DE4439719A1 - Vorrichtung zum Verschweißen von Folienrändern - Google Patents

Vorrichtung zum Verschweißen von Folienrändern

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DE4439719A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überlappenden Verschweißen von Folienrändern mit Heizflächen zur Erhitzung der Folienränder.
Solche Vorrichtungen werden insbesondere zur Verschweißung von Folien im Deponiebau verwendet. Dabei werden hohe Anforderungen an die Qualität der Verschweißung gestellt, denn es muß absolute Dichtheit gewährleistet sein.
Bekannte Vorrichtungen (vgl. DE-OS 40 00 017) sind als fahrbare Einheiten ausgebildet, bei denen die überlappend ausgelegten Folienränder beim Verfahren der Vorrichtung übereinander in diese einlaufen und über einen keilförmig ausgebildeten Heizkörper geführt werden. Dieser keilförmige Heizkörper ist liegend angeordnet, d. h. die beiden Keilflächen liegen übereinander und die parallelen Stirnseiten haben vertikale Ausrichtung. Der Heizkörper ist mit seinem stumpfen Ende zum Einlauf hin gerichtet. Der obere Folienrand wird dabei über die oben liegende Keilfläche und der untere Folienrand über die untenliegende Keilfläche geführt. Beide Keilflächen vereinigen sich nach hinten in einer linienförmigen Keilspitze, wo die beiden Folienränder mittels dort vorgesehener Andrück- und Vortriebsrollen zusammengeführt und aufeinandergedrückt werden. Die Andrück- und Vortriebsrollen ziehen die Folienränder in die Vorrichtung hinein und sorgen so für den Vortrieb der Vorrichtung.
Der Heizkörper weist mehrere Heizelemente auf, die für eine Erhitzung der Keilflächen sorgen, so daß die Keilflächen Heizflächen bilden. In dem Heizkörper sind auch Temperaturfühler angeordnet, die mit einer Temperaturregelung verbunden sind. Diese steuert die Heizelemente so, daß eine an das Material der Folienränder angepaßte Solltemperatur eingehalten wird. Dabei ist die Solltemperatur so hoch, daß die Folienränder derart plastifiziert werden, daß sie unter der Wirkung der dem Heizkörper nachgestalteten Andrück- und Vortriebsrollen miteinander verschweißen.
Die Keilflächen der bekannten Heizkörper sind glatt ausgebildet, damit die Folienränder vollflächig aufliegen können. Im Mittenbereich können die Keilflächen etwas abgesenkt sein, um eine Wärmeübertragung und damit eine Plastifizierung der Folienränder in diesem Bereich zu vermeiden. Auf diese Weise haben die Keilflächen jeweils zwei im Abstand zueinander liegende Heizflächen, und es entstehen beim anschließenden Zusammendrücken der Folienränder zwei Schweißnähte mit einem dazwischenliegenden, der Breite des abgesenkten Teils der Keilflächen entsprechenden Hohlraum. Dieser kann zum Zwecke der Überprüfung der Schweißnähte mit Druckluft beaufschlagt werden.
Trotz erheblichem regelungstechnischem Aufwand für die Steuerung der Heizelemente gelingt die Verschweißung der Folienränder nicht immer optimal. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Zuverlässigkeit der Verschweißung der Folienränder weiter verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizflächen mit Längsrippen versehen sind. Dabei sind unter Längsrippen Rippen solcher Orientierung zu verstehen, daß sie sich in Richtung der Bewegung der Folienränder durch die Vorrichtung erstrecken, also bei einem keilförmigen Heizkörper in Richtung vom stumpfen Einlauf bis zur Keilspitze. Die Längsrippen graben sich bei der Plastifizierung der über sie fahrenden Folienränder in diese ein und sorgen - offenbar auf Grund der vergrößerten Oberfläche - für einen wesentlich schnelleren, intensiveren und tiefergehenden Wärmeübergang und damit für eine verbesserte Plastifizierung der Oberflächen der Folienränder. Das Ergebnis ist eine erheblich verbesserte Zuverlässigkeit der Verschweißung der Folienränder. Außerdem erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit. Dabei kann mit niedrigen Temperaturen gearbeitet werden, wodurch Energie gespart wird. Ein nicht zu vernachlässigender, weil die Präzision der Verschweißung erhöhender Nebeneffekt besteht darin, daß die Längsrippen die Führung der Folienränder über den oder die Heizkörper in dem Sinne verbessern, daß die Folienränder exakt in Richtung der Längsachse des bzw. der Heizkörper geführt werden.
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Längsrippen von einer breiten Basis sich verjüngend hochstehen, also zugespitzt sind. Auf diese Weise graben sie sich besonders gut in die Oberflächen der Folienränder ein. Zweckmäßig ist ein dreiecksförmiger Querschnitt der Längsrippen.
Um eine gleichmäßige Erhitzung der Folienränder zu erzielen, sollten Längsrippen über die gesamte Breite der Heizfläche vorgesehen sein. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Heizflächen in dem für das Auflaufen der Folienränder vorgesehenen Anfangsbereich rippenfrei, also glatt ausgebildet sind. In diesem Anfangsbereich werden die Folienränder an den auflaufenden Oberflächen zunächst so weit plastifiziert, daß sich die Längsrippen von Anfang an in diese Oberflächen eingraben können.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Verschweißen von Folienrändern;
Fig. 2 die isolierte Seitenansicht des Heizkörpers in der Vorrichtung gemäß Fig. (1);
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Heizkörper gemäß Fig. (2);
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Heizkörper gemäß den Fig. (2) und (3) und
Fig. 5 eine Ausschnittvergrößerung des Details X in Fig. (3).
Die in Fig. (1) dargestellte Vorrichtung (1) weist ein Fahrgestell (2) mit zwei Fahrachsen (3, 4) auf, die jeweils zwei Räder (5, 6) tragen. Die Vorrichtung (1) ist in der Zeichnungsebene verfahrbar, wobei die Hauptfahrrichtung bei der Folienverschweißung durch den Pfeil (A) angedeutet ist.
An dem Fahrgestell (2) ist ein Vorrichtungsbügel (7) befestigt, der einen senkrecht hochstehenden Abschnitt (8) und einen waagerecht nach hinten verlaufenden Abschnitt (9) hat. In dem senkrechten Abschnitt (8) ist eine Teleskopzylindereinrichtung (10) fixiert, deren Kolbenstange (11) nach hinten herausragt. An deren freien Ende ist ein keilförmiger Heizkörper (12) befestigt. Er weist eine obere Keilfläche (13) und eine untere Keilfläche (14) auf. Beide Keilflächen (13, 14) laufen nach hinten hin spitz zu und vereinigen sich an einer Keilspitze (15). Der Heizkörper (12) hat eine Erstreckung senkrecht zur Zeichnungsebene, die mehrere Zentimeter beträgt.
Benachbart zur Keilspitze (15) ist ein Paar Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) angeordnet. Die beiden Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) haben horizontale Drehachsen (18, 19), wobei diese Drehachsen (18, 19) in einer senkrechten Ebene liegen. Wenigstens eine der Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) ist mit einer entsprechenden Druckbeaufschlagung in Richtung auf die andere Andrück- und Vortriebsrolle (16, 17) vorgespannt und wenigstens eine der Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) ist angetrieben. Statt eines Paares von Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) können hintereinander auch zwei Paare vorgesehen sein, wobei das erste, der Keilspitze (15) direkt benachbarte Paar als reines Andrückrollenpaar und das dahinterliegende Paar als reines Vortriebsrollenpaar dient.
An dem senkrechten Abschnitt (8) des Vorrichtungsbügels (7) sind ferner Federbügel (20, 21) angebracht, die sich in Richtung des Heizkörpers (12) erstrecken und Andrückwalzen (22, 23) tragen. Die Federbügel (20, 21) pressen diese Andrückwalzen (22, 23) in Richtung auf die Keilflächen (13, 14).
Durch den senkrechten Abschnitt (8) des Vorrichtungsbügels (7) verlaufen horizontale Einführschlitze (24, 25). Der obere Einführschlitz (24) ist zum Betrachter der Fig. (1) hin offen. Der untere Einführschlitz (25) ist zum Betrachter der Fig. (1) hin geschlossen - deshalb ist dieser Bereich auch geschnitten dargestellt - und in Richtung vom Betrachter weg hin offen.
Beide Einführschlitze (24, 25) dienen der Einfädelung von sich überlappenden Folienrändern (26, 27), wobei der obere Folienrand (26) zu einer Folie gehört, die sich zum Betrachter hin erstreckt, und der untere Folienrand (27) zu einer Folie gehört, die sich vom Betrachter weg erstreckt. Die Vorrichtung (1) verfährt dabei in Längsrichtung der Folienränder (26, 27) entsprechend dem Pfeil (A). Dabei laufen die Folienränder (26, 27) unter entsprechender Anhebung vom Boden in die Einführschlitze (24, 25) ein, durchlaufen sie und werden dann über die Keilflächen (13, 14) des Heizkörpers (12) unter Anlage an diesen geführt, wobei sie durch die Andrückwalzen (22, 23) angedrückt werden. Wie zu den Fig. (2) bis (5) noch näher erläutert, werden die Folienränder (26, 27) an den Keilflächen (13, 14) so weit erhitzt, daß sie spätestens bei Erreichen der Keilspitze (15) innenseitig so plastifiziert sind, daß sie beim Durchlaufen durch den Spalt zwischen den Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) miteinander verschweißen. Der Vortrieb der Vorrichtung (1) wird durch die Andrück- und Vortriebsrollen (16, 17) erzeugt.
Die nähere Gestaltung des Heizkörpers (12) ergibt sich aus den Fig. (2) bis (5). Der Heizkörper (12) hat insgesamt vier Bohrungen, die für den Einsatz von stabförmigen Heizelementen bestimmt sind. Der Heizkörper (12) hat - wie insbesondere Fig. (3) zeigt - einen rechteckigen Querschnitt, wobei die Keilflächen (13, 14) über Abschrägungen (32, 33, 34, 35, 36, 37) in Seitenflächen (38, 39) sowie die Frontfläche (40) übergehen. In der Mitte weisen die Keilflächen (12, 13) über die Länge des Heizkörpers (12) durchgehende, abgesenkte Streifen (41, 42) auf. Dieser Teil der Keilflächen (13, 14) kommt somit nicht mit den Folienrändern (26, 27) in Berührung.
Zwischen den Abschrägungen (32, 33, 34, 35, 36, 37) und den Streifen (41, 42) sind die Bereiche, an denen die Folienränder (26, 27) zur Anlage AN DEN Heizkörper (12) kommen. Sie bilden die Heizflächen (43, 44, 45, 46), wobei zwei Heizflächen (43, 44) - durch den Streifen (41) beabstandet - auf der oberen Keilfläche (13) verlaufen und zwei Heizflächen (45, 46) - beabstandet durch den Streifen (43) - auf der unteren Keilfläche.
Die Heizflächen (43, 44, 45, 46) weisen eine Reihe von zueinander parallelen Längsrippen - beispielhaft mit (47) bezeichnet - auf, die sich in Durchlaufrichtung der Folienränder (26, 27) bis zur Keilspitze (15) erstrecken. Wie die Detailvergrößerung gemäß Fig. 5 zeigt, haben die Längsrippen (47) dreiecksförmigen Querschnitt, sind also nach außen hin zugespitzt. Die Längsrippen (47) beginnen in einem bestimmten Abstand zur Frontfläche (40), so daß dort rippenfreie, d. h. glatte Anfangsbereiche (48, 49, 50) gebildet werden.
Beim Betrieb der Vorrichtung (1) laufen die Folienränder (26, 27) zunächst auf die Anfangsbereiche (48, 49, 50) der Heizflächen (43, 44, 45, 46) auf. Sie werden dort durch plane Anlage so weit plastifiziert, daß sich die anschließenden Längsrippen (47) in die einander zugewandten Oberflächen der Folienränder (26, 27) eingraben. Hierdurch wird eine gegenüber glatten Heizflächen wesentlich intensivere Wärmeübertragung bewirkt mit der Folge, daß die anschließende Verschweißung der Folienränder mit höherer Zuverlässigkeit gelingt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum überlappenden Verschweißen von Folienrändern mit Heizflächen zur Erhitzung der Folienränder, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen (43, 44, 45, 46) mit Längsrippen (47) versehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (47) von einer breiten Basis sich verjüngend hochstehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (47) dreiecksförmigen Querschnitt haben.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte Breite der Heizflächen (43, 44, 45, 46) Längsrippen (47) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen (43, 44, 45, 46) in dem für das Auflaufen der Folienränder (26, 27) vorgesehenen Anfangsbereich (48, 49, 50) rippenfrei ausgebildet sind.
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