NL7901963A

NL7901963A - Werkwijze en inrichting voor het lassen van een buis van thermoplastisch materiaal.

Info

Publication number: NL7901963A
Application number: NL7901963A
Authority: NL
Original assignee: Vacuum Capatainer Int
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1980-09-16
Also published as: US4243448A; FR2416781A1; DE2911942A1; FR2416781B1; BE874717A; GB2043529B; AU524372B2; OA06364A; LU81022A1; GB2043529A; AU4529979A; CH627963A5

Description

1 5,

I A

OMB HOLLAND BV: 1340 Sóciêté Anonyme dite: VACUUM CAPATAINER IUTERIiATIOIiAL te Parijs, Frankrijk

Werkwijze en inrichting voor het lassen van een huis van thermoplastisch materiaal.

De uitvinding heeft "betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het sluiten van een "buis van thermoplastisch materiaal door een lasbewerking.

In het "bijzonder, doch niet uitsluitend, "betreft de uitvinding 5 het lassen van een uit één stuk bestaande cilindrische buis van buigzaam plastic materiaal bijvoorbeeld de vulkraag van een zak voor het in vacuum bewaren van ongesorteerde massaproducten volgens bekende methoden.

Een dergelijke kraag, die gewoonlijk een dikte van ongeveer 1 mm heeft en uit een thermo-smeltend materiaal zoals polyethyleen bestaat 10 wordt in het algemeen door thermische behandeling luchtdicht afgesloten, waarbij de kraag wordt samengedrukt als twee samen te kleven wanden tussen twee massieve bekken, die op een voldoende temperatuur worden gebracht om het smelten en het samenvloeien van het materiaal in de af te dichten zone teweeg te brengen.

15 Een dergelijke werkwijze, waarbij de contact zone van de twee samen te kleven wanden wordt verwarmd, dat wil zeggen eigenlijk alleen de zone, die voor het verkrijgen van een las door de wand heen tot smelten moet worden gebracht, heeft verschillende nadelen.

Een van de nadelen ligt in de moeilijke controle van het vloeien 20 van het smeltende materiaal tijdens het binnendringen van de bekken in dit materiaal, welk nadeel nog wordt vergroot door de veelvuldige onregelmatigheden in de dikte van de kraag langs de omtrek en door de verschillen in dikte, die vaak bij de verschillende kragen optreden.

Het is bovendien moeilijk nauwkeurig de juiste optimale las-25 tijd vast te stellen bij dergelijke dikteverschillen tussen de kragen of langs de omtrek van eenzelfde kraag.

Om deze nadelen op te heffen stelt de uitvinding een werkwijze en een frictielasinrichting voor, waarbij het voordeel optreedt, dat verhitting en smelting slechts optreden in de contactzone van de twee samen te 30 smelten wanden.

7901963 i s - 2 -

Er is reeds een frictielaswerkwijze bekend, doch deze wordt toegepast op twee stijve afzonderlijke delen, die stevig worden vastgehouden en die door frictie kunnen worden gelast door een door speling toegelaten relatieve verplaatsing, terwijl zij onder druk met elkaar in contact blij-5 ven.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding onderscheiden zich van de thans bekende frictielaswerkwijzen en -inrichtingen doordat deze werkwijze wordt toegepast op slechts een enkel voorwerp, waarbij v<5<5r het lassen de twee te lassen wanden in feite slechts een enkele wand van 10 bijvoorbeeld cirkelvormige doorsnede vormen en de de lasverbinding tot stand brengende frictiebeweging wordt uitgevoerd op deze enkele, buigzame wand op de hoogte van de vouwen daarvan, die de door het afplatten gevormde twee elementaire wanden met elkaar verbinden.

De werkwijze volgens de uitvinding voor het dichtlassen van een 15 buis van thermoplastisch buigzaam materiaal wordt daardoor gekenmerkt, dat in de te lassen zone de buis wordt afgeplat om zijn wand om te vormen tot twee samen te kleven wanden, die door twee vlakke vouwen met elkaar zijn verbonden, die zich in genoemde zone evenwijdig aan de lengterichting van de buis uitstrekken, waarna de beide wanden onder druk tegen elkaar worden 20 gebracht in genoemde zone en in deze zone ten opzichte van elkaar in bewe- —- ging worden gebracht, terwijl zij onder druk tegen elkaar worden gehouden om de in de zone tegenover elkaar gelegen oppervlakken te verhitten en plaatselijk te doen smelten, waarna de beweging wordt gestopt en door afkoeling de las tussen de gesmolten zones tot stand komt.

25 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een niet beperkende uitvoeringsvorm en van bijgaande tekeningen.

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van het bovenste deel van een zak voor het in vacuum bewaren van ongesorteerde massa materiaal, die voorzien is van een kraag, die volgens de uitvinding hermetisch wordt af-30 gedicht.

Hg. 2 is een aanzicht van de kraag tijdens het lassen volgens de uitvinding in een richting loodrecht op de lengterichting van de kraag.

Fig. 3 is een doorsnede over het vlak III-III in fig. 2.

Fig. 1 toont het bovenste deel van een zak 1, die bijvoorbeeld 35 als één geheel uit een thermoplastisch materiaal zoals polyethyleen is vervaardigd. De wand van deze zak heeft een dikte van bijvoorbeeld 1 mm, zodat 7901963 4 - * - 3 - deze "buigzaam maar niettemin stevig is.

De zak 1 heeft nagenoeg de vorm van een parallelopipedum en heeft midden in een van zijn vlakken een vulkraag 2 in de vorm van een cylinder met een hartlijn 3, die "buiten de zak uitsteekfc. De wand van de 5 kraag 2 "bestaande, evenals het overige deel van de zak uit een thermosmel-tend materiaal, is één geheel met een dikte nagenoeg gelijk aan die van de zak en dient voor de luchtdichte afsluiting volgens de uitvinding "bijvoorbeeld langs een zone 4 dwars op de lengterichting aangegeven met de hartlijn 3.

10 Zoals in de fig. 2 en 3 is aangegeven, wordt de kraag 2 door middel van twee "bekken 5 en 6 met tegenover elkaar liggende oppervlakken 7 resp. 8 afgeplat, die ieder aan êên zijde van de kraag 2 evenwijdig verlopen. Dwars op de hartlijn 3 hebben deze oppervlakken afmetingen, die groter zijn dan de lengte van de halve buitenomtrek van de kraag, terwijl 15 de evenwijdig aan de hartlijn 3 gemeten afmeting van genoemde oppervlakken belangrijk kleiner is dan de eerstgenoemde afmetingen. In de praktijk heeft de bek 6 evenwijdig aan de hartlijn 3 een afmeting, die kleiner is dan de overeenkomstige afmeting van de bek 5» waarbij echter de twee bekken in eenzelfde gemiddelde vlak dwars op de hartlijn 3 op de hoogte van de te 20 lassen zone 4 zijn gelegen.

De oppervlakken 7 en 8 kunnen een vrijwel vlakke vorm vertonen zoals in het weergegeven voorbeeld of zij kunnen complementaire krommingen vertonen, doch de vorm moet zodanig zijn, dat zij in het vlak 9 evenwijdig aan elkaar verplaatsbaar zijn, terwijl de wederzijdse afstand op alle pun-25 ten constant moet blijven.

De oppervlakken 7 en 8 zijn bij voorkeur gegroefd voor het verkrijgen van een optimale grip op de kraag 2, die door wrijving moet worden meegevoerd zoals hieronder nader wordt uiteengezet.

Nadat de kraag 2 door de bekken 5 en 6 is samengedrukt, hebben 30 de oppervlakken in de zone 4 de vorm van twee wanden, die in een met het binnenoppervlak 10 van de kraag overeenkomend vlak met elkaar in aanraking zijn, welke wanden 2a en 2b hier vlak zijn zoals de oppervlakken 7 en 8 en met elkaar zijn verbonden door twee vlakke vouwen 2c en 2d, die nagenoeg evenwijdig aan de lengterichting 3 van de kraag verlopen.

35 Op de twee bekken 5 en 6 worden aan elkaar tegengestelde krach ten in de richting van de pijl F loodrecht op de oppervlakken 7 en 8 uitge- 7901963 ' u - 4 - oef end, waardoor de gevormde wanden 2a en 2b met een vooraf bepaalde druk met elkaar in aanraking worden gebracht.

Een van de bekken bijvoorbeeld de bek 5 is stationair, terwijl de andere bek 6 elastisch verbonden is met een arm 11, waardoor deze bek 5 verbonden is met een trilinrichting 12, die bijvoorbeeld wordt gevormd door twee vibratoren 13 van bekend type die elastisch zijn aangebracht en in tegengestelde richtingen draaien om de bek 6 heen en weer te bewegen in een richting 14 evenwijdig aan het oppervlak 8 en aan het oppervlak 7 van de bek 5 in het vlak 9· 10 Terwijl de krachten F gehandhaafd blijven om de wanden 2a en 2b onder druk aan het binnenoppervlak 10 van de kraag met elkaar in aanraking te houden, worden tijdens genoemde beweging de twee wanden 2a en 2b heen en weer bewogen in de richting 14, daar zij door wrijving tegen de bekken 5 resp. 6 worden vastgehouden, zodat de wanden op de hoogte van het oppervlak 15 10 tegen elkaar wrijven en verhit worden. De vouwen 2c en 2d draaien daarbij afwisselend in de ene en de andere richting, waarbij de in de onmiddellijke nabijheid van de vouwen 2c en 2d gelegen zones van de wand van de kraag 2 afwisselend een deel van de wanden 2a en 2b vormen. Deze beweging veroorzaakt eveneens een wrijving van het materiaal op de hoogte van het opper------ ~ 20 -vlak 10 van de kraag in de onmiddellijke nabijheid van de vouwen 2c en 2d, zodat ook in deze zone het materiaal wordt verhit.

Indien de richting en de amplitude van de relatieve beweging -----------------van £e -j.wee bekken 5 en 6 a,ls aangegeven met de dubbele pijl 14 en indien de druk, waarmee de twee wanden 2a en 2b tegen elkaar worden gehouden op 25 de hoogte van het oppervlak 10 door de aan elkaar tegengestelde krachten F uitgeoefend op de bekken 5 en 6, geschikt gekozen zijn, zal de resulterende verhitting vanJiet oppervlak 10 in de zone 4 een plaatselijke versmelting van het materiaal op dit niveau na een door de vakman gemakkelijk te bepalen tijdsperiode van heen- en weerbewegingen veroorzaken. De tegengesteld ge— 30 richte krachten F versterken het wederzijdse wrijvingseffect van de wanden 2a en 2b op de hoogte van het oppervlak 10, waardoor de verhitting wordt versneld, terwijl na het smelten van het materiaal een mengsel van het materiaal van de wand 2a en dat van de wand 2b ontstaat.

Indien daarna de relatieve beweging van de wanden 2a en 2b wordt 35 gestopt onder handhaving van de tegengesteld gerichte krachten F op de bekken 5 en 6 en indien men het materiaal laat afkoelen of een afkoeling 7901163 - 5 - teweegbrengt, zal het innig vermengde materiaal van de wanden 2a en 2b stollen, waardoor een luchtdichte lasverbinding tussen de twee vlakken aan de vouwen 2c en 2d wordt verkregen, zodat de kraag 2 in de zone 4 in dwars-richting volledig wordt gesloten.

5 Het zij opgemerkt, dat de afkoeling en stolling van het gesmol ten materiaal enkel door het stoppen van de heen- en weerbeweging veroorzaakt door de bekken 5 en 6 kunnen worden teweeggebracht zonder dat externe afkoeling noodzakelijk is. De massa van het gesmolten materiaal is zeer gering in vergelijking met de massa van het omgevende vaste, koude materi-10 aal, zodat na het beëindigen van de heen- en weerbeweging door de bekken een spontane afkoeling en stolling van het gesmolten materiaal nagenoeg ogenblikkelijk intreden. Daardoor kunnen de twee bekken voor het lossen van de kraag onmiddellijk na het stilzetten van de trilinrichting worden geopend.

15 Vanzelfsprekend zijn talrijke varianten van de uitvoering van de uitvinding binnen het kader daarvan denkbaar, in het bijzonder met betrekking tot de amplitude en de frequentie van de relatieve beweging van de twee bekken 5 en 6, tot de waarde van de krachten F en tot de afmetingen van de bekken 5 en 6, daar deze waarden afhankelijk ajn van de afmetingen 20 van de kraag 2 of in het algemeen van de in dwarsrichting te sluiten buis — en vooral van de wanddikte van de kraag of buis.

Men heeft bijvoorbeeld goede resultaten verkregen bij het dicht-lassen van een buis of kraag 2 van polyethyleen met een dikte van ongeveer 1 mm door op de bekken 5 en 6 tegengestelde gerichte krachten van 2,8 ton 25 uit te oefenen en door een heen- en weerbeweging 14 met een amplitude van ongeveer 3 - 4 mm en een frequentie van ongeveer 50 Hz.

Op deze wijze wordt een volkomen luchtdichte las verkregen, die het mogelijk maakt het vacuum in de zak 1 te handhaven.

De breedte van de verkregen las, dus de afmeting langs de gelaste 30 wand gemeten loodrecht op het gemiddelde vlak 9 van de bekken 5 er*. 6,hangt af van de afmeting van de kleinste bek, in dit geval de bek 6 loodrecht op het vlak 9· 7901963

Claims

1. Werkwijze voor het dichtlassen van een buis van buigzaam thermoplastisch materiaal met het kenmerk, dat de buis in de te lassen zone wordt geplet om de buiswand om te vormen tot twee met elkaar in aanraking staande wanden, die door twee vlakke vouwen loodrecht op de richting van de buis in 5 genoemde zone zijn gericht, dat de twee wanden in genoemde zone tegen elkaar worden gedrukt, dat de twee wanden in genoemde zone in een relatieve heen-en weerbeweging worden gebracht onder handhaving van het contact onder druk om de in genoemde zone tegenover elkaar liggende oppervlakken te verhitten en plaatselijk tot smelten te brengen, waarna genoemde beweging wordt ge-10 stopt en door afkoeling de lasverbinding tussen de gesmolten zones tot stand wordt gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat genoemde relatieve beweging loodrecht op de lengterichting van de buis is gericht.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der 15 voorgaande conclusies met het kenmerk, dat deze is voorzien van: twee bekken met tegenover elkaar gelegen, complementair gevormde oppervlakken, die ieder aan één a jde met de buis in aanraking komen in een nagenoeg dwars op de lengterichting van de buis verlopende zone, middelen om de bekken onder druk naar elkaar toe te bewegen, 20 middelen om de bekken in een relatieve heen— en weerbeweging te brengen onder handhaving van een constante afstand tussen genoemde oppervlakken.

4· Inrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat een van de genoemde bekken stationair is, terwijl de andere bek verbonden is met de 25 middelen voor de relatieve heen- en weerbeweging van de bekken.

5. Inrichting volgens een der conclusies 3 en 4 met het kenmerk, dat het oppervlak van een van de bekken in de lengterichting van de buis een afmeting vertoont, die groter is dan de overeenkomstige afmeting van het oppervlak van de andere bek.

6. Inrichting volgens conclusies 4 en 5 met het kenmerk, dat het oppervlak van de vaststaande bek in de lengterichting van de buis en afmeting vertoont, die groter is dan de overeenkomstige afmeting van het oppervlak van de beweegbare bek.

7» Inrichting volgens een der conclusies 3—5 met het kenmerk, 35 dat dwars op de lengterichting van de buis de oppervlakken van de bekken een 7901963 - 7 - afmeting vertonen, die groter is dan de lengte van de halve buitenomtrek van de buis.

8. Inrichting volgens een der conclusies 3-7 met het kenmerk, dat de middelen voor het teweegbrengen van de relatieve heen- en weerbe-5 weging van de bekken bestaan uit middelen om de bekken ten opzichte van elkaar te verplaatsen in een richting loodrecht op de lengterichting van de buis.

9· Inrichting volgens een der conclusies 3 - δ met het kenmerk, dat genoemde oppervlakken van oneffenheden zijn voorzien.

10. Inrichting volgens een der conclusies 3-9 met het kenmerk, dat genoemde oppervlakken een nagenoeg vlakke vorm vertonen. 790 1 9 63