CS197665B1

CS197665B1 - Method of joining the structurally unloaded segments from the plasts

Info

Publication number: CS197665B1
Application number: CS669977A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Kupf; Pavel Smola
Original assignee: Lubomir Kupf; Pavel Smola
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1980-05-30

Description

(54) Způsob spojování strukturně Iehčených dílců z plastů(54) Method of joining structurally lightened plastic parts

Vynález řeší způsob spojování strukturně Iehčených dílců z plastů. Dosud se provádí tepelné spojování dílců z termoplastů nastavením spojovaných ploch nebo přídavným svařováním drátem. Spojování svarem je zejména u větších strukturně vstřikovaných dílců obtížné pro jejich rozměrnost a váhu. Při použití svařovacích zrcadel se musí alespoň jedním ze svařovaných dílců pohybovat, což vyžaduje náročné přípravky anebo fyzickou námahu. Velmi často nelze ani dosáhnout požadovaných svarů, nebot by to vyžadovalo natavení například dvou na sebe kolmých hran á formu dílce ve dvou osách, což je velice náročné z hlediska výroby přípravku, přesnosti a spolehlivosti spoje. Při .použití svařovacího drátu musí být pro větší dílce prováděn svar v několika vrstvách, což je pracné a svar se vyznačuje pnutím. Kromě toho je kvalita svaru závislá na schopnostech svářeče. Vzhledem k požadavkům na pevnost svarů se tyto musí zhotovovat s mimořádnými pracovními nároky.The invention solves a method of joining structurally lightened plastic parts. Up to now, the thermoplastics panels have been thermally bonded by adjusting the surfaces to be joined or by additional wire welding. Welding is especially difficult for larger structurally injection molded parts due to their size and weight. When welding mirrors are used, at least one of the parts to be welded must move, requiring demanding jigs and / or physical effort. Very often, it is not possible to achieve the required welds, as this would require melting, for example, two perpendicular edges and the form of a component in two axes, which is very demanding in terms of jig production, precision and joint reliability. When using a welding wire, the larger parts have to be welded in several layers, which is laborious and the weld is characterized by stress. In addition, the quality of the weld depends on the welder's capabilities. Due to the strength requirements of the welds, these must be produced with extraordinary work demands.

Uvedené nevýhody odstraňuje /působ spojování Iehčených dílců z plastů podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezi svařované dílce, vůči sobě navzájem pevné, se vtlačuje svařovací profil, který se nataví současně se svařovanými dílci a za stejných podmínek a vyplní prostor mezi svařovanými plochami. Mezi svařovacím profilem a svařovanými dílci jsou vytvořeny nejméně dva svary, přičemž plochy určené pro svár jsou větší než je nejmenší průřez svařovaných dílců ve směru působícího namáhání. Svařovací profil, jehož průřez nebo část průřezu tvarově odpovídá prostoru mezi svařovacími dílci, je vložen mezi svařované dílce po celé délce a tvoří přírubu nebo dilatační vložku nebo je zdvojený.These disadvantages are eliminated by the joining of the lightweight plastics parts according to the invention, which is based on the fact that a welding profile is pressed between the welded parts which are fixed to each other, which fuses simultaneously with the welded parts and under the same conditions. At least two welds are formed between the welding profile and the workpieces, the areas to be welded being larger than the smallest cross-section of the workpieces in the direction of stress applied. The welding profile, whose cross-section or part of the cross-section corresponds in shape to the space between the welding members, is interposed between the welding members along the entire length and forms a flange or expansion insert or is doubled.

Při spojování desek, u nichž nelze vytvořit přírubu, se použije svařovací profil zdvojený. Při svařování dílců z plastů způsobem podle vynálezu jsou spojované dílce v klidu a mezi jejich plochy se vtlačuje svařovací, profil, jehož průřez je tvarově shodný s prostorem nastaveným mezi svařovanými dílci. Svařovací proces probíhá kontinuálně — svařovací profil je natavován současně s natavováním svařovaných dílců. Při svařování dílců s možností jen malého posuvu, se spoj provede tak, že zatlačením profilu dojde i k dotlačení spojovaných dílců k sobě.A double welding profile is used when joining plates for which a flange cannot be formed. When welding the plastic parts by the method according to the invention, the parts to be joined are at rest and a welding profile is pressed between their surfaces, the cross-section of which is identical in shape to the space set between the parts to be welded. The welding process is continuous - the welding profile is melted simultaneously with the melting of the welded parts. When welding parts with the possibility of only a small feed, the joint is made in such a way that pressing the profile also forces the parts to be joined together.

Výhody způsobů spojování podle vynálezu jsou zejména ve vytvoření nerozebiratelných spojů, které jsou pevnější, než je pevnost svářených dílců, přičemž je spojování nenáročné a velmi rychlé. Zvýšená pevnost a tuhost spoje je doplněna i větší kvalitou, svary jsou prosty: vnitřního pnutí, protože se natavuje jen povrchová vrstva Svařovaných dílců a svařovaných profilů. Tím, že se nemusí pohybovat svařovanými dílci, se může realizovat celá' řada výrobků, zejména rozměrných, které se dosud nemohly vyrábět nebo jen velmi obtížně se složitými přípravky. Tím, že se svařované dílce před svařováním zafixují, se dosahuje přesných konečných · rozměrů svařovaného zařízení. Může se použít i přídavných těsnicích elementů. Výhoda je i v konstrukčních možnostech, které jsou například vytvořeny pro využití svaru svař. profilu i pro jinou funkci a vytváření velmi složitých zařízení se splněním všech požadavků na rozměrnost, přesnost i předpokládané namáhání. Vlastní- montáž těchto zařízení je pak několikanásobně produktivnější, než je při dosud používaných způsobech.The advantages of the joining methods according to the invention are, in particular, in the formation of permanent joints which are stronger than the strength of the welded parts, the joining being unpretentious and very fast. The increased strength and stiffness of the joint is complemented by higher quality, the welds are free of internal stress, because only the surface layer of the welded parts and welded profiles melts. By avoiding the need to move the welded parts, a number of products, in particular bulky products, which have not yet been manufactured or difficult to manufacture with complex preparations, can be realized. By fixing the welded parts before welding, the precise final dimensions of the welded device are achieved. Additional sealing elements may also be used. An advantage is also in the construction possibilities, which are for example created for the use of the weld weld. profile for other functions and creating very complex devices meeting all requirements for dimensionality, accuracy and anticipated stress. The self-assembly of these devices is then several times more productive than the methods used to date.

Jednotlivá provedení konstrukce svarů a způsobu spojování dílců z plastů jsou uvedena v následujících příkladech znázorněných na výkresech s obr. 1 až 8.The individual embodiments of the construction of the welds and the method of joining the plastic parts are shown in the following examples, illustrated in the drawings with figures 1 to 8.

Na obr. 1 je znázorněn v řezu nerozebiratelný spoj desek 1 z polypropylenu v rovině svarem přilehlého profilu 2. ze stejného, materiálu. Postup výroby příkladného provedení je takový, že v jedné rovině umístěné desky jsou zafixovány v takové poloze, aby svařovací profil při vložení mezi ně lícoval na úkosy hran desek, svírající například úhel 60°. Profil v délce například 800 mm se nataví současně svařovacím zrcadlem s úkosovými hranami desek. Po odtažení svařovacího zrcadla z natavovaných ploch profilu 2 i desek 1 se svařovací profil 2 vtlačí do mezery mezi deskami 1 tlakem cca 0,2 Mpa na svařovanou plochu. Tím vznikne mezi svařovanými plochami svar 3 s velmi tenkou vrstvou materiálu, který byl nataven. Přebytečná tavenina ze svarů 3 je vytlačena ven a jako výronek taveniny 5 může být ponechán, neruší-li funkčně nebo esteticky, nebo snadno odříznut.FIG. 1 shows a non-detachable joint of polypropylene plates 1 in the plane of the welded profile 2 of the same material. The production process of the exemplary embodiment is such that the plates placed in one plane are fixed in such a position that the welding profile, when inserted between them, is flush with the edges of the plates, for example at an angle of 60 °. A profile of, for example, 800 mm in length is melted simultaneously by a welding mirror with bevelled edges of the plates. After the welding mirror has been withdrawn from the fused surfaces of the profile 2 and the plates 1, the welding profile 2 is pressed into the gap between the plates 1 by a pressure of about 0.2 MPa on the welded surface. This results in a weld 3 between the surfaces to be welded with a very thin layer of the material to be melted. Excess melt from the welds 3 is pushed out and can be left as a melt spout 5 if it does not disturb functionally or aesthetically, or is easily cut off.

Na obr. 2 je znázorněn v řezu nerozebiratelný spoj dvou desek 1 z polyetylénu, spojovaných v rovině svarem přilehlého profilu 2 též z polyetylénu, přičemž okraje desek mají zvýšené okraje do tvaru přímky, která má buď • po celé vnější ploše úkos například 20°, nebo jen po části plochy, a to tak, že na protilehlé hraně proti přírubě je po celém obvodě malý v.ýstupek, který umožňuje vzájemné přesné uložení svařovaných desek proti sobě. Způsob spojování je obdobný jako v prvém případě. Pouze u nejužšího průřezu svař. profilu je vytvořen prostor pro výronky 5 taveniny, vytlačené ze svarů 3.FIG. 2 shows a non-detachable joint of two polyethylene plates 1 joined together in the plane of the adjacent profile 2, also of polyethylene, wherein the edges of the plates have raised edges in the form of a straight line which has a bevel of e.g. or only over a portion of the surface, such that on the opposite edge against the flange there is a small protrusion all around the periphery which allows the plates to be welded precisely to each other. The method of joining is similar to the first case. Only for the narrowest cross-section of the weld. A space is provided for the melt blanks 5 extruded from the welds 3.

Obr. 3 představuje řez dvou žebř ováných desek 1, které jsou Spojeny svařovacím profilem 2 lichoběžníkového průřezu. Desky, například z polypropylenu, přecházejí po obvodě v přírubu do výšky výztužných žeber 8, přičemž příruba má sklon: vůči rovině desky 25° a přechází na straně žeber v obvodo. vou přírubu 7, rovnoběžnou s rovinou desky, Postup výroby svarů je-obdobný prvýmdvěma s tím rozdílem, že se desky upevní nejdříve na nosníky .10 pomocí šroubů 9 a pak se postupuje stejným způsobem, jako u příkladů 1 a 2. Tento spoj je výhodný pro výrobu konstrukčních svarů s větším namáháním, jako jsou například u větších nádrží, náročných aparatur apod.Giant. 3 is a cross-sectional view of two ribbed plates 1 which are joined by a trapezoidal weld profile 2. Plates, for example of polypropylene, circumferentially in the flange extend to the height of the reinforcing ribs 8, the flange having an inclination of 25 ° with respect to the plane of the plate and passing circumferentially on the rib side. The process for producing welds is similar to the first two except that the plates are first fixed to the beams 10 by means of screws 9 and then the same procedure as in Examples 1 and 2 is used. for production of structural welds with higher stress, such as for larger tanks, demanding apparatus etc.

Na obr. 4 je příklad provedení konstrukce aparatury rotačního tvaru, kde je uplatněn spoj svařovacím profilem 2 přírubo vitým, který spojuje tři konstrukční dílce 1 aparatury jedním svař. profilem 2. Svary 3 spojují současně více dílů a současně svařovací profil 2 má tvar příruby, která umožňuje upevnění aparatury na stojanu nebo jiném úchytném prostředku. V horní části aparatury jšóů další dva svařovací profily 2, které spojují obvodovou přírubu 7 se základním dílcem 1, pomocí šroubů 9 je uchycen další dílec 1 k obvodové přírubě 7.FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a rotary-shaped apparatus, where a flange-welded joint 2 is applied which connects the three components 1 of the apparatus with one weld. The weld 3 connects several parts at the same time and at the same time the welding profile 2 has the shape of a flange which allows the apparatus to be fixed to a stand or other fastening means. In the upper part of the shoe apparatus two further welding profiles 2, which connect the circumferential flange 7 to the base member 1, are fastened by screws 9 to the other member 1 to the circumferential flange 7.

Na obr. 5 je uvedeno příkladné provedení spoje svařovacím profilem dilatačním. Svary 3 spojují svařovací profil 2 v řezu ve tvaru podkovy s deskami 1. Všechny dílce jsou provedeny z integrálního polypropylenu a způsob výroby spoje je stejný jako u předcházejících příkladů, přičemž svařovací zrcadlo má konstrukci odpovídající požadavkům prc natavení svařovacích ploch. Pro vyvinutí dostatečného měrného tlaku ve svarech se do. svař. profilu 2 vsune rozpěrné pravítko, zamezující pružení profilu při svařování. Tento konstrukční spoj je výhodné aplikovat, zejména u zařízení se změnami teplot.FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a joint with a dilatation welding profile. The welds 3 connect a horseshoe-shaped welding profile 2 to the plates 1. All the parts are made of integral polypropylene and the method of manufacturing the joint is the same as in the previous examples, the welding mirror having a construction corresponding to the welding surface melting requirements. In order to exert sufficient specific pressure in the welds, do. contention. profile 2 inserts a spacer ruler to prevent the profile from springing during welding. This structural joint is advantageous to be applied, especially in equipment with temperature changes.

Obr. 6 představuje způsob spojování svařovacím profilem zdvojeným. V řezu je znázorněno spojení dvou desek 1 o větší tloušťce zdvojeným svař. profilem 2, který má výhodu zejména v možnosti vložení těsnění 6 mezi obvodové plochy desek, které jšou kolmé k rovinám desek a mohou být zmenšeny jen omezeně. Po natavení všech ploch pro svary 3 se svař. profil stlačí do protilehlého tvaru desek 1, přičemž se tyto k sobě současně přitisknou za současného stlačení pružného těsnění 6.Giant. 6 shows a method of joining with a welding profile doubled. The cross-sectional view of the joining of two plates of greater thickness by a double weld is shown. The profile 2 has the advantage, in particular, of the possibility of inserting a seal 6 between the peripheral surfaces of the plates, which are perpendicular to the planes of the plates and can be reduced only to a limited extent. After all weld surfaces 3 have been melted, weld. the profile compresses into the opposing shape of the plates 1, which are pressed together while pressing the elastic seal 6.

Na obr. 7 je příklad provedení způsobu spojování' v řezu dvou desek 1 na sebe kolmých, přičemž svařovací profily 2 jsou znázorněny jednou jako profil o průřezu rovnoramenného trojúhelníku a podruhé jako podélný řez obdobným profilem, na kterém je znázorněno napojení svař. profilů 2 svarem 3 pod různými úhly styčných ploch, například 45° a 60°.FIG. 7 shows an example of a method of joining two plates 1 perpendicular to one another, wherein the welding profiles 2 are shown once as an isosceles triangular cross-section and a second as a longitudinal section through a similar profile in which the weld connection is shown. 3 at different angles of the contact surfaces, e.g. 45 ° and 60 °.

Na obr. 8 je příklad provedení způsobu spojování svařovacím profilem 2 koutovým a lichoběžníkovým, které umožňují spojení dvou desek 1 na sebe kolmých konstrukcí se zvýšenou pevností. Svař. profily 2 vytvářejí -svary 3 j-ak na -vnitřních, tak vnějších plochách.Fig. 8 shows an embodiment of a method of joining with a corner and trapezoidal welding profile 2, which allow the joining of two plates 1 of perpendicular construction with increased strength. Contention. the profiles 2 form seams 3 'on both the inner and outer surfaces.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for joining structurally lightweight plastic parts characterized in that a welding profile is pressed between the parts to be welded to each other, which is adjusted simultaneously with the parts to be welded and under the same conditions and fills the space between the surfaces to be welded. ',.

2. Method according to claim 1, characterized in that at least two welds are formed between the welding profile and the welded parts, the surfaces to be welded being larger than the smallest cross-section of the welded parts in the stressing direction.

3. The method of joining the plastic parts according to items 1 and 2. characterized in that the welding profile, whose cross-section or part of the cross-section corresponds to the shape of the space between or over the welded parts, is interposed between the parts over the entire length of the joint and forms a flange, expansion insert or double.