DE4007560A1

DE4007560A1 - Verbesserte umreifungsbandverbindung und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE4007560A1
Application number: DE4007560A
Authority: DE
Inventors: Nelson Cheung; Robert J Nix; Janusz Figiel
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2010-03-10
Also published as: NZ232789A; AU5064990A; JP3023458B2; GB9004620D0; SE9001056D0; US5006385A; JPH0314467A; NO900948D0; NO176090B; SE9001056L; GB2231837B; AU639905B2; CA2010953C; GB2231837A; NO900948L; CA2010953A1; FI902256A0; NO176090C; DE4007560C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesser te Umreifungsbandverbindung sowie auf das Verfahren zur Bereitstellung der verbesserten Verbindung. Insbesondere sieht die Erfindung eine verbesserte Verbindungsstruktur bei dichtungsfreien Verbindungen bei thermoplastischen Um reifungsbändern vor.

In letzter Zeit hat die Signode Corporation, der Zessionar der Gesamtbeteiligung an der vorliegenden Erfindung, meh rere Verfahren, Werkzeuge und durch Kraft angetriebene Um reifungsmaschinen zum Verbinden der sich überschneidenden Endteile einer unter Zugspannung stehenden thermoplasti schen Umreifungsbandschleife mittels Reibungsschweißungs methoden entwickelt, wobei typische Beispiele für diese Verfahren und Geräte zu finden sind bei den Verfahren und Geräten, die in den US-Patentschriften 33 31 312, 34 42 203, 34 42 732, 34 42 733, 34 42 734, 34 42 735, 34 94 280, 35 86 572, 36 69 799, 36 79 519 und 37 18 526 offenbart und beansprucht werden.

Bei dem thermoplastischen Umreifungsbandmaterial, welches bei den in den oben genannten Patentschriften offenbarten Erfindungen verwendet wird, hat es sich herkömmlicherweise um orientiertes Nylon, Polypropylen und Polyester gehan delt. Umreifungsbänder aus solchen Werkstoffen werden mittels allgemein ähnlicher Verfahren hergestellt, wie zum Beispiel in der US-Patentschrift 33 94 045 offenbart. Nach dieser Patentschrift wird Polypropylenfolienmaterial, wel ches anschließend in Bänder geschnitten wird, einer Ver streckung unterzogen, um eine planare Orientierung der mikromolekularen Ketten zu erhalten. Die molekulare Orientierung des in der Folie enthaltenen Polyesterharzes bewirkt eine erhebliche Erhöhung der Zugfestigkeit entlang der Orientierungslinien. Dies führt jedoch auch dazu, daß die entgegengesetzten Oberflächen der Folie für Reibung anfällig sind, was letztendlich ihre Verwendung in einer Umreifungsmaschine beeinträchtigen könnte. Um dieses Pro blem zu überwinden, werden die Oberflächen der Folie einer Beflammungserwärmung unterzogen, die eine Verschmelzung der äußeren entgegengesetzten Schichten bewirkt, jedoch nicht ausreicht, um eine Verschmelzung über die gesamte Dicke der Folie zu bewerkstelligen. Die Beflammungserwär mung stört die molekulare Orientierung des Restes des Fo lienmaterials, so daß die hohe Zugfestigkeit erhalten bleibt. Das geformte Folienmaterial wird dann geschnitten, um Bänder herzustellen. Das Schneiden erfolgt allgemein parallel zu den molekularen Orientierungslinien, so daß die Bänder eine hohe Zugfestigkeit über ihre gesamte Länge aufweisen. Dies ergibt hervorragende Bänder zur Ver wendung bei der Verpackung von Materialien, wobei ein Um reifungsband eng um ein Paket geschlungen wird, wobei sich überlappende Endteile mittels einer Binde miteinander be festigt werden. Die sich überlappenden Endteile können mittels Befestigungsmittel befestigt werden. Hierzu gehö ren unter anderem Versiegeln, Kleben oder Schweißen, wobei es sich im letzten Fall um Reibungsschweißung oder Thermo schweißen handeln kann.

Ein kennzeichnendes Merkmal von Schweißverbindungen, die gemäß den Lehren der obigen Patentschriften hergestellt werden, ist ihre außerordentliche Zugfestigkeit (d.h.: ihr Widerstand gegen Kräfte, die in der Längsrichtung des Umreifungsbandes erzeugt werden). Ein weiteres Merkmal derartiger Verbindungen besteht darin, daß die Abstreif festigkeit (d.h.: Widerstand gegen Kräfte, die normal zur Länge des Umreifungsbandes wirken) verhältnismäßig niedrig ist. Obwohl der niedrige Abstreifwiderstand von reibungs geschweißten Verbindungen in dem Sinne sehr nützlich ist, daß er es ermöglicht, daß das Umreifungsband von dem mit dem Umreifungsband gebundenen Gegenstand entfernt werden kann, kann es gelegentlich dazu führen, daß die Verbindung unbeabsichtigt geöffnet wird. Wenn zum Beispiel das Ende des äußeren Bandteils beim Transport des Gegenstands sich verheddert, kann es passieren, daß die Verbindung sich durch Abstreifen löst. Es ist auch festgestellt worden, daß Abstreifkräfte sich mehr bei dickerem Band als bei dünnerem Bandmaterial bemerkbar machen. Der frühzeitige Bruch von Schweißverbindungen stellt jedoch auch ein stän diges Problem dar.

Die vorliegende Erfindung zielt auf eine verbesserte Um reifungsbandverbindung, welche eine verbesserte Verbin dungsfestigkeit aufweist, und zwar aufgrund der Positions regelung der sich überlappenden Endteile eines thermopla stischen Bandes an entgegengesetzten Seiten einer Schweiß verbindung, welche der Innen- und Außenfläche der sich überlappenden Endteile des Bandes nahe sind, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der verbesserten Verbindung.

Nach der Erfindung wird thermoplastisches Band von einer Bandquelle um einen Gegenstand geführt; es wird dann in einer Schleife eng gezogen, wobei ein an den Gegenstand angrenzender Vorlaufteil und ein dem Gegenstand ferner Nachlaufteil sich überlappen; der äußere Nachlaufteil des Bandes wird dann geschnitten; die sich überlappenden Teile werden miteinander verbunden, zum Beispiel mittels einer wiedererstarrten dünnen Schicht geschmolzenen Materials aus jedem der sich überlappenden Bandteile, und zwar be reitgestellt mittels Verfahren, die aufgrund des Standes der Technik bekannt sind, wie zum Beispiel Reibungs schweißen oder Heißwassertechniken.

Das Reibungsschweißverfahren kann derart ausgeführt wer den, daß die sich überlappenden Teile eines thermoplasti schen Umreifungsbandes zwischen einem Paar Schweißbacken positioniert werden, welche entgegengesetzte Bandgreif oberflächen besitzen. Die Greifoberflächen oszillieren bei einer hohen Frequenz, um eine Schweißung zu bewerkstelli gen.

Die verbesserte Umreifungsbandverbindung nach der Erfin dung wirkt abstreifhemmend, indem sie den Widerstand der sich überlappenden Teile des Umreifungsbandes an entgegen gesetzten Seiten der Schweißung an den zueinander ge wandten Innen- und Außenflächen des Bandes gegen Trennung erhöht, und zwar bei Zugbelastung der Schweißung, so daß die Bandverbindung oder Schweißung mit größerer Beständig keit eine auf das Band einwirkende Zugbelastung verkraften kann, die der Zugfestigkeit der Schweißung oder des Bandes ungefähr entspricht.

Zu den grundlegenden Herstellungsschritten gemäß der Er findung gehören:

1) Bereitstellung eines Umreifungsbandes aus einer einen Gegenstand umgebenden Umreifungsbandquelle, wobei Teile sich überlappen;
2) Ablängung des Umreifungsbandes;
3) Herstellung einer Verbindung an den sich überlappenden Teilen des den Gegenstand umschlingenden thermoplasti schen Bandes, und zwar dadurch, daß eine Schweißung zwischen den sich überlappenden Teilen vorgesehen wird, und zwar entlang eines Teils der Länge der sich über lappenden Teile;
4) Halten der Verbindung in einer Zwangsposition, um eine verbesserte und beständigere Verbindungsfestigkeit wäh rend der später folgenden Zugbelastung der sich über lappenden Teile zu erzielen; und
5) Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erhöhung des Ab streiftrennungswiderstandes der sich überlappenden Teile an entgegengesetzten Seiten der Schweißung in der Nähe der zueinander gewandten Innen- und Außenflächen der sich überlappenden Flächen bei Zugbelastung der sich überlappenden Teile.

Bei den mehreren Figuren der Zeichnung werden gleiche Kennzahlen verwendet, um gleiche Teile zu kennzeichnen, wobei es sich bei

Fig. 1 um eine schematische Seitenansichtsdarstellung ei nes einen darstellenden Gegenstand umschlingenden Umreifungsbandes handelt;

Fig. 2 stellt eine vergrößerte Ansicht der sich überlap penden Teile einer Umreifungsbandverbindung gemäß Fig. 1 dar;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Schweißver bindung zwischen sich überlappenden Teilen eines thermoplastischen Umreifungsbandes;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer ersten Aus führung einer verbesserten Verbindungsstruktur ge mäß der Erfindung;

Fig. 5 stellt eine Alternativausführung einer erfindungs gemäßen verbesserten Verbindungsstruktur dar;

Fig. 6 verdeutlicht eine zweite Alternativausführung der erfindungsgemäßen verbesserten Verbindungsstruktur;

Fig. 7 stellt eine weitere Ausführung der verbesserten Verbindungsstruktur gemäß der Erfindung dar.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur zweck mäßigen und beständigen Bereitstellung einer Schweißver bindung vor, welche an einem thermoplastischen Umreifungs band vorgesehen wird, welches allgemein um einen Gegen stand wie beispielsweise ein Paket gebunden wird. Der im nachfolgenden verwendete Begriff "entgegengesetzte Seiten der Schweißung" bedeutet jene Seiten der Schweißung, wel che den zueinander gewandten Innen- und Außenflächen der sich überlappenden Teile des Umreifungsbandes nahe sind. Das Umreifungsband ist mit einer Vorrichtung versehen, welche die verhältnismäßig nahe Anordnung der sich über lappenden Teile des Bandes an entgegengesetzten Seiten des Schweißteils der Verbindung aufrechterhält, wobei sie bei Zugspannung im wesentlichen nicht durch Abstreifung trenn bar sind, und zwar dergestalt, daß die Gesamtfestigkeit der Verbindung der Zugfestigkeit des Bandmaterials oder der Schweißung stets nahekommt. Insbesondere wird eine et waige ungeschweißte Länge der sich überlappenden Teile des Bandes, welche sich in Längsrichtung über das Ende der Schweißung hinaus erstreckt, in relativer Nähe zu der ent sprechenden Innen- und Außenfläche gehalten, und zwar durch die Vorrichtung, welche der Trennung der sich über lappenden Teile an den entgegengesetzten Seiten der Schweißung widersteht. Die unten beschriebene erfindungs gemäße Vorrichtung, welche der Trennung der sich überlap penden Teile der Verbindung an entgegengesetzten Seiten der Schweißung widersteht, verhindert einen Zustand, wel cher als "Abstreifung oder Verziehen" bezeichnet wird. Bei dem thermoplastischen Werkstoff kann es sich um jedes kunststoffartiges Material wie zum Beispiel Polypropylen oder Polyester handeln, wie sie vom Stand der Technik her bekannt sind. Es handelt sich jedoch vorzugsweise um ein Material mit einer hohen Grenzviskosität, wie zum Beispiel Polyäthylenterephtalat, dessen Grenzviskosität wenigstens 0,8 beträgt.

Bei den Zeichnungen stellt Fig. 1 eine schematische An sicht einer Verpackung 10 dar, wobei ein Kunststoffumrei fungsband 12 um die Verpackung herum positioniert oder locker geworfen ist, und zwar zur Befestigung des Pakets allgemein in Erwartung dessen Einlagerung oder Versand. Zur Fig. 1 gehört neben der Darstellung des mit dem Umrei fungsband versehenen Pakets oder Materials 10 eine Dar stellung einer Schweißverbindung in der Form einer Schweißung 14 entlang wenigstens eines Teils der Oberflä chen der sich überlappenden Teile 11, 15 des Umreifungs bandes; sowie eine Darstellung einer Messervorrichtung 20 zum Abtrennen des Umreifungsbandmaterials 12 um das Paket 10 von einer Bandquelle 13. Wie in Fig. 3 verdeutlicht, stellen ein Nachlaufende 15 und ein Vorlaufende 18 der sich überlappenden Teile 11, 15 des Umreifungsbandes nach dem Abschneiden die Endstellen des Umreifungsbandes 12 dar. Wie dargestellt beziehen sich die Endteile 16 und 18 auf ungeschweißte sich überlappende Bandlängen, die sich über die Enden 31, 33 der Schweißung 14 hinaus erstrecken und nicht nur auf Endstellen des Umreifungsbandes. Wie vermerkt erstreckt sich die Schweißung 14 entlang minde stens eines Teils der Länge der sich überlappenden Teile, was bedeutet, daß die Schweißung je nach verwendetem Schweißverfahren sich entweder entlang der Gesamtlänge der sich überlappenden Teile erstrecken kann oder lediglich entlang eines Teils davon erstrecken kann, wobei wenig stens ein ungeschweißtes Nachlauf- oder Vorlaufendteil 15, 18 bleibt, d. h. ein Überstand wie in Fig. 3 dargestellt.

Bei Fig. 3 handelt es sich um eine vergrößerte Ansicht des überlappenden Nachlaufendteils 16 mit erster Endstelle 17 sowie des Vorlaufendteils 18 mit der zweiten Endstelle 19 des Umreifungsbandes 12. Das Umreifungsband 12 wird als ein dünnwandiges sich in Längsrichtung erstreckendes Mate rial dargestellt, welches zur einen Seite der Schweißung eine innere planare Oberfläche 22 aufweist, welche an dem Gegenstand 10 anliegt, sowie eine äußere planare Ober fläche 24 an der entgegengesetzten Seite der Schweißung aufweist, welche am weitesten von dem Gegenstand entfernt angeordnet ist, wobei diese innere und äußere Richtungsbe zugsfläche in den verschiedenen Figuren die Position be züglich des Gegenstandes andeuten. Bei den Fig. 1 und 2 werden die sich überlappenden Teile 11, 15 in ihrer ge trennten Position vor ihrer Verbindung mittels eines jeden gemäß dem Stand der Technik bekannten Verfahrens, wie bei spielsweise Reibungsschweißen, Klebe- oder Thermoschweißen dargestellt. Die sich überlappenden Teile werden, wie ver merkt, mittels der Schweißung 14 zwischen den Innen- und Außenflächen verbunden, und zwar entlang mindestens eines Teils der Länge der sich überlappenden Teile, wobei et waige ungeschweißte Teile 16, 18 an entgegengesetzten En den 31, 33 der Schweißung angeordnet sind, und zwar wie in Fig. 3 dargestellt. Wie vermerkt, besitzt die Schweis sung 14 ein erstes Ende 31 in der Nähe des Band-Außennach laufteils 16 und ein zweites Ende 33 in der Nähe des Band- Innenvorlaufteils 18. Nach dem Schweißen wirkt eine Zugbe lastung des Umreifungsbandes 12 allgemein auf entgegenge setzte Seiten der Verbindung, wobei die Festigkeit der Verbindung an ihrem Widerstand gegen eine Trennung in der Schweißverbindung unter der Zugbelastung gemessen wird. Die Zugbelastung führt zu Spannungen in entgegengesetzten Richtungen auf beiden Seiten der Schweißung 14, und zwar wie in Fig. 3 anhand der Pfeile T 1 und T 2 verdeutlicht wird. Diese Belastung auf beiden Seiten der Schweißung 14 kann bei Zugbelastungen, die erheblich niedriger als die Zugfestigkeit des Umreifbungsbandes oder der Schweißung sind, zu einer Trennung des Umreifungsbandes führen. Diese Trennung des Umreifungsbandes kann durch Abstreifung ver ursacht werden, d. h. die sich überlappenden Umreifungs bandteile 11, 15 werden voneinander abgestreift, und zwar durch die Wirkung allgemein vertikal in entgegengesetzter Richtung zielender Kräfte F 1, F 2, die sich aus Biegungs momenten ergeben, die an den entgegengesetzten Seiten der Schweißung auf die sich überlappenden Teile 11, 15 einwir ken. Diese Kräfte können bei Zugkräften, die erheblich un terhalb der Zugfestigkeit der Schweißung 14 oder des Um reifungsbandes liegen, zu einer Trennung oder Abstreifung der Schweißung führen. Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, welche bei Zugbelastung der Verbin dung die sich überlappenden Teile 11, 15 einschließlich eines etwaigen ungeschweißten überlappenden Vorlaufend teils 18 und überlappenden Nachlaufendteils 16 in der Nähe und im wesentlichen ungetrennt von dem entsprechenden an grenzenden überlappenden Teil hält. Diese Vorrichtung ar beitet dahingehend, den Widerstand der sich überlappenden Teile 11, 15 einschließlich der Teile 16, 18 gegen Ab streifungstrennung an entgegengesetzten Enden der Schweis sung zu erhöhen. Sie verringert daher die Wahrscheinlich keit der frühzeitigen Trennung der Schweißung und des frühzeitigen Versagens des Umreifungsbandes bei Belastung der Verbindung durch Zugspannung. Diese Vorrichtung zur Erhöhung des Widerstandes gegen Abstreifungstrennung wird weiterhin anhand der verschiedenen in den Fig. 4 und 7 dargestellten Ausführungen dargestellt.

Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführung wird das Umrei fungsband 12 um ein Paket 10 gelegt. Die sich überlappen den Umreifungsbandteile 11, 15 werden mittels eines nach dem Stand der Technik bekannten Verfahrens durch eine Schweißung 14 verbunden bzw. geschweißt. Wie in der Figur verdeutlicht, wurde eine trennungswiderstehende Vorrich tung 26 und eine zweite trennungswiderstehende Vorrichtung 28 um die sich überlappenden Umreifungsbandteile 16 und 18 vorgesehen, welche Vorrichtungen physikalisch oder me chanisch den bei Zugbelastung des Umreifungsbandes 12 und der Verbindung an entgegengesetzten Seiten der Schweißung 14 auf die sich überlappenden Teile 16, 18 vertikal ein wirkenden Kräften widerstehen. Bei den widerstandsleisten den Vorrichtungen 26 und 28 kann es sich beispielsweise um Draht, Band und Punktschweißungen an den äußeren Kanten des Umreifungsbandes 12 handeln. Die in Fig. 7 dargestell ten Punktschweißungen 27 und 29 verdeutlichen die physika lische Befestigung der äußeren und inneren sich über schneidenden Teile 16, 18 miteinander an entgegengesetzten Seiten der Schweißung 14. Es ist festgestellt worden, daß hiernach die Zugbelastung, die zum Bruch führt, sich stets der Zugfestigkeit des Umreifungsbandes 12 nähert. Das Um reifungsband 12 kann demnach die volle Zugbelastung an der Schweißung realisieren, ohne daß ein Bruch aufgrund Ab streifung an der Schweißung befürchtet werden muß.

Eine zweite oder alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 5 dargestellt, wobei die sich über lappenden Teile 11, 15 geschweißt worden sind. Die Schweißung 14 ist entsprechend vorgesehen worden entlang mindestens eines Teils der Länge der Innen- und Außenflä chen 22, 24 vorgesehen worden, wobei an den entgegenge setzten Enden der Schweißung 14 das nachlaufende Teil 16 überlappt und das vorlaufende Teil 18 überlappt. Wie ver merkt, kann sich die Schweißung jedoch je nach verwendetem Schweißverfahren entlang der Gesamtheit der überlappenden Teile erstrecken. Vor der Zugbelastung wird das Umrei fungsband entweder während oder unmittelbar nach dem Schweißverfahren durch Biegung verformt oder in eine Z förmige Gestalt geformt, und zwar durch seitliche relative Verschiebung des Umreifungsbandes, und zwar dergestalt, daß die Umreifungsbandteile 16, 18, die sich über die En den der Schweißung hinaus erstrecken, an entgegengesetzten Seiten der dann winkelig angeordneten Verbindungsebene der Schweißung liegen, und zwar vorzugsweise so, daß sie in parallel zueinander angeordneten Ebenen liegen. Das Umrei fungsband 12 gemäß der dargestellten Ausführung definiert allgemein eine Ebene mit einer Längsachse 21 in Fig. 3 entlang der entsprechenden Innen- und Außenflächen 22, 24 des Umreifungsbandes 12, wie in Fig. 3 dargestellt. Bei Fig. 3 ist der überlappende Teil 16 vor der Zugbelastung normalerweise so angeordnet, daß die Innen- und Außenflä chen 22, 24 koplanar sind. Ohne die vorliegende Erfindung würde jedoch der äußere Umreifungsbandteil an der Seite 16 bei Belastung des Umreifungsbandes 12 durch Zugspannung allgemein in eine Richtung normal zur Außenfläche 24 weg verschoben werden. In ähnlicher Weise werden die sich über lappenden Teile an der Seite 18 in ihrer normalen Position gezeigt, wobei die Innen- und Außenfläche ebenfalls vor der Zugbelastung an jener Seite der Schweißung koplanar sind, wobei jedoch der genannte innere überlappende Band teil an Seite 18 nach Zugbeanspruchung des Umreifungsban des 12 allgemein in einer Richtung normal weg von der Ebene der Innenfläche 22 verschoben würde. Es ist festgestellt worden, daß durch Bildung der überlappenden Teile entweder gleichzeitig mit oder nach der Bildung der Schweißung 14 dergestalt, daß sie an entgegengesetzten Seiten der Ebenen der Schweißung angeordnet sind, wobei das Umreifungsband 13 sich unter einer Zugbelastung T 1, T 2 verlängern kann, der äußere Teil des Umreifungsbandes an der Seite 16 auf grund einer normalen Kraft, welche auf den äußeren Teil des Umreifungsbandes an Seite 16 einwirkt, sowie der in nere überlappende Teil des Umreifungsbandes an Seite 18 sich bewegt, um die Innenfläche 22 des angrenzenden über lappenden Teils an Seite 18 zu berühren oder zumindest um der Trennung davon zu widerstehen, und zwar aufgrund einer in entgegengesetzter Richtung zielenden normalen Kraft, welche auf den inneren Teil des Umreifungsbandes an Seite 18 einwirkt. Die sich überlappenden Teile 16, 18 an ent gegengesetzten Enden der Schweißung werden damit bei Zug belastung im wesentlichen untrennbar gehalten, wobei der Widerstand der sich überlappenden Teile 11, 15 gegen Ab streifungstrennung erhöht wird.

Eine dritte, oder zweite alternative, Ausführung wird in Fig. 6 dargestellt, wobei der äußere überlappende Umrei fungsbandteil 11 eine bezogen auf die äußere Umreifungs bandoberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der Schweißung radial nach außen verlaufende oder konvexe Kur ve aufweist. Die Verformung des äußeren überlappenden Um reifungsbandteils wird vor der Wiedererstarrung des flüs sigen oder halbplastischen Materialzustandes bei der Schweißung 14 in der Nähe der Schweißung 14 vorgesehen.

Diese Verformung, welche erfolgt, während die Schweißung bzw. das Verbindungsmaterial zwischen den überlappten Um reifungsbandteilen sich im halbflüssigen Zustand befindet, verstreckt oder verlängert das flüssige Material normal zur Oberfläche an den Enden der Schweißung. Dieses halb flüssige plastische Material erstarrt wieder und bildet allgemein eine wabenartige Form, eine verstreckte Plastik form oder Stalaktit-Stalagmit-Form 30 an jedem Ende 31, 33 der Schweißung. Diese Struktur dient der Erhöhung des Widerstandes der sich überschneidenden Teile 11, 15 gegen Abstreifungstrennung an beiden Enden 31, 33 der Schweißung während der Belastung des Umreifungsbandes durch Zugspan nung. Die vorausbestimmte verformungsverstreckte Plastik struktur sollte eine geringe Trennung zwischen der Band außenfläche 24 und der Bandinnenfläche 22 vorsehen, und zwar vorzugsweise entsprechend ungefähr einer Umreifungs banddicke.

Während es vermerkt worden ist, daß der Schweißungsteil der Verbindung mittels bekannter Mittel ausgeführt werden kann, handelt es sich bei der bevorzugten Schweißung um eine Schweißung, die durch Reibungsschweißen hergestellt wird, wobei wenigstens einer der sich überlappenden Umrei fungsbandteile, beispielsweise der äußere Teil, einer schnell erfolgenden Queroszillierung unterzogen wird, und zwar bezogen auf den angrenzenden überlappenden Umrei fungsbandteil, z.B. den Innenteil, während die beiden Teile dergestalt zusammengedrückt werden, daß ein halbge schmolzener Zustand des Kunststoffes hergestellt wird, welcher bei Wiedererstarrung sich verbindet, um die Schweißung zu bilden. Bekannte Reibungsschweißmethoden sowie das Werkzeug zur Durchführung der bekannten Verfah ren gestatten, daß der halbgeschmolzene Kunststoff während eines Zeitraums wiedererstarrt, während dessen die rela tive Oszillationsbewegung der sich überlappenden Umrei fungsbandteile unter der Einwirkung entgegengesetzter Rei bungs- und Inertkräfte - hauptsächlich vom Werkzeug aus gehend - ausklingt. Diese langsame Ausdämpfung während der Wiedererstarrung stört die Integrität des Kunststoffes, und zwar dadurch, daß Leerräume und Einschlüsse in die Schweißung eingeführt werden.

Im Gegensatz zu dieser bekannten Methode, wird die bevor zugte Methode zur Herstellung der Reibungsschweißung ge mäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise dergestalt ausgeführt, daß die relative Bewegung der sich überschnei denden Umreifungsbandteile abrupt angehalten wird, wenn der halbgeschmolzene Zustand des Kunststoffes erreicht wird, so daß die Wiedererstarrung des Kunststoffes vor zugsweise mit keiner oder möglichst wenig physikalischer Störung erfolgt. Dementsprechend ist der Schweißungsteil der Gesamtverbindung stärker als bekannte Verbindungen. In Zusammenwirkung mit der hierin beschriebenen Vorrich tung zur Erzielung des Trennungswiderstands der sich über lappenden Teile der Verbindung an entgegengesetzten Sei ten der Schweißung, insbesondere der in Fig. 5 dargestell ten Vorrichtung, führt dies zu einer Gesamtverbindung, die erheblich stärker als bekannte Verbindungen ist.

Es ist festgestellt worden, daß diese verschiedenen Struk turen oder Ausführungen wenigstens für einen Trennungswi derstand des sich überlappenden Teils der Umreifungsband verbindung an entgegengesetzten Seiten der Schweißverbin dung sorgt, welcher oberhalb desjenigen Trennungswider standes liegt, welcher bisher lediglich durch die Schweis sung selbst erzielt wurde, und zwar während der Zugbela stung des Umreifungsbandes. Die genannten Ausführungen vermeiden also auf eine wirksame Weise die Abstreiftren nung der Schweißungsenden. Die Aufrechterhaltung der posi tionellen Beziehung der sich überlappenden Teile des Umreifungsbandes an entgegengesetzten Seiten der Schweiß verbindung sorgt naturgemäß für die Position, die erfor derlich ist, um die Zugbelastung des Umreifungsbandes zu verbessern und damit um die Verbindung und Verbindungsin tegrität zu verbessern.

Zwar ist diese Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten Ausführungen derselben beschrieben worden; es versteht sich jedoch, daß diese Beschreibung im Sinne der Verdeut lichung und nicht im Sinne einer Einschränkung erfolgt ist; der Umfang der beigefügten Ansprüche sollte so breit angelegt, wie nach dem Stand der Technik gestattet, ausge legt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlin genden Umreifungsbandes, bestehend aus den Schritten:

- Umschlingen des Gegenstands mit dem thermoplastischen Umreifungsband, wobei eine Innenfläche des Umreifungs bandes dem Gegenstand zugewandt ist und eine Außenfläche des Umreifungsbandes dem Gegenstand abgewandt ist,
- Anspannung wenigstens eines nichtüberlappenden Teils des Umreifungsbandes um den Gegenstand, wobei eine Teillänge der Innenfläche und eine Teillänge der Außenfläche sich überlappen und damit die sich überlappenden Teile defi nieren,
- Verbinden der genannten sich überlappenden Teile, und zwar dadurch, daß eine ununterbrochene Schweißung zwi schen den genannten sich überlappenden Teilen vorgesehen wird, und zwar entlang eines Teils der Teillängen der sich überlappenden Teile, wobei die genannten sich über lappenden Teile jenseits wenigstens eines Endes der ge nannten ununterbrochenen Schweißung unverschweißt sind, und
- Bereitstellung einer Vorrichtung, die den Widerstand der genannten sich überlappenden Teile gegen Abstreiftren nung über einen Abstreifungswiderstand hinaus verbes sert, der lediglich durch die genannte Schweißung vorge sehen wird, und zwar bei Zugbelastung der genannten sich überlappenden Teile an der genannten Schweißung, ein schließlich der Bereitstellung einer Punktschweißung zwischen den sich überlappenden Teilen an wenigstens einem Ende der genannten Schweißung.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile die thermische Schweißung der genannten sich überlappenden Teile gehört.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile die Rei bungsschweißung der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile das Klebebondieren der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

5. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlin genden thermoplastischen Umreifungsbandes, bestehend aus den Schritten

- Umschlingen des Gegenstandes mit dem thermoplastischen Umreifungsband, wobei eine Innenfläche des Umreifungs bandes dem Gegenstand zugewandt ist und eine Außenfläche des Umreifungsbandes dem Gegenstand abgewandt ist,
- Anspannung mindestens eines nichtüberlappenden Teils des Umreifungsbandes um den Gegenstand, wobei eine Teillän ge der Innenfläche und eine Teillänge der Außenfläche sich überlappen und damit die sich überlappenden Teile definieren,
- Verbinden der genannten sich überlappenden Teile, und zwar dadurch, daß zwischen den sich überlappenden Teilen eine Schweißung vorgesehen wird, und zwar entlang wenig stens eines Teils der Länge der sich überlappenden Tei le, und
- Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erhöhung des Ab streiftrennungswiderstandes der genannten sich überlap penden Teile über einen Abstreifungswiderstand hinaus, die lediglich durch die genannte Schweißung vorgesehen wird, und zwar bei Zugbelastung der genannten sich über lappenden Teile an der genannten Schweißung, einschließ lich der radialen Verschiebung und Haltung eines Vor laufendes des genannten Umreifungsbandes an den sich überlappenden Teilen weg von dem angrenzenden überlap penden Teil, und zwar um eine vorausbestimmte Distanz, wobei die genannten sich überlappenden Teile sich wäh rend des Schritts der Bereitstellung der genannten Schweißung im halbgeschmolzenen Zustand befinden, wobei es den genannten halbgeschmolzenen sich überlappenden Teilen gestattet wird, zu erstarren.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile die thermische Schweißung der genannten sich überlappenden Teile gehört.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile die Rei bungsschweißung der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

8. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile das Klebebondieren der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

9. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlin genden thermoplastischen Umreifungsbandes, bestehend aus den Schritten:

- Umschlingen des Gegenstandes mit dem thermoplastischen Umreifungsband, wobei eine Innenfläche des Umreifungs bandes dem Gegenstand zugewandt ist und eine Außenfläche des Umreifungsbandes dem Gegenstand abgewandt ist,
- Anspannung mindestens eines nichtüberlappenden Teils des Umreifungsbandes um den Gegenstand, wobei eine Teil länge der Innenfläche und eine Teillänge der Außenfläche sich überlappen und damit die genannten sich überlappen den Teile definieren.
- Verbinden der genannten sich überlappenden Teile da durch, daß zwischen den genannten sich überlappenden Teilen entlang wenigstens eines Teils der Längen der sich überlappenden Innen- und Außenflächen eine Schweis sung vorgesehen wird, und
- Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erhöhung des Ab streiftrennungswiderstandes der genannten sich überlap penden Teile über einen Abstreiftrennungswiderstand hinaus, der lediglich durch die genannte Schweißung er zielt wird, und zwar bei der Zugbelastung der genannten sich überlappenden Teile an der genannten Schweißung, einschließlich der Verformung des Umreifungsbandes der gestalt, daß die genannte Schweißung in einer Ebene liegt, die bezogen auf die Ebenen der genannten Innen und Außenflächendes genannten Umreifungsbandes winkelig angeordnet ist, und sich über die entgegengesetzten En den der genannten Schweißung hinaus erstreckt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zu dem Schritt des Verbindens der sich überlappenden Teile die thermische Schweißung der genannten sich überlappenden Teile gehört.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile die Rei bungsschweißung der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

12. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile das Klebebondieren der genannten sich überlappenden Teile ge hört.

13. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zu dem Schritt der Verformung des genannten Umreifungsbandes die seitliche Schiebung eines Teils des genannten Umreifungsbandes ge hört, der sich von einem Ende der genannten Schweißung er streckt und ein Vorlaufende des genannten Umreifungsbandes bezogen auf einen Teil des Umreifungsbandes, der sich von einem zweiten Ende der genannten Schweißung erstreckt und ein Nachlaufende des genannten Umreifungsbandes definiert.

14. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt der Ver formung des Umreifungsbandes hauptsächlich gleichzeitig mit dem Schritt der Bereitstellung der genannten Schweis sung ausgeführt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlin genden thermoplastischen Umreifungsbandes, bestehend aus den Schritten:

- Umschlingen des Gegenstandes mit einer nichtangespannten Teillänge des thermoplastischen Umreifungsbandes, wobei eine Innenfläche des Umreifungsbandes dem Gegenstand zu gewandt ist und eine Außenfläche des Umreifungsbandes dem Gegenstand abgewandt ist,
- Verbinden nichtangespannter sich überlappender Teile durch Bereitstellung einer Schweißung zwischen den ge nannten nichtangespannten sich überlappenden Teilen ent lang wenigstens eines Teils der Länge der sich überlap penden Innen- und Außenflächen, und
- Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erhöhung des Ab streiftrennungswiderstandes der genannten sich überlap penden Teile an entgegengesetzten Seiten der genannten Schweißung über einen durch die genannte Schweißung er zielten Abstreiftrennungswiderstand hinaus, und zwar bei Zugbelastung der genannten unangespannten sich überlap penden Teile an der genannten Schweißung.

16. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zu dem Schritt des Verbindens der genannten sich überlappenden Teile durch Bereitstellung einer Schweißung das Zusammendrücken der genannten sich überlappenden Teile gehört, und zwar wenig stens entlang der Teillänge, an der die genannte Schweis sung vorzusehen ist, wobei wenigstens einer der überlap penden Teile bezogen auf den anderen überlappenden Teil in Querrichtung hin- und herbewegt wird, um einen wenig stens halbgeschmolzenen Zustand des Kunststoffes zwischen den genannten sich überlappenden Teilen zu erzeugen, wobei diese in Querrichtung erfolgende Hin- und Herbewegung abrupt gestoppt wird, wobei die genannten sich überlappen den Teile zusammengedrückt gehalten werden, bis der ge nannte halbgeschmolzene Kunststoff wieder erstarrt.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der genannte Schritt der Bereitstellung der genannten Vorrichtung zur Erhöhung des Widerstands der genannten sich überlappenden Teile gegen Abstreifungstrennung im wesentlichen gleich zeitig mit den Schritten des Zusammendrückens der genann ten sich überlappenden Teile und der in Querrichtung er folgenden Hin- und Herbewegung wenigstens eines der über lappenden Teile erfolgt.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei zu dem Schritt der Bereitstellung der genannten Vorrichtung zur Erhöhung des Widerstands der genannten sich überlappenden Teile gegen Abstreifungstrennung die Verformung des genannten Umrei fungsbandes während des Schritts des Zusammendrückens der genannten sich überlappenden Teile gehört, und zwar derge stalt, daß Ebenen des genannten Umreifungsbandes an ent gegengesetzten Enden der genannten Schweißung an entgegen gesetzten Seiten einer Ebene der genannten Schweißung an geordnet sind.

19. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlin genden thermoplastischen Umreifungsbandes, bestehend aus den Schritten:

- Anspannung nur eines nichtüberlappenden Teils des ther moplastischen Umreifungsbandes um den Gegenstand und Verbinden nichtangespannter nichtüberlappender Teile des thermoplastischen Umreifungsbandes durch Bereitstellung einer Schweißung zwischen den genannten nichtangespann ten nichtüberlappenden Teilen entlang wenigstens eines Teils der Länge der nichtangespannten überlappenden Teile.

20. Verbindung für ein thermoplastisches Umreifungsband gemäß dem unter Anspruch 1 definierten Verfahren.

21. Verbindung für ein thermoplastisches Umreifungsband gemäß dem unter Anspruch 5 definierten Verfahren.

22. Verbindung für ein thermoplastisches Umreifungsband gemäß dem unter Anspruch 9 definierten Verfahren.

23. Verbindung für ein thermoplastisches Umreifungsband gemäß dem unter Anspruch 17 definierten Verfahren.

24. Verbindung für ein thermoplastisches Umreifungsband gemäß dem unter Anspruch 19 definierten Verfahren.

25. Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlingenden Umreifungsbandes, und zwar bestehend aus:

- einer Schweißung zwischen den genannten sich überlappen den Teilen entlang wenigstens eines Teils der Längen der genannten sich überlappenden Teile, und
- einer Vorrichtung zur Erhöhung des Widerstandes der ge nannten sich überlappenden Teile gegen Abstreifungstren nung über den Abstreiftrennungswiderstand hinaus, der nur durch die genannte Schweißung allein erzielt wird, und zwar bei Zugbeanspruchung der genannten sich über lappenden Teile, einschließlich einer Vorrichtung zur Erzeugung entgegengesetzter Kräfte als Reaktion auf die auf die genannten sich überlappenden Teile einwirkende Zugspannung, wobei die genannten entgegengesetzten Kräfte auf die genannten sich überlappenden Teile an entgegengesetzten Seiten der genannten Schweißung ein wirken, und zwar in Richtungen, die die genannten sich überlappenden Teile an jeder der genannten entgegenge setzten Seiten der genannten Schweißung aufeinander zu bewegen.

26. Verbindung gemäß Anspruch 25, wobei das genannte Um reifungsband bezogen auf eine Längsachse des genannten Um reifungsbandes derartig verformt wird, daß Teile des ge nannten Umreifungsbandes, die sich über entgegengesetzte Enden der genannten Schweißung hinaus erstrecken, vor der genannten Verformung an entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Umreifungsbandes angeordnet sind.

27. Verbindung gemäß Anspruch 26, wobei einer der genann ten Teile an einem der genannten entgegengesetzten Enden der genannten Schweißung ein Vorlaufende definiert und der Teil an dem anderen der genannten entgegengesetzten Enden der genannten Schweißung ein Nachlaufende definiert, wobei das genannte Vorlaufende an einer Seite der genann ten Längsachse des genannten Umreifungsbandes, die dem ge nannten Gegenstand am nächsten liegt, angeordnet ist.

28. Verbindung gemäß Anspruch 26, wobei die genannten Teile des Umreifungsbandes an den genannten entgegenge setzten Enden der genannten Schweißung in im wesentlichen parallelen Ebenen liegen.

29. Verbindung zwischen sich überlappenden Teilen eines einen Gegenstand umschlingenden thermoplastischen Umrei fungsbandes, und zwar bestehend aus:

- einer Schweißung zwischen wenigstens einem Teil einer Außenfläche eines inneren der genannten sich überlappen den Teile, der gegen den Gegenstand anliegt, und einer Innenfläche eines äußeren der genannten sich überlappen den Teile, die am weitesten entfernt von dem genannten Gegenstand angeordnet ist, wobei die genannten sich überlappenden Teile wenigstens entlang der genannten Schweißung in einer Ebene liegen, die winklig ange ordnet ist, und zwar bezogen auf eine erste Ebene einer Schnittstelle zwischen den genannten Innen- und Außen flächen an einem Ende der genannten Schweißung und eine zweite Ebene einer Schnittstelle zwischen den genannten Innen- und Außenflächen an einem entgegengesetzten Ende der genannten Schweißung.

30. Verbindung gemäß Anspruch 27, wobei es sich bei dem genannten thermoplastischen Umreifungsband um ein Poly äthylenterephtalat-Material mit einer Grenzviskosität von mindestens 0,8 handelt.