DE1935572C - Verfahren zum Verbinden zweier Streifen mit thermoplastischen Oberflachen mittels Ultraschall und Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden der Enden zweier Streifen, bei dem die zu verbindenden Enden mit ihren thermoplastischen Oberflachen aneinandergelegt auf die Auflagefläche eines Ambosses gelegt werden, ein Ultraschallgeber mit seiner Schallabstrahlfläche auf die zu verbindenden Enden aufgesetzt wird und durch Beschallung mittels Ultraschall die thermoplastischen Oberflächen erweicht und anschließend durch Zusammenpressen die Enden miteinander verschweißt werden.

In der Filmindustrie ist es häufig notwendig, zwei Filmstreifen miteinander zu verbinden, wenn z.B. ein Film gerissen ist oder wenn ein Vorspann mit dem Film verbunden werden muß. Das kann auf verschiedene Wciise geschehen, indem man z. B. einen Klebstoff benutzt oder indem man die Enden der zwei Filmstreifen einander überlappend aufeinanderlegt und sie mit Ultraschall bestrahlt, so daß der thermoplastische Film erweicht und die zwei Enden sich miteinander verbinden. Bei dem letztgenannten Verfahren ist es bekannt, die zu verbindenden Enden der Filmstreifen einander überlappend auf einen Amboß mit ebener Auflagefläche zu legen und einen Ultraschallgeber mit seiner ebenfalls ebenen SchaIIabstrah::idclu parallel zu den Filmstreifen und der Auflagefläche ües Ambosses auf die zu verbindenden Fnden aufzusetzen und diese mittels Ultrascholl miteinander zu verbinden. ~)abei kann man aber eine Versprödung des Filmes unmittelbar an der Verbindungsstelle feststellen, und zwar in dem Bereich des oberen Filmes, der der Endkante des untci'Jii Film::; benachbart ist. Auf Grund dieser Versprödung kann ein Film an der Verbindungsstelle reißen, wenn er durch eine Filmvorführkamera oder durch andere schnellaufende Geräte hindurchläuft. Diese Erscheinung tritt besonders bei Filmen aus Celluloseacetat auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versprödung der Verbindungsstelle zweier Filmstreifen beim Verschweißen zwischen einer Ultra- 4c schallsonotrude und einem Amboß zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auflagefläche des Ambosses und die .Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winkel gegeneinandergehalten werden.

Dadurch wird erreicht, daß in der Verbindungsstelh· der beiden Filmstreifen an der gefährdeten Stelle keine Versprödung auftritt, weil die Ultra- «ichallcncrgie am stärksten auf die nicht gefährdete Findkante des oberen Filmendes und am schwächsten auf die gefährdete Stelle im Bereich der Endkante des unteren Filmendes einwirkt, und dadurch die Verbindungsstelle die gleiche Festigkeit aufweist wie die Filmstreifen selbst.

Das Verfahren wird vorteilhaft in der Weise durchgcfiJhrt, dai.5 die Auflagefläche des Ambosses und die Schallubstrahlflüclie des Ultraschallgebers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winkel bis zu 45°, vorzugsweise in einem Winkel von 2 bis 5", gehalten werden.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu- grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

wiese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung, die einen Amboß und einen Ultraschall- geber aufweist, die Auflagefläche des Ambosses und die SchallubslruhlftUche des Ultraschallgebers in einem spitzen Winkel gegeneinander geneigt sind.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausiiihrungsform der Vorrichtung sind die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers eben und eine dieser Flächen ist horizontal angeordnet.

Die Vorrichtung g.mäß der Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeieen

Fig. I und 2 einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt nach der Schnittlinie H-I[ in Fig. 1 eines ersten Ausführungsbeispieles,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungibeispiel.

Die Vorrichtung des ersten in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles weist im wesentliehen einen Amboß 11 und einen Ultraschallgeber IT auf.

Der Amboß Il jesteht aus Stahl oder aus einem anderen geeigneten Metall. In seinem oberen Teil weist er eine Nut 13 auf, deren Bodenfiäche 15 in einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Oberhalb der Bodenfläche 15 ist der Ultraschallgeber 17 angeordnet, der eine ebene Schallabstrahlfläch⁰ 19 aufweist, welche horizontal liegt, so daß zwischen ihr und der geneigten Bodenfläche 15 des Ambosses 11 ein spitzer Winkel eingeschlossen ist. Zwei Streifen 21 und 25 eines CeIIuloseacetatfilmes von 8 mm Breite sind in die Nut 13 so eingelegt, daß ihre sich einander überlappenden Enden sich zwischen den ebenen Flächen 15 und 19 befinden.

Wenn man die beiden Filmstreifen verbinden will, bringt man den Ultraschallgeber 17 in Berührung mit der oberen Filmoberfläche, und zwar in einem Bereich, der mindestens so groß ist wie der Bereich, in dem sich die beiden Filmstreifen überlappen. Nach dem Einschalten des Ultraschallgebers 17 erweicht das thermoplastische Filmmaterial, und die beiden Enden der Filmstreifen verbinden sich miteinander in einer festen, nicht versprödeten Verbindungsstclle, die im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist wie der Originalfilm. Nach einer kurzen Zeit, in der Größenordnung von etwa 1 see oder weniger (z. B. 0.3 oder 0,4 see), wird der Ultraschallgeber wieder ausgeschaltet. Die Verbindungstelle kühlt ab und das erweichte Plastikmaterial wird wieder fest. Der Ultraschallgcber 17 wird abgehoben und der zusammengefügte Film entfernt, um für die nächsten zu verbindenden Filmstreifen Platz zu schaffen.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend abgewandelt, daß der Amboß W eine obere Auflagefläche 15' aufweist, die im wesentliehen horizontal ausgerichtet ist, und daß der Ultraschallgeber 17' eine ebene Bodenfläche 19' aufweist, die gegenüber der Horizontalen und damit gegenüber der Auflagefläche 15' in einem spitzen Winkel geneigt ist, Mit diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls eine starke, nicht versprödete Verbindungsstelle zweier Filmstreifen hergestellt, wie das in Verbindung mit dem ersten AusfUhruiigsbeispiel beschrieben wurde.

Mit dem angegebenen Verfahren unter Benutzung der vorstehend näher beschriebenen Vorrichtungen erhält man starke Verbindungsstellen von Filmstrei-

Claims (5)

len, die keine Versprödtomg Era den. mil 27 bzw. 27' bezeichneten Bereichert aufweisen, wie das der Fail fet, wenn man einen Amboß und einen UlimraschalJ-geber benutzt, deren einander zugekehrte Flächen zueinander parallel: sind. Biese Verbesserung ist diair- «uf zurückzuführen,, daß bei derm Verfahren gemäß der Erfindung ein Gradient bei der Übertragung der Ultraschallenergie in der Weise auftritt, daß die Schwingungen am stärksten auf das Schmittestde des obenliegenden Filmstreifens EHtd am schwächstem auf die Stelle einwirken, unterhalt der das Scfmittende des unteren Fflmstreifens liegt. Die Festigkeit iolchtr Verbindungsstellen läßt sich leicht dadurch abschätzen, daß man den aneinandergefügtem Film über einen kleinen Radius biegt. Filme, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung miteinander verbunden wurden, überstehen ein solches Biegen, während Filme, die nach einem Verfahren unter Verwendung paralleler Flächen verbunden worden, an den mit 27 bzw. 27' bezeichneten Stelten brechen. Die Ultraschallschwingungen können auf jede geeignete, in der UltraschalEtechnik bekannte Art und Weise erzeugt werden. Es wird hierzu auf dii USA--Patentschrift 3 022 814 hingewiesen, in der beide Arten von Ultraschallgebern, nämlich die magnetostriktiven und die piezoelektrischen Geber, beschrieben sind, die für die vorliegende Erfindung in Betracht kommen. Im allgemeinen liegen die verwendeten Frequenzen zwischen 20 OGO und 40000 Hz. Sie können jedoch auch darüber um! darunter liegen. Die Vorteile der Erfindung wui en besonders hu Hinblick auf die Anwendung auf Cetlutoseacetatfilme beschrieben. Das beschriebene Verfahren zum Verbinden z,/eier Filmstreifen läßt sich jedoch ebensc erfolgreich auf andere Arten thermoplastischer Werkstoffe anwenden, weiche in der Filnindostrie bekannt sind, z. B.: Cellulosenitrate, Polyäthylene, Polyäthylenterephthalate, Polyvinylchloride, Mischpolymerisate aus Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat und Polyvinytidenchloride. Gute Ergebnisse erzielt man mit Filmen dieser und anderer thermoplastischer Werkstoffe jeder handelsüblichen Dicke, d.h. von 0.025 bis 0,38 mm (0,001 bis 0,015") Dick:. Im allgemeinen wird das Verfahren mit einer Vorrichtung durchgeführt, bei der die Relativbewegung zwischen einem abemlEegenden Ulitnaschalilgebcr und einem uroteiiiliegendfcn Amboß stattfindet. Das Verfahren kann jedoch ebenso ditirchgiillciifat werden, wenn diese Teile in einer anderen Ztrurdmung zu-S. etrsaetdier stehen, z. B. der Ultraschailigeber unten und dsr Amboß oben, oder bei einer AnoHidintrag der beiden Teile nebeneinander und einer seitlichen Relativbewegung zueinander. taPatentansprüche:

1. Verfahren zürn Verbindern der Enden zweier Streifen, bei dem die ζω verbindendem Enden mit ihren thennopEastföchen Oberflächen aneünandergelegt auf die Auflagedche eines Ambosses gelegt werden, ein Uttrascr-dUgeber mit seiner ScfaallabstrahEfläche auf die zti verbindenden Enden aufgesetzt wird und durch Beschallung mittete Ultraschall die thermoplastischen Oberflä-

10. chen erweicht und anschließend durch Zusammenpressen die Enden miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Arabosses und die SchaEtabstrahifläehe des UltraschaEEgcbers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winket gegeneinandergehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Ambos-

ϊσ ses und die Schallabstrahlfäche des Ultraschallgebers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzer. Winket bis zu 45 gehatten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel 2 bis 5
beträgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schaliabstrahtftäche des Ultraschaltgebers in einem spitzen Winkel gegeneinander geneigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlffache des Ultraschallgebers eben sind und daß eine dieser Flächen horizontal angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen