DE2210923C3 - Verfahren zum Verbinden stumpf aneinanderstoßender Kanten eines oder mehrerer Werkstückzuschnitte in dreidimensionaler Form aus thermoplastischem Material sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Verbinden stumpf aneinanderstoßender Kanten eines oder mehrerer Werkstückzuschnitte in dreidimensionaler Form aus thermoplastischem Material sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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DE2210923C3
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Description

dem daß auch solche Schweißverbindungen für Werkstückzuschnitte, die sich aus der Ebene herausheben, ermöglicht, bei denen die Randteile nicht iibereinanderliegen, sondern unmittelbar mit ihren Kanten stumpf zusammenstoßen, sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Einem derartigen Verbinden von WerkstÜLKtcilen, insbesondere für Schuhspitzen, stand stets das Vorurteil der Fachwelt gegenüber, daß diese Verbindung bei dem verhältnismäßig starken und bockigen Material den außerordentlich großen Zug- und Druckbeanspruchungen, denen es ausgesetzt ist, nicht standhalten könne. Außerdem ist es sehr problematisch, die zu verbindenden Kanten während des Verschweißens paßgerecht, ohne sie gegeneinander zu verschieben, aneinanderzuhalten.
Die gestellte Aufgabe wird beim Verbinden stumpf aneinanderstoßender Kanten eines oder mehrerer Werkstückzuschnitte in dreidimensionaler Form aus thermoplastischem Material, bei dem der Werkstückzuschnitt auf eine entsprechend konvexe räumliche Unterform aufgebracht und die dabei stumpf zusammenstoßenden, miteinander zu verbindenden Seitenkanten durch entsprechende Wärme- und Druckein- »5 wirkung verschweißt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkstückzuschnitt unter Druckbeaufschlagung federvorgespannter Oberformhälften bei gleichzeitigem Auszentrieren der beiden Seitenkanten einerseits relativ zueinander und andererseits in bezug auf die Elektroden bis zum Zusammenstoßen der beiden Seitenkanten in Verbindungslage auf eine entsprechende konvexe Unterform aufgeschoben und im Anschluß daran in an sich bekannter Weise über die durch die zusammenstoßenden Se'tenkanten gebildete Stoßfuge ein Folien- bzw. Verstärkungsband in vorgegebener Länge zugeführt und die beiden miteinander zu verbindenden Seitenkanten bzw. -teile an dieser Verbindungsstelle durch entsprechende Wärme- und Druckeinwirkung der Elektrode bei gleichzeitigem Aufschweißen eines Verstärkungsbandes auf die Stoßfuge miteinander verbunden werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus einer Werkstückauflage, Schweißelektrode sowie einer Zentriereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß axial über der aus zwei Formhälften bestehenden konvexen räumlichen Unterform als Werkstückauflage eine zu dieser formschlüssige, auf die Unterform herabbewegbare, ebenfalls aus zwei Fcrmhälften bestehende Oberform vorgesehen ist und die beiden Formhälften jeder Form jeweils eine Elektrode einschließen, wobei die eine Elektrode als Oberelektrode auf ihrer Stirnseite eine Zentrie.-nase aufweist und diese Elektrode relativ zu ihren beiden Formhälften axial verschiebbar gelagert ist, wobei in Ausgangslage der Oberform deren Unterkante und der Unterfläche der Oberelektrode ein Abstand gegeben ist, und daß die beiden Formhälften der Oberform mittels Federn in Richtung der Unterform hin federvorgespannt sind.
Zweckmäßig ist zum einwandfreien fugenlosen Zusammendrücken der s»umpf aneinanderstoßenden Kanten während des Verschweißvorganges auf der Oberfläche der Unterelektrode beiderseits, im wesentlichen mit gleichem Abstand von der Stoßfuge der Seitenkanten entfernt, mit dieser parallel verlaufend, je eine über die Oberfläche der Elektrode ragende Rippe vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung zum dosierten Zuführen eines Folienverstärkungsbandes zwischen die Ober- und Unterelektrode bzw. die Oberelektrode und das Werkstück auf.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel davon dargestellt ist, näher veranschaulicht.
Es zeigt
F i g. 1 einen planen Werkstückzuschnitt für die Fertigung eines Schuhvorderteils,
F i g. 2 den geformten, in räumlicher Form verschweißten Zuschnitt gemäß F i g. 1 im Schnitt,
Fig. 3 einen Schnitt A -B durch die Verbindungsstelle gemäß F i g. 2,
Fig.4 einen Ausschnitt auf die Verbindungsstelle der beiden Werkstückteile in Draufsicht,
Fig.5 eine Vorderansicht der Vorrichtung zum Verbinden von Werkstückzuschnitten in räumlicher Form mit stumpf aneinanderstoßenden Kanten und
F i g. 6 eine Ansicht gemäß F i g. 5 nach der Schnittlinie C-C.
In F i g. 1 ist 1 ein planer Zuschnitt, der zu einer Schuhspitze! eines Skischuhes geformt und dessen stumpf aneinanderstoßende Seitenkante im Spitzenbereich 3 miteinander verbunden werden sollen. Zu diesem Zweck wird der Zuschnitt in einer Vorrichtung gemäß den F i g. 5 bzw. 6 bearbeitet. Diese Vorrichtung besteht in ihren wesentlichen Teilen aus einer konvexen räumlichen Unterform 4 und einer darüber angeordneten, auf letztere herab bewegbaren, zu ihr formschlüssigen konkaven Oberform 5. Die konvexe Form 4 ist zugleich Auflage für den Zuschnitt 1. Sie ist auf einen Formhalter 6 abnehmbar, gegebenenfalls gegen einen anderen Formkörper austauschbar befestigt. In gleicher Weise ist auch die Oberform 5 in ihrer Halterung abnehm- und jeweils gegen einen entsprechenden dazu formschlüssigen Formkörper austauschbar. Die Formen 4, 5 weisen jeweils in der Mitte eine Elektrode, und zwar die konvexe räumliche Form 4 eine Unterelektrode 7 und die konkave Oberform 5 eine Oberelektrode 8 auf. Letztere ist relativ zur Oberform 5 in axialer Richtung X-X bewegbar. Die beiden Formen 4, 5 bestehen aus zwei Formhälften 9, 10, zwischen denen die Elektroden? bzw. 8 liegen, die mit den Formen 4, 5 im wesentlichen eine räumliche Einheit bilden. Die Oberform 5 ist mittels Federn 11, deren Federkraft durch bolzenförmige Stellschrauben 12 veränderbar ist, auf die Unterform 4 hin federgespannt. Die beiden Formhälften 9 der Oberform grenzen die Oberelektrode in der Mitte beidseitig derart ein, daß in Ausgangslage der Oberform zwischen den beiden Unterkanten 13 der Formhälften 9 und der Unterfläche der Oberelektrode 8 ein Abstand 15 gegeben ist, der in der Oberform einen Kanal 16 bildet. In einer Einführöffnung 17 für den fJanen Zuschnitt 1 ist auf der Stirnseite 18 der Oberelektrode eine sogenannte Zentriernase 19 zum ,exakten Einführen des Zuschnitts bei gleichzeitiger Auszentrierung des zu verbindenden Seitenkantenzusammenstoßes relativ zu den Elektroden 7, 8 angeordnet. Auf der Unterelektrode ist beiderseits vom Bereich, auf dem die Stoßfuge, die durch die beiden zu verbindenden Werkstückkanten gebildet wird, aufzuliegen kommen soll, im wesentlichen im Bleichen Ab-
stand davon entfernt, in Arbeitslage parallel mit der Stoßfuge verlaufend, je eine über eine Oberfläche 20 der Unterelektrode herausragende Rippe 21 vorgesehen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Zum Formen des planen Werkstückzuschnitts 1 bei gleichzeitigem Verbinden der stumpf zusammenstoßenden Seitenkanten zu einer Schuhspitze eines Skischuhes wird dieser Zuschnitt 1 mit seinem Spitzenbereich 3 in die Einführöffnung 17 der Vorrichtung ein- und auf die konvexe räumliche Unterform aufgeschoben. Bei diesem Aufziehvorgang liegen Unterflächen 22 der Oberform 5 mit gleichbleibendem Feder.'orspanndruck jeweils auf einer Oberfläche 23 des eingeführten Werkstückzuschnitts 1 auf, so daß die miteinander zu verbindenden Teile relativ zueinander nicht verrutschen können. Im Zusammenwirken mit der Zentriernase 19 läßt sich der plane Zuschnitt einerseits einwandfrei von einer planen Fläche auf ein räumliches Gebilde umformen, und andererseits lassen sich die beiden miteinander zu verbindenden Seitenkanten 24 formschlüssig, satt aneinanderfügen. Sobald nunmehr der räumliche, zu einer Schuhspitze 2 geformte Zuschnitt auf der Unterform zum Verbinden der Stoßfuge 25 einwandfrei aufliegt, wird über eine Vorschubeinrichtung 26 ein Folien- bzw. Verstärkungsband 27 durch den Kanal 16 zwischen der Unterfläche der Oberelektrode und der Oberfläche des Werkstückzuschnitts, die zu verbindende Fuge überdeckend, in dosierter Länge vorgeschoben. In dieser vorbereiteten Arbeitslage des Werkstückes wird die Oberelektrode auf dieses bzw. den geformten Zuschnitt 1 herabbewegt und dabei gleichzeitig das Folienband 27 abgeschnitten, wobei der bereits am Werkstück vorhandene Federdruck
ίο der beiden Hälften 9 der Oberform während des Verschweißens noch zusätzlich verstärkt wird. Durch dieses starke Aufpressen der Oberform wird das Werkstück im Zusammenwirken mit den beiden Rippen 21 auf der Oberfläche der Unterform in heißflüssigem Zustand der Schweißstelle noch im besonderen Maß an den stumpfen Kanten gegeneinander gedrückt, so daß in weiterer Folge aufkaschierte Stoffteile 28 u. dgl. genauso fugenlos aneinanderhaften wie letztlich die miteinander verbundenen Kanter
ao des Werkstückes. Durch die Oberelektrode, die ζ. Β eine gerippte Unterfläche aufweisen kann, wird dem Folien- bzw. Verstärkungsband 27, das beim Verschweißen der beiden Werkstückteile gleichzeitig aul die Stoßfuge 25 aufgebracht wird, auf seiner Ober-
aj fläche als Bemusterung ein geripptes Aussehen gegeben (F i g. 4).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden stumpf aneinanderstoßender Kanten eines oder mehrerer Werkstückzuschnitte in dreidimensionaler Form aus thermoplastischem Material, bei dem der Werkstückzuschnitt auf eine entsprechend konvexe räumliche Unterform aufgebracht und die dabei stumpf zusammenstoßenden, miteinander zu verbindenden Seitenkanten durch entsprechende Wärme- und Druckeinwirkung verschweißt weiden, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückzuschnitt (1) unter Druckbeaufschlagung federvorgespannter Oberformhälften (9) bei gleichzeitigem Auszentrieren der beiuen Seitenkanten (24) einerseits relativ zueinander und andererseits in bezug auf die Elektroden (7, 8) bis zum Zusammenstoßen der beiden Seitenkanten in Verbindungsiage auf eine entsprechende konvexe Unterform (4) aufgeschoben und im Anschluß daran in an sich bekannter Weise über die durch die zusammenstoßenden Seitenkanten gebildete Stoßfuge ein Folien- bzw. Verstärkungsband in vorgegebener Länge zugeführt und die beiden miteinander zu verbindenden Seitenkanten bzw. -teile an dieser Verbindungsstelle durch entsprechende Wärme- und Druckeinwirkung der Elektrode bei gleichzeitigem Aufschweißen eines Verstärkungsbandes auf die Stoßfuge miteinander verbunden werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Werkstückauflage, Schweißelektrode sowie einer Zentriereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß axial über der aus zwei Formhälften (10) bestehenden konvexen räumlichen Unterform (4) als Werkstückauflage eine zu dieser tormschlüssige, auf die Unterform herab bewegbare, ebenfalls aus zwei Formhälften (9) bestehende Oberform (5) vorgesehen ist und die beiden Formhälften (9, 10) jeder Form (4, 5) jeweils eine Elektrode (7 bzw. 8) zentrisch einschließen, wobei die eine Elektrode als Oberelektrode (8) auf ihrer Stirnseite (18) eine Zentriernase (19) aufweist und diese Elektrode relativ zu ihren beiden Formhälften (9) axial verschiebbar gelagert ist, wobei in Ausgangslage der Oberform /wischen deren Unterkante (19) und der Unterfläche (14) der Oberelektrode ein Abstand (15) gegeben ist, und daß die beiden Formhälften (9) der Oberform mittels Federn (11) in Richtung der Unterform (4) hin federvorgespannt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Unterelektrode beiderseits, im wesentlichen mit gleichem Abstand von der Stoßfuge der beiden Seitenkanten (24) entfernt, mit dieser parallel verlaufend je eine über die Oberfläche der Elektrode ragende Rippe (21) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung zum dosierten Zuführen eines Folienverstärkungsbandes (27) zwischen die Unter- und Oberelektrode bzw. die Oberelektrode und das Werkstück zugeordnet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden stumpf aneinanderstoßender Kanten eines oder mehrerer Werkstückzuschnitte in dreidimensionaler Form aus thermoplastischem Material, bei dem der Werkstückzuschnitt auf eine entsprechend konvexe räumliche Unterform aufgebracht und die dabei stumpf zusammenstoßenden, miteinander zu verbindenden Seitenkanten durch entsprechende Wärme- und Druckeinwirkung verschweißt werden, sowie
ίο eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Durch die immer mehr entwickelte Verschweißtechnik einzelner Werkstückzuschnitte aus synthetischem Material u. dgl. ist das Verbinden einzelner Zuschnitte miteinander durch Vernähen, insbesondere bei der Herstellung von Schuhen aus synthetischem Material durch Verschweißen mehr und mehr verdrängt worden. So werden heute nahezu alle Arbeiten am Schuhschaft, soweit es sich auf das Verbinden der hierfür nötigen Teile bezieht, durch
ao Schweißarbeiten abgelöst. Die noch verbleibenden Näharbeiten sind lediglich modisch bedingt oder aber auf einen Bereich beschränkt, für den nach allgemeiner Ansicht der Schuhhersteller eine Verschweißung nicht durchführbar ist, was insbesondere für Schuh-Vorderteile bzw. Schuhspitzen gilt. Dpr an diesen Stellen besonders starke, bockige Werkstückteil, der sich darüber hinaus auch noch aus der Ebene heraushebt, muß einerseits des guten Aussehens wegen und andererseits um keine nach innen ragenden Stufen
u. dgl. aufweisen, die für den Träger unangenehm spürbar sein könnten, mit stumpf aneinanderstoßenden Kanten, die einwandfrei aneinander passen müssen, zusammengenäht werden. Außerdem ist durch eine Reihe von Nacharbeiten an der Verbindungsstelle selbst eventuellem Eindringen von Feuchtigkeit vorzubeugen. In üblicher Weise werden daher diese aneinanderliegenden Kanten im Zick-Zack-Vcrfahren zusammengenäht und im Anschluß daran mit einem Deckriemen versehen. Nach einer anderen Verbin-
♦0 dungsart werden die beiden Teile mittels Klammern geheftet und im Nachgang mit einem Kunststoffoder Stahlband überdeckt. Besonders sorgfältig müssen diese Nacharbeiten bei der Herstellung von Skistiefeln gemacht werden, um zu verhindern, daß Schneewasser an den Spitzen in den Schuh eindringen kann. Es ist bereits bekannt, einen Werkzeugzuschnitt in dreidimensionaler Form auf eine entsprechende räumliche Unterform aufzubringen und die dabei stumpf zusammenstoßenden Seitenkanten durch eine Elektrode miteinander zu verschweißen. Nachteilig ist hierbei, daß der Werkstückzuschnitt bzw. die Schaftteile relativ zueinander auf dem Formglied nicht mit genügender Genauigkeit ausgerichtet werden können, so daß es vielfach zu fehlerhaften und unansehnlichen Fersennähten kommt. Auch ist die Lösung der Aufgabe apparativ außerordentlich kompliziert, da die Ausricht- bzw. Zentriervorrichtung aus einem außerhalb des eigentlichen Maschinengehäuses vorgesehenen Hilfsorgan besteht, von dem aus es erst auf das eigentliche Formglied übertragen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ohne hohen apparativen Aufwand die Werkstückzuschnitte sicher und sauber verschweißt werden können und durch das nicht nur wie bisher plan nebeneinander angeordnete, mit ihren Randteilen zum Verbinden übereinanderliegende Werkstücke verschweißt werden können, son-
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