DE2118001C3 - Verfahren zum fortlaufenden Herstellen von Heißsiegelnähten an im Bereich der Siegelnähte zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Bahnen und Gerät zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

derartige Regelung ist jedoch in dem Maße träge, daß sie schnelleren Geschwindigkeitswechseln in' der Bahngeschwindigkeit nicht zu folgen vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine Anpassung der Temperatur des die Düse verlassenden Heißgases an Schwankungen bzw. Änderungen in der Relativgeschwindigkeit der zu verbindenden Flächen in bezug auf die Düse mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit erfolgt, so daß auch bei sehr kurzfristig eintretenden Geschwindigkeitsänderungen unterschiedlichen Ausmaßes die Aufheizung der miteinander zu verbindenden Flächen auf einen vorbestimmten, materialabhängigen Temperaturwert sichergestellt ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Gas mit konstant gehaltenem Druck in Parallelführung durch das Heizaggregat und durch einen oder mehrere, das Heizaggregat umgehende Nebenkanäle geführt wird, die Temperatur dts das Heizaggregat verlassenden Gases durch die Veränderung der Heizleistung des Heizaggregates konstant gehalten und das Verhältnis der das Heizaggregat durchströmenden zu der das Heizaggregat umgehenden Gasmenge geregelt wird. Die gewünschte Temperaturänderung in dem die Düse verlassenden Gasstrom wird hierbei durch das Mischen der das Heizaggregat durchströmenden Gase mit den das Heizaggregat umgehenden Gasen herbeigeführt, wobei die Konstantregelung des Gasdruckes ein exaktes Einstellen der Mischverhältnisse und damit der Temperatur des die Düse verlassenden Gasstroms ermöglicht und darüber hinaus verhindert, daß sich der Mengenstrom des Heißgasstroms am Austrittsquerschnitt der Düse verändert. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, weil sich bei größerer oder geringerer Austrittsgeschwindigkeit der Wärmeübergang zu den zu verbindenden Flächen verändert. In Verbindung mit der Konstantregelung der Temperatur des das Heizaggregat verlassenden Heißgases und der Temperaturveränderung in dem die Düse verlassenden Heißgasstrom ausschließlich über eine Veränderung des Mischungsverhältnisses ist somit ein Verfahren geschaffen, bei dem ein Höchstmaß an Genauigkeit der Regelung im Verein mit einem Höchstmaß an Ansprechempfindlichkeit gegeben ist.

Es ist zwar schon bei Elektro-Wärmespeichern bekannt (DT-GM 1937 036), das Gas in Parallelführung durch dat Heizaggregat und durch einen oder mehrere, das Heizaggregat umgehende Nebenkanäle zu führen, jedoch findet diese Maßnahme hierbei zur Aufrechterhaltung einer konstant bleibenden Gasaustrittstemperatur in Abhängigkeit von der infolge Kühlung der Speicherelemente abnehmenden Temperatur des erwärmten Gases Anwendung.

Das Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Gasdüse und einer ein regelbares Heizaggregat umfassenden Heißgaszufuhr zu dieser ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizaggregat ein Nebenkanal oder mehrere Nebenkanäle in Parallelschaltung zugeordnet und Ventile zur Steuerung der Durchflußmenge durch jeden der Nebenkanäle sowie eine Einrichtung zur Regelung der Heizleistung des Heizaggregates in Abhängigkeit von der Temperatur des das Heizaggregat verlassenden Gases zwecks Konstanthaltung dessen Temperatur vorgesehen sind.

Das Heizaggregat kann aus einem mit einer Vielzahl von Durchlaßkanälen oder Kernlöchern versehenen keramischen Heizb'ock und in den Kernlöchern angeordneten elektrischen Heizelementen bestehen, wobei eine Einrichtung zur Veränderung der Stromzufuhr zu den elektrischen Heizelementen in Abhängigkeit von Signalen vorgesehen ist, die ein in dem das Heizaggregat verlassenden Heißgasstrom angeordneter Thermostat abgibt.

Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es

ίο zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schweißgerätes,
F'β. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, und
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 1. Von einer nicht dargestellten Vorratsrolle wird eine Bahn W einer Schweißvorrichtung mit Hilfe von Transportmitteln zugeführt, von denen ein Paar Zugrollen 34 veranschaulicht ist. Die Bahn W kann aus Polyäthylen oder aus Schichtmaterial bestehen, bei dem Polyäthylen auf Papier, Papier auf Metallfolie

ao oder auf thermoplastisches Kunststoffmaterial auflaminiert ist, welches eine höhere Schmelztemperatur als Polyäthylen hat.

Die flache Bahn W wird zu einem flachen Schlauch geformt. Hierbei werden die Längsränder 14 unter

as der Zugwirkung der Rollen 34 auf die Bahn dicht zusammengeführt, um bei Feine Flossennaht zu bilden. Zwischen die aufrechtstehenden, zusammengeführten Ränder der Bahn bzw. des Schlauches wird Heißluft mit Hilfe einer ortsfest angeordneten Düse 7 eingeblasen. Die Heißluft bringt das Polyäthylen zum Schmelzen, so daß die voreinander liegenden Flächen der Randbereiche 14 klebrig werden. Danach werden die so vorbereiteten Oberflächen der Ränder beim Durchlauf durch den Druckspalt zwischen einem Paar Rollen 10 miteinander versiegelt und bilden die flossenförmige Verschlußnaht F. Dies geht in einem kontinuierlichen Arbeitsgang vonstatten.

Die Bahn W wird dabei von den Zugrollen 34 über Umlenkrollen 20 und entlang einer horizontalen Formplatte 15 gezogen. Rollen 16 und Führungen 17 formen die Bahn in den flachen Schlauch, wobei die Ränder 14 vertikal ausgerichtet und durch Führungen IS und 19 in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand gehalten werden. Die Düse 7 hat ein abgeflachtes Ende la, welches in den Spalt zwischen den Rändern 14 eingreift. Über eine Vielzahl von öffnungen in dem abgeflachten Ende la der Düse 7 werden die voreinander liegenden Flächen der Ränder 14 mit Heißluft angeblasen. Die Rollen 10 sind mittels Getrieberädern 11 synchronisiert. Mit Hilfe einer Feder werden die Rollen gegeneinander gedrückt. Wenn die vorbehandelten Ränder unter Bildung der flossenförmigen Verschlußnaht die Rollen 10 passieren, werden letztere in Drehung versetzt. Bei dieser Abrollbewegung werden die Ränder zusammengepreßt und zugleich die Verschlußnaht gekühlt, bevor die Verschlußnaht anschließend mittels einer Führung 13 in die Schlauchebene urogefaltet wird. An Stelle eines Antriebs der Rollen 10 durch die vorbeilaufenden Bahnbereiche besteht auch die Möglichkeit, die Rollen 10 mit einem eigenen Antrieb 12 zu versehen. Zur Versorgung der Düse 7 wird Druckluft mit vorbestimmtem Druck über eine Drossel 1 und eine flexible Leitung 2 sowie eine Rohrleitung 3 der Düse 7 zugeführt. Ein Teil dieser Druckluft passiert dabei einen mit einer Vielzahl von Durchlaßkanälen versehenen keramischen Heizblock 6 (Fig. 3). Die Durchlaßkanäle oder Kernlöcher im Block 6 enthal-

ten elektrische Heizelemente 9. Die Stromzufuhr zu den elektrischen Heizelementen wird in Abhängigkeit von Signalen eines Thermostaten C gesteuert, welcher mit seinem Fühler in dem den Heizblock 6 verlassenden Heißluftstrom angeordnet ist. Auf diese Weise wird die den Heizblock 6 verlassende Luft auf einer vorbestimmten, konstanten Temperatur gehalten.

Um nun schnelle Temperaturwechsel in der Luft an den Austrittsöffnungen im flachen Ende Ta der Düse 7 zu ermöglichen, und zwar ohne Änderung des Luftdrucks in der Düse, sind Neben- bzw. Umgebungskanäle öl und Bl vorgesehen, welche den Heizblock 6 umgehen. Die Kanaäle Bl und Bl münden aus einer mit dem Rohr 3 in Verbindung stehenden Leitung8a aus und in eine Leitung Sb ein, welche ihrerseits in die Düse nahe ihres flachen Endes Ta einmündet. Die Nebenkanäle Bl und Bl werden von Ventilen 4 bzw. 5 gesteuert.

Mit Hilfe der Ventile 4 bzw. 5 kann kalte Druckluft aus der Rohrleitung 3 abgezweigt und unter Umgehung des Heizblocks 6 der Düse 7 unmittelbar vor den Luftaustrittsöffnungen im flachen Düsenende Ta zugeführt werden. Je nach Steuerung der Ventile 4, 5 kann für das Zumischen von kalter Druckluft zur Heißluft aus dem Heizblock 6 einer der beiden Nebenkanäle oder beide herangezogen werden.

Die Ventile 4 und 5 werden durch Elektromagnete geöffnet oder geschlossen, welche über Mikroschalter A und B und mit diesen zusammenwirkende Steuernocken G auf einer Steuerwelle gesteuert werden. Diese Steuerwelle wird durch einen einzelnen elektrischen Pilot-Motor verdreht, um die Feldwicklungen zu drehen und dadurch die Geschwindigkeit des Hauptantriebsmotors für die Maschine und damit die der Zugrollen 34 zu regulieren.

Die Nocken G werden in der durch die Pfeile veranschaulichten Richtung gedreht, wenn die Steuerwelle zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Hauptantriebs und damit der Geschwindigkeit der Zugrollen 34 verdreht wird. In Fig. 1 sind die Ventile 4 und 5 in einer Offenstellung veranschaulicht, die einer Offenstellung oder einer Schließstellung der Mikroschalter A und B entspricht. In stationärem Zustand der Maschine sind die Mikroschalter A und B offen. Wird die Geschwindigkeit der Maschine über eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit hinaus erhöht, wird der Mikroschalter A geschlossen. Wenn die Maschinengeschwindigkeit über einen vorbestimmten zweiten, höheren Wert hinaus gesteuert wird, wird auch der Mikroschalter B geschlossen. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Temperatur, auf die die einander gegenüberliegenden Flächen der Ränder 14 erwärmt werden, auf einem vorbestimmten Wert verbleibtjvimä\.izwar unabhängig Von der Umlaufge- schwindigkeit der Zugrollen und damit der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine.

Die Düse 7 ist gemeinsam mit dem Heizblock 6 und den Rohrleitungen 3, 8a, Bl, Bl und 8b beweglich, um das flache Ende der Düse 7 zwischen die längslaufenden Bahnränder 14 bei Beginn des Heißsiegelbzw. Schweißvorgangs einführen zu können.

In Abwandlung hiervon können die Ventile 4, £ ortsfest angeordnet und zwischen die Rohrleitung 3

ίο und die Düse 7 mit Hilfe von flexiblen Verbindungsleitungen zwischengeschaltet sein. Die Düse 7 und dei Heizblock 6 können bei dieser Ausgestaltung für sich beispielsweise mit Hilfe eines Parallelogrammlenkersystems beweglich sein, das von einem pneumatischen

Antrieb betätigt wird.

Die Führung 19 hält die Ränder 14 im Abstand getrennt voneinander, wenn die Maschine stillsteht oder bei angehobener Düse 7 läuft. Auf diese Weise kann die Düse 7 frei zwischen die Ränder eingeführt

werden, wenn der Siegel- oder Schweißvorgang beginnen soll. Die Führung 19 hält die Bahn ferner außer Eingriff mit der Düse 7, so daß die beheizten Oberflächen der Ränder der Bahn nicht über die Austrittsöffnungen in der Düse gezogen werden und diese öff-

a₅ nungen Gefahr laufen, von geschmolzenem Material verstopft zu werden.

Die Temperatur der die Düse verlassenden Heiß-

. luft kann zwischen 200 und 600° C betragen und hängt von der Geschwindigkeit der Schlauchbildung

und dem zu verschweißenden Material ab. Die Zahl der ventilgesteuerten Nebenkanäle Bl und Bl kann erforderlichenfalls vergrößert werden, um die Temperatur, auf welche die voreinanderliegenden Flächen der zu verschweißenden Bahnränder aufgeheizt wer-

den, unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit in vorbestimmten Grenzen halten zu können.

In Abwandlung von der dargestellten Ausführung können die Ventile 4 und 5 unterschiedliche Größe haben, so daß ζ. B. das Ventil 5 in geöffnetem Zustand

mehr Druckluft passieren läßt als das Ventil 4. In diesem Fall können die Ventile derart betätigt werden, daß erst das Ventil 4 öffnet, dann das Ventil 5 öffnet und das Ventil 4 schließt, und schließlich das Ventil 4 erneut öffnet, so daß beide Ventile 4 und 5 gemeinsam

offen sind. Auf diesem Wege wird die Menge der Umgehungsluft mit Hilfe von lediglich zwei Nebenkanälen in drei Stufen gesteigert. Die vorbeschriebene Betätigungsfolge der Ventile 4 und 5 kann durch geeignete Formgestalt des das Ventil 4 steuernden

Nockens G herbeigeführt werden.

Eine ähnliche Betätigungsfolge kann für den Luftdurchlaß durch mehr als zwei Nebenkanäle steuernde Ventile vorgesehen werden. Im FaUe von drei Nebenkanälen kann z. B. die Umgehungsluftmepge in sieben

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Claims (6)

21 180Ö1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum fortlaufenden Herstellen von Heißsiegelnähten an im Bereich der Siegelnähte zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Bahnen, insbesondere zum Herstellen von Schläuchen mit einer Längsnaht, bei dem in einem Heizaggregat erwärmtes Heißgas mittels einer Düse zwischen die durch die Naht zu verbindenden Flächen beim Passieren der Düse geblasen und bei dem die Temperate des auf die zu verbindenden Flächen auf treffenden Heißgases unter Veränderung der Heizleistung des Heizaggregates in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit dieser Flächen zur Düse derart geregelt wird, daß die zu verbindenden Flächen unabhängig von ihrer Relativgeschwindigkeit zur Düse auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit konstant gehaltenem Druck in Parallelführung durch das Heizaggregat und durch einen oder mehrere, das Heizaggregat umgehende Nebenkanäle geführt wird, die Temperatur des das Heizaggregat verlassenden Gases durch die Ver- as änderung der Heizleistung des Heizaggregates konstant gehalten und das Verhältnis der das Heizaggregat durchströmenden zu der das Heizaggregat umgehenden Gasmenge geregelt wird.

2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Gasdüse und einer ein regelbares Heizaggregat umfassenden Heißgaszufuhr zu dieser, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizaggregat (6) ein Nebenkanal oder mehrere Nebenkanäle (£1, Bl) in Parallelschaltung zum Heizaggregat zugeordnet und Ventile (4, 5) zur Steuerung der Durchflußmenge durch jeden der Nebenkanäle sowie eine Einrichtung (C) zur Regelung der Heizleistung des Heizaggregates in Abhängigkeit von der Temperatur des das Heizaggregat verlassenden Gases zwecks Konstanthaltung dessen Temperatur vorgesehen sind.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizaggregat aus einem mit einer Vielzahl von Durchlaßkanälen oder Kernlöehern versehenen keramischen Heizblock (6) und in den Kernlöchern angeordneten elektrischen Heizelementen (9) besteht und eine Einrichtung zur Veränderung der Stromzufuhr zu den elektrischen Heizelementen in Abhängigkeit von Signalen vorgesehen ist, die ein in dem das Heizaggregat verlassenden Heißgasstrom angeordneter Thermostat (C) abgibt.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ventile (4, 5) zwisehen einer Offen- und einer Schließstellung zum Freigeben bzw. Versperren der Nebenkanäle (£1, Bl) betätigbar ist und die Ventile (4, 5) in Offenstellung unterschiedliche Gasmengen passieren lassen.

5. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (G, A, B) zur Steuerung der Ventile (4, 5) in den Nebenkanälen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Vorbewegung des Schlauches relativ zur Gasdüse (7) vorgesehen ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (G, A, B) zur Steuerung der Ventile (4,5) in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit von die Materialbahn (W) vorbewegenden Zugrollen (34) elektrisch betätigt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum fortlaufenden Herstellen von Heißsiegelnähten an im Bereich der Siegelnähte zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bestehenden Bahnen, insbesondere zum Herstellen von Schläuchen mit einer Längsnaht, bei dem in einem Heizaggregat erwärmtes Heißgas mittels einer Düse zwischen die durch die Naht zu verbindenden Flächen beim Passieren der Düse geblasen und bei dem die Temperatur des auf die zu verbindenden Flächen auf treffenden Heißgases unter Veränderung der Heizleistung des Heizaggregates in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit dieser Flächen zur Düse derart geregelt wird, daß die zu verbindenden Flächen unabhängig von ihrer ReIativgescliwindigkeit zur Düse auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt werden.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DT-AS 1106591) ist zur Anpassung der Temperatur des Heißga-stroms an die jeweilige Bahngeschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit der zu verbindenden Flächen zur Düse vorgesehen, den Düsenabstand von den zu verbindenden Flächen zu verändern. Hierbei verläßt das Heißgas die Düse mit konstanter Temperatur und erhält die Möglichkeit, infolge eines größeren oder kleineren zurückzulegenden Weges bis zum Auf treffen auf die zu verbindenden Flächen eine mehr oder weniger starke Abkühlung zu erfahren. Eine derartige Maßnahme zur Regelung der Temperatur des Heißgasstroms ist für den praktischen Betrieb jedoch nicht genau genug und insbesondere nicht genügend reaktionsempfindlich, da sich Abstandsveränderungen konstruktiv nur mit einer Trägheit verwirklichen lassen, innerhalb der insbesondere bei höheren Laufgeschwindigkeiten der Bahnen schon erhebliche Nahtlängenbereiche an der Düse vorbeigelaufen sind, bevor die Abstandsveränderungen wirksam werden konnten. Außerdem tritt bei Änderung des Düsenabstands eine Veränderung der Strömung des Heißgases in der Weise ein, daß sich der vom Heißgas getroffene und erwärmte Bereich vergrößert bzw. verkleinert. Dies ist in hohem Maße unerwünscht, weil dadurch unkontrolliert mehr oder weniger breite Bereiche neben dem eigentlichen Nahtbereich miterwärmt werden können. Ferner verändert sich auch die Strömung in dem den Heißgasstrom umgebenden Luftbereich, indem durch die Mitnahmewirkung des Heißgases Luft mitgenommen und mehr oder weniger stark in den Heißgasstrom eingemischt wird. Derartige Einflüsse verhindern es, durch Abstandsveränderungen der Düse sicherzustellen, daß der Heißgasstrom bei seinem Auftreffen auf die zu verbindenden Flächen gerade jene Temperatur hat, wie sie auf Grund der Bahngeschwindigkeit jeweils erforderlich ist. Als alternative Maßnahme ist bei dem bekannten Verfahren ferner vorgesehen, die Leistungsaufnahme des den Gasstrom aufheizenden Aggregates in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit der Bahnen zu regeln, d.h. die Temperatur des das Heizaggregat verlassenden Heißgases zu erhöhen bzw. zu vermindern. Eine