JPH072382B2 - 熱可塑性プラスチックからなる中空成形体をそれと溶接可能な熱可塑性プラスチックからなる薄壁成形体と端面側で密に結合する方法 - Google Patents

熱可塑性プラスチックからなる中空成形体をそれと溶接可能な熱可塑性プラスチックからなる薄壁成形体と端面側で密に結合する方法

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JPH072382B2
JPH072382B2 JP61289788A JP28978886A JPH072382B2 JP H072382 B2 JPH072382 B2 JP H072382B2 JP 61289788 A JP61289788 A JP 61289788A JP 28978886 A JP28978886 A JP 28978886A JP H072382 B2 JPH072382 B2 JP H072382B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱可塑性プラスチツクからなる中空成形体を
それと溶接可能な熱可塑性プラスチツクからなる薄壁成
形体と結合する方法に関する。このような結合を行なう
場合、簡単な手段でガス密および液密の結合を形成する
という問題が生じる。この要求は、たとえば熱交換器管
または面をタンクと結合する場合またはプラスチツク管
をプラスチツクからなる中空体に接続する場合に設定さ
れる。
従来の技術 米国特許第4114597号明細書には、日光集光面として役
立つウエブ板の集合管への接続が記載されている。集合
管は側面スリツトを有する押出し成形品からなり、該ス
リツト中へウエブ板の端面側端部が導入されるので、そ
の空所は集合管の内部へ接続する。ウエブ板の端面側端
部は、集合管のスリツト中に封止接着剤を用いて固定し
なければならず、これは著しい作業費を伴なう。ウエブ
板の側縁に集合管のスリツトを封止するのは付加的手段
を必要とする。
西ドイツ国特許出願公開第2657468号明細書には、集合
管が側方の管片でウエブ板の端面中へ導入され、各管片
がウエブ板の空所に接続する差込み結合部を厚いプラス
チツク層で取り囲み、これにより封止することが提案さ
れている。これによつて、取り囲む封止剤に対する材料
必要量が高くなる。
西ドイツ国特許出願公開第3008055号明細書によれば、
ウエブ板の端面に集合管を形成させる。集合管通路をつ
くるために、コアを挿入し、押出し成形法後に引き出
す。この方法には、ウエブ板の運搬装置と結合している
特殊な押出し装置が必要である。コアを引き出すのはし
ばしば困難を生じるので、西ドイツ国実用新案第792723
6号には、コアの代りに側方接続口を有する薄壁集合管
をウエブ板の端面に載置し、その後ウエブ板の端面側端
部と集合管とを押出されるプラスチツク層によつて取り
囲むことが提案されている。
発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、公知方法の欠点を有しない、熱可塑性
プラスチツクからなる中空成形体をそれと溶接可能な熱
可塑性プラスチツクからなる薄壁成形体と端面側で密に
結合する改良法を見出すことである。この方法は簡単
に、つまり複雑な装置の助けをかりることなくかつ接着
剤または封止剤のような付加的材料を使用することなし
に実施できる。該方法は多種多様でありかつ薄壁の成形
体に、たとえば管またはウエブ板のような任意の形の中
空成形体を接続しうる。さらに、多数の同じかまたは異
なる中空体をプラスチツク成形体に接続することが可能
であるべきである。それぞれの場合に、完全に気密な結
合が必要である。
問題点を達成するための手段 この課題は、本発明によれば、中空成形体の端面側の末
端部分を、その内側界面が中空成形体の端面側の輪郭に
適合している、成形体中に形成された開いた凹溝中へ導
入し、中空成形体の末端部分が凹溝の壁に接して端面が
凹溝壁の縁と共通の縁を形成するようにし、双方のプラ
スチック部材から形成された共通縁を、形状が共通縁に
一致する溶接工具の溝中へ挿入し、溶接工具を双方の部
材を形成するプラスチックの溶融温度以上に加熱し、次
いで該工具からその溝中に挿入された縁に、溶接を達成
するのに十分な圧力を適用し、その後工具の溝中で溶融
温度より下に冷却することによって解決される。
本発明の１実施態様により、中空成形体として、互いに
密に結合した多数の中空成形エレメントからなるブロッ
クを使用し、その端面側の周縁で薄壁成形体と結合する
ことができる。
また、別の実施態様によれば、溶接のために使用される
溶接工具は、入口側が底よりも若干広くかつ挿入される
共通縁よりも僅かに広い溝を有し、かつ底部分から絶縁
層により熱絶縁された、熱良導体材料からなる層を有
し、該層に冷却剤の流れるダクトが支持されている。多
数の公知解決提案に関して、公知技術に比して作業費お
よび材料費の減少によりすぐれているだけでなく、多方
面においても公知方法を凌駕する解決法を見出すことが
できたことは驚異的である。
本発明方法は、とくに有利に熱交換器の製造に使用され
る。この目的のために、多数の管または平面状交換エレ
メントをタンクないしはかかるタンクのエレメントに接
続することができる。
実施例 本方法の実施を、第１図および第２図に熱交換器の製造
例につき詳述する。
本発明方法においてプラスチツク成形体に接続すべき中
空成形体は、少なくともその端面に不変の横断面を有す
る末端部分を有する。端面側とは、空所が外方へ接続し
ている中空成形体の側を表わす。不変の横断面を有する
末端部分は少なくとも、それに嵌合する成形体中の凹溝
中へ導入して、これと溶接しうるようにするのに十分な
長さを有しなければならない。このためには一般に５〜
20mmの長さで十分である。この末端部分の向こう側で
は、中空成形体の横断面は任意の方法で変化しうる。実
地では、押出し法によつて製造される。全長にわたつて
不変の横断面を有する中空成形体、たとえば管またはウ
エブ板が重要である。管はたとえば円形または多角形の
横断面を有することができる。適当なウエブ板はとくに
２つの平行な外壁と多数のウエブからなり、該ウエブは
外面をウエブ板の内側でその側縁に一体に互いに結合す
る。接続すべき末端部分の壁厚は有利に0.5〜5mmの範囲
内にある。中空成形体はそれ自体、端面で互いに溶接ま
たは接着された多数の中空成形エレメントからなるブロ
ツクからなつていてもよく、この場合その外側輪郭の範
囲内で成形体と結合することができる。
通例、中空成形体は、末端部分の壁に対して直角な端面
によつて限られている。しかし、本発明は斜角に切断さ
れた末端部分の接続も可能である。
中空成形体が接続される薄壁の成形体は、これとほぼ同
じ壁厚を有することができ、とくに壁厚は中空成形体の
壁厚の0.5〜２倍である。通例、成形体は、中空成形体
が接続される範囲内では、大体において同様の壁厚を有
して平らに構成されている。
中空成形体１の接続のために、成形体２は１つまたは幾
つかの凹溝３を有し、該凹溝の内側界面が中空成形体の
端面側の輪郭に適合されている。凹溝３は、成形体２の
壁から外方へ突出するカラー４によつて形成され、該カ
ラーは中空成形体の差込まれた端部ができるだけ正確に
それに接するように形成されている。しかし、本発明方
法は、凹溝の内側寸法と末端部分の外側寸法との間に約
1mmまでの許容差を容認する。カラーは有利に約５〜20m
mの高さを有する。
凹溝３は、成形体２の製造と同時に、たとえばこのため
に射出成形法を使用してつくることができる。成形体を
平らなプラスチツク板の変形によつてつくる場合にも同
じことが言える。この場合、フランジ５またはその他の
成形エレメントと同時に、底が差当りプラスチツク面６
によつて閉じられている多数の凹溝３をつくることがで
きる。面６をたとえばフライスを用いて平面７で切断す
ることによつて、凹溝は開かれる。相応に、既に成形し
た成形体中にあとで１つまたは幾つかの凹溝３を、成形
体をこれらの個所で局部的に変形温度に加熱し、適当な
工具を用いて凹溝を形成することによつて設けることが
できる。底の開いた円形の凹溝を製造するためには、成
形体２の面中へ差当り孔を打抜くかまたは穿孔し、変形
温度に加熱した後この孔に、円錐形工具を、接続すべき
中空体の横断面からシヤフト中へ移動させて押込むこと
ができる。この場合、孔はシヤフトの厚さに押拡げら
れ、同時にカラー４が構成される。
密な結合を形成するためには中空成形体１の端面側端部
を凹溝３中へ導入して、中空成形体の端面がカラー４の
端部と共通の縁８を形成するようにする。共通縁は正確
に一平面内にあるのが有利であるが、一般に約1mmまた
は2mmまでの偏奇が許容しうる。
密な結合は、共通縁８に接するプラスチツク部分を溶融
温度にまで加熱し、その全円周で互いに溶接することに
よつて形成される。軟化温度より下に冷却した後、機械
的に強固な密な結合が生じる。
溶接は共通縁８に沿つて移動する加熱ゾーンによつて行
なうことができる。しかし、縁８全体を同時に加熱、溶
接するのが有利である。成形体２中に幾つかの中空成形
体１を差込む場合には、該中空成形体は有利に一緒にか
つ同時に溶接される。このためには、とくに第２図に示
した工具を使用することができる。このものは、溶接す
べき縁８の形状に適合している溝９を有する。溝９は有
利に入口側が底面よりも若干広くかつ縁８よりも僅かに
広いので、縁８は容易に溝９中へ嵌込まれる。加熱・冷
却装置10によつて、第２図に示された工具は、殊に溝９
の範囲内でプラスチツクの溶融温度に加熱することがで
きる。縁８を溝９中へ嵌込んだ後にプラスチツクが溶融
し、縁８に工具を押しつけることによつて溶接する。押
圧下に、溶融したプラスチツク材料は溝中で嵌込まれた
プラスチツク部分の傍を上昇しうる。工具の底部分11か
ら絶縁層12により熱絶縁された、熱良導体材料、殊に金
属からなる層13（これは必要な場合ダクト14を通って流
れる冷却剤によりプラスチツクの溶融温度より下に保持
される）によつて、上昇する溶融液を凝固させる溝から
流出すのを阻止する。プラスチツク部材を溶融した後、
工具底部11を冷却し、溶融個所が軟化温度より下に冷却
した後、工具を取り去る。
閉じたタンクをつくるためには、第１の成形体のフラン
ジ５と一致するフランジ15を有する第２のプラスチツク
体17をつくることができる。第２の成形体17に、本発明
方法により接続管16を接続することができる。フランジ
５と15とを重ねて溶接、ねじ締めまたは緊締することに
よつて、閉じたタンクが生じる。
中空成形体１と成形体２との溶接性に対する前提条件
は、それの製造に使用されたプラスチツクの溶接性であ
る。両者は溶融可能で互いに相溶性であつて、界面にお
いて溶融液が十分に互いに結合し、冷却後に丈夫な溶接
結合が生じるようなものでなければならない。この前提
条件はなかんずく、中空成形体１が成形体２と同じプラ
スチツクからなるときに満足されている。地色または他
の常用の添加剤の相違は、通例同じプラスチツクの溶接
に妨げにならない。
十分な強度および形状安定性のすべての熱可塑性に加工
しうるプラスチツクが適当である。
例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチロー
ル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
カーボネート、熱可塑性ポリエステル、ポリオキシメチ
レン、ポリアミドまたはポリスルホンである。種々のプ
ラスチツクも、多くの場合に互いに強固に溶接可能であ
る。これに属するのはたとえば次の組である： ポリメチルメタクリレート ポリ塩化ビニル ポリメチルメタクリレート アクリルニトリル・ブ タジエン・スチロール プラスチツク ポリ塩化ビニル アクリルニトリル・ブ タジエン・スチロール プラスチツク ポリカーボネート アクリルニトリル・ブ タジエン・スチロール プラスチツク ポリウレタン ポリアミド
【図面の簡単な説明】
添付図面は熱交換器の製造例につき本発明を説明するも
ので、 第１図は、種々の工程における熱交換器のタンクおよび
それに続く交換体の２つの半部分の断面図であり、 第２図は第１図による熱交換器エレメントの製造に使用
される工具の断面図であり、 第３図は幾つかの中空成形エレメントから形体されたブ
ロツクおよびそれと結合すべき成形体の断面図である。 １……中空成形体、２……成形体、３……凹溝、４……
カラー、５……フランジ、６……プラスチツク面、７…
…平面、８……共通縁、９……溝、10……加熱・冷却装
置、11……工具底部分、12……絶縁層、13……層、14…
…ダクト、15……フランジ、16……接続管、17……プラ
スチツク成形体、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性プラスチックからなる中空成形体
    をそれと溶接可能な熱可塑性プラスチックからなる薄壁
    成形体と端面側で密に結合する方法において、中空成形
    体の端面側の末端部分を、その内側界面が中空成形体の
    端面側の輪郭に適合している、成形体中に形成された開
    いた凹溝中へ導入し、中空成形体の末端部分が凹溝の壁
    に接して端面が凹溝壁の縁と共通の縁を形成するように
    し、双方のプラスチック部材から形成された共通縁を、
    形状が共通縁に一致する溶接工具の溝中へ挿入し、溶接
    工具を双方の部材を形成するプラスチックの溶融温度以
    上に加熱し、次いで該工具からその溝中に挿入された縁
    に、溶接を達成するのに十分な圧力を適用し、その後工
    具の溝中で溶融温度より下に冷却することを特徴とする
    熱可塑性プラスチックからなる中空成形体をそれと溶接
    可能な熱可塑性プラスチックからなる薄壁成形体と端面
    側で密に結合する方法。
  2. 【請求項２】中空成形体として、互いに密に結合した多
    数の中空成形エレメントからなるブロックを使用し、そ
    の端面側の周縁で成形体と結合する、特許請求の範囲第
    １項記載の方法。
  3. 【請求項３】溶接工具は、入口側が底よりも若干広くか
    つ挿入される共通縁よりも僅かに広い溝を有する、特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】溶接工具は、底部分から絶縁層により熱絶
    縁された、熱良導体材料からなる層を有し、該層に冷却
    剤の流れるダクトが支持されている、特許請求の範囲第
    ３項記載の方法。
JP61289788A 1985-12-07 1986-12-06 熱可塑性プラスチックからなる中空成形体をそれと溶接可能な熱可塑性プラスチックからなる薄壁成形体と端面側で密に結合する方法 Expired - Lifetime JPH072382B2 (ja)

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DE3543283.7 1985-12-07

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