DE2361828A1 - Vorrichtung zum ultraschallschweissen von flachmaterial - Google Patents

Vorrichtung zum ultraschallschweissen von flachmaterial

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Description

Vorrichtung zum Ultraschallschweißen von Flachmaterial
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweißen thermoplastischen Flachmaterials mittels Ultraschallschwingungen übertragender Teile und Gegenhaltern zum Herstellen von Verbundschichtstoffen, für Verwendung bei Polstermaterial, Decken, Tischbelägen, Schlafsäcken und vielen anderen Gegenständen.
Das zu verschweißende Material wird zwischen den Schwingungen übertragenden Teilen und den Gegenhaltern hindurchgeführt. Die Wirkungsbreite der Schwingungen übertragenden Teile ist praktisch begrenzt, so daß mehrere-solcher Teile von einem Rand der Materialbahn zum anderen verwendet werden müssen. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Schwingungen übertragenden Teile in >zwei Reihen ver-
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setzt quer über die Breite der Folienelemente anzubringen, um zu verhindern, daß die Teile sich berühren und beschädigt werden. Die Teile in einerReihe überlappen die Teile der anderen Reihe, so daß jeder Teil von dem benachbarten Teil entfernt gehalten werden kann und doch jeder Punkt quer über die gesamte Breite der Polienelemente mit mindestens einem Teil in Eingriff steht, während die Polienelemente den Schweißbereich passieren.
Bei einer solchen Vorrichtung entsteht das Problem,, daß die Folienelemente in dem-Bereich zwischen den Schwingungen übertragenden Teilen Falten bilden können, wenn das Material ihre erste Reihe erreicht. Wenn dieser gefältelte Bereich anschließend durch die Schwingungen übertragenden Teile in der zweiten Reihe verschweißt wird, wird das überschüssige Material, das sich zwischen den Teilen der ersten Reihe befand, an die Ränder der verschweißten Bereiche geschoben und bildet Palten oder Säume, die in das Material eingeschweißt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zu schaffen, um das Problem'der unerwünschten Pältelung oder Säumung des Materials auszuschließen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen von Plachmaterialbahnen vorgeschlagen, bei welcher erfindungsgemäß folgende Merkmale vereinigt sind:
409826/0782
a) ein Gestellj ·
b) eine Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der zu verbindenden bahnen von einer Vorratsquelle ausj
c) eine Mehrzahl voneinander entfernt angeordneter Ultraschallschwingungen übertragender Teile, die an dem Gestell angebracht sind, wobei Jedes Teil eine Arbeitsfläche hat, die mit einer Seite der Bahnen in Berührung steht und den benachbarten Teilen gegenüber in Längsrichtung der Bahnen versetzt angebracht ist um wenigstens zwei parallele Reihen von Schwingungen übertragenden Teilen zu bilden, die sich entlang von Achsen erstrecken, welche senkrecht zu der Längsachse der Bahnen verlaufen;
.d) Gegenhalter, -die innerhalb des Gestells angebracht sind und auf der anderen Seite der Bahnen liegen,.' um mit: den Arbeitsflächen der-'Teile:.zusammenzuwirken j und ' . " e) Andruckstempel, die in Abstand von und zwischen den Übertragungsteilen der ersten Reihe der Schwingungen übertragenden Teile angebracht sind, mit denen die Bahnen in Berührung kommen, wobei die Stempel entlang der Längsachse der ersten Reihe auf die Bahnen gedrückt werden, um die Bahnen gleichmäßig flach über ihre gesamte Breite hin festzuhalten. ■ '
Wichtig ist also bei der Erfindung, daß Andruckstempel zwischen die Schwingungen übertragenden Teile der die Flachmaterialbahnen erfassenden ersten Reihe geschaltet
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werden; diese befinden sich in Abstand von den Schwingungen übertragenden Teilen und halten die Bahnen entlang der Längsachse der ersten Reihe der Schwingungen übertragenden Teile über ihre gesamte Breite gleichmäßig1 glatt.
Vorteilhaft wird dafür gesorgt^ daß der Druck der Andruckstempel verändert werden kann, die zweckmäßig aus einem nichtmetallischen Material bestehen, das die Schwingungen übertragenden Teile nicht beschädigt und das gleichzeitig im wesentlichen feuerfest sein sollte, für den Fall, daß ein Andruckstempel zufällig eines der Schwingungen übertragenden Teile berührt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
Pig. 1 eine unvollständige Draufsicht auf eine Schwingungsschweißvorrichtung entsprechend der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. in Richtung der Pfeile; und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. in Richtung der Pfeile.
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Die allgemein mit 10 bezeichnete Ultraschall-Schweißvorrichtung hat ein Traggestell 12. In dem Gestell 12 älhd Ultraschallschwingungen übertragende Teile 16 und Gegenhalter angeordnet^ die die verschiedensten Formen haben können, aber im vorliegenden Fall an einer Walze 18 mit einer Reihe von in einem Muster angebrachten Vor-· Sprüngen 20-besteht. Die Walze 18 ist in dem Gestell 12 gelagert und wird von nicht dargestellten Antriebsmitteln bekannter Bauart in Drehung versetzt. Die Vorsprünge 20 haben äußere Oberflächen 22, die mit Arbeitsflächen"30 von Schwingungen übertragenden Teilen 1β zusammenwirken, um Schweißungen in zwischen ihnen hindurchlaufendem thermoplastischem Material herzustellen.
Das zu verschweißende Material besteht aus Flachmaterialbahnen 23 und 24, die von Vorratsrollen 26 bzw. 27 mittels zweier Zugwalzen 25 durch den Schweißbereich zwischen den Teilen 16 und der Walze 18 gezogen werden. Die Bahnen 23 und 24 werden, wenn sie die Schweißzone passieren, übereinandergelegt und dann als Verbund-Produkt auf eine Walze 28 aufgewickelt.
Mindestens eine der Bahnen 23 und 24 muß thermoplastisches Material enthalten. Der Ausdruck "thermoplastisches Material" wird entsprechend dieser Erfindung auf Materialien angewandt, die zu 100$ aus Thermoplasten oder aus Mischungen von thermoplastischem und nicht thermoplastischem Material bestehen.
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Die Schwingungen übertragenden Teile 16 sind in zwei Reihen angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Breite der Bahnen 23 und 24, wobei die Teile abwechselnd in der Ablaufrichtung der Bahnen (Fig.l) liegen. Die Teile l6 sind in Abstand voneinander angebracht, überlappen sich jedoch etwas, so daß sie insgesamt die ganze Breite der Bahnen 23 und 24 bedecken.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind Andruckstempel 34 zwischen den Teilen 16 der ersten Reihe angebracht und drücken fest auf die Bahn 23. Die Andruckstempel 34 sind in Abstand von den Schwingungen übertragenden Teilen 16 angebracht und bestehen vorzugsweise aus nichtmetallischem, feuerfesten Material, um Beschädigungen an den Teilen 16 oder Verbrennungen an den Teilen 34 zu verhindern für den Fall, daß die Teile.16 und 34 sich zufällig berühren. Diesen. Ansprüchen entspricht verstärktes Phenolharz.
Die Stempel 34 werden von einem langgestreckten Verbindungsteil 36 durch Arme 38 gehalten. Das Verbindungsteil 36 erstreckt sich über die gesamte Breite der Vorrichtung und wird zwischen Hebeln 40 gehalten, die bei 44 an · gegenüberliegenden Enden der Vorrichtung mit dem Gestell 12 drehbar verbunden sind.
Ein Arm 46 ist an dem Verbindungsteil 36 nahe einem seiner Enden angebracht und erstreckt sich von dem Verbindungsteil 36 in gleicher Richtung wie die Stempel 34. Ein Gewicht 46 zum Verstärken des Druckes der Stempel 34 gegen
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die Bahnen 23 und 24 1st verstellbar auf dem Arm 46 angebracht. Das Gewicht 48 kann ζ.B0 durch eine Schraube.50 in jeder beliebigen Stellung an dem Arm festgestellt werden, um so die von den Stempeln, ausgeübte Druckhöhe zu verändern. Wenn die Andrucks temp el jj4 sich in ihrer durch die durchgehende Linie in Pig» 2 dargestellten Arbeitsstellung befinden, übt das Gewicht 48 seine im wesentlichen stärkste Haltewirkung der Stempel 34 gegen die Bahnen 23 und 24 aus« Wenn sich die Stempel 34 in dieser Stellung entsprechend der durchgehenden Linie befinden* werden die Bahnen 23 und 24 gleichmäßig flach über ihre gesamten Breiten gehalten, während sie unter die -erste Reihe der Schwingungen übertragenden Teile 16 gezogen werden. Die Stücke der Bahnen 23 und 24, sie sich zwischen.Teilen der zweiten Reihe der Teile 16 erstrecken, können sich nicht zusammenschieben, da diese Stücke bereits von den Teilen 16 der ersten Reihe verschweißt worden sind» Die Schweißstellen entstehen entlang den strichpunktierten Linien 52 in Fig»I0 " ■
Die Stempel 34 können aus ihrer Arbeitsstellung heraus-" gehoben werden, indem der Arm 46 in die gestrichelte Stellung entsprechend Fig. 2 gehoben wird. Bei dieser Stellung erstrecken sich die Hebel 40 nach hinten aus ihren Drehpunkten 44 und die Stempel 34 verbleiben in ihrer angehobenen Stellung, In dieser Stellung liegen die Bereiche zwischen den Teilen 16 für Inspektionszwecke frei» :
Patentansprüche:
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    l\. Vorrichtung zum Ultraschallschweißen zweier oder mehrerer Plachmaterialbahnen, von denen mindestens einzeln thermoplastisches Material enthält, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
    a) ein Gestell (12);
    b) eine Einrichtung (25) zum Vorwärtsbewegen der zu verbindenden Bahnen (23, 24) von einer Vorrats-Quelle (26, 27) aus;
    c) eine Mehrzahl voneinander entfernt angeordneter Ultraschallschwingungen übertragender Teile (16), die an dem Gestell (12) angebracht sind, wobei jedes Teil eine Arbeitsfläche (30) hat, die mit einer Seite der Bahnen (23* 24) in Berührung steht, und den benachbarten Teilen gegenüber in Längsrichtung der Bahnen versetzt angebracht ist, um wenigstens zwei parallele Reihen von Schwingungen übertragenden Teilen zu bilden, die sich entlang von Achsen erstrecken, welche senkrecht zu der Längsachse der Bahnen verlaufen;
    d) Gegenhalter (18, 20), die innerhalb des Gestells (12) angebracht sind und auf der anderen Seite der Bahnen (23, 24) liegen, um mit den Arbeitsflächen (30) der Teile (l6) zusammenzuwirken; und
    e) Andruckstempel (34), die in Abstand von und zwischen den Übertragungsteilen (l6) der ersten Reihe der Schwingungen übertragenden Teile angebracht
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    sind, mit denen die Bahnen (23, 24) in Berührung kommen, wobei die Stempel entlang der Längsachse der ersten Reihe auf die Bahnen gedruckt werden, um die Bahnen gleichmäßig flach über ihre gesamte Breite hin festzuhalten.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch g e kennz e"i ohne t , daß die Andrucks temp el (34) so angebracht sind, daß sie mit den Bahnen (23* 24) in
    ■ und außer Berührung kommen können.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46, 48, 50) zum Verändern des Drucks der Andruckstempel (34) gegen die Bahnen (23, 24).
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3* d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verändern des Drucks der Andruckstempel (34) aus einem Arm (46) und einem Gewicht (48) bestehen, das verschiebbar auf dem Arm angebracht ist, wobei der Arm wirksam mit den Stempeln verbunden ist, so daß der durch diese Andruckstempel gegen die Bahnen (23, 24) ausgeübte Druck sich entsprechend der Stellung des Gewichts auf dem Arm verändert.
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckstempel (34) für eine Bewegung in tsnd außer Berührung mit den Bahnen (23, 24) schwenkbar in einem festen Drehpunkt (44) gelagert sind.
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    - ίο -
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsein-. richtung für die Andruckstempel (34) enthält:
    a) zwei drehbar am Gestell (12) an gegenüberliegenden Enden der Reihen von Schwingungen übertragenden Teilen (ΐβ) gelagerte Hebel (4o)j
    b) ein Verbindungsteil (36), das sich zwischen den Hebeln (4o) erstreckt und mit ihnen an von den Drehpunkten (44) entfernten Stellen dieser Hebel verbunden ist; und
    c) Haltearme (38) zur starren Verbindung der Andruckstempel (34) mit dem Verbindungsteil (36).
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen mit dem Verbindungsteil (36) verbundenen Arm (46) , der sich, von diesem aus in der Richtung der Andruckstempel (34) erstreckt, und ein
    Hoc·
    Gewicht (48)/zum Verändern des Drucks der Andruckstempel auf die Bahnen (23, 24) entsprechend der Stellung des Gewichts auf dem Arm verschiebbar angebracht ist.
  8. 8,Vouichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckstempel (34) aus einem nichtmetallischen, feuerbeständigen Material bestehen.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet , daß das Material ein verstärktes Phenolharz ist.
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