DE896101C

DE896101C - Linienfoermige, insbesondere rollen- oder bandfoermige Elektrode zum Verschweissen, insbesondere dielektrischen Verschweissen von thermoplastischen Stoffen

Info

Publication number: DE896101C
Application number: DES23452A
Authority: DE
Inventors: Clemens Dipl-Ing Probst
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-06-10
Filing date: 1951-06-10
Publication date: 1953-11-09

Description

Linienförmige, insbesondere rollen- oder bandförmige Elektrode zum Verschweißen, insbesondere dielektrischen Verschweißen von thermoplastischen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf das Verschweißen, insbesondere auf das dielektrische Verschweißen von thermoplastischen Stoffen. Sie betrifft die Ausbildung hierbei verwendeter linienförmiger, insbesondere rollen- oder bandförmiger Schwetißelektroden und besteht darin, daß an den die Schweißung bewirkenden, auf das zu verschweißende Gut aufzusetzenden Elektrodenteil beiderseits Hilfskörper angrenzen, die sich auf die ganze Länge der Schweißelektrode erstrecken, mit dem schveißwirksamen Elektrodenteil eine bauliche Einheit bilden und so bemessen sind, daß. sie beim Schweißen zusammen mit der Elektrode an dem Gut flächenfirmig anliegen.
Die Vorteile, die sich durch die Verwendung der neuen Elektroden ergeben, bestehen zunächst darin, daß sich mit ihnen saubere und einwandfreie Schweißnähte herstellen lassen. Die an den schweißwirksamen Teil der Elektrode angrenzenden Hilfskörper bewirken, daß die Schweißlstelle, die bei dem Schweißvorgang plastisch wird, sicher im Verband des nicht erwärmten Schweißgutes festgehalten wird, so daß auf die erwärmte Schweißstelle keine Kräfte von außen einwirken können, die zu Verzerrungen oder Verbeulungen des Gutes führen können. Da die neuen Elektroden nicht ausschließlich an der erwärmten und plastisch werdenden Schweißstelle angreifen, kann beim Schweißen mit bewegten Elektroden, also beim Nahtschweißen mit rollen- oder bandförmigen Elektroden, der Vorschub gleich durch die Elektroden bzw. deren Hilfskörper bewirkt werden; besondere Vorschub- und Führungsmittel für das Schweißgut können daher entbehrt werden.
Ein besonderer Vorteil der neuen Elektroden ergibt sich bei der dielektrischen Nahtverschwelißung dünner Kunststoffolien. Diese waren bisher nur schwierig zu verschweißen, und es konnte leicht geschehen, Idaß sich die Elektroden durch die beim Schweißen plastischen Folien durchdrücken. Es gab dann keine Schweißnaht, sondern Löcher und Fehlstellen. Außerdem traten Überschläge und Kurz schlüsse zwischen den Elektroden auf. Bei den Elektroden nach der Erfindung ist ein Durchdrücken durch das Schweißgut vermieden, da sich stets nicht erwärmte Teile des Gutes mit zwischen den Elektroden befinden, die also nicht weich werden und so einen großen, gegen Druck unempfindlichen Widerstand bilden.
Ein weiterer Vorteil, der sich hieraus bei der Herstellung von Schweißverbindungen, insbesondere bei sehr dünnem Gut, ergibt, liegt in der Anwendbarkeit größerer Drücke als bisher. Dies hat zur Folge, daß Zwischenräume zwischen den zu verschweißenden Gutteilen sowie zwischen diesen und den schweißwirksamen Elektrodenteilen besser vermieden werden; denn auch durch solche schweißgutfreien Zwischenräume können Uberschläge zwischen den Elektroden beim dielektrischen Verschweißen auftreten.
Die Erfindung ist mit weiteren Vorteilen in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Fig. I eine Rollenelektrode in Aufsicht auf die Schweißfläche, Fig. 2 eine Aufsicht auf eine ebene Elektrode, Fig. 3 zwei andere Rollenelektroden in Arbeitsstellung in Ansicht und im Schnitt, Fig. 4 die profilierte Oberfläche einer Elektrode, Fig. 5 den Teil einer Elektrode vergrößert im Schnitt und Fig. 6 eine ähnliche Rollenelektrode im Schnitt, jedoch mit Innenkühlung.
In Fig. I ist eine Rollenelektrode für dielektrisches Schweißen gezeigt, die vorteilhaft elastisch sein kann. Sie besteht aus einem Isolierstoffkörper I, auf dessen Rollfläche 2 ein schmaler metallischer Belag 3 stoffschlüssig, z. B. durch Aufspritzen oder Aufdampfen im Vakuum, aufgebracht ist. Dieser Belag 3 bildet den schweißwirksamen Teil der Elektrode. Die über den Belag 3 hinausragenden Teile des Isolierstoffkörperis I stellen die Hilfskörper nach der Erfindung dar. Hilfskörper und Belag bilden also einen einzigen Bauteil. Die Welle der Rollenelektrode ist mit 4 bezeichnet.
In Fig. 2 ist die Elektrode hinsichtlich ihrer Oberfläche ähnlich wie in Fig. I ausgebildet. Es handelt sich hier jedoch um eine Elektrode mit ebener Oberfläche. Beiderseits des schweißwirksamen Elektrodenteils 5 sind die mit diesem in einer Ebene liegenden und sich auf dessen ganze Länge erstreckenden Hilfskörper 6 und 7 angebracht.
Um zu verhindern, daß die Hilfskörper der neuen Elektrode sich beim Schweißen durch Wärmeleitung miterwärmen, können erfindungsgemaß zwischen Hilfskörper und schweißwirksamlen Teil der Elektrode Spalte, z. B. in Form von Fugen oder Kerben, angebracht sein.
In Fig. 3 sind derartig ausgebildete Elektroden in Ansicht und im Schnitt zu sehen. Die Figur zeigt zwei gleich ausgebildete Rollenelektroden 8 und 9 in Arbeitsstellung. Die Pfeile 10 geben die Drehrichtung an. Der Vorschub des Schweißgutes, das aus zwei zu verschweißenden dünnen Folien II und 12 besteht, erfolgt also senkrecht zur Zeichnungsebene.
Die Elektroden 8 und 9 bestehen jeweils aus einer metallischen Mittelscheibe I3 und zwei beiderseitig angrenzenden, ebenfalls scheibenförmigen Hilfskörpern 14 und I5, die zusammen mit den Hülsen I6 und den Vorlegscheiben I7 auf der Welle IS angebracht sind. Die Hilfskörper sind so ausgebildet, daß zwischen ihnen und der Mittelscheibe I3. Spalte 19 bleiben, die eine Wärmeisolierung des schweißwirksamen Mittelteils I3 bewirken.
Erfolgt beim Schweißen der Vorschub der Folien II und 12 mit Hilfe der Wellen Is durch die Elektroden 8 und g selbst, so kann es vorteilhaft sein, die Oberfläche der Hilfskörper griffig auszubilden, so daß das Schweißgut sicher erfaßt und mitte nommen wird. Die Griffigkeit der Elektroden kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß sie aufgerauht oder mit einem Profil versehen werden. Ein Beispiel für eine profilierte Oberfläche einer Schweißelektrode zeigt Fig. 4. Die vorstehenden Teile 21 des Profils können dabei in einer Ebene mit dem schweiß wi rks amen Elektrodenmiftelteil 22 liegen, was besonders für das Verschweißen sehr dünner Folien vorteilhaft ist. Sie können aber gegenüber dem Mittelteil auch versetzt, z. B. zurückgesetzt sein. Als ein Beispiel hierfür ist in Fig. 5 eine Schweißelektrode dargestellt, bei der der schweißwirksame Teil 23 den aus Isolierstoff bestehenden Hilfskörper um ein geringes Miaß, den Abstand a, überragt. Der Teil 23 kann bei einer Rollenelel<-trode ein durch Aufschrumpfen aufgebrachter Ring sein. a ist ein Maß der gewünschten Eindringtiefe der Elektrode, so daß die Hilfskörper als Abstandhalter wirken.
Ein weiteres Mittel, die Schweißwärme von den nicht zu verschweißenden Gutteilen zwischen zwei Schweißelektroden fernzuhalten, ist eine künstliche Kühlung. Fig. 6 zeigt einen hohlen Elektrodenhilfskörper 25, z. B. aus keramischem Werksto'ff, der zur Aufnahme eines strömenden Kühlmittels vorgesehen ist. Beiderseits der wirksamen Schweißfläche 26 sind zudem Einkerbungen 27 vorgesehen.
Es ist auf diese Weise weitgehend Gewähr gegeben, daß an die Anliegeflächen 28 der Elektroden keine schädliche Wärme gelangt.
Es ist ferner noch möglich, die Anliegefläche mit einer schlecht wärmeleitenden Schicht zu aber ziehen, z. B. aus Asbest oder einem asbesthaltigen Kunststoff. Gegebenenfalls können auch die Hilfskörper selbst aus einem solchen Stoff bestehen.
Soll die Elektrode nach der Erfindung statt zum dielektris chen Schweißen zum Schweißen mittels erwärmter, also als Heizkörper wirkender Elektroden angewendet werden, so ergeben sich für das Schweißen die gleichen günstigen Wirkungen. Bei der Ausbildung der Elektrode ist diese dann lediglich in an sich bekannter Weise mit einem Heiz mittel zu versehen. Am einfachsten ist hierfür die Verwendung eines elektrischen Heizmittels. Beispielsweise kann im Innern der Elektrode eine Heizwicklung eingebaut werden, es kann aber auch der schweißwirksame Teil der Elektrode selbst als elektrischer Widerstandsheizkörper dienen. In letzterem Fall können beispielsweise die Hilfskörper aus einem zweckmäß ig schlecht wärmeleitenden einzigen Körper bestehen, um den ein Metallband aus elektrischem Widerstandsstoff geschlungen ist und als Heizkörper bzw. als Schweißelektrode dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Linienförmige, insbesondere rollen- oder bamdlförmitge Elektrode zum Verschweißen, insbesondere dielektrischen Verschweißen von thermoplastischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Schweißung bewirken den, auf das zu verschweißende Gut aufzusetzenden Elektrodenteil beiderseits Hilfskörper anr grenzen, die sich auf die ganze Länge der Schweißelektrode erstrecken, mit dem schweiß wirksamen Elektrodenteil eine bauliche Einheit bilden und so bemessen sind, daß sie beim Schweißen zusammen mit der Elektrode an dem Gut flächenförmig anliegen.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an das Gut an,zulegenden Flächen der Hilfskörper mit der Anliegefläche des schweiß wirksamen Elektrodenteil s in einer Ebene liegen.
3. Elektrode nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der schweißwirksame Elektrodenteil über die Anliegefiächen der Hilfskörper um das Maß der gewünschten Eindringtiefe der Elektrode hinausragt, so daß die Hilfskörper als Abstandhalter wirken.
4. Elektrode nach Anspruch I bis 3, dadurch gelsennzeichnet, daß der schweifiwirksame Elektrodenteil metallisch ist und die Hilfskörper aus einem elektrischen Nichtleiter bestehen.
5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Anliegefläche des schweißwirksamen Elektroden,teils und den Anliegeflächen der Hilfskörper je ein schmaler Spalt, z. B. eine Fuge oder eine Kerbe, befindet.
6. Elektrode nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anliegeflächen der Hilfskörper griffig ausgebildet, beispielsweise aufgerauht und profiliert sind.
7. Elektrode nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anliegeflächen der Hilfskörper mit einer Schicht aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise aus Asbest oder einem asbesthaltiigen Kunststoff, überzogen sind.
8. Elektrode nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskörper ein einziges Stück, z. B. aus einem elastischen Werkstoff, bilden, auf das der schweißwirksame Elektrodenteil, z. B. durch Aufdampfen im Vakuum, als Belag aufgebracht ist.
9. Elektrode nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kühlbare Elektrode ausgebildet ist mit hohlen Hilfskörpern, durch die ein Kühlmittel strömt.