DE4439719A1 - Vorrichtung zum Verschweißen von Folienrändern - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überlappenden
Verschweißen von Folienrändern mit Heizflächen zur Erhitzung
der Folienränder.
Solche Vorrichtungen werden insbesondere zur Verschweißung von
Folien im Deponiebau verwendet. Dabei werden hohe Anforderungen
an die Qualität der Verschweißung gestellt, denn es muß
absolute Dichtheit gewährleistet sein.
Bekannte Vorrichtungen (vgl. DE-OS 40 00 017) sind als fahrbare
Einheiten ausgebildet, bei denen die überlappend ausgelegten
Folienränder beim Verfahren der Vorrichtung übereinander in
diese einlaufen und über einen keilförmig ausgebildeten
Heizkörper geführt werden. Dieser keilförmige Heizkörper ist
liegend angeordnet, d. h. die beiden Keilflächen liegen
übereinander und die parallelen Stirnseiten haben vertikale
Ausrichtung. Der Heizkörper ist mit seinem stumpfen Ende zum
Einlauf hin gerichtet. Der obere Folienrand wird dabei über die
oben liegende Keilfläche und der untere Folienrand über die
untenliegende Keilfläche geführt. Beide Keilflächen vereinigen
sich nach hinten in einer linienförmigen Keilspitze, wo die
beiden Folienränder mittels dort vorgesehener Andrück- und
Vortriebsrollen zusammengeführt und aufeinandergedrückt werden.
Die Andrück- und Vortriebsrollen ziehen die Folienränder in die
Vorrichtung hinein und sorgen so für den Vortrieb der
Vorrichtung.
Der Heizkörper weist mehrere Heizelemente auf, die für eine
Erhitzung der Keilflächen sorgen, so daß die Keilflächen
Heizflächen bilden. In dem Heizkörper sind auch
Temperaturfühler angeordnet, die mit einer Temperaturregelung
verbunden sind. Diese steuert die Heizelemente so, daß eine an
das Material der Folienränder angepaßte Solltemperatur
eingehalten wird. Dabei ist die Solltemperatur so hoch, daß die
Folienränder derart plastifiziert werden, daß sie unter der
Wirkung der dem Heizkörper nachgestalteten Andrück- und
Vortriebsrollen miteinander verschweißen.
Die Keilflächen der bekannten Heizkörper sind glatt
ausgebildet, damit die Folienränder vollflächig aufliegen
können. Im Mittenbereich können die Keilflächen etwas abgesenkt
sein, um eine Wärmeübertragung und damit eine Plastifizierung
der Folienränder in diesem Bereich zu vermeiden. Auf diese
Weise haben die Keilflächen jeweils zwei im Abstand zueinander
liegende Heizflächen, und es entstehen beim anschließenden
Zusammendrücken der Folienränder zwei Schweißnähte mit einem
dazwischenliegenden, der Breite des abgesenkten Teils der
Keilflächen entsprechenden Hohlraum. Dieser kann zum Zwecke der
Überprüfung der Schweißnähte mit Druckluft beaufschlagt werden.
Trotz erheblichem regelungstechnischem Aufwand für die
Steuerung der Heizelemente gelingt die Verschweißung der
Folienränder nicht immer optimal. Der vorliegenden Erfindung
liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Zuverlässigkeit
der Verschweißung der Folienränder weiter verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Heizflächen mit Längsrippen versehen sind. Dabei sind unter
Längsrippen Rippen solcher Orientierung zu verstehen, daß sie
sich in Richtung der Bewegung der Folienränder durch die
Vorrichtung erstrecken, also bei einem keilförmigen Heizkörper
in Richtung vom stumpfen Einlauf bis zur Keilspitze. Die
Längsrippen graben sich bei der Plastifizierung der über sie
fahrenden Folienränder in diese ein und sorgen - offenbar auf
Grund der vergrößerten Oberfläche - für einen wesentlich
schnelleren, intensiveren und tiefergehenden Wärmeübergang und
damit für eine verbesserte Plastifizierung der Oberflächen der
Folienränder. Das Ergebnis ist eine erheblich verbesserte
Zuverlässigkeit der Verschweißung der Folienränder. Außerdem
erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung eine höhere
Verarbeitungsgeschwindigkeit. Dabei kann mit niedrigen
Temperaturen gearbeitet werden, wodurch Energie gespart wird.
Ein nicht zu vernachlässigender, weil die Präzision der
Verschweißung erhöhender Nebeneffekt besteht darin, daß die
Längsrippen die Führung der Folienränder über den oder
die Heizkörper in dem Sinne verbessern, daß die Folienränder
exakt in Richtung der Längsachse des bzw. der Heizkörper
geführt werden.
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Längsrippen
von einer breiten Basis sich verjüngend hochstehen, also
zugespitzt sind. Auf diese Weise graben sie sich besonders gut
in die Oberflächen der Folienränder ein. Zweckmäßig ist ein
dreiecksförmiger Querschnitt der Längsrippen.
Um eine gleichmäßige Erhitzung der Folienränder zu erzielen,
sollten Längsrippen über die gesamte Breite der Heizfläche
vorgesehen sein. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn
die Heizflächen in dem für das Auflaufen der Folienränder
vorgesehenen Anfangsbereich rippenfrei, also glatt ausgebildet
sind. In diesem Anfangsbereich werden die Folienränder an den
auflaufenden Oberflächen zunächst so weit plastifiziert, daß
sich die Längsrippen von Anfang an in diese Oberflächen
eingraben können.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung
zum Verschweißen von Folienrändern;
Fig. 2 die isolierte Seitenansicht des
Heizkörpers in der Vorrichtung gemäß
Fig. (1);
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Heizkörper
gemäß Fig. (2);
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Heizkörper
gemäß den Fig. (2) und (3) und
Fig. 5 eine Ausschnittvergrößerung des Details
X in Fig. (3).
Die in Fig. (1) dargestellte Vorrichtung (1) weist ein
Fahrgestell (2) mit zwei Fahrachsen (3, 4) auf, die jeweils
zwei Räder (5, 6) tragen. Die Vorrichtung (1) ist in der
Zeichnungsebene verfahrbar, wobei die Hauptfahrrichtung bei der
Folienverschweißung durch den Pfeil (A) angedeutet ist.
An dem Fahrgestell (2) ist ein Vorrichtungsbügel (7) befestigt,
der einen senkrecht hochstehenden Abschnitt (8) und einen
waagerecht nach hinten verlaufenden Abschnitt (9) hat. In dem
senkrechten Abschnitt (8) ist eine Teleskopzylindereinrichtung
(10) fixiert, deren Kolbenstange (11) nach hinten herausragt.
An deren freien Ende ist ein keilförmiger Heizkörper (12)
befestigt. Er weist eine obere Keilfläche (13) und eine untere
Keilfläche (14) auf. Beide Keilflächen (13, 14) laufen nach
hinten hin spitz zu und vereinigen sich an einer Keilspitze
(15). Der Heizkörper (12) hat eine Erstreckung senkrecht zur
Zeichnungsebene, die mehrere Zentimeter beträgt.
Benachbart zur Keilspitze (15) ist ein Paar Andrück- und
Vortriebsrollen (16, 17) angeordnet. Die beiden Andrück- und
Vortriebsrollen (16, 17) haben horizontale Drehachsen (18, 19),
wobei diese Drehachsen (18, 19) in einer senkrechten Ebene
liegen. Wenigstens eine der Andrück- und Vortriebsrollen (16,
17) ist mit einer entsprechenden Druckbeaufschlagung in
Richtung auf die andere Andrück- und Vortriebsrolle (16, 17)
vorgespannt und wenigstens eine der Andrück- und
Vortriebsrollen (16, 17) ist angetrieben. Statt eines Paares
von Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) können hintereinander
auch zwei Paare vorgesehen sein, wobei das erste, der
Keilspitze (15) direkt benachbarte Paar als reines
Andrückrollenpaar und das dahinterliegende Paar als reines
Vortriebsrollenpaar dient.
An dem senkrechten Abschnitt (8) des Vorrichtungsbügels (7)
sind ferner Federbügel (20, 21) angebracht, die sich in
Richtung des Heizkörpers (12) erstrecken und Andrückwalzen (22,
23) tragen. Die Federbügel (20, 21) pressen diese Andrückwalzen
(22, 23) in Richtung auf die Keilflächen (13, 14).
Durch den senkrechten Abschnitt (8) des Vorrichtungsbügels (7)
verlaufen horizontale Einführschlitze (24, 25). Der obere
Einführschlitz (24) ist zum Betrachter der Fig. (1) hin offen.
Der untere Einführschlitz (25) ist zum Betrachter der Fig. (1)
hin geschlossen - deshalb ist dieser Bereich auch geschnitten
dargestellt - und in Richtung vom Betrachter weg hin offen.
Beide Einführschlitze (24, 25) dienen der Einfädelung von sich
überlappenden Folienrändern (26, 27), wobei der obere
Folienrand (26) zu einer Folie gehört, die sich zum Betrachter
hin erstreckt, und der untere Folienrand (27) zu einer Folie
gehört, die sich vom Betrachter weg erstreckt. Die Vorrichtung
(1) verfährt dabei in Längsrichtung der Folienränder (26, 27)
entsprechend dem Pfeil (A). Dabei laufen die Folienränder (26,
27) unter entsprechender Anhebung vom Boden in die
Einführschlitze (24, 25) ein, durchlaufen sie und werden dann
über die Keilflächen (13, 14) des Heizkörpers (12) unter Anlage
an diesen geführt, wobei sie durch die Andrückwalzen (22, 23)
angedrückt werden. Wie zu den Fig. (2) bis (5) noch näher
erläutert, werden die Folienränder (26, 27) an den Keilflächen
(13, 14) so weit erhitzt, daß sie spätestens bei Erreichen der
Keilspitze (15) innenseitig so plastifiziert sind, daß sie beim
Durchlaufen durch den Spalt zwischen den Andrück- und
Vortriebsrollen (16, 17) miteinander verschweißen. Der Vortrieb
der Vorrichtung (1) wird durch die Andrück- und Vortriebsrollen
(16, 17) erzeugt.
Die nähere Gestaltung des Heizkörpers (12) ergibt sich aus den
Fig. (2) bis (5). Der Heizkörper (12) hat insgesamt vier
Bohrungen, die für den Einsatz von stabförmigen Heizelementen
bestimmt sind. Der Heizkörper (12) hat - wie insbesondere Fig.
(3) zeigt - einen rechteckigen Querschnitt, wobei die
Keilflächen (13, 14) über Abschrägungen (32, 33, 34, 35, 36,
37) in Seitenflächen (38, 39) sowie die Frontfläche (40)
übergehen. In der Mitte weisen die Keilflächen (12, 13) über
die Länge des Heizkörpers (12) durchgehende, abgesenkte
Streifen (41, 42) auf. Dieser Teil der Keilflächen (13, 14)
kommt somit nicht mit den Folienrändern (26, 27) in Berührung.
Zwischen den Abschrägungen (32, 33, 34, 35, 36, 37) und den
Streifen (41, 42) sind die Bereiche, an denen die Folienränder
(26, 27) zur Anlage AN DEN Heizkörper (12) kommen. Sie bilden
die Heizflächen (43, 44, 45, 46), wobei zwei Heizflächen (43,
44) - durch den Streifen (41) beabstandet - auf der oberen
Keilfläche (13) verlaufen und zwei Heizflächen (45, 46)
- beabstandet durch den Streifen (43) - auf der unteren
Keilfläche.
Die Heizflächen (43, 44, 45, 46) weisen eine Reihe von
zueinander parallelen Längsrippen - beispielhaft mit (47)
bezeichnet - auf, die sich in Durchlaufrichtung der
Folienränder (26, 27) bis zur Keilspitze (15) erstrecken. Wie
die Detailvergrößerung gemäß Fig. 5 zeigt, haben die
Längsrippen (47) dreiecksförmigen Querschnitt, sind also nach
außen hin zugespitzt. Die Längsrippen (47) beginnen in einem
bestimmten Abstand zur Frontfläche (40), so daß dort
rippenfreie, d. h. glatte Anfangsbereiche (48, 49, 50) gebildet
werden.
Beim Betrieb der Vorrichtung (1) laufen die Folienränder (26,
27) zunächst auf die Anfangsbereiche (48, 49, 50) der
Heizflächen (43, 44, 45, 46) auf. Sie werden dort durch plane
Anlage so weit plastifiziert, daß sich die anschließenden
Längsrippen (47) in die einander zugewandten Oberflächen der
Folienränder (26, 27) eingraben. Hierdurch wird eine gegenüber
glatten Heizflächen wesentlich intensivere Wärmeübertragung
bewirkt mit der Folge, daß die anschließende Verschweißung der
Folienränder mit höherer Zuverlässigkeit gelingt.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum überlappenden Verschweißen von Folienrändern
mit Heizflächen zur Erhitzung der Folienränder,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen (43, 44, 45, 46)
mit Längsrippen (47) versehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (47) von einer
breiten Basis sich verjüngend hochstehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (47)
dreiecksförmigen Querschnitt haben.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte Breite der
Heizflächen (43, 44, 45, 46) Längsrippen (47) vorgesehen
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen (43, 44, 45, 46)
in dem für das Auflaufen der Folienränder (26, 27)
vorgesehenen Anfangsbereich (48, 49, 50) rippenfrei
ausgebildet sind.
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