DE19719282C2

DE19719282C2 - Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zweier Materialbahnen

Info

Publication number: DE19719282C2
Application number: DE19719282A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hinderer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2017-05-08
Also published as: DE19719282A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zweier Material bahnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruches 2, sowie eine Schweißverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Die Herstellung von dauerhaften Verbindungen zwischen zwei Materialbahnen, von de nen mindestens eine nicht oder nur bedingt schweißbar ist, erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Klebstoffes. Aufgrund von unsauberen Oberflächen vor dem Verkleben der beiden Materialbahnen wird die Qualität der Verbindung erheblich beeinträchtigt. Ferner altern die Klebstoffe, so daß sich die Verbindung im Laufe der Zeit löst.

Aus der DE-PS 11 44 097 ist bekannt, einen mit Thermoplasten versetzten Faden unter Wärme- und Druckeinwirkung zur Nahtbildung zu verwenden. Dabei wird der Faden di rekt beim Verschweißen, entsprechend flüssigem Lötzinn bzw. Klebstoff aufgebracht. Das zumindest teilweise verflüssigte Material des Fadens verteilt sich zwischen den zu verbindenden Teilen unter Benetzung der Oberfläche. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Festigkeit der mit diesem Verfahren hergestellten Verbindung der Materialbahnen.

Die DD 231 484 A1 offenbart ein Verfahren zur Verbindung zweier Materialbahnen mit tels direkt in die Materialbahnen eingewebter Fäden. Ein für dieses Verfahren geeigneter Faden wird durch die DE 30 24 049 A1 offenbart. Nachteilig bei dieser Verbindung ist, daß ausschließlich in Fadenrichtung verlaufende Verbindungen möglich sind.

Aus der DE-OS 18 04 988 ist ein Verfahren zur Verbindung zweier schweißbarer Ma terialbahnen bekannt, jedoch müssen hierfür beide Materialbahnen aus miteinander ver schweißbaren Materialien bestehen. Dies schränkt die Einsatzbereiche derartiger Ma terialbahnen stark ein.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Verbindung zweier Materialbahnen aus beliebigen Materialien zur Verfügung zu stellen, die diese auf einfa che Weise mit ausreichender Festigkeit miteinander verbindet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 2, sowie durch eine Schweißverbindung zweier Materialbahnen mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Materialbahnen, von denen mindestens eine Materialbahn aus einem nicht oder nur be dingt schweißbaren Material besteht, vor, daß jede nicht oder nur bedingt schweißbare Materialbahn an der Stelle, an der später die Schweißnaht verläuft, mit einer Naht verse hen wird. Der Faden besteht dabei zumindest teilweise aus einem schweißbaren Material.

Zur Herstellung der Schweißverbindung werden die Materialbahnen derart aufeinander positioniert, daß die Nähte aufeinander liegen. Falls eine Schweißverbindung zwischen einer schweißbaren und einer nicht oder nur bedingt schweißbaren Materialbahn herge stellt werden soll, so kann die Naht beliebig positioniert werden. In Anschluß an die Posi tionierung erfolgt das Verschweißen. Als Schweißverfahren kommen vorzugsweise das Hochfrequenz-, Impuls- und Wärmeimpulsschweißen in Frage. Ferner ist das Preß schweißen, das Heizelementschweißen oder das Quellschweißen möglich. Diese Aufzäh lung ist jedoch nicht abschließend.

In Folge der Temperatur- und/oder Druckeinwirkung erfolgt ein Schmelzen des thermo plastischen Kunststoffes. Durch den einwirkenden Druck wird die Berührfläche der ein zelnen Fadenabschnitte bzw. des Fadens mit der Materialbahn vergrößert, die thermopla stischen Kunststoffe verschmelzen und bilden auf diese Weise eine stoffschlüssige Ver bindung. Die Verbindung löst sich auch dann nicht, wenn an einzelnen Stellen der Nähte die Fäden bspw. durch Abnutzung durchtrennt werden.

Gegenüber einer reinen Nahtverbindung weist die Schweißverbindung den Vorteil auf, daß die durch das Nähen entstandenen Löcher in den Materialbahnen infolge des Schweißvorganges zumindest teilweise mit dem Material des Fadens verschlossen sind. Zudem liegen die Löcher der beiden Nähte in aller Regel nicht aufeinander, so daß kein Licht durch die verschweißten Materialbahnen dringen kann.

Der Faden kann entweder vollständig aus einem schweißbaren Material bestehen oder eine Ummantelung aus einem schweißbaren Material aufweisen. Die Verwendung einer Ummantelung aus einem schweißbaren Material ermöglicht die Kombination unter schiedlichster Eigenschaften, insbesondere läßt sich die Schweißbarkeit der Ummantelung mit einer hohen Reißfestigkeit des Fadenkerns kombinieren.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes als Faden, da sich derartige Materialien besonders gut zum Schweißen eignen.

Vorzugsweise wird ein Faden aus Polyester oder PVC verwendet, da ein derartiger Faden sich zum einen gut verschweißen läßt und zum anderen eine ausreichende Festigkeit auf weist, um die beiden Materialbahnen sicher zusammenzuhalten. Ferner läßt sich ein Faden aus Polyester oder PVC leicht verarbeiten und ist zudem kostengünstig.

Eine besonders reißfeste und sichere Verbindung läßt sich mit Hilfe einer ummantelten Faser mit einem Kern aus einer oder mehreren besonders reißfesten Fasern, bspw. Glasfa sern herstellen.

Vorzugsweise haben die Fäden einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 2,0 mm. Derar tige Fäden lassen sich problemlos mit entsprechenden Industrienähmaschienen vernähen. Die Fadendicke hängt jedoch auch von der Stärke der Materialbahnen und der erforderli chen Belastbarkeit der Schweißverbindung ab.

Eine besonders sichere Verbindung wird dadurch erreicht, daß die Naht einzelne, an der zu verschweißenden Oberfläche schräg zur Längserstreckung der Naht und parallel zuein ander verlaufende Stiche aufweist. Dabei ist insbesondere ein Winkel α von 45° zur Längserstreckung der Naht geeignet.

Insbesondere in Verbindung mit einer zweiten Naht, die mit der ersten Naht verschweißt wird und die entsprechend der ersten Naht ausgestaltet ist, kann eine besonders sichere Schweißverbindung erzielt werden. Eine relativ große Toleranz bei der Positionierung ist möglich, setzt jedoch breite Nähte oder mehrere Nähte nebeneinander voraus. Bei der Positionierung ist darauf zu achten, daß sich die einzelnen Stiche der zu verschweißenden Nähte kreuzen.

Als Schweißverfahren sind insbesondere das Hochfrequenz-, auch als Ultraschallschwei ßen bezeichnet, oder Impulsschweißen geeignet.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit einer Naht versehene Materialbahn,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Faden,

Fig. 3 einen Schnitt durch zwei aufeinander vorpositionierte Materialbahnen, und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine fertige Schweißnaht.

Fig. 1 zeigt eine Materialbahn 1, die mit einer Naht 2 versehen ist. Dabei besteht die Materialbahn 1 aus einem Glasfasergewebe 4, das mit einer Beschichtung 5 aus Silikon 6 versehen ist. Die einzelnen Stiche 8 der Naht 2 verlaufen parallel zueinander und in einem Winkel α von 45° zur Längserstreckung der Naht 2. Dabei hat die Naht 2 eine Breite B von 1 cm. Der die Naht 2 bildende Faden 10 besteht im Kern 12 aus einer Glasfa ser. Dieser Kern 12 ist mit Polyester 14 ummantelt (siehe Fig. 2).

Fig. 3 zeigt einen Schnitt quer durch die mit der Naht 2 versehene Materialbahn 1. Auf dieser Materialbahn 1 ist eine zweite Materialbahn 1' vorpositioniert, die ebenfalls mit einer Naht 2' versehen ist, welche der Naht 2 entspricht.

Für den eigentlichen Schweißvorgang wird über der Naht 2' der Materialbahn 1' ein Hochfrequenzwerkzeug, das mit einer Sonotrode verbunden ist, und unter der Naht 2 der Materialbahn 1 ein Widerlager angeordnet. Zwischen dem Hochfrequenzwerkzeug und dem Widerlager werden die Materialbahnen 1 und 1' zusammengepreßt. Mit Hilfe des Ultraschalls, der von dem Hochfrequenzwerkzeug aufgrund der Anregung durch die So notrode abgestrahlt wird, werden die die Nähte 2 und 2' bildende Fäden 10, 10' erwärmt, bis sie plastisch verformbar sind. Infolge des Druckes, der auf die Materialbahnen 1 und 1' ausgeübt wird, verformen sich die Fäden 10, 10' an den Stellen, an denen sie sich be rühren und an denen höchste Druck herrscht. Dies sind die Stellen, an denen sich die Fä den 10 der beiden Nähte 2, 2' kreuzen. An diesen Stellen verschmelzen die beiden Fäden 10, 10' miteinander, so daß sich eine stoffschlüssige Verbindung ergibt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Bezugszeichenliste

1

Materialbahn

1

'Materialbahn

2

Naht

2

'Naht

4

Glasfasergewebe

5

Beschichtung

6

PTFE

8

Stiche

10

Faden

10

'Faden

12

Glasfaserkern

14

Polyester
αWinkel

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Materialbahnen (1, 1'), wobei mindestens eine Materialbahn (1, 1') aus einem nicht oder nur bedingt schweiß baren Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) jede nicht oder nur bedingt schweißbare Materialbahn (1, 1') an der Stelle, an der später die Schweißnaht verläuft, mit einer Naht (2, 2') versehen wird,
b) als Faden (10, 10') für die Naht (2, 2') ein Faden (10, 10') verwendet wird, der zu mindest teilweise aus einem schweißbaren Material besteht,
c) die Materialbahnen (1, 1') derart aufeinander positioniert werden, daß die Nähte (2, 2') aufeinander liegen, und
d) die Fäden (10, 10') miteinander verschweißt werden.

2. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Materialbahnen (1, 1'), wobei eine Materialbahn (1, 1') aus einem nicht oder nur bedingt schweißbaren Mate rial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) jede nicht oder nur bedingt schweißbare Materialbahn (1, 1') an der Stelle, an der später die Schweißnaht verläuft, mit einer Naht (2, 2') versehen wird,
b) als Faden (10, 10') für die Naht (2, 2') ein Faden (10, 10') verwendet wird, der zu mindest teilweise aus einem schweißbaren Material besteht,
c) die mit der Naht (2, 2') versehene Materialbahn (1, 1') auf der schweißbaren Ma terialbahn (1, 1') positioniert wird und
d) der Faden (10, 10') mit der schweißbaren Materialbahn (1, 1') verschweißt wird.

3. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (10, 10') vollständig aus einem schweiß baren Material besteht oder daß der Faden (10, 10') eine Ummantelung aus einem schweißbaren Material aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (10, 10') aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.

5. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (10, 10') aus Polyester (14) oder PVC besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (10, 10') einen Kern (12) aus einer oder mehreren Glasfasern aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (10, 10') einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 2,0 mm hat.

8. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß die Naht (2, 2') einzelne, an der zu verschweißen den Oberfläche schräg zur Längserstreckung der Naht (2, 2') und parallel zueinander verlaufende Stiche (8) aufweist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprü chen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stiche (8) der Naht (2, 2') einen Winkel α von 45° zur Längserstreckung der Naht (2, 2') aufweisen.

10. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stiche (8) zweier aufeinanderliegender Nähte (2, 2') sich kreuzen.

11. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Schweißverfahren das Hochfrequenz- oder Impulsschweißen verwendet wird.

12. Schweißverbindung zweier Materialbahnen (1, 1'), dadurch gekennzeichnet, daß als Schweißhilfsmittel an mindestens einer Materialbahn (1, 1'), die nicht schweißbar ist, Fäden (10, 10') vorgesehen sind, die eine Naht (2, 2') bilden und daß die Fäden (10, 10') der Naht (2, 2') mit Fäden (10, 10') der dieser Naht (2, 2') zugeordneten Naht (2, 2') oder mit einer schweißbaren Materialbahn (1, 1') verschweißt sind.

13. Schweißverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (10, 10') bei mindestens einer Materialbahn (1, 1') in Form einer Naht (2, 2') vorgesehen sind, wobei die einzelnen Stiche (8) der Naht (2, 2') parallel zueinander und schräg zur Längserstreckung der Naht (2, 2') angeordnet sind.