DE807848C

DE807848C - Process for butt welding of thermoplastics using frictional heat

Info

Publication number: DE807848C
Application number: DEP31409A
Authority: DE
Inventors: Ernst Borgwardt
Original assignee: ERNST BORGWARDT
Current assignee: ERNST BORGWARDT
Priority date: 1949-01-12
Filing date: 1949-01-12
Publication date: 1951-07-05

Description

L)ie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches gestattet, unter Ausnutzung der Reibungswarme Platten aus thermoplastischen Kunststoffen, wie Bolyvinylchlorid, Akrylsäureester o. dgl., stumpf miteinander zu verschweißen. L) he invention relates to a method which allows taking advantage of the frictionally warm plates made of thermoplastics, such as Bolyvinyl chloride, acrylic acid ester or the like to be butt welded together.

Es ist an sich eine Methode zum Stumpfschweißen von thermoplastischen Kunststoffen bekannt, bei welcher die erforderliche Schweißtemperatur durch Reibung erzeugt wird. Hierbei wird das eine zu verschweißende Teil in rotierende Bewegung versetzt, während das zweite, zunächst feststehende, zur Erzeugung der notwendigen Schweißtemperatur gegen das rotierende gedrückt wird. Nach Erreichen der Schweißtemperatur wird das zweite Teil freigegeben und unter Druck bis zur notwendigen Abkühlung mit dem rotierende Teil laufengelassen. It is in itself a method of butt welding thermoplastic Plastics known at which the required welding temperature is caused by friction is produced. Here, the one part to be welded is in a rotating motion offset, while the second, initially fixed, to generate the necessary Welding temperature is pressed against the rotating. After reaching the welding temperature the second part is released and pressurized until it cools down with let the rotating part run.

Dies Verfahren hat den Nachteil, daß nur Tejl mit kleinem Querschnitt, wie Ringe o. dgl., einwandfrei verschweißt werden können, da bei grö-Werten Querschnitten eine über den ganzen Querschnitt gleichmäßige Temperatur aus dem Grunde Iiicht erzielt werden kann, weil die Umfangsgeschwindigkeit und demzufolge die Reibung temperatur mit dem Durchmesser des rotiererlden Teiles wächst. This method has the disadvantage that only parts with a small cross-section, such as rings or the like, can be welded properly, since cross-sections with larger values a uniform temperature over the entire cross-section is therefore easily achieved can be because the peripheral speed and consequently the friction temperature grows with the diameter of the rotating part.

Die Erfindung beseitigt diesen Mangel dadurch, daß zur Erzeugung der erforderlichen Schweißtemperatur an Stelle der rotierenden Bewegung des einen zu verschweißenden Teiles eine Schwing-Ieweguiig angewandt wird. Es ist hierbei gleichgültig, ob das zu verschweißende Teil eine kreis-oder ellipsenförmige Bahnkurve bzw. eine gradlinige Schwingbewegung ausführt. Ferner ist es gleich, ob zur Erzielung der Schwingbewegung ein Freischwinger oder ein zwangsläufig geführtes Svstem Anwendung findet. Auch ist es möglich, bei Verwendung von Freischwingern im Resonanzzustande zu arbeiten. Bei Freischwingern muß die Schwingungsenergie so groß sein, daß unter Berücksichtigung der durch die Reibung auftretenden l)ämpfung die Bahnkurve bzw. die Amplitude noch genügend groß ist. The invention overcomes this deficiency in that for production the required welding temperature instead of the rotating movement of one a Schwing-Ieweguiig is applied to the part to be welded. It is here It does not matter whether the part to be welded has a circular or elliptical trajectory or executes a straight oscillating movement. Furthermore, it does not matter whether to achieve the swinging movement is a cantilever or an inevitably guided system application finds. It is also possible when using cantilevers in the resonance state to work. With cantilever chairs, the vibration energy must be so great that under Consideration of the l) damping caused by the friction, the trajectory or the amplitude is still large enough.

Durch die Anwendung einer Schwingbewegullg wird erreicht, daß, im Gegensatz zur rotierenden lAewegung, über dem ganzen zu verschweißentlell Querschnitt die gleichen Geschwindigkeitsverhiltnisse herrschen, so daß beim Andrücken des zweiten, zunächst feststehenden Teiles gegen das schwiiigende, über den ganzen Querschnitt eine gleichmassige Reibungstemperatur erzielt wird. Nach Erreihung der erforderlichen Schweißtemperatur xvir(l das zunächst feststehende Teil freigegeben, so daß es unter Druck die Schwingbewegung des ersten Teiles bis zur notwendigen Abkühlung mit ausführen kann. By using an oscillating motion it is achieved that, in In contrast to the rotating movement, over the entire cross-section that is to be welded the same speed ratios prevail, so that when pressing the second, the initially fixed part against the swaying part over the entire cross-section a uniform friction temperature is achieved. After achieving the required Welding temperature xvir (l released the initially fixed part so that it is below Press the oscillating movement of the first part until it cools down can.

Eine der möglichen Anwendungsarten des Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. One of the possible ways in which the method can be used is in the drawing shown schematically.

Ein Freischwinger a, der zur Aufnahme des einen zu verschweißenden Teiles b dient, ist mittels der Kugeln c und der Federn d gegen das Fundadient C schwingfähig abgestützt und beschreibt eine kreisförmige Bahnkurve vom Radius r in der horizontalen Ebene. A cantilever chair a, which is used to hold the one to be welded Part b is used by means of the balls c and the springs d against the Fundadient C supported so as to oscillate and describes a circular trajectory of radius r in the horizontal plane.

Das zweite zu verschweißende Teif t ist in dem Einspannfutter g befestigt. Dieses Einspannfutter ist durch eine Schraubfeder Ii mit der Spindel i verbunden, welche in dem Kolben k verstellbar angeordnet ist. Der Kolben k ist gegen den feststehentlen Aufbau l mittels einer üblichen Vorrichtung in Pfeilrichtung ni verschiebbar. The second part to be welded is fixed in the chuck g. This chuck is connected to the spindle i by a helical spring Ii, which is arranged adjustable in the piston k. The piston k is against the stationary part Structure l can be displaced in the direction of the arrow ni by means of a conventional device.

Die Spindel i wird zunächst so weit nach aufwärts verstellt, bis das Einspannfutter g in dem Kolben k mittels des Kegels n sitzt, wobei die Feder h vorerst auf Zug beansprucht wird. Zur Ausführung der Schweißung wird nunmehr das Teil f durch Senken des Kolbens k dem schwingeiiden Teil b so weit genähert, bis die beiden zu verbindenden Oberflächen sich berühren, und sodann der Druck gesteigert, bis die zum Schweißen notwendige Reibungstemperatur erreicht ist. Nach Erzielen dieser Temperatur wird die Spindel i so Weit nach abwärts verstellt, daß die Feder h nach Freigabe des Spannfutters g durch tufwärtsliewegen des Kolbens k noch auf Druck beansprucht ist. Das Spannfutter g mit dem Teil f kann nunmehr die Schwingungen des Freischwingers a bis zur notwendigen Abkühlung der Schweißung mit ausführen. Die erforderliche Schwei ßtemperatur ist an dem Teigigwerden der Berührungsilächen zu erkennen. The spindle i is initially adjusted upwards until the chuck g sits in the piston k by means of the cone n, the spring h is initially under tension. To carry out the weld, the Part f, by lowering the piston k, is brought closer to the oscillating part b until the two surfaces to be connected touch, and then the pressure is increased, until the friction temperature required for welding is reached. After achieving at this temperature the spindle i is adjusted downwards so far that the spring h after releasing the chuck g by moving the piston k upstream Pressure is stressed. The chuck g with the part f can now absorb the vibrations of the cantilever a until the weld has cooled down. The required welding temperature is when the contact surfaces become dough to recognize.

Claims

PATENT CLAIMS: Process for butt welding thermoplastics Plastics by frictional heat, characterized in that the one to be welded Part (b) performs an oscillating movement and after reaching the required welding temperature the second part (f) under pressure the oscillating movement of the first part until it cools down participate.