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Verfahren zum Verschweissen von Körpern aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweissen vonKorpern aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, wobei in bekannter Weise zwischen die Kunststoffkörper Metallteile eingelegt werden, deren Hitze sich auf die zu verschweissenden Teile überträgt, wodurch diese miteinander verschmelzen. Bei dem bisher bekannten Schweissverfahren dieser Art wurden die vorher zwischen die zu verschweissenden Kunststoffkörper eingelegten Metallteile durch Anschluss derselben an eine Stromquelle als elektrisches Widerstandsheizelement erhitzt oder auch die Erhitzung durch Wirbelstrombildung mittels eines Hochfrequenzfeldes erzielt.
Demgegenüber besteht das Verfahren gemäss der Erfindung darin, dass ein oder mehrere mittels einer Wärmequelle vorerhitzte Metalldrähte oder-stäbe zwischen die zu verbindenden Körper eingelegt und alle drei Teile unter Druck miteinander vereinigt werden, indem die Metallteile die angrenzenden Bereiche des Kunststoffes zum Schmelzen bringen.
Dieses Verfahren hat gegenüber der elektrischen Widerstandserhitzung bzw. der Hochfrequenzerhitzung der Metalleinlage den grossen Vorteil, dass keinerlei elektrische Anschlüsse an die einzelnen Metallstäbe oder -drähte und ebensowenig irgendwelche elektrische Apparaturen für die Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes nötig sind, sondern lediglich ein Ofen, um die Drähte oder Stäbe auf die nötige Schweisstemperatur zu erhitzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann daher auch in kleineren Werkstätten und überall dort angewendet werden, wo mit einfachen und billigen Mitteln gearbeitet werden muss.
Gegenüber den ebenfalls bekannten Verfahren zum Verschweissen von Kunststoffkörpern ohne Anwendung von metallischen Einlagen, z. B. dem Spiegelschweissverfahren oder dem Stempelschweissverfahren, zeichnet sich das Verfab. ren nach der Erfindung durch die Erzielung einer weit grösseren Festigkeit der Schweissstelle und dadurch aus, dass es beispielsweise auch für schwache Platten, wie sie für B ehälterauskleidungen verwendet werden, anwendbar ist und flüssigkeitsdichte und mechanisch feste Schweissverbin- dungen ergibt, wie sie mit dem erwähnten bekannten Schweissverfahren in gleicher Weise nicht erhältlich sind.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich auch dazu, vollkommen freitragende Behälter bei- zustellen, da die armierten Schweissnähte dem Behälter ausreichende Festigkeit verleihen.
Die Kunststoffe Polyäthylen und Polypropylen sind für das Verfahren besonders geeignet, weil sich diese Stoffe bei einer Temperatur von 1100 bzw. 1700 C verflüssigen, während bei andern Kunststoffen z. B. PVC zwar ein Erweichen, aber nicht ein Verflüssigen ohne Gefahr der Zersetzung erreichbar ist.
Es ist zweckmässig, für die Durchführung des Verfahrens verdrillte Profildrähte bzw. Profilstäbe zu verwenden, weil damit verhindert werden kann, dass infolge der verschiedenen Wärmedehnung des Kunst stoffes gegenüber dem Metall sich dieses an den ebenen Begrenzungsflächen vom Kunststoff loslöst. Es ist gleichgültig, ob das Profil quadratischen, rechteckigen, dreieckigen od. ähnl. Querschnitt besitzt, jedoch ist jedenfalls ein kantiger Querschnitt einem runden oder ovalen vorzuziehen.
Nachstehend sind anHand der Zeichnung Durchführungsbeispiele des Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Schweissstelle im Querschnitt in verschiedenen Verfahrensstufen der Verschweissung. Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine nach dem Verfahren hergestellte Wanne.
Um zwei Platten 1 und 2 zusammenzuschweissen, werden sie beispielsweise mit senkrecht absieben- den Flanschen l* bzw. 2'versehen und zwischen diese zwei, vorzugsweise verdrillte Vierkantdrähte 3,
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dann mit Hilfe einer Pressvorrichtung zusammengepresst, so dass sich die Randzonen der Teile l'und 2' verflüssigen und die Drähte in diese etwa je zur Hälfte der Flanschdicke eindringen, wobei die beiden Flanschen an den Stosskanten 6 vollkommen miteinander verschmelzen, indem sie die hiezu nötige Hitze von den metallischen Drähten erhalten (Fig. 2). Die Verbindung ist nicht nur flüssigkeitsdicht, sondern auch von hoher, mechanischer Festigkeit.
Es ist zweckmässig, aber nicht unbedingt erforderlich, in solchen Fällen auch noch einen weiteren Profildraht 4 von vorne an die Stossstelle in den einspringenden Winkel gemäss Fig. 3 in vorerhitztem Zustande einzulegen und einen Streifen 5 daraufzulegen und einzupressen, so dass auch hier der Profildraht 4 in alle drei anliegenden Kunststoffkörper 1, 2, 5 zum Teil eindringt und diese miteinander verschweisst.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann beispielsweise ein Behälter mit Hilfe dieses Verfahrens aus einzelnen Platten 11, 12, 13 zusammengeschweisst werden. An den Stossstellen je zweier Platten 13 ist hier mittels
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KunsistoffstreifensanderstossendePlattenll bzw.
12 und 13 gebildetenEcken ebenfalls durch Profildrähte 14 und entsprechende Winkelleisten 1\J aus Kunststott in der gleichen Weise verschweisst und verfestigt. Um noch eine weitere Versteifung des Behälters in der Längsrichtung zu erhalten, können weitere Profildrähte 17 mittels Leisten 18 beispielsweise von aussen jeweils in der Mitte der Platten 13 angeschweisst werden, wodurch Versteifungsrippen gebildet sind, die eine Verfestigung des Behälters gegen Innendruck ergeben, so dass dieser ohne die Verwendung eines metallischen Aussenbehälters in Gebrauch genommen werden kann.
Mit dem Schweissverfahren nach der Erfindung lassen sich beliebige Körper, auch wenn sie einer grossen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind und formgenau gearbeitet sein müssen, wie sie z. B. bei Pumpen, Gebläsen u. a. Maschinen, insbesondere für die chemische Industrie vorkommen, aus thermoplastischem Kunststoff herstellen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Verschweissen von Körpern aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Poly- äthylen und Polypropylen, unter Verwendung von erhitzten, zwischen die zu verschweissenden Flächen eingelegten Metallteilen, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere mittels einer Wärmequelle vorerhitzte Metalldrähte oder -stäbe zwischen die zu verbindenden Körper eingelegt und dann alle drei Teile unter Druck miteinander vereinigt werden.