NL9102037A - Inrichting en werkwijze voor het verbinden van twee delen door middel van inductielassen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het verbinden van twee delen door middel van inductielassen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verbinden van twee delen door middel van inductielassen met tenminste één gesloten, tenminste een lasge-bied omgevende, electrisch geleidende weg in een metaalplaat, waarin een opening om het lasgebied heen gevormd is, waarbij tussen deze opening en de buitenrand van de plaat een isolatiesleuf is aangebracht, met een in het oppervlak van de plaat aangebrachte groef als doorgang voor een koel-middel, welke groef zich om de opening heen uitstrekt, en met een andere plaat voor het afdekken van tenminste de groef en met ter weerszijden van de sleuf aangebrachte aansluitmogelijkheden voor aansluiting aan een electrische hoogfrequentbron.

In principe is het door middel van een hoogfrequent stroom aan elkaar lassen van bijvoorbeeld laminaten van kunststof met een aluminiumfolie aan kunststof houders bekend. Deze techniek is de laatste jaren aanzienlijk verbeterd en het is thans mogelijk om de meeste typen thermoplastische produkten aan elkaar te lassen, vooropgesteld dat de afzonderlijke delen die aan elkaar moeten worden gelast, ten minste in het lasgebied een of ander soort materiaal bevatten, dat een wervelstroom opwekt. Dit kan bijvoorbeeld een aluminiumfolie zijn of eenvoudigweg ijzeroxidepoe-der of dergelijke, die in het bedoelde lasgebied zijn aangebracht. In bepaalde gevallen bevat het kunststofmateriaal zelf een voldoende hoeveelheid geleidende verontreinigingen, waardoor het direct inductief aan elkaar lassen mogelijk is.

De gekozen frequenties liggen gewoonlijk binnen het mHz-gebied, bijvoorbeeld tussen 1 en 5 mHz. Dit bete-, kent, dat het weerstand-vermogensverlies in het lasgereed-schap (de spoel) totaal gezien verwaarloosbaar zal zijn. Dit is het gevolg van de hoge inductantie bij die frequenties en het zogenaamde skineffect.

Desondanks ontstaat tijdens het gebruik van het lasgereedschap een aanzienlijke verwarming van het gereedschap. Deze verwarming is een gevolg van de magnetisch geïnduceerde stromen in het lasgebied.

Teneinde een ongestoorde werking bij relatief hoge werksnelheden te verkrijgen, moet de warmte van de geïnduceerde stromen worden afgevoerd.

Wanneer het afdichten betrekking heeft op een hou-derhuis, wordt deze warmte vernietigd door circulatie van een koelmedium door de inductiespoel, die hierbij bestaat uit een geleidende pijpbuis met een inlaat respectievelijk uitlaat voor het koelmedium.

Een reden voor het gebruik van pijpen voor de bekende inductiespoelen schijnt ten dele de koeling te zijn, maar eveneens de wens om te werken met een geleider in de spoel van een minimale doorsnede. Dit om de impedantie bij de hoge frequenties te verkleinen.

Voorts is uit het Amerikaanse octrooischrift 25 72 646 een inrichting van het in de aanvang beschreven type bekend, waarbij de doorsnede voor de in de plaat vloeiende stroom over zijn gehele baan in wezen even groot is, waartoe de buitenomtrek van de bekende plaat de vorm van de desbetreffende opening moet volgen. Het is duidelijk dat de vervaardiging van een dergelijke plaat kostbaar en derhalve duur is. Bovendien zijn de randen om de openingen bij een dergelijke plaat naar verhouding klein, zodat de druk in de lasgebieden groot is. Dit speelt bij de bekende inrichting geen rol, daar dan meerdere metalen kappen gelijktijdig op meerdere, kransvormig geplaatste schachten van een glazen deel gelast moeten worden. Een hogere druk in de ringvormige lasgebieden kan in het bekende gebied zelfs gewenst zijn. Wanneer bijvoorbeeld de aan de openingsranden uitlopende sleuven te breed zijn, worden eventuele lekkages of onvolmaakte smelverbindingen tussen de metalen kap en het glazen lichaam gecompenseerd doordat de beide met elkaar samen te lassen delen met grote krachten in axiale richting samenge drukt worden, daar de schachten in asrichting voldoende materiaal bezitten.

Bestaan echter deze delen uit andere materialen, bijvoorbeeld kunstofhouders en deksels daarvan, dan zijn dergelijke hogedrukbelastingen niet gewenst, omdat door zulke drukkrachten de kunststofmassa's in de lasgebieden mogelijk naar buiten gedrukt worden en daardoor lekkages ontstaan.

Een nog ander bezwaar van deze bekende inrichting is dat, vooral bij het lassen van kunststofdeksels met een metaal foelie op een kunststofhouder, verpakkingen vaak nadelig beïnvloed worden door de toegepaste lastemperaturen.

De uitvinding beoogt nu een inrichting van het voornoemde type te verschaffen die eenvoudiger vervaardigd kan worden en waarbij nadelige beïnvloeding van de verpakkingen door de lastemperaturen sterk verminderd wordt.

Dit. oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de andere plaat electrisch isolerend is.

Bij toepassing van een andere plaat van electrisch isolerend materiaal kan men de verpakkingen nog beter hanteren zonder dat de verpakkingen schade ondervinden van de bij het lassen optredende temperaturen.,.

Doelmatig bestaat de andere plaat uit bakeliet.

Met voordeel is een inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat in elke opening slechts één enkele isolatieslèuf uitmondt, de sleuf enkele tienden millimeter breed én de plaat rechthoekig is.

Een rechthoekige uitvoeringsvorm van de buitenomtrek van de plaat geeft duidelijk een bijzonder eenvoudige mogelijkheid tot vervaardiging van de plaat. Ten opzichte van de gecompliceerde freesbewerking voor de buitenrand van de bekende plaat is de vervaardiging van een in hoofdzaak rechte rand van de plaat aanzienlijk gunstiger, eenvoudiger en daardoor ook goedkoper. Gevonden is namelijk dat een zelfde goed lasresultaat verkregen kan worden, als de buitenvorm of omtrek van de plaat willekeurig is, in vergelijking met een bekende plaat of bekende spoel, waarbij steeds ervoor gezorgd werd, dat aan de stroom een minimale doorsnede aangeboden wordt.

Door de willekeurig uit te voeren omtrek van de plaat resp. het willekeurige verloop van de buitenrand van de plaat liggen om de opening heen gedeeltelijk grotere gebieden, die met voordeel voor een betere drukverdeling bij de lasbewerking dienen. Daardoor wordt het in het bijzonder bij het samenlassen van kunststofhouders met deksels slechts in geringe hoeveelheid aanwezige kunstofmateriaal in het lasgebied niet door veel te grote drukkrachten op te kleine vlakken uit het laswerktuig naar buiten gedrukt. Het gevaar van lekkages door de persdruk op de plaat wordt derhalve verminderd.

Door de geringe breedte van de sleuf van slechts enkele tienden millimeters en door het aanbrengen van slechts één enkele isolatiesleuf in verbinding met de bijbehorende openingsrand kan men van de hoge drukkrachten van de werktuigonderdelen afzien, daar om de desbetreffende opening heen een vrijwel gesloten afdichtring aanwezig is, waarvan de einden over de nauwe isolatiesleuf heen met voordeel in elkaar lopen en daardoor rondom een afdichting waarborgen.

Doelmatig zijn twee naburige openingen in de plaat aangebracht. Men kan dan twee houders gelijktijdig met één werktuig afsluiten.

Volgens de uitvinding is het eveneens aan te bevelen dat de openingen in hoofdzaak rechthoekig zijn en afgeronde hoeken bezitten, dat de openingen met steeds één korte zijde naar elkaar toegericht zijn ‘en dat de isolatiesleuf T-vormig is en rechthoekig op de korte zijden resp. de buitenrand van de plaat uitmondt. Bij deze uitvoeringsvorm kunnen aansprekend ogende pakkingen vervaardigd en van praktische openingen voorzien worden. De vervaardiger kan dergelijke verpakkingen goed vullen en de gebruiker deze na het openen goed leegmaken.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het lassen van kunststofdeksels met een me-taalfoelie op een verpakkingshouder door inductielassen die gekenmerkt is doordat een inrichting volgens de uitvinding toegepast wordt.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een onderaanzicht van een lasplaat volgens de uitvinding toont, waarbij de onderplaat die gewoonlijk daartoe behoort, is verwijderd.

Fig. 2 een doorsnede door het in lengterichting verlopende middenvlak van de plaat weergeeft;

Fig. 3 een andere uitvoeringsvorm van een lasplaat volgens de uitvinding illustreert;

Fig. 4 een doorsnede van de plaat volgens fig. 3 voorstelt.

De met het verwijzingsnummer 10 in fig. 1 aangegeven plaat is bijvoorbeeld een plaat van koper, messing of soortgelijk elektrisch geleidend materiaal. Er zijn twee gaten 11, 11' in de plaat aangebracht. De buitenrand van de gaten correspondeert met het uitwendige profiel van een bekleding (niet getoond), die tegen een houderhuis moet worden afgedicht. Het gereedschap volgens fig. 1 is bedoeld om twee bekledingen aan daartoe behorende huizen te lassen.

Aan de onderzijde van de plaat 10 is een plaat 12 van isolerend materiaal bevestigd, bijvoorbeeld bakeliet. De plaat 12 kan aan de plaat 10 worden gehecht of op een andere wijze worden bevestigd. In het verlengde van de gaten 11, 11' in de plaat 10 zijn de gaten 13, 13' in de plaat 12 aanwezig. Deze gaten hebben een profiel dat correspondeert met het uitwendige profiel van de flenzen van de bekledingen die moeten worden gelast. Zoals uit fig. 2 blijkt, heeft de bekleding, een uitstekende kraag in het gebied van de opening 13, 13' en een vertikale buitenste rand die correspondeert met de profielen van de gaten 11, 11'. In fig. 2 is getoond dat de gaten 13, 13' voorzien zzijn van schouders 14, 14' in de onderste gebieden daarvan, welke schouders gevormd worden door een volgens de fig. bovenwaarts gericht konisch gedeelte van het eigenlijke gat. Deze schouders 14, 14' zijn bedoeld om een bekleding in de eigenlijke gaten 11, 13 en 11', 13' te ondersteunen.

De gaten 11, 11' zijn onderling verbonden door een smalle spleet 15. Bij voorkeur heeft de spleet een breedte van enkele tienden millimeters, bijvoorbeeld 0,3 mm. In het midden 16 van de sleuf 15 is deze verbonden met een andere sleuf 17 die uitmondt in de buitenste rand van de plaat 10. Aldus vormen de sleuven 15, 17 tezamen een T-vormige sleuf en zoals blijkt uit fig. 1 monden de vrije uiteinden van de respectievelijke sleuven wezenlijk loodrecht uit in de bijbehorende buitenste randen. De sleuven 15, 17 verdelen de plaat 10 in delen die van elkaar zijn geïsoleerd in het gebied tussen de gaten. Op één van de delen is een eerste elektrische aansluiting 18 aangebracht en op het andere deel een overeenkomstige tweede elektrische aansluiting 19.

Wanneer een spanningsbron van hoge frequentie (niet getoond) met de bijbehorende aansluitingen 18, 19 is verbonden, wordt een gesloten stroomweg in de plaat 10 verkregen en als gevolg van het skineffect strekt de stroom zich primair uit over elke zijde van de sleuf 17, sleuf 15 tot elk van de buitenranden 11, 11' van de gaten en daarna terug via de sleuven 15, 17 naar één van de elektrische aansluitingen 18, 19. Bovendien schijnt het skineffect een stroom op té wekken eveneens in het resterende van de buitenste oppervlakken van de plaat 10. Het magnetisch veld opgewekt langs de buitenranden 11, 11' van de gaten zal echter op op zichzelf bekende wijze precies in het gebied van de buitenste randen worden versterkt en derhalve kan het inductieve effect worden verwaarloosd, dat aan de buitenranden van de plaat 10 zou kunnen ontstaan.

Zoals vermeld zal bij bedoelde bedrijfssnelheden een warmtegeleiding naar de platen 10 optreden. Teneinde de warmtedissipatie tot stand te brengen, is een groef 20 in de plaat aangebracht, welke groef wezenlijk de gehele omtrek van het eigenlijke gat 11, 11' omgeeft. Elk uiteinde 21, 22 van de groef 20 is verbonden met een ingang respectievelijk uitgang (niet getoond) voor een koelmedium, bijvoorbeeld water. Zoals uit fig. 2 blijkt, vormt de groef 20 tezamen met de plaat 12 een gesloten doorgang voor het koelmedium.

Aangezien de doorgang 20 van eet koelmedium zich geheel onafhankelijk van het profiel van het eigenlijke gat 11, 11' uitstrekt, kan de koeling zodanig worden uitgevoerd, dat deze mogelijk discontinuïteiten van het magnetische veld compenseert, die langs de gatprofielen zouden kunnen ontstaan. Aldus wordt het verloop van de groef 20 rekeninghoudend daarmee gekozen.

In de fig. 3 en 4 zijn dezelfde verwijzingsnummers als in fig. 1 en 2 toegepast. Accenten zijn echter toegevoegd voor de sleuf en het nummer voor de bovenplaat. Opgemerkt wordt, dat de onderste plaat en de daarover gelegen plaat één geheel kunnen vormen. Bijvoorbeeld is het mogelijk om gebruik te maken van een huis van niet expanderend poly-urethan of massief polyurethan. De groef 20 kan eveneens of gedeeltelijk in de onderplaat of bovenplaat of in het huis zijn aangebracht.

Hoewel een paar bepaalde uitvoeringsvormen volgens de uitvinding zijn beschreven, is het duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding vele varianten mogelijk zijn.

Claims (6)

1. Inrichting voor het verbinden van twee delen door middel van inductielassen met tenminste één gesloten, tenminste een lasgebied omgevende, electrisch geleidende weg in een metaalplaat (10), waarin een opening (11, 11') om het lasgebied heen gevormd is, waarbij tussen deze opening (11, 11') en de buitenrand (28) van de plaat (10) een isolatie-sleuf (15, 17; 17') is aangebracht, met een in het oppervlak van de plaat (10) aangebrachte groef (20) als doorgang voor een koelmiddel, welke groef (20) zich om de opening (11, 11') heen uitstrekt, en met een andere plaat (12) voor het afdekken van tenminste de groef (20) en met ter weerszijden van de sleuf (17) aangebrachte aansluitmogelijkheden (18, 19) voor aansluiting aan een electrische hoogfrequent-bron, met het kenmerk, dat de andere plaat (12) electrisch isolerend is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de andere plaat (12) uit bakeliet betaat.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in elke opening (11, 11') slechts één enkele isolatiesleuf (15, 17') uitmondt, de sleuf (15, 17; 17') enkele tienden millimeter breed en de plaat rechthoekig is.

4. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat twee naburige openingen (11, 11') in de plaat (10) aangebracht zijn.

5. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de openingen (11, 11') in hoofdzaak rechthoekig zijn en afgeronde hoeken bezitten, de openingen (11, 11') met steeds één korte zijde naar elkaar toegericht zijn en de isolatiesleuf (15, 17) T-vormig is en rechthoekig op de korte zijden resp. de buitenrand (28) van de plaat (10) uitmondt.

6. Werkwijze voor het lassen van kunststofdeksels met een metaalfoelie op een verpakkingshouder door inductielassen, met het kenmerk, dat het inductielassen uitgevoerd wordt met een inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies 1-5.