SE408866B - Saett att med en cylindrisk behallarhylsa foerena ett foerslutningsorgan,samt anorning foer saettets utoevande - Google Patents

Description

3 '7806619-8 Det för det nya sättet väsentliga består därav, att förslut- ningsorganet anbringas på behållarhylsan med kragen i anliggning med behållarhvlsans inre vägg, att behållarhylsan och förslut- ningsorganet roteras runt behållarhylsans cylinderaxel, att åtmins- tone en varm kropp med en temperatur överstigande plastmaterialets i kragen smälttemperatur pressas mot kragen och att behâllarhylsan roteras till dess plastmateríalet i kragen smälts, varefter den varma kroppen avlägsnas ur kontakt med det smälta plastmaterialet samt att plastmateríalet därefter får stelna.

Den nämnda kroppen, som företrädesvis hålles på en tempe- ratur betydligt över plastmaterialets i kragen smälttempe“atur, exempelvis 500~600°C smälter mycket snabbt ner kragen och en flytande plastríng bildas, vilken av centrifugalkraften, orsakad av behållarhylsans och förslutningens rotation, som företrädesvis ligger inom området 500-2000 r/m, hålles på en väsentligen konstant tjocklek. Genom centrífugalkraften kommer vidare den flytande plastringen att bringas i intim kontakt med behållarhylsans vägg och plast kommer att tränga in i porer i behällarväggen och åstad- komma en perfekt tätning. Om vidare behållarväggen är belagd med en smältbar plastfolie eller en plastbeläggning av en smältbar plast kommer den intima kontakten med smältan att medverka till en god överföring av värme till behàllarväggens yta och därmed säkerställes att folien eller beläggningen åtminstone bringas till klibbigt tillstånd, varigenom en perfekt förening erhålles.

Sedan plastmaterialet smälts, avlägsnas den varma kroppen och plasten får stelna. Under åtminstone den första delen av stelningsförloppet eller åtminstone till dess plasten övergått till mycket trögflytande tillstånd upprätthålles rotatíonen för att centrifugalkraften skall förhindra icke önskad flytning hos plasten. ' _ Uppfinningen avser vidare en anordning för att utöva sättet och uppfinningens närmare kännetecken framgår av patentkraven.

En som exempel vald utföringsform av uppfinningen beskrives nedan i anslutning till bifogade ritningar. vsossw-a g .t Figur l visar en vy från ovan av en delvis genomskuren anordning enligt uppfinningen med en behållare och svetsverktyget i arbetsläge, -figur 2 visar anordningen enligt figur l, sedd från sidan, figur 3 visar en detaljvy av svetsverktyget i samverkan med behâllarförslutningen och ,figur N visar svetsdonet, sett i axiell riktning.

Den behållare l som skall förses med en förslutning 2 är cylindrisk och dess insida är här tänkt vara försedd med en be- läggning av ett genom tillförsel av värme svetsbart plastmaterial.

Denna beläggning utgöres av exempelvis en på en pappbehållare påsprutad beläggning av en polyolefinplast eller av en folie av en plast, som är skruvformat lindad. Materialet i behållaren l är emellertid inte av utslagsgivande betydelse för tillämpningen av uppfinningen och det är sålunda möjligt att använda en metall- behållare eller en plastbehállare.

Förslutningen 2, som här visas vara konformad och försedd med en hals 3 och en cirkulär krage H(figur 3), som är avsedd att skjutas in i ena ändöppningen på den cylindriska behållaren l för att hålla fast förslutningen under fastsvetsningen, kan ha vilken som helst annan form. Sålunda kan förslutningen utgöras av ett plant lock med en krage H. Kragen H är väsentlig och måste vara tillverkad av ett plastmaterial, som kan bringas till klibbigt och flytande tillstånd genom tillförsel av värme för att förenas med ett ringformat parti pâ insidan av ändpartiet på behållaren 1.

Företrädesvis är hela förslutningen 2 tillverkad av en sådan plast, som exempelvis utgöres av en s.k. HD-plast och vidare måste kragmaterialet vara sådant att det låter sig förenas med behållarens inre yta. Denna inre yta utgöres företrädesvis av en plast av samma typ som plasten i kragen 4 och tänkes här bestå av en beläggning eller folie 5 (figur 3).

Den visade anordningen innefattar en konformad stödkropp 6, som uppbäres av en axel 7, som är fritt roterbart lagrad i ett lager 8, vilket uppbäres av en konsol 9. Konsolen 9 är med sin undre ände fäst medelst här icke visade organ på en för hela 7806619-8 anordningen gemensam bottenplatta 10. Axeln 7 är med sin från stödkroppen 6 vända ände ansluten till en pneumatisk cylinder ll, som är ansluten till en icke visad tryckkälla. Cylindern ll är exempelvis av dubbelverkande typ och är anordnad att förskjuta axeln 7 i lagret 8 och därmed stödkroppen 6. Stödkroppen 6 visas på figurerna l och 2 i arbetsläge, dvs inskjuten i halsens 3 öppning och kan dragas tillbaka till overksamt läge ur kontakt med halsen 3. I K I en konsol 12, som medelst här icke visade organ är fäst på bottenplatten 10 är i ett lager l3 lagrad en rotor lä. Kul- lagret 13 är fastspänt i konsolen l2 medelst en ring 15, som är fäst medelst bultar 16. Rotorn lH har ett nav 17, vilkets fria ände är gängad och på denna ände är fäst en låsring 18. Rotorn lu är försedd med ett spår för en drivrem 19 och denna drivrem 19 löper över ett spårförsett drivhjul 20, som är fäst på axeln 21 till en drivmotor 22, exempelvis en elektrisk motor med variabel hastighet. Rotorn lä, som drives runt en rotationsaxel, som samman- faller med stödkroppens 6 rotationsaxel har på sin mot stödkroppen 6 vända yta ett cirkulärt spår 23 eller en cylindrisk krage för upptagning av den cylíndriska behållarens 1 från förslutningen 2 vända, öppna ände. Detta spår 23 eller krage har till enda upp- gift att hålla behållaränden i bestämt läge ochkan exempelvis också utgöras av ett antal styrtappar e.d., som anligger mot behållarändens inre och/eller yttre yta och fixerar behållarens l läge tillsammans med stödkroppen 6. Stödkroppen 6 pressar i det visade utföringsexemplet behållaren l till god friktions- kontakt med rotorn lH. Då motorn 22 arbetar kommer rotationskraft sålunda att överföras mellan rotorn och behållarens ände och behållaren l bringas att rotera runt sin cylinderaxel med en av motorn och utväxlingen mellan motorn 22 och rotorn lH bestämd hastighet.

Mellan konsolen 12 och en konsol 20, som medelst här icke visade organ är fäst på bottenplatten 10 finns två gejdrar 25,26, på vilka en vagn 27 är glidbart anordnad. Vagnen 27 innefattar två glidhylsor 28,29, som löper på gejdrarna 25,26 och glidhylsorna 28,29 är förenade medelst tvärstycken 30,31. .çy .m . 7806619-8 e w- »w “- es..- Tvärstycket 31 uppbär ett lager 32 i vilket en axel 33 är axiellt oförskjutbart, men roterbart lagrad. På axeln 33 finns en stopp- mutter 3H. Axeln 33 uppbär på sin vänstra ände i figurerna l och 2 ett svetsdon 35. Svetsdonet 35 visas i overksamt läge, utdraget ur behållaren 1, med streckprickade linjer i figur 2 och i verk- samt 1800 vridet läge med heldragna linjer. I figur l visas -svetsdonet 35 vridet 900 från det overksamma läget i figur 2. 3 Axelns 33 andra ände är ansluten till en vridcylinder 36, exempel- vis en pneumatiskt styrd cylinder anordnad att vrida axeln 33 mellan svetsdonets 35 overksamma och verksamma läge, vilken vrid- ning här tänkes uppgå till 1800, men som kan variera. Vridningen av svetsdonet sker antingen under den axiella rörelsen inne i behållarhylsan eller då svetsdonet förts till sitt arbetsläge mitt emot kragen 4. Cylindern 36 är anbringad på konsolen 30 och tillföres tryckluft från en här icke visad tryckkälla. En kolvstång 37 är med sin ena ände fast ansluten till konsolen 31 och med sin andra ände till en icke visad kolv i en pneumatisk cylinder 38, som är fast förenad med konsolen 2H och som till- förés tryckluft från en icke visad tryckkälla. Cylindern 38, som är av dubbelverkande typ driver vagnen 27 fram och tillbaka på gejdrarna 25 och 26 mellan ett overksamt läge, i vilket svets- donet 35 befinner sig i det på figur 2 med streckprickade linjer visade läget och ett arbetsläge, i vilket svetsdonet 35 förts in i behållaren 1 till det i figur 2 med heldragna linjer visade arbetsläget.

På figur 2 visas ett brännarmunstycke 39, som från en icke visad gaskälla tillföres förbränningsgas för en låga som är riktad mot svetsdonet 35 i dettas utdragna, overksamma läge för att bibringa svetsdonet en hög temperatur, exempelvis en temperatur av 600°C. Temperaturen kan variera inom vida gränser och det enda väsentliga är att den skall vara tillräckligt hög för att snabbt smälta plastmaterialet i kragen 4. På figur 2 visas vidare ett : stöd H0 för behållaren 1, vilket stöd består av en V-formad plåt, (främre sidan visas delvis bortskuren), som anligger mot behållarens l utsida och som uppbäres av på bottenplattan lÖ fästa stödorgan 41,42. Detta stöd 40 har till huvudsaklig uppgift att mottaga en 7 _ 7806619-8 U behållare l med påsatt förslutning och hålla behållaren i läge till dess stödkroppen 6 av cylindern ll förts till verksamt läge och klämt behållaren mot rotorn 14. I det visade utföringsexemplet finns vidare åtminstone ett munstycke H3, som riktar en strâle av kylluft från en icke visad kylluftskälla mot behållarens l usida och närmare bestämt mot det ställe på behållaren som sam- verkar med svetsdonet 35. Ändamålet med detta munstycke är att hindra överhettning av materialet i behållaren 1, så kragen H på förslutningen smältes medelst svetsdonet.

I det visade utföringsexemplet kommer det centrala hålet i rotorn lä genom vilket svetsdonet 35 införes att ha mindre diameter än den cylindriska behållarens inre diameter. Den verk- samma svetsytan UH på svetsdonet 35 (figur H) har en krökning med något mindre radie än den cylindriska behållaren 1. Axelns 33 centrumlinje ligger i det visade utföringsexemplet förskjuten ett stycke A (figur 2) under behållarens l centrumaxel, då be- hållaren befinner sig i fastklämt arbetsläge och genom lämplig dimensionering av avståndet ' (figur _) mellan axelns 33 centrum- linje och ytans UH högsta punkt kan därför svetsdonet 35 föras in i behållaren 1 genom rotorns lU centrala öppning. Införingen sker med svetsdonet 35 i det på figur 2 visade overksamma läget genom att cylindern 38 påverkas och skjuter vagnen 27 mot kon- solen 12, varvid svetsdonet 35 kommer att med sin svetsyta HH ligga mitt emot kragen H, men på avstånd från denna. Så snart svetsdonet 35 förts in till slutläget i behållaren l tillföres vridcylindern 36 automatiskt tryckluft och svetsdonet 35 vrides cza 1800 till det i figur 2 med heldragna linjer visade läget.

Företrädesvis är avståndet A så valt att ytan 4% kraftigt pressar mot kragen H och behållarens l ändparti, varigenom behållarens ändparti blir något elliptiskt eller "päronformat" med ellipsens storaxel vertikal i figur 2.

Svetsdonet 35, som exempelvis är tillverkat av stål har en tjocklek, som företrädesvis något överstiger kragens eller flänsens U höjd, varigenom en fullständig nedsmältning av kragen säkerställes. Dess begynnelsetemperatur och värmekapacitet måste vidare vara så stor, att dess temperatur under hela den tid arbets- ytan HH är i kontakt med plastmaterialet väl överstiger plast- materialets smälttemperatur för att plasten skall hållas i lätt- flytande tillstånd. Arbetsytan HH har ett avstånd från behållar- hylsans 1 cylinderaxel eller centrumaxel, som i ytans 44 kontakt- veoasw-s å, läge med kragen HH något överstiger behållarhylsans l inre radie.

Differensen som lämpligen uppgår till någon eller,några milli- meter, exempelvis 1,2-1,5 millimeter orsakar den nämnda defor- meringen av behållarhylsan och medverkar effektivt till en säker svets.

Stödet 40 är såsom nämnts V-format och behållaren kan sålunda deformeras genom nedtryckning mot spetsen i V-plåten.

Det bör observeras, att stödet H0 inte får anligga mot behållar- väggen mitt emot svetsdonets 35 verksamma del av ytan HH, efter- som i så fall en genombränning av hvhållarväggcn kan ske när donet 35 är mycket varmt. Det förutsättes att motorn 22 är i gång och rotorn lfl och därmed behållaren l med den i behållaränden inpressade förslutningen 2 kommer därmed att rotera med samma hastighet som rotorn lä, exempelvis 800-1600 r/mh Figur H åskådliggör slutfasen av nedvridningen av svets- donet 35 mot kragen U. Något ögonblick senare har ytan HH förts till slutläget och pressas mot kragen H med sådan kraft att behållarväggen deformeras något. Såsom framgår av figur H är svetsytan HH, sedd i axelns 33 riktning avfasad så att svetsdonets 35 i införingsriktningen räknat främre kant H5 har större diameter än den bakre kanten H6. Den främre kanten H5 kommer att utöva den största presskraften mot behållaren l och kragen U. Kragen H kommer omedelbart att smälta vid kontakten med den heta ytan HH och eftersom behållaren l roterar och svetsdonet 35 står stilla kommer hela kragen snabbt att smälta och smältan kommer dels ° att föras inåt behållaren genom den avfasade ytan 44 och dels kommer på grund av behållarens rotation smältan att av centrifugal- kraften flyta ut till ett jämnt, täckande och kontinuerligt skikt, som häftar vid behållarens l inre vägg. Om behållaren l har en inre beläggning av en smältbar plast eller är klädd med en folie 5 av smältbar plast kommer denna beläggning respektive denna folie att smältas laminärt, dvs ett ytskikt närmast den från kragen U härrörande smältan kommer att av denna senare smälta bringas till klibbigt eller smält tillstånd och förenas med kragmaterialet. Foliens 5 utåt vända ytskikt hållcs av kylluften 7806619-8 från munstycket eller munstyckena H3 på en temperatur under foliens smälttemperatur och därmed hindras smältníng av detta ytskikt. Detta är väsentligt om behållaren skall vara absolut tät. Svetsförloppet sker mycket snabbt och exempelvis inom loppet av 5-8 sekunder vid en behållare med en diameter av c:a 85 mm, en kragtjocklek av c:a l mm, ett varvtal av c:a 1000 r/m och med en temperatur av c:a 600°C hos svetsdonet 35.

Plastmaterialet i kragen U och den eventuella beläggningen eller folíen 5 har därvid en smälttemperatur av c:a 13000.

Efter ett förutbestämt tidsintervall påverkas åter vrid- cylindern automatiskt från ett icke visat programverk och vrids till overksamt läge, varefter cylindern 38 påverkas och vagnen förflyttas bakåt och drar ut svetsdonet 35 till det med streck- prickade linjer i figur 2 visade läget.

Den flytande plastringen, som bildats av materialet i kragen H stelnar snabbt och stelnandet påskyndas genom kylningen medelst kylluft från munstycket eller munstyckena H3. Motorn 22 stoppas medelst signal från det icke visade programverket företrädesvis först efter det.att plasten övergått till mycket trögflytande eller fast tillstånd. Om motorn 22 stannas samtidigt med att svetsdonet 35 förflyttas ur arbetsläge och sålunda rota- tionen av behållaren 1 avbrytes och centrifugalkraften försvinner kan den flytande plastringen bli ojämn. Under alla omständigheter är det en fördel att upprätthålla centrifugalkraften så länge som möjligt för att flytande plast skall pressas radiellt utåt.

Den ovan beskrivna utföringsformen kan modifieras på olika sätt inom ramen för patentkraven och de olika komponenternas utformning beror i viss utsträckning av förslutningens form.

Om förslutningen sålunda utgöres av ett plant lock eller en botten med en krage, motsvarande kragen H, ersättes stödkroppen 6 med exempelvis en tryckskiva. Det är även möjligt att använda stödorgan som griper om själva behållaren l och håller den i läge mot rotorn lh. Rotorn lä kan ersättas med en drivrulle e.d., som bríngas i kontakt med behållarens utsida och försätter behållaren i rotation, varvid som stöd på behållarens andra sida användes exempelvis två frigâende stödrullar. Det är vidare möjligt att utföra hela svetsningsoperationen med behållaraxeln I 1 r '7806619-8 10 vertikalt, dvs med en maskin, i vilken den visade och beskrivna anordningen vridits 900 från läget på ritninfsfigurerna. Den visade svetskroppen 35 kan vidare vara av den typ som har ett inre upphettningsorgan, företrädesvis en gasbrännare, men upp- värmning med ett elektriskt element är inte utesluten. De visade och beskrivna pneumatíska cylindrarna kan vidare ersättas med vilka som helst för ändamålet lämpade drivanordningar, exempelvis elektriska motorer e.d. Det har ovan angivits att svetsdonet 35 genom en vridningsrörelse bringas i kontakt med kragen H. Det är emellertid även möjligt att exempelvis parallellförflytta axeln 33 så att donets 35 yta bringas i kontakt med kragen U. I detta fall ersattes givetvis vridcylindern 36 med en mekanism för förflyttning av axeln och lagret 32 avlägsnas.> Det är likaledes möjligt att hålla svetsdonet 35 stationärt i axiell riktning ochatt skjuta behållarhylsan 1 med förslutnings- organet 2 över svetsdonet, som därefter bringas till arbetsläge i kontakt med kragen 4 antingen genom en vridning, såsom be- skrivits eller genom en radiell förskjutning mot kragen 4.

I-Det har ovan antagits att behållarens 1 diameter är för~ hållandevis liten, exempelvis 8-10 cm, men uppfinningen kan likaväl tilïmpas på behållare med betydligt större diameter, exempelvis oljefat. I detta fall är det lämpligt att använda ett flertal uppvärmningskroppar, anordnade att på avstånd från varandra anligga mot förslutningsorganets 2 krage U. För ett oljefat kan det exempelvis vara lämpligt att använda l0-20 värmekroppar, som ligger jämnt fördelade runt en cirkelbåge för att säker- ställa att plastmaterialet från kragen hålles lättflytande.

Varje uppvärmningsdon är därvid anordnat på en gemensam hållare, innehållande exempelvis en kammekanism, som sedan hâllaren förts i läge i fatet, skjuter ut uppvärmningsdonen mot och i kontakt med kragen.

Claims (1)

1. 7806619-8 ll PATtNTKR/ag 1. Sätt att med en cylindrisk behållarhylsa (1) förena ett förslutningsorgan (2), försett med en cirkulär krage (U) anordnad att införas i behâllarhylsans ena, öppna ände till anliggning mot behållarhylsans inre vägg och varvid åtminstone kragen be- står av en genom tillförsel av värme smältbar plast, k ä n n e - t_e c k n a t därav, att förslutningsorganet anbringas på behållarhylsan med kragen i anliggning med behållarhylsans inre vägg, att behållarhylsan och förslutningsorganet roteras runt behållarhylsans cylínderaxel, att åtminstone en varm kropp (35) med en temperatur överstigande plastmateríalets i kragen smälttempera- tur pressas mot kragen och att behållarhylsan roteras till dess plastmaterialet i kragen smälts, varefter den varma kroppen avlägsnas ur kontakt:medplastmaterialet samt att plastmaterialet därefter får stelna. 2; Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att behållarhylsan roteras efter avlägsnandet av den varma kroppen och till dess plastmaterialet åtminstone blivit trögflytande. 3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att den varma kroppen pressas mot kragen så, att behållar- väggen deformeras utåt. U. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att behållaren roteras så snabbt att på det smälta plast- materialet verkande centrifugalkrafter åstadkommer en väsentligen jämntjock ring av flytande plast. 5. Anordning för att utöva sättet enligt krav l och med en cylindrísk behållarhylsa (1) förena ett förslutningsorgan (2) försett med en krage (U) av ett genom tillförsel av värme smält- bart plastmaterial, vilken krage anligger mot ett ringformat ändparti på behållarhylsans insida och varvid kragen genom till- försel av värme svetsas fast på behållarhylsan inom nämnda änd- parti, k ä n n e t e c k n a d av organ (6,lH) för att fasthålla '7-806619-8 och rotera behållarhylsan (1) och förslutníngsorganet (2) runt behållarhylsans cylinderaxel, åtminstone ett svetsorgan (35) an- ordnat att av uppvärmningsorgan (39) hållas på en temperatur översti- gande plastmaterialetssmälttemperatur, förflyttningsorgan(27,33,36,38I för att förflytta svetsorganet i kontakt med kragen för smält- ning av denna under behàllarhylsans rotation samt för att efter ett bestämt tidsintervall förflytta svetsorganet (35) ur kontakt med det smälta plastmaterialet. 6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda förflyttningsorgan innefattar en vagn (?7), som upp- bär svetsorganet (35) och som är anordnad att medelst drivorgan (38) förflytta svetsorganet mellan ett overksamt läge på avstånd från behållarhylsans (1) från förslutningsorganet (2) vända, öppna ände och ett arbetsläge i kontakt med kragen. 7. Anordning enligt krav 5 eller 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att svetsorganet (35) har en arhetsyta (Hu) anordnad att anligga mot kragen (U), att svetsorganet (35) är fast anbringat på en vridbar axel (33), inrättad att av en vridmekanism (36) vridas mellan ett första läge, i vilket arbetsytan (HU) är ur kontakt med kragen (H) och ett andra läge i vilket arbetsytan anligger mot kragen. _8. _ Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att svetsorganets(35) arbetsyta (HU) i nämnda andra läge anligger under tryck mot kragen. 9. Anordning enligt krav 7 och 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att arbetsytan i nämnda andra läge ligger på ett avstånd från den cylindriska behållarhylsans (l) cylinderaxel, som överstiger behâllarhylsans inre radie. 10. Anordning enligt något av kraven 5-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att organen för att fasthålla och rotera behållarhylsan innefattar en fritt roterbar stödkropp (6), inrättad att anligga mot förslutningsorganet (2) och att pressa detta och behållar- hylsans (l)från förslutningsorganet vända ände mot en driven rotor (lfl) med en central öppning genom vilken svetsorganet (35) kan passera.