CH672093A5

CH672093A5 -

Info

Publication number: CH672093A5
Application number: CH4479/86A
Authority: CH
Inventors: Gert Noel
Original assignee: Marquet & Cie Noel
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1989-10-31
Also published as: NO864595L; JPS62121037A; GB2184684A; SE8604866L; LU86657A1; NL8602937A; FI864659A0; BE905764A; SE8604866D0; DK553886D0; DE3541053C2; GR862733B; DK553886A; GB2184684B; DE3541053A1; FI864659A; IT8622334A0; IT1197990B; FR2590202B1; FR2590202A1

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, flächigen Ver-schweissen von Folien, Platten, Stangen und/oder Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen miteinander, bei dem die zu verschweissenden Kunststoffoberflächen zunächst durch Erhitzen geschmolzen und dann zusammengedrückt werden. DESCRIPTION The present invention relates to a method and a device for the continuous, planar welding of foils, plates, rods and / or pipes made of thermoplastic plastics to one another, in which the plastic surfaces to be welded are first melted by heating and then pressed together.

Ein bekanntes Verfahren, das bei der Textilkaschierung von Schaumstoff-Folien in der Praxis ausschliesslich angewandt wird, ist die Flammkaschierung. Bei diesem Verfahren führt man die Schaumstoff-Folie so über eine relativ grosse, gekühlte Walze, dass die Schaumstoff-Folie mindestens 1/3 der Walzenmantelfläche bedeckt, was mittels zwei Führungswalzen erreicht wird. Zwischen diesen beiden Führungswalzen erfolgt das Anschmelzen der einen Seite der Schaumstoff-Folie mittels Gasflammen. Das textile Material wird dann über die zweite Führungswalze zugeführt und verbindet sich unter dem Anpressdruck der zweiten Führungswalze, die gegen die grosse, gekühlte Walze drückt, mit der aufgeschmolzenen Oberfläche der Schaumstoff-Folie. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass ein Dickenverlust nicht nur durch das Zusammenschmelzen der an der Oberfläche befindlichen Zellen stattfindet, das sich im übrigen beim Zu-sammenschweissen von Schaumstoffen nie ganz vermeiden lässt, sondern dass auch ein Dickenverlust durch Abbrand entsteht. A known method that is exclusively used in practice in the textile lamination of foam films is flame lamination. In this process, the foam sheet is passed over a relatively large, cooled roll in such a way that the foam sheet covers at least 1/3 of the roll surface area, which is achieved by means of two guide rolls. Between these two guide rollers, one side of the foam sheet is melted using gas flames. The textile material is then fed via the second guide roller and combines with the melted surface of the foam sheet under the contact pressure of the second guide roller, which presses against the large, cooled roller. A disadvantage of this method is that a loss of thickness does not only occur due to the melting together of the cells located on the surface, which, moreover, can never be completely avoided when foams are welded together, but also that a loss of thickness results from burning.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, dem sogenannten Heizelementschweissen, erwärmen metallische Heizvorrichtungen im direkten Kontakt mit den Fügeflächen und entsprechend gutem Wärmeübergang die Kunststoffe bis zur plastischen Verformungsfähigkeit. Nach Erreichen dieser Temperatur werden die Heizelemente aus der Fuge entfernt und die Fügeteile durch Anpressdruck miteinander verbunden. Das Verfahren erfordert zwar nur kurze Taktzeiten und ist zum Verbinden von massiven Profilen ebenso wie von Rohren geeignet, hat aber den Nachteil, dass es sich für eine kontinuierliche Arbeitsweise nicht sehr gut eignet. In another known method, the so-called heating element welding, metallic heating devices heat the plastics up to the plastic deformability in direct contact with the joining surfaces and correspondingly good heat transfer. After this temperature has been reached, the heating elements are removed from the joint and the parts to be joined are pressed together. Although the process only requires short cycle times and is suitable for connecting solid profiles as well as pipes, it has the disadvantage that it is not very suitable for continuous operation.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, das Heizelementschweissen so zu gestalten, dass im direkten Kontakt mit dem Heizelement eine kontinuierliche Verfahrensweise möglich ist. Bei einem solchen Verfahren, das z.B. bei vernetzten Polyethylenen angewandt werden kann, bringt man die zu verschweissenden Kunststoffoberflächen mit hocherhitzten Walzen in Berührung, wodurch man ein gleichmässi-ges Aufschmelzen der zu verschweissenden Oberflächen erreicht, ohne dass man Dickenverluste durch Abbrand hinnehmen muss, wie dies bei dem eingangs geschilderten Flammkaschierungsverfahren der Fall ist. Nachdem die zu verschweissenden Oberflächen angeschmolzen sind, werden sie zusammengedrückt bzw. zusammengepresst und ergeben eine dauerhafte Schweissverbindung. Bei vielen thermoplastischen Kunststoffen, z.B. bei solchen aus unvernetztem Polyethylen, ergibt sich dabei jedoch der Nachteil, dass früher oder später an der hochpolierten Walze Kunststoffreste hängenbleiben und festkleben, so dass weder eine weitere saubere Verfahrensweise, noch eine einwandfreie Schweissnaht gewährleistet ist, ganz abgesehen davon, dass die Walze schon nach kurzer Zeit in einem solchen Zustand sein kann, der eine Fortführung des Verfahrens nicht mehr gestattet. There has therefore been no lack of attempts to design the heating element welding in such a way that a continuous procedure is possible in direct contact with the heating element. In such a process, e.g. in the case of crosslinked polyethylenes, the plastic surfaces to be welded are brought into contact with high-temperature rollers, which achieves a uniform melting of the surfaces to be welded without having to accept thickness losses due to combustion, as is the case with the flame lamination process described at the beginning is. After the surfaces to be welded have melted, they are pressed together or pressed together and result in a permanent weld connection. With many thermoplastics, e.g. for those made of non-cross-linked polyethylene, however, there is the disadvantage that sooner or later plastic residues get stuck and stick to the polished roller, so that neither a further clean procedure nor a flawless weld seam is guaranteed, quite apart from the fact that the roller is already can be in such a state for a short time that it is no longer possible to continue the procedure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, womit es möglich ist, in abbrandfreier kontinuierlicher Verfahrensweise auch solche thermoplastischen Kunststoffe zu verschweissen, die leicht zum «Schmieren» neigen und, was besonders wichtig ist, auch auf Schaumkunststoffe anwendbar ist, bei denen die Gefahr des ungewollten «Restehängen-bleibens» von Kunststoff an der Walze besonders gross ist. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device with which it is possible, in a burn-free, continuous procedure, to also weld thermoplastic materials which tend to "smear" and, what is particularly important, also Foam plastics can be used where there is a particularly high risk of undesired “sticking” of plastic on the roller.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch das im Patentanspruch 1 definierte Verfahren, sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss der Definition im Anspruch 5. This object is achieved according to the invention by the method defined in claim 1 and by an apparatus for performing this method as defined in claim 5.

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Die gemäss der vorliegenden Erfindung zu verschweissenden Folien, Platten, Stangen und/oder Rohre können aus jedem beliebigen thermoplastischen Kunststoff bestehen. Bevorzugt findet das erfindungsgemässe Verfahren jedoch bei solchen thermoplastischen Kunststoffen Anwendung, die sich mit Klebstoffen oder dem Quellschweissverfahren nur ungenügend verbinden lassen, d.h. beispielsweise bei Poly-olefinen, wie Polyethylen, insbesondere nicht vernetztem Polyethylen aus der Gruppe der Low Density Polyethylene. Zu erwähnen ist an dieser Stelle, dass man Polyethylen wegen seines kleinen dielektrischen Verlustfaktors (0,0005) auch nicht mit Hochfrequenz verschweissen kann. The foils, plates, rods and / or tubes to be welded according to the present invention can consist of any thermoplastic. However, the method according to the invention is preferably used in the case of thermoplastics which cannot be adequately bonded to adhesives or the source welding process, i.e. for example in the case of polyolefins, such as polyethylene, in particular non-crosslinked polyethylene from the group of low density polyethylenes. It should be mentioned here that because of its small dielectric loss factor (0.0005), polyethylene cannot be welded at high frequency.

Besonders interessant ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Verschweissung von Folien, Platten, Stangen und/ oder Rohren, die aus den vorgenannten thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyethylen, bestehen und in Form von Schaumstoffen vorliegen und vorzugsweise eine Dichte, bezogen auf den Schaumstoff, von unterhalb 50 kg/ m3, insbesondere unterhalb 20 kg/m3, aufweisen. The process according to the invention for welding foils, plates, rods and / or pipes, which consist of the abovementioned thermoplastic materials, in particular polyethylene, and are in the form of foams, and preferably a density, based on the foam, of less than 50 kg is particularly interesting / m3, especially below 20 kg / m3.

Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Vorrichtung besteht im wesentlichen, wie bereits vorstehend angegeben wurde, aus einer Wärmequelle, einer davor angeordneten Abstandshalteeinrichtung und einer nach der Wärmequelle angeordneten Einrichtung zum Zusammendrücken der angeschmolzenen Oberflächen. Die Wärmequelle besteht vorzugsweise aus einem elektrisch beheizbaren Heizleiter, insbesondere in Formeines Drahtes oder Metallstreifens. Vorzugsweise besteht der Draht bzw. der Metallstreifen aus einer Chrom-Nickel-Legierung, einer Chrom-Nickel-Aluminium-Legierung oder einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung. Selbstverständlich können aber auch alle anderen Metalle bzw. Metall-Legierungen oder nichtmetallische Heizleiter, z.B. Siliciumcarbid-Heizleiter, eingesetzt werden, die üblicherweise bei Widerstandsheizungen Anwendung finden. Die Temperatur, auf die der Heizleiter erhitzt wird, schwankt in einem weiten Bereich von z.B. 600 bis 1200 °C und richtet sich nach dem zu verschweissenden Material und der Geschwindigkeit, mit der die zu verschweissenden Kunststoff-Flächen an dem Heizleiter vorbeigeführt werden. Bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten und/oder hochschmelzenden thermoplastischen Kunststoffen kann es vorteilhaft bzw. notwendig sein, dass man in Bewegungsrichtung der zu verschweissenden Kunststoff-Flächen zwei oder mehrere Heizleiter hintereinander anordnet. Um ein Durchhängen der Heizleiter und damit eine un-gleichmässige Wärmeabstrahlung zu vermeiden, wird erfin-dungsgemäss bevorzugt, dass die Heizleiter, insbesondere wenn diese in Form von Drähten oder Metallstreifen vorliegen, mittels einer Spannvorrichtung stets, d.h. auch in erhitztem Zustand, gespannt sind. Die Spannvorrichtung, die dabei vorzugsweise zugleich als Stromzuführungsanschluss ausgelegt ist, bedient sich vorteilhafterweise der Federkraft einer auf Zug oder Druck ausgelegten Feder. Die Stromzuführung kann gemäss einer bevorzugten Ausführungsform mittels eines Thermoelements gesteuert bzw. geregelt werden, das in der Nähe des Heizleiters angeordnet ist. The device used to carry out the method according to the invention essentially consists, as already indicated above, of a heat source, a spacer device arranged in front of it and a device arranged after the heat source for compressing the melted surfaces. The heat source preferably consists of an electrically heatable heating conductor, in particular in the form of a wire or metal strip. The wire or the metal strip preferably consists of a chromium-nickel alloy, a chromium-nickel-aluminum alloy or an iron-chromium-nickel alloy. Of course, all other metals or metal alloys or non-metallic heating conductors, e.g. Silicon carbide heating conductors are used, which are usually used in resistance heating. The temperature to which the heating conductor is heated varies within a wide range, e.g. 600 to 1200 ° C and depends on the material to be welded and the speed at which the plastic surfaces to be welded are guided past the heating conductor. With high throughput speeds and / or high-melting thermoplastic materials, it may be advantageous or necessary to arrange two or more heating conductors one behind the other in the direction of movement of the plastic surfaces to be welded. In order to avoid sagging of the heating conductors and thus non-uniform heat radiation, it is preferred according to the invention that the heating conductors, in particular if they are in the form of wires or metal strips, always, i.e. even when heated, are excited. The tensioning device, which is preferably also designed as a power supply connection, advantageously uses the spring force of a spring designed for tension or compression. According to a preferred embodiment, the power supply can be controlled or regulated by means of a thermocouple which is arranged in the vicinity of the heating conductor.

Zwecks Bildung eines Heizkanals, und um die zu verschweissenden Kunststoffoberflächen in einem gewissen Abstand an dem Heizleiter ohne Berührungskontakt mit ihm vorbeizuführen, ist kurz vor dem Heizleiter eine Abstandshalteeinrichtung angeordnet. Diese Abstandshalteeinrichtung ist vorzugsweise keilförmig ausgebildet und so angeordnet, dass die Schneidkante des Keils dem ankommenden Material und der Keilrücken dem Heizleiter zugewandt ist. Die Länge des Keiles und des Heizleiters richtet sich nach der Breite der zu verschweissenden Flächen. Die Schneidkante des Keils ist vorzugsweise leicht abgerundet, um das ankommende Material nicht zu verletzen. Der Keilrücken ist vorzugsweise konvex ausgelegt und ebenfalls zwecks Vermeidung von Materialbeschädigung an seinen Längskanten abgerundet. Selbstverständlich kann der Keilrücken aber auch konkav ausgebildet sein, wobei dann allerdings die Seitenkanten vorzugsweise ebenfalls abgerundet sind. Da dieser Abstandshaltekeil gleichzeitig als Wärmeschutzschild dient, kann es zweckmässig sein, den Abstandshaltekeil in Längsrichtung mit einer oder mehreren Bohrungen bzw. Durchgängen zu versehen, um durch den Abstandshaltekeil ein Kühlmedium leiten zu können, falls bei längerem Betrieb eine zu starke Erwärmung des Abstandshaltekeils zu befürchten ist. Der Abstandshaltekeil kann für besondere Einsatzzwecke, z.B. wenn ein praktisch allseitig geschlossener Heizkanal gewünscht wird, an seinen beiden Seitenflächen flächig verlängert sein, und zwar derart, dass die flächige Verlängerung spiegelbildlich der Seitenfläche des Keils entspricht. Zwecks Verminderung der Reibung sind die Keilbacken vorzugsweise hochpoliert. In order to form a heating channel and to guide the plastic surfaces to be welded at a certain distance from the heating conductor without touching it, a spacing device is arranged shortly before the heating conductor. This spacer device is preferably wedge-shaped and arranged so that the cutting edge of the wedge faces the incoming material and the wedge back faces the heating conductor. The length of the wedge and the heating conductor depends on the width of the surfaces to be welded. The cutting edge of the wedge is preferably slightly rounded so as not to injure the incoming material. The back of the wedge is preferably designed to be convex and also rounded on its longitudinal edges in order to avoid material damage. Of course, the wedge back can also be concave, in which case, however, the side edges are preferably also rounded. Since this spacer wedge also serves as a heat shield, it may be expedient to provide the spacer wedge in the longitudinal direction with one or more bores or passages in order to be able to pass a cooling medium through the spacer wedge, in the event of fear of excessive heating of the spacer wedge during prolonged operation is. The spacer wedge can be used for special purposes, e.g. if a practically all-round closed heating channel is desired, be extended over its two side surfaces, in such a way that the flat extension corresponds to the side surface of the wedge as a mirror image. In order to reduce friction, the wedge jaws are preferably highly polished.

Gemäss einer anderen erfindungsgemässen Ausführungsform kann die Abstandshalteeinrichtung auch von einem Walzenpaar gebildet sein, wobei der Walzendurchmesser und die Walzenlänge den jeweiligen Anforderungen entsprechend anzupassen ist. Abstandshaltewalzenpaare werden gemäss der vorliegenden Erfindung besonders dann gerne eingesetzt, wenn z.B. bereits relativ dicke und breite Schaumstoffplatten, beispielsweise solche mit einer Dicke von 8 oder 16 cm und einer Breite von einem Meter oder darüber miteinander verschweisst werden sollen, oder wenn z. B. endlose, breite Schaumstoff-Folien mit entsprechenden homogenen Dekorfolien kaschiert werden sollen, um die Reibung an der Abstandshalteeinrichtung so niedrig wie möglich zu halten. Auch bei der Anwendung von Abstandshaltewalzenpaa-ren, die vorzugsweise auf Kugellagern laufen, kann es wünschenswert sein, diese zu kühlen. In solchen Fällen ist zumindest eine der beiden Walzen hohl und so ausgelegt, dass ein Kühlmedium hindurchgeführt werden kann. Da die Ab-standshaltewalzen vorzugsweise miteinander in Berührung stehen, um den längsseitig geschlossenen Heizkanal mit zu bilden, kann es vorteilhaft sein, wenn die Walzen mit einem Mantel aus elastischem Kunststoff überzogen sind, wobei dieser Mantel relativ dünn gehalten werden kann. According to another embodiment according to the invention, the spacing device can also be formed by a pair of rollers, the roller diameter and the roller length having to be adapted to the respective requirements. Spacer roller pairs are particularly popular in accordance with the present invention when e.g. already relatively thick and wide foam sheets, for example those with a thickness of 8 or 16 cm and a width of one meter or more are to be welded together, or if z. B. endless, wide foam films are to be laminated with appropriate homogeneous decorative films to keep the friction on the spacer as low as possible. When using spacer roller pairs, which preferably run on ball bearings, it may be desirable to cool them. In such cases, at least one of the two rollers is hollow and designed so that a cooling medium can be passed through. Since the spacing rollers are preferably in contact with one another in order to form the heating channel which is closed on the longitudinal side, it can be advantageous if the rollers are covered with a jacket made of elastic plastic, which jacket can be kept relatively thin.

Anstelle des Abstandshaltekeils oder des Abstandshalte-walzenpaares, die beide insbesondere dann bevorzugt eingesetzt werden, wenn Folien, Platten, Stangen und/oder Rohre aus elastischen Schaumstoffen miteinander verschweisst werden sollen, kann man natürlich, wenn man z. B. Platten, Stangen oder Rohre aus homogenen Thermoplasten verschweissen will, auch eine einfache an den Längsseiten abgerundete Metall- oder Keramikplatte oder ein entsprechend dimensioniertes Rohr als Abstandshalteeinrichtung einsetzen, die dann aber an den Berührungsflächen ebenfalls hochpoliert sein sollten. Instead of the spacer wedge or the pair of spacer rollers, both of which are particularly preferably used when foils, plates, rods and / or pipes made of elastic foams are to be welded together, one can of course if B. wants to weld plates, rods or tubes made of homogeneous thermoplastics, also use a simple rounded metal or ceramic plate on the long sides or a correspondingly dimensioned tube as a spacer, which should then also be highly polished on the contact surfaces.

Mit Hilfe der Abstandshalteeinrichtung ist es somit möglich, die zu verschweissenden Kunststoff-Flächen in Abstand an der Wärmequelle vorbeizuführen und dabei die Kunst-stoff-Flächen an der Oberfläche aufzuschmelzen. Kurz nach dem Passieren der Wärmequelle werden dann die geschmolzenen Oberflächen mittels entsprechender Einrichtungen, z.B. Druckwalzen, zusammengedrückt bzw. zusammenge-presst. Nach Abkühlung ist der Schweissvorgang beendet. With the aid of the spacer device, it is thus possible to guide the plastic surfaces to be welded at a distance from the heat source and thereby melt the plastic surfaces on the surface. Shortly after passing the heat source, the molten surfaces are then removed using appropriate devices, e.g. Pressure rollers, compressed or compressed. After cooling, the welding process is finished.

Gemäss einer besonders bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform sind mindestens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl der Platten übereinander angeordnet, so dass man beispielsweise gleichzeitig 2, 3, 6 oder 10 Schaumstoffplatten je nach gewünschter Dicke des Endprodukts zusam-menschweissen kann. Hierdurch ergibt sich in einfacher Weise die Möglichkeit, relativ dünne Schaumstoffplatten mit sehr niedrigem Raumgewicht, die bisher in kontinuierlicher According to a particularly preferred embodiment according to the invention, at least two, preferably a plurality, of the plates are arranged one above the other, so that, for example, 2, 3, 6 or 10 foam plates can be welded together, depending on the desired thickness of the end product. This results in a simple way the possibility of relatively thin foam sheets with a very low density, which were previously in continuous

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Verfahrensweise nur bis zu einer Dicke von höchstens 8 cm hergestellt werden konnten, zu Platten mit jeder gewünschten Stärke zusammenzuschweissen. Procedures could only be made up to a maximum thickness of 8 cm, to weld plates of any desired thickness.

In entsprechender Weise lassen sich gemäss der vorliegenden Erfindung beispielsweise Schaumstoffrohre aus Low-Density-Polyethylen mit Raumgewichten unterhalb 50 kg/m3 zu Platten beliebiger Breite verschweissen, wobei die Breite der Rohrflächen, die zusammengeschweisst werden, durch entsprechendes Zusammendrücken der Schaumstoffrohre variiert werden kann, z.B. durch die Abstände der nebeneinander angeordneten erfindungsgemässen Schweiss-vorrichtungen, die Dimensionierung der Abstandshalteeinrichtung und der Abstände der Druckwalzen zueinander, die nach der Wärmequelle vorhanden sein können. Da die erfindungsgemässen Schweissvorrichtungen aber nicht nur nebeneinander, sondern zusätzlich auch übereinander angeordnet sein können, kann man mittels einer solchen Schweissgit-teranordnung gleichzeitig die Schaumstoffrohre nebeneinander und übereinander zusammenschweissen, so dass man einen aus den Schaumstoffrohren bestehenden Block erhält. Correspondingly, according to the present invention, for example, foam pipes made of low-density polyethylene with densities below 50 kg / m3 can be welded to plates of any width, the width of the pipe surfaces which are welded together being able to be varied by correspondingly compressing the foam pipes, e.g. by the spacing of the welding devices according to the invention arranged next to one another, the dimensioning of the spacing device and the spacing of the pressure rollers from one another which may be present after the heat source. However, since the welding devices according to the invention can be arranged not only next to one another, but also one above the other, such a welding grid arrangement allows the foam tubes to be welded side by side and one above the other, so that a block consisting of the foam tubes is obtained.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann aber auch mit Vorteil zur Herstellung von Verbundfolien angewandt werden. Auf besonders elegante Weise kann man damit Poly-ethylenfolien mit einer anderen Folie verbinden, um auf diese Weise die nachteilige merkliche Aroma-, Gas- und Fettdurchlässigkeit von Polyethylenfolien zu verbessern. However, the method according to the invention can also be used with advantage for the production of composite films. It can be used to combine polyethylene films with another film in a particularly elegant manner in order to improve the disadvantageous noticeable aroma, gas and fat permeability of polyethylene films.

In gleicher Weise kann man Polyethylen-Schaumstoff-Folien ein- oder beidseitig mit Textilstoffen kaschieren. In the same way, one can laminate polyethylene foam foils on one or both sides with textile materials.

Weiterhin kann man gemäss der vorliegenden Erfindung in kontinuierlicher Arbeitsweise beispielsweise in einer Doppelbandanlage, in der die erfindungsgemässe Schweissvorrichtung integriert ist, Sandwichelemente mit einem sonst nur schwer (wenn überhaupt) verklebbaren Polyethylen-Schaumstoffkern und metallischen oder anderen Deckschichten herstellen, auf denen das aufgeschmolzene Polyethylen fest haftet. Furthermore, according to the present invention, in continuous operation, for example in a double belt system in which the welding device according to the invention is integrated, sandwich elements can be produced with a polyethylene foam core that is otherwise difficult (if at all) to be glued and metallic or other cover layers on which the melted polyethylene is solid is liable.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung weiterhin anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert, ohne sie jedoch darauf einzuschränken. The present invention is further explained below with reference to FIGS. 1 to 8, but without restricting it to them.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch die erfin-dungsgemäss in einer Doppelbandanlage angeordneten Schweissvorrichtungen zum Zusammenschweissen von Schaumstoffplatten. 1 shows a vertical longitudinal section through the welding devices arranged according to the invention in a double belt system for welding foam sheets together.

Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Gitteranordnung mit drei Schweissvorrichtungen entlang der Schnittlinie C—D in Fig. 3 zum Verschweissen von nebeneinander angeordneten Schaumstoffrohren. FIG. 2 shows a vertical section through a grid arrangement according to the invention with three welding devices along the section line C - D in FIG. 3 for welding foam pipes arranged next to one another.

Fig. 3 zeigt einen horizontalen Längsschnitt entlang der Schnittlinie A—B in Fig. 2. FIG. 3 shows a horizontal longitudinal section along the section line AB in FIG. 2.

Fig. 4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Gitteranordnung mit einer horizontal und drei vertikal angeordneten Schweisseinrichtungen zum gleichzeitigen Verschweissen von neben- und übereinander angeordneten Schaumstoffstäben. FIG. 4 shows a vertical section through a grid arrangement according to the invention with one horizontal and three vertically arranged welding devices for the simultaneous welding of foam rods arranged next to and above one another.

Fig. 5 zeigt in schematisch-perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäss bevorzugte keilförmige Ausbildung der Abstandshalteeinrichtung mit darüber angeordnetem elektrisch beheiztem Heizleiter in Form eines Metallstreifens. 5 shows in a schematic perspective view the preferred wedge-shaped design of the spacer device according to the invention with an electrically heated heating conductor in the form of a metal strip arranged above it.

Fig. 6 zeigt in schematischer, perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung zum Zusammenschweissen homogener Folien. 6 shows a schematic, perspective representation of an embodiment of the welding device according to the invention for welding homogeneous foils together.

Fig. 7 zeigt in schematischer, perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung zum Zusammenschweissen von 7 shows a schematic, perspective illustration of an embodiment of the welding device according to the invention for welding together

Schaumstoff-Folien mit einer keilförmigen Abstandshalteeinrichtung. Foam foils with a wedge-shaped spacer.

Fig. 8 zeigt in schematischer, perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung zum Zusammenschweissen von Schaumstoff-Folien mit Abstandshaltewalzen. 8 shows a schematic, perspective illustration of an embodiment of the welding device according to the invention for welding foam foils together with spacer rollers.

Wie bereits erwähnt, ist in Fig. 1 im Ausschnitt ein vertikaler Längsschnitt durch eine Doppelbandanlage mit dem an Rollen 3 geführten oberen Transportband 4 und an Rollen 5 geführtem unteren Transportband 6 dargestellt. Zwischen dem oberen und dem unteren Transportband 4, 6 befinden sich vier zu verschweissende Schaumstoffplatten 7a, 7b, 7c und 7d, die nach Passieren der keilförmigen Abstandshalteeinrichtung 2 und des elektrisch erhitzten Heizleiters 1 zu einer Schaumstoffplatte 7 zusammengeschweisst sind. Der Pfeil 8 zeigt die Transportrichtung an. Je nach gewünschter Stärke der zusammengeschweissten Platten lassen sich auch noch mehrere erfindungsgemässe Schweissvorrichtungen übereinander anordnen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Anlage so zu konzipieren, dass nur eine Schweissvorrichtung vorhanden ist und somit dann nur zwei Ausgangsplatten zu der entsprechend dickeren Platte zusammengeschweisst werden. Auch können bei entsprechender Auslegung der Anlage Schaumstoffplatten unterschiedlicher Dicke miteinander verschweisst werden. Die Doppelbandanlage kann an den Seiten offen oder durch zwei weitere entsprechende Transportbänder, die ebenfalls über Rollen laufen, geschlossen sein. Die zusätzlichen seitlichen Transportbänder wird man dann vorsehen, wenn man ein seitliches Ausweichen des Schaumstoffs vermeiden und dadurch den Druck zum Zusammenpressen der angeschmolzenen Oberflächen erhöhen will. Normalerweise, d.h. auch ohne die Seitentransportbänder, befinden sich die Schaumstoffplatten bereits kurz nach der Einführung in die Doppelbandanlage unter einem solchen Druck, dass sie aufgrund ihrer Flexibilität nach Passieren der Schweissvorrichtungen durch die eigene Expansion ausreichend stark zusammengepresst werden. As already mentioned, a vertical longitudinal section through a double belt system with the upper conveyor belt 4 guided on rollers 3 and the lower conveyor belt 6 guided on rollers 5 is shown in detail in FIG. 1. Between the upper and lower conveyor belts 4, 6 there are four foam plates 7a, 7b, 7c and 7d to be welded, which are welded together to form a foam plate 7 after passing through the wedge-shaped spacing device 2 and the electrically heated heating conductor 1. The arrow 8 shows the direction of transport. Depending on the desired thickness of the welded plates, several welding devices according to the invention can also be arranged one above the other. Of course, it is also possible to design the system in such a way that only one welding device is available and thus only two starting plates are then welded together to form the correspondingly thicker plate. If the system is designed accordingly, foam sheets of different thicknesses can also be welded to one another. The double belt system can be open on the sides or closed by two further corresponding conveyor belts, which also run on rollers. The additional lateral conveyor belts will be provided if you want to avoid lateral expansion of the foam and thereby increase the pressure to compress the melted surfaces. Usually, i.e. Even without the side conveyor belts, the foam sheets are under such pressure shortly after being introduced into the double belt system that their flexibility causes them to be compressed sufficiently by their own expansion after passing through the welding devices.

Das Zusammenschweissen von Schaumstoffrohren erfolgt vorzugsweise in der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Verfahrensweise. An dem, z.B. aus Rohren gefertigten Rahmen 9 (siehe Fig. 2 und 4), sind in senkrechter Anordnung (siehe Fig. 2) und in Fig. 4 zusätzlich in waagerechter Anordnung die keilförmig ausgebildeten Abstandshalteein-richtungen 2 angeordnet, von denen in Fig. 2 und 4 die Keilschneiden zu sehen sind. Mittig hinter den keilförmigen Abstandshalteeinrichtungen sind die entsprechenden Heizleiter 1 angeordnet (siehe Fig. 3 und 5), die mittels nicht dargestellter Federspannvorrichtungen stets in gespanntem Zustand gehalten werden. Die Abstände zwischen den keilförmigen Abstandshalteeinrichtungen und den seitlichen Begrenzungsstangen 10, deren Abstand zueinander in Förderrichtung etwas abnimmt, sind vorzugsweise so gewählt, dass die Schaumstoffrohre nach Passieren der Schweissvorrichtungen breitflächig miteinander verschweissen. Um einen zusätzlichen Druck auf die angeschmolzenen Rohroberflächen auszuüben, befindet sich vorzugsweise kurz nach den Schweissvorrichtungen, und zwar quer, d.h. im rechten Winkel zur Förderrichtung, ein Walzenpaar, dessen Walzen zueinander in Abstand angeordnet sind und zwischen die die Schaumstoffrohre geführt werden. The welding of foam pipes is preferably carried out in the procedure shown in FIGS. 2 to 4. On the, e.g. frames 9 made of tubes (see FIGS. 2 and 4), the wedge-shaped spacing devices 2 are arranged in a vertical arrangement (see FIG. 2) and in FIG. 4 additionally in a horizontal arrangement, of which in FIGS. 2 and 4 the wedge edges can be seen. The corresponding heating conductors 1 are arranged in the center behind the wedge-shaped spacing devices (see FIGS. 3 and 5) and are always held in a tensioned state by means of spring tensioning devices (not shown). The distances between the wedge-shaped spacing devices and the lateral limiting rods 10, the distance between which decreases somewhat in the conveying direction, are preferably selected such that the foam pipes weld to one another over a wide area after passing through the welding devices. In order to exert an additional pressure on the melted pipe surfaces, it is preferably located shortly after the welding devices, namely across, i.e. At right angles to the direction of conveyance, a pair of rollers, the rollers of which are arranged at a distance from one another and between which the foam tubes are guided.

Ebenso wie in Fig. 2 dargestellt, kann natürlich eine Vielzahl von Schweissvorrichtungen nebeneinander angeordnet sein, so dass man ohne Schwierigkeiten gleichzeitig z.B. 20 Schaumstoffrohre zu einer Platte zusammenschweissen kann. Das gleiche gilt für die in Fig. 4 dargestellte «Gitterausführung». mit der gleichzeitig eine Vielzahl von nebeneinander und übereinander angeordneten Rohren z. B. zu einem 4-Kant-Block zusammengeschweisst werden kann. Aus As shown in Fig. 2, of course, a plurality of welding devices can be arranged side by side, so that e.g. Can weld 20 foam tubes to a plate. The same applies to the “grid design” shown in FIG. 4. with the simultaneously a plurality of tubes arranged side by side and one above the other z. B. can be welded into a square block. Out

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praktischer Sicht kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn man zunächst gemäss der in Fig. 2 dargestellten Verfahrensweise 10 oder 20 Schaumstoffrohre nebeneinanderliegend gleichzeitig verschweisst und dann die erhaltenen Platten übereinander verschweisst, und zwar wie in Fig. 4 gezeigt, aber ohne die vertikal angeordneten Schweissvorrichtungen, oder aber unter Einsatz der vorstehend beschriebenen Doppelbandanlage. From a practical point of view, however, it can be advantageous if, first, according to the procedure shown in FIG. 2, 10 or 20 foam pipes are welded side by side and then the plates obtained are welded one above the other, as shown in FIG. 4, but without the vertically arranged welding devices, or using the double belt system described above.

Mit Hilfe der in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Vorrichtungen ist es möglich, in einfacher Weise Verbundfolien herzustellen, sei es aus zwei verschiedenen homogenen Folien, oder aus einer Schaumstoff-Folie und einer homogenen Folie oder textilem Gewebe. Selbstverständlich lassen sich mit diesen Vorrichtungen auch zwei Schaumstoff-Folien mitein672 093 With the aid of the devices shown in FIGS. 6, 7 and 8, it is possible to produce composite films in a simple manner, be it from two different homogeneous films, or from a foam film and a homogeneous film or textile fabric. Of course, two foam foils can also be used with these devices

ander verschweissen. Falls gewünscht, kann man auch zwei derartige Anordnungen hinter- oder nebeneinander schalten, wenn man beispielsweise eine Schaumstoff-Folie beidseitig kaschieren möchte. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, wie man beispielsweise die keilförmige Abstandshalteeinrichtung durch ein gegeneinander laufendes Walzenpaar ersetzen kann. other weld. If desired, two such arrangements can also be connected in series or side by side if, for example, you want to laminate a foam film on both sides. From Fig. 8 it can be seen how, for example, the wedge-shaped spacing device can be replaced by a pair of rollers running against each other.

Weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich für den Fachmann zwangsläufig aus den vorstehenden Ausführungen. Besonders geeignet ist das erfindungsgemässe Verfahren und die Schweissvorrichtung zum Verschweissen von Folien, Platten, Stangen und/oder Rohren aus Schaumstoffen, insbesondere solchen aus Polyethylen. For the person skilled in the art, further embodiments of the subject matter of the invention inevitably result from the above statements. The method according to the invention and the welding device are particularly suitable for welding foils, plates, rods and / or tubes made of foams, in particular those made of polyethylene.

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30 30th

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

672 093 PATENTANSPRÜCHE672 093 PATENT CLAIMS

1. Verfahren zum kontinuierlichen flächigen Verschweis-sen von Folien, Platten, Stangen und/oder Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem die zu verschweissen-den Kunststoffoberflächen zunächst geschmolzen und dann zusammengedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die bis zur Schmelze zu erhitzenden Kunststoffoberflä-chen über eine Abstandshalteeinrichtung in Abstand so um den als Wärmequelle dienenden, elektrisch beheizten Heizleiter herumführt, dass die zu verschweissenden Kunststoffoberflächen zusammen mit der Abstandshalteeinrichtung einen Heizkanal bilden, der die Wärmequelle umgibt. 1. Process for the continuous flat welding of foils, plates, rods and / or pipes made of thermoplastic materials, in which the plastic surfaces to be welded are first melted and then pressed together, characterized in that the plastic surface to be heated to the melt is characterized leads via a spacer device at a distance around the electrically heated heating conductor serving as a heat source such that the plastic surfaces to be welded together with the spacer device form a heating channel which surrounds the heat source.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Heizkanal am Anfang und am Ende geschlossen ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the heating channel formed is closed at the beginning and at the end.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verschweissenden Folien, Platten, Stangen und/oder Rohre aus einem Polyolefin, vorzugsweise einem Polyethylen, insbesondere aus einem nicht vernetzten Polyethylen bestehen. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the films, plates, rods and / or pipes to be welded consist of a polyolefin, preferably a polyethylene, in particular a non-crosslinked polyethylene.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verschweissenden Folien, Platten, Stangen und / oder Rohre aus einem elastischen, geschäumten Low Density Polyethylen, vorzugsweise einem solchen mit einem Raumgewicht unterhalb 50 kg/m3 bestehen. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the foils, plates, rods and / or pipes to be welded consist of an elastic, foamed low density polyethylene, preferably one with a density below 50 kg / m3.

5. Schweissvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine elektrisch beheizbare Wärmequelle (1), jeweils eine davor angeordnete Abstandshalteeinrichtung (2) und eine Einrichtung zum Zusammenpressen der angeschmolzenen Oberflächen aufweist. 5. Welding device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it has at least one electrically heatable heat source (1), in each case a spacer device (2) arranged in front of it and a device for pressing the melted surfaces together.

6. Schweissvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch beheizbare Wärmequelle (1) ein Heizleiter in Form eines Drahtes oder eines Metallstreifens ist, vorzugsweise aus einer Chrom-Nickel-Legie-rung, einer Chrom-Nickel-Aluminium-Legierung oder einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung. 6. Welding device according to claim 5, characterized in that the electrically heatable heat source (1) is a heat conductor in the form of a wire or a metal strip, preferably made of a chromium-nickel alloy, a chromium-nickel-aluminum alloy or one Iron-chrome-nickel alloy.

7. Schweissvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch beheizbaren Drähte oder Metallstreifen mittels einer Spannvorrichtung stets, d.h. 7. Welding device according to claim 5 or 6, characterized in that the electrically heated wires or metal strips by means of a clamping device always, i.e.

auch im erhitzten Zustand, in gespanntem Zustand vorliegen. also in the heated state, in a tensioned state.

8. Schweissvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalteeinrichtung (2) zu einem keilförmigen Wärmeschutzschild ausgebildet ist. 8. Welding device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spacing device (2) is formed into a wedge-shaped heat shield.

9. Schweissvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das keilförmige Wärmeschutzschild in Längsrichtung einen oder mehrere für den Durchgang von Kühlmedium vorgesehene Durchgänge aufweist, vorzugsweise in Form einer oder mehrerer entsprechender Bohrungen. 9. Welding device according to claim 8, characterized in that the wedge-shaped heat shield in the longitudinal direction has one or more passages provided for the passage of cooling medium, preferably in the form of one or more corresponding bores.

10. Schweissvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalteeinrichtung von einem Walzenpaar gebildet ist, wobei die Walzen vorzugsweise auf Kugellagern gelagert sind und einen elastischen Kunststoffmantel aufweisen. 10. Welding device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spacing device is formed by a pair of rollers, wherein the rollers are preferably mounted on ball bearings and have an elastic plastic jacket.

11. Schweissvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen aus mit Kühlmedium durch-flossenen Hohlwalzen bestehen. 11. Welding device according to claim 10, characterized in that the rollers consist of hollow rollers through which cooling medium flows.