DE1604607B2 - Vorrichtung zum verschweissen der lagen von thermoplastischen kunststofffolien - Google Patents

Vorrichtung zum verschweissen der lagen von thermoplastischen kunststofffolien

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DE1604607B2 DE19661604607 DE1604607A DE1604607B2 DE 1604607 B2 DE1604607 B2 DE 1604607B2 DE 19661604607 DE19661604607 DE 19661604607 DE 1604607 A DE1604607 A DE 1604607A DE 1604607 B2 DE1604607 B2 DE 1604607B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen der Lagen von thermoplastischen Kunststoffolien mit einem elektrischen Wärmestrahler, vorzugsweise in Gestalt eines elektrischen Widerstandsdrahtes in einem Quarzrohr, angeordnet in einem Stab, der an seiner den zu verschweißenden Folien gerichteten Seite einen sich über die Länge des Strahlers erstreckenden Schlitz aufweist, durch dessen Breite die Breite der Schweißnaht bestimmt ist und an seiner der zu verschweißenden Folie weggerichteten Seite ebenfalls offen ist.
Bei der bekannten Vorrichtung der vorbeschriebenen Art erfolgt die Erhitzung durch einen Glühdraht, der seine Strahlen in radialer Richtung aussendet und dadurch durch Strahlung auch das Aufnahmegehäuse erhitzt. Die Erhitzung des Aufnahmegehäuses und die von dem Aufnahmegehäuse in unkontrollierbare Richtungen abgelenkte Hitzestrahlung kann zu einer unerwünschten Vorwärmung der Folie dienen. Bei der bekannten Lösung geht die nach außen von der Folie weggerichtete Hitze für die Verschweißung der Folie verloren und führt auch zu einer unerwünschten Erhitzung angrenzender Bauteile.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, die vorhandene Hitzestrahlung unter weitgehend der Vermeidung der Erhitzung des Aufnahmegehäuses voll auszunutzen und die Güte der Schweißnähte zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Verschweißen der Lagen von thermoplastischen Kunststoffolien mit einem elektrischen Wärmestrahler, vorzugsweise in Gestalt eines elektrischen Widerstandsdrahtes in einem Quarzrohr, angeordnet in einem Stab, der an seiner den zu verschweißenden Folien gerichteten Seite einen sich über die Länge des Strahlers erstreckenden Schlitz aufweist, durch dessen Breite die Breite der Schweißnaht bestimmt ist und an seiner der zu verschweißenden Folie weggerichteten. Seite ebenfalls offen ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mantelfläche des Quarzrohres, die der zu verschweißenden Folie abgekehrt ist, mit einer Reflektionsschicht abgedeckt ist. Durch diesen Vorschlag wird erreicht, daß die Hitzestrahlen in Richtung zu dem offenen Ende des Stabes als Aufnahmegehäuse, das den zu verarbeitenden Folien zugekehrt ist, gebündelt werden und dadurch ihre Intensität erhöht wird. Zugleich wird erreicht, daß die Hitzestrahlen durch ihre Bündelung nicht zu den Wandungen des Gehäuses gelangen und auch nicht durch die Öffnung, die der Folie weggerichtet ist, nach außen gelangen. Die Bündelung der Strahlen durch die reflektierende Abdeckung ergibt auch eine Begrenzung der einwirkenden Hitzestrahlen auf die zu verarbeitende Folie, so daß. die Schweißnähte mit ausgeprägter Seitenbegrenzung erhalten werden.
An Stelle der Reflektionsschicht an der Mantelfläche des Quarzrohres kann auch oberhalb des Quarzstrahlers im Stab oder am Stab ein dessen Strahlen zum Schlitz im Stab weisender Reflektor vorhanden sein.
Zur Kühlung des Stabes durch Wasserkühlung kann der Stab Kühlkanäle aufweisen, die mit diesem einstückig sind. Dies läßt sich erreichen durch Stranggießen der Stäbe oder bei gegossenen Stäben durch entsprechendes Einlegen von Kernen in die Gießform. Besonders vorteilhaft wird in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung zur Kühlung des Stabes vorgeschlagen, daß der Stab an seinen längsverlaufenden Seiten im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen aufweist, in denen jeweils zugeordnete Kühlleitungsrohre angebracht sind.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß ein Stab mit Quarzstrahler in einer rotierenden Trommel angeordnet ist, wobei die Trommel in ihrer Mantelfläche einen sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz zum Durchlaß der Hitzestrahlen aufweist. Diese Lösung ist vorgesehen zum Herstellen von Schweißnähten, die sich quer zur Bewegungsrichtung der Folie bei ihrer Verarbeitung erstrecken.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal wird zum Herstellen von Querschweißungen vorgeschlagen, daß der Stab mit dem Quarzstrahler, vor-
zugsweise zwei um 180° versetzte Stäbe mit Quarzstrahlern an einer rotierenden Welle angeordnet ist und eine zweite Welle mit federnd gelagerten, mit Quarzstrahlern versehenen Stäben vorhanden ist, wobei bei der Rotation der den verschiedenen Wellen zugeordneten Stäbe diese auf einem Teil ihrer Umfangsbewegung einander anliegen. Durch diesen Vorschlag wird in gleicher Weise wie bei Anwendung der Stäbe mit Quarzstrahler in einer Trommel die Anbringung von Quarzschweißungen bei kontinuierlich bewegten Folienbahnen ermöglicht.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausbildungsformen, vielmehr sind weitere, im Rahmen der Erfindung liegende Abwandlungen möglich. Es zeigt
F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,
F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine abgewandelte erfindungsgemäße Vorrichtung,
F i g. 3 einen vertikalen Schnitt durch eine weitere Abwandlung,
F i g. 4 einen vertikalen Schnitt durch eine weitere Abwandlung,
F i g. 5 einen vertikalen Schnitt durch eine weitere; Abwandlung,
F i g. 6 in perspektivischer Darstellung die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung bei einer rotierenden Schweißtrommel,
Fig.7 eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Wärmestrahler in Stirnansicht.
F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verschweißung der Lagen 10 und 11 aus thermoplastischer Kunststoffolie. Vorhanden ist der Stab 12, der vorzugsweise einstückig innen hohl ist zur Aufnahme eines Quarzstrahlers 13, bestehend aus einem Quarzrohr 14 mit einem in dessen Inneren angeordneten Widerstandsdraht 15. Der Stab 12 hat zur Aufnahme des Quarzstrahlers 13 einen ausreichenden Innenraum, so daß zwischen Außenwandung des Quarzstrahlers und Innenwandung des Stabes ein ausreichend bemessener Abstand vorhanden ist.
Der Quarzstrahler hat an seiner oberen Mantelfläche, die den miteinander zu verschweißenden Folienlagen 10 und 11 weggerichtet ist, eine Reflektionsschicht in Gestalt einer Goldauflage 16. Der Stab 12 weist an seiner den Folienlagen 10 und 11 zugerichteten· Seite einen sich über die Länge des Quarzstrahlers erstreckenden Schlitz 17 auf, dessen Breite die Schweißnaht bestimmt. Ein breiter Schlitz ergibt eine breite Schweißnaht, ein schmaler Schlitz ergibt eine schmale Schweißnaht.
Der Stab 12 ist Wassergekühlt und weist zu beiden Seiten des Quarzstrahlers Kühlkanäle 18 auf. Der Stab 12 ist oben offen, um durch diese Öffnung 19 zur Kühlung beizutragen. In vielen Fällen kann die Anordnung nur eines Stabes 12 mit Quarzstrahler zur Schweißung von zwei Lagen ausreichend sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch zwei gegenüberliegende Stäbe mit Quarzstrahlern angeordnet, zwischen denen die zu verschweißenden Folienlagen durchgeführt werden, wie das in F i g. 1 dargestellt ist. Die den Folienlagen zugerichteten Flächen der Stäbe können in einem geringen Abstand zu den Außenflächen der Folienlagen 10, 11 vorhanden sein. Sie können aber auch an den Außenflächen der Folienlagen anliegen.
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung anwendbar ist bei Folienlagen, die in Achsrichtung der Stäbe 12 bewegt werden und somit eine Längsschweißung ergeben, aber auch bei Folienlagen, die in angegebener Pfeilrichtung 20 quer zur Längserstreckung der Stäbe 12 bewegt werden, so daß Querschweißnähte 21 erhalten werden.
Die F i g. 2 bis 4 zeigen verschiedene Abwandlungen. Der Stab 12 wird wassergekühlt durch zwei an
ίο den Längsseiten angebrachte, in halbkreisförmige Rinnen eingelegte Kühlleitungen 22. Auch bei dieser Ausbildung ist der Stab 12 oben offen. Die Breite 17 des Schlitzes an der Stabseite, die den zu verschweißenden Folienlagen zugerichtet ist, bemißt auch hier die Breite der Schweißnaht.
F i g. 3 zeigt die Ausbildung nach F i g. 2 mit der Abwandlung, daß zwei nebeneinanderliegende Schlitze 17 vorhanden sind. Erreicht wird dies durch eine längsverlaufende Leiste 22 a, die einen breiten Schlitz unterteilt. Diese Leiste 22 a besteht vorteilhaft entweder aus einem sehr hochtemperaturbeständigen· Werkstoff, oder aber sie ist wassergekühlt.
F i g. 4 zeigt die Anordnung von zwei übereinanderliegenden Quarzstrahlern, wobei ein 8-förmiges einstückiges Quarzrohr vorhanden ist und jedem Rohr zugeordnet Widerstandsdrähte 15 zugeordnet sind. Oberhalb des doppelten Quarzstrahlers ist ein sich über die Länge der Quarzstrahler erstreckender halbkreisförmig gebogener Reflektor 23 vorhanden.
Durch die in F i g. 4 dargestellte Ausbildung und Anordnung des doppelten Quarzstrahlers wird erreicht, daß die Strahlung des oberen Quarzstrahlers überlagert und somit eine besonders· intensive Strahlungswirkung erreicht wird, die es möglich macht, entsprechend dicke Folien miteinander zu verschweißen oder aber dünne Folien innerhalb sehr kurzer Zeit.
Bei der Anordnung nach F i g. 5 ist ein doppelter Quarzstrahler fläch liegend angeordnet. Hier sind die obenliegenden Mantelflächen der Quarzrohre mit einer Goldauflage 16 versehen. Vorhanden ist wiederum eine vorteilhaft wassergekühlte Leiste 22 a, die einen breiten Schlitz unterteilt, so daß zwei Schlitze 17 im Stab 12 vorhanden sind, die zu zwei nebeneinander und längsverlaufenden Schweißnähten 21 führen. -
F i g. 6 zeigt eine Lösung zur Anbringung von Querschweißungen 21 bei fortlaufend bewegten Folienbahnen. Dazu werden die miteinander zu verschweißenden, in angegebener Pfeilrichtung 24 kontinuierlich bewegten Folien unterhalb der Umlenkrollen 24 und 25 geführt, so daß sie bei ihrer Wandung an einem Teil des Umfangs der Schweißwalze 27 anliegen. Die Mantelfläche 28 der Schweißwalze 27 ist mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz 29 versehen. Innen ist im nahen Bereich des Schlitzes 29 ein Stab 12 mit einem Quarzstrahler angeordnet. Der Schlitz 17 im Stab 12 kann wegfallen, sofern der Schlitz 29 so bemessen ist, daß seine Schlitzbreite die Breite der Schweißnaht bestimmt.
Es ist auch möglich, den Schlitz 29 größer zu bemessen und als wirksame Schlitzbreite den vorbeschriebenen Schlitz 17 am Stab 12 zu wählen.
Fig. 7 zeigt, daß jeweils um 180° zueinander versetzte Stäbe 12 mit Quarzstrahlem und Öffnungsschlitzen 17, die die Breite der Schweißnaht bestimmen, angeordnet sind an zugeordneten Wellen 30 und 31. Die Welle 30 rotiert in angegebener Pfeilrichtung 32 und die Welle 31 in angegebener Pfeil-
richtung 33. Die Stäbe 12 führen die durch die angegebenen Kreise 34 und 35 dargestellten Umfangsbewegungen aus. Die Wellen 30 und 31 rotieren synchron. Dadurch erfolgt jeweils bei einer Umdrehung von 180° eine Anlage der Stäbe 12, die den Wellen 30 und 31 zugeordnet sind und durch diese eine Verschweißung der zwischengelegten, in angegebener Pfeilrichtung bewegten Folien. Um eine Anlage der Stäbe 12 nicht nur im Scheitelpunkt zu erreichen, sondern auf einem Kreissektor, überschneiden sich die Kreisbewegungen 33 und 34. Um dies zu ermögliehen, sind die an der Welle 31 angebrachten Stäbe 12 auf zugeordneten Federn 37 gelagert, so daß sie bei der Anlage nach unten ausweichen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Verschweißen der Lagen von thermoplastischen Kunststoffolien mit einem elektrischen Wärmestrahler, vorzugsweise in Gestalt eines elektrischen Widerstandsdrahtes in einem Quarzrohr, angeordnet in einem Stab, der an seiner den zu verschweißenden Folien gerichteten Seite einen sich über die Länge des Strahlers erstreckenden Schlitz aufweist, durch dessen Breite die Breite der Schweißnaht bestimmt ist und an seiner der zu verschweißenden Folie weggerichteten Seite ebenfalls offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Quarzrohres, die der zu verschweißenden Folie abgekehrt ist, mit einer Reflektionsschicht abgedeckt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (12) an seinen längsverlaufenden Seiten im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen aufweist, in denen jeweils zugeordnete Kühlleitungsrohre (22) angebracht sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab (12) mit Quarzstrahler (13) in einer rotierenden Trommel (27) angeordnet ist, wobei die Trommel in. ihrer Mantelfläche einen sich in axialer Richtung erstrekkenden Schlitze (29) zum Durchlaß der Hitzestrahlen aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (29) in der Trommelwandung die Breite der Schweißnaht (21) bestimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (12) mit dem Quarzstrahler, vorzugsweise zwei um 180° versetzte Stäbe (12) mit Quarzstrahlern1, an einer rotierenden Welle (30) angeordnet ist und eine zweite Welle (31) mit federnd gelagerten, mit Quarz-Strahlern versehenen Stäben (12) vorhanden ist, wobei bei der Rotation der den verschiedenen Wellen (30, 31) zugeordneten Stäbe (12) diese auf einem Teil ihrer Umfangsbewegung einander anliegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionsschicht (16) aus einer Goldauflage besteht.
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