DE3444041C1 - Verfahren und Vorrichtung zum festen Verbinden eines Tubenrohrkörpers mit Überlappungsnaht auf dem Schulterrand eines Kopfstücks mit Ausgabeöffnung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum festen Verbinden eines Tubenrohrkörpers mit Überlappungsnaht auf dem Schulterrand eines Kopfstücks mit Ausgabeöffnung

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DE3444041C1
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Gerhard Jongny Keller
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Automation Industrielle SA Vouvry
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Description

  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen unter Bezug auf schematisehe, nicht maßstabsgerechte Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den Randbereich eines zum Verschweißen positionierten auf einer Spindel angeordneten Kopfstücks mit angedeuteter Rondelle und aufgeschobenem Rohrkörper sowie mit einer sich auf den Schulterrand des Kopfstücks zu beweglichen Hülse, F i g. 2 das gleiche wie in F i g. 1, jedoch mit sich entfernender Hülse, F i g. 3 das gleiche wie in F i g. 1, wobei eine andere Ausführungsform der Hülse gerade den Schulterrand berührt.
  • Auf einen Dorn 1 einer nicht dargestellten Transporteinrichtung ist ein Kopfstück 2 aus Kunststoff aufgesetzt. Das Kopfstück 2 weist einen zylindrischen Teil 3, einen flachkonischen Schulterteil 4 und einen stärker konischen zwischen den beiden Teilen 3 und 4 angeordnuten Schulterrand 5 auf. Über Dorn 1 und Kopfstück 2 ist ein aus einer mehrschichtigen, Kunststoffschichten 6, 7 aufweisenden Verbundfolie mit metallischer Sperrschicht 8 mittels einer Überlappungsnaht hergestellter Rohrkörper 9 aufgeschoben. Der Rohrkörper 9 überragt das Kopfstück 2 soweit, daß beim Verschweißen des Rohrkörpers 9 mit dem Kopfstück 2 der überragende Rand 10 den Schulterrand 5 überdeckt. Auf dem flachkonischen Schulterteil 4 kann eine diesen überdekkende Rondelle 11 (in F i g. 1 angedeutet) aufgesetzt sein, die den gleichen oder einen ähnlichen Aufbau wie die Verbundfolie des Rohrkörpers 9 aufweisen kann.
  • Vor dem eigentlichen Verschweißen des Rohrkörpers 9 und gegebenenfalls der Rondelle 11 auf dem Kopfstück 2 durch Induzieren von Wärme in der(den) Metallschicht(en) 8 von Rohrkörper 9 und gegebenenfalls Rondelle 11, wodurch die anliegenden Kunststoffschichlen crweicht und mittels Druck verschweißbar sind, wird mittels einer Hülse 12 auf den Schulterrand 5 eingewirkt.
  • Die Hülse 12 ist zylindrisch, besteht aus Metall, ist mittels einer nicht dargestellten bekannten Heizvorrichtung beheizbar und axial zur zentralen Längsachse von Rohrkörper 9 und Kopfstück 2 auf den Schulterrand zu und von ihm weg beweglich angeordnet. Der Innendurchmesser Di der Hülse 12 ist etwas größer als der Radius Rü des Überdeckungsrandes des Rohrkörpers 9 auf der Schulter des Kopfstücks 2 im verschweißten Zustand. Der Außendurchmesser Da der Hülse 12 ist etwas geringer als der Innendurchmesser di des Rohrkörpers 9. Die dem Schulterrand 5 zugewandte Basisflächc 13 der Hülse 12 ist dem Schulterrand 5 entsprechend gestaltet. In der Basisfläche 13 kann eine umlaufelde Nut 14 (F i g. 1 und 2) oder es können mehrere konyentrisch zueinander umlaufende Nuten 14 (F i g. 3) vorgeschen sein.
  • In 17 i g. 3 ist eine Ausführungsvariante einer mehrteiligen Hülse 12 dargestellt. Auf den zylindrischen Teil 12', dc der oben beschriebenen gesamten Hülse 12 gleicht, ist außen koaxial und dicht anliegend ein Isolierteil 15 als Hülse aus einem schlecht wärmeleitenden Material und hierzu wiederum koaxial ein konischer Teil 16 ebenfalls koaxial und als metallische Hülse gestaltet dicht am Isolierteil 15 anliegend aufgesetzt. Eine typische Anordnung der Teile 12', 15 und 16 zueinander ist in F i g. 3 dargestellt. Die Teile kr, 15 und 16 sind gemeinsam auf-und abbeweglich. Hierbei sind jedoch die Teile 12' und 16 mit voneinander getrennten, nicht dargestellten Heizvorrichtungen beheizbar.
  • Das Verfahren läuft wie folgt ab. Nachdem das Kopfstück 2, gegebenenfalls die Rondelle 11 und der Rohrkörper 9 auf dem Dorn 1 richtig zueinander positioniert sind, fährt die z. B. federbelastete und auf eine Temperatur deutlich oberhalb des Schmelzpunkts des jeweiligen Kunststoffs des Kopfstücks 2 aufgeheizte Hülse 12 gegen den Schulterrand 5. Beim Kontakt mit dem Kopf stück 2 erweicht die Kontaktfläche, sie kann je nach Kunststoffart gegebenenfalls auch angeschmolzen werden und es bilden sich bei einem geringen weiteren Vordringen der Hülse 12 an beiden Rändern der Hülse 12 Wülste 17 aus zur Seite gepreßtem erweiehten/geschmolzenen Material aus. Im Falle, daß eine oder mehrere Nuten 14 in der Basisfläche 13 der Hülse 12 ausgeführt sind, dringt auch Material in diese Nuten 14 ein und bilden so ebenfalls Wülste 17'. Somit ist der Schuh terrand 5, wenn die Hülse 12 sich wieder vom Schulterrand 5 entfernt, durch erweichte Wülste 17, 17' und ebenfalls erweichte Kehlen 18 gegliedert.
  • Beim eigentlichen unmittelbar anschließenden Verschweißen trifft nun der dickere Überlappungsbereich des Rohrkörpers 9 auf einen erweiehten/gesehmolzenen Bereich und läßt sich beim dabei angewendeten Druck problemlos in ihn einformen (einbetten), so daß die seitlichen Hohlräume völlig geschlossen werden.
  • Beim Stand der Technik ist das Kopfstück praktisch starr und so verbleiben die sich zwangsläufig durch die Verdickung bei der Nahtüberlappung seitlich entstehenden Hohlräume (Abweichung von kreisrunder Form) praktisch erhalten, da über sie kein Druck übertragen werden kann. Hierin liegen die Gründe für die oben erwähnten Schwachstellen.
  • Obwohl die Erweichung nur im weiteren Überlappungsnahtbereich notwendig ist, ist es vorteilhaft, den gesamten Schulterrand zu erweichen, einmal entfällt dann das Positionieren der Überlappungsnaht und durch die gebildeten Wülste insbesondere im Randbereich, können gegebenenfalls vorhandene Maßtoleranzen ausgeglichen und formschöne gleichmäßige Oberflächen erhalten werden.
  • Bei einer Variante (s. F i g. 3) wird zusätzlich zur Erweichung des Schulterrandes 5, wie sie oben beschrieben wurde, auch die innere Kunststoffschicht 6 des überragenden Randes 10 des Rohrkörpers 9 vorerwärmt. Dies erfolgt durch Wärmeübertragung durch den separat aufgeheizten konischen Teil 16 der Hülse 12. Die Aufheizung erfolgt hierbei nicht so hoch wie zur Behandlung des Schulterrandes 5 und liegt etwa im Bereich des Schmelzpunkts und darunter. Vorzugsweise wird diese Temperatur mit der beim Verschweißen angewendeten Temperatur abgestimmt. Hierbei wird der Rand 10 leicht aufgeweitet (in F i g. 3 ist die Aufweitung stark übertrieben dargestellt). Gegebenenfalls ist dafür Sorge zu tragen, daß der Rand 10 zum eigentlichen Verschweißen sicher in die jeweilige Sehweißvorriehtung eingeführt wird. Hierdurch kann der eigentliche Schweißvorgang beschleunigt und eine noch bessere Materialverteilung während des Schweißvorganges erzielt werden.
  • Die Erfindung läßt sich auch dann einsetzen, wenn statt einer Rondelle ein Überlappungskörper vorgesehen ist. Gegebenenfalls ist dieser Überlappungskörper nach der Behandlung des Schulterrandes und gegebenenfalls der inneren Kunststoffschicht vor dem eigentlichen Verschweißen zuzuführen.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum festen Verbinden eines Tubenrohrkörpers (9) mit Überlappungsnaht aus einer mehrschichtigen, Kunststoff- (6, 7) und gegebenenfalls Papierschichten aufweisenden Verbundfolie mit einer Sperrschicht (8) aus Metall auf dem Schulterrand (5) eines vorgefertigten Kopfstücks (2) mit Ausgabeöffnung aus Kunststoff durch Erweichen der Kunststoffschichten (6, 7) der Verbundfolie mittels im Metall der Sperrschicht (8) induktiv erzeugter Wärme und anschließendem Verschweißen unter Druck dadurch gekennzeichnet, daß der Schulterrand (5) des Kopfstücks (2), auf dem der Rohrkörper (9) verschweißt wird, mindestens im Anordnungsbereich der Überlappungsnaht unmittelbar vor dem Verschweißen mindestens teilweise erweicht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen mittels Kontaktwärme erfolgt
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen derart durchgeführt wird, daß im der Zentralachse des Rohrkörpers (9) zugewandten Randbereich des Schulterrandes (5) eine Art Wulst (17) aus erweichtem Material gebildet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wülste (17, 17') und Hohlkeh len (18) konzentrisch über den Schulterrand (5) verteilt ausgeführt werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Schulterrand (5) des Kopfstückes (2) zu verschweißende Kunststoffschicht (6) des Rohrkörpers (9) vorerwärmt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorerwärmen durch Kontaktwärme unter leichtem konischen Aufweiten des Rohrkörpers (9) erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen des Schulterrandes (5) mit einer deutlich über dem Schmelzpunkt des jeweiligen Kunststoffs liegenden Temperatur und das Erwärmen mit einer maximal der Schmelztemperatur des Kunststoffs entsprechenden Temperatur erfolgt.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Transport-, Positionier-, HF-Schweiß- und gegebenenfalls Kühleinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine auf den Schulterrand (5) des Kopfstücks (2), auf dem der Rand (10) des Rohrkörpers (9) verschweißt wird, axial zu und von ihm weg bewegliche aufheizbare zylindrische Hülse (12, 12') enthält, wobei der Innendurchmesser (Di) der Hülse (12, 12') etwas größer als der Radius (Rü) des Überdeckungsrandes des Rohrkörpers (9) auf der Schulter des Kopfstücks (2) im verschweißten Zustand, ihr Außendurchmesser (Da) etwas geringer als der Innendurchmesser (di) des Rohrkörpers (9) und ihre Basisfläche (13) dem Schulterrand (5) entsprechend gestaltet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) außen einen konischen Teil (16) aufweist, dessen Durchmesser am Rand der Basisfläche (13) etwas geringer und dessen oberer Durchmesser etwas größer als der Innendurchmes ser (di) des Rohrkörpers (9) ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basisfläche (13) der Hülse (12, 12') mindestens eine umlaufende Nut (14) ausgeführt ist
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) aus drei koaxial zueinander angeordneten Teilen, einem zylindrisehen Teil (12') und einem konischen Teil (16) zwi schen denen ein zylindrischer Isolierteil (15) angeordnet ist, besteht und daß der zylindrische und konische Teil (12', 16) unabhängig voneinander aufheizbar sind.
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum festen Verbinden eines Tubenrohrkörpers mit Überlappungsnaht aus einer mehrschichtigen, Kunststoff und gegebenen falls Papierschichten aufweisenden Verbundfolie mit ci ner Sperrschicht aus Metall auf dem Schulterrand eines vorgefertigten Kopfstücks mit Ausgabeöffnung aus Kunststoff durch Erweichen der Kunststoffschichten der Verbundfolie mittels im Metall der Sperrschicht induktiv erzeugter Wärme und anschließendem Verschweißen unter Druck, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
    Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren sind in einer Vielzahl von Variationen bekannt, s. z. B. DE-OS 2643 089, DE-OS 26 28 014, DE-PS 30 42 073, DE-PS 3240225 u. a.
    Die nach diesen Verfahren und auf den bekannten Vorrichtungen hergestellten Tuben weisen jedoch -insbesondere wenn stärkere Laminatfolien für den Rohrkörper verwendet werden - im Verbindungsbereich der Rohrkörpernaht auf dem Schulterrand des Tubenkopfes Schwachstellen auf, bei denen es unter Druckbeanspruchungen zum Austritt der Tubeninhaltc kommen kann. Dies ist häufiger der Fall, wenn der Rohrkörper direkt auf dem Kopfstück angeordnet ist, unabhängig davon, ob eine Dichtungsrondelle mit Sperrschicht auf Stoß an dem angeschweißten Rohrkörper angrenzt oder ob eine Dichtung im Inneren des Kopfteils angeordnet ist und auch dann, wenn ein den Rohrkörperrand über- oder untergreifender Verbindungskörper vorgesehen ist. Eine Erhöhung der Schweißenergiezufuhr scheidet in vielen Fällen aus, da diese z. B. zu Verfärbungen, ja sogar zu Verbrennungserscheinungen bei den Kunststoff- und/oder gegebenenfalls eingelagerter Papierschichten führen kann.
    Aus der DE-OS 15 04 862 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Tube aus einem vorgefertigten Schlauchstück als Tubenkörper und einem vorgefertigten Ausflußstutzen mit Flansch bekannt, nach dem der Rand des Schlauchstücks und der Flansch. des Ausflußstutzens derart erweicht werden, daß bei deren anschließendem Aufeinanderdrücken eine Schweißverbindung entsteht.
    Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei der Herstellung von Tuben auch Schwachstellen im Bereich der Verbindung des Nahtbereiches des Rohrkörpers mit dem Kopfstück ausgeschlossen werden.
    Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1504862A1 (de) * 1964-07-08 1969-10-16 Spiess C F & Sohn Verfahren zum Herstellen einer Tube aus Polyaethylen

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1504862A1 (de) * 1964-07-08 1969-10-16 Spiess C F & Sohn Verfahren zum Herstellen einer Tube aus Polyaethylen

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