DE2520218C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschweißen von großflächig und auf ggf. unebener Fläche ausgelegten thermoplastischen Kunststoff-Folien oder -Tafeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschweißen von großflächig und auf gegebenenfalls unebener Fläche ausgelegten thermoplastischen Kunststoff-Folien oder Tafeln in Form einer von einer unteren Folie oder Tafel und dem Rand einer oberen Folie oder Tafel gebüdeten Überlappungsnaht, mit einem auf Rädern fahrbaren Gestell, einem Extruder, einer mit dem Extruder verbundenen Düse und einer in Fahrtrichtung hinter der Düse liegenden Andruckrolle, bei der die Düse zum Einbringen des vom Extruder erzeugten, heißplastischen Schweißzusatzmaterials in Form eines Stranges zwischen-die überlappenden Ränder der Folien oder Tafeln von der Seite her einführbar ist und bei der die Ränder und der Strang durch die Andruckrolle zusammendrückbar sind.

Es ist bekannt, daß man zwei thermoplastische Kunststoff-Folien oder -Tafeln in Gestalt einer Überlappungsnaht dadurch verschweißen kann, daß man einen Strang heißplastischen Zusatzmaterial zwischen die einander überlappenden Foüenränder führt und diese anschließend zusammenpreßt. Dabei wird der Wärmeinhalt des heißplastischen Zusatzmaterials zur Erhitzung der zu verbindenden Oberflächen auf Schweißtemperatur genutzt (US-PS 30 08 862; US-PS 35 19 513). Dies Verfahren hat sich bei der Durchführung in der Halle bewährt, wenn die miteinander zu verbindenden Folienränder in genauer gegenseitiger Abstimmung geführt sind. Sehr große Folienflächen, wie sie beispielsweise zur Abdichtung von Mülldeponien oder Löschwasserreservoirs benötigt werden, können aber nicht fabrikmäßig vorfabriziert werden, sondern müssen an Ort und Stelle zusammengeschweißt werden. Für diese Zwecke ist die eingangs genannte Vorrichtung bekanntgeworden (US-PS 31 66 458). Fußend auf den Erfahrungen, die man mit der stationären Durchführung des Verfahrens gemacht hatte, geht sie von der Voraussetzung aus, daß die in der Überlappungsnaht zu verbindenden Folienränder während der Verschweißung genau geführt sein müssen, Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß die zu verschweißenden Bahnen aufeinandergelegt werden, so daß die die Naht bildenden Ränder an einer Seite frei liegen. An dieser Seite wird die Schweißvorrichtung entlanggeführt, die aus einem fahrbaren Gestell mit einem davon seitlich ausladenden, horizontdien Tisch besteht, auf welchem die eigentlichen Schweißeinrichtungen ange-5 ordnet sind. Der Tisch, der in einiger Entfernung -über dem Boden schwebt, wird unter der unteren der beiden Folien geführt, so daß der jeweils in Bearbeitung befindliche Bereich der zu verschweißenden Folienränder auf dem Tisch aufliegt, plan zusammengepreßt und an-

ίο schließend auf den Boden wieder abgelegt werden kann. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur dann verwendbar ist, wenn die eine der zu verbindenden Bahnen auf der anderen liegt, damit der Tisch am gemeinsamen Außenrand beider Bahnen liegt, damit der Tisch der Schweißvorrichtung von der freien Seite her darunter greifen kann. Jedoch ist die bekannte Vorrichtung nicht verwendbar, wenn die miteinander zu verbindenden Bahnen so groß oder so schwer sind, daß man sie von vornherein in derjenigen Position auslegen muß.

die sie nach der Verschweißung beibehalten sollen. Man könnte daran denken, die Schweißvorrichtung für diese Fälle mit einem Auflagetisch für die zu verbindenden Folienränder zu versehen, der an einem zwischen den Rändern hindurchgreifenden Arm getragen ist. Jedoch wäre dies gerätemäßig aufwendig und in der Bedienung höchst umständlich.

Ein anderes bekanntes fahrbares Schweißgerät (CH-PS 4 65 197) kommt ohne einen unter die zu verschweißenden Ränder zu schiebenden Führungstisch aus. Jedoch setzt es voraus daß die miteinander zu verbindenden Bahnen beispielsweise zur Bildung eines Bodenbelags vor dem Verschweißen derart fest auf dem Untergrund verlegt sind, daß die zu verschweißenden Ränder fest, sicher und genau gegeneinander positioniert sind.

Es wird nämlich angenommen, daß zwischen ihnen durch Fräsen eine Schweißnut vorbereitet wird, in der ein Führungsrad des Geräts geführt wird und die bei der anschließenden Schweißung eine Schweißschnur aufnimmt. Bei der Verlegung von Folien iin freien Gelände ist eine solche genaue Positionierung der miteinander zu verbindenden Ränder jedoch unmöglich. Außerdem ist der Boden darunter im allgemeinen so nachgiebig, daß selbst bei genauer Positionierung der Ränder ein nachträgliches Verschieben derselben unter der Einwirkung der Schweißmaschine unvermeidlich wäre.

Aus der Erkenntnis, daß eine genaue Positionierung oder Führung der in ihrer vorgesehenen Lage im freien Gelände ausgelegten Bahnen nicht erreichbar ist. hai man auf die automatische, maschinelle Verschweißung verzichtet und statt dessen von Hand verschweißt, nämlich beispielsweise mit Hilfe eines Extrusionsschweißgeräts, das auf einem fahrbaren Gestell einen Extruder und daran über flexible Leitungen angeschlossen eine Extrusionsdüse aufweist (»Kunststoffe« 1971, 109).

Zwar könnte man daran denken, eine solche Vorrichtung mit automatischem Antrieb an der Naht entlang fahren und den Strang des heißplastischen Zusatzmaterials automatisch zwischen die einander überlappenden Bahnenränder speisen zu lassen; jedoch hat die Praxis gezeigt, daß dies nicht möglich ist. Schon dann, wenn ein Fahrzeug über eine einheitliche Bahn bewegt wird, bilden sich häufig Wellen aus, die querverlaufend vor dem Fahrzeug hergeschoben werden. Diese Gefahr ist um so größer, je nachgiebiger der Untergrund ist. Besonders stark wirkt sie sich aus, wenn ein Fahrzeug entlang den einander überlappenden Rändern zweier Bahnen geführt wird, wobei die wellenbildenden Einflüsse sich durchaus unterschiedlich auf beide Bahnen auswirken.

Dies liegt beispielsweise daran, daß die Antriebskräfte unterschiedlich auf beide Bahnen wirken und daß der in der Überlappung oben liegende Rand in Längsrichtung sich leichter verschieben läßt als der untere, weil seine Re'bung gegenüber dem unten liegenden Rand geringer ist als dessen Reibung gegenüber den: Erdboden. Außerdem wirken sich in ihrer Gesamtheit und in ihrer Wirkungsrichtung kaum abzuschätzende thermische Einflüsse unterschiedlich auf den unteren und oberen Überlappungsrand aus, und zwar nicht erst bei der Durchführung des Schweißverfahrens, sondern schon vorher aufgrund der vorgefundenen atmosphärischen Bedingungen. Beispielsweise kann der untere Überlappungsrand von der Bodentemperatur her kalt sein, während der obere Überlappungsrand durch Sonneneinstrahlung erwärmt ist. Diese unterschiedlichen Einflüsse machen es erforderlich, daß während der Durchführung des Schweißverfahrens eine ständige Korrektur stattfinden kann, wie sie bislang nur bei der manuellen Durchführung möglich erschien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einer endgültigen Lage der Folie ein automatischer Schweißbetrieb trotz einer unebenen Bodenfläche und wechselvollen atmosphärischen Bedingungen möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die bisher bei maschinellen Verfahren für notwendig gehaltene genaue Positionierung der miteinander zu verschweißenden Bahnränder unter den gegebenen Voraussetzungen nicht in Frage kommt und daß daher ungleiche Wellenbildungseinflüsse auf die beiden Bahnränder unvermeidlich sind. Daraus folgt die weitere Erkenntnis, daß Mittel und Wege gefunden werden müssen, um eine sich entwickelnde Ungleichheit in der beiderseitigen Weüenbildung korrigieren zu können.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zum Verschweißen der auf dem Boden aufliegenden Folien oder Tafeln das Gestell drei Räder aufweist, von denen eines als Andruckrolle ausgebildet ist, und die Düse höhenverstellbar ist.

Das Mittel zur Korrektur ungleicher Wellenbildung liegt in der Höhenverstellbarkeit der Düse. Es hat sich nämlich gezeigt, daß man für eine Abstimmung und Korrektur der gegenseitigen Lage der zu verschweißen-. den Bahnränder nicht zu mechanischen Mitteln greifen muß. sondern daß man dies auch durch eine geschickte Höhenverstellung der Düse erzielen kann. Dies dürfte damit zusammenhängen, daß je nach Höhenlage der Düse der hießplastische Strang früher mit der einen oder der anderen Bahn in Berührung kommt und daher in dieser eine stärkere Wärmedehnung als in der anderen hervorzurufen vermag. — Die notwendige Pressung der Schweißnaht im Anschluß an die Einführung des Zusatzmaterials wird auf einfachste Weise durch eines der drei Räder des Gestells bewirkt, wobei die an sich bekannte Drehzahl der Räder (CH-PS 4 65 197) die Wirkung hat. daß die Pressung der Naht auch dann stets gleich bleibt, wenn der Boden uneben ist.

Mit einfachsten Mitteln erreicht die Erfindung somit das Ziel einer automatisch auch unter widrigen und wechselnden Bedingungen und bei ungleichmäßiger Lage der Bahnen arbeitenden Schweißvorrichtung, indem sie die Einflußnahme auf die Lage der Bahnen mittels mechanischer Führungselemente ersetzt durch die Höhenverstellbarkeit der Extruderdüse. Zweckmäßigerweise ist die Andruckrolle lenkbar na'he einem Ende des langgestreckten Fahrgestells angeordnet, während die beiden anderen Räder nahe dem anderen Ende angeordnet sind. Die Lenkbarkeit gewährleistet, daß die Andruckrolle mit der gewünschtenGenauigkeit auf der Naht geführt werden kann, während der verhältnismä-Big große Abstand der Andruckrolle von den übrigen Rädern, der durch die gegenseitige Anordnung der Räder am Fahrgestell vorgegeben ist, die Konstanz der von der Andruckrolle vermittelten Kraft auch bei Abweichungen der Unterstützungsfläche von der Horizontalrichtung fördert

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einer schematischen Seitenansicht veranschaulicht

Das Schweißgerät umfaßt einen Fahrzeugrahmen 20, an dessen hinterem Ende die Räder 22 um eine starre Achse gelagert sind. Sie sind von einem nicht gezeigten Motor kontinuierlich regelbar antreibbar. Bei 28 ist an dem Fahrzeugrahmen 20 ein Hilfsrahmen 29 angelenkt, an dessen vorderem Ende das Vorderrad 9 gelagert ist,

das mittels einer Lenkstange 23 lenkbar ist. Das vordere Ende des Rahmens 20 ruht höhenverstellbar über einer Spindel 27 auf dem vorderen Ende des Hilfsrahmen 29.

Auf dem Fahrzeugrahmen befinden sich die wesentlichen Maschinen des Geräts, die in der Zeichnung nur schematisch pngedeutet sind, nämlich insbesondere ein Extruder, ein Heißluftgebläse, Regeleinrichtungen, der bereits erwähnte Motor und ggf. weitere Vorrichtungen. Die Gewichtsverteilung ist so getroffen, daß das als Andruckrolle verwendete Vorderrad 9 des Geräts das gewünschte Gewicht auf die Schweißnaht überträgt, so daß sich eine Pressung von beispielsweise 1,5 kg/cm² ergibt Der Längsabstand der Räder 22 und 9 ist mindestens doppelt so groß wie der Querabstand der Räder 22 voneinander. Dank dieses großen Radstandes bleibt der Druck unter der Andruckrolle 9 im wesentlichen unabhängig von etwaigen Bodenunebenheiten konstant. Wenn die von der Andruckrolle 9 gebildete, wenige Zentimeter lange Preßstrecke nicht ausreicht, können hinter der Andruckrolle 9 noch weitere Preßeinrichtungen vorgesehen werden.

An dem Hilfsrahmen ist ein sich vor der Andruckrolle 9 erstreckender Fortsatz 24 angelenkt, der zwar vertikal beweglich ist, um Bodenunebenheiten nachgeben zu können, aber seitlich starr am Fahrzeugrahmen geführt ist Das vordere Ende des Fortsatzes 24 trägt einen nach oben und unten wirkenden Infrarotstrahler 5, der an Rollen 5' fahrbar ist, die auch den erforderlichen Abstand der miteinander zu verbindenden, überlappenden Oberflächen 2 und 3 sichern. Vor dem Infrarotstrahler 5 ragt ein Temperaturmeßgerät 13 zwischen die zu verbindenden Oberflächen 2 und 3. Hinter dem Infrarotstrahler befinden sich zwei Heißluftdüsen 12. Zwischen den Heißluftdüsen 12 und der Andruckrolle 9 befindet sich die Extruderdüse 6, die nicht an dem Hilfsrahmen 24, sondern an dem Fahrzeugrahmen 20 befestigt ist und mit diesem mittels der Spindel 27 höhenverstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschweißen von großflächig und auf ggf. unebener Fläche ausgelegten thermoplastischen Kunststoff-Folien oder -Tafeln in Form einer von einer unteren Folie oder Tafel und dem Rand einer oberen Folie oder Tafel gebildeten Überlappungsnaht, mit einem auf Rädern fahrbaren Gestell, einem Extruder, einer mit dem Extruder verbundenen Düse und einer in Fahrtrichtung hinler der Düse liegenden Andrückrolle, bei der die Düse zum Einbringen des vom Extruder erzeugten, heißplastischen Schweißzusatzmaterials in Form eines Stranges zwischen die überlappenden Ränder der Folien oder Tafeln von der Seite her einführbar ist und bei der die Ränder und der Strang durch die Andruckrolle zusammendrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen der auf dem Boden aufliegenden Folien oder Tafeln (2,3) das Gestell (20, 29) drei Räder (9, 22) aufweist, von denen eines (9) als Andruckrolle ausgebildet ist, und die Düse (6) höhenverstellbar ist