DE2462037C3

DE2462037C3 - Verfahren zum kontinuierlichen Überlappungsverschweißen von Folien oder Tafeln aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2462037C3
Application number: DE19742462037
Authority: DE
Inventors: Heiner I 2107 Rosengarten Hammer
Original assignee: Ausscheidung aus: 24 26 154 Schlegel Engineering GmbH, 2000 Hamburg
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1977-12-01

Description

Es ist bekannt, Polyolefin-Folien oder Tafeln im Extrusions-Schweißverfahren dadurch zu verschweißen, daß man heißplastische Zusatzwerkstoffe zwischen die Verbindungsflächen bringt und diese anschließend zusammenpreßt (Kunststoff-Rundschau 1973, S. 67). Dabei ist erwähnt, daß man bei Anwendung des Extrusionsverfahrens die Verbindungsflächen vor dem Einbringen des Zusatzwerkstoffs erhitzen kann. Die Pressung wird gewöhnlich so lange aufrechterhalten, bis die Naht soweit abgekühlt ist, daß sie gegenüber den im Anschluß an den Schweißvorgang auftretenden Kräften formstabil ist. Die miteinander zu verbindenden Gegenstände werden dabei in derjenigen Relativlage zueinander fixiert, die sie während des Wirkens des Preßdrucks einnehmen. Beim Verschweißen großflächiger Folien oder Tafeln ist es insbesondere bei Anwendung eines kontinuierlichen Schweißverfahrens sehr schwierig, die zu verbindenden Ränder vor dem Eingreifen der Schweißmaschine genau in die gewünschte Lage zu bringen. Wellen im Material oder Bodenunebenheiten oder Temperaturverschiedenheiten der miteinander zu verbindenden Ränder können Lageungleichmäßigkeiten hervorrufen, die nach dem Erstarren der Schweißnaht fixiert sind und Anlaß zu unerwünschten Spannungen geben können.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Verfahren die Entstehung unerwünschter Spannungen zu vermeiden, die durch Lageungleichmäßigkeiten während des Schweißverfahrens entstehen können.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Zusatzwerkstoff in einer Schichtdicke von mindestens 2 mm belassen wird und daß der Preßdruck aufgehoben wird, bevor der Zusatzwerkstoff erstarrt.

Nach dem Zusammenpressen der Folien befindet sich die verhältnismäßig dicke Lage des Zusatzwerkstoffs zwischen den zu verbindenden Oberflächen noch im plastischen Zustand und kann daher nachgeben. Spannungen werden dadurch ausgeglichen.

Die Menge und Temperatur des Zusatzwerkstoffs muß ausreichend groß bemessen werden. Mit anderen Worten muß an jeder Nahtstelle eine ausreichende Menge des Zusatzwerkstoffs vorhanden sein. In den meisten Fällen sollte seine Dicke (vor der Pressung) mindestens 3 mm, besser mindestens 6 mm, in manchen Fällen auch mehr als 10 mm betragen. Ein zu dünner Strang könnte sich bis zum Erreichen der Schweißstelle zu stark abkühlen. Nach der Pressung soll die Dicke zwischen 1 und 12, vorzugsweise zwischen 2 und 8 mm, liegen. Damit der Zusatzwerkstoff in dem gewünschten Ausmaß und nicht zu stark seitlich gequetscht wird, müssen Stärke und/oder Dauer des Preßdrucks entsprechend bemessen werden. Gegebenenfalls kann auch der Schmelzindex des Zusatzwerkstoffs höher als der des Plattenwerkstoffs bei sonst weitgehend identischen Eigenschaften sein.

Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß an einem Führungsgestell eine Einrichtung zum Erhitzen der zu verbindenden Oberflächen, ein Extruder mit einer zwischen die zu verbindenden Oberflächen geführten Düse für das Zusatzmaterial und eine Andruckeinrichtung vorgesehen sind. Da? Führungsgestell ist dabei mit einer kontinuierlich arbeitenden Antriebsvorrichtung versehen, deren Geschwindigkeit zweckmäßigerweise regelbar ist Die Andruckeinrichtung kann als Rolle ausgebildet sein, da aus den oben näher erläuterten Gründen eine beträchtliche Preßstrecke nicht erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Sie zeigt in einer Figur einen Längsschnitt durch den Schweißbere^:.ch mit den daran wesentlich teilnehmenden Elementen der Schweißvorrichtung.

Auf dem Untergrund 1 liegt die Folie 2 auf, die mit der sie überlappenden Folie 3 verschweißt werden soll.

Die nicht gezeigte Schweißvorrichtung, die man sich als einen längs der Naht fahrbaren Wagen vorstellen kann, trägt Finger 4, mit der sie die obere Folie 3 in dem gezeigten kurzen Bereich von der unteren Folie 2 abhebt, um eine Erwärmungseinrichtung 5 und eine Düse 6 zwischen die beiden Folien in den Schweißbereich einführen zu können. Die Erwärmungseinrichtung kann von beliebiger bekannter Art sein. Sie kann beispielsweise Heißluft oder Wärmestrahlung gegen die einander zugewendeten Oberflächen 7 der beiden Folien im Sinne der Pfeile senden. Aus der Düse 6 tritt ein Strang 8 des Zusatzwerkstoffs kontinuierlich und gleichbleibend aus. Dieser Strang ist zweckmäßigerweise der Breite der gewünschten Naht unter Berücksichtigung der in der Preßeinrichtung zu erwartenden Breitquetschung angemessen. Diese Preßeinrichtung wird von einer Rolle 9 gebildet, die die beiden Folien unter Einschluß des Zusatzwerkstoffs gegen den Untergrund 1 preßt und deren Preßkraft vorzugsweise einstellbar ist.

Die genannten Vorrichtungsteile, nämlich die Finger 4, die Erwärmungseinrichtung 5, die Düse 6 und die Achse der Rolle 9 sind miteinander fest verbunden und werden gemeinsam in Vorschubrichtung 10 kontinuierlich bewegt.

Die Vorschubgeschwindigkeit und die von der Erwärmungseinrichtung 5 auf die Oberflächen 7 übertragene Wärmemenge werden so bemessen, daß diese Oberflächen im Bereich 11, in welchem sie miteinander bzw. dem Strang 8 des Zusatzwerkstoffs in Berührung kommen, ausreichende Temperatur besitzen, ohne daß die den Oberflächen 7 abgewandte Seite unerwünscht stark erwärmt wird.

Bei der Verschweißung von etwa 3 mm dicken Polyäthylenplatten wird beispielsweise eine Vorschubgeschwindigkcit vor. 0,4 bis 1 m/Min, angewendet. Der extrudierte Strang 8 hat einen Querschnitt von 2 bis 3 cm². Er wird aus einer Schlitzdüse mit flachem Querschnitt extrudiert und außerdem noch durch die Wirkung der Rolle 9 breitgequetscht. Seine Dicke in der fertigen Naht liegt zwischen 2 und 10 mm. Die Länge

der Aufheizstrecke der Erwärmungseinrichtung 5 liegt bei 15 cm. In dieser Strecke kommt Luft von 450 bis 30O⁰C zur Einwirkung. Der Abstand der Düse 6 von dem Bereich 11 beträgt 4 bis 6 cm entsprechend einer Zeit von 1 bis 6 Sek. zwischen dem Austritt des Extrudats aus der Düse bis zur Einwirkung Her Rolle 9. Die Düse 6 ist höhenverstellbar, damit auch bei welligem Untergrund und unterschiedlichem Abstand zwischen den Folien 2 und 3 eine mittige Lage des gespannten Strangs 8 gewährleistet ist, und um der Wellenbildung am oberen Rand entgegenzuwirken. Die von der Rolle 9 bewirkte Preßstrecke hat eine Länge von einigen Zentimetern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum kontinuierlichen Übe.appungsverschweißen von Folien oder Tafeln aus thermoplastischem Kunststoff durch Einbringen von heißplastischem Zusatzwerkstoff zwischen die vorher erhitzten Überlappungsflächen und anschließendes Zusammenpressen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff in einer Schichtdicke von mindestens 2 mm belassen wird und daß der Preßdruck aufgehoben wird, bevor der Zusatzwerkstoff erstarrt.