DE863255C - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenschweissen der Stosskanten von thermoplastischen Kunststoffolien bei deren Verwendung als Fussbodenbelag - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenschweißen der Stoßkanten von thermoplastischen Kunststoffolien bei deren Verwendung als Fußbodenbelag Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenschweißen der Stoßkanten von thermoplastischen Kunststofffolien, vorzugsweise solchen auf der Basis Polyvinylehlorid, und insbesondere beim Verlegen dieser Folien zur Verwendung als Fußbodenbelag.
• Es ist bekannt, @daß man thermoplastische Kunststoffolien an den Stoßstellen durch entsprechende Erwärmung miteinander verschweißen kann, weil dieses Material sich durch Wärme so weit erweichen läßt, daß seine Verbindungsstellen dann verschmelzend zusammenfließen und sich dadurch mehr oder weniger homogen miteinander verbinden. Bei diesem Verschweißen ist aber darauf zu achten, daß die zugeführte Wärme weder zu gering noch zu groß ist, weil sonst der Schweißvorgang nicht einwandfrei ausfällt bzw. ein Verbrennen des Materials stattfinden kann. Wird die das Verschweißen bewirkende Wärme von außen her zugeführt, so hat dies oft zur Folge, daß zwar die Oberfläche verschmilzt und abbindet, die Bindung aber nicht gleichmäßig auch in die Tiefe geht. Aus diesem Grunde sieht man die Wärmezuführung zweckmäßig von beiden Seiten kommend vor. Dies ist aber nicht in allen Fällen möglich, insbesondere dann nicht, wenn, wie vorliegend, die zu verschweißenden Folien z. B. als Fußbodenbelag Verwendung finden sollen und das Verschweißen der Stoßkanten an Ort und Stelle des Verlegens vorgenommen werden muß. In diesem Fall kann man nämlich dann Wärme nicht ohne weiteres mehr auch von der Unterseite her zuführen. Abgesehen hiervon hat man gerade auch für diesen Fall darauf zu achten, daß auf der Oberseite an der Naht das Verschweißen möglichst unsichtbar ausfällt und hier kein Wegfließen des Materials- stattfindet, was, bei zu großer Wärmezufuhr, insbesondere'von außen her, leicht eintreten kann. Hierdurch würde dann auch keine saubere;-glatte, strichartige, gerade Naht mehr entstehen. Es. ist daher erstrebenswert, die Erwärmung zum Verschweißen tunlichst von innen her wirksam zu machen. und sie.möglichst zentral in der Stoßnaht zur Anwendung zu bringen.
• Der Lösung der aufgezeigten Aufgabe dient die Erfindung. Es wird ihr gemäß so verfahren, daß man den zusammenzufügenden . Stoßkanten der Folien einen elektrischen Leiter zwischenlagert und diesen elektrischen Leiter an Ort und Stelle der Verlegung der Folien durch Anschluß an eine . elektrische Speisung so weit erwärmt, daß in seiner Umgebung die Schmelztemperatur der Folie erreicht und,dadurch ein Zusammenfließen derselben herbeigeführt wird, wobei der::z. B. als Heizdraht ausgebildete genannte elektrische Leiter als Armierung innerhalb der auf diese Weise geschweißten Stoßnaht verbleibt.
• Für die Wahl der Ausbildungsform des Heizleiters ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. E# kommt in Betracht, ihn als einfachen glatten Draht vorzusehen, der dann, wie oben gesagt, in der Schweißnaht mit eingeschlossen bleibt. Hat man bei größerer Länge durch seine Erwärmung sein Ausbiegen zu befürchten, was seine Geradführunä längs der Mitte,des Stoßes erschweren kann, so ist es vorzuziehen, an Stelle eines einfachen Drahtes eine Litze mit verdrallten Drähten zu verwenden, die sich dann kaum mehr ausbiegt.
• Die Versuche haben erbracht, daß es noch vorteilhafter .ist, an Stelle eines @glattgestrecktcn Drahtes oder einer Litze als Heizorgan eine schraubengangförmig gewickelte Drahtspirale mit verhältnismäßig kleinem Wicklungsdurchmesser zu verwenden, die bei Erwärmung die Längsdehnung, noch besser ausbiegungsfrei in sich aufnimmt: Man hat hierbei dann keinerlei Schwierigkeit der Geradführung in der Stoßfwge wähnend der Aufwärmung und der schweißenden Verschmelzung mehr, wodurch der Heizleiter wähnend dieser Arbeit gleichmäßig längs der ganzen Schweißnaht liegenbleibt. Mit ihren Windungen preßt sich die Drahtspirale dann -noch besser in die zu verbindenden Stoßflächen ein und -schafft dadurch' eine noch verbesserte Ouerarmierung. Sie bewirkt während des Schweißvorganges sogar noch eine bessere gleichmäßige .Erwärmung, die horizontal mehr in die Tiefe geht, -und-.dies bei dickeren Folien auch -in vertikaler Richtung.
• Besonders _günstig-ist es ferner, wenn man den Heizleiter selbst, sei es nun ein geradegestreckter Draht oder eine Drahtspirale, noch mit einem Mantel aus hochwertigem Kunststoffmaterial umgibt. -Dieser Mantel erweicht sich dann zuerst und fließt an die zu verbindenden Stoßflächen an, Er bewirkt eine besonders innige Verbindung, und zwar- gerade auch dann, wenn die zu verschweißenden #Cunststoffolien eine wechselnde Menge an Füllstoffen enthalten, welche an sich nicht schweißfähig sind: Auf diese Weise wird dann der Schweißnaht durch den Heizleiter zusätzlich gleichzeitig noch hochwertiges Schweißmaterial zugebracht, was der Schweißverbindung nur förderlich ist.
• Eine weitere Verbesserung ist erzielbar, wenn man den Schweißleiter ,außerdem noch von einer z. B. als Band ausgeführten Unterlage getragen sein läßt, die hitzebeständig i'st und wärmeisolierend winkt. Ein solches Tragband sichert dann dem Heizleiter bzw. der von ihm gehaltenen Drah£spirale die genaue Lage in der Stoßfuge. Eine solche Unterlage bewirkt ferner, daß einerseits der Thermoplast nicht nach unten wegfließen kann und ferner, daß andererseits die Bodenauflage durch den Heizdraht nicht mit erwärmt wird und gegebenenfalls durch die Stoßstelle nach oben dringen: kann, wenn diese Auflage, nvie dies häufig der Fall eist, z. B. aus-Asphalit besteht.
• Um die Ausführung des neuen Verfahrens so einfach -wie möglich zu gestalten, und vor allem, um es auch mit Arbeitskräften vornehmen zu können; die nicht besonders elektrotechnisch geschult sein müssen, und schließlich noch, um in jeder Hinsicht auch den Sicherungsvorschriften zu entsprechen, kommt hierfür z. B. als besonders zweckmäßig ein Gerät in Betracht, welches aus einem z. B. primärseitig spannungsgeregelten Netztransformator besteht, der sekundärseitig eine an den Heizleiter anzuschließende spannungsungefährliche Niederspannung abgibt, deren Stromkreis durch einen Strommesser zweckmäßig in Kombination mit einem automatischen Zeitschalter kontrolliiert ie. _ Hiierdurch wind idie Anwendung des neuen Verfahrens gewissermaßen narrensicher bedienbar, weil nach Einstellung der am Strommesser abzulesenden vorgeschriebenen Stromstärke, die stets konstant gewählt sein kann und die sich an einem einfachen Regulierwiderstand einstellen läßt, deren Abschaltung durch. den Zeitschalter selbsttätig vor sich geht, sobald die benötigte zugeführt ist. Hierdurch wird jede Überhitzung der Schweißnaht vermieden.
• Nachstehend ist die Erfindung an Hand von Zeichnungen in Ausführungsbeispielen noch näher erläutert und beschrieben. Es zeigt Fig. r einen Heizleiter in seiner einfachsten Form als .gerader Draht,.uingeben von einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff, Fig. a -die Art der Anwendung dieses Heizleiters beim Verbinden der Stoßkanten zweier Kunststoff= fölien, Fig. 3 eine Ausführung des Heizleiters in Form einer Drahtspirale, .
• Fig.4 schematisch dargestellt die Art der Anwendung dieses Heizdrahtes zum Verschweißen von zwei aneinanderstoßenden Kunststoffolien, Fig. 5 einen mit Kunststoff ummantelten Heizleiter, ebenfalls ausgeführt als Drahtspirale, Fig..6 die Anwendung der ummantelten Drahtspirale beim Zusammenschweißen zweier Kunststoffolien, Fig. 7 die fertige Schweißnaht bei Verwendung einer .ummantelten Drahtspirale nach Fig.5 in -einem Vertikalschnitt und Fig.8 diese Schweißnaht in Ansicht von oben mit angeschlossener elektrischer Heizschaltung.
• Bei der Erfindung handelt es sich im "wesentlichen darum, vorzugsweise auf der Basis von Polyvinylchlorid hergestellte thermoplastische Kunststofffolien, die als Fußbodenbeläge Verwendung finden, beim Verlegen an den aneinanderstoßenden Kanten durch Verschweißen so miteinander zu verbinden, daß kein -Aufreißen der Stoßnaht eintreten kann, wie dies entsprechend den Erfahrungen der Praxis mitunter stattfinden kann. Dieses Verschweißen geschieht entsprechend der Erfindung unter Verwendung eins Heizleiters, der in geeigneter Form und Weise in bzw. an der Stoßkante der zu verbindenden Kunststoffolien zur Anwendung gebracht wird. Dieser Heizleiter besteht zweckmäßig aus Widerstandsmaterial, z. B. aus Chrom-Nickel, das zugleich auch noch eine lio'he mechanische Festigkeit hat. Der Hei.zl,eiter 'bann z. B. aus einem glatten Widerstandsdraht i bestehen, wie er in Fig. i dargestellt ist. In dieser Ausführung ist er zweckmäßig außerdem noch mit einem Mantel 2 aus gut bindendem thermoplastischem Kunststoff umgeben, mit dem zusammen -er dann zwischen die miteinander zu verschweißenden Folien 3 und 4. «-elche aus Polyvinylchlorid bestellen, gelegt wird, wie dies Fig.2 veranschaulicht. Wird dann der Widerstandsdraht i unter Strom .gegeben, so erwärmt er sich und erweicht zunächst seine Ummantelung 2. Alsdann greift die Erwärmung auch auf die Stoßflächen 5 und 6 der Folien über und macht auch diese weich. Dadurch verbinden sich die beiden Folien unter Zwischenlagerung des Drahtes i an ihren Stoßflächen mehr oder weniger homogen miteinander und bilden dann nach dem Erkalten ein gemeinsames, reißfestes Stück.
• In Fig. z ist der Anschaulichkeit wegen der Schlitz 7 größer dargestellt, als er in Wirklichkeit ausfällt. Da das Folienmaterial elastisch ist, kann der Heizdraht i mit seiner Ummantelung 2 mit einer gewissen Federwirkung zwischengedrückt «-erden. Bei der Erweichung des Kunststoffes infolge der zugeführt-,n Wärme gleicht sich dann die Spannung aus, wobei sich der verbleibende Schlitz mit der weich gewordenen :Tasse füllt.
• Um die richtige Lage des Drahtes i etwa in halber Höhe der Stoßflächen zu sichern, kann an ihm der Rundmantel 2 auch als durchgehender Längsstreifen ausgeführt oder am Mantel ein solcher Streifen angebracht s'zin. Dieser Streifen schließt dann, mit seiner unteren Kante auf dein Boden aufsitzend, genau mit der Unterfläche der Folien ab und gibt dem Draht zuverlässig seine richtige Höhe. Ein solcher Streifen kann gegebenenfalls auch nach oben zeigen, wo er dann genau oberkant der Folien oder um weniges darunter abschließt und dann auch in dieser Weise die genaue Lage des Heizdrahtes bestimmt.
• An Stelle eitles Drahtes der beschriebenen Ausführung kann auch ein hochkant stellendes, metallisches Heizband Verwendung finden oder ein hochkant in Zickzackform geführter Draht. Es geben sich für den Heizleiter die verschiedensten Möglichkeiten. Immer ist aber darauf zu achten; daß die Schweißnaht durch den ihr eingelegten Leiter möglichst wenig beeinträchtigt wird und daß diese Naht unter gleichzeitiger Erreichung eines Optimums an erzielter Verbindungsfläche.-so schmal wie möglich ausfällt.
• Eine .besonders gute Schweißverhi-ndung ergibt, wie die `'ersuche gezeigt haben, eine Dralitspiräle B, wie sie in Fig.3 dargestellt ist. Wenn ih"r_Wicklungsdurchmesser verhältnismäßig klein gewählt ist, wie dies zu bevorzugen ist, so kann diese Spirale an der Stoßfuge der Folien, die ja .eine gewisse Elastizität haben, diesen zwischengedrückt eingelegt werden. Sie arbeitet sich dann. gewissermaßen in die weich werdende Folienmasse ein, ,renn sie durch den elektrischen Strom erwärmt wird, und bindet die Folien dann fest miteinander ab, wobei die Spirale ihrer Form entsprechend eine Ouerarmierung der Schweißnaht abgibt. Die Spirale 8 kann aber der Stoßfuge 7 auch lediglich unterlegt «-erden, wie dies Fig.6 erkennen iäßt. Beschwert man diese Stoßfuge 7 dann nach dem Unterlegen der Spirale 8 mittels eines Gewichts, so diringt :die Spirale 8 bei .ihrem Erwärmen von unten her irr die zu verbindenden Folien 3 und q. ein, und man erzielt dadurch dann die gleiche Wirkung, wie oben schon beschrieben worden ist, In dieser Weise erreicht man, daß die Oberkanten der Stoßflächen 5 und 6 besonders dicht aneinanderliegen.
• Es kommt ferner in Betracht, die Heizspirale 8 ebenfalls mit einer Kunststoffummantelung g zu versehen, wie dies Fig. 5 zeigt. Auch -in diesem Fall kann eine Anwendung analog Fig.4 in Betracht :komm-en, wie dies Fig. 6 Wiedergibt. Enthalten die Folien 3 und. .1. z. B. ziemlich - viel schlechter bindende Füllstoffe, so sichert auch in diesem Fall die gut bindende Kunststoffummantelung der Spirale 8 eine -:inwandfreie zugfeste Schweißverbindung.
• Fig.7 zeigt einen Vertikalschnitt einer solchen Verbindung, wobei ,auch in diiesem Fall :de I\Tahtstelle der -besseren Anschaulichkeit wegen etwas breiter dargestellt ist, als ihr in Wirklichkeit entspricht. Diese Ansicht gibt überdies eine weitere Verbesserung wieder. Diese besteht in einer Unterlage io aus wärmefestem und wärmeisolierendem Material, welche unter die Stoßfuge gegeben ist. Sie kann mit der Spirale 8 aus einem Stück gefertigt sein. Sie verhindert einerseits, daß der weich werdende Thermoplast nach unten wegfließen kann, andererseits sichert sie gegen eine ungewünschte Wärmeableitung an die Bodenfläche, auf die die Kunststoffolien verlegt werden, und schließldch macht sie unmöglich, daß Masse der Bodenfläche oder des Klebstoffes, mit dem die Folien am Boden verklebt werden, @durch die Folrienstoßstelle nach oben dringen kann, wenn es sich dabei um durch Wärme weich werdende Masse, wie z. B. Asphalt, handelt.
• Die in Fig. 8 dargestellte Schaltung besteht aus einem Transformator i i, der primärsaitig am Speisenetz von 110/22o Volt liegt. Sekundärseitig gibt dieser Transformator mit einer Leistung von etwa 5oo Watt eine maximale Weehselspannung von 2q. Volt ab. In diesem Sekundärkreis liegt dann der Heizleiter B. Er verlangt eine gewisse Stromstärke, um die nötige Schweißwärme zu erzeugen. Diese Stromstärke ist für jeden Fall genau zu berechnen und konstant vorschreibbar. Sie kann am zwischengeschalteten Amperemeter 12 abgelesen werden. Einstellen iäßt sie sich dem Widerstand des Heilleiters entsprechend durch Regeln des z. B. primärseitig vorgesehenen Wiederstandes 13. Ferner kann sekundärsaitig noch ein Zeitedh:alter 14 zwischengeschaltet sein, welcher :den Heizstrom selbsttätig u,nterbri:dht, sobald idie zur Schweiß-ung erforderliohe Wärmeleistung aufgebracht ist. Die ganze Anordnung wirkt dadurch automatisch: und macht eine . Fehlbedienung und überheizung unmöglich. D,ie beschriebene Anordriungliefert lediglich eine igeringe *Nie:der-Ispiannung ;in =gefährlicher Höhe. Sie kann mittels ,des vorgeßchlagenen Transformators durch Steckverbindung an jedes Lichtnetz angeschlossen werden. Lange Stromkabel, großen Querschnitts sind @dabei nicht erforderlich, weil ider Transformator leicht transportabel unmittelbar @in der Nähe :deur Schweißverbindung aufgestellt werden kann und als Zuleitung für ihn ein normaladriges Kabel genügt.
• Kunststoffolien durch Hochfrequenzwärme miteinander zu verschweißen ist schon bekannt. Diese Arbeitsweise verlangt aber sehr teure und schwere Apparaturen, die einen ambulanten Gebrach derselben, wie vorliegend erforderlich, unmöglich machen. Auch wäre die Hochfrequenzschweißung für die vorliegenden Zwecke noch aus anderen Gründen nicht anwendbar.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Zusammenschweißen der Stoßkanten von thermoplastischen Kunststofffolien, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, bei deren Verwendung als Fußbodenbelag, dadurch gekenmzeiehnet, Jaß :den zusammenzufügenden Stoßkanten der Kunststoffolien ein elektrischer Leiter zwischengelagert und an Ort und Stelle der Verlegung der Folien durch Anschluß an eine elektrische Speisung so weit erwärmt wird, daß in seiner Umgebung die Schmelztemperatur der Folien erreicht und dadurch ein Zusammenfließen derselben herbeigeführt wird, wobei der als Heizdraht ;ausgebi,ldete elektrische Leiter als Armierung innerhalb der auf diese Weise geschweißten Stoßnaht verbleibt.
2. 2. Verfähren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleiter eine Drahtspirale verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizleiter ein solcher mit thermoplastischer Kunststoffummantelung verwendet wird. q..
4. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter zusammen mit einer unterhalb der Folienstoßnaht verlegten hitzebeständigen und wärmeisolierend wirkenden Unterlage verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor seiner Erwärmung der Heizleiter der zu verbindenden Stoßnaht, die zweckmäßig dann von oben her beschwert wind', ider Länge nach unterlegt wird.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 5, bestehend aus einem primärseitig spannungsgeregelten Netztransformator, der sekundärseitig eine an dem Heizleiter anzuschließende, spannungsungefährliche Niederspannung abgibt, deren Stromkreis durch einen Strommesser zweckmäßig in Kombination mit .einem automatischen Zeitschalter kontzolliert ist.