CH320844A - Verfahren zur thermischen Bearbeitung von Thermoplaste enthaltenden Stoffen und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur thermischen Bearbeitung von Thermoplaste enthaltenden Stoffen und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ver   fahren zur thermischen Bearbeitung von    Thermoplaste enthaltenden Stoffen, wie Pa  pier,    Kunststoff, Textilien oder dergleichen, die zum Beispiel mit   thermoplastisehem      Mate-    rial  berzogen und/oder getrÏnkt sind, insbesondere zur Herstellung von Verbindungen (Hei¯siegelung, Schwei¯ung), sowie eine Vorrichtung zur Aus bung dieses Verfahrens.



   Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das darin besteht, dass die not. wendige ErwÏrmung unter Druckeinwirkung mit Hilfe eines oder mehrerer wärmeabgebender Teile geringer Wärmekapazität, meist eines von Stromimpulsen durchflossenen Metallfolienbandes, erfolgt. Die Druckgabe mu¯ hierbei wÏhrend der Abk hlzeit wenigstens noch kurzzeitig erhaltenbleiben, da die meisten Thermoplaste im heissen (plastischen) Zustande zum Ankleben neigen.



     Ein der Durchführung dieses    bekannten Verfahrens dienendes Element ist in Fig. 1 dargestellt. Hierin ist das   Heizfolienband    mit   I    und der gleichzeitig als WÏrmeableitungs  korper    dienende Druckstempel mit 2   bezeich-    net. Zwischen beiden befindet sieh eine Sehieht 3, die der elektrischen und der Wärmeisolation   client.    Da diese Schicht 3 auch wÏhrend der   Aufheizperiode Wärme    in den Druckstempel 2 ableitet, muss die dem   Heizfolienband      1      zuge-    f hrte Energie entsprechend dosiert sein. Je   donner    also diese Schicht 3 ist, desto hoher ist der Energiebedarf, desto gr¯¯er aber auch die Abkühlgeschwindigkeit.



   Die Arbeitsgesehwindigkeit bei diesem be  kannten    Verfahren lϯt sich jedoch meist nur bis zu etwa einer Sekunde pro Arbeitsgang steigern. Je hoher die   geforderte Arbeitsge-      schwindigkeit. ist, desto höher muss    die Ausk hlgeschwindigkeit, also die Wärmeableitung sein. Die   notwendige    Wärmeisolationsschicht 3  (Fig. 1) ist sehr dünn und die   Leistungsauf-    nahme des   Heizbandes    sehr hoch. Ist man gezwungen, eine Schicht zur Vermeidung der Klebewirkung des zu bearbeitenden Materials zu verwenden, so ist durch h deren Dicke die   Auskühlzeit ebenfalls erhöht.   



   Die vorliegende Erfindung schlägt nun ein Verfahren vor, das die Beseitigung dieser Nachteile bezweckt und das dadurch gekennzeiehnet ist, da¯ die Erwärmung einerseits und die   Druckgabe      anderseits durch verschie-    dene, getrennt zur Wirkung kommende und    unabhängig voneinander bewegbare mecha-    nische Organe   erfol'gt.   



   Bei diesem Verfahren liegen bez glich der Dicke des Heizkörpers keine Einschränkungen mehr vor. Ferner ist der Leistungsbedarf wesentlich geringer. Während beim b ; ekannten Verfahren bei Aufheizzeiten in   der Grössen-     Ordnung von 0, 1 Sekunden, also bei Pressschliesszeiten von unter einer Sekunde, Oberfläehenleistungen von   et. wa    100 bis 300 W pro cm2 Heizfläche aufgebracht werden m ssen, ist beim neuen Verfahren bei entsprechenden WÏrmestempeln nur eine Leistung von etwa 2 bis 10 W pro cm2   nowendig.   



   Nachstehend ist die Erfindung an Hand d der beiliegenden Zeichnung nÏher   beschrie-    ben. In der Zeichnung zeigt :
Fig. 2 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Aus bung des   erfindung. sgemässen    Verfahrens, bei welcher Vorrichtung ein die Bearbeitungsstelle überdeckender K hlk¯rper verwendet wird,
Fig. 3 einen Sehnitt durch eine weitere    Vorrichtung zur Ausübung des erfindungs-    gemässen Verfahrens, bei der der Kühlkörper die Bearbeitungsstelle nicht  berdeckt,
Fig.   4    einen Schnitt durch einen mit einer    Kühlluftbobrung versehenen Kühlkorperteil,   
Fig.

   5 einen Schnitt durch eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei zwischen dem zu bearbeitenden Material und den WÏrme- und K hlorganen ein Andruckband verwendet, wird, und
Fig. 6 eine schematiseh gezeigte Seitenansieht einer Vorrichtung mit   einer Heìz-lmd    einer K hldruckkontrolle, sowie einen durch die e Achsen der   beid, en Rolilien geführten    Schnitt durch die Vorrichtung.



   An Hand der Fig.   2    soll nun eine erste beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens beschrieben werden. Der dauerbeheizte WÏrmestempel, der nur kurzzeitig auf das Schweissgut 4   aufgesehlagen    wird, ist. mit 5, der Kühlkörper mit 6 bezeiehnet. Dieser   Kühldruckkorper    weist eine   dureh-    gehende Druckzone auf, während der in einer entsprechenden Darstellung in Fig. 3 gezeigte K hldruckk¯rper mit einem ?WÏrmeschlitz?, also mit einer unterbrochenen Druekzone ausgestattet. ist.

   Der   Kühldruckkorper    wird in diesem Falle vorzugsweise so ausgebildet, dass sich durch dessen WÏrmeableitungswirkung im zu bearbeitenden Material im Augenblick des Aufschlages   des'Wärmestempels    5 ein die Nahtbildung bewirkendes WÏrmefeld ausbildet, das nicht rechteckig, sonder beispielsweise   etwa trapezförmig i. st, derart, dass in    jedem   Falile die D, ruekzone breiter    ist als die   Wärmezone.    Der K hldruckk¯rper kann bei   Bedarf zusätzlieh gekühlt werden,    um auf    dieseWeisedieAbkühlgeschwindigkeitund    damit auch die   Arbeitsgeschwindigkeit zu er-    höhen.

   In Fig.   4    ist beispielsweise ein   Kühl-      druckkorper    dargestellt, der mit einer   Luit-    geblÏsebohrung 7 versehen ist.



   Um die   KühlwirkungerstimAugenblick    des   Beginnens    der Abkühlung wirksamwerden zu lassen, kann man schlie¯lich noch eine Aufteilung in einen Druekkorper und einen Kühlkörper vorsehen. Der Druckk¯rper besteht hierbei zweckmässig aus einem Band, das breiter ist als der heisse Stempel. Auf dieses Band wird der heisse Stempel kurzzeitig aufgedr ckt.



  Im Augenblick seines   Abhebens      legt.      sieh    sodann der K hlk¯rper auf das Druekband auf und führt dadureh die im Band aufgestaute WÏrme ab. Bei einer   derartigenAnordnung,    die in Fig. 5 mit dem   Wärmestempel 8    dem zweiteiligen Kühlkörper 9, dem   Andruckband    10 dargestellt ist, kommt man mit sehr niedrigen   Stempeltemperaturen    aus und   braueht    nur relativ wenig Wärme aus   dem Kühlkör-    per abzuführen. Das   Druekband    kann mit   einer Sehieht versehen    sein, die ein Ankleben verhindert und/oder eine elektrisehe Isolation bewirkt und beispielsweise aus Silikonlack besteht.



     Fine      besondereEinwirkungauf    das Verfahren selbst hat die Art der   Unterl'age,    auf der die   zou    verschweissenden Folien während der Wärmebehandlung aufliegen, sofern nicht eine   gleichzeitige Bearbeitung des Materials von    beiden Seiten erfolgt. Bei einer   derartigen un-       symmetrischen    Stempel anordnung wird man    zweckmässigeinewärmeisolierendeUnterlage    benutzen, die entspreehend der Gr¯¯e der gew nschten Wärmeableitung mehr oder weniger dick ist. Insbesondere beim Arbeiten mit einer Anordnung nach Fig. 3 ist es beispielsweise wünschenswert, wenn da. s zu verschwei¯ende
Gut im warmen Zustand eine gewisse Haft neigung an das Unterlagematerial aufweist. 



  Ferner ist eine begrenzte Elastizität der Un  terlage    oft erwünseht, weil   hierdureh    auch bei nieht extrem genau gearbeiteten Werkzeugen eine weitgehende gleiche Druckverteilung er  möglicht    wird. Bei Bedarf kann auch die Un  terlagesehieht zusätzlieh gekühlt werden.   



   Die beim   vorgeschl    Verfahren erzielbare erhebliche Arbeitsgeschwindigkeit erlaubt ohne   weitereseinprogressivesBearbeiten    eines Stoffes nach dieser Methode, beispielsweise dadurch,   dass."ich    die in den Fig.   2,    3 und 5 gezeigten WÏrmeschlagstempel und Druckstempel intermittierend fortsehreitend auf und ah bewegen.

   Dadurch wird je nach der   SehrittlängederFortbewegung    eine kontinuierlich geschlossene oder unterbroehene    Sehweissnaht,erzielt.Anderseitskönnender      V'ärmeschlagstempel    5 und der Druckstempel   6    oder wenigstens der letztere als   Vierbewe-      gungsgreiferausgebildet    sein, derartig, dass durch diese Stempel (hauptsächlich bzw. ausschliesslich durch den Druckstempel) ein Vor  sehieben d ; es zu hearbeitenden Materialls    um jeweils eine Schrittlänge erfolgt. Die   Bewe-      gungsfunktion    einer derartigen Anordnung   entspricht also weitgehend    der einer normalen Nähmaschine.

   Als Gegenlage kann   beispiels-    weise eine Rolle relativ grossen Durchmessers oder ein im gleichen Rhythmus wie der Druckstempel arbeitender Gegenstempel, der aber nur die Hin- und R ckbewegungen auszuf hren braucht, oder aber eine Anordnung glei   cher Ausbildung und gleicher Funktion (sym-    metrische Bearbeitung) Verwendung finden.



   Insbesondere eine der Fig. 3 entsprechende
Anordnung lϯ sieh auch als   Rollenschweiss-      masehine    zur   Erzielung kontimlierlieher    Schweissnähte (Fig. 6) ausbilden. Die   Druck-    kühlrolle   11    hat hierbei zweckmässig einen wesentlieh grösseren   Durchmesserals    die wenigstens an ihrer wirksamen Fläehe dauerbeheizte Heizrolle 12, damit deren Einwirkung auf das zu   bearbeitencle    Gut lÏnger andauert als die der   Heizrolle      12.    Die Rollen 11 und 12 sind, wie aus Fig.

   6 ersichtlich, etwas gegeneinander verschoben, und zwar derart, dass die Heizrolle   12    zunächst relativ kurzzeitig auf das Material einwirkt und unmittelbar danach die Rolle 11. Die Bewegungsrichtung der   Rotllen    ist durch den Pfeil 13 gekennzeichnet.



   An Stelle der Bewegung der Rollen selbst   kannnatürlichauch    ein   VorschubdesMate-    rials 4 erfolgen. Als Gegenlage dient man zweckmϯig eine Rolle grossen Durchmessers oder aber ebenfalls eine   Anordnung,dieans      Heizrolle    und   Druckkühlrolle    besteht (sym  metrischeBearbeitung).   



   Auch bei Durchfiihrung des Verfahrens mit Hilfe der beschriebenen   Einriehtungen    ist nat rlich in jedem Falle eine symmetrisehe Bearbeitung des Stoffes möglich.   FIierbei    wird dieser Stoff von beiden Seiten mit einer Anordnung zur Durchf hrung des neuen   Verfah-    rens bearbeitet. Stets ist die Anordnung zweckmässig so aufzubauen,   dlaPo    mögliehst wenig WÏrme   vom'WärmestempeldirektzumDruck-    kühlkorper   gelant.   



   PATENTANSPR¯CHE
I. Verfahren zur thermischen Bearbeitung von Thermoplaste enthaltenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung einerseits und die   Druckgabe anderseits durch    verschiedene, getrennt zur Wirkung kommende und unabhängig voneinander bewegbare me  chanische Orga. ne erfolgt.  

Claims (1)

1. II. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich- net durch ein zur Erwärmung der Bearbei- tumgsstelledienendesWärmeorganundmin- destens ein weiteres zum Auskühlen der Be- arbeitungsstelle dienendes Organ.

   UNTERANSPRÜCHE 1. VerfahrennachPatentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Aufheizung unter Druck durch Andrücken eines dauer beheizten Stempels und das Auskühlen unter Druck durch einen Kühlkörper bewirkt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, da¯ der K hldruckk¯rper gek hlt wird.

   3. Verfahren nachPatentanspruch1und Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ErwärmungeinAndruckband verwendet wird, durch das hindureh der Wärme stempel auf das zu behandelnde Material ein- wirkt.

   4. Verfahren naeh Patentansprueh I und den Unteransprüehen l und 3, dadurch ge kennzeichnet,dassderKühldruckkorper erst nach Abheben des heissen Wärmestempelsauf- gedrückt wird.

   5. Verfahren nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, da¯ der Stoff von beiden Seiten gleichzeitig bearbeitet wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff auf eine wärmeisolierende Unterlage gelegt wird.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff sehrittweise fortbewegt und der Wärmestempel und der Kühldfuckstempel intermittierend an die Bearbeitungsstelle heran und davon weg be- wegt werden.

   8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeorgau eine Heizrolle verwendet wird.

   9. Verfahren nach Patentanspruch I, da dure, gekennzeiehnet, dass als Kühlkörper eine Druekrolle verwendet wird.

   10. Verfahree naeh Patentansprtleh I und den Unteransprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Heizrolleauf die Bearbeitungsstelle einwirken lässt und eine gegen die Heizrolle versetzte K hldruckrolle, die einengrosserenDurchmesseralsdieHeiz- rolle aufweist und breiter als diese ist, un- mittelbar danach auf den Stoff einwirken lϯt 11. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteranspr chen 9 bis 11., dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite des Stoffes je eine gleiche Heiz-undKühlrolleangewen- det wird.

   12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Druekgabe- organ an den Stellen, an denen es mit dem wu bearbeitenden Material in Berührung kommt, mit einer Schicht zur Vermeidung des Klobens versehen wird.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlorgan eine durchgehende Druckzone autweist und an der Stelle, auf welche das Wärmeorgan aufgedriiekt wird, dünnn ausgeführt ist.

   14. Vorriehtung naeh Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass das Iiiihlorgan eine sehlitzartigeÖffnung in der Grosse des s in diesen Schlitz einzuf hrenden WÏrmeorgans aufweist.