DE2506692C3 - Behälterverschlußstutzen aus Kunstharz - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Behäfterverschlußstiitzen der im Oberbegriff des Palentanspruchs angegebenen Art.

Derartige zum Stand der Technik gehörende Verschlußstutzen (FR-PS 14 66 889) haben den Nachteil, » daß das Induktionsschweißelement beim Transport oder bei sonstiger Handhabung vor dem Verschweißen besondere Befestigungsmittel am Stutzen bedarf.

Es ist weiter bekannt (FR-PL 13 77 773), zwei Kunststoffteile, die allerdings nicht miteinander ver- ^J5 schweißt werden sollen, formschlüssig dadurch miteinander zu verbinden, daß ein Teil mit einer Hinterschneidung versehen wird, in die das andere Teil hineingedrückt werden kann. Diese Art der Verbindung von z. B. Schnäbeln mit Vogelköpfen oder von Flügeln bzw. Beinen mit Insektenkörpern kann mit dem Anbringen von Schweißmaterial am Flansch eines Verschlußstutzens nicht verglichen werden.

Der Erfindung liegt eine Doppelaufgabe zugrunde, nämlich einerseits die zuverlässige Befestigung des Induktionsschweißelements, welche Schutz gegen Verschiebung, Lockerung oder Verlust auch unter härtesten Behandlungseinwirkungen bietet, andererseits Schutz gegen Überfließen des Schweißgutes.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patenian- '" spruch erfindungsgemäß angegebenen Mittel.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine teilweise im Schnitt dargestellte Scitenan- '^Λ sieht eines Verschlußstutzens;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt, der die Anfangsstellung des Schweißelements bei seiner Anbringung an der .Stutzenbasis veranschaulicht;

Fig. 3 einen Tcilschniit ähnlich Fig. 2, jedoch das ^W) Schweißelement vollständig in der Stulzcnbasis eingebracht veranschaulichend;

Fig. 4 eine vergrößterlc Teildraufsicht auf die .Stutzenbasis mit dem angebrachten Schwcißclumcnt;

Fig. 5 einen Teilquerschnitt, der den Stutzen in der ^h) für das Verschweißen innerhalb einer Behältcrv/andöffnung erforderlichen Stellung veranschaulicht;

Fig. b einen Tcilschniit ähnlich Fig.4 jedoch die fertiggestellte Schweißung und einen eingeschraubten Verschlußstopfen veranschaulichend;

Fig,7 einen auseinandergenommenen Schnitt durch den Mechanismus für das Anbringen des Schweißelements an der Stutzenbasis;

Fig,8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig.7 in Pfeilrichtung gesehen;

F i g. 9 einen vergrößerten Teilschnitt ähnlich τ i g, 8, der eine vorgerückte Stellung d.js Schweißgutstranges innerhalb des Anbringungsmechanismus veranschaulicht; und

Fig. 10 einen Teilschnitt ähnlich Fig.9, der eine weiter fortgeschrittene Lage des abgeschnittenen und z\\ einem vollständigen Ring geformten Schweißgutstranges veranschaulicht.

Wie aus F i g. 1 bis 6 ersichtlich, ist der Verschlußstutzen 1 aus einem thermoplastischen Kunstharz, wie z. B. Polyäthylen, geformt und besteht aus einem aufrecht stehenden zylindrischen Hals 2, der ein Innengewinde 3 aufweist. Das obere Ende des Stutzenhalses hat einen kurzen gewindelosen Teil 4 und endet in einer umfangsseitig verbreiterten Wulst 5. Die Außenfläche des Stutzenhalses 2 hat einen kurzen Abschnitt 6 von vermindertem Durchmesser unterhalb des Wulstes 5 und ist dann in Umfangsrichtung bei 7 in einen unteren Einführabschnitt ver-äckt. Ein ringförmiger Bund 8 umgibt die Basis des Stutzenhalses und hat eine obere Oberfläche 9. Eine ringförmige, nach oben offene Nut 10 ist in der oberen Oberfläche 9 in radialem Abstand nach außen von dem verdickten Einführabschnitl 7 des Stutzenhalses ausgebildet. Die Mündung der Nut 10 wird teilweise durch ein Paar ringförmige Rippen 11 abgedeckt, von denen jede auf einer Seite der Nut und sich über die obere Oberfläche 9 des Stutzens erstreckend ausgebildet ist. Eine zusätzliche ringförmige Rippe 12, die sich über die obere Oberfläche 9 erstreckt, ist an der äußeren Kante des Bundes 8 ausgebildet.

Der letzte Schritt bei der Herstellung des Stutzens betrifft die Anbringung eines Induktionsschwcißclcments 13 an dem Bund des Stutzens zur Bildung einer thermoplastischen Verbindung mit einer Bchältcrwandöffnung. Das Schweißelemcnt. das hier benutzt wird, ist aus einem länglichen Strang thermoplastischen Materials von kreisförmigem Querschnitt hergestellt, das kleine, elektromagnetisch leitende Mctallieilchen darin eingebettet enthält. Der Strang ist /u einem Ring geformt, der einander überlappende Endflächen l3;/und 13i aufweist, die eine Überlappungsverbindung bilden und das Fehlen irgeneincs radialen Zwischenraums in der Schweißzone gewährleisten. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist der Qucrschniltsdurehmcsser des Schweißclements 13 im wesentlichen gleich der Breite der Nut 10 und etwas größer als der kürzeste Abstand zwischen den Rippen H. Eine auf das Schwcißelement 13 aufgebrachte, abwärts gerichtete Kraft veranlaßt die biegsamen Rippen 11 sich zu öffnen und das Schweißelemcnl in die Nut 10 eintreten zu lassen. Die anschließende Entspannung der Rippen nach der vollständigen Einbringung des Schweißeiemenls innerhalb der Nut dient zum zwangsläufigen und sicheren Festhalten des Schweißelements an seiner Stelle. Der von den Rippen 11 ausgeübte mechanische Griff verhindert eine unbeabsichtigte Verschiebung des Schweißelements 13 während des Verpacken*, des Transports und der weiteren Behandlung des fertiggestellten Stutzens.

Das Anschweißen des Stutzens I an einen Kunststoff-

behälterwand-Absehniu, wie ζ, B, einem Eimerdeckel 14, wird durch Einsetzen des Halses des Stutzens von unten nach oben durch die Behälterwandöffnung 15 hindurch durchgeführt, die gerade über den verdickten Halseinführungsteil 7 paßt. Gemäß Fig.9 ruht die Unterfläche der Behälterwand vor dem Schweißen auf dem Scheitel des Schweißelements 13 und gerade über den Rippen 11 und. 12 auf. Die Verbindung des Stutzens mit dem umgebenden Behälterwandabschnitt durch Induktionsschweißung beginnt nach der Aufbringung einer vertikalen Kraft auf die Baugruppe und nach ihrer Einführung in das Magnetfeld eines Hochfrequenz-Indunktions-Heizgenerators. Wenn das thermoplastische Harz des Schweißelements 13 zusammen mit den Wänden der Nut 10 zu schmelzen beginnt, schmelzen die Rippen 11 und 12 ebenfalls und veranlassen die obere Oberfläche 9 des Bundes 8 und die Unterfläche des Deckels 14 zusammenzukommen. Da die Rippe 12 von dem Schweißelement 13 weiter entfernt ist, neigt sie dazu, langsamer zu schmelzen und bildet so einen ?n Damm gegen das Herausfließen des Schweißgu-.ss. Wie aus F i g. 6 ersichtlich, ist das Ergebnis eine ständige, homogene Verbindung an der Grenzfläche zwischen Stutzen und Behälterwand. Es ist zu bemerken, daß die Nut und die miteinander zusammenwirkenden Rippen auch auf der Unterseite des Stutzenbundes ausgebildet sein könnten, um das Anschweißen des Stutzens an die Außenfläche einer Behälterwand zu ermöglichen, wie dies an durch Blasen geformten Behältern erforderlich wäre.

In den geschweißten Stutzen kann dann ein Verschlußstopfen 16 eingepaßt werden, der eine mit Gewinde versehene Seitenwand 17 hat, welche an ihrem oberen Ende in einen in Umfangsrichiung verbreiterten Kopf 18 ausläuft, der zum abdichtenden Eingriff mit dem Stutzenwulst 5 ausgebildet ist. Weiterer Schulz gegen Leckerscheinungen und unbefugte Entnahme läßt sich durch Aufbördeln eines eingriffsicheren Kappensiegels (in der Zeichnung nicht dargestellt) um den Flanschwulst 5 herum vorsehen.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Anbringung des Schweißelements an dem Stutzen ist auf F i g. 7 /u verweisen, die einen Anbringkopf 20 zeigt, der auf einer vertikal beweglichen Welle 21 befestigt ist. Der Kopf 20 besteht aus einem umgekehrien :>chalcnförmigcn Gehäuse 22, das eine Bodenwand 23 und eine davon herabhängende zylindrische Wand 24 hat, die in einer untersten Begrcnzungsflächc 25 endet. Ein Durchlaß 24i/, der in Fig. 8 ersichtlich ist, erstreckt sich unter einem Winkel durch die Wand 24 und sieht mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung. Die Gehäusebodenwand 23 ist mit einer großen zentralen Öffnung 26 versehen, die von drei kleineren Löchern 27 umgeben ist. Ein Messer 28 ist in dem Gehäuse 22 untergebracht und hat eine Dcckelwand 29, die von einer herubhängenden zylindrischen Wand 30 umgeben ist, welche an ihrem unteren Ende in einer Schneidkante Ή endet. Die Stange 21 ist in der zentralen öffnung 26 der Gehäusebodenwand 23 verschiebbar und durch eine Mutter 32 an der Messerdeckelwand 29 befestigt. Ein zylindrischer Kolben 33 ist in dem Messer 28 vergleitbar angebracht und hat eine sich nach außen öffnende Nut 34, die auf seiner Außenfläche ausgebildet ist. Drei Schrauben 35 erstrecken sich durch die Löcher 27 in der Gehäusebodenwand 23 und sind an dem Kolben 33 befestigt. Eine Druck-Schraubenfeder 36 umgibt jede der Schrauben 35 in der Weise, daß das Messer 30 und der Kolben 33 auseinandergedrückt werden.

Beim Betrieb wird ein Stutzen 1 auf einen Amboß 37 gesetzt, der unter dem Anbringkopf 20 angeordnet ist. Ein länglicher Strang des Induktionsmaterials 13 wird durch den Durchlaß 24a in der Gehäuseseitenwand 24 zugeführt und von der Nut 34 um den Kolben 33 herum in eine Ringform geführt. Der Kopf 20 wird dann über den Stutzen abgesenkt, wobei die Bestimmungsfläche auf der oberen Oberfläche 9 des St'jtzenbundes zur Auflage gelangt und der Kolben 33 auf dem Stutzenwulst 5 aufruht. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung der Stange 21 überwindet den Druck der Feder 36 und bewegt das Messer 28 gegenüber dem Gehäuse und dem Kolben nach unten. Dabei wird die Schneidkante 31 über den Durchlaß 24a abgesenkt und schneidet den Strang 13 längs der Innenfläche der Gehäusewand durch.

Wenn das Messer 28 fortfährt, sich nach unten zu bewegen, schiebt es das Schweißelement 13 vor sich her und drückt es zwischen die ringförmigen, aufrechistehenden Rippen 11 des Stutzenbundes. Die abschließende Abwärtsbewegung des Messers 28 setzt das Schweißelement 13 fest in die Stutzennut 10 ein, worauf der Kopf 20 nach oben zurückgezogen wird und seine Teile in ihre Ausgangslage gelangen. Es ist zu bemerken, daß während des Abwärtsdrängens des Schweißelements 13 durch das Messer 28 die vordere Schnittkante 13a und die hintere Schnittkante 136 in einer gemeinsamen, sich in axialer Richtung erstreckenden Eben? ausgerichtet sind, wie aus Fig. 10 ersichtlich. Infolgedessen wird der Strang des Induktionsschweißmaterials in einen vollständigen, ununterbrochenen Ring geformt, wobei die unter einem Winkel verlaufenden Schnittkanten 13a und 136 die Bildung liner schädlichen, sich in radialer Richtung erstreckenden Lücke an der Verbindungsstelle infolge kleinerer Änderungen in der S ..,!{.'länge verhindern.

Aus dem Vorstehender ist ersichtlich, wie ein Behälierverschlußstutzen, der aus Kunstharz geformt ist, sehr leicht mit einem Induklionsschweißelemcnt für die thermoplastische Induktionsschweißung an einei Behälteröffnung vereinigt werden kann. Der Vercinigungsvorgang, der sich sehr gut für eine automatisch; oder halbautomatische Fertigung eignet, trii»t auch zu der Qualität und Wirksamkeit der Verbindung zwischen dem Stutzen und der Behälterwand bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Behäiterverseblußstutzen aus Kunstharz, der zur Befestigung an einer Kunststoffbehälterwand-Öffnung mittels induktionsschweißen bestimmt ist, mit einem aufrechtstehenden, zylindrischen mit Schraubgewinde versehenen Hals und einem diesen umgebenden, sich seitwärts erstreckenden Flansch und einem den Stutzenhals umgebenden, auf dem Flansch aufliegenden Induktionselement, da- '° durch gekennzeichnet, daß der Flansch (8) mit einer kreisrunden, zur Stutzenachse koaxialen in axialer Richtung offenen Nut (10) zur Aufnahme des Induktionsschweißelements (13) versehen ist, die rechteckig ausgebildet ist, und an den ihrer Basis '5 entgegengesetzten Enden ihrer Seitenwände angeformte ringförmige Rippen (11) aufweist, deren Abstand voneinander geringer ist als der Abstand der Seitenwinde, wobei am Umfang des Flansches eine weitere Rippe (12) konzentrisch zu den Rippen (11) angeordnet ist.