DE2535242C3 - Verfahren zum Verbinden von Bahnen, Platten oder Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von Bahnen, Platten oder Formteilen aus thermoplastischen KunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Bahnen, Platten oder Formteilen aus
thermoplastischen Kunststoffen durch Schmelzverklebung und/oder Plastifizierung, beispielsweise zum
Herstellen von Stoß- bzw. Überlappungsnähten, wobei die zu verbindenden Fliu henbereiehe durch Wärmeeinwirkung
in einen klebe- bzw. schweißlähigen Zustand überführt und gegebenenfalls unter Andruck
miteinander verbunden werden und wobei die Wärmezufuhr durch einen nicht detonierenden Exnlosiv-
Stoff erfolgt.
Bei den bekannten Schweißverfahren für thermoplastische Kunststoffe wird die erforderliche Schweißwärme
entweder mittels eines Keizaggregates, heißer Gase oder mittels Hochfrequenz erzeugt. Man hat nun
auch versucht, das sogenannte Sprengplattieren von Metallen, wobei unter Zuhilfenahme von Sprengstoffen
Metalle miteinander verbunden werden, auch auf das Verbinden thermoplastischer Kunststoffe zu
ίο übertragen, siehe beispielsweise US-Patentschrift
2961363. Die hierbei verwendeten Spiengstoffe bzw.
Schießstoffe setzen sich mit einer Detonation um und entwickeln explosionsartig eine hohe Energie, die ein
Überhitzen und Beschädigen des thermoplastischen
Kunststoffes zur Folge hat. Die Übertragung des Sprengplattierens auf thermoplastische Kunststoffe
unter Zuhilfenahme von Explosivstoffen führt zu keinem brauchbaren Ergebnis.
Nach DIN 20 163 werden bei der Umsetzung eines
ao explosionsfähigen Stoffes unter Energielieferung die Detonation, der Abbrand und die Deflagration unterschieden.
Die Detonation ist hierbei eine energieliefernde Umsetzung mit einem Verdichtungsstoß, der
sich mit Überschallgeschwindigkeit fortpflanzt. Die Deflagration ist die Umsetzung eines explosionsfähigen
Stoffes mit Unterschallgeschwindigkeit unter Bildung von Flammen und glühenden Teiichen, hierzu
gehört auch das Verbrennen. Der Aborand jedoch ist ein reproduzierbarer gerichteter Ablauf einer Deflagration.
Mit DE-AS 1198047 werden zum Verbinden thermoplastischer
Kunststoffe pyrotechnische Glimmassen vorgeschlagen, die nach der DIN 20163 zu den
nichtdetonierenden Stoffen, nämlich zu den abbrennenden Stoffen gehören und dazu bestimmt sind,
Leucht-, Hitze-, Flammen-, Nebel-, Brand-, Schallwirkung oder festgelegte Abbrandgeschwindigkeiten
zu erzeugen. Bei der Anwendung von Explosivstoffen zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffen
ist aber nicht nur die Art der Umsetzung (Detonation, Deflagration, Abbrand) entscheidend, sondern
darüber hinaus auch unter anderem noch das Entstehen von Rückständen durch die Umsetzung. Bei der
Verbrennung von pyrotechnischen Glimmsätzen entstehen solche Rückstände, die zur Verunreinigung der
Schweißnaht führen und Fehlstellen bilden, die keine einwandfreie Dichte durch jede Schweißnaht gleichbleibender
Festigkeit entstehen lassen. Die pyrotechnischen Glimmassen nach der DE-AS 1 198047 sind
also nicht geeignet, eine einwandfreie von Verunreinigungen freie und durchgehend gleichmäßig verschweißte
Naht von thermoplastischen Kunststoffen zu erzeugen.
In der französischen Patentschrift 1136457 wird
ein weiterer Weg zum Herstellen einer Schweißverbindung von thermoplastischen Kunststoffen beschritten,
bei dem ein exotherm reagierendes Schweißelement mit einer Hülle aus thermoplastischem
Kunststoff verwendet ist.
Beim Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffen mittels Explosivstoffen besteht also auch unter
Berücksichtigung des Standes der Technik die Aufgabe, einerseits einen Explosivstoff mit ausreichender
Energieentwicklung zu finden, der jedoch nicht detoniert. und andererseits das Entstellen von Verunreinigungen
zu verhindern, wie sie beispielsweise beim Abbrand von pyrotechnischen Stollen vorhanden
sind.
Überraschend wurde gefunden, daß diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst werden kann,
daß Zündsätze mit gerichteter und reproduzierbarer Deflagration verwendet werden.
Zündsätze gehören nach der DlN 20163 zu den
nicht sprengkräftigen Zündmitteln und werden zum Auslösen einer Sprengung verwendet. Zündsätze sind
also von ihrem Aufbau her und ihrer Anwendung nicht mit pyrotechnischen Glimmassen, die zu den
Feuerwerkssätzen gehören, vergleichbar. Nach den Mißerfolgen des Verschweißen mittels Explosivstoffen
gemäß dem vorangehend geschilderten Stand der Technik war es nicht naheliegend, daß ausgerechnet
Zündsätze geeignet sind, die gestellte Aufgabe zu lösen unter Vermeidung der den bekannten Verfahren
anhaftenden Nachteile.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Abbrandgeschwindigkeit und Wärmeentwicklung des
verwendeten Zündsatzes auf die zu verbindenden Materialien so eingestellt, daß die durch Plastifizierung
oder durch Schmelzverklebung zu verbindenden Materialien kontinuierlich fortlaufend in dem zu verbindenden
Bereich oberhalb ihres Erweichungstemperaturbereiches, aber unterhalb ihres Zersetzungstemperaturbereiches erhitzt werden. »5
Die beim Abbn nnen des Explosivstoffs bzw. Explosivstoffelementes
freiwerdenden Temperaturen liegen bevorzugt etwa um 50% über der jeweiligen
Schmelztemperatur der zu verschweißenden thermoplastischen Kunststoffe. Die Abbrenngeschwindigkeit
(sec/m) des Zündsatzes wird so gewählt, daß sie sich umgekehrt proportional zu der Brenntemperatur verhält.
So sollten beispielsweise bei Verschweißung von 2 mm dicken PVC-Platten die Brenngeschwindigkeiten
bei etwa 120 m/sec liegen, wenn die beim Abbrennen
auf die Umgebung einwirkenden Temperaturen ca. 200° C betragen. Liegt die Brenngeschwindigkeit
aber um die Hälfte niedriger, also bei 60 m/sec, so beträgt die freiwerdende Temperatur ca. 250° C.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, einen Zündsatz zu verwenden, dessen beim Abbrennen entstehende
Schwaden möglichst wenig oder praktisch keine gesundheitsschädigenden Gase, z. ß. Kohlenmonoxyd
oder Stickoxide, enthalten. Für derartige Zwecke eignen sich insbesondere solche Zündsätze,
die eine leicht positive Sauerstoffbilanz aufweisen. Der Sauerstoffüberschuß sollte zweckmäßigerweise
gering sein, damit die Bildung von Stickoxiden vermieden wird. Hierzu wird erfindungsgemäß die Verwendung
eines Zündsatzes vorgeschlagen, der als Zündsatz eine pyrotechnische Mischung auf Basis
Antimon und einer Sauerstoff abgebenden anorganischen Verbindung enthält.
Für Zündsätze aus pyrotechnischen Mischungen kommen solche in Betracht, wie sie für Verzögerungssätze
an sich bekannt sind. Als verbrennbrare Komponente enthalten die für den erfindungsgemäßen
Zweck besonders geeigneten pyrotechnischen Mischungen Antimon und als Oxidationsmittel bzw. als
Ssauerstoff abgebende Komponente eine oder mehrere anorganische Verbindungen, wie z. B. Kaliumpermanganat,
oder Bleichromat oder Kaliumperchlorat. Anstelle von Antimon können auch Silicium oder
F.isen oder dergleichen als verbrennbare Komponente eingesetzt weiden. Geeignete Oxydationsmittel sind ß5
z. B. Fe2O,, Ha (NO1), od. dgl., oder Mischungen aus
mehreren anorganischen, sauerstoffahgebenden Verbindungen.
Der prozentuale Anteil dieser Substanzen untereinander und in der Mischung hängt von der gewünschten
Wärmeentwicklung bzw. von der gewünschten Abbrandgeschwindigkeit ab. Gegebenenfalls
kann die Abbrandgeschwindigkeit durch Variierung des physikalischen Zustandes des pyrotechnischen
Mittels (Porosität; Korngrößenverteilung der Komponenten, Verdichtung u. dgl.) dem jeweiligen
Anwendungszweck angepaßt werden.
Gegebenenfalls können den pyrotechnischen Mischungen
auch noch Abbrandregler, wie z. B. CuO oder V2O5 und/oder Moderatoren wie z. B. CaSO..
oder andere an sich bekannte Zusatzstoffe, wie z. B. Phlegmatisierungs- oder Stabilisierungsmittel od. dgl.
hinzugefügt werden.
üei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, einen gaslos oder gasarm abbrennenden Zündsatz
zu verwenden, wie er beispielsweise als Verzögerungssatz in Verzögerungsröhrchen verwendet wird.
Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich insbesondere
solche Zündsätze, die beim Abbrennen keine glühenden Teilchen verspritzen. Sie sollten
möglichst gleichmäßig ohne Flammenbildung mit konstanter Geschwindigkeit durchglühen.
Die Hygroskopizität der verwendeten Zündsätze sollte so gering wie möglich sein, insbesondere bei pyrotechnischen
Mischungen.
Mit den erfindungsgemäßen Zündsätzen können Formteile, Bahnen, Platten od. dgl. aus thermoplastischen
Kunststoffen homogen und dauerhaft verschweißt werden.
Der Zündsatz wird erfindungsgemäß bevorzugt als vorgeformtes Element, beispielsweise in Form eines
Schweißbandes oder einer Schweißschnur oder dergleichen angewendet.
Das vorgeformte Element wird zwischen den zu verschweißenden bzw. zu verklebenden Flächenbereichen
der Formteile angeordnet, beispielsweise zum Herstellen von Stoß- bzw. Überlappungsnähten und
angezündet. Gegebenenfalls kann das Formteil bzw. die Naht nach Beendigung des Schweiß- bzw. Klebevorgangs
rasch abgekühlt werden, beispielsweise mit kaltem Wasser.
Durch das wenigstens auf einen Teil seines Querschnitts entlang seiner Längserstreckung abbrennende
Element, gegebenenfalls unter gleichzeitig ausgeübtem Andruck (mechanisch, pneumatisch, hydraulisch
etc. gegebenenfalls auch durch das Eigengewicht des aufliegenden Werkstückes) werden die Formteile entlang
der vorgesehenen Naht, gegebenenfalls auch flächig, miteinander verbunden.
Der als vorgeformtes Element verwendete Zündsatz kann verschiedene Grundquerschnittsformen für
die Seele und/oder Ummantelung aufweisen, wie z. B. kreisförmig, oval, linsenförmig, rautenförmig, rechteckig
oder er kann einen asymmetrischen Querschnitt beliebiger Form, gegebenenfalls auch Kombinationen
verschiedener Gruüdquerschnittsformen aufweisen mit dem Ziel, optimale Schweiß- bzw. Klebergebnisse
auch bei unterschiedlicher Stärke der zu verschweißenden Teile zu erreichen. Gegebenenfalls können die
erfindungsgemäßen Schweißbänder bzw. Schweißseeijn und dergleichen, ι. B. solche mit kreisförmigem
oder rechteckigem Querschnitt, zur Erleichterung der Konfektionierung oder zwecks Sicherstellung optimaler
Versehweißung ein oder mehrere seitlich angeordnete SchcnkelDrofilc bzw. AnschweißsrhiTikel vor-
zugsweise zwei spiegelbildlich gegenüberliegend angeordnete
bandförmige Schenkel aufweisen. Zur Herstellung von Doppel- oder Mehrfachnähten können
zwei oder mehrere im Abstand parallel zueinander angeordnete Zündsatzstoffseelen in einem gemeinsamen
Schweißband angeordnet sein.
Der erfindungsgemäß verwendete Zündsatz kann als vorgeformtes Element, beispielsweise in Schnuroder
Bandform vorliegen, das beim Abbrennen über den gesamten Querschnitt entlang seiner Längserstreckung
abbrennt. Beim Abbrennen, vorzugsweise unter gleichzeitiger Druckeinwirkung, werden die zu
verbindenden Flächenbereiche plastifiziert und ergeben nach dem Abkühlen eine Schweißverbindung.
Bei einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Element eine beim
Kleb- bzw. Schweißvorgang nicht abbrennnende Hülle und eine Seele aus einem Explosivstoff aufweist.
Bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt als Umhüllung ein gegebenenfalls flammfest oder flammwidrig
eingestellter thermoplastischer Kunststoff verwendet, der beim Abbrennen der Seele klebfähig wird und
beim Abkühlen abbindet.
Als thermoplastischer Kunststoff für die Umhüllung kann z. B. Weich-PVC oder ein Polyolefin, beispielsweise
Polyäthylen, insbesondere hochdichtes Polyäthylen, verwendet werden.
Als thermoplastischer Kunststoff für die Umhüllung kann der gleiche Kunststoff verwendet werden,
aus dem die zu verschweißenden Bahnen, Platten oder Formteile hergestellt sind. Gegebenenfalls können
aber auch andere thermoplastische Kunststoffe verwendet werden.
Gute Ergebnisse werden beispielsweise erzielt, wenn Schlauchfolien aus Polyäthylen zum Verschweißen
bzw. Verkleben von Werkstücken aus PVC-Weich eingesetzt werden, wobei die Seele aus einer
pyrotechnischen Mischung auf der Basis von Antimon/Kaliumpermanganat
oder An; imon/Bleichromat/Kaliumperchlorat
aufgebaut ist.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Zündsatz in nicht verdichteter
Form zur Anwendung. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, einen rieselfähigen Zündsatz, vorzugsweise
eine pyrotechnische Mischung zu verwenden, die z. B. in eine schlauchlose Hülle lose eingebracht
wird, wobei gegebenenfalls die Hülle nach dem Einfüllen an wenigstens einem Ende geschlossen wird.
Der lichte Durchmesser bzw. das Füllgewicht der Umhüllung richtet sich nach den zu erzielenden Temperaturen.
Die Wanddicke sollte bei nicht abbrennenden Umhüllungen zweckmäßig so bemessen sein, daß
nach dem Abbrennen der Seele die die Flächenbereiche verbinden·Ie Naht wenigstens die Zugfestigkeit
der zu verbindenden Materialien besitzt. Gegebenenfalls können die optimalen Abmessungen in Vorversuchen
ermittelt werden.
Vorteilhaft wird für das Schweißen von Fomteilen ein biegsames Element verwendet, das der Verbindungsnaht
angepaßt werden kann. Vorteilhaft ist es hierbei, dem Zündsatz ein Bindemittel, vorzugsweise
in homogener Verteilung, zuzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zur Herstellung von Stoß- oder Uberlappungsnähten,
die hydraulisch oder pneumatisch auf Dichtigkeit überprüfbar sind.
Für derartige Zwecke kann man beispielsweise ein homogen aufgebautes oder mit einer abbrennenden
Umhüllung versehenes erfindungsgemäßes Zündsatz-Element verwenden, dessen Seele aus einem koaxial
angeordneten Draht besteht, der nach beendetem Schweißvorgang bzw. nach dem Abkühlen aus
der Schweißnaht herausgezogen werden kann. Geeignet sind zum Beispiel Metalldrähtc. wobei solche Metalle
verwendet weiden, die weder beim Abbrand mit dem Zündsatz reagieren, noch nach dem Abkühlen
mit den verschweißten Flächenbereichen verklebt
ίο sind.
Durch Herausziehen des Drahtes entsteht ein
Hohlraum, der pneumatisch oder hydraulisch aul Dichtigkeit überprüft werden kann.
Anstelle der herausziehbaren Drahtscele kann auch beispielsweise eine koaxial angeordnete Seele aus einem
sich beim Abbrand nicht verändernden offenporigen
oder offenporig werdenden Material verwendet werden, das nach dem Verschweißvorgang in der
Schweißnaht verbleiben kann. Als offenporige Materialien eignen sich z. B. lose Aufschüttungen von vorzugsweise
grobkörnigen (z. B. mit Korngrößen größer als 100 μ) hochfeuerfesten keramischen Stoffen wie
z. B. Elektroschmelzprodukten, z. B. Korund, oder hochfeuerfeste Mineralien, die beim Abbrennen des
Zündsatzes nicht mit diesem reagieren. Gegebenenfalls kommen auch geformte Gebilde mit Schwammstruktur
in Frage, beispielsweise aus gegenüber dem Zündsatz inerten Metallen oder aus keramischen
Stoffen. Im allgemeinen werden biegsame Elemente bevorzugt, die der Gestalt der Verbindungsnaht angepaßt
werden können oder die vor der Verwendung entsprechend der Gestalt der Verbindungsnaht vorgeformt
wurden.
Als Füllstoff für den Hohlraum von biegsamen EIementen
eignen sich luft- bzw. gasdurchlässige Materialien wie z. B. gebündelte Glasfasern oder mineralische
Fasern oder dergleichen. Bevorzugt verwendet man als Seele biegsame bzw. elastische Kunststoffe
mit Schwammstruktur, wobei insbesondere thermostabile, flammfeste Kunststoffe geeignet sind.
Die Seele des erfindungsgemäß verwendeten Elementes kann auch aus einem schäumfähigen Kunststoff
bestehen. Prinzipiell eignen sich schäumbare Thermoplaste, z. B. PVC, Polyolefine, Polyurethane.
Polystyrol oder Elastomere, wie Neopren-Kautschuk oder ABS-Kautschuk oder dergleichen. Die eingesetzten
Kunststoffe enthalten die für die einzelnen Typen notwendigen Schäummittel, die unter Einwirkung
von erhöhter Temperatur, beispielsweise 120 bis 250° C, Gase in Freiheit setzen, die das Aufschäumen
des Kunststoffes bewirken.
Als zuzusetzende Schäummittel können entsprechend dem eingesetzten Thermoplasten oder Elastomeren
z. B. Ammoniumcarbonat oder Natriumcarbonat oder gasabspaltende Azo- oder Hydrazoverbindungen,
wie z. B. «,a'-Azoisobuttersäuredinitril odei
Diphenylsulfon-3,3'-disuIfonhydrazid oder Azodicarbonamid oder auch andere bei der Herstellung vor
Kunststoffschäumen bekannte Porofore eingesetzt werden.
Zur Herstellung von auf Dichtigkeit überprüfbarer Hohlnähten kann auch ein Element verwendet werden,
dessen Seele aus einem Zündsatz und dcsser Umhüllung aus einem sich beim Abbrand praktisch
nicht verändernden offenporigen oder offenporij; werdenden Material besteht. Für diese erfindungsgemäße
Ausführungsform eignen sich insbesondere die oben beschriebenen zu einer Schwammstruktur auf-
schäumharcn oder aufgeschäumten Kunststoffe.
Derartige Elemente, bei denen nach dem Abbrennen entlang der Naht ein offenporiges Gebilde vorliegt,
eignen sich insbesondere zur Herstellung von auf Dichtigkeit überprüfbaren Überlappungshohlnähten
bei flexiblen Bahnen, Platten oder Formtcilen. Der Schweiüvorgang erfolgt zweckmäßig unter
gleichzeitigem Aneinanderrücken der zu verschweißenden
Teile.
Auf Dichtigkeit überprüfbare Überlappungshohlnähte kann man auch in der Weise herstellen, daß
man durch Abbrennen von zwei oder mehr parallel im Abstand zueinander zwischen den zu verschweißenden
Flächenbereichen der Bahnen, Platten oder Formteilen angeordneten Elementen Doppel- oder
Mchrfachnähtc herstellt. Der Abstand der Elemente zueinander wird so gewählt, daß zwischen jeweils zwei
Nähten entlang ihrer Längserstreckung ein nicht verschweißter Flächenbereich verbleibt, der die prüfbare
Hohlnaht darstellt.
Die im Abstand parallel zueinander angeordneten Elemente können als zwei oder mehrere nebeneinander
verlaufende Seelen in einem gemeinsamen Schweißband beliebigen Querschnitts ausgebildet
sein. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- !ahrens ist es in vielen Fällen zweckmäßig, den
Schweißvorgang unter gleichzeitigem Andruck vorzunehmen. Der Andruck kann mechanisch, pneumatisch,
hydraulisch oder auf andere an sich bekannte Weise erfolgen.
Zur Unterstützung, gegebenenfalls als Ersatz für den erforderlichen Andruck beim Schweißvorgang,
kann vorgesehen werden, ein erfindungsgemäßes vorgeformtes Element, beispielsweise ein Schweißband,
ein- oder beidseitig mit einem geeigneten Haftkleber zu beschichten. Eine derartige Beschichtung wirkt
dann gleichzeitig als Montagehilfe.
Das Anzünden des erfindungsgemäß verwendeten Zündsatzes erfolgt je nach dem verwendeten Stoff
mittels an sich bekannter Anzündmittel, beispieisweise mittels einer Zündpille, z. B. bei Verwendung
von pyrotechnischen Mischungen, oder durch Anzünden mittels eines Handfeuerzeuges und dergleichen.
An Hand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.
In Fig. 1 sind zwei Werkstücke 1 und 2 gezeigt, die aneinanderstoßend über eine Naht AB miteinander
verbunden werden sollen. Für die Wärmezufuhr ist das bandförmige Element 3 vorgesehen, das mit
seinen Enden 4 und 5 aus den zu verschweißenden Werkstücken herausragt. Beim Anzünden des Elementes
3 bei 4 erfolgt der Abbrand über den gesamten Querschnitt des Elementes 3, wobei die an dem Element
3 anliegenden bzw. die dem Element 3 benachharten Flächenbereiche der Werkstücke 1 bzw. 2 entlang der Nahtstelle AB plastifiziert und miteinander
verschweißt werden.
In Fig. 2 sind die verkürzt dargestellten Bahnen 1 und 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff mit ihren Rändern sich überlappend in Aufsicht dargestellt.
Zwischen den sich überlappenden Flächenbereichen ist ein vorgeformtes Element in Form eines Zwillingsschweißbandes dargestellt, welches zwei im Abstand
parallel zueinander angeordnete, mit einer nicht ab- 6j
brennenden Umhüllung versehene Seelen 3 aus einem Zündsatz aufweist. Über den beim Anzünden nicht
abbrennenden Schenkel 4 sind die beiden Seelen 3 miteinander verbunden. Die Enden 5 bzw. 6 ragen
aus den zu verschweißenden Flächenbereichen heraus. Die Abbrandgeschwindigkeit bzw. Wärmeentwicklung
des verwendeten Zündsatzes wird so auf die zu verbindenden Materialien eingestellt, daß nicht dei
gesamte Zwischenraum zwischen den Nähten plastifiziert wird. Zumindest ein Teil dieser Fläche η be reiche
entlang ihrer Längserstreckung bleibt unverschweißt st) daß der auf Dichtigkeit prüfbare doppelte Hohlraum
7 verbleibt.
In der Fig. 3 ist die Herstellung einer Schweißverbindung
von Kunststoffinnenhüllen in einer Betonrohrmuffe in Teilansicht gezeigt. Das in Längsschniti
gezeigte Rohr 1, welches an seinem einen Ende eine Aufweitung 6 aufweist, ist innen mit einer Folie 3 au;
einem thermoplastischen Kunststoff ausgekleidet.
Über eine nach außen schräg abfallende Schulter ί ist das Betonrohr 1 mit der Aufweitung 6 verbunden
Das Rohr 2 ist mit seinem vorderen Teil, desser Außenwand in Richtung auf die Rohrstirnfläche konisch
verjüngt ist, in die Aufweitung 6 eingeschoben Die Innenwand des Rohres 2 ist mit einer Auskleidung
4 aus dem gleichen Material wie bei Rohr 1 versehen. Die Innenhaut 4 erstreckt sich über die Stirnfläche
9 des Rohres 2 und über die Außenwand IC des Rohrteilstückes, das im Inneren der Aufweitung (
angeordnet ist, bis zur inneren Stirnflächenkante dei Aufweitung 6. Der Außendurchmesser des eingeschobenen
Rohrteilstückes ist auf den Innendurchmesser der Aufweitung 6 so abgestimmt, daß die Auskleidung
3 an der Außenhülle 4 im vorderen Stirnkantenbereich der Aufweitung 6 anliegt. Da;
Schweißband 7 wurde vor dem Zusammenschieber der beiden Rohrteile auf der zu bildenden radial umlaufenden
Naht angeordnet und die beiden sich be 8 kreuzenden Enden des Schweißbandes 7 aus dei
Muffe herausgeführt. Für diese erfindungsgemäßt Ausführungsform eignen sich insbesondere solchi
vorgeformten Elemente, bei denen der Zündsatz mi einer nicht abbrennbaren aber plastifizierbaren Um
hüllung, beispielsweise einer Schlauchfolie aus einen thermoplastischen Kunststoff umgeben ist. Beim Abbrennen
des Zündsatzes wird die Umhüllung plastifiziert und erwärmt gleichzeitig auch den jeweils anlie
genden bzw. benachbarten Flächenbereich der mit einander zu verschweißenden Formteile bis zui
Plastifizierung. Nach dem Abkühlen liegt eine feste Schweißverbindung vor.
In der Fig. 4 sind einige Querschnittsformen füi die erfindungsgemäß für die Wärmezufuhr verwendbaren
Zündsatz-Elemente gezeigt. Die Grundquer schnittsformen 1) bis 5) für die Seele 1 und den Man
tel 2 sind kreisförmig, oval, linsenförmig, rautenförmig, rechteckig. Das Bild 6.1) zeigt ein Element, be
dem Mantel 1 und Seele 2 einen kreisförmigen Quer schnitt haben und bei dem an der äußeren Ummante
lung ein L-förmiger Schenkel angeordnet ist. Dai Bild 6.2) zeigt ein Element mit einer Seele 1 und ei
ner Ummantelung 2 mit kreisförmigem Querschnit sowie mit an der Ummantelung spiegelbildlich einan
der gegenüberliegend angeordneten Schenkelprofi len 3. Das Bild 7 zeigt drei nebeneinander verlau
fende Seelen 1, die untereinander über die Umhül lung 2 mittels der Schenkel 3 verbunden sind. Da:
B i 1 d 8 zeigt im Querschnitt ein homogenes, nicht um manteltes Element, welches aus einem Zündsatz unte;
Verwendung eines Bindemittels hergestellt ist. Da: B i 1 d 9 zeigt im Querschnitt ein Element aus einen
nicht ummantelten Zündsatz, der unter Verwendung
eines Bindemittels zu einem Element kreisförmigen Querschnitts verarbeitet wurde, wobei die Seele I ein
Metalldraht ist, der nach dem Abbrand aus der Schweißnaht gezogen werden kann. Der entstehende
Hohlraum kann pneumatisch oder hydraulisch auf Dichtigkeit überprüft werden.
Bild K) zeigt ebenfalls ein Schweißband aus dem gleichen Material für die Ummantelung 2 wie bei
Bild 9 mit dem Unterschied, daß die Seele aus einem beim Anzünden nicht abbrennenden offenporigen
Material bzw. aus einem beim Abbrand offenporig weidenden Material besteht. Nach dem Abbrand
kann der entstehende Raum auf Dichtigkeit, wie oben geschildert, geprüft werden. In Bild 11 besteht die
Ummantelung aus einem schmelz- bzw. schweißfähigen Material, das die Schweißung verbessert oder fördert,
wobei gegebenenfalls das gleiche Material verwendet wird, aus dem die zu verschweißenden
Werkstücke hergestellt sind. Das Bild 12 zeigt einen Kern 1 aus einem gegebenenfalls ein Bindemittel enthaltenden
Zündsatz, der mit einer beim Anzünden nicht abbrennenden Ummantelung mit Schwammstruktur
(offenporig) versehen ist. Eine Variante dieser Ausführungsform besteht darin, als Ummantelung
einen schäumfähigen Kunststoff zu verwenden, der beim Abbrennen der Explosivstoffseele aufgeschäumt
wird.
Zwei Planender Abmessung 100 X 100cm (Dicke
2 mm) aus einem Polyvinylchlorid weich (hergestellt auf an sich bekannte Weise, 66 Gewichisteile PVC,
34 Gewichtsteile Dioctylphthalat) wurden zur Herstellung einer Uberlappungsnaht mit ihren sich in 5 cm
Breite überlappenden Rändern übereinandergelegt. Zwischen den beiden Platten wurde im Überlappungsbereich
entlang der zu legenden Naht ein vorgelormtes Zündsatz-Element angeordnet, dessen eines
Ende aus den beiden zu verschweißenden Platten herausragte.
Das vorgeformte Element bestand aus einem mit
ίο einer pyrotechnischen Mischung gefüllten Polyäthylenfolienschlauch
(Hochdruckpolyäthylen) mit kreisförmigem Querschnitt und mit einem inneren Durchmesser
von 2,5 mm und einem äußeren Durchmesser von 3,6 mm.
Ais Schiauchiüiiung wurde eine lieseifähige, irokkene
pyrotechnische Mischung in loser Aufschüttung mit
35 Gew.% Antimon und
65 Gew.% Kaliurnpermanganat
verwendet.
Das heraushängende Ende des Elementes wurde mittels einer elektrischen Zündpille angezündet. Nach
beendetem Abbrand wurde die Nahtstelle mit kaitem Wasser abgeschreckt.
Es wurde wie i" Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied,
daß an Stelle eines durch Extrusion hergestellten Polyäthylenschlauches ein auf die gleiche
Weise hergestellter Weich-PVC-Schlauch verwendet wurde. Für die Herstellung des Schlauches wurde ein
Weich-PVC der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 verwendet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zum Verbinden von Bahnen, Platten oder Formteilen aus thermoplastischen
Kunststoffen durch Schmelzverklebung und/oder Plastifiziei ung, beispielsweise zum Herstellen von
Stoß- bzw. Überlappungsnähten, wobei die zu verbindenden Flächenbereiche durch Wärmeeinwirkung
in einen klebe- bzw. schweißfähigen Zustand überführt und gegebenenfalls unter Andruck
miteinander verbunden werden, wobei die Wärmezufuhr durch einen nicht detonierenden
Explosivstoff erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß Zündsätze mit gerichteter und reproduzierbarer
Deflagration verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündsatz verwendet wird,
dessen beim Abbrennen entwickelte Temperaturen wenigstens um 50% höher sind als die
Schmelztemperatur der zu verschweißenden Kunststoff-Bahnen, -Platten oder -Formteile.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündsatz verwendet wird, dessen Abbrenn-Geschwindigkeit in
sec/m sich umgekehrt proportional zu den beim Abbrand entwickelten Wärmegraden verhält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündsatz eine pyrotechnische Mischung auf der Basis Antimon
und einer Sauerstoff abgebenden anorganischen Verbindung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatz als vorgeformtes Element verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung aus einem thermoplastischen Kunststoff verwendet
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umhüllung Polyäthylen
oder Weich-PVC verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß beim überlappenden
Verbinden mehr als ein Element im Abstand angeordnet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß ein biegsames Element verwendet wird, das der Gestalt der Verbindungsnaht
angepaßt werden kann.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zündsatz ein Bindemittel zugesetzt wird.
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IT5078076A IT1192151B (it) | 1975-08-07 | 1976-08-05 | Procedimento per unire nastri,pannelli o pezzi stampati di materiali termoplastici |
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DE2535242B2 DE2535242B2 (de) | 1977-10-06 |
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