DE3045811A1

DE3045811A1 - Vorrichtung zum verschweissen von werkstoffbahnen sowie verfahren zum verschweissen von wenigstens zwei werkstoff- oder gewebebahnen

Info

Publication number: DE3045811A1
Application number: DE19803045811
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 7763 Öhningen Dippel
Original assignee: STROMEYER INGENIEURBAU GmbH
Current assignee: STROMEYER INGENIEURBAU GmbH
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1982-06-24

Description

Vorrichtung zum Verschweißen von Werkstoffbahnen sowie
Verfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei Werkstoff- oder Gewebebahnen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Werkstoffbahnen zwischen zwei Elektroden, welche beidseits der Werkstoffbahnen anzuordnen sind, insbesondere an einem die Werkstoffbahnen tragenden Tisch verfahrbare Schweißvorrichtung, bei der gegebenenfalls wenigstens eine der Elektroden an der von den durch Gewebebahnen gebildeten Werkstoffbahn erzeugten Ebene mit abwälzbaren Teilen versehen ist oder bei der gegebenenfalls die Elektroden mit wenigstens einem beidseits der Bewegungsbahn der von Kunststoffbahnen gebildeten Werkstoffbahnen und zu diesen etwa parallel angebrachten Heizbalkenpaar od. dgl., dessen Heizbalken unter Druck gegeneinander führbar gelagert sind, austauschbar angeordnet sind und die Schweißpresse ein Gehäuse mit einem Durchlaufschlitz für die Kunststoffbahnen aufweist. Außerdem ist Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei zumindest teilweise einander überlagernden Werkstoff- oder Gewebebahnen.
Zum Schweißen von Kunststoffbahnen aller Art sind Schweißvorrichtungen bekannt, bei denen beidseits des zu verschweißenden Bereiches Elektroden angeordnet sind, welche ein hochfrequentes Feld aufbauen. Die Elektroden werden taktweise an die zu verschweißenden Stöße herangeführt und nach dem Schweißvorgang abgehoben; dann wird die Elektrode am Ende der so entstandenen Schweißnaht neu angesetzt; es entsteht ein weiteres Stück der Schweißnaht. Dieses Vorgehen hat mehrere Nachteile; zum einen ist das Anheben, das Aufsetzen und das erneute Anheben der Elektrode zeitraubend, zum anderen entstehen zwischen den einzelnen Schweißnahtabschnitten zumeist störende Absätze. Darüberhinaus sind gekrümmte Schweißnähte stets nur in geraden Abschnitten zu verschweißen, deren Länge von der Elektrodenlänge abhängt.
Außerdem sind zum Schweißen von Kunststoffbahnen aller Art Schweißmaschinen bekannt, bei denen sogenannte Heizbalken -- einander gegenüberliegend -- einen Schweißbereich bilden; sie werden unter hohem Druck gegeneinander geführt und verschweißen dabei thermisch die Bahnen. Als nachteilig hat sich bei derartigen Schweißmaschinen gezeigt, daß sie nur begrenzt eingesetzt werden; übliche Folien werden zwischen einander gegenüberliegend#Elektroden hochfrequent verschweißt.Vorrichtungen hierfür allerdings eignen sich aus naheliegenden Gründen nicht zum Verschweißen von Folien mit isolierendem Werkstoff.
Die Mängel beider Vorrichtungen haben dazu geführt, daß der wirtschaftliche Einsatz der Schweißpressen immer mehr in Frage gestellt werden mußte. Eine Lösung hat man darin gesehen, unterschiedliche Folien in Spezialbetrieben zu verschweißen. Auch ist es bislang nur schwer möglich, besonders bei mit Teflon beschichteten Geweben eine schnelle Justierung der zu verbindenden Bahnen durchzuführen und eine haltbare und gegen Schäl- und Scherbeanspruchung gerüstete Verbindung zu schaffen.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen die Verarbeitung von üblichen Folien und isolierenden Bahnen bei einer Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit sowie einer Verbesserung der Schweißnahtqualität erlauben.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt eine dem eigentlichen Preß- bzw. Schweißbereich so vorgeordnete Einrichtung zum Einbringen von Schweißstiften od. dgl. Organen in die Werkstoff- bzw. Gewebebahnen -- beispielsweise eine Stift- oder Klammerpresse --, daß die Schweißstifte wenigstens zwei einander überlappende Gewebebahnen zusammen durchsetzen und am Ende des Schweißbereichs beidseits der miteinander verschweißten Gewebebahnen eine den beim Einbringen entstandenen Durchsetzungsdurchbruch abdeckende Schutzschicht bilden, wobei beide Schutzschichten durch einen stiftartigen Hals verbunden sind.
Die Schweißstifte bestehen -- nach einem weiteren Merkmal der Erfindung -- jeweils aus einem Widerlager, z. B. einem plattenartigen Kopf, und wenigstens einem Hals, der mit einem spitzen Ende durch die Gewebebahien drückbar ist. Die Schweißstifte sind also in der Art von Kragenknöpfen mit einem Hals oder entsprechend bekannten Heftklammern mit zwei -- oder mehr -- Hälsen versehen, die mit ihrem spitzen Ende mittels der Einrichtung durch die Gewebebahnen gestoßen werden; so bildet der Hals eine justierende Querverbindung zwischen den überlappenden Bahnstößen, der Kopf des Kragenknopfes oder der Quersteg der Heftklammer liegt der einen Gewebebahn an und verdeckt den Durchsetzungsdurchbruch an dessen einer Seite. Andererseits wird der Durchsetzungsdurchbruch durch eine beim eigentlichen Schweißvorgang aus dem Ende des Kunststoffknopfes oder dem Quersteg entstehende Schmelzschicht versiegelt.
Diese verbindet sich innig mit der Gewebebahn bzw. einer auf dieser vorhandenen Deckschicht, die bevorzugt aus dem Werkstoff des Knopfhalses besteht und kann sogar mit der Deckschichtoberfläche fluchten; eine rauhe Oberfläche, wie sie z. B. bei Nähten auftritt, wird sc verhindert, ebenfalls entfällt der bei den üblichen Nähten vorhandene Mangel der Anfälligkeit gegen UV-Einwirkungen.
So hat es sich zudem als günstig erwiesen, daß sowohl der/die Schweißstift/e als auch zumindest die im überlappungsbereich außen liegende Bahnoberfläche aus miteinander verschweißbaren Werkstoffen bestehen, gegebenenfalls beide Teile aus Polyvinylchlorid.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei zumindest teilweise einander überlagernden Werkstoff- oder Gewebebahnen, bei dessen Durchführung die Gewebebahnen vor dem Schweißvorgang in ihrem Überlappungsbereich mit sie gemeinsam durchsetzenden Schweißstiften od. dgl. versehen und während des Schweißvorganges aus den Gewebebahnen ragende Teile der Schweißstifte thermisch so verformt werden, daß der jeweilige Durchsetzungsdurchbruch dichtend abgedeckt wird.
Für das Verschweißen mehrerer Gewebebahnen, von denen wenigstens eine mit einer äußeren Kunststoffschicht, insbesondere Polyvinylchlorid, versehen ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zumindest der Hals des Schweißstifts aus dem Werkstoff der Kunststoffschicht gefertigt und sein Ende während des Schweißvorgangs zu einer Deckschicht verformt und mit der Kunststoffschicht der Gewebebahn -- gegebenenfalls mit fluchtenden Oberflächen -- verschweißt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: einen skizzenhaften Schnitt durch eine Schweißpresse; Fig. 2: eine schematische Skizze zu einem Herstellungsverfahren.
Eine in Fig. 1 gezeigte Schweißpresse 1 weist in einem Gehäuse 2 einen Durchlaufschlitz 3 für Kunststoffbahnen 4 auf, beispielsweise für mit Teflon beschichtete Glasbahnen. Die für den Arbeitsablauf erforderliche Fahrbühne für die Kunststoffbahnen 4 ist in Fig. 1 übersichtlichkeitshalber vernachlässigt.
Beidseits des Durchlaufschlitzes 3 sind heizbare Druckplatten oder Heizbalken 6 angebracht, welche mittels Tragarmen 7 an Jochbalken 8 befestigt sind, Beidseits der Druckplatten 6 sind äußere bzw. innere Walzenpaare 9 bzw. 10 mit integrierten lemperaturelementen 11 angeordnet, welche die Kunststoffbahnen 4 synchron zum eigentlichen Schweißvorgang vorwärmen bzw. nachkühlen. Gleichzeitig sollen diese Walzenpaare 9,10 auf die Kunststoffbahnen 4, gegebenenfalls über unendliche Druckbänder 12, einen kontinuierlichen Druck ausüben, um eine für die Kontaktwärme-Schweißung wünschenswerte Pressung zu erreichen und die zu schweißenden Kunststoffbahnen 4 in die bzw. aus der Schweißpresse 1 zu führen. Die Temperaturelemente 11, beispielsweise Kühlschlangen, führen ein Kühlmedium -- Luft, Wasser od. dgl. -- oder ein Heizmedium Ubor die Kunststofjbahnen 4, Erreicht eine Naht N -- in Fig. 1 als Quernaht dargestellt, üblicherweise jedoch als Längsnaht in Zugrichtung x verlaufend -- den Durchlaufschlitz 3, führen Druckstempel 13 jene Druckplatten oder Heizbalken 6 unter Verringerung ihres Abstandes zusammen. Letzterer ist in der Zeichnung überhöht dargestellt und kann bis auf 0,05 mm vermindert werden.
Die Kunststoffbahnen 4 werden durch Kontaktwärme von beispielsweise 3500 bis 5000 C unter hohem Druck (z. B.
etwa 1500 N) verschweißtsowie anschließend zwischen den inneren Druckwalzen 10 nachgekühlt. Hierbei sind die WalzeD12uf einer Seite der Bewegungsbahn für die Kunststoffbahn 4 vom Druckband 12 umfangen.
Die Jochbalken oder -arme 8 sind hier in Lagern 16 drehbar und tragen Elektroden E, F an jeweils einem Drehgelenk 17. Diese Elektroden E, F sind außer Gebrauch in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Lage klappbar.
Will man nun statt der Teflon-Glas-Bahn 4 oder einer Plane aus entsprechendem Werkstoff andere Kunststoffbahnen verschweißen, werden die Jocharme 8 um eine Achse M gedreht und gleichzeitig die Druckplatten 6 -- unter Verringerung des Abstandes e -- an ihren Jocharm 8 herangezogen. Hierzu dient eine bei 18 dargestellte Hubvorrichtung am Tragarm 7.
Liegen die Elektroden E, F, im Bereich des Durchlaufschlitzes 3, schwenkt man sie in ihre Gebrauchslage, welche ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, jedoch oberhalb der inneren Walzenpaare 10 dargestellt, ist.
Anschlüsse 21, 22 für einen Generator 20 sind nur symbolisch angedeutet, Röhrenbestückung, Oszillator, Gleichrichter, Schalter u. dgl. vernachlässigt.
Der Vorrichtung nach Fig. 1 kann ein dort nicht gezeigter Apparat vorgeschaltet sein, welcher Schweißknöpfe oder Schweißstifte 30 aus PVC -- gemäß Fig. 2 wie Kragenknöpfe ausgebildet -- enthält; diese werden mit ihrem nadelförmigen Hals 31 durch die einander überlappenden Randbereiche (29 in Fig. 2) der Gewebebahnen 4 gestoßen und die Halsenden 32 mit einer PVC-Schicht 33 der oberen Gewebebahn 4 verschweißt.
Die aufeinanderliegenden Gewebebahnen 4 werden so von den "KragenknopfLHälsen 31 bereits vor dem Schweißvorgang gegen ein Verschieben gesichert und bilden einen Scherwiderstand im Überlappungsbereich 29.
Die beim Einpressen der Schweißknöpfe oder Schweißstifte 30 in den auf einer Platte 36 liegenden Gewebebahnen 4 entstehenden Durchsetzungscurchbrüche 35 werden einerseits vom plattenartigen Stiftkopf 34 abgedeckt, andererseits von einem beim Schweißvorgang an dem PVC-Halsende 32 entstehenden Schweißsiegel, wie es in Fig. 2 bei 40 angedeutet ist. Hierdurch ist der aus den zwei Gewebebahnen erzeugte Gewebestreifen trotz jener Durchsetzungsdurchbrüche 35 völlig dicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE ============================= Vorrichtung zum Verschweißen von Werkstoffbahnen zwischen zwei Elektroden, welche beidseits der Werkstoffbahnen anzuordnen sind, insbesondere an einem die Werkstoffbahnen tragenden Tisch verfahrbare Schweißvorrichtung, bei der gegebenenfalls wenigstens eine der Elektroden an der von den durch Gewebebahnen gebildeten Werkstoffbahn erzeugten Ebene mit abwälzbaren Teilen versehen ist oder bei der gegebenenfalls die Elektroden mit wenigstens einem beidseits der Bewegungsbahn der von Kunststoffbahnen gebildeten Werkstoffbahnen und zu diesen etwa parallel angebrachten Heizbalkenpaar od.

dgl., dessen Heizbalken unter Druck gegeneinander führbar gelagert sind, austauschbar angeordnet sind und die Schweißpresse ein Gehäuse mit einem Durchlaufschlitz für die Kunststoffbahnen aufweist, gekennzeichnet durch eine dem Preß- bzw. Schweißbereich so vorgeord nete Einrichtung zum Einbringen von Schweißstiften (30) od. dgl. Organen in die Gewebebahnen (4), daß die Schweißstifte wenigstens zwei einander überlappende Gewebebahnen zusammen durchsetzen und am Ende des Schweißbereichs (3) beidseits der miteinander verschweißten Gewebebahnen mindestens eine den entstandenen Durchsetzungsdurchbruch (35) abdeckende Schutzschicht bilden, wobei die Schutzschicht/en jeder Bahnseite oder-oberfläche durch einen stiftartigen Hals (31) mit wenigstens einer Schutzschicht der anderen Bahnseite verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstifte (30) jeweils aus einem Widerlager, z. B. einem plattenartigen Kopf (34) und wenigstens einem Hals (31) bestehen, welcher mit einem spitzen Ende (32) durch die Gewebebahn/en (4) drückbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der/die Schweißstift/e (30) als auch zumindest die im Überlappungsbereich außen liegende Bahnoberfläche (33) aus miteinander verschweißbaren Werkstoffen bestehen, gegebenenfalls beide Teile (30, 33) aus Polyvinylchlorid.
4. Verfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei zumindest teilweise einander überlagernden Werkstoff-oder Gewebebahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebahnen vor dem Schweißvorgang in ihrem Überlappungsbereich mit sie gemeinsam durchsetzenden Schweißstiften od. dgl. versehen und während des Schweißvorgangs aus den Gewebebahnen ragende Teile der Schweißstifte thermisch so verformt werden, daß der jeweilige Durchsetzungsdurchbruch dichtend abgedeckt wird.
5. Verfahren zum Verschweißen von Gewebebahnen nach Anspruch 4, von denen wenigstens eine mit einer äußeren Kunststoffschicht, insbesondere Polyvinylchlorid, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Hals des Schweißstifts aus dem Werkstoff der Kunststoffschicht gefertigt und sein Ende während des Schweißvorgangs zu einer Deckschicht verformt und mit der Kunststoffschicht der Gewebebahn verschweißt, gegebenenfalls mit fluchtenden Oberflächen verschweißt, wird.