DE4112346A1 - Heated tool, esp. metal band, for welding of plastic, e.g. polyethylene@ - comprises flexible band which deflects to give reduced pressure at edges, improving weld strength and avoiding penetration and extrusion - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen von Kunst stoff-Folien mittels eines beheizbaren Schweißorgans, welches während des Schweißvorgangs mit einer vorbestimmten Kraft gegen die zu schweigende Folie angedrückt wird. Die Erfindung bezieht sich darüberhinaus auf ein beheizbares Schweißorgan zur Durch führung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for welding art fabric films by means of a heatable welding element, which against a predetermined force during the welding process the film to be silenced is pressed on. The invention relates furthermore on a heatable welding organ for through conduct such a procedure.
In Folien verarbeitenden Verpackungsmaschinen werden zum Ver schweißen der Folien vielfach Metallbänder verwendet, die durch einen kurzen Stromimpuls erhitzt und im heilen Zustand mit ei ner bestimmten Kraft gegen die zu verschweißende Folie ange drückt werden. Es ist im Hinblick auf die Erfindung unerheb lich, ob das Schweißband erst erhitzt und dann gegen die Folie angedrückt, oder ob es erst angedrückt und dann erhitzt wird. Auch bei einem kontinuierlich beheizten Schweißband kann die Erfindung Anwendung finden.In film processing packaging machines are used for ver welding the foils often used metal tapes heated a short pulse of current and healed with egg ner certain force against the film to be welded be pressed. It is immaterial with regard to the invention Lich whether the sweatband is heated first and then against the film pressed, or whether it is first pressed and then heated. Even with a continuously heated sweatband, the Invention find application.
Die Schweißbänder sind isoliert auf Metallschienen montiert und ergeben so eine Schweißeinrichtung. Die in herkömmlicher Weise damit erzeugten Schweißnähte sind zwar ausreichend fest, d. h. die Folien werden gut verschmolzen, aber sie sind an den Naht kanten mehr oder weniger abgequetscht, weil sich die über den gesamten Querschnitt im wesentlichen gleichmäßig heilen Metall bänder mit ihren Randkanten in das Material der Folien ein drücken.The sweatbands are mounted and insulated on metal rails result in a welding device. The traditional way welds generated with it are indeed sufficiently strong, i. H. the foils are fused well, but they are on the seam edges more or less squeezed because the over the entire cross-section heal metal substantially uniformly tapes with their marginal edges into the material of the foils to press.
Man versucht bisher, den Effekt der Kantenquetschung zu min dern, indem die Schweißbänder etwas ballig verformt und/oder ihre Kanten abgeschrägt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Maßnahmen zur Vermeidung der Kantenquetschung nicht aus reichen, weil die für das Schweißergebnis wesentlichen Parame ter Druck und Temperatur recht gleichmäßig über die Oberfläche des Schweißbands verteilt sind und daher an den seitlichen Randkanten ein abrupter Druck- und Temperaturabfall auftritt, der die unerwünschte Platzkante zur Folge hat.So far, attempts have been made to min change the sweatbands somewhat spherically and / or their edges are beveled. However, it has been shown that these measures to avoid edge crushing are not sufficient are sufficient because the parameters essential for the welding result ter pressure and temperature quite evenly over the surface of the sweatband are distributed and therefore on the side Edges there is an abrupt drop in pressure and temperature, which results in the unwanted edge of the square.
Die besten Schweißergebnisse werden zur Zeit mit dem sog. Sil berspurband erzielt, welches einen stärkeren Temperaturgradien ten zwischen dem mittleren Bereich und den Randzonen eines Schweißbands bewirkt. Abgesehen davon, daß die Herstellung von Silberspurbändern technisch sehr aufwendig ist, konnte auch bei diesen der Mangel bisher noch nicht überwunden werden, daß der steile Druckanstieg an den seitlichen Randkanten später Schäden durch Aufplatzen der geschweißten Folie unmittelbar neben der Naht zur Folge hat.The best welding results are currently with the so-called Sil Spur band achieved, which has a stronger temperature gradients th between the middle area and the edge zones of a Sweatband causes. Apart from the fact that the manufacture of Silver track bands is technically very complex, could also at These have not yet been overcome by the lack that the steep pressure increase on the lateral edges later damage by bursting the welded foil right next to the Seam.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein zugehöriges Schweißorgan zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe auf sehr einfache Weise ein "weicher′′ Druck- und Temperaturanstieg zur mittleren Zone des Schweißorgans hin erhalten wird.The invention has for its object a method of type mentioned and an associated welding organ for To make available with their help in a very simple way a "softer '' pressure and temperature rise to the middle zone of the welding organ is maintained.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schweißorgan von seinem mittleren Bereich zu wenigstens ei ner Randkante hin mit zunehmend geringerer Flächenpressung ge gen die Folie angedrückt wird, wobei vorzugsweise die Flächen pressung an der Randkante des Schweißorgans so gering ist, daß sich diese während des Schweißvorgangs im wesentlichen in der Ebene der Folienoberfläche befindet.The above object is achieved in that the welding organ from its central area to at least one ner edge edge with increasingly less surface pressure is pressed against the film, preferably the surfaces pressure on the edge of the welding element is so low that during the welding process Level of the film surface.
Das erfindungsgemäße Verfahren lädt sich in besonders einfacher Weise mit einem beheizbaren Schweißorgan ausführen, welches im Querschnitt aus wenigstens einem mit einer gegen die Folie ge richteten Kraft beaufschlagbaren Kerns und wenigstens einem daran abgestützten, federelastischen Flanschteil besteht. Beim Anpressen gegen die zu schweigende Folie wird bei einem solchen Schweißorgan die maximale Flächenpressung nur im Bereich des Kerns, d. h. bei symmetrischem Aufbau der Schweißelektrode in der mittleren Zone erreicht. Der nur am Kern abgestützte, zu seiner seitlichen Randkante hin frei auskragende, federelasti sche Flanschteil wird dagegen infolge des Andrucks gegen die Folie nach Art einer Federzunge zurückgebogen, womit verfah rensmäßig der Erfolg erreicht wird, daß die Flächenpressung zwischen der Folie und dem Schweißorgan schon von dessen mitt leren Bereich aus, also über einen verhältnismäßig groben Ab stand, zur Randkante hin zunehmend geringer wird.The method according to the invention is particularly easy to load Execute way with a heatable welding element, which in the Cross section of at least one with a ge against the film directed force to the core and at least one supported, resilient flange part. At the Press against the film to be silenced in such a Welding element the maximum surface pressure only in the area of Kerns, d. H. with symmetrical construction of the welding electrode in reached the middle zone. The one supported only at the core, too cantilevered spring elastic on its lateral edge cal flange part, however, is due to the pressure against the Film bent back in the manner of a spring tongue, which was used Success is achieved that the surface pressure between the film and the welding element from the middle area, i.e. over a relatively rough range stood, becomes increasingly smaller towards the edge.
Es stellt einen besonderen Vorteil des vorgeschlagenen Schweiß organs dar, daß nicht nur die Flächenpressung, sondern gleich zeitig auch, ohne daß es aufwendiger Steuerungsmaßnahmen oder eines komplizierten Werkzeugaufbaus wie beim Silberspurband be dürfte, ein ausreichend großer Temperaturgradient zur Randkante hin erreicht wird. Dabei ist der Temperaturabfall unmittelbar neben dem Kern des Schweißorgans noch verhältnismäßig gering, weil das Luftvolumen im Hohlraum zwischen dem Flanschteil und der unteren bzw. rückwärtigen Auflage des Schweißorgans, welche dessen Anpreßkraft erzeugt bzw. aufnimmt, als Isolator wirkt. Mit der Randkante wird der Flanschteil jedoch vorzugsweise bis zur Berührung mit der Auflage zurückgebogen. Der Wärmeabfluß über die Berührungsstelle bewirkt einen verhältnismäßig starken Temperaturabfall im Randbereich des Flanschteils des Schweißor gans, so daß insgesamt der Randbereich einen allmählichen, wei chen Übergang hinsichtlich Druck und Temperatur zwischen dem nicht verschweißten Zustand neben der Schweißstelle und den Schweißbedingungen in der Kernzone darstellt. Die Erfindung kann sich hierbei den Vorteil zunutze machen, daß ein sehr dün ner Flanschteil einerseits nach Art einer Federzunge gut bieg sam ist, andererseits Wärmekapazität und Wärmefluß in dem dün nen Flanschteil begrenzt sind, so daß sich automatisch zur Randkante hin über eine verhältnismäßig grobe Strecke ein nega tiver Temperaturgradient ergibt.It represents a particular advantage of the proposed sweat organs shows that not only the surface pressure, but the same timely, too, without there being any complex control measures or a complicated tool structure like the silver track belt a sufficiently large temperature gradient to the edge is achieved. The temperature drop is immediate in addition to the core of the welding element, relatively small, because the air volume in the cavity between the flange part and the lower or rear support of the welding member, which whose contact pressure generates or absorbs acts as an insulator. With the edge, however, the flange part is preferably up to bent back to touch the pad. The heat drain over the point of contact causes a relatively strong Temperature drop in the edge area of the flange part of the welding gate goose, so that overall the edge area a gradual, white Chen transition in pressure and temperature between the not welded condition next to the weld and the Represents welding conditions in the core zone. The invention can take advantage of the fact that a very thin Bend the flange part well on the one hand in the manner of a spring tongue sam is, on the other hand heat capacity and heat flow in the thin NEN flange part are limited so that automatically Edge edge over a relatively rough distance a nega tive temperature gradient results.
In der Praxis werden optimale Schweißbedingungen dann erzielt, wenn die Maße des Schweißorgans und die Steifigkeit des Flanschteils so bemessen sind, daß dessen äußere Randkante wäh rend des Schweißvorgangs gerade bis zur Anlage an der stützen den Auflage zurückgebogen wird. Kommt es nicht ganz zur Berüh rung zwischen der Randkante des Flanschteils und der Auflage, ergibt sich je nach dem verbleibenden Abstand wieder eine in ihrer schädlichen Auswirkung von dessen Ausmaß abhängige Quetschkante in der Folie. Außerdem ist der Temperaturabfall zur Randkante hin nicht so günstig, weil der Wärmeabfluß über die Berührungsstelle fehlt. Findet dagegen eine starke Abstüt zung der äußeren Randkante des Flanschteils an der Auflage statt, behält man den Vorteil des günstigen Temperaturgradien ten, muß aber je nach Abstützkraft an der Randkante einen stär keren Druckabfall auf kurzer Distanz in Kauf nehmen.In practice, optimal welding conditions are achieved if the dimensions of the welding element and the rigidity of the Flange part are dimensioned so that the outer edge selects during the welding process straight up to the support the edition is bent back. It doesn’t quite come to the fore tion between the edge of the flange part and the support, depending on the remaining distance, an in their harmful effects depending on their extent Pinch edge in the film. In addition, the temperature drop to the edge not so cheap because the heat flow over the contact point is missing. On the other hand, finds a strong support tongue of the outer edge of the flange part on the support instead, one keeps the advantage of the favorable temperature gradients ten, but must be strong depending on the support force at the edge Do not accept any pressure drop over a short distance.
In bevorzugter Ausführung der Erfindung wird das Schweißorgan für jeden Schweißvorgang durch einen Stromimpuls beheizt. Dabei kann auch der Zeitfaktor als dritter Schweißparameter zum Vor teil der Erfindung genutzt werden, denn infolge der größeren Wärmekapazität des Kerns des vorgeschlagenen Schweißorgans im Verhältnis zum Flanschteil kühlt letzterer schneller ab und führt bei einem Schweißvorgang der Schweißstelle zur Randkante hin weniger Wärme zu.In a preferred embodiment of the invention, the welding element heated by a current pulse for each welding process. Here the time factor can also be used as the third welding parameter be used part of the invention, because of the larger Heat capacity of the core of the proposed welding element in the In relation to the flange part, the latter cools down faster and leads to the edge of the weld during a welding process less heat.
Der Grundgedanke der Erfindung lädt sich auf alle Arten von Schweißorganen, auch solche zur Erzeugung von Schweißpunkten und rollenförmige Schweißorgane, anwenden. In der Praxis haben jedoch Schweißbänder die größte Bedeutung. Ein erfindungsgemä ßes Schweißband kann z. B. einstückig mit einem im wesentlichen T-förmigen Querschnitt hergestellt sein, wobei der mittlere Stegteil den Kern der Schweißelektrode bildet. Einfacher und billiger ist es, zwei Bänder übereinander zu verwenden, nämlich ein an einer Auflage abgestütztes unteres Band, welches verhältnismäßig dick und schmal ist, sowie ein darüber angeord netes oberes, verhältnismäßig breites Band. Beide Bänder beste hen vorzugsweise aus Stahl und können durch einzelne Schweiß punkte im Abstand von einigen Zentimetern verhältnismäßig lose miteinander verbunden sein. Es kommt bei dieser Verbindung le diglich darauf an, daß die Bänder ihre Lage relativ zueinander auf Dauer beibehalten, denn während des Schweißvorgangs wirken die Kräfte normal zu den Hauptflächen der Bänder, so daß sich im wesentlichen keine Verschiebungskräfte ergeben.The basic idea of the invention applies to all types of Welding organs, including those for creating welding spots and roll-shaped welding elements. Have in practice however sweatbands are of the greatest importance. An inventive ß sweatband can z. B. in one piece with a substantially T-shaped cross section, the middle Web part forms the core of the welding electrode. Simpler and it is cheaper to use two tapes on top of each other, namely a lower band supported on a support, which is relatively thick and narrow, and one arranged above it nice upper, relatively wide band. Both tapes best hen preferably made of steel and can by welding dots relatively loose a few centimeters apart be connected. It comes with this connection le diglich that the tapes are relative to each other Maintain in the long term, because they work during the welding process the forces normal to the major surfaces of the ligaments, so that result in essentially no displacement forces.
Es versteht sich, daß sich die Male des erfindungsgemäßen Schweißbands nach der jeweiligen Schweißaufgabe richten. Auf dem Verpackungssektor werden thermoplastische Folien, z. B. PE-, PP- oder Polyamid-Folien mit und ohne Verstärkung bis zu einer Dicke von etwa 200 µ verarbeitet. Um eine einfache Schweißnaht zu erzeugen, kann bei einem erfindungsgemäßen Schweißorgan das obere Band z. B. eine Breite von 6 mm haben und 0,08 mm dick sein. Die Breite des unteren Bandes beträgt im Beispielsfall nur etwa 1/3 der Breite des oberen Bandes, ist aber anderer seits dreimal so dick wie das obere Band. Von letzterem werden vorzugsweise, obgleich es bereits sehr dünn ist, die oberen Kanten abgeschrägt oder abgerundet, um den Druck- und Tempera turübergang an der Randkante noch weiter zu vergleichmäßigen und jeglichen Quetscheffekt zu vermeiden.It is understood that the times of the invention Align the sweatband according to the respective welding task. On the packaging sector thermoplastic films such. B. PE-, PP or polyamide films with and without reinforcement up to one Processed thickness of about 200 microns. For a simple weld to produce, can in a welding device according to the invention upper band z. B. have a width of 6 mm and 0.08 mm thick be. The width of the lower band is in the example only about 1/3 the width of the upper band, but is different partly three times as thick as the upper band. From the latter preferably the top, although it is already very thin Edges beveled or rounded to the pressure and tempera door transition at the edge to be even more even and to avoid any crushing effect.
Da nur das obere, d. h. mit Bezug auf die zu schweißende Folie vordere Band im Querschnitt eine Federzunge bilden soll, wäh rend das untere bzw. hintere Band lediglich eine Abstützung des oberen Bandes und einen Wärmespeicher darstellt, können für beide Bänder unterschiedliche Materialien verwendet werden, also insbesondere für das obere Band Stahl mit einem nach dem Anwendungsfall ausgewählten Elastizitätskoeffizienten, während dieser bei dem unteren Band keine entscheidende Rolle spielt. Dieses kann aber auf der am oberen Band anliegenden Seite von flach über oval bis etwa kreisförmig abgerundet oder zu den Seitenkanten hin abgeschrägt sein, um die Krümmung des oberen Bandes während des Schweißvorgangs zu erleichtern. Man kann also ggf. als unteres Band einen Runddraht einsetzen.Since only the top, i.e. H. with reference to the foil to be welded front band in cross section should form a spring tongue, weh rend the lower or rear band only a support of the represents upper band and a heat store, for both bands use different materials So especially for the upper band steel with a after Use case selected coefficient of elasticity while this does not play a decisive role in the lower volume. However, this can be found on the side of flat over oval to approximately circular rounded or to the Side edges beveled towards the curvature of the top Tape during the welding process. One can So if necessary use a round wire as the lower band.
Um besonders zuverlässig dichte Schweißnähte zu erhalten, er zeugt man sie in Form einer Doppelnaht. Auch hierzu kann ein erfindungsgemäßes Schweißband verwendet werden, welches in die sem Fall aus einem dünnen, elastischen, oberen Bandteil und zwei mit Zwischenabstand parallel nebeneinander angeordneten Kernen z. B. in Form von schmaleren, dickeren Bändern, Runddräh ten od. dgl. besteht. Alternativ wäre auch in diesem Fall eine einstückige Ausführung möglich. In allen Fällen sorgt der obere, dünne, elastisch biegsame Bandteil, welcher während des Schweißvorgangs auch in dem Bereich zwischen den beiden Kernen elastisch zurückgebogen wird, für einen negativen Gradienten aller Schweißparamater mit zunehmendem Abstand von der Kern zone.In order to obtain particularly reliable sealed weld seams, he one creates them in the form of a double seam. Here too, a inventive sweatband can be used, which in the case from a thin, elastic, upper band part and two spaced apart in parallel Cores e.g. B. in the form of narrower, thicker strips, round wires ten or the like. Alternatively, one would also be in this case one-piece design possible. In all cases the upper, thin, elastically flexible band part, which during the Welding process also in the area between the two cores is elastically bent back for a negative gradient all welding parameters with increasing distance from the core Zone.
Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, daß sich von der Kernzone aus ein elastischer Flanschteil, z. B. in Form ei nes dünnen oberen Bandes, nach beiden Seiten erstreckt. Wenn die zu schweigende Folie unmittelbar neben der Schweißnaht durchtrennt werden soll, wird man auf der einen Seite des Kerns eine Messerkante und nur auf der anderen Seite ein elastisches Flanschteil vorsehen. In entsprechender Weise kann auf der einen Seite der Schweißnaht eine Perforation angebracht werden.The invention is also not limited to that of the core zone from an elastic flange part, for. B. in the form of egg thin upper band, extended on both sides. If the film to be silenced immediately next to the weld to be cut, you will be on one side of the core one knife edge and only an elastic on the other side Provide flange part. In a corresponding way, on the perforation may be applied to one side of the weld.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher er läutert.Embodiments of the invention are described below the invention are based on the drawing he he purifies.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Darstellung des Druckverlaufs beim Schweißen thermoplastischer Folien mit einem in Querrichtung im wesentlichen starren Schweißband; Figure 1 is a representation of the pressure curve when welding thermoplastic films with a substantially rigid sweatband in the transverse direction.
Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit einem erfindungsgemäßen Schweißband und Fig. 2 is an illustration corresponding to FIG. 1 with a sweatband according to the invention and
Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schweißbands zur Erzeugung einer Doppelnaht. Fig. 3 is a simplified perspective view of a sweatband according to the invention for producing a double seam.
Fig. 1 veranschaulicht die Verhältnisse beim Verschweigen zweier aufeinanderliegender Folien 10, 12 mittels eines im Querschnitt dargestellten herkömmlichen Schweißbands 14, wel ches sich quer zu seiner Längsrichtung praktisch wie ein star rer Körper verhält, wenn es während des Schweißvorgangs durch eine Auflage 16 gegen die zu verschweißenden Folien 10, 12 an gedrückt wird. Selbst wenn die oberen Kanten abgeschrägt oder abgerundet werden, ergibt sich infolge des steilen Temperatur- und Druckanstiegs, wie er in Fig. 1 bei 18 und 20 angedeutet ist, eine Kanten-Kerbwirkung an den Rändern der Schweißnaht. Schuld daran ist vor allem der kurze Übergang zwischen der Warm- und der Kalt-Zone, wobei erschwerend der gleichzeitig ebenfalls steile Druckanstieg im gleichen Bereich hinzukommt. Dieser Mangel macht sich vor allem bei thermoplastischen Folien mit schlechten Schweißeigenschaften, zu denen neben den obenge nannten u. a. auch PVC-Folien gehören, sowie dann bemerkbar, wenn schwere, stückige Güter zu verpacken sind oder wenn, wie z. B. bei Flüssigkeiten, eine erhöhte Zuverlässigkeit gefordert wird. Fig. 1 illustrates the situation when two foils 10 , 12 lying one on top of the other by means of a conventional sweatband 14 shown in cross section, which behaves transversely to its longitudinal direction practically like a rigid body when it is sealed during the welding process by a support 16 welding foils 10 , 12 is pressed on. Even if the upper edges are chamfered or rounded, the sharp rise in temperature and pressure, as indicated at 18 and 20 in FIG. 1, results in an edge notch effect at the edges of the weld seam. The main reason for this is the short transition between the warm and cold zones, which is made more difficult by the steep rise in pressure in the same area. This deficiency is particularly noticeable in the case of thermoplastic films with poor welding properties, which include PVC films in addition to the abovementioned, as well as when heavy, lumpy goods are to be packaged or when, such as. B. with liquids, increased reliability is required.
Fig. 2 stellt im Vergleich zu Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schweißorgan während des Schweißvorgangs dar. Es besteht aus einem auf der Unterlage 16 abgestützten unteren, verhältnismä ßig schmalen aber dicken Band 22 und einem darauf abgestützten, z. B. durch Punktschweißung verbundenen, verhältnismäßig dünnen oberen Band 24, welches im Beispielsfall etwa dreimal so breit ist wie das untere Band 22, so daß es mit jeweils etwa 1/3 sei ner Breite seitlich übersteht. Die Dicke des oberen Bandes be trägt nur etwa 1/3 oder 1/4 der Dicke des unteren Bandes. Beide Bänder 22, 24 bestehen aus Stahl. Fig. 2 shows, in comparison to Fig. 1, a welding member according to the invention during the welding process. It consists of a lower, relatively narrow but thick band 22 supported on the base 16 and a z. B. connected by spot welding, relatively thin upper band 24 , which in the example is about three times as wide as the lower band 22 , so that it projects laterally with about 1/3 of its width. The thickness of the upper band is only about 1/3 or 1/4 of the thickness of the lower band. Both bands 22 , 24 are made of steel.
Während des Schweißvorgangs wird nur der mittlere Kernbereich, d. h. eine Zone mit der verhältnismäßig schmalen Breite des un teren Bandes 22, mit der üblichen Flächenpressung gegen die zu verschweißenden Folien 10, 12 angedrückt. Zu den Randkanten hin kann das dünne obere Band 24 immer weniger Kraft aufnehmen, so daß es als Reaktion auf den Andruck gegen die Folie 12, wie in Fig. 2 dargestellt, zurückgebogen wird, bis es schließlich mit seinen seitlichen Randkanten 26, 28 die Auflage 16 berührt. Die oberen Randkanten sind vorzugsweise abgeschrägt.During the welding process, only the central core area, ie a zone with the relatively narrow width of the lower band 22 , is pressed against the foils 10 , 12 to be welded with the usual surface pressure. Towards the edge edges, the thin upper band 24 can absorb less and less force, so that it is bent back in response to the pressure against the film 12 , as shown in FIG. 2, until it finally supports the support with its side edge edges 26 , 28 16 touches. The upper edges are preferably beveled.
Mit einem Schweißband gemäß Fig. 2 erhält man den dort schema tisch angedeuteten Temperatur- und Druckverlauf mit verhältnis mäßig schwach geneigten seitlichen Flanken 30, 32, denn bei gleicher Breite der Schweißbänder nach Fig. 1 und Fig. 2 stehen bei der letzteren Ausführung etwa 2/3 der Breite für den all mählichen Temperatur- und Druckanstieg von beiden Seiten aus zur Verfügung.With a welding strip according to FIG. 2 gives the there schematically indicated temperature and pressure profile with relatively weakly inclined lateral edges 30, 32, for the same width of the welding strips as in FIG. 1 and FIG. 2 are provided in the latter embodiment about 2 / 3 of the width for the gradual temperature and pressure increase from both sides.
Betrachtet man den Schweißvorgang mit einem Schweißband nach
Fig. 2 im zeitlichen Ablauf, so ist folgendes festzustellen:
Das Aufheizen beider Bänder 22, 24 durch einen Stromimpuls auf
die erforderliche Schweißtemperatur geschieht im wesentlichen
in derselben Zeit. Die Abgabe der Schweißwärme ist jedoch un
terschiedlich. Das untere, dicke Band 22 mit höherer Wärmekapa
zität gibt über die Berührungszone mit dem dünnen Band 24 über
eine längere Zeitspanne Schweißwärme ab. Die beiden seitlich
über das Band 22 vorstehenden Bereiche des oberen Bandes 24 ge
ben ihre Wärme etwas schneller ab, jedoch nicht zu schnell, da
sich unter diesen Bereichen neben dem dicken, unteren Band 22
jeweils ein Hohlraum 34 befindet, dessen Luftvolumen isoliert.
Dagegen wird an den Berührungsstellen 26, 28 Wärme aus dem obe
ren Band 24 in die Unterlage 16 abgeleitet, so daß die äußeren
Ränder des oberen Bandes 24 verhältnismäßig schnell abkühlen.If one looks at the welding process with a sweatband according to FIG. 2 over time, the following can be ascertained:
The heating of both strips 22 , 24 to the required welding temperature by means of a current pulse occurs essentially in the same time. The dissipation of the welding heat is, however, different. The lower, thick band 22 with higher heat capacity releases welding heat over the contact zone with the thin band 24 over a longer period of time. The two laterally over the band 22 protruding areas of the upper band 24 ge ben heat a little faster, but not too quickly, since there is a cavity 34 below each of these areas next to the thick, lower band 22 , the air volume insulates. In contrast, at the contact points 26 , 28, heat is dissipated from the upper band 24 into the base 16 , so that the outer edges of the upper band 24 cool down relatively quickly.
Durch den geschilderten Wärme- und Druckverlauf ergibt sich eine optimale Schweißnaht mit gleichmäßigem Übergang ohne Kerb wirkung zu den angrenzenden Materialbereichen.The described heat and pressure curve results in an optimal weld with a smooth transition without notch effect on the adjacent material areas.
Es ist in diesem Zusammenhang auch noch zu berücksichtigen, daß das Eindrücken des Schweißorgans in die zu verschweißenden Fo lien eine Querschnittsverringerung und damit eine sogar ver hältnismäßig starke Schwächung des Materials zur Folge hat. Eine stellenweise Querschnittsverminderung läßt sich zwar prin zipiell auch bei dem erfindungsgemäßen Schweißband nicht ver meiden, aber der allmähliche Übergang zu den angrenzenden Mate rialbereichen hat im Einzelfall entscheidende Vorteile. Dies macht sich vor allem beim Abpacken von schweren stückigen Gü tern bemerkbar. Fällt solch ein schweres Stück in einen zuvor geschweißten Folienbeutel, so wird seine kinetische Energie schon zum Aufspalten der bereits erkalteten und wenig ge schwächten Randzone der Naht umgesetzt und ist dann beim Errei chen der gefährdeten Mittelzone, die dann auch schon genügend gefestigt ist, soweit verbraucht, daß sie nicht mehr zum Auf reißen ausreicht.In this context it should also be borne in mind that the pressing of the welding member into the Fo to be welded lien a cross-sectional reduction and thus a ver leads to a relatively strong weakening of the material. A reduction in cross-section in places can be done zipiell not ver with the sweatband according to the invention avoid, but the gradual transition to the adjacent mate areas has decisive advantages in individual cases. This is particularly useful when packing heavy lumpy goods noticeable. Such a heavy piece falls into one before welded foil pouch, so its kinetic energy to split the already cooled and little ge weakened edge zone of the seam and is then at the Errei the endangered middle zone, which is already sufficient is consolidated so far that it is no longer used tear is sufficient.
Im Vergleich zum Schweißen mit einem aufwendigen Silberspurband ergibt sich mit einem Schweißband nach Fig. 2 der Vorteil, daß nicht nur die Temperatur, sondern auch der Druck zu den Rändern der Schweißnaht hin gleichmäßiger abnimmt.In comparison with welding with a complex silver track band, the advantage of a sweat band according to FIG. 2 is that not only the temperature but also the pressure towards the edges of the weld seam decreases more evenly.
Fig. 3 zeigt in vereinfachter, perspektivischer Stirnansicht ein durchtrenntes Schweißband, mit dem eine Doppelnaht erzeugt werden kann. Es besteht aus zwei unteren, verhältnismäßig schmalen, aber dicken Bändern 36 und 38, die sich im Abstand der beiden Nähte der Doppelnaht parallel erstrecken. Die Bänder 36, 38, welche dem Band 22 der Ausführung nach Fig. 2 entspre chen, sind verbunden mit einem gemeinsamen oberen, wesentlich breiteren, dünnen Band 40, welches dem Band 24 der Ausführung nach Fig. 2 entspricht. Beim Schweißvorgang biegen sich nicht nur die seitlichen Randbereiche des oberen Bands 40 bis zur Be rührung der Auflage 16 zurück, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, sondern auch der Bereich des Bands 40 zwischen den beiden Bändern 36 und 38 wird gemäß Fig. 3 zurückgebogen. Auf diese Weise ergeben sich auch zwischen den beiden Nähten weiche Über gänge von der jeweiligen heilen Schweißzone zur angrenzenden kalten Zone. Fig. 3 shows a simplified, perspective front view of a severed sweatband with which a double seam can be produced. It consists of two lower, relatively narrow, but thick bands 36 and 38 which extend parallel at a distance from the two seams of the double seam. The bands 36 , 38 , which correspond to the band 22 of the embodiment according to FIG. 2, are connected to a common upper, substantially wider, thin band 40 , which corresponds to the band 24 of the embodiment according to FIG. 2. During the welding process, not only the lateral edge regions of the upper band 40 bend back until the support 16 is touched, as shown in FIG. 2, but also the region of the band 40 between the two bands 36 and 38 is shown in FIG. 3 bent back. In this way, there are also smooth transitions between the two welds from the respective healthy welding zone to the adjacent cold zone.
Sowohl bei dem Schweißband nach Fig. 2 als auch dem nach Fig. 3 kann das obere Schweißband 24 bzw. 40 über seinen Querschnitt eine ungleichmäßige Dicke haben, um die Krümmungslinie während des Schweißvorgangs zu beeinflussen. Außerdem kann das Band aus mehreren Schichten bestehen, die sich ggf. nicht über die gesamte Breite des Bandes zu erstrecken brauchen.Both in the sweatband according to FIG. 2 and that according to FIG. 3, the upper sweatband 24 or 40 can have an uneven thickness over its cross section in order to influence the line of curvature during the welding process. In addition, the band can consist of several layers, which may not need to extend over the entire width of the band.
Weitere, bisher noch nicht erwähnte Vorteile des neuen Schweiß verfahrens bzw. des zu seiner Durchführung vorgeschlagenen neuen Schweißorgans sind die vereinfachte Herstellung einer zu den Randkanten gerundeten Form - diese ergibt sich durch Krümmung des oberen Band- bzw. Flanschteils von allein - sowie weiterhin die Senkung des Verbrauchs an Polytetrafluoräthylen-Abdeckfolien, welche bisher durch die starken Druck- und Temperaturunterschie de schnell zerstört wurden. Schließlich kann auf der Untersei te des oberen Bandes ein Firmendruck oder sonstiges Erkennungs merkmal aufgedruckt sein. Im übrigen können auch bei dem erfin dungsgemäßen Verfahren und den neuen Schweißbändern die bisher im Einzelfall für notwendig oder zweckmäßig gehaltenen herkömm lichen Maßnahmen Anwendung finden.Other advantages of the new sweat that have not yet been mentioned procedure or the new one proposed for its implementation Welding organs are the simplified manufacture of one of the Border edges rounded shape - this results from curvature of the upper band or flange part by itself - and still reducing the consumption of polytetrafluoroethylene cover films, which so far due to the strong pressure and temperature differences de were quickly destroyed. Finally, on the Untersei te of the upper band a company print or other identification feature be printed. Incidentally, the inventor can also method and the new sweatbands the previous in the individual case necessary or considered conventional measures.
Claims (15)
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DE4112346A DE4112346A1 (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Heated tool, esp. metal band, for welding of plastic, e.g. polyethylene@ - comprises flexible band which deflects to give reduced pressure at edges, improving weld strength and avoiding penetration and extrusion |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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