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Behälter, sowie Verfahren und Maschine zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter aus einem rohrförmigen Körper aus thermoplastischem Material, bei welchem der rohrförmige Körper wenigstens an einem Ende mit Wandteilen einer umfanglichen Rinne einer festen Endplatte verklaut ist.
Bisher bekanntgewordene Behälter dieser Art haben den Nachteil, dass die rinnenförmig umgebogenen Ränder der festen Endplatten teilweise in das thermoplastische Material der rohrförmigen Körper hineingepresst und diese dadurch in unerwünschter Weise geschwächt sind. Nach einem andern Vorschlag sind die zu Rinnen geformten Ränder der Endplattensamtdenin die Rinnen eingeschobenen Randpartien der rohrförmigen Körper durch blosses mechanisches Auskröpfen verklaut, was aber leicht zu einer Lockerung der Endplatten und zu einem Undichtwerden der Behälter fuhren kann.
Ziel der Erfindung ist ein Behälter, bei dem die aufgezeigten Mängel vermieden sind, der volkom- men verlässlich und der in der Herstellung trotzdem billig ist.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die Rinne an der Einführungsstelle für das Kunststoffrohr bis auf annähernd die Wandstärke dieser Rinne verengt, die lichte Weite des Rinnenquerschnittes selbst jedoch grösser als die der Verengung an der Einführungsstelle ist, wobei das Kunststoffrohr in dieser Rinne mit einem den Rinnenquerschnitt ausfüllenden, verstärkten Wulst verankert ist.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist der Eingang der Rinne durch Schrägstellung mindestens einer ihrer Seitenwände verengt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgjmässen Behälters, welches darin besteht, dass am Umfang der Endplatte eine der Wandstärke des rohrförmigen Körpers entsprechend eingezogene Rinne gebildet, hierauf das Rohrende unter Druck in die Rinne eingeschoben und gleichzeitig von dem durch eine Heizvorrichtung erwärmten Rinnenteil der Endplatte auf Erweichungstemperatur gebracht wird, so dass sich das Rohrende, den Rinnenhohlraum ausfüllend, verformt und hernach der auf diese Weise in der Rinne gebildete Wulst des verformten Körpers durch Abkühlung verfestigt wird.
Die Erfindung hat auch eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand, die mit
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einer Heizvorrichtung für die Erwärmung der Endplatte, einer Steuerungsvorrichtung für das Einschieben des Rohrendes in die Endplatte und das Heranbringen der Heizvorrichtung an dieselbe, sowie einer Auswurfvorrichtung für den auf der Endplatte befestigten rohrförmigen Körper versehen und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizvorrichtung aus einer die Endplatte umgebenden, an sich bekannten Hochfrequenzspule besteht, welche nur im Zeitpunkt des Gegeneinanderwirkens von Endplattenhalter und Rohrteil-Vorschubeinrichtung stromdurchflossen ist.
Nach einem andern Merkmal der Erfindung ist die mit einer Zuführungseinrichtung für den rohrförmigen Körper, einer Zubringereinrichtung samt Halter für die Endplatte, einer Heizvorrichtung am Halter der Endplatte für deren Erwärmung, einer Steuerungsvorrichtung für das Einschieben des Rohrendes in die Endplatte, sowie einer Auswurfvorrichtung für den auf der Endplatte befestigten rohrförmigen Körper versehenen Maschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizvorrichtung am Halter der Endplatte eine elektrische Heizplatte vorgesehen ist, die in ihrem an den Boden der Rinne der Endplatte zum Anliegen kommenden Teil Heizwicklungen enthält und einen Zentrierkörper für die Bodenplatte aufweist.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt Fig. l einen Querschnitt durch die Endplatte mit in diese eingeschobenem Rohrende sowie die Heizvorrichtung, in der ersten Verfahrensphase, Fig. 2 einen Schnitt ge- mäss Fig. l, in der zweiten Verfahrensphase, Fig. 3 einen Teilschnitt einer Ausführungsform ähnlich der in
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trierung des Rohrkörpers, Fig. 8 einen Schnitt durch eine als Deckel dienende durchbrochene Endplatte, Fig. 9 eine Seitenansicht einer Maschine zum Befestigen der Endplatten auf dem Ende rohrförmiger Körper in schematischer Darstellung und Fig.
10 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Anbringen der Endplatten und zum Schneiden des Rohres gemäss Fig. 9, teilweise aufgebrochen.
In den Fig. 1-3 bedeutet 1 ein Ende eines rohrförmigen Körpers aus thermoplastischem Material und 2 eine starre Endplatte. Die starre Endplatte kann entweder, wie im vorliegenden Falle, eine z. B. aus Metallblech angefertigte Bodenplatte oder eine Verschluss- oder Deckelplatte sein.
Die Endplatte 2 hat an ihrem Umfang eine ringförmige Rinne mit zwei Seitenwänden 2a, 2b und einem Boden 2c. Die Seitenwand 2a ist zylindrisch, während die Seitenwand 2b eine kegelstumpfförmige Fläche hat, die koaxial zur Seitenwand 2a liegt, so dass die Rinne einen sich zum Boden hin erweiternden Querschnitt aufweist.
Der freie Rand der äusseren Seitenwand 2b ist nach innen umgelegt und bildet eine Schulter 2d. Der
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führen zu können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Eine mit einem üblichen Heizelement 4, z. B. einem elektrischen Heizwiderstand versehene Heizplatte 3 wird an die metallische Endplatte 2 zur Anlage gebracht und in dieser Lage so lange festgehalten, bis die Endplatte und damit der in der Rinne der Endplatte sitzende Rohrabschnitt aus thermoplastischem Material die Schmelztemperatur dieses Materials erreicht hat.
Nachdem das Ende des Rohres in die Rinne der Endplatte 2 (Fig. l) eingeführt worden und die Heizplatte 3 mit einem leichten Druck gegen die Endplatte 2, d. h. im dargestellten Beispiel gegen die Aussenfläche des Bodens 2c der Rinne anliegt, erweicht das Ende des Rohres und füllt den ganzen Raum innerhalb der Rinne aus (Fig. 2).
Wenn das in der Rinne zwischen der Schulter 2d und dem Boden 2c nunmehr eingeschlossene Material erkaltet und erhärtet ist. bildet dieses einen ringförmigen Vorankerungswulst, welcher die Endplatte 2 einwandfrei auf dem Ende des Rohres festhält.
Selbstverständlich können statt der Platte 3 zum Erweichen des Rohrendes, wie bereits angeführt, auch andere Mittel, z. B. eine Hochfrequenzspule, verwendet werden.
Man kann dem Querschnitt der Rinne verschiedene Formen geben, vorausgesetzt, dass an der Einführseite für das Kunststoffrohr eine Verengung von etwa der Dicke der Rohrwand vorgesehen ist. So könnte man beispielsweise auch die Schulter 2d weglassen.
Trotz einer geringen Schrumpfung des thermoplastischen Materials bei seinem Erkalten erhält man eine einwandfreie dichte Verbindung, wenn man der Rinne einen Querschnitt gibt, der auf der Seitenwand mit kleinerem Radius eine Schulter 2e, 2f (Fig. 4 und 5) oder einen Rand aufweist, der mit der Innenwand des Rohres in Berührung steht.
Zum leichteren Einführen des Endes des rohrförmigen Körpers in die ringförmige Rinne der starren Endplatte ist es vorteilhaft, eine kegelstumpfförmige Führungsfläche 2g, 2j, 2k am Eingang der ringförmigen Rinne vorzusehen.
In Fig. 3 und 4 ist zu sehen, dass das Ende des Rohres 1 durch die sich gegenüberstehenden beiden Seitenwände der ringförmigen Rinne einwandfrei gehalten wird. wobei z. B. der, gemäss dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel, nach einwärts gebogene freie Rand 2h bzw. 2k der äusseren Seitenwand der Rinne dazu beiträgt, das Ablösen der Endplatte vom rohrförmigen Körper zu verhindern.
Fig.. 8 zeigt eine Ausführungsform, in der eine auf dem rohrförmigen Körper 1 befestigte Endplatte 2 einem mit einem Schraubverschluss 10 versehenen, in der Mitte gelegenen Hals 2m aufweist.
Ein Ende des rohrförmigenKörpers 1 kann mit einer Bodenplatte nach Fig. 1 bis 7 und das andere Ende mit einer Deckelplatte nach Fig. 8 versehen sein und so einen Behälter bilden.
In den Fig. 9-11 ist die Maschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt.
Die Heizplatte 17 hat einen Zentrierkörper 48 mit einer der Fläche der Endplatte angepassten Form und ist z. B. mit einem elektrischen Heizwiderstand 49 ausgestattet (Fig. 10). Die Heizplatte ist auf dem freien Ende einer in einem Block 52 in der Achse des Rohres gleitenden Stange 51 angebracht und wird
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ausserdem durch eine Feder 61 in Richtung auf das Ende des Rohres gedrückt. Ein Verriegelungsstift 63 hält die Heizplatte 17 gegen die Wirkung der Feder 61 so lange zurück, bis eine Endplatte dem Ring 16 zuge- führt worden ist.
Die beschriebene Maschine arbeitet folgendermassen : Das Rohr 13 schiebt sich mit seinem Ende in die Rinne der Endplatte 44 und drückt diese gegen die unter der Wirkung der Feder 61 stehende Heizplat- te 17, welche bei steigender Temperatur das Rohrende zum Erweichen bringt, bis die Rinne der Endplatte vollständig vom erweichten Material ausgefüllt ist. Nach Abkühlung und Erhärtung des Rohrendes wird der rohrförmige Körper mit der daran befestigten Endplatte abgeschnitten und ausgeworfen.
Wenn der Kunststoff, aus dem das Rohr hergestellt ist, keine oder nur geringe dielektrische Verluste aufweist, wie es beispielsweise bei Polyäthylen der Fall ist, dann kann zum Erwärmen der Endplatte ein
Hochfrequenzstrom verwendet werden, ohne dass für das Rohrende die Gefahr besteht, während der Er- wärmung der Endplatte so weit zu erweichen, dass es vollkommen flüssig wird. Zu diesem Zwecke kann eine Vorrichtung gemäss Fig. 9 verwendet werden, bei der eine an sich bekannte Hochfrequenzspule 71 die Bewegungsbahn der im Block 52 gleitenden Stange 51 bzw. des aus der Düse austretenden Kunststoff- rohres 13 ungefähr an jener Stelle umgibt, an der das in die Endplatte 44 auf der Stange 51 eingeführte
Ende des Kunststoffrolires zum Stillstand kommt. Im Hochfrequenzfeld wird dann das in der Endplatte 44 befindliche Ende des Kunststoffrohres 13 erwärmt und erweicht.
Der Innendurchmesser der Spule 71 ist grösser als der Aussendurchmesser der Endplatten 44. Die Spu- le 71 ist mit einer Hochfrequenzstromquelle 72 verbunden. Die Endplatten bestehen aus einem Material mit hohen dielektrischen Verlusten, dessen Schmelztemperatur jedoch viel höher liegt als die des Rohres ; vorzugsweise bestehen sie aus Metall.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Behälter aus einem rohrförmigen Körper aus thermoplastischem Material, bei welchem der rohr- förmige Körper wenigstens an einem Ende mit Wandteilen einer umfänglichen Rinne einer festen Endplatte verklaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne an der Einführungsstelle für das Kunststoffrohr bis auf annähernd die Wandstärke dieser Rinne verengt, die lichte Weite des Rinnenquerschnittes selbst jedoch grösser als die der Verengung an der Einfühmngsstelle ist, wobei das Kunststoffrohr in dieser Rinne mit einem den Rinnenquerschnitt ausfüllenden, verstärkten Wulst verankert ist.