DE1203450B - Verschweissbare Gegenstaende bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff und Verfahren zum Verschweissen dieser Teile - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/MIWl PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B29c

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 39 a2-19/02

1203 450
F34928X/39a2
14. September 1961
21. Oktober 1965

Die Erfindung bezieht sich auf das Verschweißen von Gegenständen bzw. Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff mit einer durch äußere Wärmezufuhr aufschmelzbaren und durch anschließendes Aneinanderdrücken fest verbindbaren Oberflächenschicht.

Beim Verschweißen von Gegenständen bzw. Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff, die meist eine relativ große Stärke haben und beim Schweißvorgang ihre Form möglichst beibehalten sollen, führt man den Schweißflächen die zum Aufschmelzen ihrer Oberflächenschichten erforderlichen Wärmemengen entweder durch unmittelbaren Kontakt mit Heizkeilen, durch Wärmebestrahlung oder durch Beblasen der Flächen mit heißen Gasen zu.

Die üblichen thermoplastischen Kunststoffe sind verhältnismäßig schlechte Wärmeleiter, infolgedessen dringt die von außen zugeführte Wärme von der direkt beheizten Oberfläche nur langsam in die unter der Oberfläche liegenden tieferen Schichten des Materials ein; zur Erzielung fester Schweißverbindungen muß man jedoch an beiden Schweißflächen die Oberflächenschichten bis zu einer gewissen Tiefe in aufgeschmolzenem Zustand bringen, damit eine genügende Menge schmelzflüssigen Kunststoffmaterials zur Verfügung steht, das sich beim Aufeinanderdrücken der Teile innig verbinden kann. Da das Kunststoffmaterial an den äußeren Oberflächen durch zu starke Wärmezufuhr keinesfalls bis über seine Zersetzungstemperatur erhitzt bzw. »verbrannt« werden darf, ist die zulässige Wärmezufuhr zu den Schweißflächen begrenzt, und es bereitet größere Schwierigkeiten, daß Material bis zu der erforderlichen Tiefe einwandfrei aufzuschmelzen.

Bei den bekannten verschweißbaren Teilen aus thermoplastischem Kunststoff sind die zu vereinigenden Schweißflächen eben ausgebildet. Die den zu verschweißenden Schichten zuzuführende Wärme ist dabei begrenzt durch die Größe dieser Oberfläche. Beim Verbinden thermoplastischer Folien mit artfremden Werkstoffen hat man zwar die Verbindungsflächen dieser artfremden Stoffe schon aufgerauht. Dabei handelt es sich jedoch um Stoffe, die durch die Wärmebehandlung in sich nicht verändert werden, so daß der erweichte Werkstoff der thermoplastischen Folie in die aufgerauhten Flächenteile eindringen und dort verankert werden kann. Für die Wärmebehandlung der thermoplastischen Folie hat diese Aufrauhung keine Bedeutung, d. h., es bestehen auch dort die vorerwähnten Nachteile einer begrenzten und ungleichförmigen Erwärmung.

Ferner ist es beim Herstellen von Kunstharzpreß-Verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff und Verfahren
zum Verschweißen dieser Teile

Anmelder:
Dr.-Ing. Funck K. G.,

München-Pasing, Haidelweg 20

Als Erfinder benannt:
Ernst Reinert, Bredenbeck über Hannover

stücken aus Tabletten bekannt, in dem Vorwärme- und Tablettierbehälter wärmeleitende, die Preßmasse durchsetzende Stifte anzuordnen, wobei die Behälterwandung von außen erwärmt und ein Teil der Wärme durch die Stifte in die Kunstharzmasse eingeleitet wird. Dort wird daher die gesamte, zunächst im wesentlichen formlose Masse aufgewärmt. Für die Ausbildung und Behandlung von Schweißflächen zweier zu verbindender thermoplastischer Teile läßt sich dieser Anordnung jedoch nichts entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff mit einer durch äußere Wärmezufuhr aufschmelzbaren und durch anschließendes Auf einanderdrücken miteinander fest verbindbaren Oberflächenschicht so zu gestalten, daß eine in der Tiefe begrenzte Oberflächenschicht eines Kunststoffteiles möglichst schnell, aber mit verhältnismäßig geringem Wärmeaufwand erwärmt und aufgeschmolzen wird, ferner die Festigkeit der Schweißverbindung zu erhöhen und die Arbeitszeit zu verkürzen.

Die Begrenzung der Erwärmungs- und Schmelztiefe an zu verschweißenden Oberflächen aus thermoplastischem Kunststoff ist an sich bekannt. Nach diesem bekannten Vorschlag werden äußerst dünne gereckte Kunststoff-Folien mittels eines normalen Heizkeilgerätes verschweißt, wobei die der Schweißstelle abgewandten Seiten der Folien gekühlt werden. Auf diese Weise sollen die durch das vorhergehende Recken erzielten verbesserten Festigkeitseigenschaften erhaltenbleiben. Diese Arbeitsweise hat aber nur Bedeutung für sehr dünne Folien mit unveränderter Dicke und führt in jedem Fall zu re-

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lativ großem Energieaufwand und einer Verringe- flächenhaft verschweißt wird. Dabei kann erfindungs-

rung der Schweißgeschwindigkeit. gemäß der Kunststoffrahmen an seiner unterseitigen

Die Erfindung geht einen anderen Weg zur Lösung Schweißfläche mit Vorsprüngen oder Vertiefungen, der vorerwähnten Aufgabe, und zwar wird wenig- insbesondere Längsrippen versehen sein. Es hat sich stens eine der zu verschmelzenden Oberflächen- 5 nämlich gezeigt, daß bei Verwendung dicht nebenschichten mit einem Profil, z.B. einem Raster aus einanderliegender paralleler Rippen nicht nur eine Pyramiden-, kegel- oder kuppenförmigen Erhebungen Abkürzung der für die Herstellung der Schweißveroder Vertiefungen bzw. mit nebeneinanderliegenden bindung notwendigen Zeit erreicht, sondern vor parallelen Rippen oder Rinnen versehen. allem die Haltbarkeit der Schweißverbindung zwi-

Gegenüber der bisherigen Ausbildung der Schweiß- io sehen den Kunststoffteilen verbessert wird. Da die

fläche kann erfindungsgemäß bei begrenzter Ober- Kunststoffrahmen für die Herstellung des oben-

flächentemperatur in der Zeiteinheit eine wesent- erwähnten Schuhwerks als endlose Rahmenprofile

lieh größere Wärmemenge in die aufzuweichende stranggespritzt werden, bereitet dieses Anbringen der

Werkstoffschicht eingeleitet werden, so daß sich eine Rippen in Längsrichtung dicht nebeneinander keine

wesentlich größere Wärmeübergangsfläche bietet. 15 Schwierigkeiten.

Auf diese Weise läßt sich die Arbeitsgeschwindigkeit Die Auswirkungen der Vorsprünge und Vertie-

beachtlich steigern, ohne daß sich die Gefahr einer fungen oder der Rippen und Rinnen auf der einen

Materialerhitzung ergibt. Durch das nachfolgende oder beiden Schweißflächen kann je nach der Art der

Andrücken beim Schweißvorgang wird die erweichte Wärmezufuhr unterschiedlich sein. Vorzugsweise

Oberflächenschicht dermaßen verfonnt, daß sich eine 20 liegt die Höhe der Erhebungen und/oder der Ver-

besonders innige und homogene Mischzone zwischen tiefungen in der Größenordnung von etwa 0,3 bis

den zu verschweißenden Teilen und damit eine grö- 1,5 mm, für Schuhwerk liegt sie bei etwa 0,5 mm.

ßere Festigkeit der Schweißverbindung ergibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum

Es ist zwar an sich bekannt, die Oberfläche ther- Verschweißen von Gegenständen bzw. Formteilen moplastischer Kunststoffe mit verschiedenartigen 25 mit nach beschriebener Weise gestalteten Ober-Prägungen zu versehen. Diese Gestaltung wurde je- flächenprofilen, bei denen die Erhebungen auf den doch bisher lediglich zur Verschönerung oder ande- zu verschweißenden Oberflächen mittels eines die ren optischen Verbesserung der Oberfläche ver- Aufschmelzwänne zuführenden, zwischen den wendet. Die Schweißflächen zu verbindender Teile Schweißflächen hindurchgeführten Heizkörpers aufaus thermoplastischen Kunststoffen sind jedoch bisher 30 geschmolzen werden, und zwar werden erfindungsstets eben ausgeführt worden, und zwar selbst dann, gemäß durch Bewegen des Heizkörpers relativ zu wenn dies eine mechanische Oberflächenbearbeitung den Schweißflächen unter Druckberührung zunächst notwendig machte. Die erfindungsgemäße Gestaltung die äußeren Teile der Erhebungen aufgeschmolzen, dieser Oberflächen hat daher offensichtlich fern- und dieses ausgeschmolzene Material wird unter gelegen, bietet aber andererseits weitere Vorteile, 35 Freigabe tieferer, zur weiteren Erwärmung frei werwenn thermoplastische Kunststoffe unterschiedlicher dender Kunststoffschichten seitlich in die benach-Härte miteinander verschweißt werden sollen. In barten Vertiefungen gedrückt, und danach werden diesem Fall genügt es, nur die Schweißfläche des aus durch Aufeinanderdrücken der Schweißflächen die härterem Kunststoff bestehenden Gegenstandes mit die Oberflächen vergrößernden Vorsprünge völlig den ihre Oberfläche vergrößernden Erhebungen und 40 zum Verschwinden gebracht, wobei eine innig und Vertiefungen zu versehen, die durch Prägen oder homogen verbundene Mischzone der aufgeschmol-Walzen hergestellt werden können. Eine Kunststoff- zenen Materialteile entsteht. Die tieferliegenden masse mit geringerem Weichmachergehalt schmilzt Kunststoffschichten werden einerseits durch den die bekanntlich schwerer und langsamer als eine solche aufgeschmolzenen Kunststoffteile in die Vertiefung mit größerem Weichmachergehalt; Temperatur und 45 drückenden Heizkörper weiter erhitzt, und anderer-Erwärmungszeit sollen aber nach Möglichkeit gleich seits werden in den Vertiefungen die tieferliegenden gehalten werden. Bei richtiger Wahl der Profilierung Kunststoffschichten durch den direkten Wärmeüberdes härteren Materials ermöglicht es die Erfindung, gang des bereits aufgeschmolzenen Materials ergleiche Aufschmelztiefen der verschiedenen Werk- weicht. Dabei wird aber so viel Wärme abgeführt, stoffe unter gleichen Erwärmungsbedingungen zu 50 daß das bereits geschmolzene Material durch die erhalten, d.h., man kann die Schweißzeit auf das vom Heizkörper zugeführte Wärme nicht überhitzt leichter schmelzbare Material abstellen und verkür- werden kann.

zen bzw. die Schweißgeschwindigkeit erhöhen. Selbst- Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren,

verständlich kann man auch beide Teile mit einer bei dem die Erhebungen und Vertiefungen auf den

der unterschiedlichen Härte angepaßten verschieden- 55 zu verschweißenden Oberflächen durch Zufuhr von

artigen Profilierung bzw. Oberflächengestaltung ver- Heißgas aufgeschmolzen werden, wird erfindungs-

sehen. So läßt sich stets sicherstellen, daß unter glei- gemäß das Heißgas im wesentlichen senkrecht zu den

chen Wärmebedingungen die gleiche bzw. eine ent- Schweißflächen in deren Vertiefungen hineingeblasen

sprechende Materialmenge an beiden Teilen aüfge- und schmilzt dadurch die vergrößerte Oberfläche

schmolzen wird. 60 gleichmäßig auf; beim Aufeinanderdrücken der

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung Schweißflächen werden die die Oberfläche vergröist die Herstellung von Schuhwerk mit Laufsohlen ßernden Vorsprünge ineinandergedrückt, und es entaus einem weichgestellten thermoplastischen Kunst- steht eine innig und homogen verbundene Mischstoff, z. B. PVC, die an dem Oberschuh mittels eines zone der aufgeschmolzenen Materialteile. Es genügt zuvor an diesem festgelegten umlaufenden Rahmens 65 hier, nur eine dünne Oberflächenschicht der erfinbefestigt werden, der seinerseits aus einem wesent- dungsgemäß gestalteten Oberflächen durch das einlich härteren thermoplastischen Kunststoff gleicher geblasene Heißgas aufzuschmelzen, um die gleiche Art besteht und mit einer Randzone der Sohle Menge an aufgeschmolzenem Kunststoff zu erhalten

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und in den schweißfähigen Zustand zu überführen, midenseitenflächen unter etwa 45° zu der mittleren wie sie bei ebenen Oberflächen nach längerer Auf- Schweißflächenebene geneigt sind — eine Oberheizzeit erreicht werden. flächenvergrößerung von etwa 40%.

Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Bei gleicher Wärmedurchgangsbelastung der Ober-

Verfahrens sind in der Zeichnung einige Anwen- 5 fläche kann man also die den Schweißflächen durch dungsbeispiele des Verfahrens veranschaulicht; es Strahlung oder Heißluft zugeführte Wärmemenge zeigt um etwa 40% steigern, so daß die Heizdauer ent-

F i g. 1 zwei Stücke eines gleichartigen thermo- sprechend abgekürzt und damit das Aufschmelzen plastischen Kunststoffes, die nach Aufschmelzen der der jeweils für die einwandfreie Schweißung notwen-Oberflächenschichten ihrer einander zugewandten io digen Materialmenge der Oberflächenschicht be-Schweißflächen miteinander verschweißt werden schleunigt wird, sollen, Man ersieht aus der Darstellung gemäß F i g. 1

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Schweiß- ferner, daß ein Teil der zugeführten Wärme, der zwivorganges, bei dem die einander zugewandten Ober- sehen den Erhebungen 3 im Bereich der Vertiefunflächenschichten der beiden Kunststoffstücke gemäß 15 gen 4 auf das Kunststoffmaterial übertragen wird, F i g. 1 unter Verwendung eines bekannten Heizkeiles unmittelbar in die tieferen Schichten der Kunststoffan ihren Schweißflächen geschmolzen und anschlie- stücke 1 und 2 eindringt. Dies gilt sowohl für Wärmeßend fest aufeinandergedrückt werden, übertragung durch Strahlung als auch für eine

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, die das Wärmeübertragung durch heiße Gase, die im wesent-Verschweißen zweier bandförmiger, mit parallelen a° lichen senkrecht zu den gerasterten Schweißflächen Rippen versehener Kunststoffprofile veranschaulicht, geblasen werden; im letzteren Falle tritt eine weitere

Fig. 3a und 3b senkrechte Querschnitte längs vorteilhafte Wirkung dadurch ein, daß die Gasder Schnittlinien IIIα-ΙΙΙα und IIIWIIb der Fig. 3, strömung durch die Vorsprünge zur Bildung von

F i g. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil Wirbeln angeregt wird, wodurch bekanntlich eine eines Oberschuhes mit Kunststoffrahmen und einer 25 Erhöhung des Wärmeüberganges eintritt, an den Rahmen des Oberschuhes durch Anschwei- Die F i g. 2 veranschaulicht das Verschweißen der

ßen zu befestigenden Kunststoff-Laufsohle, beiden in Fig. 1 dargestellten Kunststoffteile 1 und2

F i g. 5 eine schräg von unten gesehene schaubild- mit Hilfe eines bekannten Heizkeiles 5, der zwischen liehe Darstellung eines Abschnittes eines Kunststoff- den beiden mit Vorsprüngen versehenen Schweißrahmens, dessen Profilform von dem in F i g. 4 dar- 30 flächen 1' und 2' der Teile 1 und 2 — vorzugsweise gestellten Rahmen abweicht. stetig — hindurchgeführt wird. Die Richtung der

Die in der Fig. 1 dargestellten beiden Stücke 1 Relativbewegung des Heizkeiles gegenüber den und 2 aus gleichartigem thermoplastischem Kunst- Kunststoffteilen ist durch den Pfeil 6 gekennzeichnet, stoff sollen mit ihren einander zugewandten Schweiß- An der Auf lauf seite 6 a des Heizkeiles, die etwas abflachen durch Verschweißen fest verbunden werden. 35 gerundet ist, berühren die pyramidenförmigen Vor-Eine derartige flächenhafte Verschweißung bedingt sprünge3 die heiße Heizkeilfläche zunächst mit das Aufschmelzen einer Oberflächenschicht gewisser ihren Spitzen, die dabei rasch aufgeschmolzen wer-Tiefe, damit beim anschließenden Aufeinanderdrük- den. Beim weiteren Verschieben über die Heizkeilken der Schweißflächen das Kunststoffmaterial der fläche werden die Spitzen der pyramidenförmigen aufgeschmolzenen Schichten innig ineinanderfließen 40 Erhebungen mehr und mehr in aufgeschmolzenem kann. Zustand abgetragen und das abgetragene, geschmol-

Die Beheizung der Schweißflächen kann durch zene Material in die Lücken oder Vertiefungen 4 äußere Wärmezufuhr zu diesen Flächen in beliebiger zwischen den pyramidenförmigen Erhebungen be-Weise erfolgen, z. B. durch einen zwischen die beiden fördert. An der Ablaufseite des Heizkeiles ist von Kunststoffstücke 1 und 2 eingeführten Strahlungs- 45 den Erhebungen so viel abgetragen, daß die zwischen heizkörper, der nach beiden Seiten strahlende Wärme ihnen liegenden Lücken vollständig mit aufgeschmolabgibt und die im Abstand von dem Heizkörper ge- zenem Material gefüllt sind. Da auch an den Abhaltenen Flächen entsprechend erhitzt; man kann tragsflächen größere Wärmemengen in das Kunstauch ein heißes Gas zwischen die Flächen einführen, Stoffmaterial hineinwandern, ist hinter dem Heizkeil das durch Konvektion die zum Aufschmelzen der 50 an jedem der beiden Teile 1 und 2 eine Kunststoff-Flächen notwendige Wärme an diese Flächen über- Oberflächenschicht 7 bzw. 8 mit einer angenähert der trägt. Hälfte der ursprünglichen Höhe der Erhebungen ent-

Um die Wärmeaufnahmefähigkeit der beiden sprechenden Stärke weitgehend gleichmäßig aufge-Schweißflächen zu steigern, das Einbringen der schmolzen; beim festen Zusammendrücken der bei-Wärme in die unterhalb der Oberfläche liegenden Be- 55 den Teile in Richtung der Pfeile 10 erfolgt dann über reiche der Oberflächenschichten zu begünstigen und diese Schichten die feste und innige Schweißverdamit die Erhitzungsdauer abzukürzen, sind die ein- bindung.

ander zugewandten Schweißflächen mit Vorsprün- In der durch gestrichelte Begrenzungslinien 9 ver-

gen 3 und Vertiefungen 4 versehen, welche die ge- anschaulichten Schweißschicht sind die aufgeschmolsamte Oberfläche der Schweißflächen stark ver- 60 zenen Oberflächenschichten 7, 8 beider Teile vollgrößern. ständig ineinandergeflossen. Wenn es sich um zwei

Die Vorsprünge 3 sind bei dem dargestellten Aus- vollkommen gleichartige Kunststoffmischungen in führungsbeispiel durch Pressen oder Walzen herge- den Teilen 1 und 2 handelt, fließt das Kunststoffstellte pyramidenförmige Erhebungen; zwischen die- material so ineinander, daß innerhalb der Schweißsen Erhebungen liegen entsprechende Vertiefungen 4 65 schicht nachher nicht mehr festzustellen ist, in in Form einander kreuzender Rinnen. Die Vor- welcher Weise das Material ineinandergeflossen ist. Sprünge3 sind nach einem gleichmäßigen Raster- Die Darstellung in den Fig. 3, 3a und 3b zeigt

muster angeordnet und ergeben — wenn die Pyra- ein Beispiel für das Verschweißen zweier Kunststoff-

streifen Γ, 2', die an ihren einander zugewandten zwei Formteile aus thermoplastischen Kunststoffen Flächen —· den Schweißflächen — mit dicht neben- grundsätzlich gleicher Art, aber unterschiedlicher einanderliegenden, parallelen Längsrippen 3' vom Härte miteinander verschweißt werden, wobei es zur dreieckigen Profil versehen sind. In diesem Falle er- Erzielung der angestrebten Vorteile genügt, wenn folgt die Wärmeübertragung von dem Heizkeil 5 auf 5 nur der aus härterem Kunststoff bestehende Teil im das Kunststoffmaterial grundsätzlich in der gleichen Bereich seiner Schweißfläche mit den oberflächen-Weise, wie dies im Zusammenhang mit der Darstel- vergrößernden Erhebungen oder Vertiefungen verlung in F i g. 2 geschildert wurde. Der Unterschied sehen wird.

besteht lediglich darin, daß der Heizkeil 5 das an Die Darstellung in F i g. 4 zeigt einen senkrechten

den äußeren Kanten der Rippen 3' aufgeschmolzene io Teil-Querschnitt durch den Vorderteil eines Ober-Kunststoffmaterial nach beiden Seiten in die zwischen schuhes 12 und der mit diesem Oberschuh zu verden Rippen liegenden Vertiefungen 4' drückt, bis bindenden Laufsohle 13. Das Oberleder 14 und die diese praktisch ausgefüllt sind. Der Vergleich zwi- Brandsohle 15 sind durch eine etwa senkrecht verschen den F i g. 3 a und 3 b zeigt, daß auch bei der laufende Naht 16 in den U-förmigen Rahmen 17 zuVerwendung durchlaufender paralleler Rippen ein 15 sammen festgelegt. Der Rahmen 17 — der in an sich »Abtragen« bis etwa zu der halben Höhe der Rip- bekannter Weise als gerades »endloses« Profil aus pen erfolgt und somit stets neue Kunststoffschichten Polyvinylchlorid mit geringem Weichmachergehalt mit der Heizkeiloberfläche in Berührung kommen. gespritzt ist — weist an seiner Unterseite 18 eng

Bei dem Zusammendrücken der beiden Kunst- nebeneinanderliegende, parallel zueinander verlaustoffstreifen hinter dem Heizkeil werden auch die 20 fende Rippen 19 auf. Die mit dem Rahmen zu vernoch in F i g. 3 b erkennbaren Lücken oder Hohl- bindende Laufsohle 13 des Schuhes besteht aus räume 11, deren Oberflächen vorher durch von dem weichgestelltem Polyvinylchlorid, das einen niedri-Heizkeil ausgehende Strahlungswärme beheizt wor- geren Schmelzpunkt hat als das Material des Rahden sind, vollkommen geschlossen. mens 17. Die Sohle ist in ihrem mittleren Teil 13 a

Es dürfte klar sein, daß bei den Schweißvorgän- 25 hochgewölbt und mit an der Unterseite der Wölbung gen, wie sie in Fig. 2 bis 3b veranschaulicht sind, angebrachten Stützprofilen 13δ versehen,
statt der Heizkeile auch Strahlungsheizkörper oder Für die Durchführung der Schweißung zwischen

ein auf die Schweißflächen zu blasendes Heißgas für der oberseitigen Randzonenschweißfläche 20 der das Aufschmelzen des Kunststoffmaterials in den Sohle 13 und der unterseitigen, mit den Rippen 19 Oberflächenschichten im Bereich der Schweißflächen 30 versehenen Schweißfläche 18 des Rahmens 17 wird Verwendung finden können. In diesem Falle werden nun entweder ein Heizkeil zwischen den Schweißnicht nur die Vorsprünge, sondern auch die Vertie- flächen hindurchgeführt, wie dies im Zusammenfungen kräftig beheizt. hang mit Fig. 2 beschrieben ist, oder man heizt die

Das Ineinanderfließen der aufgeschmolzenen Schweißflächen durch einen mit beiderseitigem Ab-Kunststoffschichten wird beim anschließenden Auf- 35 stand zwischen ihnen angeordneten Strahlungsheizeinanderpressen der Teile dadurch begünstigt, daß körper oder auch durch ein Heißgas auf, das auf die die Vorsprünge weitgehend aufgeschmolzen sind, bei Schweißflächen geblasen wird,
ihrem Aufeinandertreffen stark verformt werden, die Die Rippen 19 auf der Unterseite 18 des relativ

geschmolzenen Kunststoffmassen sich ineinander- harten Rahmens 17 bewirken in allen drei Fällen der schieben und sich dabei unter Zerreißen der äußeren 40 Beheizung, daß das Material der Schweißfläche des Oberflächenschichten innig miteinander mischen. Rahmens genau so schnell bis zu einer gewissen Dieses Zerstören der ursprünglichen Oberflächen- Tiefe aufgeschmolzen wird wie das Material an der schichten erweist sich als besonders günstig für die glatten Schweißfläche 20 der Sohle 13. Nach dem Festigkeit der erzeugten Schweißverbindung. Beheizen werden Sohle und Rahmen fest aneinander-

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß durch 45 gedrückt, wobei die innige Verschweißung erfolgt, die Oberflächenvergrößerung der Schweißflächen, die Bei der Heizkeilschweißung geschieht dies vorzugsbei Strahlungs- und Heißgasbeheizung bis zum Auf- weise stetig mit dem Fortschreiten des Heizkeiles am einanderpressen der Kunststoffteile zumindest ange- Umfang des Schuhes; bei den beiden anderen Benähert bestehenbleibt, auch noch eine Vergrößerung heizungsverfahren kann man die Schweißflächen der miteinander verschweißten Flächen des Kunst- 5o gegebenenfalls gleichzeitig am gesamten Umfang bestoffteiles gegeben ist, so daß die Schweißnaht auch heizen, so daß das Zusammenpressen von Oberschuh allein aus diesem Grund eine höhere Festigkeit be- und Sohle — nach dem Entfernen der Heizvorrichkommt, als wenn die Schweißung nur zwischen zwei tang ■— ebenfalls gleichzeitig am gesamten Umfang vollkommen ebenen Flächen erfolgt. erfolgen kann.

Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere dann aus, 55 Die Ausbildung des Kunststoffrahmens mit an wenn Kunststoffmischungen mit an sich nicht seiner Unterseite eng nebeneinander vorgesehenen schweißfähigen Bestandteilen, wie Weichmachern oberflächenvergrößernden Erhebungen und/oder oder Füllstoffen, miteinander verschweißt werden Vertiefungen, insbesondere parallelen Rippen, ist gemüssen. Dabei wird durch die Oberflächenvergröße- genüber dem bekannten Stand der Technik neu und rung — im Vergleich mit ebenen Schweißflächen — ^6o hat — wie oben auseinandergesetzt — eine vorteilerreicht, daß mehr voUschweißfähige Partikeln oder hafte technische Wirkung, indem sie eine Beschleu-Moleküle des die Grundlage der Mischungen bil- nigung des Schweißvorganges möglich macht,
denden Kunststoffes miteinander in innigem Schweiß- In der Fig. 5 ist ein Abschnitt eines abweichend

kontakt kommen und so die gesamte Festigkeit der gestalteten Schuhrahmens 21 für sich allein darge-Schweißnaht entsprechend der Oberflächenvergröße- 65 stellt; aus dieser Figur ist die Anordnung der parrung gesteigert wird. allelen Rippen 19 auf der Rahmenunterseite beson-

Die F i g. 4 veranschaulicht ein Ausführungsbei- ders deutlich zu erkennen. Dieses an sich bekannte, spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem z. B. für Rahmenschuhwerk der Good-Jear-Machart

zu verwendende Rahmenprofil ist nur in der äußeren Zone 22 seiner Unterseite mit den Rippen 19 versehen, da nur in dieser Randzone die Verschweißung mit der entsprechenden Randzone auf der Oberseite der Laufsohle erfolgt. Die oberseitige Wulstrippe 23 ist zur äußeren Stützung des Oberleders bestimmt, dessen Rand zusammen mit der Brandsohle durch eine in der Nut 24 versenkt liegende Naht mit dem Rahmen fest verbunden wird.

Claims (6)

Patentansprüche: IO

1. Verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff mit einer durch äußere Wärmezufuhr aufschmelzbaren und durch anschließendes Aufeinanderdrücken miteinander fest verbindbaren Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der zu verschmelzenden Oberflächenschichten mit einem Profil, z. B. einem Raster aus pyramiden-, kegel- oder kuppenförmigen Erhebungen oder Vertiefungen bzw. mit nebeneinanderliegenden parallelen Rippen oder Rinnen versehen ist.

2. Verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile nach Anspruch 1 aus thermoplastischem Kunststoff unterschiedlicher Härte, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Schweißfläche des aus härterem Kunststoff bestehenden Gegenstandes mit den ihre Oberfläche vergrößernden Erhebungen und Vertiefungen versehen ist.

3. Verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Erhebungen und/oder der Vertiefungen in der Größenordnung von etwa 0,3 bis 1,5 mm liegt.

4. Verschweißbare Gegenstände bzw. Formteile aus thermoplastischem Kunststoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, insbesondere Kunststoffrahmen eines zum Verschweißen mit einer Laufsohle geeigneten Oberschuhes, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Kunststoffrahmen an seiner unterseitigen Schweißfläche mit Vorsprüngen oder Vertiefungen, insbesondere Längsrippen, versehen ist.

5. Verfahren, bei dem die Erhebungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auf den zu verschweißenden Oberflächen mittels eines die Aufschmelzwärme zuführenden, zwischen den Schweißflächen hindurchgeführten Heizkörpers aufgeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bewegen des Heizkörpers relativ zu den Schweißflächen unter Druckberührung zunächst die äußersten Teile der Erhebungen aufgeschmolzen werden und dieses aufgeschmolzene Material unter Freigabe tieferer, zur weiteren Erwärmung frei werdender Kunststoffschichten seitlich in die benachbarten Vertiefungen gedruckt wird und daß danach durch Aufeinanderdrücken der Schweißflächen die oberflächenvergrößernden Vorsprünge völlig verschwinden und eine innig und homogen verbundene Mischzone der aufgeschmolzenen Materialteile entsteht.

6. Verfahren, bei dem die Erhebungen und Vertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auf den zu verschweißenden Oberflächen durch Zufuhr von Heißgas aufgeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas im

■ wesentlichen senkrecht zu den Schweißflächen in deren Vertiefungen hineingeblasen wird und dadurch die vergrößerte Oberfläche gleichmäßig aufschmilzt und daß beim Aufeinanderdrücken der Schweißflächen die oberflächenvergrößernden Vorsprünge ineinander verdrückt werden und eine innig und homogen verbundene Mischzone der aufgeschmolzenen Materialteile entsteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 717 914, 846 915;
österreichische Patentschrift Nr. 208 065;
Zeitschrift »Werkstoff und Korrosion«, 1956, Heft 8/9, S. 507.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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