering pin is used for the exact positioning of the foils to be welded before welding, which already have a punched out recess for the fluid channel to be formed. Furthermore, this first centering pin is intended for the interaction of the described welding tool, which forms a first welding tool, with a further, second welding tool, which is arranged opposite the first welding tool in such a way that the respective undersides face each other. The second welding tool is designed like the first welding tool except for the inserted first centering pin. After arranging the foils to be welded between the first and second welding tools, the first centering pin of the first welding tool engages in the central recess of the second welding tool and thus, in addition to the foils, also positions the first and second welding tools for welding relative to one another, so that further movement the welding tools are guided towards each other. The first and second welding tools form a welding tool system.

Alternativ kann in die zentrale Ausnehmung auch ein zweiter Zentrierstift eingesetzt sein, der relativ zum Innenstempel entlang einer vertikalen Erstreckung der zentralen Ausnehmung beweglich und mittels einer Feder gefedert in der zentralen Ausnehmung gelagert ist, wobei der zweite Zentrierstift bei unbelasteter Feder über die Unterseite des Innenstempels hervorsteht. Eine Unterseite des zweiten Zentrierstifts kann konturiert sein.Alternatively, a second centering pin can also be inserted into the central recess, which is movable relative to the inner stamp along a vertical extent of the central recess and is sprung in the central recess by means of a spring, the second centering pin protruding over the underside of the inner stamp when the spring is unloaded . An underside of the second centering pin can be contoured.

Auch der zweite Zentrierstift dient zunächst der exakten Positionierung der zu schweißenden Folien vor dem Schweißen, die bereits eine ausgestanzte Ausnehmung für den zu bildenden Fluidkanal aufweisen. Ferner ist dieser erste Zentrierstift bestimmt für das Zusammenwirken des beschriebenen Schweißwerkzeugs, das ein erstes Schweißwerkzeug bildet, mit einem weiteren, zweiten Schweißwerkzeugs, das dem ersten Schweißwerkzeug derart gegenüberliegend angeordnet ist, dass die jeweiligen Unterseiten einander zugewandt sind. Das zweite Schweißwerkzeug ist bis auf den eingesetzten zweiten Zentrierstift und dessen Federung wie das erste Schweißwerkzeug ausgebildet. Statt des gefedert gelagerten Zentrierstifts weist das zweite Schweißwerkzeug einen Gegenlagerstift auf, der in die zentrale Ausnehmung eingesetzt ist und dessen Unterseite zumindest im Wesentlichen in einer Ebene mit der Unterseite des Innenstempels liegt. Diese Unterseite des Gegenlagerstifts kann konturiert sein, wobei vorzugsweise - sofern vorhanden - die Konturierungen der Unterseite des zweiten Zentrierstifts und der Unterseite des Gegenlagerstifts miteinander korrespondieren. Nach Anordnung der zu schweißenden Folien zwischen erstem und zweitem Schweißwerkzeug drückt der federnd gelagerte zweite Zentrierstift mit seiner Unterseite gegen die Unterseite des Gegenlagerstifts und wird beim weiteren Zusammenfahren von erstem und zweitem Schweißwerkzeug gegen die Federkraft in die zentrale Ausnehmung gedrückt, bis seine Unterseite zumindest im Wesentlichen in einer Ebene mit der Unterseite des Innenstempels liegt. Auf diese Weise können durch die Konturierung der Unterseite des zweiten Zentrierstifts und/oder der Unterseite des Gegenlagerstifts auch im Bereich des zweiten Zentrierstifts Hohlräume bereitgestellt werden, in die beim Schweißen das durch den Druck auf das Schweißwerkzeug verdrängte erweichte Material der Folie eindringen kann. Somit muss das beim Schweißen verdrängte Materialvolumen nicht exakt auf das Hohlraumvolumen, das die Konturierung der Unterseiten von Innenstempel, Schweißstempel und Außenstempel bereitstellen, abgestimmt sein, vielmehr kann weiteres Material in die Konturierung im Bereich des zweiten Zentrierstiftes und des Gegenlagerstifts vordringen und gegebenenfalls im Nachgang entfernt werden. Erstes und zweites Schweißwerkzeug bilden auch in dieser Ausführungsvariante ein Schweißwerkzeug-System.The second centering pin also initially serves to precisely position the foils to be welded before welding, which already have a punched out recess for the fluid channel to be formed. Furthermore, this first centering pin is intended for the interaction of the described welding tool, which forms a first welding tool, with a further, second welding tool, which is arranged opposite the first welding tool in such a way that the respective undersides face each other. The second welding tool is designed like the first welding tool except for the inserted second centering pin and its suspension. Instead of the spring-loaded centering pin, the second welding tool has a counter bearing pin which is inserted into the central recess and whose underside lies at least essentially in a plane with the underside of the inner stamp. This underside of the counter bearing pin can be contoured, with preferably - if present - the contours of the underside of the second centering pin and the underside of the counter bearing pin corresponding to one another. After arranging the foils to be welded between the first and second welding tools, the spring-mounted second centering pin presses with its underside against the underside of the counter-bearing pin and, as the first and second welding tools move further together, is pressed against the spring force into the central recess until its underside is at least substantially lies in one plane with the underside of the inner stamp. In this way, by contouring the underside of the second centering pin and/or the underside of the counter bearing pin, cavities can also be provided in the area of the second centering pin, into which the softened material of the film displaced by the pressure on the welding tool can penetrate during welding. This means that the material volume displaced during welding does not have to be exactly matched to the cavity volume that the contouring of the undersides of the inner stamp, welding stamp and outer stamp provides; rather, further material can penetrate into the contouring in the area of the second centering pin and the counter bearing pin and, if necessary, be removed afterwards become. The first and second welding tools also form a welding tool system in this embodiment variant.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Blasensystems mittels des vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs umfasst die Schritte:

  • Bereitstellen von zwei übereinander angeordneten Folien, wobei die erste Folie zumindest teilweise zur Bildung einer ersten Blase und die zweite Folie zumindest teilweise zur Bildung einer zweiten Blase vorgesehen ist,
  • Verschweißen der beiden Folien und Ausbilden einer Schweißnaht durch Aufdrücken des Schweißwerkzeugs und Beaufschlagen des Schweißwerkzeugs mit einem Hochfrequenz-Wechselfeld, und
  • Formen mindestens einen sich durch das Verschweißen bildenden Schweißwulstes aus Folienmaterial zur Ausbildung einer Konturenzone der beiden verschweißten Folien.
The method according to the invention for producing a bladder system using the welding tool according to the invention described above comprises the steps:
  • Providing two films arranged one above the other, the first film being at least partially intended to form a first bubble and the second film being at least partially intended to form a second bubble,
  • Welding the two foils and forming a weld seam by pressing on the welding tool and applying a high-frequency alternating field to the welding tool, and
  • Forming at least one weld bead formed by welding from foil material to form a contour zone of the two welded foils.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass der plan ausgebildete zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels während des Verschwei-ßens an einer der beiden Folien anliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der plan ausgebildete zweite Teil der Unterseite des Außenstempels bereits vor und/oder bei Beginn des Verschweißens an einer der beiden Folien anliegt.The method according to the invention provides that the planar second part of the underside of the outer stamp lies against one of the two films during welding. In particular, it can be provided that the planar second part of the underside of the outer stamp lies against one of the two films before and/or at the start of welding.

Dadurch wird das Vordringen von beim Verschweißen durch den Schweißstempel verdrängtem Folienmaterial in den Bereich vor dem zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels und damit auch in Bereiche außerhalb des Außenstempels verhindert. Das verdrängte Material steht somit zumindest im Wesentlichen vollständig zur Ausbildung vorgesehener Konturen im Bereich des Schweißwerkzeugs zur Verfügung. Gemäß einer Weiterbildung ist daher vorgesehen, dass beim Schweißen verdrängtes Folienmaterial nicht in den Bereich vor dem zweiten Teil der Unterseite des Schweißstempels vordringt, sondern zur Füllung von Konturen des Schweißwerkzeugs verwendet wird.This prevents film material displaced by the welding stamp during welding from penetrating into the area in front of the second part of the underside of the outer stamp and thus also into areas outside the outer stamp. The displaced material is therefore at least essentially completely available for forming intended contours in the area of the welding tool. According to a further development, it is therefore provided that foil material displaced during welding does not penetrate into the area in front of the second part of the underside of the welding stamp, but is used to fill the contours of the welding tool.

Ferner wird die Folie durch den planen zweiten Teil der Unterseite des Außenstempels niedergehalten und/oder gegen die weitere Folie gedrückt. Somit werden die beiden Folien durch das Schweißwerkzeug und dessen beim Schweißen vorhandenes Gegenstück beim Verschweißen gegeneinandergedrückt und können sich damit nicht schräg stellen oder verformen. Auch nach dem Schweißen erstrecken sich somit die Folien auch im die Konturenzone umgebenden Bereich zumindest im Wesentlichen in einer Ebene mit der Konturenzone und bilden somit keine exponierten, gegebenenfalls abdichtenden Anlageflächen für darüberliegende Folien.Furthermore, the film is held down by the flat second part of the underside of the outer stamp and/or pressed against the further film. Thus, the two foils are pressed against each other during welding by the welding tool and its counterpart present during welding and therefore cannot tilt or deform. Even after welding, the films also extend in the area surrounding the contour zone at least essentially in a plane with the contour zone and therefore do not form any exposed, possibly sealing contact surfaces for films lying above them.

Das erfindungsgemäße Schweißwerkezug und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen die Ausbildung einer Konturenzone, durch die die eingangs beschriebenen Nachteile beim Befüllen eines Mehrkammer-Blasensystems zumindest weitgehend vermieden werden. Insbesondere kann die Konturierung der Unterseiten von Schweißstempel und/oder Außenstempel und/oder Innenstempel derart gestaltet werden, dass die Konturenzone Bereiche und/oder Wülste unterschiedlicher Form und/oder Materialstärke, also Höhe, aufweist. Dadurch ergeben sich Unebenheiten, die einer Abdichtwirkung in Verbindung mit einer darüber liegenden Folie entgegenwirken, da diese nicht mehr plan auf einem geleichmäßig hohen, den Fluidkanal umgebenden Folienbereich aufliegen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Wülste in der Konturenzone kreisförmig um den Fluidkanal erstrecken, wobei entlang der jeweiligen Kreislinien Unterbrechungen der Wülste für die Durchführung von Fluid, insbesondere Luft, vorgesehen sind. Beispielsweise können radiale Fluidführungen in der Konturenzone ausgebildet werden.The welding tool according to the invention and the method according to the invention enable the formation of a contour zone, through which the disadvantages described above when filling a multi-chamber bladder system are at least largely avoided. In particular, the contouring of the undersides of the welding stamp and/or outer stamp and/or inner stamp can be designed in such a way that the contour zone has areas and/or beads of different shapes and/or material thicknesses, i.e. height. This results in unevenness that counteracts a sealing effect in connection with a film lying above it, since this can no longer lie flat on a uniformly high film area surrounding the fluid channel. In particular, it can be provided that the beads in the contour zone extend in a circle around the fluid channel, with interruptions in the beads for the passage of fluid, in particular air, being provided along the respective circular lines. For example, radial fluid guides can be formed in the contour zone.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with regard to further features and advantages based on the description of exemplary embodiments and with reference to the accompanying schematic drawings.

Dabei zeigen

  • 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs,
  • 2 eine Draufsicht auf eine Unterseite des Schweißwerkzeugs nach 1,
  • 3 eine Schnittdarstellung durch das Schweißwerkzeug nach 1 und 2, geschnitten entlang der Linie C-C in 2,
  • 4 in einer perspektivischen Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs, hier ein erstes Schweißwerkzeug,
  • 5 eine Draufsicht auf eine Unterseite des Schweißwerkzeugs nach 4,
  • 6 eine Schnittdarstellung durch das Schweißwerkzeug nach 4 und 5, geschnitten entlang der Linie A-A in 5,
  • 7 in einer perspektivischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs, hier ein mit dem ersten Schweißwerkzeug korrespondierendes zweites Schweißwerkzeug,
  • 8 eine Schnittdarstellung durch das Schweißwerkzeug nach 7,
  • 9 einen ersten Verfahrensschritt bei der Herstellung eines Blasensystems unter Verwendung des ersten Schneidwerkzeugs nach 4 und des zweiten Schneidwerkzeugs nach 7,
  • 10 einen auf den ersten Verfahrensschritt nach 9 folgenden zweiten Verfahrensschritt,
  • 11 schematisch ein Blasensystem,
  • 12 eine Draufsicht auf Schweißnaht und Konturenzone eines erfindungsgemäß hergestellten Blasensystems,
  • 13 eine perspektivische Ansicht der in 12 gezeigten Schweißnaht und Konturenzone,
  • 14 eine seitliche Schnittdarstellung von Schweißnaht und Konturenzone gemäß 12 und 13, und
  • 15 eine vergrößerte Ausschnittdarstellung von Schweißnaht und Konturenzone aus 14.
Show it
  • 1 in a perspective sectional view a first embodiment of a welding tool according to the invention,
  • 2 a top view of an underside of the welding tool 1 ,
  • 3 a sectional view through the welding tool 1 and 2 , cut along the line CC in 2 ,
  • 4 in a perspective sectional view a second embodiment of a welding tool according to the invention, here a first welding tool,
  • 5 a top view of an underside of the welding tool 4 ,
  • 6 a sectional view through the welding tool 4 and 5 , cut along line AA in 5 ,
  • 7 in a perspective view a third embodiment of a welding tool according to the invention, here a second welding tool corresponding to the first welding tool,
  • 8th a sectional view through the welding tool 7 ,
  • 9 a first process step in the production of a bladder system using the first cutting tool 4 and the second cutting tool 7 ,
  • 10 one after the first procedural step 9 following second process step,
  • 11 schematically a bubble system,
  • 12 a top view of the weld seam and contour zone of a bladder system produced according to the invention,
  • 13 a perspective view of the in 12 shown weld seam and contour zone,
  • 14 a side sectional view of the weld seam and contour zone 12 and 13 , and
  • 15 an enlarged detail view of the weld seam and contour zone 14 .

Einander entsprechende Teile und Komponenten in den Figuren sind, auch über verschiedenen Ausführungsbeispiele hinweg, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Corresponding parts and components in the figures are designated with the same reference numerals, even across different exemplary embodiments.

1, 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs 10 zum Herstellen eines Blasensystems 50 mittels Hochfrequenz-Schweißen. Das Schweißwerkzeug 10 umfasst einen Schweißstempel 11 mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite 12, welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist. Die Unterseite 12 weist eine Konturierung 12a auf und ist somit konturiert ausgebildet. 1 , 2 and 3 show a first exemplary embodiment of a welding tool 10 according to the invention for producing a bladder system 50 using high-frequency welding. The welding tool 10 includes a welding stamp 11 with an underside 12 forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field. The underside 12 has a contour 12a and is therefore contoured.

Weiter umfasst das Schweißwerkzeug 10 einen den Schweißstempel 11 umgebenden Außenstempel 13, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist. Der Außenstempel 13 weist eine zweiteilige Unterseite 14 umfassend einen ersten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial innenliegenden Teil 15 und einen zweiten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial außenliegenden Teil 16 auf. Der erste Teil 15 der Unterseite 14 zeigt eine Konturierung 15a und ist somit konturiert ausgebildet. Der zweite Teil 16 der Unterseite 14 ist plan ausgebildet.The welding tool 10 further comprises an outer stamp 13 surrounding the welding stamp 11, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field. The outer stamp 13 has a two-part underside 14 comprising a first, radially inner part 15 surrounding the welding stamp 11 and a second, radially outer part 16 surrounding the welding stamp 11. The first part 15 of the underside 14 shows a contour 15a and is therefore designed to be contoured. The second part 16 of the underside 14 is flat.

Der Außenstempel 13 ist starr mit dem Schweißstempel 11 verbunden. Die Unterseite 14 des Außenstempels 13, insbesondere auch der erste Teil 15 der Unterseite 14, ist zurückversetzt gegenüber der Unterseite 12 des Schweißstempels 11 angeordnet.The outer stamp 13 is rigidly connected to the welding stamp 11. The underside 14 of the outer stamp 13, in particular the first part 15 of the underside 14, is arranged set back from the underside 12 of the welding stamp 11.

Der Schweißstempel 11 weist eine mittige Ausnehmung 19 auf. Innerhalb der Ausnehmung 19 ist ein Innenstempel 20 angeordnet, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist und an einer Unterseite 21 eine Konturierung 21a zeigt und somit konturiert ist.The welding stamp 11 has a central recess 19. An inner stamp 20 is arranged within the recess 19, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field and shows a contour 21a on an underside 21 and is therefore contoured.

Die Unterseite 21 des Innenstempels 20 weist eine zentrale Ausnehmung 22 auf, die radial von der konturierten Unterseite 21 des Innenstempels 20 umgeben ist. In die zentrale Ausnehmung 22 ist ein erster Zentrierstift 23 eingesetzt, der über die Unterseite 22 des Innenstempels 20 hervorsteht. Beim Herstellen eines Blasensystems 50 wird der Zentrierstift 23 durch bereits vorhandene Ausstanzungen für die Ausbildung eines Fluidkanals der beiden zu verschweißenden Folien gesteckt und die beiden Folien dadurch für das Verschweißen relativ zum Schweißwerkzeug 10 positioniert.The underside 21 of the inner stamp 20 has a central recess 22 which is surrounded radially by the contoured underside 21 of the inner stamp 20. A first centering pin 23 is inserted into the central recess 22 and protrudes beyond the underside 22 of the inner stamp 20. When producing a bladder system 50, the centering pin 23 is inserted through existing punchings to form a fluid channel of the two films to be welded and the two films are thereby positioned relative to the welding tool 10 for welding.

4, 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs 10 zum Herstellen eines Blasensystems 50 mittels Hochfrequenz-Schweißen. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein erstes Schweißwerkzeug 10a, das mit einem nachfolgend anhand von 7 und 8 gezeigten zweiten Schweißwerkzeug 10b beim Verschweißen der Folien bei der Herstellung eines Blasensystems zusammenwirkt, wie beispielhaft in 9 und 10 gezeigt. 4 , 5 and 6 show a second embodiment of a welding tool 10 according to the invention for producing a bladder system 50 using high-frequency welding. This second exemplary embodiment is a first welding tool 10a, which is described below with reference to 7 and 8th shown second welding tool 10b interacts when welding the foils in the production of a bladder system, as exemplified in 9 and 10 shown.

Das Schweißwerkzeug 10 umfasst auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel einen Schweißstempel 11 mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite 12, welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist. Die Unterseite 12 weist eine Konturierung 12a auf und ist somit konturiert ausgebildet.In this second exemplary embodiment, the welding tool 10 also includes a welding stamp 11 with an underside 12 forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field. The underside 12 has a contour 12a and is therefore contoured.

Weiter umfasst das Schweißwerkzeug 10 einen den Schweißstempel 11 umgebenden Außenstempel 13, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist. Der Außenstempel 13 weist eine zweiteilige Unterseite 14 umfassend einen ersten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial innenliegenden Teil 15 und einen zweiten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial außenliegenden Teil 16 auf. Der erste Teil 15 der Unterseite 14 zeigt eine Konturierung 15a und ist somit konturiert ausgebildet. Der zweite Teil 16 der Unterseite 14 ist plan ausgebildet.The welding tool 10 further comprises an outer stamp 13 surrounding the welding stamp 11, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field. The outer stamp 13 has a two-part underside 14 comprising a first, radially inner part 15 surrounding the welding stamp 11 and a second, radially outer part 16 surrounding the welding stamp 11. The first part 15 of the underside 14 shows a contour 15a and is therefore designed to be contoured. The second part 16 of the underside 14 is flat.

Der Außenstempel 13 ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel anders als beim ersten Ausführungsbeispiel nicht starr mit dem Schweißstempel 11 verbunden, sondern derart beweglich und gefedert mittels einer Federung 17 gegenüber dem Schweißstempel 11 gelagert, dass die Unterseite 14 des Außenstempels 13, insbesondere auch der erste Teil 15 der Unterseite 14, bei Druck gegen die Federkraft der Federung 17 gegenüber der Unterseite 12 des Schweißstempels 11 zurückversetzt wird, wie in 6 angedeutet. Im unbelasteten Zustand kann die Unterseite 14 des Außenstempels 13, insbesondere auch der erste Teil 15 der Unterseite 14, zumindest im Wesentlichen in einer Ebene mit der Unterseite 12 des Schweißstempels 11 liegen. Die Federung 17 ist an einer der Unterseite 14 gegenüberliegenden Rückseite 18 des Außenstempels angeordnet.In this second exemplary embodiment, unlike in the first exemplary embodiment, the outer stamp 13 is not rigidly connected to the welding stamp 11, but is mounted in such a movable and resilient manner relative to the welding stamp 11 by means of a suspension 17 that the underside 14 of the outer stamp 13, in particular also the first part 15 the underside 14, when pressure is applied against the spring force of the suspension 17 compared to the underside 12 of the welding stamp 11 is set back, as in 6 indicated. In the unloaded state, the underside 14 of the outer stamp 13, in particular also the first part 15 of the underside 14, can lie at least essentially in a plane with the underside 12 of the welding stamp 11. The suspension 17 is arranged on a rear side 18 of the outer stamp opposite the underside 14.

Der Schweißstempel 11 des zweiten Ausführungsbeispiels weist wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine mittige Ausnehmung 19 auf. Innerhalb der Ausnehmung 19 ist ein Innenstempel 20 angeordnet, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist und an einer Unterseite 21 eine Konturierung 21a zeigt und somit konturiert ist.The welding stamp 11 of the second exemplary embodiment has, as in the first exemplary embodiment, a central recess 19. An inner stamp 20 is arranged within the recess 19, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field and shows a contour 21a on an underside 21 and is therefore contoured.

Die Unterseite 21 des Innenstempels 20 weist eine zentrale Ausnehmung 22 auf, die radial von der konturierten Unterseite 21 des Innenstempels 20 umgeben ist. In die zentrale Ausnehmung 22 ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ein zweiter Zentrierstift 24 eingesetzt, der relativ zum Innenstempel 20 entlang einer vertikalen Erstreckung der zentralen Ausnehmung 22 beweglich und mittels einer Feder 25 gefedert in der zentralen Ausnehmung 22 gelagert ist, wobei der zweite Zentrierstift 24 bei unbelasteter Feder 25 über die Unterseite 21 des Innenstempels 20 hervorsteht. Beim Herstellen eines Blasensystems 50 wird der Zentrierstift 24 durch bereits vorhandene Ausstanzungen für die Ausbildung eines Fluidkanals der beiden zu verschweißenden Folien gesteckt und die beiden Folien dadurch für das Verschweißen relativ zum Schweißwerkzeug 10 positioniert.The underside 21 of the inner stamp 20 has a central recess 22 which is surrounded radially by the contoured underside 21 of the inner stamp 20. In this second exemplary embodiment, a second centering pin 24 is inserted into the central recess 22, which is movable relative to the inner stamp 20 along a vertical extent of the central recess 22 and is sprung in the central recess 22 by means of a spring 25, the second centering pin 24 being at unloaded spring 25 protrudes over the underside 21 of the inner stamp 20. When producing a bladder system 50, the centering pin 24 is inserted through existing punchings to form a fluid channel of the two films to be welded and the two films are thereby positioned relative to the welding tool 10 for welding.

Eine Unterseite 26 des zweiten Zentrierstifts 24 weist eine Konturierung 26a auf und somit konturiert.An underside 26 of the second centering pin 24 has a contour 26a and is therefore contoured.

7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkzeugs 10 zum Herstellen eines Blasensystems 50 mittels Hochfrequenz-Schweißen. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein zweites Schweißwerkzeug 10b, das mit dem vorstehend anhand von 4, 5 und 6 gezeigten ersten Schweißwerkzeug 10a beim Verschweißen der Folien bei der Herstellung eines Blasensystems zusammenwirkt, wie beispielhaft in 9 und 10 gezeigt. 7 and 8th show a third embodiment of a welding tool 10 according to the invention for producing a bladder system 50 using high-frequency welding. This third exemplary embodiment is a second welding tool 10b, which is based on the above 4 , 5 and 6 shown first welding tool 10a interacts when welding the foils in the production of a bladder system, as exemplified in 9 and 10 shown.

Das Schweißwerkzeug 10 umfasst auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel einen Schweißstempel 11 mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite 12, welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist. Die Unterseite 12 weist eine Konturierung 12a auf und ist somit konturiert ausgebildet.In this third exemplary embodiment, the welding tool 10 also includes a welding stamp 11 with an underside 12 forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field. The underside 12 has a contour 12a and is therefore contoured.

Weiter umfasst das Schweißwerkzeug 10 einen den Schweißstempel 11 umgebenden Außenstempel 13, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist. Der Außenstempel 13 weist eine zweiteilige Unterseite 14 umfassend einen ersten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial innenliegenden Teil 15 und einen zweiten den Schweißstempel 11 umgebenden, radial außenliegenden Teil 16 auf. Der erste Teil 15 der Unterseite 14 zeigt eine Konturierung 15a und ist somit konturiert ausgebildet. Der zweite Teil 16 der Unterseite 14 ist plan ausgebildet.The welding tool 10 further comprises an outer stamp 13 surrounding the welding stamp 11, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field. The outer stamp 13 has a two-part underside 14 comprising a first, radially inner part 15 surrounding the welding stamp 11 and a second, radially outer part 16 surrounding the welding stamp 11. The first part 15 of the underside 14 shows a contour 15a and is therefore designed to be contoured. The second part 16 of the underside 14 is flat.

Der Außenstempel 13 ist bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wie beim zweiten Ausführungsbeispiel derart beweglich und gefedert mittels einer Federung 17 gegenüber dem Schweißstempel 11 gelagert, dass die Unterseite 14 des Außenstempels 13, insbesondere auch der erste Teil 15 der Unterseite 14, bei Druck gegen die Federkraft der Federung 17 gegenüber der Unterseite 12 des Schweißstempels 11 zurückversetzt wird. Im unbelasteten Zustand kann die Unterseite 14 des Außenstempels 13, insbesondere auch der erste Teil 15 der Unterseite 14, zumindest im Wesentlichen in einer Ebene mit der Unterseite 12 des Schweißstempels 11 liegen. Die Federung 17 ist an einer der Unterseite 14 gegenüberliegenden Rückseite 18 des Außenstempels angeordnet, analog zur Ausbildung beim zweiten Ausführungsbeispiel.In this third exemplary embodiment, as in the second exemplary embodiment, the outer stamp 13 is mounted in such a way that it is movable and sprung relative to the welding stamp 11 by means of a suspension 17, so that the underside 14 of the outer stamp 13, in particular also the first part 15 of the underside 14, when pressed against the spring force of the Suspension 17 is set back relative to the underside 12 of the welding stamp 11. In the unloaded state, the underside 14 of the outer stamp 13, in particular also the first part 15 of the underside 14, can lie at least essentially in a plane with the underside 12 of the welding stamp 11. The suspension 17 is arranged on a rear side 18 of the outer stamp opposite the underside 14, analogous to the design in the second exemplary embodiment.

Der Schweißstempel 11 des dritten Ausführungsbeispiels weist wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine mittige Ausnehmung 19 auf. Innerhalb der Ausnehmung 19 ist allerdings bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ein Gegenlagerstift 27 angeordnet, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist und an einer Unterseite 28 eine Konturierung 28a zeigt und somit konturiert ist. Die Konturierung 28a ist entsprechend der Konturierung 26a der Unterseite 26 des zweiten Zentrierstifts 24 ausgebildet, so dass beim aneinanderlegen von erstem Schweißwerkzeug 10a und zweitem Schweißwerkzeug 10b bei der Herstellung der Folienblase, wie in 9 und 10 gezeigt, durch die Konturierungen 26a und 28a gemeinsame Hohlräume zur Ausbildung von Schweißwülsten 56 bei der Verdrängung des erweichten Folienmaterials beim Schweißen gebildet werden. Die Unterseite 28 des Gegenlagerstifts 27 bildet beim Schweißen ein Gegenlager für den federnd gelagerten zweiten Zentrierstift 24.The welding stamp 11 of the third exemplary embodiment has a central recess 19, as in the first exemplary embodiment. However, in this third exemplary embodiment, a counter bearing pin 27 is arranged within the recess 19, which is formed from material that does not conduct the high-frequency alternating electric field and shows a contour 28a on an underside 28 and is therefore contoured. The contouring 28a is designed to correspond to the contouring 26a of the underside 26 of the second centering pin 24, so that when the first welding tool 10a and second welding tool 10b are placed next to each other during the production of the film bubble, as in 9 and 10 shown, through the contours 26a and 28a common cavities are formed for the formation of weld beads 56 when the softened film material is displaced during welding. During welding, the underside 28 of the counter bearing pin 27 forms a counter bearing for the resiliently mounted second centering pin 24.

9 und 10 zeigen zwei Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Blasensystems 50 unter Verwendung des vorstehend beschriebenen ersten Schweißwerkzeugs 10a und des vorstehend beschriebenen zweiten Schweißwerkzeugs 10b. Im in 9 gezeigten ersten Verfahrensschritt werden eine erste Folie 51 und eine zweite Folie 52, die durch dieses Verfahren verschweißt werden sollen und jeweils bereits eine Ausstanzung für einen zu bildenden Fluidkanal 59 (Überströmkanal) aufweisen, mittels diesen Ausstanzungen auf den zweiten Zentrierstift 24 gesteckt, so dass sie in gewünschter Weise relativ zum ersten Schweißwerkzeug 10a positioniert sind. Im in 10 gezeigten zweiten Verfahrensschritt sind das erste Schweißwerkzeug 10a und das zweite Schweißwerkzeug 10b zusammengefahren und das Schweißen wird durch Beaufschlagung eines oder beider Schweißstempel 11 mit einem Hochfrequenz-Wechselfeld und unter Druck durchgeführt. Der federnd gelagerte zweite Zentrierstift 24 wird hierbei durch den Gegenlagerstift 27 in die Ausnehmung 19 des Schweißstempels 11 des ersten Schweißwerkzeugs 10a gedrückt. 9 and 10 show two process steps in the production of a bladder system 50 using the first welding tool 10a described above and the second welding tool 10b described above. Im in 9 The first method step shown is a first film 51 and a second film 52, which are to be welded by this method and each already has a punched out for a fluid channel 59 (overflow channel) to be formed, inserted onto the second centering pin 24 by means of these punched outs, so that they are positioned in the desired manner relative to the first welding tool 10a. Im in 10 In the second method step shown, the first welding tool 10a and the second welding tool 10b are moved together and the welding is carried out by applying a high-frequency alternating field and under pressure to one or both welding stamps 11. The resiliently mounted second centering pin 24 is pressed into the recess 19 of the welding stamp 11 of the first welding tool 10a by the counter bearing pin 27.

11 zeigt schematisch ein Blasensystem 50, wie es mittels der erfindungsgemäßen Schweißwerkzeuge 10 und des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Es handelt sich hierbei um ein Mehrkammer-Blasensystem, das im vorliegenden Fall eine erste Blase 53 und eine zweite Blase 54 umfasst. Diese Blasen 53, 54 sind typischerweise jeweils aus zwei übereinander gelegten und an den Rändern verschweißten Folien gebildet, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Zu erkennen sind die erste Folie 51 und die zweite Folie 52, deren Verschweißung beispielhaft vorstehend anhand von 9 und 10 erläutert wurde. Zu erkennen ist der aus den vorgestanzten Ausstanzungen der beiden Folien 51, 52 gebildete Fluidkanal 59 (Überströmkanal), der von einer Konturenzone 57 umgeben ist, in der die von den Konturierungen der Unterseiten der Schweißwerkzeuge ausgebildeten Schweißwülste angeordnet sind. Die erste Blase 53 weist eine Druckluftversorgung 58 auf. Hierüber der ersten Blase 53 zugeführte Druckluft gelangt über den Fluidkanal 59 in die zweite Blase 54. 11 shows schematically a bladder system 50, as produced using the welding tools 10 according to the invention and the method according to the invention. This is a multi-chamber bladder system, which in the present case includes a first bladder 53 and a second bladder 54. These bubbles 53, 54 are typically formed from two foils placed one on top of the other and welded at the edges, which is not shown in the figures. The first film 51 and the second film 52 can be seen, the welding of which is shown above as an example 9 and 10 was explained. You can see the fluid channel 59 (overflow channel) formed from the pre-punched cut-outs of the two films 51, 52, which is surrounded by a contour zone 57 in which the weld beads formed by the contours of the undersides of the welding tools are arranged. The first bladder 53 has a compressed air supply 58. Compressed air supplied here to the first bladder 53 reaches the second bladder 54 via the fluid channel 59.

12, 13, 14 und 15 zeigen die beiden miteinander verschweißten Folien 51, 52. Das Verschweißen kann hierbei sowohl mit einem Schweißwerkzeug 10 gemäß ersten Ausführungsbeispiel als auch mit den Schweißwerkzeugen 10a, 10b gemäß zweitem und drittem Ausführungsbeispiel erfolgt sein. Zu erkennen ist eine durch das Schweißen gebildete Schweißnaht 55 und eine Konturenzone 57, in der die von den Konturierungen der Unterseiten der Schweißwerkzeuge 10 ausgebildeten Schweißwülste 56 angeordnet sind. Hierbei wird jede Ansammlung von beim Schweißen verdrängtem Material der Folien als Schweißwulst 56 bezeichnet, unabhängig von deren konkreter Form. 12 , 13 , 14 and 15 show the two foils 51, 52 welded together. The welding can be carried out both with a welding tool 10 according to the first exemplary embodiment and with the welding tools 10a, 10b according to the second and third exemplary embodiments. What can be seen is a weld seam 55 formed by welding and a contour zone 57 in which the weld beads 56 formed by the contours of the undersides of the welding tools 10 are arranged. Any accumulation of foil material displaced during welding is referred to as a weld bead 56, regardless of its specific shape.

Zu erkennen ist insbesondere in 14 und 15, dass sich die beiden Folien 51, 52 nach dem Verschweißen an der Außenseite der Konturenzone 57 parallel zueinander von der äußersten Schweißwulst 56 weg erstrecken und hierbei in einer Ebene mit der Erstreckung der Konturenzone 57 liegen. Der zweite Teil 16 der Unterseite 14 des Außenstempels 13 der erfindungsgemäßen Schweißwerkezuge 10, 10a, 10b wirkt somit als Niederhalter für die Folien 51, 52 beim Schweißen und sorgt dafür, dass diese an der Außenseite der Konturenzone 57 nicht schräg abstehen.Can be seen in particular in 14 and 15 that the two films 51, 52 extend parallel to each other away from the outermost weld bead 56 after welding on the outside of the contour zone 57 and lie in a plane with the extent of the contour zone 57. The second part 16 of the underside 14 of the outer stamp 13 of the welding tools 10, 10a, 10b according to the invention thus acts as a hold-down device for the foils 51, 52 during welding and ensures that they do not protrude obliquely on the outside of the contour zone 57.

Bezugszeichen listeReference symbol list

1010
SchweißwerkzeugWelding tool
10a10a
erstes Schweißwerkzeugfirst welding tool
10b10b
zweites Schweißwerkzeugsecond welding tool
1111
SchweißstempelWelding stamp
1212
Unterseite des Schweißstempels 11Bottom of the welding stamp 11
12a12a
Konturierung der Unterseite 12Contouring the bottom 12
1313
AußenstempelOutside stamp
1414
Unterseite des Außenstempels 13Underside of the outer stamp 13
1515
erster Teil der Unterseite 14first part of the bottom 14
15a15a
Konturierung des ersten Teils 15 der Unterseite 14Contouring of the first part 15 of the underside 14
1616
zweiter Teil der Unterseite 14second part of the bottom 14
1717
Federungsuspension
1818
Rückseite des Außenstempels 13Back of the outer stamp 13
1919
Ausnehmung des Schweißstempels 11Recess of the welding stamp 11
2020
InnenstempelInside stamp
2121
Unterseite des Innenstempels 20Bottom of the inner stamp 20
21a21a
Konturierung der Unterseite 21Contouring the bottom 21
2222
zentrale Ausnehmung der Unterseite 21 des Innenstempels 20central recess in the underside 21 of the inner stamp 20
2323
erster Zentrierstiftfirst centering pin
2424
zweiter Zentrierstiftsecond centering pin
2525
FederFeather
2626
Unterseite des zweiten Zentrierstifts 24Underside of the second centering pin 24
26a26a
Konturierung der Unterseite 26Contouring the bottom 26
2727
Gegenlagerstiftcounter bearing pin
2828
Unterseite des Gegenlagerstifts 27Underside of the counter bearing pin 27
28a28a
Konturierung der Unterseite 28 des Gegenlagerstifts 27Contouring of the underside 28 of the counter bearing pin 27
5050
BlasensystemBladder system
5151
erste Foliefirst slide
5252
zweite Foliesecond slide
5353
erste Blasefirst bubble
5454
zweite Blasesecond bubble
5555
SchweißnahtWeld
5656
Schweißwulstweld bead
5757
KonturenzoneContour zone
5858
DruckluftversorgungCompressed air supply
5959
Fluidkanal (Überströmkanal)Fluid channel (overflow channel)

Claims (13)

Schweißwerkzeug (10) zum Herstellen eines Blasensystems (50) mittels Hochfrequenz-Schweißen, umfassend einen Schweißstempel (11) mit einer die Schweißfläche bildenden Unterseite (12), welcher aus einem ein elektrisches Hochfrequenz-Wechselfeld leitenden Material gebildet ist, und einen den Schweißstempel (11) umgebenden Außenstempel (13), welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenstempel (13) eine zweiteilige Unterseite (14) umfassend einen ersten den Schweißstempel (11) umgebenden, radial innenliegenden Teil (15) und einen zweiten den Schweißstempel (11) umgebenden, radial außenliegenden Teil (16) aufweist, wobei der erste Teil (15) der Unterseite (14) konturiert ist und der zweite Teil (16) der Unterseite (14) plan ausgebildet ist.Welding tool (10) for producing a bladder system (50) by means of high-frequency welding, comprising a welding stamp (11) with an underside (12) forming the welding surface, which is made of a material that conducts a high-frequency alternating electric field, and a welding stamp ( 11) surrounding outer stamp (13), which is formed from material that is non-conductive to the high-frequency alternating electric field, characterized in that the outer stamp (13) has a two-part underside (14) comprising a first, radially inner part (15) surrounding the welding stamp (11). ) and a second, radially outer part (16) surrounding the welding stamp (11), the first part (15) of the underside (14) being contoured and the second part (16) of the underside (14) being flat. Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenstempel (13) starr mit dem Schweißstempel (11) verbunden ist, wobei die Unterseite (14) des Außenstempels (13) zurückversetzt gegenüber der Unterseite (12) des Schweißstempels (11) angeordnet ist.Welding tool (10). Claim 1 , characterized in that the outer stamp (13) is rigidly connected to the welding stamp (11), the underside (14) of the outer stamp (13) being arranged set back from the underside (12) of the welding stamp (11). Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenstempel (13) derart beweglich und gefedert mittels einer Federung (17) relativ zum Schweißstempel (11) gelagert ist, dass die Unterseite (14) des Außenstempels (13) bei Druck gegen die Federkraft der Federung (17) gegenüber der Unterseite (12) des Schweißstempels (12) zurückversetzt wird.Welding tool (10). Claim 1 , characterized in that the outer stamp (13) is mounted so that it is movable and sprung relative to the welding stamp (11) by means of a suspension (17) that the underside (14) of the outer stamp (13) when pressed against the spring force of the suspension (17) is set back relative to the underside (12) of the welding stamp (12). Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (14) des Außenstempels (13) im unbelasteten Zustand der Federung (17) in einer Ebene mit der Unterseite (12) des Schweißstempels (11) liegt oder über die Unterseite (12) des Schweißstempels (11) hervorsteht.Welding tool (10). Claim 3 , characterized in that the underside (14) of the outer stamp (13) in the unloaded state of the suspension (17) lies in a plane with the underside (12) of the welding stamp (11) or above the underside (12) of the welding stamp (11) protrudes. Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung (17) an einer der Unterseite (14) des Außenstempels (13) gegenüberliegenden Rückseite (18) des Außenstempels (13) angeordnet ist.Welding tool (10). Claim 3 or 4 , characterized in that the suspension (17) is arranged on a rear side (18) of the outer stamp (13) opposite the underside (14) of the outer stamp (13). Schweißwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißstempel (11) eine mittige Ausnehmung (19) aufweist und innerhalb der Ausnehmung (19) ein Innenstempel (20) angeordnet ist, welcher aus das elektrische Hochfrequenz-Wechselfeld nichtleitendem Material gebildet und an einer Unterseite (21) konturiert (21a) ist.Welding tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the welding stamp (11) has a central recess (19) and an inner stamp (20) is arranged within the recess (19), which is made of material that does not conduct the high-frequency alternating electric field formed and contoured (21a) on an underside (21). Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (21) des Innenstempels (20) eine zentrale Ausnehmung (22) aufweist, die radial von der konturierten Unterseite (21) des Innenstempels (20) umgeben ist.Welding tool (10). Claim 6 , characterized in that the underside (21) of the inner stamp (20) has a central recess (22) which is surrounded radially by the contoured underside (21) of the inner stamp (20). Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die zentrale Ausnehmung (22) ein erster Zentrierstift (23) eingesetzt ist, der über die Unterseite (22) des Innenstempels (20) hervorsteht.Welding tool (10). Claim 7 , characterized in that a first centering pin (23) is inserted into the central recess (22), which protrudes beyond the underside (22) of the inner stamp (20). Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die zentrale Ausnehmung (22) ein zweiter Zentrierstift (24) eingesetzt ist, der relativ zum Innenstempel (20) entlang einer vertikalen Erstreckung der zentralen Ausnehmung (22) beweglich und mittels einer Feder (25) gefedert in der zentralen Ausnehmung (22) gelagert ist, wobei der zweite Zentrierstift (24) bei unbelasteter Feder (25) über die Unterseite (21) des Innenstempels (20) hervorsteht.Welding tool (10). Claim 7 , characterized in that a second centering pin (24) is inserted into the central recess (22), which is movable relative to the inner stamp (20) along a vertical extent of the central recess (22) and sprung in the central one by means of a spring (25). Recess (22) is mounted, with the second centering pin (24) protruding beyond the underside (21) of the inner stamp (20) when the spring (25) is unloaded. Schweißwerkzeug (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite (26) des zweiten Zentrierstifts (24) konturiert (26a) ist.Welding tool (10). Claim 9 , characterized in that an underside (26) of the second centering pin (24) is contoured (26a). Verfahren zum Herstellen eines Blasensystems (50) mittels des Schweißwerkzeugs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: Bereitstellen von zwei übereinander angeordneten Folien (51, 52), wobei die erste Folie (51) zumindest teilweise zur Bildung einer ersten Blase (53) und die zweite Folie (52) zumindest teilweise zur Bildung einer zweiten Blase (54) vorgesehen ist, Verschweißen der beiden Folien (51, 52) und Ausbilden einer Schweißnaht (55) durch Aufdrücken des Schweißwerkzeugs (10) und Beaufschlagen des Schweißwerkzeugs (10) mit einem Hochfrequenz-Wechselfeld, und Formen mindestens eines sich durch das Verschweißen bildenden Schweißwulstes (56) aus Folienmaterial zur Ausbildung einer Konturenzone (57) der beiden verschweißten Folien (51, 52), dadurch gekennzeichnet, dass der plan ausgebildete zweite Teil (16) der Unterseite (14) des Au-ßenstempels (13) während des Verschweißens an einer der beiden Folien (51, 52) anliegt.Method for producing a bubble system (50) by means of the welding tool (10) according to one of the preceding claims, comprising the steps: providing two foils (51, 52) arranged one above the other, the first foil (51) being at least partially used to form a first bubble (53) and the second film (52) is at least partially intended to form a second bubble (54), welding the two films (51, 52) and forming a weld seam (55) by pressing on the welding tool (10) and applying pressure to the welding tool (10) with a high-frequency alternating field, and forming at least one weld bead (56) formed by the welding made of film material to form a contour zone (57) of the two welded films (51, 52), characterized in that the planar second part (16) the underside (14) of the outer stamp (13) during ver welding rests on one of the two foils (51, 52). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der plan ausgebildete zweite Teil (16) der Unterseite (14) des Au-ßenstempels (13) bereits vor und/oder bei Beginn des Verschwei-ßens an einer der beiden Folien (51, 52) anliegt.Procedure according to Claim 11 , characterized in that the flat second part (16) of the underside (14) of the outer stamp (13) already rests on one of the two foils (51, 52) before and/or at the start of welding. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schweißen verdrängtes Folienmaterial nicht in den Bereich vor dem zweiten Teil (16) der Unterseite (14) des Schweißstempels (13) vordringt, sondern zur Füllung von Konturen (12a, 16a, 21a, 26a) des Schweißwerkzeugs (10) verwendet wird.Procedure according to Claim 11 or 12 , characterized in that film material displaced during welding does not penetrate into the area in front of the second part (16) of the underside (14) of the welding stamp (13), but rather to fill contours (12a, 16a, 21a, 26a) of the welding tool (10 ) is used.
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