DE2165524B2 - Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Verschweißen eines Bandes, Streifens od.dgl. mit einer thermoplastischen Folie - Google Patents

Description

as Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Verschweißen eines Bandes, Streifens od. dgl. mit einer thermoplatischen Folie, wobei das Band aus wenigstens zwei übereinanderliegenden Schichten gebildet ist, von denen die eine aus einem bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Material und die andere aus einem bei höherer Temperatur schmelzenden Trägermaterial besteht, während die Folie zumindest teilweise aus einem Material besteht, das eine in der gleichen Größenordnung liegende Schmelztemperatur wie die niedrigschmelzende Schicht des Bandes aufweist, wobei das Band erhitzt wird, das erhitzte Band auf die Folie aufgedrückt wird, mit der Folie verbunden wird und wobei gleichzeitig das Band gekühlt wird.

Das Verschweißen eines thermoschweißbaren Bandes mit einem Film, wie es beispielsweise in der Verpackungsindustrie bei synthetischen Filmen oder auf anderen Gebieten der Technik vorkommt, in denen mit synthetischem Film- oder Folienmaterial gearbeitet wird, so namentlich auch bei Ballens für die Raumforschung oder für die Luftfahrt, wird zur Zeit allgemein so durchgeführt, daß die zu verbindenden Elemente auf ihre Schmelztemperatur gebracht und aufeinandergedriiekt werden. Die Abkühlung kann nach diesem Auf- einanderlegen in natürlicher Weise durch die Umgebungsluft oder aber auch künstlich mit einer dazu vorgesehenen Kühlvorrichtung bewirkt werden. Praktisch wird eine solche Thermo-Schweißung dadurch erzielt, daß der Film und das Band während eines bestimmten Zeitraumes an ein Heizelement angedrückt werden. Hierbei muß die Zeit des Auflegens des Bandes und des Filmes auf das Heizorgan sehr genau überwacht werden, weil Änderungen dieses Parameters auch Veränderungen der Qualität der Schweißung und zuweilen auch der Materialeigenschaften zur Folge haben. So ruft eine Verlängerung der Andruck- oder Einwirkzeit ein übermäßiges Schmelzen der Werkstoffe hervor, wodurch deren Molekularverteilung bzw. Molekularzustand sowie deren Festigkeits- und Elastizitätseigen- schäften beeinflußt werden. Die genaue Regulierung der Einwirkzeit gestaltet sich sehr schwierig und führt zu aufwendigen Einrichtungen, und zwar um so mehr, als es dabei auch erforderlich ist, die zufälligen Ände-

■ungen auf sehr klebe Werte zu begrenzen.

Weiterhin gestattet es die übliche Arbeitsweise nicht, Schweißungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verwirklichen, derart, daß dieselben den erfaßten Bereichen besonders angepaßt werden. Vielmehr ist die Schweißung normalerweise überall gleich. Änderungen in den Eigenschaften der Schweißung, insbesondere hinsichtlich der Tiefe, auf die sie sich erstreckt, sind lediglich zufällig und können nicht gesteuert oder gezielt beeinflußt werden. Nun besteht aber, wie dies auch eine später noch im einzelnen erläuterte Anwendung zeigt, oft ein Interesse daran, eine dem jeweiligen Bereich angepaßte Schweißung und gegebenenfalls eine Schweißung mit von einer Zone zur anderen unterschiedlicher An ausführen zu können.

Der Erfindung liegt, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, die Aufgabe zugrunde, eine Verschweißung des Bandes, Streifens od. dgl. mit der Folie oder dem Film herzustellen, die besonders hoch, insbesondere auf Schwerkräfte, belastbar ist *>

Mit der Erfindung soll weiterhin eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der das Verfahren in einer für die Praxis besonders geeigneten und vorteilhaften Weise durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung soll es dabei weiterhin auch ermöglichen, eine Folie od. dgl. am Rand zu verstärken und zu zerteilen bzw. zu besäumen.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Band auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwisehen der Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Bestandteiles des Bandes und derjenigen des Trägermaterials liegt, und daß das erhitzte Band beim Aufdrücken so unterschiedlich gekühlt wird, daß mindestens an einem Rand des Bandes die Tiefe der Plastifizierung der Folie kontinuierlich auf Null abnimmt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Intensität der Kühlung auf einen Wert geregelt oder eingestellt werden, der von der jeweils betroffenen Zone abhängt, derart, daß das Band in jeder Zone an den Film eine dosierte Wärmemenge abgibt, um eine Schweißung mit definierten Charakteristika zu erzielen, die von einer Zone zur anderen unterschiedlich sein können.

Die Eigenschaften einer mit einem solchen Verfahren erzielten Schweißung sind unabhängig von der Aufheizzeit des Bandes, vorausgesetzt, daß diese ausreichend ist, damit die beheizten Partien die Gleichgewichtstemperatur annehmen, die zwischen der Schmelztemperatur des thermoschweißbaren Materials des Bandes und derjenigen seines Trägermaterials liegt. Unter dieser Bedingung ist die von einem solchen Band je Flächeneinheit transportierte Wärmemenge tatsächlich unabhängig von der Zeit, weil sie lediglich proportional der Dicke des Bandes und der Temperatur ist, auf die dasselbe gebracht wurde. Bei der Aufbringung des erhitzten Bandes auf den Film kann durch Abführen einer bestimmten Wärmemenge in jeder Zone die Menge der auf den Film übertragenen Wärme moduliert werden. Unter der Wirkung dieser dosierten Aufheizung schmilzt der Film je nach den betrachteten Zonen bis in unterschiedliche Tiefen. Durch eine geeignete Einstellung oder Regulierung der Kühlmittel wird somit eine Schweißung erzielt, die in jeder Zone einen vorgegebenen Dickenbereich des Filmes umfaßt, der unabhängig von der Zeit der Aufbringung und, insbesondere bei einem kontinuierlichen Prozeß, unabhängig von der Laufgeschwindigkeit des Filmes ist.

Die bei dem Verfahren vorgenommene differenzierte Abkühlung kann z. B. in der Mitte des Bandes über einen wesentlichen Teil der Breite desselben hinweg auf einen vernachlässigbaren Wert beschränkt sein, aber in einer Zone, die einem der Ränder desselben benachbart ist, fortschreitend größer werden. In der entsprechenden Zone des Filmes nimmt daher die Tiefe der Schweißung entsprechend ab, während natürlich der von der Schweißung nicht betroffene Dickenbereich des Filmes in demselben Maß zunimmt Es wird dabei eine Art von elastischer Zusammenblattung oder Einbindung des Bandes erzielt, die für das Festigkeitsverhalten der Schweißung gegenüber Scherkräften besonders vorteilhaft ist So konnte festgestellt werden, daß eine Verbindung zwischen einem Band und einem Film oder einer Folie, bei der die von der Schweißucg betroffene Dicke der Folie nach und nach zu den Rändern des Bandes hin abnimmt, ein sehr günstiges Verhalten gegenüber den beim praktischen Einsatz auftretenden Beanspruchungen zeigt

Wie eingangs schon erwähnt, bewirkt das Schmelzen eines synthetischen Materials eine Änderung der MoIekülverteiiung desselben und kann seine Festigkeit beeinflussen. Es ist deshalb besonders vorteilhaft, daß an den Rändern der Schweißung diejenige Dicke des Filmes, dessen Festigkeit durch die Schweißoperation nicht beeinflußt ist, fortschreitend in demselben Maße zunimmt, wie die von der Schweißung erfaßte Schichtdicke abnimmt

Weiterhin ist in denjenigen Zonen, in denen die Tiefe der Schweißung abnimmt, die Verringerung der Dicke des Filmes unter der Wirkung des beim Aufbringen des Bandes ausgeübten Druckes im Vergleich zu der Verringerung der Dicke anderer Zonen weniger groß, weil im Augenblick der Aufbringung die zusammengedrückte Schichtdicke des geschmolzenen Materials im Vergleich zu derjenigen anderer Zonen vermindert ist Durch dieses Merkmal wird eine Minderung der Festigkeit dieser Zonen begrenzt, die bei ihrer Lage an der Kante am meisten die hauptsächlichen Scherbeanspruchungen auszuhalten haben.

Die Abkühlung des Bandes kann in der Weise eingestellt oder geregelt werden, daß in einem an den Rand des Bandes angrenzenden Bereich geringer Breite eine solche Absenkung der Temperatur hervorgerufen wird, daß das thermoschweißbare Material dort eine unterhalb seiner Schmelztemperatur liegende Temperatur hat. Es findet dann in diesem Breitenbereich keine Schweißung statt, sondern es verbleibt ein kurzer bzw. schmaler nicht verschweißter Teil des Bandes, der auf der Folie durch einfaches Anhaften der Materialien unter der Wirkung von Oberflächenspannungen gehalten ist. Eine derartige Verbindung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird, zeichnet sich durch hohe Widerstandsfähigkeit aus. Dies läßt sich einerseits erklären durch die Tatsache, daß dieser kurze »schwimmende« oder ^v>fliegende« Bereich eine Art Dämpfer oder Puffer gegen zerstörende und das Material zu zerreißen suchende Einflüsse und Beanspruchungen bildet, die somit zunächst die Kräfte von Oberflä chenspannungen überwinden müssen, bevor sie unmit telbar an der Schweißung angreifen, und andererseits dadurch, daß diese Beanspruchungen, indem sie sich au! einen Bereich auswirken, in welchem die von dei Schweißung erfaßte Schichtdicke abnimmt, nur ein blo ßes Loshaken oder Verschieben der Moleküle hervor rufen, ohne daß sich eine regelrechte Bruchlinie ergibt Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in je

dem Fall eine Schweißung von hoher Qualität erzielt. Diese Qualität ist gleichbleibend gegeben, auch wenn z. B. die Drehzahl einer zum Erhitzen des Bandes dienenden Heizwalze nicht völlig gleichmäßig sein sollte, da die jeweils gewünschte Schweißtiefe durch die Art der Kühlung bestimmt werden kann. Andererseits ist wegen der Einstellbarkeit der Schweißtiefe eine sehr gute Anpassung an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalles möglich. Ein weiterer und ganz besonders wesentlicher Vorteil besteht darin, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei sehr dünnen Folien eine Verschweißung mit einem Band möglich gemacht worden ist.

Die Erfindung gestattet es beispielsweise bei Stratosphären-Ballons, die Ränder der den Ballon bildenden, aus einem Polyäthylen-Film mit einer Dicke von etwa 20 Mikron bestehenden Bahnen oder Kugelausschnitten zu verstärken, um die Gefahren eines Reißens auszuschließen und um die Handhabung, Behandlung und Bearbeitung der Bahnen oder Abschnitte sowie auch deren endgültiges Zusammenfügen und Verbinden zu erleichtern. Allein die Erfindung hat es möglich gemacht, die Bänder mit derart feinen Filmen oder Folien zu verschweißen. Ohne die mit der Erfindung erreichte Vorgabe oder Steuerung der Sclnveißtiefe müßte man in Kauf nehmen, den Film in seiner gesamten Dicke zum Schmelzen zu bringen. Dies hätte eine schlechte Qualität der Schweißung zur Folge, würde die Gefahr einer Trennung des Bandes von dem Film mit sich bringen und würde wegen der Störung der Molekularverteilung in der gesamten Stärke des Filmes zu einer Verringerung der Festigkeit und Belastbarkeit des Filmes führen.

Eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt Mittel zum Führen des Filmes, die Mitteln zum Bewegen des letzteren unter Zugwirkung zugeordnet sind. Mittel zum Führen des Bandes, durch die dasselbe in die Nähe des Filmes gebracht werden kann, Heizmittel, die im Weg des Bandes angeordnet sind und dazu dienen, dasselbe auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen, sowie ein Aufbringorgan, das im Weg des Filmes und im Weg des Bandes in Laufrichtung hinter den Mitteln zum Beheizen des Bandes angeordnet ist, und kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß ein um seine Achse drehbarer Aufbringzylinder einen thermisch isolierenden zylindrischen Teil und wenigstens einen leitenden Teil mit einem Hohlraum aufweist, der mit der Außenseite durch feine kalibrierte öffnungen in Verbindung steht und mit Mitteln zum Anschluß an eine ein Kühlmedium liefernde Quelle versehen ist

Bei dieser Vorrichtung kann zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Wärmemenge von dem sich in Berührung mit dem Aufbringorgan befindenden Querbereich des Bandes abgeführt werden. Damit ist in den einzelnen Zonen dieses Bereiches die jeweils gewünschte Schweißtiefe erzielbar.

Die Mittel zum Aufheizen des Bandes können beliebiger Art sein. Sie sind im Weg des Bandes vor dem Aufbringorgan in geringem Abstand von diesem angeordnet, derart, daß Wärmeverluste auf dem Weg zwischen den Heizmitteln und dem Aufbringorgan vernachlässigbar sind. Diese Mittel können beispielsweise sehr einfach durch eine um ihre Achse drehbare Rolle oder Walze gebildet sein, die in ihrem Inneren einen Heizwiderstand aufweist, der ihre Umfangsfläche auf einer bestimmten Temperatur halten kann. Dieser Widerstand ist elektrisch mit zwei leitenden Schleifringen od. dgl. verbunden, die sich an den Seiten der Rollt oder Walze befinden und an die Bürsten zur Speisunf mit elektrischer Energie elastisch angedrückt sind. Ein< automatische Regelung der Temperatur auf den erfor derlichen Wert wird durch geeignete, dem Widerstanc zugeordnete Regelelemente erreicht

Um nach dem Aufschweißen des Bandes auf der Film den letzteren längs einer Linie zu trennen, die mil einem der Ränder des Bandes zusammenfällt, sind ge

ίο maß der Erfindung bei der Vorrichtung, in Laufrichtung des Materials gesehen, hinter dem Aufbringorgan irr Bereich des Randes des zuvor mit dem Film verschweißten Bandes zwei Führungswege vorgesehen die in einer zum Film lotrechten Längsebene divergieren und getrennte Durchlässe für zwei sich beiderseits des genannten Randes des Bandes erstreckende Partien des Filmes bilden.

Zwischen dem Aufbringorgan und den Führungsanordnungen ist eine etwa lotrecht zur Ebene des Filmes

ao gerichtete scharfe Kante od. dgl. vorgesehen. Diese erzeugt in dem Film bei dessen Durchlauf durch die Vorrichtung den Beginn oder Ausgangspunkt einer Trennung. Die mit diesem Ausgangspunkt beginnende Trennung setzt sich dann in natürlicher Weise beim Laufen

as des Filmes fort, weil die beiden Stücke durch die divergierenden Führungsanordnungen voneinander entfernt werden.

Eine solche Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß sich mit ihr sehr große Längen an Film trennen lassen, ohne daß an der scharfen Kante, die nur beim laufenden Betrieb in Tätigkeit ht, ein merklicher Verschleiß auftritt. Vorteilhaft wird die Vorrichtung an einer in Laufrichtung des Materials hinter den genannten Führungsanordnungen liegenden Stelle noch mit Mitteln verse- hen, die den abgetrennten Abfall fortbewegen. Diese Mittel enthalten zweckmäßig eine Rolle, deren Drehebene mit Bezug auf die Laufrichtung des Filmes eine geringe Schrägstellung aufweist, derart, daß der Abfallstreifen von dem Film entfernt und damit weggeführt wird. Die Rolle erfaßt den Abfallstreifen klemmend zwischen sich und einer Führungsrolle und wird durch eine weitere Rolle angetrieben, die auf derselben Achse sitzt und einen etwas geringeren Durchmesser hat Diese letztgenannte Rolle steht in Berührung mit dem Film und wird durch dessen Vorwärtsbewegung in Drehung versetzt Weil die zum Wegführen des Abfalls dienende Rolle einen etwas größeren Durchmesser als die genannte, mit ihr koaxiale Rolle aufweist, verleiht sie dem Abfallstreifen eine Spannung, die höher als diejenige ist, die auf den Film wirkt Durch diese höhere Spannung wird verhindert, daß der Abfallstreifen zeitweilig schlaff wird, wodurch die Qualität des Trennvorganges beeinträchtigt werden könnte.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung, die ein Besäumen und Zerteilen des Filmes entlang einer Linie von veränderbarer Form gestattet sind die Führungsmittel für das Band, das Aufbringorgan und seine Kühlmittel sowie die Heizmittel in einer kompakten Gesamtanordnung vereinigt An dieser Gesamtanordnung sind weiterhin Mittel zum Zuführen des Bandes befestigt Diese Gesamtanordnung ist so angebracht, daß sie sich parallel zur Querrichtung des Filmes bewegen läßt und mit einer quergerichteten Zusatzbewegung oder einer abhängigen Bewegung angetrieben werden kann, um dadurch einen verstärkten Rand von jeweils gewünschtem oder bestimmtem Profil bzw. Verlauf zu erzeugen.
Nachdem die Erfindung im allgemeinen beschrieben

worden ist, wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung ein nicht als einschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer ausgebildeten Vorrichtung zum Thermoschweißen und Trennen,

F i g. 2 eine Teilansicht (Einzelheit A) des Organs zum Abführen des Abfalls nach dem Trennen,

F i g. 3 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung,

F i g. 4 ein Aufbringorgan, an dem sich die Vereinigung vollzieht und

F i g. 5 einen sc;iematischen Schnitt durch einen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Band versehenen und besäumten Film.

Die als Beispiel dargestellte Vorrichtung dient dazu, ein Band 1 auf einem Film 2 zu befestigen und die sich dadurch ergebende Einheit längs eines Randes dieses Bandes zu besäumen oder zu beschneiden. Sie ermöglicht es somit, Elemente von bestimmter Form mit verstärkten Rändern zu erhalten, die deren Handhabung «o erleichtern und die Gefahren eines Zerreißens vermindern. In dem gewählten Beispiel handelt es sich bei diesen Elementen um Bahnen, aus denen ein sphäroidischer Stratosphären-Ballon von sogenannter natürlicher Form hergestellt wird. Bei einem solchen oder »5 ähnlichen Anwendungsbeispiel besteht der Film aus Polyäthylen mit einer Dicke von etwa 20 Mikron, während das Band 1 drei Schichten oder Lagen aufweist: eine Lage aus Polyester mit einer Dicke von etwa 13 Mikron, die zwischen zwei ungefähr 20 Mikron dikken Lagen aus Polyäthylen angeordnet ist. Der verwendete Film ist so konditioniert, daß er in Form einer etwa 2 bis 3 Meter breiten Rolle vorliegt, wobei der Abwickelvorgang durch nicht besonders dargestellte Antriebsmittel bewirkt werden kann. Auf seinem Weg wird der Film über Zylinder geführt, wie sie beispielsweise in F i g. 1 mit den Ziffern 3 und 4 bezeichnet sind.

Das Verstärkungsband 1 ist auf einer Rolle 5 aufgewickelt, die sich frei drehen kann und von einem Gestell 6 gehalten ist, welches auch die zum Vereinigen und zum Besäumen dienenden Teile der Vorrichtung trägt Die Breite dieses Bandes liegt beispielsweise im Bereich von etwa 2 bis 3 Zentimetern.

Das Band 1 wird über Walzen 7 und 8 geführt und gelangt dann in Berührung mit einer Heizwalze 9. In Bewegungsrichtung des Bandes hinter dieser Heizwalze und in der Nähe derselben ist ein Aufbringorgan 10 angeordnet, dessen Ausbildung im einzelnen noch in Verbindung mit F i g. 4 erläutert werden wird. Der Film 2 ist mittels der Zylinder 3 und 4 derart geführt, daß er an der Stelle des Aufbringorgans 10 in Berührung mit dem Band 1 kommt Fin Gegen-Anleger 11, der an der Stelle 12 gelenkig an dem Gestell 6 angebracht und mit einem Betätigungshebel 13 versehen ist kann auf dem Film aufliegen und auf diesen und das Band einen leichten Druck ausüben. Unmittelbar hinter dem Aufbringorgan 10 sind Mittel zum Trennen oder Besäumen vorgesehen, die im einzelnen noch in Verbindung mit Fig.3 erläutert werden. Diese bewirken im Verlauf der Bewegung des Filmes das Besäumen desselben an So einem Rand des mit ihm vereinigten Bandes.

Eine weiche oder schmiegsame Rolle 14 mit konischem Mantel (Einzelheit A, F i g. 2) übt auf den abgetrennten Abfallstreifen 15 eine abziehende Vorwärtsbewegung aus. Diese Rolle 14 sitzt auf derselben Achse ij wie eine weitere Rolle 16 von geringfügig kleinerem Durchmesser, die auf der Höhe des Zylinders 4 auf dem Film aufliegt und durch die Vorwärtsbewegung des letzteren drehend angetrieben wird. Die Achse der Rollen 14 und 16 ist gegenüber der Querrichtung des Filmes um einen kleinen Winkel schräg gestellt, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, derart, daß die von der Rolle 16 beim Durchlauf des Filmes in Drehung versetzte Rolle 14 auf den Abfallstreifen eine seitliche Lösewirkung ausübt, die den letzteren vom Film zu entfernen sucht. Außerdem ist jede Möglichkeit einer zufälligen Zurückbewegung des Abfallstreifens in Richtung auf den Film auch durch die konische Form der Rolle 14 ausgeschlossen, die eine seitliche Blockierung des Abfallstreifens hervorruft.

Die Heizwalze 9 enthält bei dem dargestellten Beispiel in ihrem Inneren einen zylinderförmigen Widerstand 17, der zu beiden Seiten durch Kontaktbürsten gespeist wird, die auf seinen Seitenflächen gleiten. Diese Bürsten sind über Leitungen 18 mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Eine in der Zeichnung nicht besonders dargestellte Vorrichtung üblicher Art zur Regulierung der elektrischen Energieversorgung gestattet es, die Temperatur des Widerstandes 17 aul einem konstanten, jedoch einstellbaren Wert zu halten. Für die als Beispiel genannten Materialien wird dieser Wert in einem Bereich um 150⁰C geregelt, eine Temperatur, bei der das Polyäthylen, nicht aber das Polyestermaterial geschmolzen ist, da das Schmelzen des letzteren erst bei einer Temperatur von etwa 170⁰C beginnt.

Wenn das Band 1 nun die Heizwalze 9 verläßt, so enthält es demzufolge eine Polyesterlage, die erwärmt, aber nicht geschmolzen ist, und die Polyäthylen-Lagen im Schmelzzustand trägt. Die Wärmemenge, die von dem Band 1 je Flächeneinheit auf dem Weg zwischen der Walze 9 und dem Aufbringorgan 10 transportierl wird, ist proportional seiner Temperatur und seiner Dicke. Sie ist unabhängig von der Zeit und demzufolge auch von der Laufgeschwindigkeit des Bandes 1 und des Filmes 2, weil die Berührungsdauer des Bandes mil der Heizwalze lang genug ist um dem Band die Temperatur der Heizwalze mitzuteilen.

Wenn das Band auf der Höhe des Aufbringorgans 10 und des Gegen-Anlegers 11 in Berührung mit dem Film gelangt so gibt es an die betreffenden Bereiche des Filmes innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes einer Teil der gespeicherten Wärme ab, was ein Schmelzen des Filmes bis auf eine bestimmte Tiefe zur Folge hat Durch eine geeignete Regulierung der von dem Band gespeicherten Wärme läßt sich diese Schmelztiefe aul einen gewünschten Wert einstellen. Ist die Dicke des Bandes konstant so kann diese Einstellung oder Regulierung durch Beeinflussung der Temperatur der Heizwalze 9 bewirkt werden. Da die gespeicherte Wärme wie bereits erwähnt unabhängig von der Zeit ist haber auch eventuelle Änderungen in der Ablaufgeschwindig keit des Filmes keinen Einfluß auf die Dicke der geschmolzenen Schicht in dem Film.

Darüber hinaus kann die Dicke des geschmolzener Materials auch über den Bereich des Bandes hinweg geändert oder variiert werden. Wie F i g. 4 erkenner läßt weist das Aufbringorgan 10 einen zylindrischer Teil 19 aus isolierendem Material, etwa Tetrafluoräthy len oder einem anderen geeigneten Werkstoff, sowie einen hohlen Teil 20 aus wärmeleitendem Metall auf Dieser Teil 20 ist mit kleinen kalibrierten öffnungen 21 versehen, die seinen zentralen Hohlraum mit dei Außenseite verbinden und die mit einem kühlender Gas gespeist werden können, das über eine Leitung und einen Anschluß 22 zugeführt wird.

In dem Teil des Filmes, der in Berührung mit derr

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isolierenden Bereich 19 steht, findet praktisch keine Wärmeabführung statt, abgesehen von einer geringen, am Übergang zu dem gekühlten Bereich 20 zunehmenden Abführung. Dagegen findet in diesem gekühlten Bereich eine Wärmeabführung statt, die um so größer ist, je weiter die Entfernung von dem isolierenden Bereich 19 ist. Die Größe dieser Wärmeabführung kann beispielsweise durch eine geeignete Regulierung der Temperatur oder der Durchtrittsmenge des Kühlgases oder auf andere geeignete Weise ohne Schwierigkeiten eingestellt werden.

F i g. 5 zeigt schematisch in Zuordnung zu dem Aufbringorgan nach F i g. 4 das mit dem Film 2 verschweißte Band 1. Auf einer Breite b, auf der die Wärmeabführung praktisch vernachlässigbar war, ist die Tiefe e der vollzogenen Schweißung (entsprechend der Polyäthylen-Lage, die auf dem Film verschweißt ist) konstant. Auf einer Breite c hatte die Wärmeabführung zugenommen bis zur Herstellung einer Temperatur, die gleich der Temperatur des Schmelzbeginns des Polyäthylens ist Infolgedessen nimmt in diesem Bereich die Tiefe der Verschweißüng bis zum Wert Null ab. Jenseits dieser Zone (im Bereich d) war das Material nicht mehr im Schmelzzustand. Hier sind die beiden Elemente nicht mehr miteinander verschweißt, sondern lediglich durch die Wirkung von Oberflächenspannungen miteinander verbunden.

Das als Beispiel beschriebene Aufbringorgan gestattet es somit, eine differenzierte Verschweißung zu erzielen, die auf einem verhältnismäßig großen Bereich des Bandes eine konstante Tiefe im Film und zu einem Rand hin eine bis auf Null abnehmende Tiefe aufweist. Eine solche Verschweißung ergit eine hohe Belastbarkeit und ein hervorragendes Verhalten gegenüber Beanspruchungen durch Scherkräfte.

Die Ausbildung des Aufbringorgans kann in verschiedener Weise getroffen und der jeweiligen Zweckbestimmung der Verbindung angepaßt werden, so daß sich in jedem Falle eine Schweißung erzielen läßt, die bei den gewünschten Arbeits« oder Einsatzbedingungen eine ausgezeichnete Qualität und besonders günstige Eigenschaften besitzt. Soll ein Band auf einen mittleren Bereich eines Filmes aufgeschweißt werden, so wird insbesondere ein Aufbringorgan vorgesehen, welches zwei Kühlzonen aufweist, die beiderseits einer Isolierzone angeordnet sind, wodurch sich eine Verschweißung erreichen läßt, deren Tiefe zu jeder Seite des Ban-

lu des hin abnimmt.

Vorteilhaft wird in Bewegungsrichtung des Materials unmittelbar hinter dem Aufbringorgan 10 eine dünne Platte, ein Blatt oder eine Klinge 23 (Fig.3) neben dem Rand des Aufbringorgans befestigt Hinter dieser Klinge und zu beiden Seiten derselben sind Führungsflächen vorgesehen, die in divergierende Richtungen laufende Kanäle 24 und 25 begrenzen. Die Klinge 23 dient dazu, während des Betriebes den Beginn eines Risses oder einer Zerteilung auf der Linie der ge-

ao wünschten Trennung hervorzurufen, so daß ein Zerteilen stattfindet, das sich jeweils entsprechend der Vorwärtsbewegung des Filmes fortsetzt, weil die beiden voneinander zu trennenden Stücke durch die Kanäle 24 und 25 auseinandergeführt werden. Der Verschleiß der Klinge 23 ist sehr gering, weil sie im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen nur den Ausgangspunkt einer Zerteilung zu erzeugen braucht, während das Zerteilen selbst beim Ablauf des Vorganges in natürlicher Weise von alleine unter der Wirkung des Abziehens der beiden zu trennenden Partien (Abfallstreifen und Film) in verschiedene Richtungen erfolgt

Das Abführen des Abfallstreifens wird, wie gezeigt, durch die Rolle 14 bewirkt. Weil deren Durchmesser etwas größer als derjenige der Rolle 16 ist, erteilt sie dem Abfallstreifen ständig eine leicht erhöhte Spannung, die verhindert, daß der Abfallstreifen »schwimmt« oder sich wirft, was für die Regelmäßigkeit der Trennung nachteilig wäre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum thermischen Verschweißen eines Bandes, Streifens od. dgL mit einer thermoplastischen Folie, wobei das Band aus wenigstens zwei übereinanderliegenden Schichten gebildet ist, von denen die eine aus einem bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Material und die andere aus einem bei höherer Temperatur schmelzenden Trägermaterial besteht, während die Folie zumindest teilweise aus einem Material besteht, das eine in der gleichen Größenordnung liegende Schmelztemperatur wie die niedrigschmelzende Schicht des Bandes aufweist, wobei das Band erhitzt wird, das erhitzte Band auf die Folie aufgedrückt wird, mit der Folie verbunden wird und wobei gleichzeitig das Band gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwischen der Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Bestandteiles des Bandes und derjenigen des Trägermaterials liegt, und daß das erhitzte Band beim Aufdrücken so unterschiedlich gekühlt wird, daß mindestens an einem Rand des Bandes die Tiefe der Plastifizierung der Folie kontinuierlich auf Null abnimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film am Rand des Bandes durch Aufbringen einer geringen auseinanderführenden Kraft auf die beiden Partien des Filmes, die beiderseits des Randes des Bandes liegen, getrennt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Mitteln zum Führen des Filmes, die Mitteln zum Bewegen des letzteren unter Zugwirkung zugeordnet sind, mit Mitteln zum Führen des Bandes, durch die dasselbe in die Nähe des Filmes gebracht werden kann, mit Heizmitteln, die im Weg des Bandes angeordnet sind und dazu dienen, dasselbe auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen, und mit einem Aufbringorgan, das im Weg des Filmes und im Weg des Bandes in Laufrichtung hinter den Mitteln zum Beheizen des Bandes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein um seine Achse drehbarer Aufbringzylinder (10) einen thermisch isolierenden zylindrischen Teil (19) und wenigstens einen leitenden Teil (20) mit einem Hohlraum aufweist, der mit der Außenseite durch feine kalibrierte Öffnungen (21) in Verbindung steht und mit Mitteln (22) zum Anschluß an eine ein Kühlmedium liefernde Quelle versehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, in Laufrichtung des Materials gesehen, hinter dem Aufbringorgan (10) im Bereich des Randes des zuvor mit dem Film verschweißten Bandes zwei Führungswege (24, 25) vorgesehen sind, die in einer zum Film lotrechten Längsebene divergieren und getrennte Durchlässe für zwei sich beiderseits des genannten Randes des Bandes erstreckende Partien des Filmes bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine etwa lotrecht zum Film gerichtete Klinge, Kante (23) od. dgL die geeignet ist, in dem laufenden Film vor dessen Durchgang durch die divergierenden Führungswege (24, 25) einen Ausgangspunkt für eine Trennung zu erzeugen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß, in Laufrichtung des Materials gesehen, hinter den divergierenden Füh-

rungswegen (24, 25) eine zum Transportieren des abgetrennten Materials (15) dienende, mit einer Walze (4) zusammenarbeitende Rolle (14) vorgesehen ist, deren Drehebene mit Bezug auf die Laufrichtung des Filmes eine geringe Schrägstellung aufweist und die durch eine mit ihr auf einer Achse sitzende weitere, einen etwas geringeren Durchmesser aufweisende Rolle (16) antreibbar ist, wobei die letztere in Berührung mit dem Film steht und durch dessen Vorwärtsbewegung drehbar isL

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die Führungsmittel für das Band, die Heizmittel und das Aufbringorgan zu einer kompakten Gesamtanordnung zusammengefaßt sind, der Mittel zum Zuführen des Bandes zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanordnung beweglich auf Säulen, Ständern od. dgL angeordnet ist, die sich parallel zur Querrichtung des Filmes erstrekken, und daß sie in dieser Richtung um wählbare oder vorgebbare Bewegungsbeträge verstellbar ist