DEP0056480DA

DEP0056480DA - Process for dielectric seam welding of thermoplastic plastic foils in a high frequency field

Info

Publication number: DEP0056480DA
Authority: DE
Inventors: Rolf Hamburg Herfurth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-04-19

Description

Kunststoff-Folien werden vorwiegend zur Herstellung von Regenmänteln, Tischdecken, Umhängen u.dgl. verwendet und wie Textilien genäht. Da durch die Perforation der Nadelstiche die Festigkeit der Stoffe an den Nähten stark beeinträchtigt wird, und auch gasdichte Artikel aus Kunststoffen hergestellt werden sollen, werden teilweise starke Folien mit geheizten Werkzeugen zusammengeschweisst, z.B. Faltboothäute, Schuhteile etc. Dünne Folien, wie sie für Regenmäntel u.dgl. verwendet werden, lassen sich damit nicht verschweissen.Plastic foils are mainly used for the production of raincoats, tablecloths, capes and the like and are sewn like textiles. Since the strength of the fabrics at the seams is greatly impaired by the perforation of the needle stitches, and gas-tight articles are to be made from plastics, sometimes strong foils are welded together with heated tools, e.g. folding boat skins, shoe parts, etc. Thin foils, such as those used for raincoats and the like . The like. Can not be welded with it.

Hierzu ist man dazu übergegangen, diese Stoffe im hochfrequenten Wechselfeld zu verschweissen, d.h. die Wärmeentwicklung in einem verlustbehafteten Dielektrikum zwischen zwei Kondensatorbelegen wird nutzbar gemacht und durch entsprechende Dosierung von Frequenz und Feldstärke zur Schmelzwärme getrieben. Dabei stellt die Kunststoff-Folie das verlustbehaftete Dielektrikum dar; die Kondensatorbelege sind der gewünschten Schweissnaht entsprechend geformte Elektroden. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass für jede verschiedene Nahtform entsprechend geformte Elektroden verwendet werden müssen. Es besteht die Forderung, Nähte so zu verschweissen, wie sie z.B. auf einer Nähmaschine genäht werden, also kontinuierlich.For this purpose, one has switched to welding these materials in a high-frequency alternating field, i.e. the heat development in a lossy dielectric between two capacitor layers is made usable and driven to the heat of fusion by appropriate dosage of frequency and field strength. The plastic film represents the lossy dielectric; The capacitor covers are electrodes shaped according to the desired weld seam. This has the disadvantage that appropriately shaped electrodes have to be used for each different seam shape. There is a requirement to weld seams in the same way as they are sewn on a sewing machine, i.e. continuously.

Um das zu erreichen liegt es nahe, die Elektroden als angetriebene Rollen auszubilden, zwischen denen die zu verschweissenden Folien durchlaufen. Dabei treten folgende Schwierigkeiten auf:To achieve this, it makes sense to design the electrodes as driven rollers, between which the foils to be welded pass. The following difficulties arise:

Die im Material zu entwickelnde Wärmemenge ist abhängig von der Frequenz und von der Stärke des Hochfrequenzfeldes. Das Verhältnis liegt so, dass mit noch wirtschaftlich gut zu erzeugenden Frequenzen hart an der Grenze der Durchbruchsfeldstärke der Stoffe gearbeitet werden muss. Da bei Luftzwischenräumen z.B. vor und hinter den stetig laufenden Rollen die Feldspannung so hoch ansteigen kann, dass die Spannungsfestigkeit der Folien überschritten wird, würde dies zur Zerstörung vor allem der Schweissnaht (Abreissfunken), besonders auch zur Beschädigung der Elektroden führen. Um die Feldstärke so gering zu halten, dass die Durchbruchsfeldstärke nicht erreicht wird, müsste die Frequenz des Feldes wesentlich erhöht werden. Dieser Erhöhung sind aber, besonders in Bezug auf den Hochfrequenz erzeugenden Generator, wirtschaftliche Grenzen gesetzt.The amount of heat to be developed in the material depends on the frequency and the strength of the high-frequency field. The relationship is such that one has to work hard at the limit of the breakdown field strength of the substances with frequencies that can still be generated economically. Since in the case of air gaps, e.g. in front of and behind the continuously running rollers, the field voltage can rise so high that the dielectric strength of the foils is exceeded, this would lead to the destruction of the weld seam in particular (tear-off sparks) and, in particular, to damage to the electrodes. In order to keep the field strength so low that the breakdown field strength is not reached, the frequency of the field would have to be increased significantly. However, there are economic limits to this increase, particularly with regard to the high-frequency generating generator.

Diese Nachteile können bei einem Verfahren zum dielektrischen Nahtschweissen von thermoplastischen Kunststoff-Folien vermieden werden, wenn erfindungsgemäss die Schweissnaht aus vielen, aneinandergereihten und ineinander verlaufenden Einzelschweissungen gebildet wird, und Schweissvorgang und Transportbewegung zeitlich nacheinander in mechanischer Abhängigkeit voneinander erfolgen, und zwar so, dass die Elektroden (Flächen oder Rollen) während der Transportbewegung stromlos sind, sodass während der Transportbewegung keine Abreissfunken entstehen können.These disadvantages can be avoided in a method for dielectric seam welding of thermoplastic plastic films if, according to the invention, the weld seam is formed from many strung together individual welds, and the welding process and transport movement are mechanically dependent on one another in time, in such a way that the Electrodes (surfaces or rollers) are de-energized during the transport movement, so that no tear-off sparks can arise during the transport movement.

Dieser Vorgang lässt sich beispielsweise an einer normalen Textilnähmaschine anschaulich machen. Anstelle der Nadel kann eine dem Schweissnahtstück entsprechende Elektrode eingesetzt werden, welche einer zweite Elektrode anstelle der Nadelstichplatte selbst gegenübersteht. Betrachtet man eine Umdrehung der Maschine, so senkt sich, wie die Nadel, die obere Elektrode bis auf die eingelegte zu verschweissende Folienoberfläche und wird an diese angedrückt. Die von einem Generator gelieferte HF-Energie wird den Elektroden zugeführt, worauf sich der zwischen den Elektroden befindliche Stoff zur Schmelzwärme erhitzt; im weiteren Verlauf der Umdrehung wird die Energiezufuhr unterbunden, die obere Elektrode angehoben und der zu verschweissende Stoff durch den Transporteur weitergeschoben, worauf sich der Vorgang wiederholt. Die Steuerung der Energiezufuhr kann sowohl galvanisch durch gesteuerten Unterbrecher oder bei kleinen Leistungen durch gesteuerten Kurzschlusskontakt, als auch kapazitiv durch abhängig angetriebenen Kondensator erfolgen. Die Elektroden können sowohl einseitig geerdet, als auch beide spannungsführend sein. Die Elektroden können auch selbst transportierend sein, wie Rollen, welche während des Schweissvorganges ruhen und nach Abschaltung der Energie durch Drehung den Weitertransport des zu schweissenden Stoffes vornehmen, oder sich selbst auf der Stoffbahn transportieren.This process can be illustrated using a normal textile sewing machine, for example. Instead of the needle, an electrode corresponding to the welded seam piece can be used, which is opposite a second electrode instead of the needle-stick plate itself. If you look at one revolution of the machine, like the needle, the upper electrode lowers down to the inserted film surface to be welded and is pressed against it. The HF energy supplied by a generator is fed to the electrodes, whereupon the substance located between the electrodes is heated to the heat of fusion; In the further course of the revolution, the energy supply is cut off, the upper electrode is raised and the material to be welded is pushed through the conveyor, whereupon the process is repeated. The energy supply can be controlled galvanically by a controlled breaker or, in the case of low power, by a controlled short-circuit contact, as well as capacitively by a dependently driven capacitor. The electrodes can be earthed on one side or both can be live. The electrodes can also be self-transporting, like rollers, which rest during the welding process and after switching off the energy carry out the further transport of the material to be welded by turning, or transport themselves on the material web.

Claims

1.) Method for dielectric seam welding of thermoplastic plastic films in a high-frequency field, characterized in that the weld seam is formed from many individual welds that are strung together and running into one another.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the welding process and the transport movement take place one after the other and mechanically dependent on one another, the electrodes (surfaces or rollers) being de-energized during the movement.

3.) The method according to claim 1 and 2, characterized in that the energy supply to the electrodes is controlled both galvanically by an interrupter or short-circuit contact and capacitively by dependently driven capacitor depending on the timing of the welding process and transport movement.

4.) The method according to claim 1 and 2, characterized in that the control of the energy supply is performed as a function of the timing of the welding process and transport movement by electrical control of the high-frequency generating generators.

5.) Method according to claim 2 and 3, characterized in that roller electrodes are not driven during the welding process.