DE1511909B1 - Befestigung eines Verschlussteiles in einer Öffnung eines Kunststoffbehälters - Google Patents

Description

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine aus

trisch leitendem Material eingebracht ist und zum io Verschlußflansch und leitendem Metallring beste-Verschweißen der beiden zu verbindenden Teile, hende Einheit nach der Erfindung, die vor dem gegebenenfalls unter gleichzeitigem Ausüben eines Verschweißen an einer Behälterwandöffnung angeleichten Drucks auf den Verschlußteil, in dem elek- ordnet ist,

trisch leitenden Ring durch Stromfiuß Wärme er- Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt der Einheit

zeugt und dadurch das benachbarte Kunststoff- 15 nach Fig. 1, in vergrößertem Maßstabe, material zum Schmelzen gebracht wird. Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, jedoch

Diese bekannte Verschlußbefestigung zeigt eine bei verschweißter Lage der Einheit, und Verschlußscheibe, die sich geschlossen über das Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine abgeänderte

Ende einer Behälterwand erstreckt. Diese Scheibe Ausführungsform der Erfindung vor dem Schweißhat einen Teil, der sich in den von der zylindrischen 20 Vorgang.

Wand gebildeten Behälter hinein erstreckt. Ein I_n Fig. 1 und2 ist der eigentliche Verschlußmetallischer Ring ist in den sich in den Behälter flansch 1 dargestellt, der aus einem beliebigen einer erstreckenden Teil der Verschlußscheibe eingelassen. Vielzahl von gebräuchlichen Kunststoffen geformt Die fertig montierte Einheit wird in das Feld eines ist. Der Flansch 1 besteht im wesentlichen aus einem Induktionserhitzers gebracht, wo der Ring zur Ver- 25 zylindrischen Hals 2, an dessen oberem Ende ein um bindung des Deckels mit der Wand geschmolzen seinen Umfang verlaufender, sich seitlich erstreckenwird. Eine solche Befestigungsweise mag vielleicht der Flanschring 3 vorhanden ist. Der Flanschring 3 für ganz geschlossene Deckel ausreichen, nicht aber besitzt eine Oberseite 4, eine äußere Umfangswandfür solche Deckel oder Verschlußteile, bei denen fläche 5 und eine ringförmige Unterseite 6. Der nach dem Verschweißen dieser Teile mit der Behäl- 30 Hals 2 hat eine zylindrische Außenfläche 7, ein unteterwand erhebliche Drehmomente auftreten können, res Ende 8 und eine mit Gewinde versehene Innendie auf die Schweißstelle einwirken, weil z. B. ein sehe 9 mit einem Stopfensitz 10 zur Aufnahme eines Verschlußstopfen in eine Öffnung des Deckels ein- in Fig. 3 teilweise dargestellten Stopfens 11. An der und ausgeschraubt werden muß. Naht- oder Stoßstelle zwischen der Unterseite 6 des

Das Einlegen von Ringen aus leitendem Werk- 35 Flanschrings und der Außenfläche? des Halses ist stoff, die an eine Stromquelle angeschlossen sind ein umlaufender Absatz 12 ausgebildet, der eine oder einem Hochfrequenzfeld ausgesetzt werden, in zylindrische Außenfläche 13 aufweist, die sich von miteinander durch Schweißung zu verbindende der Unterseite 6 des Flanschrings 3 von der Kante 14 Kunststoffteile ist allgemein bekannt. nach unten erstreckt und an der Kante 15 in eine

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die 40 nach unten gekehrte Ringfläche 16 übergeht, die eingangs angeführte Befestigung für einen Verschluß- ihrerseits an der Kante 17 in die äußere zylindrische teil so auszugestalten, daß zwischen dem Verschluß- Fläche 7 des Halses 2 übergeht, teil und der Behälterwand auch erhebliche Dreh- Die Behälterwand, an welcher der Verschlußmomente störungsfrei übertragen werden können, flansch 1 befestigt wird, besteht ebenfalls aus Kunstwie sie beispielsweise dadurch verursacht werden, 45 stoff und weist eine durch sie hindurch verlaufende daß der Verschlußteil mit einem Schraubdeckel oder Öffnung auf, die mit einer zylindrischen Fläche 18 -stopfen verschließbar sein muß, bei dessen Fest-
und Losschrauben das Auftreten solcher Drehmomente unvermeidbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 50 und außen verläuft und an der Kante 23 in die gelöst, daß bei einer Befestigung der eingangs be- Außenfläche 22 der Behälterwand übergeht, schriebenen Art an der Oberseite der Behälteröffnung eine ringförmige konische Ausnehmung und
an der Innenseite des Verschlußteils zwischen Hals

und Flansch ein einen Materialvorrat zum Ausfüllen 55 generator erregt wird, damit ein elektrischer Strom der ringförmigen Tasche zwischen Verschlußteil und in einem leitenden Metallring 25 induziert wird. Behälterwand bereitstellender ringförmiger Bund Fig. 2 zeigt die Lage des Verschlußflansches mit vorgesehen sind, und daß der elektrisch leitende dem leitenden Metallring 25 in bezug auf die Behäl-Ring vor dem Schweißvorgang, den ringförmigen terwand vor dem durch die umgebende Spule 24 Bund des Verschlußteils umgebend und auf der 60 ausgeführten Schweißvorgang. Hier ist ersichtlich, ringförmigen konischen Ausnehmung der Behälter- daß der Verschlußflanschl in der Behälterwandöfföffnung aufsitzend, den Verschlußteil im Abstand nung durch den leitenden Metallring 25 getragen von dem Rand der Behälteröffnung hält. wird, der einen Innendurchmesser aufweist, der

Auf diese Weise läßt sich infolge Nutzbarmachung etwa gleich dem Durchmesser der zylindrischen des vorgesehenen Materialvorrats das der Verbin- 65 Fläche 13 des Absatzes 12 ist. Die Unterseite 6 des dungssteile zwischen dem Verschlußteil und dem am Umfang verlaufenden Flanschrings 3 berührt die Rand der Behälteröffnung zukommende Wider- Oberseite des leitenden Metallrings 25 und wird somit Standsmoment und damit die Belastbarkeit der Ver- in einem Abstand oberhalb der Außenfläche 22 der

versehen ist, die von der Innenfläche 19 der Behälterwand aus nach oben verläuft und an der Kante 20 in eine konische Fläche 21 übergeht, die nach oben

Das Befestigen des Verschlußflansches 1 an der Behälterwand 17 erfolgt durch Induktionsschweißung, wobei eine Heizspule 24 durch einen Hochfrequenz-

Behälterwand gehalten. Der leitende Metallring 25 liegt seinerseits gegen die konische Fläche 21 der Behälterwand in der Nähe ihres oberen Endes 23 an. Diese vorübergehende Lagerung des Verschlußflansches und des leitenden Metallrings auf der konischen Fläche 21 zentriert den Flanschhals 2 einwandfrei in der Fläche der Behälterwandöffnung 18, deren Zwischenraum 26 zur Veranschaulichung in den F i g. 2 und 3 übertrieben dargestellt ist. Die Induktionsheizspule 24 ist hier als Kupferrohrring dargestellt, der den leitenden Metallring 25 wirksam umgibt.

Beim Einleiten des Schweißvorgangs wird der leitende Metallring 25 über den Schmelzpunkt des Kunststoffes hinaus erwärmt, so daß bewirkt wird, daß sich der Ring 25 teils in die Unterseite 6 des Flanschrings 3 und teils in die konische Fläche 21 der Behälterwand einbettet. Demzufolge bewegt sich der Flansch 1 auf Grund des Zerschmelzens der einander gegenüberliegenden Flächen ober- und unterhalb des leitenden Metallrings 25 nach unten in die Behälterwandöffnung hinein. Beim Absacken oder Setzen des Flansches kann eine nach unten gerichtete, auf die Oberseite des Flansches ausgeübte schwache Kraft dazu benutzt werden, diese Bewegung zu unterstützen. Auch der Absatz 12 schmilzt, beginnend bei der zylindrischen Fläche 13, die ursprünglich gegen den leitenden Ring 25 anliegt. Der so geschmolzene Kunststoff fließt in die oberhalb des unteren Endes der konischen Fläche gebildete Tasche hinein and füllt sie aus, wobei er außerdem nach unten in den Raum 26 hineinfließt. Nach Beendigung des Schweißvorgangs berührt die Unterseite 6 des Flanschrings 3 des Flansches 1 die Außenfläche 22 der Behälterwand, wobei das untere Ende 8 des Flanschhalses mit der Innenfläche 19 der Behälterwand fluchtet. Bei Beendigung des Schweißvorga igs ist, wie in Fig. 3 veranschaulicht, zwischen dem Flansch und der Behälterwand eine ununterbrochene Verschmelzungszone entstanden, die sich von .liner Stelle 27 an der Stoßfläche zwischen dem Flanschring 3 des Flansches und der Behälterwand bis :<u einer Stelle 28 an dem senkrechten ringförmigen Raum 26 erstreckt. Diese Verschmelzungszone läßt einen aus Flansch und Behälterwand bestehenden zusammenhängenden Aufbau mit all seinen ihm eigenen Vorteilen entstehen. Im einzelnen kann die auf diese Weise gebildete Verbindung Innendrücken ausgesetzt werden, die nur durch die Festigkeit der Behälterwand selbst begrenzt sind. Entsprechend ist die Drehfestigkeit zwischen Flansch und Behälterwand auch nur durch die Scherfestigkeit des Behälterwandmaterials begrenzt. Ferner ist jegliches schädliches unterschiedliches Schrumpfen oder Quellen der jeweiligen Teile beseitigt.

Hier sei bemerkt, daß eine gute, einwandfreie Verschmelzung entsteht, wenn für Flansch und Behälterwand der gleiche Kunststoff verwendet wird. Polyäthylen oder Polypropylen sind nicht beschränkende Beispiele bekannter verformbarer Kunststoffe, die hier verwendbar sind. Auch hat man diesbezüglieh festgestellt, daß es vorteilhaft ist, nicht nur beim Formen sowohl des Flansches als auch der Behälterwand den gleichen Kunststofftyp, sondern auch für beide Teile Kunststoff von etwa gleichem Schmelzpunkt zu verwenden. Diese Faktoren tragen zur Herstellung einer ununterbrochenen homogenen Verbindung zwischen den jeweiligen Teilen bei.

F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung aus einem Behälterwandabschnitt 30 und einem Flanschteil 31. Bei dieser Variante der Erfindung ist die Lage zwischen dem leitenden Metallring 25 und der Heizspule 24 im wesentlichen die gleiche wie bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3, jedoch ist hier die Behälterwandöffnung von einem Absatz umgeben, der eine senkrechte Wandfläche 32 und eine horizontale ringförmige Absätziläche 33 aufweist. Der leitende Metallring 25 liegt also zwischen der ringförmigen Absatzfläche 33 und der Unterseite 34 des Flanschrings 35. Bei dem Befestigungs- oder Verschweißvorgang schmilzt der Kunststoff in den angrenzenden bzw. benachbarten Bereichen, so daß bewirkt wird, daß sich der Flansch 31 in der 3'ehälterwandöfi'nung so lange abwärts bewegt, bis die Unterseite 34 des Flanschrings mit der Außenseite 36 der Behälterwand in Berührung kommt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Befestigung eines aus Kunststoff bestehenden, mit einem zentralen Durchbruch versehenen Verschlußteils in einer korrespondierenden Öffnung eines Kunststoffbehälters durch Verschweißen der beiden Teile, bei der vor dem Schweißvorgang zwischen die Behälterwand und den mit einem in die Behälteröffnung passenden Hals sowie mit einem die Behälteröffnung überdeckenden Flansch versehenen Verschlußteil ein Ring aus elektrisch leitendem Material eingebracht ist und zum Verschweißen der beiden zu verbindenden Teile, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Ausüben eines leichten Drucks auf den Verschlußteil, in dem elektrisch leitenden Ring durch Stromfluß Wärme erzeugt und dadurch das benachbarte Xuntstoffmaterial zum Schmelzen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Behälteröffnung (18) eine ringförmige konische Ausnehmung (21) und an der Innenseite des Verschlußteils (1) zwischen Hais (2) und Flansch (3) ein einen Materialvorrat zum Ausfüllen der ringförmigen Tasche zwischen Verschlußteil und Behälterwand bereitstellender ringförmiger Bund (12) vorgesehen sind, und daß der elektrisch leitende Ring (25) vor dem Schweißvorgang, den ringförmigen Bund des Verschlußteils umgebend und auf der ringförmigen konischen Ausnehmung der Behälteröffnung aufsitzend, den Verschlußteil im Abstand von dem Rand der Behälteröffnun« hält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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