DE3231861A1

DE3231861A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzschweissverbinden thermoplastischer kunstharzformkoerper

Info

Publication number: DE3231861A1
Application number: DE19823231861
Authority: DE
Inventors: Susumu Machida Tokyo Sawada; Minoru Kawasaki Kanagawa Tanaka; Yoshikazu Koganei Tokyo Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Kasei Kogyo Tokyo KK; Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1981-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1983-04-07
Also published as: KR880001769B1; US4443288A; GB2108893A; JPS5836409A; JPS6150769B2; GB2108893B; DE3231861C2; KR840001061A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art, bei denen Formkörper gegen eine Heizplatte gepreßt werden, um ihre Oberflächen zu erweichen und durch Schmelzschweißen zu verbinden.

Es ist bekannt, ein gewünschtes Produkt, z.B. eine Pallette durch Schmelzschweißverbinden einer Vielzahl von Kunstharz·- formkörpern zu schaffen, die mittels einer Spritzgußmaschihei einer Strangpreßmaschine oder dgl. hergestellt sind. Je nach der Art des Produktes werden hierzu Schmelzschweißvorrichtüngen verschiedener Bauart verwendet.

Normalerweise gehört zu einer Schmelzschweißvorrichtung dieser Art eine Halteeinrichtung, die zu verschmelzende Gegenstände einander gegenüberliegend hält, eine hin- und herbewegbare Heizplatte, die die Oberflächen der zu verschmelzenden Gegenstände aufschmilzt, und ein Paar Preßplatten, mit deren Hilfe die geschmolzenen Oberflächen der Gegenstände unter Druck ane inande rli e gen.

Wenn Kunstharzformkörper aus thermoplastischen Harzen mittels einer derartigen Vorrichtung durch Schmelzschweißen verbunöeii werden sollen, müssen die Oberflächen dieser Körper gleichmäßig erwärmt und geschmolzen werden. Folglich ist es bisher üblich, die Oberflächen der durch Schmelzschweißen zu verbindenden Körper gegen eine auf gleichmäßige Temperatur erwärmte Heizplatte zu drängen und diesen Eingriffszustand während einer geeigneten Zeitspanne einzuhalten, um gleichmäßig geschmolzene Schichten des Harzes zu erzeugen. Danach werden die Formkörper von der Heizplatte getrennt.

Da die Oberflächen der Formkörper, die mit der Heizplatte In Berührung stehen, beim Trennen der Formkörper von der Heizplatte

geschmolzen sind, bleibt häufig ein Teil des geschmolzenen Harzes an der Oberfläche der Heizplatte zurück.

Wenn das geschieht, werden die geschmolzenen Oberflächen der zu verbindenden Formkörper unregelmäßig, oder es fällt ein Teil der geschmolzenen Harzschichten von der Oberfläche des Formkörpers herab, und das hat zur Folge, daß die durch Schmelzschweißen verbundenen Teile des Endproduktes ungleichmäßig sind, was dessen mecha#iifyyg& .^Festigkeit herabsetzt.

Das an der Oberfläche der Heizplatte haftende thermoplastische Kunstharz führt zu Qualitätseinbußen, denn das aus vorhergehenden Arbeitsschritten angesammelte schlechtere Harz haftet an den Oberflächen der später durch Schmelzschweißen zu verbindenden Artikel. Das führt gleichfalls zu einer Einbuße an mechanischer Festigkeit des Produktes.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in der bekannten Schmelzschweißvorrichtung die Heizplatte häufig mit Polytetrafluoräthylen beschichtet, um zu verhindern, daß geschmolzenes Harz an der Heizplatte haftet.

Da jedoch die Dauerhaftigkeit von Polytetrafluoräthylen und dgl. nicht ausreicht, muß die Beschichtung nach kürzester Zeit erneuert werden. Damit steigen nicht nur die Herstellungs- und Reparaturkpsten für die Heizplatte, sondern es ist auch schwierig;, überhaupt eine zufriedenstellende Heizplatte zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper zu schaffen, mit denen die verschiedenen oben genannten Schwierigkeiten vermieden werden.

Hierzu wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzkörper geschaffen,

bei dem die zu verschmelzenden Formkörper mittels einer Halteeinrichtung einander gegenüberliegend gehalten werden, eine Heizplatte in einen Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Formkörpern eingeschoben wird und die Formkörper mittels einer Bewegungseinrichtung gegen die Heizplatte gedrängt werden, um die einander zugewandten Oberflächen des Formkörpers aufzuschmelzen. Die Heizplatte wird dann aus dem genannten Raum bewegt und die Formkörper gegeneinander bewegt und miteinander an den aufgeschmolzenen, einander zugewandten Oberflächen verschmolzen. Dies Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der Halteeinrichtung und der Bewegungseinrichtung Lücken oder Spalte geschaffen werden, ehe die Formkörper von der Heizplatte getrennt werden, und daß eine schlagartige oder stoßartige Kraft durch die Bewegung der Bewegungseinrichtung auf die Halteeinrichtung ausgeübt wird, um did Formkörper rasch von der Heizplatte zu trennen.

Außerdem wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper geschaffen, zu der ein Paar einander gegenüberliegende Preßplatten, ein Paar Halteeinrichtungen an entgegengesetzten Seiten der Preßplatten zum jeweiligen Halten der Formkörper, eine Heizplatte, eine Antriebseinrichtung zum Vor- und Zurückbewegen der Heizplatte in einen zwischen den Halteeinrichtungen gebildeten Raum bzw. aus demselben, sowie eine Bewegungseinrichtung gehört, die gegen die Formkörper drängt und diese von der Heizplatte trennt. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus* daß jede der Halteeinrichtungen eine an der Preßplatte in Bewegungsrichtung derselben bewegbar angebrachte Schwebeplatte und ein Halteglied aufweist, welches den Formkörper an der Schwebeplatte festhält, und daß zwischen der Schwebeplatte und der Halteplatte eine Abstandseinrichtung angebracht ist, die einen vorherbestimmten Abstand zwischen den Schwebeplatten und der Heizplatte einhält, wenn einander gegenüberliegende Oberflächen der Formkörper zum Aufschmelzen oder Erweichen gegen

- 8 die Heizplatte gedrängt werden.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schmelzschweißvorrichtung gemäß der Erfindung*

Pig. 2a bis 2h Teilschnitte zur Darstellung der aufeinanderfolgenden Schritte beim Schmelzschweißverbinden von Formkörpern mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3a bis 3c Teilschnitte zur Erläuterung des Aufbaus und der Arbeitsweise eines Beispiels einer Halteeinrichtung und einer Bewegungseinrichtung;

Fig. ^a und 4b eine Draufsicht auf einen abgewandelten Formrahmen bzw. einen Schnitt längs der Linie IVb-IVb in Fig. 4a ,·

Fig. 5a bis 5c perspektivische Ansichten einer abgewandelten Verankerung in aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen.

Die in Fig. 1 gezeigte Schmelzschweißvorrichtung 1 weist ein Gestell 2, zwei Preßplatten 3 und 3' und eine Heizplatte 12 als Hauptbauelemente auf. Die Preßplatten 3» 3' sind einander gegenüberliegend angebracht und werden zueinander und voneinander in senkrechter Richtung mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 5_f 5' längs Führungssäulen 11, 11' bewegt. Die Heizplatte 12 wird in einem zwischen den Preßplatten gebildeten Raum mittels eines Elektromotors 14 längs Führungsrollen 13 hin- und herbewegt.

thermoplastische

Bei einer Schmelzschweißvorrichtung dieser Art werden/Kunstharzformkörper 15» 15' an den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Preßplatten 3» 3¹ angebracht und dann gegen die Heizplatte 12 gedrängt, um auf diese Weise die Formkörper ,zu erweichen, gegeneinander zubringen und miteinander zu verschmelzen.

Wie oben schon erwähnt, besteht jedoch die Gefahr, daß beim Trennen der Formkörper von der Heizplatte 12 nach dem Erweichen ihrer Innenflächen geschmolzenes Harz an der Oberfläche der Heizplatte zurückbleibt.

Um das zu vermeiden, hat erfindungsgemäß die Bewegungseinrichtung einschließlich der Preßplatten, Hydraulikzylinder usw. und die Haiteeinrichtungen zum Pesthalten der Formkörper 15 und 15' an den Preßplatten einen besonderen Aufbau.

Im einzelnen ist gemäß der Erfindung zwischen der Bewegungseinrichtung und der Halteeinrichtung eine Lücke bzw. ein Spalt vorgesehen, so daß beim Bewegen der Bewegungseinrichtung zum Trennen der Formkörper 15, 15' von der Heizplatte 12 die Halteeinrichtung nicht gleichzeitig mitbewegt wird. Bei dieser Konstruktion wird die Halteeinrichtung erst dann von der Bewegungseinrichtung schlagartig bewegt, wenn die Bewegungseinrichtung eine gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat, d.h. die Halteeinrichtung wird mit zeitlicher Verzögerung in Bewegung gesetzt.

Der Aufbau und die Arbeitsweise dieser Vorrichtung wird anhand der in Fig. 2a bis 2h gezeigten aufeinanderfolgenden Schritte näher erläutert.

Fig. 2a zeigt das Einrichten, bei dem die Oberflächen der Formkörper 15, 15' in der Schmelzschweißvorrichtung 1 so angeordnet sind, daß ihre durch Schmelzschweißen zu verbindenden Oberflächen aneinanderliegen. Anschließend werden die obere und untere Preßplatte 3 bzw. 3¹ zu der in Fig. 2b gezeigten Stellung zusammenbewegt.

Gemäß Fig. 2b werden die ,Basisteile der Formkörper 15i 15' in

schwimmend gelagerten Platten bzw.

Formrahmen 7, 7' gedrängt, die an/Schwebeplatten 4, 4¹ angebracht sind, welche an den Preßplatten 3, 3¹ vorgesehen sind. An der Außenseite der Formrahmen 7, 7' sind an entsprechenden

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Stellen mit Stiften versehene Anker 9, 9' vorgesehen, deren Stifte ausgefahren werden, um die Formkörper fest in ihrer Lage zu halten. Nach dem Fixieren der Formkörper 15, 15' mittels der Halteeinrichtung, zu der die Formrahmen 7, ?·, die Anker 9, 9' usw. gehören, werden die Preßplatten 3, 3' geöffnet bzw. voneinander getrennt und nehmen die in Fig. 2c gezeigte Stellung ein.

von der Seite her Fig. 2c zeigt, wie die Heizplatte 12/in einen Raum zwischen den voneinander getrennten Preßplatten 3, 3' vorgeschoben wird. Wenn die Heizplatte ihre Vorwärtsbewegung beendet hat, werden die Preßplatten 3» 3' zusammenbewegt, um die Formkörper gegen beide Seiten der Heizplatte 12 zu drücken, damit ihre einander zugewandten Oberflächen erweichen oder aufschmelzen. Dies geht aus Fig. 2d hervor.

Gemäß Fig=, 2d werden die Oberflächen der Formkörper 15» 15 ' mittels der Heizplatte 12 geschmolzen, so daß die Höhe der Formkörper aufgrund des von den Preßplatten ausgeübten Drucks geringfügig abnimmt. Allerdings sind außen an den Formrahmen Abstandsglieder 6, 6¹ vorgesehen, die den Abstand zwischen der Heizplatte 12 und der Schwebeplatte 4 bzw. 4' bestimmen. Die Abnahme der Höhe der Formkörper wird damit an vorherbestimmter Stelle angehalten. Durch Aufrechterhalten des genannten Zustandes während einer gewissen Zeit bilden sich Schichten aus geschmolzenem Harz an den Oberflächen der Formkörper 15, 15'· Diese Schichten aus geschmolzenem Harz bewirken die später zu beschreibende Schmelzschweißverbindung.

Wenn die Formkörper 15, 15' eine bestimmte Zeitlang erwärmt worden sind, werden sie durch Betätigung der Hydraulikzylinder 5, 5' von der Heizplatte 12 getrennt. Wenn dabei die Trenngeschwindigkeit gering ist, würde geschmolzenes Harz an der Oberfläche der Heizplatte 12 haften bleiben und damit die schon erwähnte Schwierigkeit hervorrufen.

- ii -

Das Anhaften von Harz wird durch verschiedene Paktoren bestimmt. So ist z.B. die Heizplatte normalerweise mit einer Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen versehen, und dann werden die genannten Paktoren von dem Zustand dieser Beschichtung, der Oberflächentemperatur der Heizplatte und dem verwendeten thermoplastischen Harz beeinflußt. Natürlich ist die Tendenz, daß Harz an der Heizplatte haftet, gering, wenn die Polytetrafluoräthylen-Beschichtung neu ist, wenn die temperatur der Heizplatte gering ist, und wenn die Viskosität des geschmolzenen Harzrohmaterials hoch ist.

Wenn beispielsweise der Schmelzindex MI (zeigt eine Schmelzviskositätj ein niedrigerer Schmelzindex bedeutet eine höhere Schmelzviskosität) von Hochdruckpolyäthylen 0,2 ist, kommt es selbst bei geringer Trenngeschwindigkeit von 1,7 mm/s nicht zu der erwähnten Adhäsion, während bei MI = 1,0 eine Trenngeschwindigkeit von 9 mm/s zu starkem Anhaften führt und es bei einer Trenngeschwindigkeit von 15 mm/s noch zu nennenswertem Anhaften kommt. Für Spritzgußteile wird im allgemeinen Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex MI höher als b benutztj wenn jedoch MI = ^ bis 5» müssen die Formkörper mit ziemlich hoher Geschwindigkeit getrennt werden.

Es hat sich erwiesen, daß bei Verwendung von Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex MI = k bis 5 für industrielle Fertigung eine Trenngeschwindigkeit von 4-00 mm/s und mehr bevorzugt wird, wenn man den Einfluß weiterer Faktoren berücksichtigt. Ferner sind hohe Trenngeschwindigkeiten deshalb vorteilhaft, weil dann die Trennkraft verringert werden kann. Wenn z.B. eine Trenngeschwindigkeit von 1,7 mm/s für Hochdruckpolyäthylen angewandt wird, ist eine Trennkraft von 286 g/cm nötig; aber bei einer Trenngeschwindigkeit von 170 mm/s kann die Trennkraft auf 17 g/cm verringert werden.

Um zu verhindern, daß thermoplastisches Kunstharz an der Heizplatte anbackt,werden erfindungsgemäß die Formkörper 15, 15'

schlagartig, d.h. außerordentlich schnell von der Heizplatte getrennt.

Die läßt sich durch die folgende Bauart erreichen. Die Bewegungseinrichtung mit den Preßplatten 3, 3' und den Hydraulikzylindern 5t 5 ' "beginnt aus der in Fig. 2d gezeigten Stellung zu arbeiten. Die für die Preßplatten 3, 3¹ vorgesehenen Halteeinrichtungen mit den Schwebeplatten 4, 4' und den Ankern 9, 9¹ arbeiten nicht im gleichen Zeitpunkt wie die Bewegungseinrichtung, denn es ist sozusagen eine Lücke zwischen der Bewegungseinrichtung und der Haiteeinrichtung vorgesehen. Aus Fig. 2e geht hervor, daß bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit, d.h., wenn die Bewegungseinrichtung bei ihrer Bewegung über die Lücke hinweg eine Anfangsgeschwindigkeit erreicht, sie mit der Halteeinrichtung in Eingriff tritt und diese sich schlagartig oder stoßartig zu bewegen beginnt. Polglich wird der von der Halteeinrichtung festgehaltene Formkörper 15» 15' schlagartig, d.h. mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit von der Heizplatte getrennt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Trennung schlagartig oder stoßartig erfolgt, weil der Arbeitsbeginn der Bewegungseinrichtung und der Halteeinrichtung unterschiedlich ist. Als Bewegungseinrichtung können statt der Hydraulikzylinder auch andere Vorrichtungen einschließlich Zahnräder, Hebel, Keile, Nocken und Federn benutzt werden.

Fig. 2f zeigt den Zustand, bei dem die Heizplatte 12 aus dem

Λ seitlich lerausgezogen wird, nachdem die Trennung beendet ist. Wenn die Heizplatte 12 vollkommen zurückbex^egt worden ist, werden die Preßplatten 3, 3' wieder zusammengebracht, um die Formkörper 15, 15' aneinanderzulegen und durch Schmelzschweißen zu verbinden. Dies ist in Fig. 2g gezeigt.

Die Oberfläche jedes der an der Außenseite der Formrahmen ?, 7'

vorgesehenen Abstandsglieder 6, 6' ist abgestuft. Bei der in Fig. 2g gezeigten Stellung sind diese Stufen der Abstandsglieder 6, 6' durch den auf die Preßplatten ausgeübten Druck miteinander in Eingriff gebracht, so daß die Dicke bzw. Höhe der Formkörper 15, 15' um die Höhe der Stufen abnimmt. Mit anderön Worten heißt das, daß die Höhe jeder Stufe eine Schmelztoleranz bestimmt. Der genannte Zustand wird aufrechterhalten, bis der geschmolzene Bereich bis zu einem gewissen Grad hart geworden ist.

Fig. 2h zeigt die Stellung bei Entnahme eines Endprodukts. Zunächst werden die Stifte der Anker 9» 9'» die aus den Formrahmen 7, 7' vorstehen, zurückgezogen. Dann wird die obere Preßplatte 3' nach oben bewegt, wobei ihre Zapfen 10' nach unten ausgefahren werden, um die obere Hälfte des durch Schmelzschweißen verbundenen Formkörpers 15 und 15' aus dem Formrahiiien 7' zu lösen. Dann werden die Zapfen 10 der unteren Preßplatte nach oben ausgefahren, um den Formkörper 15 und 15' aus dem unteren Formrahmen 7 zu entfernen. Dies ist wiederum in Fig. 2a gezeigt. Damit sind die Formkörper 15, 15' in der vorstehend beschriebenen V/eise durch Schmelzschweißen verbunden.

Ein Beispiel des Verfahrensschritts zum Trennen der geschmolzenen Formkörper 15, 15' von der Heizplatte, der für die E"rfindung kennzeichnend ist, soll anhand von Fig. 3a bis 3c näher erläutert werden, die in vertikalen Schnitten die Halteeinriöhtung und die Bewegungseinrichtung in verschiedenen Stufen zeigen.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist an einer bestimmten Stelle der Preßplatte 3 ein vertikaler Stützzylinder 18 vorgesehen, der einen Stützzapfen 17 und eine Feder 19 zum Bewegen des Stützzapfens 17 in senkrechter Richtung enthält. An der Schwebeplatte 4 ist ein Stützglied 8 befestigt, welches mit dem oberen Ende des Stützzapfens 17 verbunden ist. Bei dem in Fig. 3a gezeigten normalen Zustand ist also die Schwebeplatte

4 von der Feder 19 so abgestützt, daß sie eine Stellung einnimmt, bei der zwischen ihr und der Preßplatte 3 eine Lücke bzw. ein Abstand besteht. Wenn bei dieser Konstruktion eine Kraft aufgebracht wird, die bestrebt ist, die Schwebeplatte 4 von der Preßplatte 3 zu trennen, würde die Schwebeplatte 4 von der Preßplatte 3 gelöst. Um das zu verhindern, sind an beiden Seiten des Stützzapfens 17 Verbindungszapfen 16 vorgesehen, die das Stützglied 8 mit der Preßplatte 3 verbinden.

Allerdings sind die Verbindungszapfen 16 mit dem Stützglied 8 und der Preßplatte 3 nicht fest verbunden sondern von Federn 20 so abgestützt, daß sie gegenüber dem Stützglied 8 bewegbar sind. Mit anderen Worten heißt das, daß die Schwebeplatte 4 von den Verbindungszapfen 16, dem Stützglied 8 usw. so abgestützt ist, daß sie mit der Preßplatte 3 in Eingriff tritt und sich von ihr trennt.

Wenn der Formkörper 15 gegen die Heizplatte 12 gepreßt wird, wird der Spalt zwischen der Schwebeplatte 4 und der Preßplatte 3 auf Null verringert. Hierbei wird die Feder 19 zusammengepreßt, und der Stützzapfen 17 und die Verbindungszapfen 16 stehen über die Unterseite der Preßplatte 3 vor. Dies geht aus Fig. ya hervor.

Wenn das Schmelzen des Harzes beendet ist, wird der Formkörper 15 von der Heizplatte 12 getrennt. Hierbei wird zunächst die Preßplatte 3 bewegt. Da die Schwebeplatte 4 mit der Preßplatte 3 lose verbunden ist, bewegt sich zunächst die Schwebeplatte nicht, wenn die Preßplatte 3 sich zu bewegen beginnt.

Wenn die Preßplatte 3 ein bestimmtes Stück weit bewegt worden . , , . ,, . . . durch angeschraubte Scheiben vergrößerten ist, tritt sie mit einem/finae der Verbindungszapfen 16 in Eingriff, die über ihre Unterseite vorstehen, und zieht die Verbindungszapfen 16 nach unten. Dabei beginnen die Köpfe der Verbindungszapfen die Federn 20 zusammenzudrücken. Bei Beendigung der Kompression der Federn 20 üben die Verbindungszapfen 16 eine

stoßartige Kraft über das Stützglied 8 auf die Sohwebeplatte aus, wodurch der von der Schwebeplatte gehaltene Formkörper rasch von der Heizplatte 12 getrennt wird. Dieser Zustand ist in Fig. 3c gezeigt.

Die den Formkörper 15 haltende Halteeinrichtung wird, wie oben gesagt, schlagartig durch die Bewegungsenergie der Bewegungseinrichtung einschließlich der Preßplatte 3 bewegt; aber die Schlagkraft ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit der_ Bewegungseinrichtung. Um eine gewünschte Schlagkraft zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Spalt zwischen der Preßplatte_; 3 der Schwebeplatte 4 auf ca. 0,5 - 2,5 om einzustellen und die¹ Geschwindigkeit der Bewegungseinrichtung so zu wählen, daß. sie im Zeitpunkt des schlagartigen Ziehens des Stützgliedes 8 der Schwebeplatte 4· durch die Preßplatte 3 größer ist als 300 mm/s.

Aufgabe der zwischen den Verbindungszapfen 16 und dem Stützglied 8 angeordneten Federn 20 ist es, die auf die Verbindungszapfen ausgeübte schlagartige Kraft abzuschwächen. Bei zu .steifen Federn 20 würde die auf die Schwebeplatte k· von der Preßplatte ausgeübte schlagartige Kraft zu stark abgeschwächt Und verursachte eine Verringerung der Stoßkraft. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, ziemlich schwache Federn 20 vorzusehen»

Wie vorstehend beschrieben, hat die den Stützzapfen 17 im Stützzylinder 18 beaufschlagende Feder 19 die Aufgabe, einen Spalt zwischen der Schwebeplatte k und der Preßplatte 3 herzustellen. Wenn aber der Formkörper 15 zu rasch mit der Heizplatte 12 in Eingriff tritt, wird deren Beschichtung aus Polytetrafluor^ : äthylen beschädigt. Die Feder 19 verringert folglich auch 'den Aufprall, wenn der Formkörper 15 gegen die Heizplatte 12 gepreßt wird, so daß eine Beschädigung der Heizplatte vermieden werden kann. Durch Verringern der Geschwindigkeit der Preßplatte 3 *^η demjenigen Zeitpunkt, in dem der Formkörper 15 gegen die Heizplatte gepreßt wird, kann eine Beschädigung der Heizplatte wirksamer vermieden und ihre Lebensdauer verlängert werdeni

Der Formkörper 15 wird also augenblicklich und mit hoher Geschwindigkeit von der Heizplatte 12 getrennt, so daß das an seiner Oberfläche geschmolzene Harz niemals an der Oberfläche der Heizplatte haften kann.

Fig. 4a und 4b zeigen ein weiteres Beispiel eines Formrahmens 7, wobei Fig. 4a ein Viertel der Schwebeplatte 4 in Draufsicht zeigt und der Formrahmen 7 in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt ist. Die Lage jedes Bereichs des Formrahmens ist mit Hilfe von ortsfesten Blöcken 21 und Stellschrauben 22 verstellbar. Wenn Bereiche des oberen und unteren Formkörpers, die durch Schmelzschweißen verbunden werden sollen, aufgrund unterschiedlichen Schrumpfens mehr oder weniger stark versetzt sind, wird ein Formrahmenbereich oder mehrere derartige Bereiche verstellt, um eine exakte Ausrichtung zu erzielen.

Fig. 5^ai 5b und 5c zeigen ein anderes Beispiel einer Verankerung. Wenn Formkörper 15, 15' gemäß Fig. 1 bis 3 zum Herstellen eines verhältnismäßig großen flachen Produkts, beispielsweise einer Pallette zum Transport von Gütern benutzt werden, werden die Formkörper beim Einsatz unter Druck in die Formrahmen 7» 7' meistens von den Formrahmen 7» 7' vom Umfang her zusammengepreßt, so daß sie geringfügig schrumpfen. Dabei haben die Formkörper die Tendenz, sich in ihren mittleren Bereichen nach außen zu wölben, wobei sie sich von der Schwebeplatte 4 trennen. Wenn die Formkörper in diesem Zustand durch Schmelzschweißen verbunden werden, werden sie in ihren mittleren Bereichen zu stark geschmolzen, so daß die Dicke des Mittelbereichs des Endprodukts geringer wäre als am Umfang. Da außerdem der mittlere Bereich von der Schwebeplatte 4 nicht vollkommen gehalten wird, trennt sich hier das geschmolzene Harz nicht völlig von der Heizplatte 12 sondern bleibt an ihr zurück. Mit der in Fig. 5a bis 5c gezeigten abgewandelten Verankerung soll dieser Nachteil vermieden werden. Bei diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel wird ein T- oder hakenförmiger Anker 23 durch eine für einen Formkörper 15 vorgesehene Öffnung 24 eingesetzt und drückt den Formkörper gegen die Schwebeplatte 4.

Zur Verwendung des abgewandelten T-förmigen Ankers 23 wird dieser durch die längliche oder rechteckige Öffnung Z^ für den Formkörper 15 eingesetzt, wie Fig. 5a· zeigt, und um 90 gedreht, wie Fig. 5b zeigt, und dann nach unten gezogen, lim gegen den Formkörper 15 zu drücken, wie Fig. 5c zeigt. Es ist von Vorteil, einen derartigen Anker in demjenigen Bereich des Formkörpers 15 vorzusehen, der dazu neigt, sich auszug bauchen, d.h. in der Nähe der Mitte.

Die Gestalt des Ankers 23 ist nicht auf T-förmige Gestalt beischränkt, sondern der Anker kann beispielsweise auch L- oder J-förmig sein. Außerdem kann der Anker statt in Betriebsstiel> lung gedreht zu werden, auch seitlich in seine Betriebsste'llung verschoben werden.

Gemäi3 der Erfindung kann beim Verbinden thermoplastischer Kunstharzformkorper durch Schmelzschweißen nach dem Aufschmelzen ihrer Oberflächen mittels einer Heizplatte das Anhaften von geschmolzenem Harz an der Heizplatte wirksam vermieden wenden, so daß die Dickender Schichten des geschmolzenen Harzes ari den Oberflächen der Kunstharzformkorper gleichmäßig sind, was die mechanische Festigkeit des durch Schmelzschweißen verbundenen Bereichs verbessert. Außerdem besteht keine Gefahr, daß die Schutzbeschichtung der Oberfläche der Heizplatte beschädigt wird, wodurch sie eine längere Lebensdauer erhält und häufige¹ Reparatur vermieden wird.

Es wurde die untere Hälfte der Vorrichtung mit unterer Schwebeplatte 4, unterer Preßplatte 3 und Leerweg-Bewegungsverbindung zwischen diesen detailliert beschrieben. Die entsprechende obere Hälfte der Vorrichtung ist spiegelbildlich ausgebildet.

it

Leerseite

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper

Ansprüche

■ 1λ Verfahren zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper, bei dem die zu verbindenden Formkörpermittels einer Halteeinrichtung einander gegenüberliegend gehalten werden, eine Heizplatte in einen Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Formkörpern eingeführt wird, die Formkörper mittels einer Bewegungseinrichtung gegen die Heizplatte gedrängt werden, um einander zugewandte Oberflächen der Formkörper aufzuschmelzen, die Heizplatte aus dem Raum herausbewegt wird und dann die Formkörper gegeneinander und an ihren einander zugewandten geschmolzenen Oberflächen miteinander verschmolzen werden,

dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Halteeinrichtung und der Bewegungseinrichtung Spalte gebildet werden, ehe die Formkörper von der Heizplatte getrennt werden, und daß durch Bewegungen der Bewegungseinrichtung eine schlagartige Kraft auf die Halteeinrichtung aufgebracht wird, wobei die Formkörper rasch von der Heizplatte getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegvmgseintung mit höherer Geschwindigkeit als 300 mm/s gegen die Halteeinrichtung prallt, wobei die Halteeinrichtung schlagartig bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Formkörper verringert wird, wenn sie gegen die Heizplatte gedrängt werden.

i|·. Vorrichtung zum Schmelzschweißverbinden thermoplastischer Kunstharzformkörper mit einem Paar einander gegenüberliegender Preßplatten, einem Paar Halteeinrichtungen an einander gegenüberliegenden Seiten der Preßplatten zum jeweiligen Halten der Formkörper, einer Heizplatte, einer Antriebseinrichtung zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Heizplatte in einen Raum zwischen den Halteeinrichtungen und aus demselben, und einer Bewegungseinrichtung, die die Formkörper gegen die Heizplatte drängt und von dieser trennt,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Halteeinrichtung eine an der Preßplatte (3> 3') in Bewegungsrichtung der Preßplatte bewegbar angebrachte Schwebeplatte (4) und ein Halteglied aufweist, welches den Formkörper (15, 15') an der Schwebeplatte hält, und daß eine Abstandseinrichtung zwischen der Schwebeplatte und der Heizplatte (12) so angebracht ist, daß sie einen vorherbestimmten Abstand zwischen den Schwebeplatten und der Heizplatte einhält, wenn die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Formkörper zum Aufschmelzen gegen die Heizplatte gedrängt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, t dadurch gekennzeichnet , daß die Abstandseinrichtung ein Paar Abstandsglieder (6, 6 ' )t aufweist, die an den Schwebeplatten (M jeweils einander gegenüberliegend so angebracht sind, daß sie unter Bestimmung des Abstandes miteinan-

der in Eingriff bringbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet , daß die gegeneinander anliegenden Enden des Paares Abstandsglieder (6, 6') mit kom·- plementären abgestuften Bereichen versehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwebeplatten (k·) von einer Federeinrichtung gegen die Heizplatte (12) vorgespannt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß jede Haiteeihrichtung einen Formrahmen (7_f ?') aufweist, der eine Öffnung hat, in die der Formkörper unter Krafteinsatz eingepaßt wird.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß jede Halteeihrichtung in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt ist, die längs des Umfanges des Formkörpers (15> 15') angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet , daß der Formrahmen (7, 7¹) mit einem Anker (9, 9') versehen ist, der vom Formrahmen nach innen ausfahrbar ist und einen Umfangsbereich des Formkörpers (15t 15') festhält.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß jede Halteeinrichtung einen Anker (23) aufweist, der durch eine Öffnung des Formkörpers (15, 15') einsetzbar ist und diesen festhält (Fig. 5a - 5c).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet , daß der Anker (23)

T-förmig ist, und daß ein Schenkel des T in eine Öffnung (24) des Formkörpers (15» 15') einsetzbar und drehbar ist, wobei ein Oberteil des T äen Formkörper festhält.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der maximale Abstand zwischen jeder Preßplatte (3, 3¹) und jeder Schwebeplatte (4, 4') 0,5 - 2,5 cm beträgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß an jeder Preßplatte (3, 3¹) ein vertikaler Zylinder vorgesehen ist, daß in dem Zylinder ein unter Federvorspannung stehender Stützzapfen (17) angeordnet ist, daß zwischen ein Ende des Stützzapfens und die Schwebeplatte (k, 4') ein Stützglied (8) geschaltet ist, und daß an beiden Seiten des vertikalen Zylinders Verbindungszapfen (16) angeordnet sind, die mit ihrem einen Ende durch die Preßplatte vorstehen, während sie mit ihrem anderen Ende mit dem Stützglied (8) federnd nachgiebig verbunden sind.