NL8103987A

NL8103987A - Werkwijze en inrichting voor het aan elkaar lassen van oppervlakken uit thermoplastisch materiaal.

Info

Publication number: NL8103987A
Application number: NL8103987A
Authority: NL
Original assignee: Gundle Holdings Ltd
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-08-27
Publication date: 1982-10-01
Also published as: IL63416A; CH654522A5; USRE32103E; NL190542B; DE3132275A1; IL63416A0; NL190542C; CA1160144A; US4377429A; AU545931B2; ES504961A0; GB2094708B; JPS6230829B2; FR2501568A1; GB2094708A; FR2501568B1; JPS57152914A; IT8124522A0; ES8306383A1; BR8106107A

Description

...... · η -1- 22038/CV/mv

Korte Aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het aan elkaar lassen van oppervlakken uit thermoplastisch materiaal.

De uitvinding heeft betrekking op het lassen van thermoplastische 5 materialen en meer in het bijzonder, maar niet uitsluitend op het lassen van thermoplastisch vel- of plaatvormig materiaal.

In de beschrijving wordt de uitvinding in het bijzonder uiteen gezet onder verwijzing naar het lassen van thermoplastisch velvormig materiaal. De beschrijving moet echter niet worden beschouwd als een 10 beperkingfvan de beoogde beschermingsomvang van de uitvinding of de toepassing daarvan.

Een bekende werkwijze voor het aan elkaar lassen van vellen uit kunststofmateriaal omvat het overlappen van de vellen en het bedekken van de verbinding met een gesmolten thermoplastisch geextrudeerd materiaal. 15 Indien het geextrudeerde materiaal stolt hecht het zich aan ieder vel en overbrugt op effectieve wijze de verbinding op een afdichtende wijze.

In het algemeen wordt het kunststofvel onmiddellijk voorafgaand aan het contact met het geextrudeerde materiaal voorverwarmd daar dit het mogelijk maakt om een geextrudeerd materiaal met een lagere temperatuur 20 te gebruiken en voorziet in verbeterde laseigenschappen. Het voorverwarmen wordt in het algemeen uitgevoerd door hetzij hete lucht of door straling vanaf een bron, zoals een of meer halogeen lampen.

Een nadeel van het gebruik van hete lucht of een stralingswarmte-bron voor het verkrijgen van de vereiste warmte is, dat hierbij geen 25 gemakkelijke regeling mogelijk is, dat wil zeggen de mate van voorverwarming kan van plaats tot plaats variëren met een daaruit resulterende wijziging in de sterkte of andere kenmerken van de las. Zo kan bijvoorbeeld een windzucht tijdelijk gedeeltelijk een stroom van hete lucht afbuigen en resulteren in althans nagenoeg geen voorverwarming op de desbetreffende 30 bepaalde plaats.

Ofschoon de boven genoemde werkwijze in het algemeen verhoudingsgewijs goed voldoet bij kunststofmateriaien zoals polyvinyl chloride (P.V.C,),zijn aanzienlijke moeilijkheden ontmoet bij het lassen van bijvoorbeeld polytheen. Ook de zo genaamde "pel proeven", die bij verhoogde 35 temperaturen worden uitgevoerd op polytheenvellen, die zijn gelast, tonen aan, dat het geextrudeerde materiaal eenvoudig kan worden afgepeld van het polytheensubstraat waar een juist lassen vaak niet plaatsvindt. Afpel-proeven omvatten het onderwerpen van de las aan regelbare afpelkrachten ^1^ 3 9 8 7

1 I

-2- 22038/CV/mv (in tegenstelling met afschuifkrachten) en deze proeven tonen, indien uitgevoerd bij normale omgevingstemperaturen veelvuldig niet duidelijk aan dat geen juiste smelting heeft plaatsgevonden.

De uitvinder van de onderhavige uitvinding is ook de uitvinder 5 van de uitvinding beschreven in de Zuid-Afrikaanse octrooiaanvrage no. 81/1427. Die uitvinding heeft betrekking op de verwarming door geleiding en de beschadiging van de thermoplastische oppervlakken voorafgaand aan de aanbrenging van het gesmolten materiaal. Het is gebleken, dat ofschoon de bovengenoemde uitvinding goed voldoet, in sommige 10 toepassingen deze bepaalde nadelen van practische aard heeft.

Een oogmerk van de uitvinding is het verkrijgen van een werkwijze en een inrichting voor het verbeterd lassen van thermoplastisch materiaal.

Volgens de uitvinding omvat een werkwijze voor het aan elkaar 15 lassen van oppervlakken van thermoplastisch materiaal: (a) het plaatsen van een continue laag van gesmolten thermoplastisch lasmateriaal over naburige gebieden van de te verbinden oppervlakken waarbij het aanbrengen van althans een deel van het gesmolten lasmateriaal wordt bewerkstelligd door een smeerwerking, waarbij het materiaal wordt 20 onderworpen aan afschuifkrachten, die werken over de te verbinden oppervlakken, en (b) het toestaan van een stolling van het opgebrachte materiaal.

Verder kunnen volgens de uitvinding de naburige gebieden van de oppervlakken worden voorverwarmd voorafgaand aan het aanbrengen van het 25 gesmolten lasmateriaal; de voorverwarming wordt verkregen door straling of geleiding of beide en de naburige gebieden kunnen aan de oppervlakte worden beschadigd tijdens de voorverwarrning of tijdens het aanbrengen van het lasmateriaal of beide.

Wog verder volgens de uitvinding worden de oppervlakken gevormd 30 door een paar overlappende vellen uit thermoplastisch materiaal en zijn de naburige gebieden van de oppervlakken de gebieden .nabij een rand van een van de oppervlakken van deze gebieden als wel als gebieden tussen de twee vellen en nabij de rand.

Verder wordt volgens de uitvinding het gesmolten materiaal, con-35 tinu gemengd onmiddellijk voorafgaand aan het aanbrengen.

De uitvinding voorziet eveneens in een inrichting voor het continu lassen van oppervlakken van thermoplastisch materiaal voorzien van: ^8 1 0 3 9 8 7 V'

I L

-3- 22Ö38/CV/mv

Middelen voor het aanbrengen van een continue laag gesmolten thermoplastisch lesmateriaal op naburige gebieden van de oppervlakken, en smeermiddelen voor het onderwerpen van het materiaal aan een 5 smeerwerking ten opzichte van de oppervlakken tijdens het aanbrengen.

Verder omvat volgens de uitvinding de inrichting middelen voor het aan de oppervlakte beschadigen van de oppervlakken gedurende het aanbrengen van het gesmolten materiaal en deze beschadigingsmiddelen zijn integraal met de smeermiddelen.

10 Volgens een eerste aspect van de uitvinding omvat de inrichting een afleverbuis, die eindigt in een mondstuk voor het lasmateriaal en omvatten de smeermiddelen althans een draaibaar orgaan dat eindigt in een smeeroppervlak binnen het mondstuk.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding omvat de inrichting 15 een draaibare afleverbuis voor het lasmateriaal waarbij de afleverbuis eindigt in een dwars, ringvormig smeeroppervlak binnen een mondstuk.

Verder volgens de eerste en tweede aspecten van de uitvinding is de stand van de smeeroppervlakken instelbaar met betrekking tot de te lassen oppervlakken en bevatten de smeeroppervlakken uitsteeksels voor 20 het aan de oppervlakte beschadigen van de oppervlakken tijdens gebruik.

Volgens een derde aspect van de uitvinding omvat de inrichting een afleverbuis en mondstuk voorzien van middelen om te bewerkstelligen, dat het gesmolten materiaal dwars ten opzichte van de te lassen oppervlakken tijdens het aanbrengen wervelt.

25 De uitvinding zal hieronder aan de hand van bijgaande figuren waarin slechts ter illustratie een drietal uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn weergegeven, nader worden uiteengezet.

Fig. 1 toont een doorsnede over een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een lasinrichting volgens de uitvinding.

30 Fig. 2 toont een doorsnede over een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een lasinrichting volgens de uitvinding.

Fig. 3 toont een doorsnede over de afleverbuis van een derde uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding.

Fig. 4 toont gedeeltelijk in aanzicht en gedeeltelijk in door-35 snede de afschuifoppervlakken van een vierde uitvoeringsvoorbeeld.

In het eerste in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld omvat een inrichting %·, die te gebruiken is bij het lassen van elkaar overlappende vellen 2 met thermoplastisch materiaal, zoals bijvoorbeeld po 8103987 -4- 22038/CV/rav lytheen, een extruder 3. De extruder 3 omvat een buisvormig deel 4, dat nabij zijn ondereinde 5 via een conischgevormde schouder 6 taps toeloopt en overgaat in een langgestrekte afleverbuis -7, welke concentrisch ten opzichte van het buisvormige deel 4 is opgesteld.

5 Binnen het buisvormige deel 4 is een schroeftransporteur 8 aan gebracht, welke is aangepast om gesmolten thermoplastisch lasmateriaal 9 door de afleverbuis 7 te brengen. Integraal met de transporteur 8 en bij zijn ondereinde 10 bevindt zich een draaibaar orgaan 11 met een cirkelvormige dwarsdoorsnede. Dit draaibare orgaan 11 is concentrish opgesteld 10 ten opzichte van de transporteur 8 en strekt zich naar beneden toe uit door het hart van de afleverbuis voor het vormen van een ringvormige doortocht 12 voor het gesmolten lasmateriaal tussen het draaibare orgaan 11 en de binnenwand van de afleverbuis 7.

Bij het ondereinde van de afleverbuis 7 bevindt zich een mondstuk, 15 welke het mogelijk maakt het gesmolten lasmateriaal te laten ontsnappen in een richting althans nagenoeg dwars op de hartlijn van de afleverbuis.

Dit mondstuk is gevormd door de achterlopende rand 13 van de afleverbuis een weinig korter te maken dan de voorlopende rand 14.

Het draaibare orgaan 11 eindigt in een cirkelvormig smeeropper-20 vlak 15 op een punt midden tussen voorlopende en de achterlopende rand van de afleverbuis.

Langs het grootste gedeelte van zijn lengte is de afleverbuis 7 opgenomen in een isolerende mantel 16 uit een geschikt warmtebestendig materiaal, zoals biyoorbeeld het materiaal, dat wordt verkocht onder de 25 handelsnaam "Teflon". Bij de achterlopende rand 13 van de afleverbuis 7 strekt de mantel 6 zich naar achteren toe uit voor het vormen van een paar geleidingen 17, welk het uit het mondstuk geëxtrudeerde gesmolten materiaal 18 overbruggen en de inrichting ondersteunen op de te lassen vellen 2.

i 30 Voor de voorlopende rand 14 van de afleverbuis 7 bevindt zich een voorverwarmingsinrichting 18 voor het voorverwarmen van het plaatvormige materiaal voorafgaand aan het lassen, zoals bekend is in de techniek.

Bij gebruik worden een paar vellen uit thermoplastisch materiaal, zoals bijvoorbeeld polytheen, zodanig opgesteld, dat zij elkaar in geringe 35 mate overlappen en vervolgens wordt de lasinrichting 1 centraal langs de overlappende rand van het bovenste vel gevoerd. Indien de inrichting langs deze rand beweegt worden de gebieden van de veloppervlakken onmiddellijk nabij de rand voorverwarmd tot juist boven het smeltpunt van het 8103987 r \ -5- 22038/CV/mv thermoplastische materiaal met behulp van verwarmingsinrichting 18.

Onmiddellijk na het voorverwarmen wordt een laag van gesmolten thermoplastisch materiaal op deze gebieden en over de bovengenoemde rand aangebracht met behulp van de extruder.

5 Uit de figuur zal het duidelijk zijn, dat de schroeftransporteur 8 van de extruder 3 het gesmolten thermoplastische lasmateriaal 12 naar beneden dringt door de afleverbuis 7. Indien het materiaal door deze buis naar beneden beweegt wordt het constant gemengd door het draaibare orgaan 11, zodat er althans nagenoeg geen temperatuur gradient aanwezig is tussen 10 het binnenste deel van de massa gesmolten materiaal en dat deel van het materiaal onmiddellijk nabij de wand van de afleverbuis. Dit waarborgt, dat een verhoudingsgewijs koele laag gesmolten materiaal niet onmiddellijk op het velmateriaal wordt aangebracht, zoals het geval is bij bekende machines.

15 Indien het gesmolten materiaal uit de afleverbuis 7 wordt geextrudeerd wordt een groot gedeelte daarvan onderworpen aan de afschuifkrachten veroorzaakt door het draaiende smeeroppervlak 15. Op deze wijze wordt een deel van het materiaal op de oppervlakken van de vellen gesmeerd en in alle richtingen evenwijdig daaraan. Het is gebleken, dat deze smeerwer- 20 king een bijzonder goede hechting tussen het lasmateriaal 28 en het te lassen materiaal geeft.

In een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals weergegeven in fig. 2 heeft de inrichting een afleverbuis 21, welke om zijn hartlijn draait en eindigt in een vlak: ringvormig smeeroppervlak 23, waarop uit- 25 steeksels 24 zijn aangebracht,

De draaibare afleverbuis 21 is opgenomen in een isolerende mantel van hetzelfde algemene soort als beschreven aan de hand van het eerste uit-voeringsvoorbeeld. Deze mantel vormt echter zowel de voorlopende rand van de inrichting als de geleiding 25 bij de achterzijde daarvan.

30 De inrichting volgens dit uitvoeringsvoorbeeld wordt gebruikt op dezelfde wijze als die van het eerste uitvoeringsvoorbeeld en indien deze langs de bovenrand van de te lassen materiaalvellen 26 beweegt beweegt gesmolten thermoplastisch lasmateriaal in de buis naar beneden, terwijl de buis op zijn beurt om zijn hartlijn draait. Indien het lasmateriaal wordt 35 afgegeven uit de afleverbuis beweegt het onder de smeeroppervlakken 23 en wordt zodoende uitgesmeerd over de naburige voorverwarmde gebieden van de vellen, welke worden beschadigd door de uitsteeksels 24.

Een derde uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven in fig, 3. In dit 8103987 .-6- 22038/CV/mv uitvoeringsvoorbeeld zijn er geen roterende delen, maar de inwendige vormgeving van de afleverbuis 29 omvat middelen in de vorm van schroeflijnvormige geleidingen 27, welke inwerken op het gesmolten materiaal en hieraan een werveling meedelen indien het daardoor heen beweegt.

5 Tengevolge van de wervelbeweging wordt het materiaal weer ver- smeerd over de oppervlakken van de te lassen vellen indien het wordt afgegeven uit het mondstuk bij. het einde van de afleverbuis.

Een vierde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding is weergegeven in fig. 4 en komt overeen met het eerste uitvoeringsvoorbeeld. In plaats 10 van een enkel afschuifoppervlak zijn twee naburige draaiende afschuif-oppervlakken 30 en 31 aangebracht, waarbij het oppervlak 31 een weinig lager is opgesteld dan het andere oppervlak 30. Dit uitvoeringsvoorbeeld is bestemd om zorg te dragen voor de zijdelingse werking in het geval dat verhoudingsgewijs dikke kunststofvellen 32 aan elkaar moeten worden 15 gelast.

Zoals aangeduid omvat ieder van de oppervlakken 30 en 31 uitsteeksel 33 voor het beschadigen van de thermoplastische vellen.

Ofschoon het gebruik van de inrichting volgens het bovengenoemde uitvoeringsvoorbeeld slechts is beschreven voor het lassen van de boven-20 oppervlakken van het velvormige materiaal zal het duidelijk zijn, dat lasmateriaal gemakkelijk gelijktijdig kan worden aangebracht tussen de twee vellen onder gebruikmaking van een inrichting vervaardigd in overeenstemming met de uitvinding.

Verder wordt beoogd, dat in het geval, waar de inrichting een 25 smeeroppervlak omvat de afstand tussen dit oppervlak en de te lassen oppervlakken instelbaar kan zijn, zodanig dat de smeer- en afschuifwerking hetzij kan worden verminderd of vergroot. De oppervlakken kunnen ook aangebracht zijn op een draaibaar orgaan, dat onafhankelijk van de extruder van de inrichting wordt aangedreven.

30 -CONCLUSIES- 8103987

Claims

1. Werkwijze voor het aan elkaar lassen van oppervlakken van thermoplastisch materiaal bevattende: (a) het aanbrengen van een continue laag gesmolten thermoplas-5 tisch lasmateriaal over naburige gebieden van de te verbinden oppervlakken waarbij het aanbrengen van althans een deel van het gesmolten lasmateriaal wordt bewerkstelligd met een smeerwerking waarbij het materiaal wordt onderworpen aan afschuifkrachten welke werken over de oppervlakken, en (b) het toestaan van het stollen van het opgebrachte materiaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,^met het kenmerk, dat de naburige gebieden van de oppervlakken worden voorverwarmd voorafgaand aan het aanbrengen van het gesmolten lasmateriaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het voorverwarmen wordt bewerkstelligd bij althans een stralings en/of geleidings- 15 verwarming.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de naburige gebieden aan de oppervlakte worden beschadigd gedurende althans het voorverwarmen en/of het aanbrengen van het lasmateriaal.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, 20 dat het gesmolten materiaal onmiddellijk voorafgaand aan het aanbrengen continu wordt gemengd.

6, Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de oppervlakken worden gevormd door een paar elkaar overlappende vellen uit thermoplastisch materiaal.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de naburige gebieden van de oppervlakken de gebieden omvatten nabij een rand van een van de oppervlakken.

8, Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de naburige gebieden van de oppervlakken gebieden tussen de twee vellen en nabij de 30 rand omvatten.

9, Inrichting voor het continu lassen van oppervlakken van thermoplastisch materiaal voorzien van middelen voor het aanbrengen van een continue laag gesmolten thermoplastisch lasmateriaal op naburige gebieden van de oppervlakken en van smeermiddelen voor het onderwerpen van het materiaal 35 aan een smeerwerking ten opzichte van de oppervlakken tijdens het aanbrengen. ‘

10, Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van middelen voor het aan de oppervlakte beschadigen van 8103987 -8- 22038/CV/mv r κ de oppervlakken tijdens het aanbrengen van het gesmolten materiaal.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de be-schadigingsmiddelen integraal zijn met de smeerorganen.

12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 9-11, met 5 het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een afleverbuis, welke eindigt in een mondstuk voor het lasmateriaal en de smeermiddelen althans een draaibaar orgaan omvatten, dat eindigt in een smeeroppervlak binnen het mondstuk.

13. Inrichting volgens een der conclusies 9^11» met het kenmerk, 10 dat de inrichting is voorzien van een draaibare afleverbuis voor het lasmateriaal, waarbij de afleverbuis eindigt in een dwars ringvormige smeeroppervlak binnen een mondstuk.

14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat de stand van de smeeroppervlakken instelbaar is ten opzichte van de te las- 15 sen oppervlakken.

15. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de smeermiddelen zijn voorzien van twee naburige draaibare organen, die ieder eindigen in een smeeroppervlak.

16. Inrichting volgens een der conclusies 9-11, met het kenmerk, 20 dat de inrichting is voorzien van een afleverbuis en een mondstuk voorzien van middelen om te bewerkstelligen, dat het gesmolten materiaal dwars wervelt ten opzichte van de te lassen oppervlakken tijdens het aanbrengen.

17. Werkwijze althans nagenoeg zoals hierboven is omschreven onder verwijzing naar de bijgaande figuren.

18. Inrichting althans nagenoeg zoals hierboven is omschreven en/of, is afgebeeld in bijgaande figuren. Eindhoven, augustus 1981 30 8103987