NL2003872C2

NL2003872C2 - Werkwijze en inrichting voor het verbinden van een materiaallaag met een kunststof voorwerp.

Info

Publication number: NL2003872C2
Application number: NL2003872A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Jan Gerritsen; Henricus Johannes Marinus Ten Brummelhuis
Original assignee: Statiqcooling B V; Tebrutech B V
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-05-30
Also published as: EP2504152A1; AU2010325233A1; WO2011065827A1

Description

Werkwijze en inrichting voor het verbinden van een materiaallaag met een kunststof voorwerp

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met warmte tot stand brengen 5 van een lasverbinding tussen een materiaallaag en een kunststof voorwerp. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het met warmte tot stand brengen van een lasverbinding tussen een materiaallaag en een kunststof voorwerp, in het bijzonder door toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft verder betrekking op een samenstel van een ten minste gedeeltelijk uit 10 kunststof vervaardigd voorwerp en een met het voorwerp verbonden materiaallaag vervaardigd met behulp van een inrichting overeenkomstig de uitvinding.

Het is bekend om een kunststof materiaallaag middels een lasverbinding te bevestigen aan een kunststof voorwerp, in het bijzonder een kunststof plaat. De bekende werkwijze 15 maakt daarbij doorgaans gebruik van een thermische naaimachine welke een hittenaald alsmede een voet omvat. Middels de voet wordt materiaallaag tegen de kunststof plaat gedrukt, waarna de verwarmde hittenaald zowel de materiaallaag alsook de kunststof plaat penetreert. Tijdens deze penetratie zullen zowel de materiaallaag alsook de kunststof plaat plaatsselectief smelten, waarna deze onderling versmelten, waardoor een 20 lasverbinding tot stand komt. Een voorbeeld van deze bekende werkwijze staat beschreven in US 2,477,040. Echter, het penetreren, en daarmee beschadigen van zowel de materiaallaag alsook de kunststof plaat, is in bepaalde toepassingen ongewenst. Bovendien heeft de bekende werkwijze als beperking dat de materiaallaag en de kunststof plaat onderling versmeltbaar dienen te zijn, waardoor de bekende werkwijze 25 aldus niet toepasbaar is ingeval de materiaallaag niet of nauwelijks smeltbaar is uitgevoerd.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze voor het door toepassing van warmte onderling bevestigen van een materiaallaag en een 30 kunststof voorwerp.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze volgens het in aanhef genoemde type, omvattende: A) het positioneren van een materiaallaag met een eerste smelttemperatuur ten opzichte van een ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp met een 2 tweede smelttemperatuur, B) het op een laslocatie door middel van een hittebron drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp, waarbij de temperatuur van de hittebron is gelegen tussen de eerste smelttemperatuur van de materiaallaag en de tweede smelttemperatuur van het kunststof voorwerp, waardoor het kunststof voorwerp 5 op de laslocatie zal verweken en zich zal hechten aan de materiaallaag, C) het door middel van afkoeling laten harden van het kunststof voorwerp op ten minste een deel van de locatie, waarbij de materiaallaag op en/of nabij de locatie tegen het kunststof voorwerp blijft gedrukt, en D) het na harding van het kunststof voorwerp ter plaatse van de laslocatie opheffen van de op de materiaallaag en het kunststof voorwerp 10 uitgeoefende druk. Door het slechts uitoefenen van druk op de materiaallaag en het via de materiaallaag overdragen van warmte aan het kunststof voorwerp, waardoor het kunststof voorwerp zal verweken en zal hechten aan de materiaallaag, kan een verbinding tussen de materiaallaag en het kunststof voorwerp tot stand worden gebracht zonder de materiaallaag hoeven te penetreren en te beschadigen. Doordat de hittebron 15 de materiaallaag niet hoeft te penetreren kan een als warmteoverdragend contactoppervlak fungerende onderzijde van de hittebron ruimer worden gedimensioneerd dan een conventionele hittenaald, waardoor ruimer gedimensioneerde, en derhalve stevigere lasverbindingen kunnen worden gerealiseerd door toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding. Bovendien is de materiaalkeuze van de 20 materiaallaag in de werkwijze overeenkomstig de uitvinding beduidend minder kritisch, doordat in de werkwijze overeenkomstig de uitvinding de operationele temperatuur van de hittebron lager ligt dan de (eventuele) smelttemperatuur van de materiaallaag, waardoor de materiaallaag tijdens toepassing van de werkwijze niet of althans nauwelijks zal verweken en derhalve fysisch en chemisch in hoofdzaak volledig 25 onbeschadigd blijft. Het in hoofdzaak volledig intact laten van de materiaallaag heeft in bepaalde toepassingen significante voordelen. Een voorbeeld van een toepassing waarin toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding tot significant voordeel leidt is een indirect statische koeler, in het bijzonder een dauwpuntskoeler, zoals beschreven in het Nederlandse octrooischrift NL2000079, waarin een hygroscopisch deklaag op 30 puntlocaties op een kunststof plaat is bevestigd. Doordat de deklaag in deze toepassing is ingericht voor in hoofdzaak verticaal vloeistoftransport is het onbeschadigd laten van de deklaag van belang om belemmering van het vloeistoftransport door de deklaag zoveel mogelijk tegen te gaan. Het ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp, kort aangeduid als het kunststof voorwerp, zoals toegepast in de werkwijze 3 overeenkomstig de uitvinding, kan zeer diverse van aard zijn, en kan een typisch driedimensionaal of een kunststof plaat, doch het is tevens denkbaar dat het ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigde voorwerp als zodanig wordt gevormd door een in hoofdzaak flexibele (tweede) materiaallaag, zoals een kunststof weefsel, of een 5 kunststof folie. De materiaallaag die als zodanig tegen het kunststof voorwerp zal worden bevestigd kan tevens worden gevormd door een folie, een weefsel, een breisel, dan wel een non-woven. De materiaalkeuze van de materiaallaag is, zoals reeds aangegeven, minder kritisch in de werkwijze overeenkomstig de uitvinding, waarbij de materiaallaag bijvoorbeeld kan zijn vervaardigd uit kunststof, metaal, papier, glas, en/of 10 textiel. De termen lassen, lasverbinding, en laslocatie dienen in de context van dit octrooischrift relatief ruim te worden geïnterpreteerd, waarbij onder lassen in deze context wordt verstaan het door verweken van (slechts) het kunststof voorwerp realiseren van een hechting tussen het kunststof voorwerp en de materiaallaag. Onder smelttemperatuur wordt de laagste temperatuur verstaan waarbij de materiaallaag dan 15 wel het kunststof voorwerp zal overgaan van een vaste toestand naar een in hoofdzaak vloeibare toestand en derhalve substantieel weker en plakkeriger (kleveriger) wordt. Ingeval op de materiaallaag dan wel het kunststof voorwerp een smelttraject toepasbaar is, dan wordt als smeltpunt de ondergrens van het smelttraject beschouwd. Het is tevens denkbaar dat de materiaallaag als zodanig geen smelttemperatuur bezit, doordat de 20 materiaallaag uit een niet-smeltbaar materiaal kan zijn vervaardigd.

In een uitvoeringsvorm wordt tijdens stap C) de hittebron verplaatst ten opzichte van de materiaallaag, waardoor ter plaatse van de laslocatie de door de hittestift op de materiaallaag uitgeoefende belasting ten minste gedeeltelijk wordt opgeheven. Een 25 dergelijke verplaatsing van de hittestift ten opzichte van de materiaallaag is gericht op het blijven drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp, waarbij tevens althans een deel van de laslocatie niet langer wordt belast, waardoor aldaar afkoeling en derhalve harding van het verweekte kunststof kan optreden. Het verwijderen van de hittebron van de materiaallaag terwijl het kunststof ter plaatse van de laslocatie nog niet 30 gestold (gehard) is, zou namelijk doorgaans als gevolg hebben dat de hittebron de materiaallaag lostrekt van het kunststof voorwerp, waardoor geen lasverbinding tot stand zou komen dan wel de lasverbinding verbroken zou kunnen worden. In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt tijdens stap C) het contactoppervlak tussen de hittebron en de materiaallaag verkleind, waardoor althans een deel van de laslocatie 4 wordt vrijgelaten en aldus kan afkoelen. Deze verkleining van het contactoppervlak kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door het kantelen van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag, waardoor de hittebron afwentelt op de materiaallaag.

5 Zolang de hittebron op voldoende temperatuur blijft, zal de laslocatie worden bepaald door de positionering van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag. Bij verplaatsing van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag, zal doorgaans een grotere lasverbinding kunnen worden verkregen. Hierbij hoeft het contactoppervlak tussen de hittebron en de materiaallaag niet noodzakelijkerwijs verkleind te worden. De 10 verplaatsing van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag tijdens stap C) kan immers tevens geschieden door het laten glijden van de hittebron over de materiaallaag, waardoor een lijnlasverbinding kan worden gerealiseerd. In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding omvat de werkwijze stap E), omvattende het, na het positioneren van de materiaallaag ten opzichte van het 15 kunststof voorwerp overeenkomstig stap A), positioneren van een (warmteresistente) beschermlaag op een van het kunststof voorwerp afgekeerde zijde van de materiaallaag, waarbij tijdens stap B) de hittebron via de beschermlaag druk uitoefent op de materiaallaag. Een voorbeeld van een toepasbare beschermlaag is een uit Teflon® (polytetrafluoretheen (PTFE)) vervaardigd folie.

20

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze stap F), omvattende het door ten minste één vasthoudelement drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp op nabije afstand van de laslocatie. Dit ten minste ene vasthoudelement vormt in deze uitvoeringsvorm een separaat element naast de hittebron, en maakt het mogelijk om de 25 hittebron naar verweking van het kunststof verwerk de hittebron te verwijderen van de materiaallaag zonder dat de materiaallaag wordt losgetrokken van het kunststof voorwerp. Daartoe is het voordelig ingeval na het uitvoeren van stap B) de hittebron wordt verwijderd van de materiaallaag, waarbij de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp gedrukt blijft door middel van het ten minste ene vasthoudelement 30 overeenkomstig stap F). Het ten minste ene vasthoudelement kan, na harding van het kunststof voorwerp ter plaatse van de laslocatie overeenkomstig stap C), worden verwijderd van de materiaallaag.

5

Het is doorgaans voordelig ingeval tijdens stap A) de materiaallaag in opgespannen toestand wordt gepositioneerd ten opzichte van het kunststof voorwerp. De opgespannen toestand gaat plooivorming in de materiaallaag tegen, waardoor de materiaallaag doorgaans verbeterd op vooraf gedefinieerde wijze tegen het kunststof 5 voorwerp kan worden bevestigd.

Doorgaans zullen stappen A)-D) worden herhaald op verschillende laslocaties op de materiaallaag, waardoor de facto een puntlaspatroon en/of lijnlaspatroon zal worden gegenereerd, en waardoor op relatief eenvoudige wijze een stevige, betrouwbare, en 10 duurzame bevestiging van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp kan worden bewerkstelligd.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding is de temperatuur van de hittebron tijdens stap B) gelegen tussen 230 °C en 245 °C. Veelal 15 wordt als kunststof voorwerp een uit polypropyleen vervaardigde plaat toegepast met een smeltpunt van 230 °C, en wordt als materiaallaag een non-woven materiaallaag toegepast die is vervaardigd uit polyester en/of polyamide (nylon). Polyester heeft een smelttemperatuur van 245 °C en polyamide heeft een smelttemperatuur van 250 °C. Door de hittebron te laten verwarmen tot een temperatuur die binnen voomoemd 20 temperatuurbereik ligt kan worden bewerkstelligd dat slechts de kunststof plaat plaatsselectief zal smelten en dat de materiaallaag in vaste toestand zal blijven. Het is denkbaar om in plaats van polypropyleen andere thermoplastische polymeren toe te passen.

25 De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het met warmte tot stand brengen van een lasverbinding tussen een materiaallaag en een kunststof voorwerp, in het bijzonder voor toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding, omvattende: een draagstructuur voor het dragen van een samenstel van een ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp, en een materiaallaag, ten minste één 30 verplaatsbaar ten opzichte van de draagstructuur gepositioneerde hittebron voor het op een laslocatie drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp voor het verweken van het kunststof voorwerp op de laslocatie en daarmee het hechten van het kunststof voorwerp aan de materiaallaag, en ten minste één vasthoudelement voor het drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp op een deel van de laslocatie 6 of nabij de laslocatie voor het kunnen laten harden van het kunststof voorwerp op ten minste een deel van de laslocatie. Voordelen van het toepassen een werkwijze die met behulp van een inrichting overeenkomstig de uitvinding kan worden uitgevoerd zijn in het voorgaande reeds uitvoerig beschreven.

5

In een uitvoeringvorm wordt ten minste één hittebron gevormd door een stompe hittestift. De stompheid van de hittestift voorkomt dat de hittestift de materiaallaag zal penetreren of althans zal beschadigen. De term hittestift impliceert daarentegen evenwel doorgaans de aanwezigheid een contactoppervlak met een beperkte grootte. De hittestift 10 kan tevens worden gevormd door een holle pen met behulp waarvan een ronde of dubbelronde (concentrische) lasafdruk kan worden gevormd. De vormgeving van het contactoppervlak van de hittestift kan divers zijn en kan bijvoorbeeld rond, ovaal, driehoekig, vierkant, of rechthoekig zijn. De hittestift kan zwenkbaar zijn verbonden met de draagstructuur voor het kunnen laten afwentelen van de hittestift op de 15 materiaallaag, waardoor de laslocatie enerzijds althans gedeeltelijk kan afkoelen onderwijl anderzijds de hittestift voldoende druk blijft uitoefenen op de materiaallaag totdat het gesmolten kunststof voldoende is gestold. In dit laatstgenoemde uitvoeringsvoorbeeld zijn de hittebron en het vasthoudelement geïntegreerd uitgevoerd.

20 In een andere uitvoeringsvorm zijn de hittestift en het ten minste ene vasthoudelement als separate elementen uitgevoerd, waarbij het ten minste één vasthoudelement bijvoorbeeld wordt gevormd door een vasthoudvoet ingericht voor het op nabije afstand van de laslocatie drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp. Na het plaatsselectief laten smelten van het kunststof kan de hittestift worden verwijderd van 25 de materiaallaag, waarbij de vasthoudvoet druk blijft uitoefenen op de materiaallaag totdat het kunststof voldoende is afgekoeld.

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt ten minste één hittebron gevormd door een verplaatsbare hitteslede ingericht voor het glijden over de materiaallaag. Door het laten 30 glijden van de hitteslede over de materiaallaag ontstaat de situatie dat een laslocatie vooreerst wordt belast door de hitteslede, waarna de hitteslede wegglijdt van deze laslocatie, waardoor de laslocatie kan afkoelen en onderling hechting van de materiaallaag aan het kunststof voorwerp zal optreden. Doordat de hitteslede wegglijdt van voomoemde laslocatie blijft de hitteslede druk uitoefenen op de materiaallaag in de 7 richting van het kunststof voorwerp, hetgeen de onderlinge hechting tussen de materiaallaag en het kunststof voorwerp doorgaans ten goede komt. Doorgaans is het voordelig om tussen de hitteslede en de materiaallaag een beschermlaag toe te passen die het glijden van de hitteslede faciliteert en daarmee beschadigingen aan de 5 materiaallaag tegengaat. Derhalve is het voordelig ingeval de inrichting ten minste één houder omvat voor het houden van een beschermlaag, zodanig dat de ten minste ene hittebron via de beschermlaag druk kan uitoefenen op de materiaallaag. Het resultaat van een bevestiging van de materiaallaag aan het kunststof voorwerp met behulp van de hitteslede is doorgaans een lijnlasverbinding.

10

Doorgaans is de draagstructuur ingericht voor het ondersteunen van het samenstel van het kunststof voorwerp en de materiaallaag, zodanig dat de materiaallaag wordt ondersteund door het kunststof voorwerp. Veelal zal daarbij een contactoppervlak van het kunststof voorwerp in hoofdzaak horizontaal zijn georiënteerd, waardoor de 15 materiaallaag kan worden ondersteund. Vanuit logistiek en constructief oogpunt is deze uitvoeringsvorm doorgaans bijzonder voordelig.

De inrichting omvat in een voordelige uitvoeringsvorm opspanmiddelen voor het opspannen van de materiaallaag ten opzichte van het kunststof voorwerp, waardoor de 20 materiaallaag relatief strak en op vooraf gedefinieerde wijze tegen het kunststof voorwerp kan worden bevestigd.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de inrichting overeenkomstig de uitvinding omvat de inrichting een besturingseenheid voor het bedienen van de inrichting zoals 25 gedefinieerd in de werkwijze overeenkomstig de uitvinding. Het is daarbij doorgaans voordelig ingeval de hittestift ten minste één temperatuursensor omvat, welke temperatuursensor verbonden met de besturingseenheid. Op deze wijze kan de temperatuur van de hittestift worden gecontroleerd en worden gereguleerd, teneinde de operationele temperatuur van de hittestift te laten uitkomen tussen de smelttemperatuur 30 van het kunststof voorwerp, of althans van het contactoppervlak van het kunststof voorwerp, en de smelttemperatuur van de materiaallaag.

De uitvinding heeft verder betrekking op een samenstel van een ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp en een met het voorwerp middels één of meerdere 8 lasverbindingen verbonden materiaallaag vervaardigd met behulp van een inrichting overeenkomstig de uitvinding. Een karakteristiek van het samenstel is dat de materiaallaag ter plaatse van de laslocatie niet (noemenswaardig) is beschadigd.

5 De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin tonen: figuren la-ld een schematisch aanzicht op successievelijke werkwijzestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat en een materiaallaag overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een inrichting overeenkomstig 10 de uitvinding, figuren 2a-2e een schematisch aanzicht op alternatieve successievelijke werkwij zestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat en een materiaallaag overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een andere inrichting overeenkomstig de uitvinding, 15 figuur 3 een schematisch aanzicht op een weer een andere inrichting voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat en een materiaallaag overeenkomstig de uitvinding, en figuren 4a-4e een schematisch aanzicht op andere successievelijke werkwijzestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat en een 20 materiaallaag overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een andere inrichting overeenkomstig de uitvinding.

Figuren la-ld tonen een schematisch aanzicht op successievelijke werkwijzestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat 1 en een 25 materiaallaag 2 overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een inrichting 3 overeenkomstig de uitvinding. Daarbij wordt de kunststof plaat 1 gedragen door een verplaatsbare draagstructuur 4 van de inrichting 1, en wordt de materiaallaag 2 ondersteund door de kunststof plaat 1. De kunststof plaat 1 is vervaardigd uit polypropyleen en heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld een dikte van 10 millimeter. De 30 materiaallaag 2 betreft een non-woven vervaardigd uit zowel polyamide alsook polyester, en heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld een dikte van 0,22 millimeter. In een eerste stap (figuur la) wordt de materiaallaag 2 juist gepositioneerd ten opzichte van de kunststof plaat 1 en wordt een stompe hittestift 5 in een juiste positie boven de materiaallaag 2 gebracht. De hittestift 5 omvat daarbij een warmtegenererende element 9 6 (schematisch weergegeven), alsmede een koelmantel 7 voor het voldoende koud kunnen houden van een buitenzijde van de hittestift 5 om duurzame mechanische verplaatsing in een lagereenheid (niet-weergegeven) mogelijk te maken. De operationele temperatuur van de kem van de hittestift 5 ligt in bedrijfstoestand tussen de 5 smelttemperatuur van de kunststof plaat, in casu 230 °C, en de smelttemperatuur van de materiaallaag 2, in casu circa 245 °C. In een tweede stap (figuur lb) wordt de hittestift 5 in neerwaartse positie bewogen tot een stompe onderzijde 5a van de hittestift 5 aandrukt tegen de materiaallaag 2 en als zodanig de materiaallaag 2 aandrukt tegen de kunststof plaat 1. Als gevolg van de selectief gekozen operationele temperatuur van de hittestift 5 10 zal slechts de kunststof plaat 1, en aldus niet de materiaallaag 2, plaatsselectief smelten op de zogenoemde laslocatie. Het gesmolten kunststof is aangegeven middels A. Door het smelten van het kunststof wordt het kunststof week en plakkerig en zal kleven aan de materiaallaag 2. Vervolgens wordt de hittestift 5 gekanteld (figuur lc), waardoor de hittestift 5 zich zal afwentelen op de materiaallaag 2, waarbij het contactoppervlak 15 tussen de hittestift 5 en de materiaallaag 2 wordt verkleind. Gevolg hiervan een dat een niet langer door de hittestift 5 aangedrukt deel van de materiaallaag en het daaronder gelegen deel van de kunststof plaat 1 zal afkoelen tot onder de smelttemperatuur, waarbij het kunststof aldaar zal stollen. Het gestolde kunststof is aangegeven middels B. Door het stollen van het kunststof zal de hechting tussen de materiaallaag 2 en de 20 kunststof plaat 1 reeds voldoende sterk zijn om de hittestift 5 te kunnen verwijderen van de materiaallaag 2 zonder daarbij de materiaallaag 2 los te trekken van de kunststof plaat 1 (figuur ld), waarna de stolling van het kunststof over de gehele laslocatie zal worden bewerkstelligd. Na het in opwaartse beweging verplaatsen van de hittestift 5 kan de draagstructuur 4 tezamen met de kunststof plaat 1 en de daarmee bevestigde 25 materiaallaag 2 worden verplaatst, waarna met behulp van de hittestift 5 opnieuw een puntlasverbinding kan worden gerealiseerd.

Figuren 2a-2e tonen een schematisch aanzicht op alternatieve successievelijke werkwijzestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat 8 30 en een materiaallaag 9 overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een andere inrichting 10 overeenkomstig de uitvinding. De inrichting 10 is ingericht voor het realiseren van een lijnlasverbinding. Daarbij wordt de kunststof plaat 8 losneembaar gedragen door een verplaatsbare draagstructuur 11 van de inrichting 10, en wordt de materiaallaag 9 ondersteund door de kunststof plaat 8. De kunststof plaat 8 is 10 vervaardigd uit polyruethylmethacrylaat (PMMA) en heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld een dikte van 10 millimeter. De materiaallaag 9 betreft een weefsel dat is vervaardigd uit zowel polyamide, en heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld een dikte van 0,22 millimeter. In een eerste stap (figuur 2a) wordt de materiaallaag 9 opgespannen en juist 5 gepositioneerd ten opzichte van de kunststof plaat 8, en wordt een uit Teflon® vervaardigde hittebestendige beschermlaag 12 gepositioneerd tegen een van de kunststof plaat 8 afgekeerde zijde van de materiaallaag 9. Tevens wordt een hitteslede 13 in een juiste positie boven de materiaallaag 9 gebracht. De hitteslede 13 omvat daarbij een warmtespiraal 14 (schematisch weergegeven). De operationele temperatuur 10 van de hitteslede 13 ligt in bedrijfstoestand tussen de smelttemperatuur van de kunststof plaat, in casu 230 °C, en de smelttemperatuur van de materiaallaag 9, in casu circa 245 °C. In een tweede stap (figuur 2b) wordt de hitteslede 13 in neerwaartse positie bewogen tot de hitteslede 13 onder voorspanning aangrijpt op de materiaallaag 9 en als zodanig de materiaallaag 9 aandrukt tegen de kunststof plaat 8. Als gevolg van de 15 selectief gekozen operationele temperatuur van de hitteslede 13 zal slechts de kunststof plaat 8, en aldus niet de materiaallaag 9, plaatsselectief smelten op de zogenoemde laslocatie. Het gesmolten kunststof is aangegeven middels A. Door het smelten van het kunststof wordt het kunststof week en plakkerig en zal kleven aan de materiaallaag 9. Vervolgens wordt de hitteslede 13 verplaatst parallel aan de materiaallaag 9 en de 20 kunststof plaat 8, waarbij de hitteslede 13 een neerwaartse druk blijft uitoefenen op de materiaallaag 9 (figuur 2c). Deze relatieve verplaatsing kan worden gerealiseerd door de hitteslede 13 actief te verplaatsen en/of de draagstructuur 11 met daarop de kunststof plaat 8, de materiaallaag 9, en de bescherminglaag 12 actief te verplaatsen. Gevolg hiervan een dat een deel van de oorspronkelijke laslocatie niet langer wordt verhit door 25 de hitteslede 13 en aldus zal afkoelen tot onder het smeltpunt van het kunststof, hetgeen leidt tot stolling van het kunststof (zie B). Bovendien zal door de relatieve verplaatsing een naastgelegen deel van de kunststof plaat 11 worden verhit en worden gesmolten om een aansluitende lasverbinding te realiseren. Op deze wijze kan een lijnlas verbinding worden gerealiseerd (figuur 2d). Na het realiseren van de lijnlasverbinding wordt de 30 hitteslede 13 verwijderd van de materiaallaag 9 (figuur 2e) en kan de tussenliggende beschermlaag 12 tevens worden verwijderd. Zoals getoond in figuur 2e is de volledige lijnlasverbinding gestold. Het voomoemde proces kan eventueel op afstand van de voltooide lijnlasverbinding worden herhaald om een lijnlaspatroon te creëren, hetgeen voordelig kan zijn om de totale hechting van de materiaallaag 9 aan de kunststof plaat 8 11 te kunnen verbeteren. In een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting 10 is de hitteslede 13 stationair opgesteld en wordt de draagstructuur 11 tezamen met de kunststof plaat 8 en de materiaallaag 9 lineair verplaatst ten opzichte van de hitteslede 13. De beschermlaag 12 wordt met dezelfde snelheid voortbewogen als de 5 verplaatsingssnelheid van de draagstructuur 11, de kunststof plaat 8, en de materiaallaag 9, waarbij de beschermlaag 2 kan worden gevormd door een eindloze transportband.

Figuur 3 toont een schematisch aanzicht op een weer een andere inrichting 15 voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat 16 en een materiaallaag 17 10 overeenkomstig de uitvinding. De inrichting 15 omvat een draagstructuur 18 voor ondersteuning van de kunststof plaat 16 en de daarop gepositioneerde materiaallaag 17. Middels een van de inrichting 15 deel uitmakende hittestift 19 kan een lasverbinding worden gerealiseerd door slechts de kunststof plaat 16 plaatsselectief te smelten, zoals in het voorgaande uitvoerig is beschreven. De inrichting 15 omvat verder een 15 verplaatsbare holle cilindrische voet 20 waarin de hittestift 19 verplaatsbaar is opgenomen. Middels de voet 20 kan de oriëntatie van de materiaallaag 17 ten opzichte van de kunststof plaat 16 rondom de laslocatie mechanisch worden gefixeerd, waarbij de hittestift 19 de feitelijke lasverbinding tussen de materiaallaag 17 en de kunststof plaat 16 kan realiseren. Door de hittestift 19 na smelting van het kunststof ter plaatse 20 van de laslocatie in opwaartse richting te bewegen en de voet 20 een neerwaartse kracht te laten blijven uitoefenen op de materiaallaag 17 kan stolling en daarmee consolidatie van de lasverbinding optreden. Na het harden van de lasverbinding kan de voet 20 worden verwijderd van de materiaallaag 17, waardoor het lasproces wordt voltooid. De voet 20 kan optioneel zijn voorzien van ten minste één koelelement, teneinde 25 (substantiële) opwarming van de voet 20 te kunnen tegengaan. Het mogelijk duidelijk zijn dat dit lasproces op meerdere delen van de materiaallaag 17 en de kunststof plaat 16 kan worden uitgevoerd, waardoor een puntlaspatroon kan worden gegenereerd. Doordat de materiaallaag 17 tijdens dit proces niet (noemenswaardig) beschadigt, kan het via deze wijze verkregen samenstel van de kunststof plaat 16 en de daarop bevestigde 30 materiaallaag 17 doorgaans bijzonder voordelig worden toegepast in een indirect statische koeler, in het bijzonder een dauwpuntskoeler, van het type zoals beschreven in het Nederlandse octrooischrift NL2000079.

12

Figuren 4a-4e tonen een schematisch aanzicht op andere successievelijke werkwijzestappen voor het realiseren van een lasverbinding tussen een kunststof plaat 21 en een materiaallaag 22 overeenkomstig de uitvinding door gebruikmaking van een andere inrichting 23 overeenkomstig de uitvinding. Daarbij wordt de kunststof plaat 21 5 gedragen door een verplaatsbare draagstructuur 24 van de inrichting 23, en wordt de materiaallaag 22 ondersteund door de kunststof plaat 21. De kunststof plaat 21 is in dit uitvoeringsvoorbeeld vervaardigd uit polypropyleen en heeft een dikte van 20 millimeter. De materiaallaag 22 betreft een non-woven vervaardigd uit zowel polyamide alsook polyester, en heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld een dikte van 0,25 millimeter. In 10 een eerste stap (figuur 4a) wordt de materiaallaag 22 juist gepositioneerd ten opzichte van de kunststof plaat 21 en wordt een zwenkbaar opgehangen holle hittestift 25 in een initiële gekantelde positie boven de materiaallaag 22 gebracht. De hittestift 25 omvat daarbij een warmtegenererende element 26 (schematisch weergegeven), alsmede een koelmantel 27 voor het voldoende koud kunnen houden van een buitenzijde van de 15 hittestift 25 om duurzame mechanische verplaatsing in een lagereenheid (niet- weergegeven) mogelijk te maken. De operationele temperatuur van de onderzijde van de hittestift 25 ligt in bedrijfstoestand tussen de smelttemperatuur van de kunststof plaat, in casu 230 °C, en de smelttemperatuur van de materiaallaag 22, in casu circa 245 °C. In een tweede stap (figuur 4b) wordt de hittestift 25 in neerwaartse positie bewogen 20 tot een deel van de onderzijde 25a van de hittestift 25 aandrukt tegen de materiaallaag 22 en als zodanig de materiaallaag 22 aandrukt tegen de kunststof plaat 21. Als gevolg van de selectief gekozen operationele temperatuur van de hittestift 25 zal slechts de kunststof plaat 21, en aldus niet de materiaallaag 22, plaatsselectief smelten op de zogenoemde laslocatie. Het gesmolten kunststof is aangegeven middels A. Door het 25 smelten van het kunststof wordt het kunststof week en plakkerig en zal kleven aan de materiaallaag 22. Doordat de draagstructuur 24 en daarmee de plaat 21 en de daarop liggende materiaallaag 22 naar rechts worden verplaatst (zie pijlen), zal de hittestift de hittestift 25 kantelen en zal afwentelen op de materiaallaag 22, waarbij het contactoppervlak tussen de hittestift 25 en de materiaallaag 22 vooreerst wordt vergroot 30 (figuur 4c) vervolgens wordt verkleind (figuur 4d), waarna de hittestift 25 zal worden verwijderd van de materiaallaag 22 (figuur 4e). Gevolg hiervan een dat een niet langer door de hittestift 25 aangedrukt deel van de materiaallaag en het daaronder gelegen deel van de kunststof plaat 21 zal af koelen tot onder de smelttemperatuur, waarbij het kunststof aldaar zal stollen. Het gestolde kunststof is aangegeven middels B. Door het 13 stollen van het kunststof zal de hechting tussen de materiaallaag 22 en de kunststof plaat 21 voldoende sterk zijn om de hittestift 5 te kunnen verwijderen van de materiaallaag 2 zonder daarbij de materiaallaag 22 los te trekken van de kunststof plaat 21 (figuur 4e), waarna de ringvormige stolling van het kunststof over de gehele laslocatie zal worden 5 bewerkstelligd. Na het in opwaartse beweging verplaatsen van de hittestift 25 kan de draagstructuur 24 tezamen met de kunststof plaat 21 en de daarmee bevestigde materiaallaag 22 worden verplaatst, waarna met behulp van de hittestift 25 opnieuw een ringvormige lasverbinding kan worden gerealiseerd.

10 Het moge verder duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.

Claims

1. Werkwijze voor het met warmte tot stand brengen van een las verbinding tussen een materiaallaag en een kunststof voorwerp, omvattende:

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij tijdens stap C) de hittebron wordt verplaatst ten opzichte van de materiaallaag, waardoor de door de hittebron op de laslocatie op de materiaallaag uitgeoefende belasting ten minste gedeeltelijk wordt opgeheven.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij tijdens stap C) het contactoppervlak tussen de hittebron en de materiaallaag wordt verkleind.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij door verplaatsing van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag een nieuwe laslocatie wordt gecreëerd alwaar de 30 materiaallaag kan worden verbonden met het kunststof voorwerp.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 2-4, waarbij de verplaatsing van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag tijdens stap C) geschiedt door afwenteling van de hittebron op de materiaallaag.

5 A) het positioneren van een materiaallaag met een eerste smelttemperatuur ten opzichte van een ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp met een tweede smelttemperatuur, B) het op een laslocatie door middel van een hittebron drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp, waarbij de temperatuur van de 10 hittebron is gelegen tussen de eerste smelttemperatuur van de materiaallaag en de tweede smelttemperatuur van het kunststof voorwerp, waardoor het kunststof voorwerp op de laslocatie zal verweken en zich zal hechten aan de materiaallaag, C) het door middel van afkoeling laten harden van het kunststof voorwerp op ten 15 minste een deel van de locatie, waarbij de materiaallaag op en/of nabij de locatie tegen het kunststof voorwerp blijft gedrukt, en D) het na harding van het kunststof voorwerp ter plaatse van de laslocatie opheffen van de op de materiaallaag en het kunststof voorwerp uitgeoefende druk.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 2-4, waarbij de verplaatsing van de hittebron ten opzichte van de materiaallaag tijdens stap C) geschiedt door het laten glijden van de hittebron over de materiaallaag. 5

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze stap E) omvat, omvattende het, na het positioneren van de materiaallaag ten opzichte van het kunststof voorwerp overeenkomstig stap A), positioneren van een beschermlaag op een van het kunststof voorwerp afgekeerde zijde van de materiaallaag, waarbij tijdens stap

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze stap F) omvat, omvattende het door ten minste één vasthoudelement drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp op nabije afstand van de laslocatie.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij na het uitvoeren van stap B) de hittebron wordt verwijderd van de materiaallaag, waarbij de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp blijft gedrukt door het ten minste ene vasthoudelement overeenkomstig stap F). 20

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarbij het ten minste ene vasthoudelement, na harding van het kunststof voorwerp ter plaatse van de laslocatie overeenkomstig stap C), wordt verwijderd van de materiaallaag.

10 B) de hittebron via de beschermlaag druk uitoefent op de materiaallaag.

11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij tijdens stap A) de materiaallaag in opgespannen toestand wordt gepositioneerd ten opzichte van het kunststof voorwerp.

12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij stappen A)-D) 30 worden herhaald op verschillende laslocaties op de materiaallaag.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de temperatuur van de hittebron tijdens stap B) is gelegen tussen 230 °C en 245 °C.

14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een naar de materiaallaag toegekeerd oppervlak van het kunststof voorwerp is vervaardigd uit een thermoplastisch polymeer, in het bijzonder polypropyleen.

15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de materiaallaag wordt gevormd door een weefsel.

16. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de materiaallaag ten minste gedeeltelijk is vervaardigd uit kunststof. 10

17. Inrichting voor het met warmte tot stand brengen van een lasverbinding tussen een materiaallaag en een kunststof voorwerp, in het bijzonder voor toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 1-16, omvattende: een draagstructuur voor het dragen van een samenstel van een ten minste 15 gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp, en een materiaallaag, - ten minste één verplaatsbaar ten opzichte van de draagstructuur gepositioneerde hittebron voor het op een laslocatie drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp voor het verweken van het kunststof voorwerp op de laslocatie en daarmee het hechten van het kunststof voorwerp aan de 20 materiaallaag, en ten minste één vasthoudelement voor het drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp op een deel van de laslocatie of nabij de laslocatie voor het kunnen laten harden van het kunststof voorwerp op ten minste een deel van de laslocatie. 25

18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij ten minste één hittebron wordt gevormd door een stompe hittestift.

19. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij de hittestift zwenkbaar is verbonden 30 met de draagstructuur voor het kunnen laten afwentelen van de hittestift op de materiaallaag.

20. Inrichting volgens een der conclusies 17-19, waarbij de hittebron en het vasthoudelement geïntegreerd zijn uitgevoerd.

21. Inrichting volgens een der conclusies 17-19, waarbij het ten minste één vasthoudelement wordt gevormd door een vasthoudvoet ingericht voor het op nabije afstand van de laslocatie drukken van de materiaallaag tegen het kunststof voorwerp. 5

22. Inrichting volgens een der conclusies 17-21, waarbij ten minste één hittebron wordt gevormd door een verplaatsbare hittestede ingericht voor het glijden over de materiaallaag.

23. Inrichting volgens een der conclusies 17-22, waarbij de draagstructuur is ingericht voor het ondersteunen van het samenstel van het kunststof voorwerp en de materiaallaag, zodanig dat de materiaallaag wordt ondersteund door het kunststof voorwerp.

24. Inrichting volgens een der conclusies 17-23, waarbij de inrichting opspanmiddelen omvat voor het opspannen van de materiaallaag ten opzichte van het kunststof voorwerp.

25. Inrichting volgens een der conclusies 17-24, waarbij de inrichting ten minste één 20 houder omvat voor het houden van een beschermlaag, zodanig dat de ten minste ene hittebron via de beschermlaag druk kan uitoefenen op de materiaallaag.

26. Inrichting volgens een der conclusies 17-25, waarbij de inrichting een besturingseenheid omvat voor het bedienen van de inrichting overeenkomstig de 25 werkwijze volgens een der conclusies 1-16.

27. Inrichting volgens een der conclusies 26, waarbij de hittestift ten minste één temperatuursensor omvat, welke temperatuursensor verbonden met de besturingseenheid. 30

28. Samenstel van een ten minste gedeeltelijk uit kunststof vervaardigd voorwerp en een met het voorwerp verbonden materiaallaag vervaardigd met behulp van een inrichting volgens een der conclusies 17-27.