DE102013207150A1

DE102013207150A1 - Verfahren und vorrichtung zum spaltfreien verbinden von folien an randbereichen sowie folienverbund

Info

Publication number: DE102013207150A1
Application number: DE102013207150.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Seele Group GmbH and Co KG
Current assignee: Seele Group GmbH and Co KG
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-10-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren sowie eine Vorrichtung (10) zum Verschweißen oder Verkleben von Folien, insbesondere Zwischenlagen für Verbundglasscheiben, an ihren Randbereichen, wobei das Verfahren das Bereitstellen und nebeneinander Anordnen einer ersten und einer zweiten Folie (1, 2) umfasst. Dabei werden die Folien (1, 2) derart nebeneinander angeordnet, dass die erste Folie (1) parallel zur Längsrichtung der zweiten Folie (2) verläuft und die Folien in einem Randbereich übereinander überlappend angeordnet sind und einen Überlappungsbereich (3) ausbilden. Um eine optimale Schweiß- bzw. Klebenaht zu erreichen, werden die ersten und die zweite Folie (1, 2) zunächst gemeinsam entlang einer Trennlinie (T), welche in Längsrichtung innerhalb des Überlappungsbereichs (3) der Folien (1, 2) verläuft durchtrennt und danach entlang der Trennlinie (T) verschweißt oder verklebt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen bzw. Verbinden von Folienrandbereichen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf eine Vorrichtung zum Verschweißen bzw. Verbinden von Folien. Insbesondere handelt es sich dabei um Folien, welche herkömmlich als Zwischenlagen für Verbund-Sicherheitsgläser verwendet werden.
Verbund-Sicherheitsglas (VSG) verdankt seine Sicherheitseigenschaften einer Reisfesten und sehr elastischen Folie, welche zwischen zwei oder mehreren Glasscheiben (z. B. aus Einscheiben-Sicherheitsglas) angeordnet ist. Mittels einer Pressvorrichtung wird ein sogenannter „Verbund” aus zwei oder mehr übereinanderliegenden Glasscheiben und einer üblicherweise aus Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) bestehenden Folie hergestellt. Anschließend wird unter Hitze und Druck ein dauerhafter Verbund zwischen den Glasscheiben und den dazwischenliegenden Folien (Zwischenlagen) geschaffen. Somit binden die Folien (Zwischenlagen) im Falle eines Bruches die Splitter der Glasscheiben und bewirken eine erhebliche Reduzierung der Verletzungsgefahr. Ferner erschwert der Aufbau mit den als Zwischenlagen ausgebildeten Folien das Durchdringen des Verbund-Sicherheitsglases, wodurch dieses eine gute Basis für den Einbruchschutz bildet.
Um die Festigkeit der bekannten Verbund-Sicherheitsgläser noch weiter zu verbessern, wurden neue Folienstoffe (Zwischenlagen), wie SentryGlas^® von DuPont, entwickelt, welche wesentlich steifer als das herkömmliche Polyvinylbutyral sind. Hierdurch gibt sich eine höhere Belastbarkeit der Glaslaminate (VSG) oder – bei gleicher Belastung – die Möglichkeit zur Dicken- und Gewichtsreduzierung, ohne an Sicherheit zu verlieren. Aufgrund dieser neuer Möglichkeiten werden Verbund-Sicherheitsgläser mit immer größeren Ausmaßen hergestellt. Dabei ist es nicht unüblich, Verbund-Sicherheitsgläser mit einer Breite von mehreren Metern herzustellen. Da jedoch die oben erwähnten Folien für die Zwischenlagen oftmals in unzureichenden Breiten als Rollenware angeboten werden, ist es häufig notwendig, mehrere Folien an ihren Randbereichen zu stoßen, um somit eine Folie ausreichender Größe herstellen zu können.
Wie oben bereits erwähnt, weisen insbesondere die neuartigen Folien eine besonders hohe Steifigkeit auf, welche dazu führt, dass diese im ausgerollten Zustand wellig sind und sich deshalb nur schwer bis gar nicht im üblichen Stoßverfahren verbinden lassen, ohne sichtbare Stoßkanten auszubilden.
Bei gewöhnlichen Verfahren werden die zu verschweißenden Folien nebeneinandergelegt und anschließend durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden. Dabei kann es bei den Folien zu Spannungen im Material kommen, da diese vor dem Schweißvorgang möglichst nah zueinander geführt werden müssen. Durch diese Spannungen kann es zu ungewünschten lokalen Ungenauigkeiten kommen, was unter anderem zu Lufteinschlüssen zwischen den Folien beim Schweißvorgang führen kann.
Darüber hinaus müssen bei der Benutzung von Rollensystemen bei der Verarbeitung der Folien höchste Genauigkeiten bei der Justierung eingehalten werden, da ansonsten ein direktes Nebeneinanderliegen der Folienbahnen nicht gewährleistet werden kann. Eine solche Justierung ist aufwendig und teuer, außerdem kann es im laufenden Betrieb leicht zu Störungen kommen, die weitere Feinjustagen erforderlich machen.
Insgesamt muss daher im bisherigen Stand der Technik ein beträchtlicher Aufwand betrieben werden, um zu gewährleisten, dass die Folien vor dem Schweißvorgang möglichst exakt nebeneinander liegen, um dadurch die Anzahl von optisch detektierbaren Fehlern zu minimieren.
Auf Grundlage der oben genannten Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verbinden oder Verschweißen von Folien, insbesondere Zwischenlagen für Verbund-Sicherheitsglasscheiben, anzugeben, welches die Bildung der oben genannten sichtbaren Stoßkanten verhindert und somit eine optimale Laminierung zweier oder mehrerer Folien ermöglicht. Darüber hinaus soll durch das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders stabile sowie effiziente und genaue Schweißverbindung zwischen den Folien erzielt werden können, wobei die Folien direkt angrenzend und spaltfrei führbar sein sollen.
Erfindungsgemäß wird die oben genannte Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren durch den unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Ausführung des beanspruchten Verfahrens ist in Anspruch 14 angegeben.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verschweißen oder Verkleben von Folien, insbesondere Zwischenlagen für Verbund-Sicherheitsgläser, an ihren Randbereichen bei dem zunächst eine erste und eine zweite Folie bereitgestellt werden. Selbstverständlich könnten auch dritte und weitere Folien durch das erfindungsgemäße Verfahren miteinander verschweißt oder verklebt werden. In einem zweiten Schritt werden die ersten und zweiten Folien derart nebeneinander angeordnet, dass die erste Folie parallel zur Längsrichtung der zweiten Folie verläuft und die Folien in einem Randbereich übereinander überlappend angeordnet sind. Durch diese besondere Anordnung bilden die ersten und zweiten Folien einen Überlappungsbereich aus, woraufhin die beiden Folien entlang einer Trennlinie, welche in Längsrichtung innerhalb des Überlappungsbereiches der Folie verläuft, gemeinsam durchtrennt werden. Mit anderen Worten wird gleichzeitig ein Teilbereich der beiden Folien, welcher sich im Überlappungsbereich befindet von der jeweiligen ersten bzw. zweiten Folie abgetragen.
Dementsprechend werden entlang der Trennlinie neue Stoßkanten an der ersten und zweiten Folie ausgebildet, welche perfekt aufeinander abgestimmt sind. Durch diese Trennung der Folien ist es wesentlich leichter, anfänglich montierte Aufnahmerollen zu justieren, da die von diesen Aufnahmerollen abgegebenen Folienbahnen einen leicht variierenden Überlappbereich aufweisen können, ohne dass dadurch in darauf folgenden Verfahrensschritten die Qualität der Stoßkanten negativ beeinflusst wird. Ebenso werden durch die Trennung der Folien mögliche Fehlerstellen, die beispielsweise bei der Fabrikation oder dem Transport der Folien leicht entstehen können, bei den zu verbindenden Folien eliminiert.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Folien entlang der Trennlinie, d. h. entlang ihrer neuen Stoßkanten derart miteinander verbunden, so dass eine einzelne verbundene bzw. verschweißte Folie entsteht.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen auf der Hand: So werden durch das gemeinsame Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang ihres Überlappungsbereiches optimal aufeinander abgestimmte Stoßkanten erzeugt, welche sich in einem späteren Verfahrensschritt besonders einfach miteinander verschweißen lassen. Da die neuen Stoßkanten genau aufeinander angepasst sind, entstehen auch keine unnötigen Zwischenräume, welche die Verbindung beeinträchtigen könnten. Somit wird erreicht, dass eine kontinuierlich starke Verbindung entlang der Trennlinie der einzelnen Folien herstellbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 13 zu entnehmen.
So ist es in einer Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die ersten und zweiten Folien je als Rollenware bereitgestellt und mit einer Abrolleinrichtung kontinuierlich in einer Förderrichtung abgewickelt werden. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschweißen auf engstem Raum durchführen. Darüber hinaus kann durch das Abrollen der ersten und zweiten Folie erreicht werden, dass Unebenheiten der einzelnen Folien durch das Aufbringen von Zugspannungen geglättet werden können. Somit wird durch die Abrolleinrichtung eine gleichmäßig hochwertige Verschweißung der einzelnen Folien gewährleistet.
Nach einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Folie über eine erste Führungsrolle und die zweite Folie über eine zweite Führungsrolle der Abrolleinrichtung abgewickelt. Die beiden ersten und zweiten Führungsrollen stehen dabei miteinander in Kontakt und führen die ersten und zweiten Folien derart, so dass ein definierter Überlappungsbereicht im Randbereich der Folien entsteht. Hierzu können die beiden Führungsrollen beispielsweise derart gegenüber einander ausgerichtet sein, so dass diese einen genau bestimmbaren Überschneidungsbereich aufweisen, welcher den Überlappungsbereich der Folien definiert. Der Überlappungsbereich der ersten und zweiten Folie kann beispielsweise 40 bis 60 mm betragen, wobei ein Überlappungsbereich von 50 mm bevorzugt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Folien, nach Durchlaufen der Führungsrollen, entlang des Überlappungsbereiches beidseitig durch Druckrollen gegeneinander gedrückt. Hierdurch gehen die Folien bereits vor dem Verschweißen durch eine Kaltumformung eine leichte Verbindung entlang ihres Überlappungsbereiches miteinander ein. Dementsprechend kann im späteren Verlauf des Verfahrens gewährleistet werden, dass das gleichzeitige Durchtrennen fehlerfrei, d. h. ohne Verrutschen der beiden Folien gegeneinander, abläuft.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt zum Dehnen der Folien in einem Dehnungsbereich zwischen den Führungsrollen und den Druckrollen aufweisen. Hierzu ist es beispielsweise denkbar, dass die Führungsrollen und die Druckrollen unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten aufweisen, wodurch eine Dehnung des dazwischen liegenden Folienmaterials gezielt erreicht werden kann. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Druckrollen derart gegenüber den Führungsrollen versetzt werden, so dass sich Verspannungen ergeben, welche zur Dehnung der Folien führen. Innerhalb des Dehnungsbereichs sind Oberflächenunebenheiten der einzelnen Folien optimal reduziert, wodurch die Trenneigenschaften erheblich verbessert werden.
Nach einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das gemeinsame Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang einer Trennlinie im Überlappungsbereich derart erfolgt, dass nach dem Durchtrennen der Folien die beiden Folien spaltfrei nebeneinander liegen. Die Durchtrennung kann beispielsweise durch eine statisch zwischen den Führungsrollen und den Druckrollen angeordnete Klinge verwirklicht werden. Alternativ kann es sich dabei auch um einen Schneidroller handeln, welcher sich zwischen den Führungsrollen und den Druckrollen befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch das Durchtrennen der Folien abgeschnittenen Randbereiche kontinuierlich aus der Förderrichtung heraus abgeführt. Gleichzeitig ist es denkbar, dass die abgeschnittenen Randbereiche nach dem Abführen auf eine Aufnahmevorrichtung aufgewickelt werden. Je nach Größe der abgeschnittenen Randbereiche ist es demnach sogar denkbar, diese für weitere Glaslaminierungsprozesse zu verwenden. Selbstverständlich wird durch das Abführen der abgeschnittenen Randbereiche erreicht, dass diese nicht zu einer Störung beim Schweißen der Folien führen.
Um die Qualität der Schweißverbindung noch weiter zu verbessern, kann es vorgesehen sein, dass die Folien vor dem Verschweißen durch warme Edelstahlwalzen und/oder einen warmen Luftstrom temperiert werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, den eigentlichen Schweißvorgang mit einer geringeren Wärmezufuhr durchzuführen. Dementsprechend sind höhere Durchsatzzahlen erreichbar, da der eigentliche Verschweißungsprozess wesentlich schneller ablaufen kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Folien beim Verschweißen je an einer Oberfläche bis zu einer Eindringtiefe von bis zu 50% der Foliendicke aufgeschmolzen. Ein tieferes Schweißen ist zwar durchaus möglich, jedoch ist dies nicht erforderlich. Ein Durchschweißen der Folie, d. h. zu 100% der Foliendicke, birgt die Gefahr Lufteinschlüsse in der Schweißnaht zu hinterlassen. Somit wird durch das sogenannte einseitige Verschweißen (bis zu 50% der Foliendicke) erreicht, dass Lufteinschlüsse wirkungsvoll verhindert werden. Im Einzelnen ist es in diesem Zusammenhang sogar vorstellbar, dass die Luft beim Laminieren aus Richtung der nicht zu verschweißenden Oberfläche der Folien abgezogen wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es darüber hinaus vorgesehen, dass beim Schweißvorgang keine durchgängige und vollständige Verschweißung durchgeführt wird, sondern die Folien nur punktweise oder bereichsweise miteinander verschweißt werden. Dadurch kann eine ausreichende Fixierung der Folien gewährleistet werden, wodurch der Schweißaufwand drastisch reduziert werden kann und mit der Vorrichtung somit ein höherer Durchlauf erreichbar ist. In diesem Zusammenhang spielt die erfindungsgemäße Durchtrennung der Folien eine wesentliche Rolle, da durch diese Trennung eine spaltfreie Trennlinie zwischen den Folien realisiert werden kann und aufgrund dessen keine vollständige Verschweißung notwendig ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es denkbar, die spaltfreie Trennung der Folien dahingehend auszunutzen, dass der Schweißvorgang durch einen Klebevorgang ersetzt wird, wobei eine kontinuierliche oder punkt- bzw. bereichsweise Verklebung der Folien durchgeführt wird und somit auf einen aufwändigen Schweißvorgang verzichtet werden kann.
Schließlich ist es gemäß eines weiteren Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die verschweißte Folie, nach dem Verschweißen der ersten und zweiten Folie, beidseitig durch Reinigungsrollen von Partikeln gereinigt wird und auf eine Rolle aufgewickelt wird. Somit entsteht am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Rolle bestehend aus einer Folie mit annährend doppelter Breite der ersten und zweiten Folie, welche ohne weiteres einer Walzenpresse zur Erzeugung eines Verbund-Sicherheitsglases zugeführt werden kann.
Wie oben bereits angedeutet betrifft die folgende Erfindung ebenfalls eine Vorrichtung zum Verschweißen von Folien, insbesondere Zwischenlagen für Verbundglasscheiben an ihren Randbereichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst dieselben Aufgaben, wie das erfindungsgemäße Verfahren.
Im Einzelnen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung hierzu eine erste Aufnahmerolle zur Aufnahme einer ersten Folie sowie eine zweite Aufnahmerolle zur Aufnahme einer zweiten Folie auf. Auch ist eine Abrolleinrichtung zum kontinuierlichen Abwickeln und Führen der ersten und zweiten Folie vorgesehen. Die Abrollvorrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass die erste Folie beim Abwickeln parallel zur Längsrichtung der zweiten Folie geführt wird und die Folien in einem Randbereich übereinander überlappend angeordnet werden, um einen Überlappungsbereich auszubilden. Zum gemeinsamen Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang einer Trennlinie ist eine Trenneinrichtung vorgesehen. Die Trenneinrichtung ist insbesondere derart angeordnet, dass die Trennlinie in Längsrichtung innerhalb des Überlappungsbereiches der Folien verläuft.
Schließlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Schweißeinrichtung oder Klebeeinrichtung zum Verschweißen der Folien entlang der Trennlinie auf.
Die Vorrichtung stellt eine bevorzugte Lösung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Diesbezüglich weist auch die Vorrichtung dieselben Vorteile wie das erfindungsgemäße Verfahren auf.
Nach einer weiteren Umsetzung kann es bei der Vorrichtung zum Verschweißen von Folien vorgesehen sein, dass die Abrolleinrichtung erste und zweite Führungsrollen aufweist, welche dazu ausgebildet sind die Folien von den Aufnahmerollen kontinuierlich abzuwickeln und, in Richtung einer Führungsachse, der Trenneinrichtung zuzuführen. Durch die ersten und zweiten Führungsrollen kann eine Zugspannung in die zu verschweißenden Folien eingebracht werden, wodurch diese gestreckt und somit von Falten oder anderen Unebenheiten befreit werden. Wie es später im Detail erläutert werden wird, kann dabei die Antriebsgeschwindigkeit der Führungsrollen durch eine Steuereinheit auf die weiteren Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgestimmt werden. Bezüglich der Führungsachse sei erwähnt, dass diese vorzugsweise der Vertikalen entspricht, so dass das Eigengewicht der Folien mit zur Führung genutzt werden kann. Um einen besonders platzsparenden Aufbau zu gewährleisten können die Führungsrollen dabei als Umlenkrollen ausgebildet sein, welche die Folien von einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung in die vertikale Ausrichtung der Führungsachse überführen.
Die ersten und zweiten Führungsrollen stehen vorzugsweise miteinander in Kontakt, wobei die Aufnahmerollen derart gegenüber den Führungsrollen angeordnet sind, so dass ein wählbarer Überlappungsbereich im Randbereich der Folien entsteht. Die Folien werden dementsprechend bereits durch die Führungsrollen entlang ihres Überlappungsbereiches miteinander in Kontakt gebracht. Abhängig von der Vorspannkraft mit welcher die ersten und zweiten Führungsrollen gegeneinander verspannt sind, wird bereits durch die Führungsrollen eine Verbindung der Folien in ihrem Überlappungsbereich (durch Kaltverformung) erreicht. Wie es später mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen erläutert werden wird, kann der Überlappungsbereich insbesondere dadurch bestimmt werden, wie stark die Aufnahmerollen gegeneinander versetzt sind.
Im Einzelnen können die Aufnahmerollen dabei derart gegenüber den Führungsrollen angeordnet sein, so dass ein Überlappungsbereich von 40 mm bis 60 mm, vorzugsweise 50 mm, entsteht. Ein derartig bemessener Überlappungsbereich ermöglicht ein besonders einfaches Durchtrennen der beiden Folien entlang der Trennlinie.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Vielzahl von Druckrollen auf, welche entlang der Führungsachse hinter den ersten und zweiten Führungsrollen angeordnet und dazu ausgebildet sind, die Folien entlang ihres Überlappungsbereichs gegeneinander zu drücken. Selbst wenn an den Führungsrollen noch keine Verbindung der beiden Folien entlang des Überlappungsbereiches entsteht, wird zumindest durch die Druckrollen gewährleistet, dass die Folien entlang ihres Überlappungsbereiches aneinander fixiert werden. Die Druckrollen erstrecken sich vorzugsweise nur über die Breite des Überlappungsbereichs. Mit anderen Worten ist es nicht vorgesehen, dass die Druckrollen in Kontakt mit der gesamten Breite der Folien stehen.
Zusätzlich können die Druckrollen senkrecht zur Führungsachse verschiebbar ausgebildet sein. Hierdurch lassen sich die Druckrollen aus der Führungsachse herausfahren, so dass die Folien zumindest entlang ihres Überlappungsbereichs gedehnt werden. Auf Grund der Tatsache, dass die Folien lediglich entlang ihres Überlappungsbereichs gedehnt werden, kommt es zwangsweise zu Verspannungen in Querrichtung der Folien, wodurch das Durchtrennen der Folien mit Hilfe der Trenneinrichtung begünstigt wird. Im Einzelnen kann die Trenneinrichtung gemäß diesem Aspekt mindestens ein Trennelement aufweisen, welches zwischen einer ersten und einer zweiten Druckrolle angeordnet ist. Dementsprechend erfolgt das Durchtrennen der Folien in dem gedehnten Bereich. Hierdurch wird, auf Grund der oben erwähnten Spannungen in Querrichtung der Folien, erreicht, dass das Durchtrennen ähnlich wie beim Schneiden von Hand, d. h. durch Ritzen und Reißen, erfolgen kann. Das gemeinsame Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang der Trennlinie im Überlappungsbereich erfolgt derart, dass nach dem Durchtrennen der Folien die beiden Folien spaltfrei nebeneinander liegen.
Nach einer weiteren Realisierung weist die Vorrichtung mindestens eine Auswurfeinrichtung auf, welche in Förderrichtung nach der Trenneinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, abgeschnittene Randbereiche der Folien nach dem Durchtrennen aus der Förderrichtung heraus abzuführen. Selbstverständlich entstehen nach dem Durchtrennen der Folien abgeschnittene Randbereiche der Folien, welche umso größer sind, je größer der Überlappungsbereich bemessen wird. Insbesondere entspricht die Breite der abgeschnittenen Randbereiche der halben Breite des Überlappungsbereiches, sofern die Trennlinie in der Mitte des Überlappungsbereichs vorgesehen ist. Durch die Auswurfeinrichtung wird verhindert, dass die überflüssigen, abgeschnittenen Randbereiche in die Schweißeinrichtung eintreten und somit die Qualität der Schweißnaht negativ beeinflussen.
Die Schweißeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschweißen von Folien kann einen Heizkolben aufweisen, welcher in Förderrichtung nach der Trenneinrichtung, an der Trennlinie, angebracht ist. Der Heizkolben ist dabei insbesondere dazu ausgelegt, die Folien kontinuierlich aufzuschmelzen. Ebenso ist es auch denkbar, dass der Heizkolben nur punktuell oder bereichsweise mit den Folien in Berührung gebracht oder entsprechend zeitlich variierend erhitzt wird, um eine punktuelle oder bereichsweise Verschweißung der Folien zu realisieren. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass der Heizkolben einen kugelförmigen Kopf aufweist, welcher thermisch aufgeheizt werden kann. Der Heizkolben wird insbesondere einseitig, d. h. nur mit einer Oberfläche der Folien, entlang der Trennlinie, in Kontakt gebracht. Vorzugsweise werden dabei die Folien an dieser Oberfläche bis zu einer Eindringtiefe aufgeschmolzen, welche geringer als 50% der Foliendicke ist. Ein Durchschweißen der Folie, d. h. ein Aufschmelzen von 100% der Foliendicke ist ebenfalls möglich, birgt jedoch die Gefahr Lufteinschlüsse in der Schweißnaht zu hinterlassen. Ebenso kann ein zweiseitiges Schweißen, d. h. Schweißen an zwei Oberflächen der Folien, zu unerwünschten Lufteinschlüssen führen, welche die Qualität der Schweißnaht herabsetzen.
Entsprechend der Schweißeinrichtung ist es auch denkbar, eine Klebeeinrichtung zu verwenden, die einen Klebekopf aufweist, wobei dieser Klebekopf dazu ausgelegt ist, kontinuierlich oder punkt- bzw. bereichsweise mit den Folienrändern in Berührung gebracht zu werden, um anstatt einer Verschweißung eine entsprechende Verklebung zu gewährleisten.
Schließlich ist es darüber hinaus denkbar, dass die Vorrichtung Reinigungswalzen aufweist, welche in Förderrichtung nach der Schweißeinrichtung angeordnet sind. Die Reinigungswalzen sind dazu ausgebildet, die verschweißte Folie von Schmutzpartikeln, wie beispielsweise Staub, zu reinigen, bevor diese die erfindungsgemäße Vorrichtung verlässt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine dritte Aufnahmerolle aufweisen kann, welche dazu dient die verschweißte Folie nach dem Verlassen der Schweißeinrichtung bzw. der Reinigungswalzen aufzuwickeln.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren zum Verschweißen von Folien mit Bezug auf die in den Figuren dargestellte exemplarische Ausführungsform näher erläutert.
Dabei zeigen:
1: seitlicher Querschnitt durch eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschweißen von Folien; und
2: Draufsicht auf die in 1 dargestellte exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschweißen von Folien.
In der nachfolgenden detaillierten Figurenbeschreibung sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Den Darstellungen gemäß den 1 und 2 ist eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschweißen von Folien dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine erste Aufnahmerolle 11 zur Aufnahme einer ersten Folie 1 sowie eine zweite Aufnahmerolle 12 zur Aufnahme einer zweiten Folie 2 auf. Die Aufnahmerollen 11, 12 können dabei insbesondere aus Kunststoffrohren bestehen, auf die die Folien 1, 2 aufgewickelt sind. Die beiden Aufnahmerollen 11 und 12 sind jeweils über Trägerelemente mit einem Rahmengestell (nicht dargestellt) verbunden. Die ersten und zweiten Aufnahmerollen 11, 12 sind seitlich neben der ersten und zweiten Führungsrolle 15, 16 angeordnet. Dabei befinden sich die ersten und zweiten Aufnahmerollen 11, 12 im Wesentlichen auf einer Höhe mit den Führungsrollen 15 und 16. Die Führungsrollen 15 und 16 sind Teil einer Abrolleinrichtung zum kontinuierlichen Abwickeln und Führen der ersten und zweiten Folie 1 und 2.
Die Führungsrollen 15, 16 erstrecken sich mindestens entlang der gesamten Breite der ersten und zweiten Aufnahmerolle 11 und 12 und wickeln diese mit einer, über die gesamte Breite der Folien 1, 2 konstanten, Zugspannung ab. Wie es beispielsweise aus der 2 hervorgeht, sind die beiden Führungsrollen 15, 16 der Abrolleinrichtung derart parallel gegenüber den ersten und zweiten Aufnahmerollen 11, 12 ausgerichtet, so dass die erste Folie 1 beim Abwickeln parallel zur Längsrichtung (L, 2) der zweiten Folie 2 geführt wird. Mit anderen Worten werden die beiden dargestellten Folien 1, 2 durch die Führungsrollen 15, 16 in Richtung einer Führungsachse A umgelenkt. Dabei erstreckt sich die Führungsachse A in dem dargestellten Ausführungsbeispiel entlang der Vertikalen.
Die Führungsrollen 15, 16 sind vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt und zusätzlich mit PC, PU, PP, PMMA, PVC oder Sentryglas^® beschichtet.
Zurückkommend auf 2 sei angemerkt, dass die Folien 1 und 2 insbesondere derart auf den ersten und zweiten Aufnahmerollen 11, 12 aufgewickelt sind, so dass sich beim Einzug der ersten und zweiten Folie 1, 2 durch die Führungsrollen 15, 16 ein Überlappungsbereich 3 bildet. Selbstverständlich ist es denkbar, den Überlappungsbereich 3 individuell einstellbar zu gestalten. Hierzu ist es ausreichend, die in 2 dargestellten ersten und zweiten Aufnahmerollen 11, 12 und somit die Folien 1, 2 in Querrichtung Q gegeneinander zu verschieben. Der Überlappungsbereich 3 weist vorzugsweise eine Breite von 40 bis 60 mm auf. Besonders bevorzugt ist es diesen mit einer Breite von 50 mm auszubilden.
Aus 1 geht ferner hervor, dass die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eine Vielzahl von Druckrollen 20, 22, 23 aufweist, welche in Förderrichtung der Folien 1, 2, nach den Führungsrollen 15, 16 angeordnet sind. Die Druckrollen 20, 22, 23 dienen dazu die beiden Folien 1 und 2 entlang ihres Überlappungsbereichs 3 gegeneinander zu pressen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass auch die Druckrollen 20, 22, 23 vorzugsweise lediglich eine Breite, welche im Wesentlichen der Breite des Überlappungsbereichs 3 entspricht, aufweisen. Die Druckrollen 20, 22, 23 halten die beiden Folien 1, 2 während des Trennvorganges zuverlässig entlang des Überlappungsbereichs 3 zusammen. Wie bereits die Führungsrollen 15, 16, können auch die Druckrollen 20, 22, 23 aus Edelstahl gefertigt und zusätzlich mit PC, PU, PP, PMMA, PVC oder Sentryglas^® beschichtet sein.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, eine als Schneidrolle ausgebildete Trenneinrichtung 24 zwischen ersten und zweiten Druckrollen 22, 23 anzuordnen. Die in 1 gezeigte Trenneinrichtung dient zum gemeinsamen Durchtrennen der ersten und zweiten Folie 1, 2 entlang einer Trennlinie T (2), welche in Längsrichtung entlang des Überlappungsbereichs 3 der Folien 1, 2 verläuft. Eine beispielhafte Trennlinie T ist in 2 gezeigt. Diese Trennlinie ist insbesondere mittig im Überlappungsbereich 3 angeordnet.
Beim Durchtrennen der beiden Folien 1, 2 mit Hilfe der Trenneinrichtung entstehen überschüssige, abgeschnittene Randbereiche 1a, 2a welche beispielhaft in der 2 dargestellt sind. Gemäß der hier gezeigten Ausführungsform entsprechen die abgeschnittenen Randbereiche 1a bzw. 2a der ersten bzw. zweiten Folie 1, 2 jeweils etwa der Hälfte des Überlappungsbereiches 3, da die Trenneinrichtung die Folien 1, 2, entlang der Trennlinie T, in der Mitte des Überlappungsbereiches 3 durchtrennt.
Im Hinblick auf 1 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 mindestens eine Auswurfeinrichtung 30 aufweisen kann, welche in Förderrichtung, d. h. unterhalb, der Trenneinrichtung angeordnet ist. Die Auswurfeinrichtung 30 dient dazu, die abgeschnittenen Randbereiche 1a, 2a nach dem Durchtrennen der Folien 1, 2 aus der Vorrichtung heraus abzuführen. Zwar ist der 1 nur eine derartige Auswurfeinrichtung 30 zu entnehmen, jedoch ist eine solche selbstverständlich vorzugsweise auf beiden Seiten (d. h. links und rechts) der Führungsachse A vorgesehen. Im Einzelnen dient die hier dargestellte Auswurfeinrichtung 30 insbesondere dazu den abgeschnittenen Randbereich 2a der zweiten Folie 2 aus der Förderrichtung heraus abzuführen. Die Auswurfeinrichtung 30 kann dabei beispielsweise als Metallschiene ausgebildet sein, welche die jeweilige Folie 1, 2 nach dem Durchtrennen kontaktiert und somit den abgeschnittenen Randbereich 1a bzw. 2a entfernt.
Die Druckwalzen 20 bzw. 22 und 23 aus 1 sind senkrecht zur Führungsachse A verschiebbar an einem Rahmengestell (nicht abgebildet) angebracht und können eine Verstelleinrichtung 21 aufweisen. Durch diese senkrechte Verstellbarkeit kann erreicht werden, dass die beiden Folien 1, 2 aus der Führungsachse A heraus versetzt werden, wodurch Dehnungskräfte in die Folien 1, 2 eingeleitet werden. Durch diese Dehnungskräfte lassen sich die Folien 1, 2 besonders einfach von der Trenneinrichtung 24 durchtrennen.
Weiter in Förderrichtung, d. h. hinter den Druckrollen 20, 22, 23 und der Trenneinrichtung befindet sich die Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40. Die Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40 kann eine Vielzahl von Rollen aufweisen, welche mit den beiden Folien 1 und 2 in Kontakt stehen. Die Rollen der Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40 bestehen vorzugsweise aus denselben Materialien wie die Führungs- bzw. Druckrollen 15, 16, 20, 22, 23. Die Klebeeinrichtung 40 ist darüber hinaus ebenfalls über Verstelleinrichtungen 41 senkrecht zur Führungsachse A verstellbar. Bevorzugt ist es jedoch, die Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40, wie dargestellt, an der Führungsachse A auszurichten. Wie oben bereits angedeutet, kann die Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40 beispielsweise einen Heizkolben (nicht dargestellt) aufweisen, welcher zwischen den Führungsrollen der Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40 angeordnet ist und im Kontakt mit je einer ersten Oberfläche der ersten und zweiten Folie 1, 2 steht. Beispielsweise kann der Heizkolben auf der in 1 dargestellten rechten Seite der Folie 1, 2 angeordnet sein, um diese aus dieser Richtung aufzuschmelzen. Der Heizkolben ist selbstverständlich entlang der Trennlinie T angebracht und dient dazu, die Folien entlang ihrer ersten Oberfläche kontinuierlich oder punkt- bzw. bereichsweise aufzuschmelzen, während diese an dem Heizkolben vorbeigeführt werden. Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dass die Trenneinrichtung sowie auch der Heizkolben an derselben Stelle in Querrichtung (Q, 2) angeordnet sein müssen. Somit wird gewährleistet, dass der Heizkolben die beiden Folien 1, 2 entlang der Trennlinie T verschweißt und eine optimale, d. h. nicht sichtbare Schweißnaht erzeugt.
Gemäß der Darstellung aus 1 weist die Vorrichtung darüber hinaus Reinigungswalzen 17, 18 auf, welche in Förderrichtung nach der Schweiß- oder Klebeeinrichtung 40 angeordnet sind. Die Reinigungswalzen 17, 18 weisen insbesondere eine klebende Oberfläche auf, welche dazu dient die verschweißte Folie 5 von Partikeln (z. B. Staub) zu befreien, bevor diese auf einer dritten Aufnahmerolle 13 aufgewickelt wird.
Die Walzen und Rollen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 sind vorzugsweise über eine Steuereinrichtung miteinander synchronisiert. Somit wird erreicht, dass die Rotationsgeschwindigkeiten der einzelnen Rollen und Walzen derart aufeinander abgestimmt werden, so dass während des gesamten Verschweißungsprozesses ausschließlich die gewünschte Spannung an den Folien 1, 2 bzw. 5 anliegt. Beispielsweise sei erwähnt, dass die Umlaufgeschwindigkeit der dritten Aufnahmerolle 13 kontinuierlich verändert werden muss, da sich der Radius beim Aufwickeln der verschweißten Folie 5 selbstverständlich kontinuierlich vergrößert. Zudem sei angemerkt, dass alternativ auch nur einzelne Rollen und Walzen einen Antrieb aufweisen können, wobei die nicht selbstständig angetriebenen Rollen und/oder Walzen von letzteren mit angetrieben werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellte exemplarische Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ergibt sich diese aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Folienverbund bestehend aus einer ersten und einer zweiten Folie, die an ihren Randbereichen spaltfrei miteinander verbunden sind. Die Folien, aus denen der Folienverbund gebildet ist, sind vorzugsweise handelsübliche PVB-Folien, welche als Rollenware in einer Breite von 3,2 m geliefert werden. Der Folienverbund gemäß der vorliegenden Erfindung liefert somit eine zusammenhängende Folie (Einzelfolie), die eine Breite von mehr als 3,2 m aufweist. Mit dem erfindungsgemäßen Folienverbund sind Sicherheitsgläser mit einer Breite von mehr als 6 m realisierbar. Selbstverständlich kommt als Material für die beiden den Folienverbund bildenden Folien auch andere Ausgangsfolien, wie beispielsweise SG-Folien von DuPont, in Frage.
Bezugszeichenliste

1, 2: Folie
5: verschweißte Folie
10: Vorrichtung zum Verschweißen
11: erste Aufnahmerolle
12: zweite Aufnahmerolle
13: dritte Aufnahmerolle
15: erste Führungsrolle
16: zweite Führungsrolle
17: erste Reinigungswalze
18: zweite Reinigungswalze
20, 22, 23: Druckrollen
21: Verstelleinrichtung
24: Trenneinrichtung
30: Auswurfeinrichtung
40: Schweiß- oder Klebeeinrichtung
41: Verstelleinrichtung
Q: Querrichtung
L: Längsrichtung
A: Führungsachse
T: Trennlinie

Claims

Verfahren zum Verbinden von Folien, insbesondere Zwischenlagen für Verbundglasscheiben, an ihren Randbereichen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: • Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Folie; • nebeneinander Anordnen der ersten und zweiten Folie derart, dass die erste Folie parallel zur Längsrichtung der zweiten Folie verläuft und die Folien in einem Randbereich übereinander überlappend angeordnet sind und einen Überlappungsbereich ausbilden; • gemeinsames Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang einer Trennlinie, welche in Längsrichtung innerhalb des Überlappungsbereichs der Folien verläuft; und • Verschweißen oder Verkleben der Folien entlang der Trennlinie derart, dass eine einzelne verbundene Folie entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Folien je als Rollenware bereitgestellt und mit einer Abrolleinrichtung kontinuierlich in einer Förderrichtung abgewickelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Folie über eine erste Führungsrolle der Abrolleinrichtung von der Rolle abgewickelt und die zweite Folie über eine zweite Führungsrolle von der Abrollvorrichtung abgewickelt wird, und wobei die Führungsrollen miteinander in Kontakt stehen und die beiden Folien derart über die jeweiligen Führungsrollen geführt werden, sodass ein wählbarer Überlappungsbereich im Randbereich der Folien entsteht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste und zweite Folie derart über ihre jeweiligen Führungsrollen geführt werden, dass ein Überlappungsbereich von 40 mm bis 60 mm, vorzugsweise 50 mm, entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Folien, nach Durchlaufen der Führungsrollen, entlang des Überlappungsbereichs beidseitig durch Druckrollen gegeneinander gedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner einen Schritt zum Dehnen der Folien in einem Dehnungsbereich zwischen den Führungsrollen und den Druckrollen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Folien innerhalb des Dehnungsbereichs parallel zur Förderrichtung durchtrennt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das gemeinsame Durchtrennen der ersten und zweiten Folie entlang der Trennlinie im Überlappungsbereich derart erfolgt, dass nach dem Durchtrennen der Folien die beiden Folien spaltfrei nebeneinander liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die durch das Durchtrennen abgeschnittenen Randbereiche der Folie kontinuierlich aus der Förderrichtung heraus abgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folien vor dem Verbinden durch warme Edelstahlwalzen und/oder einen warmen Luftstrom vorab temperiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folien beim Verbinden an je einer Oberfläche bis zu einer Eindringtiefe von bis zu 50% der Foliendicke aufgeschmolzen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folien kontinuierlich und/oder punktweise und/oder bereichsweise miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die verbundene Folie nach dem Verbinden der ersten und zweiten Folie beidseitig durch Reinigungsrollen von Partikeln gereinigt wird und auf eine Rolle aufgewickelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Folie eine PVB-Folie sind/ist, die vorzugsweise als Rollenware bereitgestellt und eine Breite von maximal 3,2 m aufweist; oder wobei die erste und/oder zweite Folie eine SG-Folie von DuPont sind/ist, welche eine Breite von maximal 2,5 m aufweist oder als Rollenware bereitgestellt ist und eine Breite von 1,83 m aufweist.
Vorrichtung (10) zum Verbinden von Folien (1, 2), insbesondere Zwischenlagen für Verbundglasscheiben, an ihren Randbereichen, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: • eine erste Aufnahmerolle (11) zur Aufnahme einer ersten Folie (1); • eine zweite Aufnahmerolle (12) zur Aufnahme einer zweiten Folie (2); • eine Abrolleinrichtung zum kontinuierlichen Abwickeln und Führen der ersten und zweiten Folie (1, 2), wobei die Abrollvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die erste Folie (1) beim Abwickeln parallel zur Längsrichtung (L) der zweiten Folie (2) geführt wird und die Folien (1, 2) in einem Randbereich übereinander überlappend angeordnet werden, um einen Überlappungsbereich (3) auszubilden; • eine Trenneinrichtung zum gemeinsames Durchtrennen der ersten und zweiten Folie (1, 2) entlang einer Trennlinie (T), welche in Längsrichtung entlang des Überlappungsbereichs (3) der Folien (1, 2) verläuft; und • eine Schweiß- oder Klebeeinrichtung (40) zum Verbinden der Folien (1, 2) entlang der Trennlinie (T).
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Abrolleinrichtung erste und zweite Führungsrollen (15, 16) aufweist, welche ausgebildet sind, die Folien (1, 2) von den Aufnahmerollen (11, 12) kontinuierlich abzuwickeln und in Richtung einer Führungsachse (A) der Trenneinrichtung zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Führungsrollen (15, 16) miteinander in Kontakt stehen und die Aufnahmerollen (11, 12) derart gegenüber Führungsrollen (15, 16) angeordnet sind, dass ein wählbarer Überlappungsbereich (3) am bzw. im Randbereich der Folien (1, 2) entsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Aufnahmerollen (11, 12) derart gegenüber den Führungsrollen (15, 16) angeordnet sind, dass ein Überlappungsbereich von 40 mm bis 60 mm und vorzugsweise von 50 mm entsteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Druckrollen (20, 22, 23) aufweist, welche entlang der Führungsachse (A) hinter den ersten und zweiten Führungsrollen (15, 16) angeordnet und ausgebildet sind, die Folien (1, 2) entlang ihres Überlappungsbereichs (3) gegeneinander zu drücken.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Druckrollen (20) senkrecht zur Führungsachse (A) verschiebbar ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei die Trenneinrichtung mindestens ein Trennelement (24) aufweist, welches zwischen einer ersten und einer zweiten Druckrolle (22, 23) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die Trenneinrichtung (T) derart ausgebildet ist, dass die erste und zweite Folie (1, 2) entlang der Trennlinien (T) gemeinsam durchtrennbar sind derart, dass die beiden Folien (1, 2) spaltfrei nebeneinander liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei die Vorrichtung mindestens eine Auswurfeinrichtung (30) aufweist, welche in Förderrichtung nach der Trenneinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, abgeschnittene Randbereiche der Folien (1, 2) nach dem Durchtrennen aus der Förderrichtung heraus abzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die Schweiß- oder Klebeeinrichtung (40) einen Heiz- oder Klebekolben aufweist, welcher in Förderrichtung nach der Trenneinrichtung an der Trennlinie (T) angebracht und ausgelegt ist, die Folien (1, 2) kontinuierlich aufzuschmelzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die Schweiß- oder Klebeeinrichtung (40) einen Heiz- oder Klebekolben aufweist, welcher in Förderrichtung nach der Trenneinrichtung an der Trennlinie (T) angebracht und ausgelegt ist, die Folien (1, 2) punktuell und/oder bereichsweise aufzuschmelzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei die Vorrichtung Reinigungswalzen (17, 18) aufweist, welche in Förderrichtung nach der Schweiß- oder Klebeeinrichtung (40) angeordnet und dazu ausgebildet sind, die verbundene Folie (3) von Schmutzpartikel zu reinigen.
Folienverbund, insbesondere als Zwischenlage für Verbundglasscheiben, wobei der Folienverbund aus einer ersten und einer zweiten Folie (1, 2) besteht, die spaltfrei an ihren Randbereichen verbunden sind.
Folienverbund nach Anspruch 27, wobei der Folienverbund aus PVB-Material besteht und eine Breite von mehr als 3,2 m aufweist.
Folienverbund nach Anspruch 27, wobei der Folienverbund aus SG-Folien von DuPont besteht und eine Breite von mehr als 2,5 m aufweist.