DK169597B1 - Fremgangsmåde til svejsning af en præge- og/eller svejse- og/eller skillesøm i et eller flere lag materiale indeholdende varmesvejsbart, især termoplastisk plastmateriale, og svejsepresse til udøvelse af fremgangsmåden - Google Patents

Description

i DK 169597 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til svejsning af en præge-og/elier svejse- og/eller skillesøm i et eller flere lag materiale indeholdende varmesvejsbart plastmateriale, under anvendelse af indirekte opvarmning af plastmaterialet i en svejse-5 presse, hvor man tilfører hovedparten af den til svejsningen af materialet nødvendige varne fra en modelektrode bestående af mindst en elektrisk isoleret impulsvarmetråd, der er fastgjort på en fortrinsvis kølet opspændingsplan, især en underplan, og forbundet med en strømkreds og en elektronisk regula-10 tor til styring af impuls varme trådens opvarmning, idet man indstiller den elektroniske regulator til at opretholde en nøje styret temperatur i impulsvarmetråden, indtil svejsningen er gennemført, og derefter at afbryde strømmen gennem impulsvarmetråden, starte kølingen og åbne pressen, og idet der mel-15 lem modelektroden og materialet er indskudt et skillebånd med højere smeltepunkt end plastmaterialet, især i form af et transportbånd for materialet.

Opfindelsen angår tillige en svejsepresse til udøvelse af fremgangsmåden og omfattende en svejseplan og en opspændings- . 20 plan, hvor i hvert fald den ene plan kan bevæges hen imod og bort fra den anden, hvor opspændingsplanen fortrinsvis er en uopvarmet, især vandkølet plan, der fastholder en modelektrode, som består af mindst én elektrisk isoleret impulsvarmetråd, som er forbundet med en strømkilde og en elektronisk re-25 gulator, med hvilken man kan indstille og regulere opvarmningen af impulsvarmetråden meget nøjagtigt.

Til prægning, svejsning, udskæring og fremstilling af bukkelinier i termoplastisk materiale anvendes der traditionelt var-mekontaktsvejsning med direkte eller indirekte opvarmning el-30 ler HF-svejsning, hvor der er tale om plastmaterialer med tilstrækkeligt højt dielektrisk tab, som f.eks. ved PVC.

Fordelene ved HF-svejsning er, at man der kun arbejder med en enkelt elektrode, svejseelektroden, medens selve opvarmningen af materialet sker som følge af det dielektriske tab i materi- 2 DK 169597 B1 alet, hvorfor metoden er let og bekvem at arbejde med og ikke forudsætter fremstilling af nøjagtigt sammenhørende og derfor dyrere elektroder. Til gengæld er selve maskinens HF-generator dyr og energiforbruget stort. Metoden har i årenes løb vundet 5 udstrakt anvendelse, især i forbindelse med svejsning af PVC.

Ved varmekontaktsvejsning med indirekte opvarmning af plastmaterialet arbejdes der i reglen med en svejseelektrode og en modelektrode, der begge er opvarmede, henholdsvis svejseelektroden til en temperatur omkring plastmaterialets blødgørings-10 temperatur og modelektroden til en temperatur over plastmaterialets smeltepunkt, hvor svejseelektroden så indeholder det særlige svejseprofil, der virker direkte mod plastmaterialets overside, eventuelt i en teflonbelagt udgave, medens modelektroden er plan og afskærmet fra plastmaterialet ved hjælp af 15 et separationsbånd, der har højere smeltepunkt end plastmaterialet. Denne metode har i vid udstrækning været anvendt til tyndfoliesvejsning, men har sin begrænsning i forbindelse med tykkere folier og materialer, fordi varmen skal ledes gennem plastmaterialet for at komme til svejsestedet og følgelig op-20 varmer ydersiden af selve plastmaterialet mere end svejseste det. For at opnå høje produktionshastigheder har man traditionelt forsøgt at arbejde med så høje temperaturer som muligt, men derved har man ofte gjort .ondt værre, idet de høje temperaturer og store varmemængder, især i underværktøjet, har med-25 ført en væsentligt forøget risiko for beskadigelse af folierne, der bliver bløde og danner buler, på grund af utilsigtet opvarmning, især i forbindelse med pauser af selv kortere varighed. Dette problem er forsøgt løst ved etablering af passende afblændings indretninger og køleindretninger, som imid-30 lertid ikke har givet tilfredsstillende resultater, når det drejer sig om tykkere materialer.

De ovenfor nævnte ulemper er især blevet aktuelle efter, at brugen af PVC er blevet forlangt begrænset af miljømæssige årsager, idet der derved er opstået et øget behov for anvendelse 35 af andre plasttyper, især polyolefiner. Disse kan imidlertid 3 DK 169597 B1 ikke på tilfredsstillende måde svejses ved HF-svejsning, hvorfor man er henvist til at anvende varmekontaktsvejsning, selv om· dette som nævnt ikke giver tilfredsstillende resultater.

Problemet er især stort ved anvendelse af polyolefiner til 5 fremstilling af tykvæggede produkter, såsom ringbind, eller mere sammensatte produkter, som forskellige omslag med varierende antal materialelag og dermed forskellig tykkelse forskellige steder i produktet. Især anvendelse af polypropylen giver problemer, fordi dette materiale har et meget snævert 10 temperaturinterval (ca. 8°C), hvori det er svejsbart.

Inden for emballageområdet har man endvidere, især til fremstilling af poser, anvendt impulsvarmesvejsning, hvor opvarmningen sker ved hjælp af elektrisk opvarmede modstandstråde. Denne metode anvendes imidlertid kun til tyndfolier og kvali-15 teten af svejsningerne har udseendemæssigt været meget ringe i sammenligning med de krav,' man har kunnet honorere ved HF-svejsning af PVC.

Fra DE-A-2.127.539 kendes en fremgangsmåde til varmeimpuls-svejsning af plastfolier, hvor der er truffet foranstaltninger 20 til at variere temperaturen i en varmeimpulstråd på tværs af dennes tværsnit, således at den fremkomne svejsesøm bliver stærkere. Der er endvidere vist svejsning med samtidig anvendelse af sådanne varmeimpulstråde fra begge sider af svejsematerialet. Svejsninger med prægninger og skillesømme kan imid-25 lertid ikke fremstilles ved denne fremgangsmåde.

DK-C-103.207 viser et apparat til påsvejsning af låg på konservesdåser af plast ved hjælp af varmeimpulssvejsning. Heller ikke her er der mulighed for at udføre præge- eller skillesvej sninger. 1

Formålet med nærværende opfindelse er derfor at anvise en forbedret metode og et tilhørende apparat til varmekontaktsvejsning af især tykkere plastmaterialer inklusive polyolefiner og 4 DK 169597 B1 med resultater, der udseendemæssigt er på højde med det, der kan præsteres ved HF-svejsning af PVC.

Det nye og særegne ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er - at man til samvirke med modelektroden yderligere anvender en 5 ud for denne og på den modsatte side af materialet anbragt opvarmet svejseelektrode, især en overelektrode, hvis profil og mønster har form efter den svejsning og prægning, man ønsker udført, og efter mønsteret på modelektroden, idet impulsvarme-tråden kan bringes til at dække og fortrinsvis rager lidt uden 10 for svejseelektrodens profil, - hvorhos man i svejseperioden holder svejselektrodens temperatur konstant, fortrinsvis under plastmaterialets blødgø-ringspunkt, - og indstiller regulatoren til opretholdelse af en meget nøje 15 styret temperatur i impulsvarmetråden i et temperaturområde umiddelbart over smeltepunktet for det pågældende plastmateriale.

Herved er det overraskende blevet muligt at udføre svejsninger af endog meget høj kvalitet på alle typer varmesvej sbart mate-20 riale. Svejsningen foretages mest fordelagtigt ved lavere temperaturer end der traditionelt anvendes ved varmesvej sning med indirekte opvarmning under anvendelse af traditionelle messingelektroder til såvel svejseelektroden som modelektroden eller ved de kendte metoder til varmeimpul s svejsning. Således 25 er der f.eks. opnået fremragende resultater ved svejsning af polypropylen ved anvendelse af temperaturer på henholdsvis 120°C for svejseelektroden og 170°C for impulsvarmetråden, medens der ved traditionel svejsning af polypropylen typisk anvendes temperaturer på henholdsvis 130°C for svejseelektroden 30 og 230°C for modelektroden. Selv om der således ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen arbejdes med lavere temperaturer end traditionelt, især for modelektroden, opnås der alligevel helt 5 DK 169597 B1 acceptable svejsehastigheder, således at metoden også tidsmæssigt er konkurrencedygtig. Til forskel fra ved kendt varmeim-pulssvejsning opnås der de samme muligheder for prægning og skillesvejsning som ved anvendelse af traditionelle messing-5 elektroder, men med et langt bedre resultat, med meget smukkere svejsesømme. Kombinationen af de lave temperaturer og de meget små energimængder, der optræder i impuls varne trådene, betyder endvidere, at de tidligere kendte problemer med varme-beskadigelse af plastmaterialet i og uden for svejsningerne i 10 form af krympninger eller buledannelser er fuldstændigt elimineret. Til dette bidrager i høj grad, at varmeimpul s trådene kun opvarmes i den meget korte periode, hvor selve svejsningen foregår, hvorefter strømmen slukkes, og den overskydende varme derefter meget hurtigt bortledes af den kolde opspændingsplan; 15 men også bibeholdelsen af den moderat opvarmede svejseelektrode er en væsentlig årsag til det gunstige resultat. Der er således ingen pauseproblemer forbundet med fremgangsmåden i form af skadelig varmepåvirkning af plastmaterialet. Energiforbruget til svejsningen er lavt, således at der er tale om væsent-20 lige energibesparelser i forhold til, hvad der kendes fra traditionel varmekont akt svejsning og fra HF-svej sning, og den indledende opvarmningstid for svejsepressen er begrænset til den tid, der skal til for at opvarme selve svejseelektroden til den relativt lave temperatur. Ved fremgangsmåden ifølge 25 opfindelsen er der endvidere ingen snævre begrænsninger for længden af de svejsninger, der kan foretages, hvorimod der ved den traditionelle varmekontaktsvejsning under normale omstændigheder ikke kan udføres svejsninger med en længde, der overstiger ca. 700 mm på grund af de vanskeligheder og omkostnin-3 0 ger, der er forbundet med fremstillingen af modelektroder, der er tilstrækkeligt nøjagtige i større længder. Endnu en fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, at det overraskende har vist sig, at det med denne fremgangsmåde er muligt at svejse gennem væsentligt tykkere materialetykkelser, end man 35 hidtil har anset det for muligt ved varmekont akt svejsning, stadig under bibeholdelse af en fremragende kvalitet af selve svejsesømmen med prægninger. Foreløbige forsøg har således 6 DK 169597 B1 vist, at det uden nogen problemer er muligt at svejse samlede folietykkelser på mindst 3.000 μ med et godt resultat - blot med en forlænget svejsetid - hvor den øvre grænse ved traditionel varmekontaktsvejsning før ansås for at ligge omkring 5 600 μ samlet folietykkelse før svejsning.

Der kan næppe herske tvivl om, at mange af ulemperne ved traditionel varmekont akt s ve j sning hidrører fra virkningen af uønskede varmemængder i de områder, der ligger i og uden for svejsesømmene. En generel nedsættelse af temperaturen, især i 10 modelektroden, giver imidlertid væsentligt forringet produktionshastighed, således at man må antage, at der med de traditionelt anvendte modelektroder er problemer med at fremføre den til svejsningen krævede varmeenergi tilstrækkeligt hurtigt til selve svejsestedet, med mindre der arbejdes med disse høje 15 temperaturer. Det er formodentlig på dette punkt opfindelsen især gør sig gunstigt gældende, idet man med den anvendte varmekilde dels frembringer energien umiddelbart ved svejsestedet og dels styrer temperaturen i modelektroden så effektivt, at der hele tiden er den optimale temperatur i denne samtidigt 20 med, at den eftertragtede præge- og skillesøm-mulighed bibeholdes .

Foreløbige forsøg tyder på, at man vil kunne opnå tilfredsstillende resultater, hvis man med den elektroniske regulator styrer temperaturen i impulsvarmetråden(-e) inden for et in-25 terval på ±4°C, især inden for ±2°C. Ved de indledende forsøg har der, som den elektroniske regulator, været anvendt en regulator af mærket "Resistron type RES-220".

Selv om de opnåede resultater ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ikke er nær så påvirkelige af forskelle i tykkelse og 30 art af materiale inden for samme svejsning, som ved den traditionelle varmesvej sning, er det dog, hvor der anvendes flere impuls varme tråde, fordelagtigt, at man kan indstille og styre temperaturen og opvarmningstiden for de forskellige impulsvar-metråde uafhængigt af hinanden. Det er endvidere ifølge opfin- 7 DK 169597 B1 delsen muligt at anvende hinanden krydsende impulsvarmetråde, der er indbyrdes elektrisk isolerede og anbragt i forskellige niveauer, i hvilken forbindelse man så udfylder det langs en impulsvarmetråd i niveauet for en krydsende impulsvarmetråd 5 liggende mellemrum uden for krydsningspunkterne med et passende varmeledende materiale, såsom en tape.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opbygger man for hvert nyt svejsemønster sit mønster af impulsvarmetråde på opspændingsplanen, idet man anbringer de enkelte impulsvarmetråde 10 bevægelige i deres længderetning mellem på opspændingsplanen fastklæbede, elektrisk isolerende, varmeledende klæbestrimler. Derved sikres det, at de enkelte impulsvarmetråde, ved den uundgåelige forlængelse under opvarmningen, med passende midler kan holdes udstrammede, således at de bevarer deres kor-15 rekte stilling.

Fordelagtigt kan man endvidere, hvor der anvendes en svejsepresse med en svejseplan og en opspændingsplan, montere impuls varme tråden (-e) med trådstraramere i glidebeslag, som kan forskydes i glideskinner ved opspændingsplanens kanter, og ved 20 opspændingsplanens og svejseplanens sidekanter anbringe målestokke, ved hjælp af hvilke man kan aflæse svejseelektrodens position og let indstille impulsvarmetråden(-e) i korrekt position, idet en sådan fremgangsmåde gør det væsentligt nemmere og hurtigere at opbygge modelektroden.

25 Svejsepressen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at impuls varme tråden er fastholdt til opspændingsplanen og elektrisk isoleret i forhold til denne, indbyrdes og udadtil ved hjælp af tape, og at svejsplanen er forsynet med en opvarmelig svejseelektrode, hvis profil og mønster har form efter den 30 svejsning og prægning man ønsker udført og efter mønsteret på modelektroden, idet impulsvarmetråden kan bringes til at dække og fortrinsvis rager lidt uden for svejseelektrodens profil, og hvor svejseelektrodens temperatur kan holdes konstant, inden for et temperaturområde mellem ca. 20°C og ca. 250°C, og 8 DK 169597 B1 impulsvarmetrådens temperatur, styret af den elektroniske regulator, kan holdes konstant inden for et temperaturinterval på ±4°C. En sådan svejsepresse er væsentligt billigere end en traditionel svejsepresse til varmekontaktsvejsning, idet man 5 undgår den omfattende opvarmnings- og køleindretning til opspændingsplanen. Endvidere spares der udgifterne til de kostbare modelektrodér, hvor som nævnt modelektroderne ifølge opfindelsen opbygges af tape eller lignende elektrisk isolerende og varmeledende materialer samt af varmeimpul s trådene, der i 10 forhold til de traditionelle elektroder er relativt billige, og som i øvrigt kan genanvendes i andre elektrodeopbygninger. Udgifterne til strømforsyning og den elektroniske regulator er også relativt beskedne. Endvidere er svejsepressen ifølge opfindelsen fordelagtig ved, at den kolde opspændingsplan giver 15 en udmærket oplægningsflade for det materiale, der skal svejses, uden risiko for varmebeskadigelser af dette.

Fordelagtigt har den anvendte impulsvarmetråd et lineært tem-peratur-/modstandsforhold og f.eks. svarende til en 3 mm bred svejseelektrode en tværsnitsdimension på ca. 4 mm x 0,1 mm og 20 en aktiv zone, der strækker sig højst 5 mm uden for de tilsvarende endeafgrænsninger af svejseelektroden, hvorhos den uden for den aktive zone er forkobret eller på anden måde således udformet, at den har større ledningsevne. Derved opnås der en sikker styring af temperaturen i impulsvarmetråden ved hjælp 25 af den nævnte regulator, og med afgrænsningen af den aktive zone, til i hovedsagen samme dimensioner som svejseelektrodens, sikres der opnåelse af den nødvendige opvarmning i selve svejseområdet, men ikke uden for dette.

Selv om der til styring af svejseforløbet utvivlsomt kan an-30 vendes forskellige typer regulatorer er det imidlertid med henblik på opnåelse af et gunstigt resultat en fordel, at den anvendte elektroniske regulator er af en sådan art, at den under svejsningen, f.eks. med 20 millisekunders mellemrum, kan registrere forholdet mellem spændingen over og strømstyrken i 35 impulsvarmetråden og dermed et udtryk for impulsvarmetrådens 9 DK 169597 B1 temperatur og korrigere for afvigelser fra den indstillede værdi, idet impulsvarmetrådens temperatur under drift da kan styres inden for et temperaturinterval på ±2°C. Dette sikrer, at man med rimelighed kan holde temperaturen i impulsvarmetrå-5 den inden for det snævre temperaturinterval på 8°C, som er til rådighed for svejsning af polypropylen.

En særlig enkel og billig modelektrode opnås ved, at impuls-varmetråden(-e) er fastholdt til opspændingsplanen og elektrisk isoleret i forhold til denne, indbyrdes og udadtil ved 10 hjælp af tape.

Med henblik på at lette ændringen af modelektrodens opbygning kan impulsvarmetråden(-e) ved dens (deres) ender, via trådstrammere, være fastgjort til glidebeslag, som kan forskydes i skinner langs opspændingsplanens sidekanter, idet man da hele 15 tiden kan holde impulsvarmet rådene udspændte og let kan flytte dem ved forskydning langs skinnerne.

En hurtig og sikker opbygning af modelektroden på opspændingsplanen kan endvidere sikres ved, at såvel svejseplanen som opspændingsplanen langs deres sidekanter er forsynet med måle-20 stokke, hvis gradueringer på de to planer ligger lige over for hinanden, idet man da efter at have placeret svejseelektroden på svejseplanen umiddelbart på dennes målestokke kan aflæse, hvor man skal placere modelektroden på opspændingsplanen.

For yderligere at lette·denne opbygning af modelektroden kan 25 opspændingsplanen være således indrettet, at den, styret på skinner eller i kulisser, kan forskydes mellem en svejsestilling inde i pressen og en montagestilling uden for pressen, hvorved man, uden at skulle bøje sig ind over opspændingsplanen i pressen, bekvemt kan foretage montagen uden for denne og 30 derefter skyde opspændingsplanen ind i svejsestillingen i pressen.

Fordelagtigt kan modelektroden endvidere omfatte hinanden 10 DK 169597 B1 krydsende impulsvarmetråde, som ligger i forskellige niveauer og er indbyrdes elektrisk isolerede i krydsningspunkterne, fortrinsvis ved hjælp af polyimidfolie, hvor så det langs en impulsvarmetråd, i niveauet for en krydsende impulsvarmetråd, 5 liggende mellemrum uden for krydsningspunkterne er opfyldt med et passende varmeledende materiale, såsom tape, af i hovedsagen samme tykkelse som impulsvarmetrådene. Herved opnås nemlig, at en modelektrode med hinanden krydsende impulsvarmetråde får en plan overflade, og at de enkelte impulsvarmetråde 10 fungerer elektrisk uafhængigt af hinanden. De hidtil opnåede resultater har vist, at de lidt forskellige afstande, som de forskellige impulsvarmetråde derved får fra det materiale, der skal svejses, ofte ikke har nogen praktisk betydning for resultatet, men at der i øvrigt let kan kompenseres for disse 15 forskelle ved, at man opererer med individuelt indstillelige temperaturer og svejsetider for de enkelte impulsvarnetråde, i samme svejsemønster. Denne mulighed for individuel regulering af de enkelte impulsvarmetrådes varmekapacitet er også af stor betydning, såfremt det materiale, der skal svejses, har væ-20 sentligt forskellige tykkelser ud for de forskellige impulsvarmetråde .

De anvendte impulsvarmetråde er i princippet standardvarer på markedet og forekommer i en række forskellige kvaliteter, tværsnitsdimensioner og længder, såvel med rektangulær som 25 cirkulær, oval eller en mere sammensat tværsnit s form, og der vil således være mulighed for, at modelektroden opbygges med en plan, såvel som en krum eller mere sammensat overfladeform. Rektangulære impulsvarmetråde vil i almindelighed ligge i dimensioner på nogle få mms bredde og i størrelsesordenen 1/10 30 til 2/10 mms tykkelse, selv om andre dimensioner kan forekomme. Med en sådan tynd varmeimpulstråd vil det umiddelbart være muligt at anbringe denne i en krum stilling over en del af dens længderetning, således at man f.eks. vil kunne svejse hen over en overflade indeholdende udragende fremspring. I den 35 forbindelse kan der blive tale om at udskifte svejseelektroden med en passende modholder og eventuelt nøjes med en ensidig 11 DK 169597 B1 varmetilførsel fra impulsvarmetråden. Varmetilførsel ved hjælp af impulsvarme tråde fra begge sider af det plastmateriale, der skal svejses, vil også være mulig. Derudover vil det i visse tilfælde være muligt at udforme modelektrodens mønster ved 5 hjælp af en enkelt specialfremstillet impulsvarmetråd formet i det aktuelle mønster.

Som svejseelektrode kan anvendes en almindelig HF-elektrode af god kvalitet. Fordelagtigt vil man dog kunne operere med en højere skærekant end normalt på sådanne elektroder, idet beho-10 vet for sammentrykning af folierne i svejsesømmen synes at være mindre end ved HF-svejsning.

Opfindelsen beskrives i det følgende nærmere ved hjælp af nogle eksempler og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser den principielle opbygning af en konventionel 15 svejsepresse til varmekontaktsvejsning, set fra siden, fig. 2 et udsnit af en svejsepresse til linealsvejsning ifølge . opfindelsen, set i perspektiv, fig. 3 skematisk en svejsepresse ifølge opfindelsen med elektroder til svejsning af et kvadratisk svejsemønster, set hen-20 holdsvis fra siden, ind mod svejseplanen og ind mod opspændingsplanen, fig. 4 et udsnit af en opspændingsplan med glideskinne og trådstrammer set fra siden, fig. 5 et hjørneudsnit af samme med målestokke set vinkelret 25 på opspændingsplanen, fig. 6 en opspændingsplan med to par hinanden krydsende impuls varme tråde, målestokke, glideskinner og trådstrammere, set vinkelret ind mod planen, 12 DK 169597 B1 fig. 7 en til opspændingsplanen med det i fig. 6 viste elektrodemønster svarende svejseplan med målestokke og svejseelektrode, og fig. 8 et hjørneudsnit af en opspændingsplan med den principi-5 elle opbygning af en modelektrode indeholdende et krydsningspunkt mellem to impulsvarmetråde.

I fig. 1 er vist den principielle opbygning af en konventionel varmepresse til varmesvejsning set fra siden. Den omfatter henholdsvis en overplan 1 og en underplan 2, hvor overplanen i 10 rækkefølge ovenfra er opbygget af en aluminiumplade 3 indeholdende en ikke-vist opvarmningsindretning og en ikke-vist termostat, et overværktøj 5 og en svejseplan 7 med en overelektrode 9 (her svejseelektroden) . Tilsvarende er underplanen 2 i rækkefølge nedefra opbygget af en aluminiumplade 4 indeholden-15 de en ikke-vist opvarmnings indretning og en ikke-vist termostat, et underværktøj 6 og en monteringsplade 8 for en underelektrode 10 (her modelektroden). Overelektrodens profil 15 er her vist med en skærekant, medens underelektrodens profil 16 er plan svarende til, at de viste plastfolier 11, 12 ved 20 svejsningen samtidigt forsynes med en skillesøm. Mellem plastfolierne 11, 12 og underelektroden 10 er der indskudt et skillebånd 14, som er fremstillet af et materiale med højere smeltepunkt end plastfolierne 11, 12, f.eks. polyimid.

I fig. 2 er vist et eksempel på den principielle opbygning af 25 overplanen og underplanen af en svejsepresse ifølge opfindelsen til brug som en linealsvejser. Den består af en overplan af principielt samme opbygning som overplanen 1 i fig. 1 og en underplan i form af en relativt smal opspændingsplan 20, der eventuelt kan være vandkølet. På opspændingsplanens 20 oversi-30 de er der monteret en impulsvarmetråd 22 mellem to strimler teflon- eller captohbånd 24, 26, der er klæbet henholdsvis til opspændingsplanen 20 og til hinanden indbyrdes, dog således, at impulsvarmetråden 22 frit kan bevæges i sin længderetning mellem disse strimler 24, 26. Bredden af impulsvarmetråden 22 13 DK 169597 B1 er lidt større end bredden af svejseprofilet 15 på svejseelektroden 9. Impuls varme trådens tykkelse er f.eks. 0,1 mm. Impuls varme tråden 22 er ved begge sine ender fastspændt i en trådstrammer 23, der er fastgjort til opspændingsplanen 20, og 5 som samtidigt fungerer som strømkonnektor. Ledninger 25 forbinder impulsvarmetråden 22 med en strømkilde 28 og en elektronisk regulator 27, som. kan regulere temperaturen i impulsvarmetråden 22 inden for et interval på ±2°C i forhold til en indstillet temperatur.

10 I fig. 3 er skematisk vist den principielle opbygning af en svejsepresse ifølge opfindelsen til svejsning af todimensionale svejsemønstre, set henholdsvis fra siden, og i snit A-A og snit B-B. Den viste svejsepresse har fire søjler 31, der er monteret på underplanen 2 og virker som styr for overplanen 1, 15 hvorpå der er monteret en svejseelektrode 9 med kvadratisk mønster. Underplanen 2 er her forsynet med en forskydelig opspændingsplan 32, som kan forskydes uden for overplanen 1, og hvorpå modelektroden 10 således kan monteres, medens opspændingsplanen 32 er forskudt uden for pressen. Den viste mod-20 elektrode 10 er her opbygget af fire impulsvarmetråde 22, som parvis krydser hinanden i svejsemønsterets hjørner. Impulsvar-metrådene 22 kan være klæbet direkte til opspændingsplanen 32 med mellemliggende strimler tape, således at impulsvarmetrådene 22 kan bevæges i deres længderetning på opspændingsplanen 25 og med en særlig opbygning ude af niveau i krydsene. Den detaljerede opbygning af et trådkryds er vist nærmere i fig. 8.

I fig. 4 er vist en detalje af en opspændingsplan 32, set fra siden med en impulsvarmetråd 22 og en alternativ monterings-indretning for denne. Impulsvarmetråden 22 er her ved hver en-30 de fastgjort til en fjedrende trådstrammer 23 indeholdende en strømkonnektor 29. Trådstrammeren sørger for at holde tråden 22 stram under forskellige temperaturer og varmeudvidelser. Trådstrammeren 23 med strømkonnektoren 29 er igen fastgjort på et glidebeslag 30, som ved hjælp af en skrue 33 og en møtrik 35 34 kan fastholdes forskydeligt i en glideskinne 35, der er 14 DK 169597 B1 fastgjort på kanten af opspændingsplanen 32. På oversiden af glideskinnen 35 er desuden anbragt en målestok 36, som kan hjælpe til at fastslå impulsvartnetrådens 22 position på opspændingsplanen 32.

5 I fig. 5 er vist den i forbindelse med fig. 4 omtalte opspændingsplan 32 med en impulsvarmetråd 22 monteret på en trådstrammer 23 og med glidebeslag 30 og glideskinnen 35 samt målestok 36 vist set ovenfra, hvor der tillige er vist en glide-skinne 35 og målestok 36 langs den hosliggende side af opspæn-10 dingsplanen 32.

På tilsvarende måde er der i fig. 6 vist en opspændingsplan 32 set ovenfra med fire impulsvarmetråde 22 opspændt i et mønster som en modelektrode 10 og hver forsynet med trådstrammere med strømkonnektorer 29 og monteret med glidebeslag i glideskinnen 15 35 og forsynet med målestok 36.

I fig. 7 er vist en overplan 1 set nedefra med en påmonteret svejseelektrode 9 i et mønster svarende til mønsteret for modelektroden 10 i fig. 6.

Fig. 8 viser opbygningen på en opspændingsplan 32 af en mod-20 elektrode 10 bestående af to hinanden krydsende impulsvarmetråde 22 og suppleret med elektrisk isolerende og varmeledende strimler af tape. I rækkefølge foretages opbygningen af modelektroden 10 på følgende måde.

a. Elektrisk isolerende og varmeledende strimler af tape 37, 25 38, 39 af samme tykkelse påsættes således, at strimlen af tape 37 er gennemgående, og så strimlerne 38, 39 kun støder op til strimlen 37.

b. Den nederste varmeimpulstråd 22 monteres oven på tapestrimlen 37. 1 c. En tapestrimmel 40 monteres oven på strimlen 38, så den

Claims (13)

15 DK 169597 B1 støder op til impulsvarmetråden 22. d. Et stykke captontape 41 klæbes oven på impulsvarmetråden 22 i krydsningspunktet. e. En tværgående øverste impulsvarmetråd 22' monteres oven på 5 tapen 40, tapen 41 og tapen 39. f. Tape 42 klæbes oven på impulsvarmetråden 22 og stødes op til impulsvarmetråden 22'. g. Tape 43 klæbes over impulsvarmetråden 22', tapen 40 og cap-tontapen 41. 10 h. Tape 44 monteres oven på tape 42 og stødes op til tape 43. Den resulterende modelektrode 10 indeholder herefter to krydsende impulsvarme tråde 22, 22', der ved hjælp af tapen er elektrisk isoleret fra opspændingsplanen, fra hinanden indbyrdes og udadtil, og som desuden har en ensartet tykkelse over. 15 opspændingsplanen 32, bortset fra i krydsningspunktet, hvor der er et enkelt lag captontape 41 ekstra. Denne tykkelsesforskel, der normalt er af størrelsesordenen 15 μ, har i praksis ingen generende betydning. Patentkrav 20 -------------------

1. Fremgangsmåde til svejsning af en præge- og/eller svejse-og/eller skillesøm i et eller flere lag materiale indeholdende varmesvejsbart plastmateriale, under anvendelse af indirekte opvarmning af plastmaterialet i en svejsepresse, 25. hvor man tilfører hovedparten af den til svejsningen af ma terialet nødvendige varme fra en modelektrode bestående af mindst en elektrisk isoleret impulsvarmetråd (22), der er fastgjort på en fortrinsvis kølet opspændingsplan (20, 32) , 16 DK 169597 B1 især en underplan, og forbundet med en strømkreds (28) og en elektronisk regulator (27) til styring af impulsvarmetrådens (22) opvarmning, idet man indstiller den elektroniske regulator (27) til at opretholde en nøje styret temperatur i impuls-5 varmetråden (22), indtil svejsningen er gennemført, og derefter at afbryde strømmen gennem impulsvarmetråden (22), starte kølingen og åbne'pressen, - og idet der mellem modelektroden og materialet er indskudt et skillebånd (26) med højere smeltepunkt end plastmaterialet, 10 især i form af et transportbånd for materialet, kendetegnet ved, - at man til samvirke med modelektroden yderligere anvender en ud for denne og på den modsatte side af materialet anbragt opvarmet svejseelektrode (9), især en overelektrode, hvis profil 15 (15) og mønster har form efter den svejsning og prægning, man ønsker udført, og efter mønsteret på modelektroden, idet impulsvarme tråden (22) kan bringes til at dække og fortrinsvis rager lidt uden for svejseelektrodens (9) profil (15), - hvorhos man i svejseperioden holder svejseelektrodens tempe-20 ratur konstant, fortrinsvis under plastmaterialets blødgø- ringspunkt, - og indstiller regulatoren (27) til opretholdelse af en meget nøje styret temperatur i impulsvarmetråden (22) i et temperaturområde umiddelbart over smeltepunktet for det pågældende 25 plastmateriale.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man med den elektroniske regulator (27) styrer temperaturen i impulsvarmetråden(-e) (22) inden for et interval på ±4°C, især inden for ±2°C. 1

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, hvor der anvendes 17 DK 169597 B1 mindst to impulsvarmetråde (22), kendetegnet ved, at man indstiller og styrer temperaturen og opvarmningstiden for impulsvarmetrådene (22) uafhængigt af hinanden.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendeteg-5 net ved, at man anvender hinanden krydsende impulsvarmetråde (22, 22'), der er indbyrdes elektrisk isolerede og anbragt i forskellige niveauer, hvorhos man udfylder det langs en im-pulsvarmetråd i niveauet for en krydsende impulsvarraetråd liggende mellemrum uden for krydsningspunkterne med et passende 10 varmeledende materiale (38, 39), såsom en tape.

5. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at man for hvert nyt svejsemønster op-bygger sit mønster af impulsvarmetråde (22, 22')· på opspændingsplanen (32) , idet man anbringer de enkelte impulsvarme- 15 tråde bevægelige i deres længderetning mellem på opspændingsplanen fastklæbede, elektrisk isolerende, varmeledende klæbestrimler (37, 42, 40, 43).

6. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 1-4, hvor man anvender en svejsepresse med en svejseplan og en opspæn- 20 dingsplan, kendetegnet ved, at man monterer impuls varmet råden(-e) med trådstrammere (23) i glidebeslag (30), som kan forskydes i glideskinner (35) ved opspændingsplanens (32) kanter, og at man ved opspændingsplanens og svejseplanens sidekanter anbringer målestokke (36) , ved hjælp af hvilke .man 25 kan aflæse svejseelektrodens (9) position og let indstille im-pulsvarmetråden(-e) (22) i korrekt position.

7. Svejsepresse til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, og omfattende en svejseplan (1) og en opspændingsplan (20, 32), hvor i hvert fald den ene plan kan bevæges hen imod og 30 bort fra den anden, og hvor opspændingsplanen (20, 32) fortrinsvis er en uopvarmet, især vandkølet plan, der fastholder en modelektrode, som består af mindst én elektrisk isoleret impulsvarmetråd (22), som er forbundet med en strømkilde (28) DK 169597 B1 18 og en elektronisk regulator (27), med hvilken man kan indstille og regulere opvarmningen af impulsvarmetråden (22) meget nøjagtigt, kendetegnet ved, at impulsvarmetråden (22) er fast-5 holdt til opspændingsplanen (20, 32) og elektrisk isoleret i forhold til denne, indbyrdes og udadtil ved hjælp af tape (24, 26), og at svejseplanen (1) er forsynet med en opvarmelig svejseelektrode (9), hvis profil (15) og mønster har form efter den svejsning og prægning man ønsker udført og efter møn-10 steret på modelektroden, idet impulsvarmetråden (22) kan bringes til at dække og fortrinsvis rager lidt uden for svejseelektrodens profil (15), og hvor svejseelektrodens (9) temperatur kan holdes konstant, inden for et temperaturområde mellem ca. 20°C og ca. 250°C, og impulsvarmetrådens (22) tempera-15 tur, styret af den elektroniske regulator (27) , kan holdes konstant inden for et temperaturinterval på ± 4°C.

8. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den anvendte impulsvarmetråd (22) har et lineært tempera-tur/modstandsforhold, og f.eks. svarende til en 3 mm bred 20 svejseelektrode (9) har en tværsnitsdimension på ca. 4 mm x 0,1 mm, og en aktiv zone, der strækker sig højst 5 mm uden for de tilsvarende endeafgrænsninger af svejseelektroden (9), hvorhos den uden for den aktive zone er forkobret eller på anden måde udformet, så den har større ledningsevne.

9. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den anvendte elektroniske regulator (27) er af en sådan art, at den under svejsningen, f.eks. med 20 millisekunders mellemrum, kan registrere forholdet mellem spændingen over og strømstyrken i impulsvarmetråden (22), og dermed et udtryk for 30 impulsvarmetrådens temperatur, og korrigere for afvigelser fra den indstillede værdi, hvorved impulsvarmetrådens (22) temperatur under drift kan styres inden for et temperaturinterval på ±2°C. 19 DK 169597 B1

10. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at impulsvarmetråden(-e) (22) ved dens (deres) ender, via tr-ådstrammere (23) er fastgjort til glidebeslag (30), som kan forskydes i skinner langs opspændingsplanens (32) sidekanter. 5 li. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at såvel svejseplanen (1) . som opspændingsplanen (32) langs deres sidekanter er forsynet med målestokke (36), hvis gradueringer på de to planer ligger lige over for hinanden.

12. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, 10 at opspændingsplanen (32), styret på skinner eller i kulisser, kan forskydes mellem en svejsestilling inde i pressen og en montagestilling uden for pressen.

13. Svejsepresse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at modelektroden (10) omfatter hinanden krydsende impulsvarme- 15 tråde (22, 22'), som ligger i forskellige niveauer og er indbyrdes elektrisk isolerede i krydsningspunkterne, fortrinsvis ved hjælp af polyimidfolie, og hvor det langs en impulsvarme-tråd (22') i niveauet for en krydsende impuls varme tråd liggende mellemrum uden for krydsningspunkterne er udfyldt med et 20 passende varmeledende materiale, såsom tape (40), af i hovedsagen samme tykkelse som impulsvarmetrådene (22).