DE1604405A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenfuegen und Verschweissen von Kunststoffflaechengebilden - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenfügen und Verschweißen von Kunststofflächengebilden Die Erfindung betrifft das Zusammenfügen laufend zugeführt er Kunststoffbahnen, - bänder oder -platten an ihren Stoßkanten und deren fugenloses Verschweißen ohne Verwendung von Zusatzdraht.
• Das Zusammenfügen und Verbinden von stetig zugeführten Werkstoffbahnen wird in den verschiedensten Zweigen der Technik nur fallweise durchgeführt, weil die überbreiten Flächengebilde schwierig zu handhaben und besonders die Maschinen sehr aufwendig sind. Lediglich in der Sperrholztechnik stellt das Zusammenfügen von Furnierbahnen eine alltäglich durchgeführte Maßnahme dar. In neuerer Zeit finden fugenlose thermoplastische Beläge mit Überbreite ein zunehmentes Interesse und gerade dieses ist für die Erfindung mitbegründend gewesen.
• Es ist in der metallverarbeitenden Technik seit langem bekannt, von zwei Bobinen ablaufende, relativ dünne Metallbänder über entsprechend temperierte, profilierte Biegerollen mit ihren Stoßkanten zur gegenseitigen Anlage zu bringen und danach fugenlos zu verschweißen. Hierbei werden die Metailbänder von schragges-tellten Bobinenhaltern laufend abgezogen und mit ihren Stoßkanten stetig allmäßlich einander nähergebracht, bis sie schließlich iu der Verschweißstation fugenlos aneinanderliegen und miteinander verbunden werden. Infolge der Druchbviegung bei verschiedenen Hitzegraden und den damit zusammenhängenden Dickenänderungen der Metallvänder stellt das Zusammenfügen ein ernstes Problem in der einschlägigen technik dar Man hat daner schon versucht, die Stoßkanten der Metallbänder in gebogener Lage stetig zusammenzufügen und zu verschweißen. Nach der Entfernung der Schweißraupen werden die zum einteiligen Band vereinigten Streifen danach plangelegt und kalt ausgewalzt (USA 2 o62 875).
• Man hat ferner vorgeschlagen, die mit aneinanderliegenden Stoßkanten laufend zugeführten dünnen Metallbänder kurz vor der Verschweißstelle zwischen Schermesserwalzen längs der Stoßstelle an den Kanten spanabhebend zu bearbeiten. Die Schermesser bringen die Seitenkanten nicht nur auf einen bestimmten gleichen Abstand, sondern-bilden an den beiden Bändern neue Stoßkanten, die genau beschnitten und frei von Unregelmässigkeitten sind. Schräggestellte Walzen bringen die neuen Stoßkanten allmählich zusammen, bis sie in der Schweißstation fugenlos aneinanderliegen und verbunden werden (USA 2 147 868).
• Schließlich ist bekannt, zwei laufend zugeführte undin einem Winkel von 10° konzergierende dünne Bänder aus daktilem Metall im Punkte ihres Zusammenstoßens miteinander u verschweißen (USA 2 787 o46).
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, stetig zugeführte Kunststoffbahnen an ihren Stoßkanten zusammenzufügen und zu verschweißen, wobei die Stoßkanten bis auf die Unterseite kaum sichtbar fugenlos durchgeschweißt sind, kein zusätzliches Schweißmaterial benötigt wird und sich jede Vor- oder Nacharbeit der Stoßkanten bzw. der Schweißnaht erübrigt.
• Es gehört zum Stand der kunststoffverarbeitenden Technik thermoplastische Kunststoffe mittels Heißgas unter Verwendeung eines zusätzlicher oder aus demselben Material entnommenen und nachträglich geformten Schweißdrahtes miteinander zu verbinden. Dieses bekannte Verfahren erfordert jedoch eine V-fkrmige V@@behandlung der Stoßfunge und eine spanabhe@ende Glätung der Schweißraupe sowie die Verwendung ovn zu@ätzlichem Schweißdr@ht. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, @@@@@ Heizkeil and den Stoßkanten der Eunststoffbahnen vo@@@ @@zienen und die erwärmten Kanten aneinander zu stoßen sowie n@@@hträglich mit einem beheizten verstreinchschuh zu glätten. Be@@@@nt ist ferner, ein plastifiziertes Zusatzmaterial in die durch einen Heizkeil erwärmte V-förmige Fuge einzubringen und heiß zu glätten. Alle vorbekannten Verfahren erfordern einen verhältnismässig großen Aufwand an Material und Arbeitsleistung und geben eine saubere nicht. Die Festigkeit der Naht ist relativ gering.
• Die oben skizzierte Lufgabe wird bei einer Vorrichtung aus zwei schräggestellten Wickelbobinen und einer Bandkantensteuerung in der Weise gelöst, daß an den stetig zugeführten und durch ifire eigene Schwerkraft V-förmig zur Mitte geneigten, zusammenlaufenden Kunststoffbändern eine Fuge mit seitlichen Wiilsten herausgeschmolzen w@rd, worauf diese Wülste in einer Wärme nach @hrer Überlappung wieder in die noch heiße Fuge e@ngeschmolzen und geglättet werden.
• LUf um der Ze@chnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt : Fig. 1 a eine Seitenansicht der Kunststoffbahnenführungsanlage mit Schweißvorrichtung; Fig. 1 eine Längsansicht der Anlage und Vorrichtung von Fig. 1 a; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Führung der Kunststoffbahnen auf der Rollenbahn; Fig 5 eine Seitenansicht des Führungslineals mit Wölbung der @unststoffbahnen; Fig. « b eine Draufsicht auf das Führungslineal mit Niederhalterollen; Fig. @ a eine Unteransicht des Schweifischwertes; Fig. 4 t eine Seitenansicht des Schweißschwertes; Pig. 5 a die Ausbildung des Schweißschwertes gemäß Schnitt A - B in Fig. 4 b; lig. 5 b die Ausbildung des Schweißschwertes gemäß Schnitt C - D in Fig. 4 b; Fig. 5 a die Ausbildung des Schweißschwertes gemäß Schnitt E - F in Fig. 4 b ; Fig. 6 a die Ausbildung der Schweißwülste im Schnitt entsprechend Fig. 5 a; Fig 6 b die Ausbildung der Schweißwülste im Schnitt entsprechend Fig. 5 b; Fig. 6 c die Ausbildung der Schweißwülste im Schnitt entsprechend Fig. 5 c; Fig. 7 die fertige Schweißnaht im Querschnitt.
• Die Kunststoffbänder 1 laufen von den schräggestellten Wickelbobinen 2 im Maschinengestell 3 ab. Die Bobinen sind seitlich verschiebbar gelagert und durch hydraulische Verstellzylinder 4 steuerbar. Die Steuerung erfolgt durch eine übliche Hydraulikregelung 5, die ihre Impulse durch die Meßköpfe 6 erhält, welche die Kanten der Kunststoffbahnen durch fotoelektrische Lichtintensitätsmessung berührungslos abtasten.
• Die Kunststoffbahnen 1 werden vom Walzenpaar 7 mit gleicher, aber regelbarer Geschwindigkeit mittels eines (nicht dargestellten) Antriebes abgezogen und über eine V-förmige Rollenbahn 8 zum Schweißgerät 9 geführt. Die Rollen 8 sind jeweils um eine halbe Teilung in ihrem Abstand versetzt angeordnet, damit die Kunststoffbahnen 1 abwechselnd entsprechend dem Rollenabstand durchhängen und sich beim Aneinanderstoßen nicht überlappen können. Es ist vorteilhaft, die Stoßkanten durch eine Wölbung lo auf der Unterlage anzuheben und seitlich durch die Rollen 11 niederzuhalten. Dadurch spreizen sich die Kunststoffbahnen 1 und ermöglichen die Einführung eines genügend breiten Führungslineals 12, das fest mit der Wölbung 11 und dem Maschinengestell verbunden ist, um die Kanten der Kunststoffbahnen zu führen.
• Nach dem Verschweißen werden die Kunststoffbahnen flach gelegt und von einem Walzenpaar 13, das sich der Geschwindigkeit der Kunststoffbahnen anpaßt, abgezogen. Durch das Flachlegen werden die untenliegenden Stoßkanten verstärkt zusammengepreßt.
• Erfindungsgemäß wird durch die V-förmige Neigung der Kunststoffbahnen durch ihre eigene Schwerkraft ein fugenloses Zusammenlaufen der Bahnen bis zur Verschweißstation erreicht. Die-Schweißvorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wentlichen aus dem genau temperierten Schweißschwert 14 mit den erforderlichen Zu- und Ableitungen 15 für die Heizflüssigkeit sowie dem Heizkeil 15, dessen gegenständliche Ausbildung im einzelnen den Schnitten A - B, 0 - 3 und E - F (Fig. 4 b u. 5 a) zu entnehmen ist. Hiernach steigt der Heizkeil bis zu einer max. höhe an, während die Hohlkehlen 17, 18 derart zunehmen, datS die Summe des Querschnitts beider Hohlkehlen gleich ist dem Querschnitt des lIeizkeils 16. Vom Schnitt A - B bis 0 - 1) nimmt die Hohlkehle 17 im Querschnitt ab und wechselt in ihrem weiteren Verlauf in die Hohlkehle 18 über. Der Heizkeil 16 ist an dieser Stelle unterbrochen. Anschließend besteht ein Fortsatz 19 des Heizkeiles, der nur die halbe Höhe des Heizkeiles aufweist. Die Hohlkehle 18 läuft vom Schnitt 0 - 3 bif3 Schnitt E - F in der iefe auf Null aus und erstreckt sich in der Breite auf den gesamten Bereich der Hohlkehlen 17 und 18.
• Eine nachlaufende lättwalze 20 wird durch Laschen 20' gehalten.
• Die Arbeitsweise der Schweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist nun folgende: Durch den genau temperierten Ijeizkeil 16 werden dic aneinanderst@@@@@@ I'.'.nten der thermoplastisohen Kunststoffbahnen erhizt, so daß entsprechend der Verdrängung in der Hohlkehle 17 sich der Wulst a und in der Hohlkchle 18 der Wulst b bildet (Fig. 5 a, 6 a). Durch die abnehmende Hohlkehle 17 wird der plastische Wulst a herausgedrückt und durch den Fortsatz 19 des Heizkei es im unteren Teil der Hohlkehle wieder eingeschweißt (Fig. 5 b, 6 b). Anschließend wird der Wulst b aus der im Querschnitt abnehmenden Hohlkehle 18 in die Aussparung gedrückt (Fig. 5 c, 6 c). Schließlich wird die so erzeugte Schweißnaht durch den sich an dem Schweißgerät befindlichen Glättschuh 7 und die Glättwalze 20 glattgebügelt (Fig. 7).
• Mit dem durch umfangreiche Versuche erprobten Verfahren und der zu seiner Ausführung entwickelten Vorrichtung ist es gelungen, laufend zugeführte Kunststoffbahnen an ihren Stoßkanten ohne Uberlappung zusammenzufügen und eine einwandfreie Schweißnaht an den Stoßkanten stetig herzustellen. Dunh die genau temperierte Schweißvorrichtung wird eine Hohlkehle e hälftig von jeder Kante nach oben herausgeschmolzen. Die herausgeschmolzenen Wülste werden unmittelbar anschließend abwechselnd nacheinander überlappt wieder in die Fuge hineingepaßt. Hierdurch wird eine Nahtfestigkeit erzielt, welche der des Ausgangsmaterials praktisch kaum nachsteht.

Claims (5)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Zusammenfügen und Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffgebilden an ihren Stoßkanten unter Verwendung einer Materialspeichervorrichtung, bestehend aiis zwei schräggestellten Werkstoffbobinen sowie einer Bandkantensteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß an den durch die eigene Schwerkraft auf Rollen (8) V-förmig zur Mitte geneigten und stetig zusammenlaufende Kunststoffbahnen (1) eine Fuge mit sEitlichen Wülsten (a, b) herausgeschmolsen wird, worauf diese Wülste in einer Wärme nach ihrer Überlappung wieder in die heiße Fuge eingeschmolzen und geglättet werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem genau temperierten Schweißaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (8) um eine halbe Teilung ihres Abstandes versetzt angeordnet sind, damit die zusammenlaufenden Kunststoffbahnen (1) durch ihre eigene Schwerkraft wellenförmig aneinanderliegend zur Verschweißstelle gelangen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine im Bereich der aneinanderliegenden Stoßkanten ortsfest angeordnete und von Preßrollen (11) flankierte Wölbung (10), mit der ein Führungslineal (12) verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzei chnet, daß zum Herausschmelzen der Fuge ein im Querschnitt zunehmendes Heizschwert (16) vorgesehen ist, das beiderseits von im Querschnitt zunehmenden Hohlkehlen (17, 18) begrenzt ist, deren eine (17) sich in ihrem weiteren Verlauf im Querschnitt vermindert und schließlich in die andere Hohlkehle (18) verläuft, welche ihrerseits sich ebenfalls im Querschnitt vermindert und über die Schweißnahtbreite (6) erstreckt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizaggregat mit einem Glättschuh (7) und einer Glättwalze (20) verbunden ißt.

   L e e r s e i t e