DE910958C - Vorrichtung zum Verschweissen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Vorrichtung zum Verschweissen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen

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DE910958C
DE910958C DESCH5014A DESC005014A DE910958C DE 910958 C DE910958 C DE 910958C DE SCH5014 A DESCH5014 A DE SCH5014A DE SC005014 A DESC005014 A DE SC005014A DE 910958 C DE910958 C DE 910958C
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weld metal
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Description

  • Vorrichtung zum Verschweißen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen Das Schweißen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen durch Erwärmung derselben auf eine bestimmte, kritische Temperatur, auf das sich die Erfindung bezieht, ist an sich bekannt. Nach dem Stande der Technik wird im wesentlichen von zwei grundsätzlich voneinander verschiedenen Verfahren ausgegangen, nämlich dem, mittels Hochfrequenzleistung dielektrische Wärme im Schweißobjekt selbst zu erzeugen, und zum anderen, die Wärme durch vorgeheizte und dauernd auf der geeigneten Temperatur gehaltene Bauelemente dem Schweißobjekt durch Kontaktleitung zuzuführen. Das erstgenannte Hochfrequenzverfahren ist dabei apparativ das umständlichere, besitzt aber dem letzteren gegenüber vor allen Dingen den erheblichen Vorteil weit besserer und genauerer Dosierbarkeit. Nach den bisherigen Erfahrungen macht nämlich die genaue Bemessung der Temperatur an den üblichen Schweißbacken erhebliche Schwierigkeiten, so daß die Apparaturen nicht hinreichend betriebssicher arbeiten, da der für das Schweißen erforderliche Temperaturbereich bekanntlich bei thermoplastischen Kunststoffen sehr eng begrenzt ist. Geringfügige Erhöhungen der Backentemperatur, etwa durch längere Unterbrechung, die zu einer erhöhten Aufheizung führen, bewirken bereits ein Zerfließen und Kleben des Schweißobjektes an den Schweißbacken. Wird sehr kurz hintereinander geschweißt, so genügt die dadurch entstehende Abkühlung der Backen bereits, um die Güte und Haftung der Schweißnaht in Frage zu stellen. Hinreichend genaue Konstanthaltung der Temperatur durch Regeleinrichtungen überschreitet das Maß der wirtschaftlichen Durchführbarkeit, während wirtschaftlich tragbare Regulatoren noch zu große Schwankungen zulassen.
  • Neben den geschilderten Einrichtungen ist es auch grundsätzlich bekannt, eine Schweißung durch Wärmestrahlung durchzuführen, Ein solches Verfahren hat den Vorzug, daß mangels Vorhandensein von aufgeheizten Preßbacken ein Ankleben der zu schweißenden Materialien an Teilen der Apparatur auch bei ungenauer Dimensionierung der Schweiß temperatur nicht auftreten kann.
  • Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe. die Vorzüge der beiden letztgenannten Methoden zu vereinigen, und zwar besteht die Erfindung darin, daß neben oder zwischen den unbeheizten Klemmbacken elektrisch zu heizende Drähte angeordnet sind, die die Folien während des Schweißvorganges nicht berühren. Der zu schweißende Gegenstand wird demnach zwischen Klemmeinrichtungen fixiert, die aber nicht aufgeheizt werden.
  • Der Heizkörper wird so stark erhitzt, daß die Schweißung durch Wärmestrahlung zustande kommt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß es, sofern an den Haltebacken für gute Wärmeabführung gesorgt ist, was bei dem relativ großen Luftabstand zwischen Heizdraht und Backenkante kaum problematisch ist, unerheblich ist, ob langanhaltend hintereinander in großen oder kleinen Abständen geschweißt wird oder nicht. Infolge der geringen Masse des Heizdrahtes wird seine Erwärmung lediglich von der aufgeschalteten Leistung abhängig bzw. ihr proportional sein. Es ergibt sich der weitere große Vorteil, daß eine Verfeinerung der Dosierung durch die Möglichkeit zeitlich verschieden langen Aufheizens gegeben ist, wenn ein Zeitschalter für die Heizleistung vorgesehen wird.
  • Schließlich ist noch bei Anwendung der genannten Wärmestrahlung der zulässige Schweißtemperaturbereich nicht annähernd so kritisch wie bei einer Heißpressung.
  • Aus der großen Anzahl der sich aus der Erfindung ergebenden Möglichkeiten ist in der Abb. I ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Bild zeigt einen Schnitt einer Einrichtung für eine gerade Naht mittels eines linear ausgespannten Drahtes.
  • Zwischen den zwei Haltebacken a, die in einem geringen Abstand voneinander distanziert sind, ist ein Draht c ausgespannt, der an seinem Ende federnd aufgehängt ist, wobei die Feder e die durch die Aufwärmung erfolgende Ausdehnung aufnimmt. Zwischen die Backen a und zwei Gegenbacken b und d wird das Schweißgut, etwa zwei aufeinanderzuschweißende Folien, eingeklemmt.
  • Zwischen den Gegenbacken b und d befindet sich ein Schieber f, der nach dem Aufpressen noch um einen geringen Betrag aus den Gegenbacken b und d heraustritt und für eine Straffung der beiden Folien an der Schweißstelle sorgt, so daß beide Folien fest aufeinandergepreßt werden. Die Haltebacken a einerseits und Gegenbacken b und d andererseits werden durch eine (in der Zeichnung fortgelassene) Scharnierklappe zueinander fixiert, so daß sie nach Einlegen des Schweißgutes zusammengeklappt werden können. Nach dem Zusammenpressen wird gegebenenfalls durch einen mit dem Klemmvorgang verzögert gekuppelten Schalter die Heizleistung, die durch eine Stromregeleinrichtung in ihrer Intensität und inihrer zeitlichen Dauer durch einen einstellbaren Zeitschalter dosiert werden kann, aufgeschaltet.
  • Die geschilderte Einrichtung kann naturgemäß zu einem selbsttätig arbeitenden Automaten ausgestaltet werden, ebenso wie auch in ihrer Formgebung verschiedenartigste Veränderungen, etwa gemäß Abb. 3 durch Ausgestaltung als Laufrad, gegebenenfalls mit einer automatischen Laufgeschwindigkeitsregelung und einem Ausschalter, der in Tätigkeit tritt, wenn das Rad abgehoben wird, zum Schweißen von unregelmäßigen Figuren, etwa den Zuschnittkonturen von Kleidungsstücken. unterzogen werden. In Abb. 2 ist ein Beispiel einer gewissen Automatisierung schaltungsmäßig dargestellt, das sich besonders einfach verwirklichen läßt. Der Grundgedanke ist dabei der, daß der sich durch das Aufheizen ausdehnende Heizdraht mittels der Spannfeder e Kontaktvorgänge auslöst, die den gesamten Schweißvorgang durch einmalige Betätigung eines Kontaktes abwickeln. An die Klemmen g wird die Stromquelle angeschaltet; c stellt den Heizdraht dar, der durch die Spannfeder e straff gehalten wird. Er besitzt zwei Schaltkontakte, nämlich den Ruhestromkontakt i und den Arbeitsstromkontakt k. Das Zusammenpressen der Schweißbacken erfolgt hier durch den Magneten 1.
  • Schließlich ist noch ein Relais m vorgesehen, dessen Anker mittels einer Handtaste n angelegt werden kann.
  • Der Vorgang des Schweißens ist nun folgender: Nachdem das Schweißgut zwischen die Backen gebracht worden ist, wird die Tåste il, die vorzugsweise in der Nähe der das Schweißgut führenden Hand sich befindet, gedrückt. Dadurch wird der Heizdraht c an den Strom gelegt und gleichzeitig, da der Ruhekontakt i im kalten Zustand geschlossen ist, der Anker von dem ebenfalls unter Strom befindlichen Relais m festgehalten, so daß die Taste bereits wieder losgelassen werden kann. Der Kontakt k ist nun so justiert, daß er bereits nach geringer Ausdehnung des sich erhitzenden Heizdrahtes sich schließt. Dadurch wird der Magnet für die Klemmbacken ausgelöst und das Schweißgut festgehalten.
  • Der Kontakt i ist so justiert, daß er sich bei Erreichung der gewünschten Heizdrahttemperatur öffnet. Hierdurch wird die Relaisspule von m stromlos und öffnet den Relaiskontakt, so daß der Stromdurchfluß im Heizdraht nach beendeter Schweißung unterbrochen wird. Die Feder e kehrt allmählich in ihre Ruhelage zurück und öffnet kurz vor diesem Zeitpunkt den Kontakt k, so daß die Schweißbacken das Schweißgut freigeben.
  • Es ergibt sich dadurch also für den Schweißvorgang die Folge: Kontakt drücken, Schweißbacken schließen, Erhitzung auf Schweiß temperatur, Abschalten und Rückgang der Temperatur, tSffnen der Schweißbacken.
  • Durch Justierung ist es möglich, den einzelnen Vorgängen geeignete Zeiträume zuzuordnen. Durch eine Justierschraube o kann die Möglichkeit gegeben werden, den Abschaltzeitpunkt für den Heizdraht zu verändern und damit die momentane Schweißtemperatur einzustellen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zum Verschweißen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen, bei der die Folien zwischen Klemmen während des Schweißvorganges festgehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß neben oder zwischen den unbeheizten Klemmbacken (a, b, d) elektrisch zu heizende Drähte (c) angeordnet sind, die die Folien während des Schweißvorganges nicht berühren.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einstellbare, auf der Wärmeausdehnung des Heizdrahtes (c) beruhendeThermo schalter, vorzugsweise durch die Wärmeausdehnung des Heizdrahtes (c) betätigte Schaltkontakte (e, i, o), die die Dosierung des Schweißwärmequantums vorzugsweise nach Leistung odeqund Dauer durch automatische Schaltung besorgen.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2 in einer Anlagepresse, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung des Heizdrahtes (c) zur Schaltung von verschiedenen Kontakten dient, die den gesamten Ablauf des Schweißvorganges, vorzugsweise auch das Zusammenklappen von magnetischen Schweißbacken, auslösen.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, gekennzeichnet durch Heizleiter (c), die zwischen Haltebacken (a, b, d) und einem das Schweißgut straff aneinanderpressenden Organ angebracht sind.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2 in einer Rollenschweißmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (c) in Aussparungen der das Schweißgut klemmenden Rollen untergebracht ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle das Schweißgut in einer der Schweiß zeit angepaßten Geschwindigkeit am Heizdraht (c) vorbeiführt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen ähnlich dem Niederhalter bei einer Nähmaschine abhebbar sind und daß mit dem Abhebevorgang eine Kontaktvorrichtung gemeinsam betätigt wird, die den Heizdraht (c) abschaltet.
    Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 488 2I2, 2 505 647, 2 224 OI7; schweizerische Patentschrift Nr. I6I 620.
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