DE1104169B

DE1104169B - Vorrichtung zum Schweissen von thermoplastischen Kunststoffolien

Info

Publication number: DE1104169B
Application number: DESCH21649A
Authority: DE
Inventors: August Schwarzkopf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-02-27
Filing date: 1957-02-27
Publication date: 1961-04-06

Description

Vorrichtung zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffolien Die Erfindung behandelt eine Vorrichtung zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffolien und erlaubt das Zusammenschweißen von zwei und mehr Folien nach beliebigen Konturen.
Zum Schweißen von thermoplastischen Folien ist es bekannt, die miteinander zu verbindenden Folien mit einem Stempel gegen einen mit dem Schweißgerät fest verbundenen, elektrisch beheizten Draht aus Widerstandsmaterial anzudrücken. Durch die Hitze des Widerstandsdrahtes kommen die Folien dann zum Schmelzen, wodurch sich die Schweißnaht ergibt. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, diese Widerstandsdrähte nach der beabsichtigten Schweißkontur zu biegen.
Zur Verhinderung des Anklebens der Folie am Widerstandsdraht ist es bereits bekannt, die Drähte durch Antihaftfolien abzudecken.
Zweck der Erfindung ist es, die bekannten Schweißvorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß sie vielseitiger verwendbar sind und eine schnellere Fertigung erlauben.
Die Vorrichtung nach der Erfindung, die mit einem zwischen zwei nicht schmelzenden Antihaftfolien eingelegten, während des Schweißens ruhenden, elektrisch erhitzten, profilierten Widerstandsdraht ausgerüstet ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht und die beiden Antihaftfolien in einem auswechselbar in die Schweißebene einführbaren Formhalter angeordnet sind und die zu schweißenden Kunststoffolien mit Hilfe von Stempeln beiderseits gegen die Flachseiten des Formhalters andrückbar sind.
Je nach der Beschaffenheit der zu schweißenden Folie wird der Widerstandsdraht dauernd oder nur vorübergehend beim Schließen der Stempel beheizt.
Dabei schmelzen die Folien längs der Auflage am Widerstands draht, wodurch beiderseits des Widerstandsdrahts eine schmale Schweißnaht entsprechend dessen Kontur entsteht. In der einfachsten Ausführung ist der Widerstandsdraht in einer Ebene gebogen; die Andrückstempel sind an sich bekannte, entsprechend ebene Druckplatten. Man kann den Widerstandsdraht aber auch in einer Raumfläche biegen. Die Andrückstempel müssen dann dieser Raumfläche angepaßt sein.
Bei Verlauf der Kontur des Widerstandsdrahtes in einer Ebene und ebenen Andrückstempeln kann man mit den gleichen Andrückstempeln beliebige Konturen schweißen. Man muß dabei lediglich das aus dem Widerstandsdraht gebogene Heizelement auswechseln.
Dieses Heizelement läßt sich verhältnismäßig einfach und billig herstellen und erlaubt eine universelle Verwendung der Vorrichtung für die verschiedensten Schweißformen. So kann man z. B. mit der gleichen Vorrichtung bei Austausch des Heizelements Flaschen, Tüten, Handschuhe usw. herstellen. Da der Widerstandsdraht gegen die Andrückstempel zwei Auflageflächen hat, kann man auf der Ober- und Unterseite des Widerstandsdrahtes zwei Schweißnähte und so gleichzeitig den gleichen Gegenstand zweimal erzeugen.
Zum raschen Auswechseln des Schweiß elements in der Vorrichtung kann man den Widerstandsdraht mit seinen Anschlußenden in einen den Formhalter bildenden Wechselrahmen einsetzen, der zwischen die beiden Andrückstempel einführbar ist. Der Wechselrahmen sorgt für eine starre Lagerung des Widerstandsdrahtes zwischen den beiden Andrückstempeln.
Die mit einer elastischen Auflage bezogenen Andrückstempel kann man zusätzlich noch mit Glasseidegewebe abdecken. Zwischen diesem Glasseidegewebe und der elastischen Auflage kann man außerdem noch eine dünne Kupferfolie zur raschen Wärmeverteilung zwecks Wärmeschutz der Auflage einlegen. Als elastische Auflage eignet sich z. B. wärmefester Gummi.
Derartige Maßnahmen sind bei Andrückstempeln von Vorrichtungen zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffolien ganz allgemein bekannt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in Verbindung mit der Zeichnung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Schweißvorrichtung mit dem Heizelement in einem Formhalter nach der Linie A-B der Fig. 2; die einzelnen Teile sind dabei zum leichten Erkennen des Aufbaus in der Senkrechten auseinandergezogen; in der Praxis liegen diese einzelnen Teile dicht aufeinander, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schweißvorrichtung mit einem Formhalter gemäß Fig. 1 unter Weglassung des Oberstempels, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein einzelnes Heizelement mit einer Anschlußleiste, Fig. 4 einen Spannrahmen zum Schweißen gerader Konturen als Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 5 und Fig. 5 einen Querschnitt durch den gleichen Spannrahmen nach der Linie C--D -der Fig. 4; in der Fig. 4 ist dabei die -rechte---Hälfte des Spamlrahmens weggelassen; die rechte Hälfte ist genau so ausgebildet wie die dargestellte linke Hälfte.
Die Vorridtung nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem als Tisch ausgebildeten festen Unterstempel 1 und einem dagegen andrücLiaren beweglichen Oberstempel2. Beide Stempel 1, 2 sind über die Andrückfläche mit einer Schicht aus wärmefestem Gummi 3 überzogen, die unter Zwischenschaltung einer dünnen Kupferfolie 4 durch eine dünne Kunststoffolie 5 aus nicht klebendem Glasseidegewebe abgedeckt sind. Zwischen die beiden Stempel 1 und 2 ist der als Ganzes mit 6 bezeichnete und als \\'echselrahmen ausgebildete Formhalter eingelegt.
Der Wechselrahmen 6 besteht aus durch ein seitliches Scharnier 7 verbundenen oberen und unteren Rahmen 8 und 9, die Fenster 10 im Umfang der vom Heizelement eingenommenen Kontur haben. Zur Feststellung des Ävechselrahmens 6 in der Vorrichtung I;önnen auf dem Unterstempel 1 Stifte 11 vorgesehen sein, die in die Bohrungen 12 auf der Unterseite des Rahmens 9 greifen.
In den Ävechselrahmen 6 ist das Heizelement gemäß Fig. 3 eingelegt. Dieses Heizelement besteht aus einem nach der Schwei ßkontur gebogenell Widerstands draht 13, dessen Enden in zwei flachgedrückte Kupferröhrchen 14 eingeführt und dort mit Ösen 15 befestigt sind.
Die beiden flachen Kupferröhrchen 14 sorgen neben dem elektrischen Anschluß für eine rasche Wärmeverteilung, so daß die Schweißnaht an der Einftilrungsstelle des Widerstandsdrahts 13 in die Kupferröhrchen 14 endet. Die beiden Kupferröhrchen 14 sind mit NiTieten 15 a auf einer Isolieranschlußleiste 16 befestigt, die an der Seite Aussparungen 17 zur Aufnahme von Paßstiften 19 am Rahmen 9 hat. Durch die Paßstifte 19 und die Aussparungen 17 wird das Heizelement im Ävedselrahmen 6 festgestellt. Das Heizelement ist im Wechsel rahmen 6 nach Fig. 1 durch eine Tasche 20 aus einerAntihaftfolie aus nicht klebendem Glasseidegewebe gegen die beiden Andrückstempel 1, 2 abgedeckt. Die Tasche20 kann durch Stifte 21 im oberen Rahmen 8 seitlich festgestellt sein.
Damit sich der Widerstandsdraht 13 im Wechselrahmen 6 bei Erwärmung nicht seitlich verlagert, kann man ihn in der Tasche 20 einkleben.
Am linken Ende des unteren Andrückstempels 1 sind zwei Anschlußstecker 43 isoliert eingesetzt, die mit einem Bund 22 auf der Oberseite des Stempels 1 aufliegen. Die Anschlußstecker 43 haben nach oben je einen Gewindestift 23, der Bohrungen 24 der beiden Rahmen 8 und 9 und Ösen 15 der Isolieranschlnßleiste 16 des Heizelements durchdringt. Mit den Rändelschrauben 25 lassen sich die Teile 8, 9, 16 und 20 gegen den Bund 22 verspannen, wobei die Stifte 11 in die Aussparungen 12 eindringen und denWechselrahmen6 seitlich feststellen. Der Wechselrahmen 6 ruht dann mit etwas Abstand über der Fläche des Andrückstempels 1, dessen mit der Gummischicht 3 überzogener Teil in das Fenster 10 des unteren Rahmens 9 eindringt und sich der Tasche 20 mit dem Heizelement gegenüberstellt.
Zwischen demWechselrahmen 6 und den beiden Andrückstempeln 1 und 2 können nun je zwei aufeinanderliegende thermoplastische Kunststoffolien 26, 27 eingezogen werden. Nach Fig. 2 werden die Kunst- stoffolien 26, 27 in Pfeilrichtung zwischen den Andrückstempeln 1, 2-durchgezogen. Jedesmal, wenn der obere Andrückstempel 2 gegen den unteren Andrückstempel 1 und das dazwischenliegende Heizelement geführt wird, werden die oberen und unteren Iunststofffolien 26, 27 gegen die Ober- und Unterseite des Widerstandsdrahtes 13 gedrückt. Durch die Hitze der Widerstandsdrahtes 13 bilden sich nach dem Schließen der Andrückstempel 1, 2 in den Kunststoffolien 26, 27 beiderseits des Widerstandsdrahtes 13 zwei in der Regel durch einen schmalen Steg verbundene Schweißen nähte 28 entsprechend der Kontur des Heizdrahtes 13 aus. Im Beispiel hat die Schweißliontur die Form einer Flasche. Die Flaschen lassen sich dann nach dem Herausführen der Kunststoffolienbänder aus der Vorrichtung aus den Kunststoffolienbändern von Hand leicht heraustrennen.
Der als Spannrahmen ausgebildete Formhalter nach den Fig. 4 und 5 dient zum Schweißen gerader Nähte und besteht aus zwei Leisten 29 mit kastenförmigem Querschnitt. Diese beiden Leisten 29 sind an beiden Enden durch ein kammartig ausgesägtes Isolierstück 30 miteinander verbunden. Die einander gegenüberliegenden Innenseiten der beiden Leisten 29 sind zwecks Einführung der beiden den Widerstandsdraht 35 abdeckenden Antihaftfolien 31, 32 aus nicht klebendem Glasseidegewebe aufgesclmitten, so daß je ein Spalt 33 entsteht. Durch Hülsenschrauben 34 kann man die Spaltränder gegeneinander drüclien und dadurch die Antihaftfolien 31, 32 festklemmen.
Damit sich der Widerstandsdraht 35 bei der Erwärmung nicht durchbiegt, ist er im Spannrahmen in an sich bekannter Weise federnd gespannt. Dazu sitzt in dem Isolierstück 30 ein mit der Schraubenfeder 36 abgestützter Gewindebolzen 37, der an seinem einen Ende das Anschlußkabel 38 und an seinem anderen Ende eine Gewindehülse 39 trägt, in der der Widerstandsdraht 35 mit einem Nippel 40 eingehängt ist.
Über die Gewindehülse39 ist ein Kupferrohr 41 geschoben, das am rechten Ende zwischen den Antihaftfolien 31, 32 flach zusammengedrückt ist und die Schweißnähte auf eine bestimmte Länge begrenzt.
Durch Verdrehung der Mutter 42 oder des Nippels 40 kann man den Widerstandsdraht 35 nachspannen. Auf der anderen nicht -dargestellten Seite des Spannrahmens kann der Widerstandsdraht 35 unter Zwischenschaltung einer breiten Anschlußfahne fest oder wie im Beispiel der Fig. 4 mit einem Gewindebolzen 37 ebenfalls federnd eingehängt sein.
Die Andrückstempel müssen beim Schweißen mit dem Spannrahmen gemäß den Fig. 4 und 5 im Umriß dem Fenster des Spannrahmens angepaßt sein. Im übrigen entsprechen sie im Aufbau den Andrückstempeln 1, 2 gemäß den Fig. 1 und 2. Diese Vorrichtung arbeitet wie im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben. Dabei entstehen längs des Heizdrahts 35 zwei in der Regel durch einen dünnen Steg verbundene schmale Schweißnähte. Setzt man als thermoplastische Kunststoffolien zwei flachgelegte Schlauchstücke oberhalb und unterhalb des Spannrahmens ein, dann erzielt man mit einem Stempelhub vier einseitig offene Rechtecktüten.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffolien mittels eines zwischen zwei nicht schmelzenden Antihaftfolien eingelegten, während des Schweißens ruhenden, elektrisch beheizten, profilierten Widerstandsdrahts, badurdr gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (13) und die beiden Antihaftfolien (20 bzw. 31, 32) in einem auswechselbar in die Schweißebene einführbaren Formhalter (6) angeordnet sind und die zu schweißenden Kunststoffolien (26, 27) mit Hilfe von Stempeln (1, 2) beiderseits gegen die Flachseiten des Formhalters (6) andrückbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstands draht (13) in einer Ebene gebogen ist und die Andrückstempel (1, 2) an sich bekannte ebene Druckplatten sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstands draht (13) in einer Raumfläche gebogen ist und die Andrückstempel (1, 2) dieser Raumfläche angepaßt sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Widerstandsdrahtes (13) in zwei auf einer Isolieranschluß leiste (16) befestigte Anschlußfahnen (14) breiten Querschnitts auslaufen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußfahnen (14) flachgedrückte Kupferröhrchen sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhalter (6) ein aus mit Fenstern (10) versehenen oberen und unteren Rahmen (8 und 9) zusammengesetzter Wechselrahmen ist, in den einerseits die Isolierleiste (16) mit dem Widerstandsdraht (13) und andererseits die beiden Antihaftfolien (20) auswechselbar eingesetzt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrahmen (6) zur Auf- nahme der Isolierleiste (16) mit dem Widerstandsdraht (13) und zur Aufnahme der Antihaftfolien (20) bzw. einer aus einer einzigen Antihaftfolie gebildeten Tasche (20) auf den unteren Seiten des oberen Rahmens (8) Paß stifte (21) hat.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (13) zwischen den beiden Antihaftfolien (20) bzw. in die Tasche (21) eingeklebt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 für gerade Schweißnähte, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhalter (6) ein aus zwei Leisten (29) mit kastenförmigen Querschnitt und damit verbundenen, kammartig ausgesägten Isolierstücken (30) bestehender Spannrahmen ist, in dem der Widerstandsdraht (35) in an sich bekannter Weise mit Hilfe von einer oder zwei Federn (36) gerade gespannt ist und daß die beiden Antihaftfolien (31, 32) in Spalten (33) der beiden Leisten (29) befestigt sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrisse der Andrückstempel (1, 2) den Fenstern (10) der Wechsel-bzw. Spannrahmen angepaßt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 863 256, 910 958, 966 703; französische Patentschriften Nr. 880 584, 1 035 129, 1 105 625; USA.-Patentschriften Nr. 2 289 618, 2 650 189, 2 682 294, 2 712 343, 2 726 706, 2 638 964.