AT2008U1 - Verfahren zum verschweissen zweier thermoplastischer kunststoffkörper - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verschweißen zweier thermoplastischer Kunststoffkörper (1, 2) in einander flächig überdeckenden Zonen ist eine elektrisch leitende, für erweichten Kunststoff durchlässige bzw. im selben Material wie die Kunststoffkörper (1, 2) eingebettete Zwischenschicht (3) vorgesehen. Um eine Verbindung durch Widerstandsschweißung zu vermeiden, werden in der elektrisch leitenden Zwischenschicht (3) durch ein äußeres magnetisches Wechselfeld Spannungen zur Stromerzeugung induziert.

Description

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  Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweissen zweier thermoplastischer Kunststoffkörper,   z. B.   in Platten-, Folien-, Rohr- oder Muffenform, in einander flächig überdeckenden Zonen mit einer elektrisch leitenden, für erweichten Kunststoff durchlässigen bzw. im selben Material wie die Kunststoffkörper eingebetteten Zwischenschicht. 



  Bei der Verbindung thermoplastischer Kunststoffteile bzw. 



  Rohre und Muffen werden bisher meist Schweissmuffen verwendet, und zwar solche, die die für die Plastifizierung der Fügezone (also jener Zone, in der sich die beiden Kunststoffkörper flächig überdecken) erforderliche Energie über eingefügte Drähte durch Stromzuführung zur Widerstandsheizung erhalten. Die Drähte zur Widerstandsheizung sind in der Regel am Muffenteil appliziert und daher für mechanische Verletzungen anfällig. Ein eingekerbter oder angeritzter Heizdraht wird sich an dieser verletzten Stelle überhitzen, wogegen der Rest des Stromkreises unterhalb der Solltemperatur bleibt, so dass eine ungleichmässige bzw. von vornherein beschädigte Verbindung entsteht. Ausserdem weisen die Heizdrähte immer eine gewisse Inhomogenität innerhalb der Füge-bzw.

   Schweisszone auf, weil am Anfang und Ende des Heizkreises der elektrische Leiter zum Zwecke des Anschlusses an die Stromquelle aus der Zone herausgeführt sein muss, was einen kritischen Ubergangsbereich darstellt, an dem sich 

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 eintretendes Wasser ausbreiten kann, weil sich ein sogenannter Längswasserkanal bildet. 



  Schliesslich stellt die Bereitstellung der elektrischen Leistung zur Schweissung für die praktische Handhabbarkeit ein wesentliches Kriterium dar. Alle bekannten Verfahren arbeiten daher mit nur einem Heizkreis, um nicht mehr als unbedingt notwendige Ausführungen zu erfordern. Demnach ist insbesondere bei grossen Muffendurchmessern mit für Baustellenverhältnisse bereits erheblichen Bereitstellungsschwierigkeiten der erforderlichen elektrischen Leistung zu rechnen, also z. B. Kraftstromanschluss, und es muss infolge des aufgetretenen Spannungsabfalls an der Muffe selbst schon mit entsprechenden Schutzmassnahmen gearbeitet werden. 



  Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren anzugeben, das für die meisten Muffendurchmesser und Wandstärken geeignet ist, geringe elektrische Anschlussleistungen erfordert, keine aus der Muffe   od. dgl.   herausführende Drähte benötigt und keine eingelagerten Metalldrähte in der   Schweiss- bzw.   Fügezone zur Voraussetzung hat. 



  Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass in der elektrisch leitenden Zwischenschicht durch ein äusseres magnetisches Wechselfeld Spannungen zur Stromerzeugung induziert werden. 



  In der   Schweiss- bzw.   Fügezone sind also keine Drähte mit ihren geschilderten Nachteilen erforderlich, sondern es genügt, eine elektrisch leitende Zwischenschicht in verschiedenster Form einzulegen. Es erfolgt keine Widerstandsheizung und es sind auch keine zur Zwischenschicht führende Leiter mehr erforderlich, sondern es werden in der Zwischenschicht durch das äussere magnetische Wechselfeld die erforderlichen 

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 Spannungen zur Stromerzeugung für die Plastifizierung des Kunststoffmaterials induziert, wobei die für die Verschmelzung der beiden Kunststoffkörper erforderliche Energie praktisch unabhängig von der Plattengrösse oder vom Rohrdurchmesser   od. dgl.   und jedenfalls auch unabhängig von der Wanddicke der Kunststoffkörper in der Zone gewählt sein kann.

   Auch bei grossflächigen Zonen ist eine vergleichsweise geringe elektrische Anschlussleistung erforderlich, und es ergeben sich dadurch auch Werkzeuge geringerer Abmessungen. 



  Um mit einem vergleichsweise kleinen Gerät zur Wechselfelderzeugung das Auslangen zu finden und dennoch bei grossflächigen Schweisszonen die notwendigen Spannungen induzieren zu können, ohne zwischen die beiden Kunststoffkörper eindringen zu müssen, wird erfindungsgemäss über die Aussenseite eines der Kunststoffkörper im Bereich der zu verschweissenden Zonen ein Wechselstrommagnet bewegt. Um dabei gleichmässige Schweisserfolge zu erzielen, erfolgt die Bewegung des Wechselstrommagneten mit gleichmässiger Geschwindigkeit. 



  In Extremfällen kann es vorkommen, dass die induzierten Spannungen zu gering sind. Um hier Abhilfe zu schaffen, kann die Spannung und Frequenz des den Wechselstrommagneten speisenden Wechselstromes veränderbar sein. Es ist selbstverständlich auch möglich und in manchen Fällen notwendig, den Abstand des Wechselfeldmagneten von dem einen Kunststoffkörper zu verändern. 



  Als Zwischenschicht, die für den Kunststoff in flüssiger Phase durchlässig ist, aber grosse Leitfähigkeit besitzt, kann die elektrisch leitende Zwischenschicht aus gleichmässig verteilten Kohlefaserteilchen, vorzugsweise als Gewebe, bestehen, so dass sich dadurch das Aufbringen der Zwischenschicht wesentlich erleichert. Anstelle von Kohlefaserteilchen können aber auch elektrisch leitfähige Kunststoffe oder andere Leiter- bzw. Leiterteilchen verwendet werden. 

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  Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Schema bei der Rohrverschweissung darstellt, näher erklärt. 



  Zwischen zwei Rohren bzw. zwischen Rohr und Muffe 1, 2 ist eine elektrisch leitende Zwischenschicht 3 vorgesehen, die für den erweichten Kunststoff durchlässig ist und beispielsweise aus einem Gewebe von Kohlefaserteilchen besteht. Um in dieser Zwischenschicht 3 Induktionsströme zur Erweichung der angrenzenden Bereiche der Kunststoffkörper 1 und 2 zu erreichen, ist ein Wechselstrommagnet in Form eines Topfmagneten 4 vorgesehen, der gleichmässig um die Rohre bzw. 



  Kunststoffteile l und 2 bewegt wird. Der Topfmagnet 4 wird über einen   Spannungs- bzw.   Frequenzregler 5 und die Drähte 6 mit Wechselstrom gespeist.

Claims (5)

1. EMI5.1 :1. Verfahren zum Verschweissen zweier thermoplastischer Kunststoffkörper, z. B. in Platten-, Folien-, Rohr- oder Muffenform, in einander flächig überdeckenden Zonen mit einer elektrisch leitenden, für erweichten Kunststoff durchlässigen bzw. im selben Material wie die Kunststoffkörper eingebetteten Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektrisch leitenden Zwischenschicht (3) durch ein äusseres magnetisches Wechselfeld (4) Spannungen zur Stromerzeugung induziert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Aussenseite eines der Kunststoffkörper (2) im Bereich der zu verschweissenden Zonen ein Wechselstrommagnet (4) bewegt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Wechselstrommagneten (4) mit gleichmässiger Geschwindigkeit erfolgt bzw. mittels eines Regelkreises in Abhängigkeit vom gewünschten Plastifizierungsgrad geregelt wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung und Frequenz des den Wechselstrommagneten (4) speisenden Wechselstromes veränderbar ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die elektrisch leitende Zwischenschicht (3) Kohlefaserteilchen, vorzugsweise als Gewebe, verwendet werden.