DE2348607C2 - Thermoschweißverfahren zum stirnseitigen Verbinden zweier Kunststoffwände - Google Patents

Thermoschweißverfahren zum stirnseitigen Verbinden zweier Kunststoffwände

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DE2348607C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stirnseitigen Verbinden zweier Kunststoffwände nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Verfahren nach FR-PS 12 450 werden die zu verschweißenden Kunststoffwände mit einem Hohlraum versehen, der zur Verbindungsfläche hin offen ist. Erweichtes Kunststoffmaterial, das beim Zusammenpressen der beiden erhitzten Wandstirnseiten zur Seite hin ausweicht, wird in den Hohlraum oder die beiden Hohlräume verdrängt und füllt diese aus; dadurch wird die Ausbildung eines störenden Wulstes an der Außenseite vermieden. Der Hohlraum ist nach außen hin durch einen dünnen Kunststoffsteg begrenzt, welcher beim Erwärmen der Stirnseiten in festem Zustand verbleiben muß. Um dies zu erreichen, müssen die zu verschweißenden Kunststoffwände im Verschweißungsbereich unterschiedlich erwärmt werden und es muß die Größe des Hohlraums oder der Hohlräume entsprechend der Menge des zu verdrängenden erweichten Materials ausgelegt werden. Diese Auslegung gestaltet sich als recht schwierig, so . daß em.e.Massenproduktion mit diesem Verfahren sehr erschwert ist Weiter ist nach BE-PS 6 54 630 bekannt, die miteinander zu verschweißenden Stirnseiten der Kunststoffwände so auszugestalten, daß an beiden Randbereichen Hohlräume zur Aufnahme von verdrängtem erweichten oder flüssigen Kunststoff entstehen. Auch hier muß darauf geachtet werden, daß die verdrängte Materialmenge den ausgebildeten Hohlräumen entspricht, um keine Lunker oder Lufteinschlüsse in der Verschweißzone zurückzulassen, und es muß gleichfalls darauf geachtet werden, daß in den äußeren Randbereichen keine Erwärmung der Randstege bis zum Erweichungs- oder Schmelzpunkt auftritt
Ferner ist es nach DE-PS 9 09 305 bekannt, is Bodenteile in an der Bodenseite offene Kunststoff flaschen so einzuschweißen, daß ein Anlagebund für die als Boden dienende Kunststoffscheibe ausgebildet wird und sowohl die überstehende Gefäßwand als auch die Bodenscheibe als sich verjüngende Ansätze gefertigt werden, während zwischen Gefäßwand und Bodenscheibe ein Hohlraum bestehen bleibt Die Verschweißung wird durch Aufsetzen auf eine ebene Heizplatte durchgeführt, die die verhältnismäßig dünnen Kanten der Ansätze aufschmilzt und das aufgeschmolzene Material in den Spalt drückt Für überschüssiges Material kann noch eine weitere Rille in der Stirnseite der Seitenwand vorgesehen sein. Debei wird die Bodenscheibe nicht vollständig, sondern nur im Außenbereich mit der Gefäßwand verschweißt, so daß entweder auf eine gute Einpassung geachtet werden muß oder das fertige Gefäß nur zum einmaligen Gebrauch bei geringen Ansprüchen eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen,
das für Massenproduktion geeignet ist, die Ausbildung eines Wulstes zumindest an einer Seite der Schweißnaht zwischen den Kunststoffwänden vermeidet und eine glatte, lunkerfreie und haltbare Schweißverbindung schafft.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgeführten Maßnahmen.
Es ist so möglich, ein gleichmäßiges Aufheizen über die gesamte Stärke der Stirnflächen durchzuführen, und nach dem Verstreichen bleibt kein über die Außenwandfläche vorstehender Wulst zurück. Die Schweißnaht ist somit glatt, und es ist eine Bildung von Lunkern oder Einschlüssen sicher vermieden.
so Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet; dabei wird bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 ein Schiebeteil verwendet, das besonders vorteilhaft in der in Anspruch 7 gekennzeichneten Weise ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert wobei insbesondere auf den Verschweißvorgang bei einem Akkumulatorgehäuse Bezug genommen wird; in der Zeichnung zeigen
F i g. 1 a bis 1 c Arbeitsschritte eines herkömmlichen Schweißverfahrens,
F i g. 2 die Anwendung dieses herkömmlichen Verfahrens bei einem Thermoaufschweißen eines Akkumulatordeckels auf einen Behälter,
Fig. 3a bis 3d eine Abwandlung des Verfahrens nach Fig. 1,
F i g. 4a bis 4d die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig.5 einen teilweise aufgeschnittenen, mit dem Verfahren nach F i g. 4 zusammengeschweißten Akkumulator.
Die Wände 1 und 2 in Fig. la sind miteinander fluchtend ausgerichtet und werden durch eine (nicht dargestellte) Vorrichtung in dieser ausgerichteten Lage gehalten. Um die Stirnseiten zu erweichen, wird zwischen diese eine Heizplatte 3 eingesetzt und die beiden Stirnseiten gegen diese angedrückt Die Oberfläche der Heizplatte 3 ist an den Berührungsseiten mit einer Antihaftschicht versehen. Sobald die zu verschweißenden Stirnseiten der Wände 1 und 2 genügend erweicht sind, wird die Heizplatte gemäß Fig. Ib entfernt und die beiden Wände werden durch eine Bewegung der Wand 1 in Richtung des Pfeiles 5 (Fig. Ic) zusammengepreßt, so daß die zu verschweißenden Stirnflächen miteinander verschmelzen. Gleichzeitig wird auf einer Seite ein starres Anschlagteil 4 an die beiden Wände 1 und 2 angedrückt, das in der Höhe der Schweißzone 6 eine ebene Druckfläche besitzt, und in Richtung des Pfeiles 8 angedrückt wird.
Auf diese Weise kann die Ausbildung eines Wulstes aus überschüssigem Kunststoff auf der Außenfläche der Wände 1 und 2 vermieden werden, während auf der gegenüberliegenden (Innen)-Seite eine Wulst 7 erscheint
Beim Rundumverschweißen eines Akkumulatordekkels 11 mit einem Akkumulatorbehälter 10 gemäß Fig.2 dient als starres Anschlagteil ein zweiteiliges Gebilde 12,13, das sich längs jeweils zweier Seiten der Gehäuseaußenseite erstreckt und der Form des Akkumulatorgehäuses 10, 11 entspricht Nach dem Erwärmen durch die in Fig.2 nicht dargestellte Heizplatte und Entfernen derselben wird der Deckel 11 in Richtung des Pfeiles 14 auf den Behälter 10 aufgepreßt und gleichzeitig werden die beiden Teile 12 und 13 in Richtung der Pfeile 15 bzw. 16 an den Schweißbereich angedrückt.
Bei der Verfahrensvariante gemäß Fig.3a bis 3d werden die beiden Wände 21 und 22 durch eine Heizplatte 29 in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 erhitzt, jedoch dienen hier als Anschlag zwei einander komplementäre Teile 23 und 24, die durch eine (nicht dargestellte) Feder aufeinander zu gedruckt werden. Vor Beginn des Erhitzens, d. h. vor Einsetzen der Heizplatte 29, werden die beiden Teile 23 und 24 in Richtung der Pfeile 25 bzw. 26 auseinandergezogen (F i g. 3b) und die Wände 21 und 22 werden in Richtung der Pfeile 31 bzw. 32 an die Heizplatte 29 angepreßt Nach Entfernen der Heizplatte 29 werden die beiden weiter an die Wände 21 und 22 angepreßten Teile 23 bzw. 24 durch Federkraft in Richtung der Pfeile 27 bzw. 28 aneinander gedrückt (Fig. 3c), und die beiden Wände 21 und 22 werden in Richtung der Pfeile 33 bzw. 34 aufeinandergepreßt In Höhe der Schweißzone erscheint auf der einen Seite ein Wulst 30, während die gegenüberliegende Seite durch die abgepreßten Teile 23 und 24 vollkommen glatt bleibt
Eine Vereinfachung dieses Schweißvorganges wird gemäß F i g. 4a bis 4d dadurch erzielt daß die eine Wand 41 der beiden zu verschweißenden Wände 41 und 42 mit einer an der wulstfrei werdenden Seite gelegenen Vertiefung 43 versehen ist die sich von der zu verschweißenden Stirnfläche dieser Wand 41 ein kleines Stück nach innen zu erstreckt. Zwischen die Stirnflächen der Wände 41 und 42 wird wiederum eine Heizplatte 40 zur Erwärmung eingeschoben, die Stirnflächen werden an diese Platte angepreßt, nach Entfernen der Heizplatte (Fig. 4c) werden die Wände in Richtung der Pfeile 44 bzw. 45 aufeinandergepreßt und und es bilden sich Wülste 46 und 47 zu beiden Seiten der Schweißzone. Auö der Vertiefung 43 entsteht oberhalb des Wulstes 47 eine restliche Vertiefung 48. Ein starres Teil 49, das anfänglich gegen die (in Fig.4b bis 4d untere) Wand 42 angepreßt wurde, wird in gleichmäßiger Längsbewegung in Richtung 50 zur (in Fig.4 oberen) Wand 41 bewegt, so lange der Kunststoff in der Verschweißzone noch weich ist. Durch das Teil 49 wird die weiche Kunststoffmasse in die restliche Vertiefung 48 eingestrichen, und es entsteht in Höhe der Schweißzone eine wulstfreie Oberfläche.
Ein nach diesem Verfahren verschweißter Akkumula tor ist in F i g. 5 dargestellt. In dem aus Akkumulatorgehäuse 50 und Akkumulatordeckel 51 bestehenden Gehäuse sitzen Akkumulatorplatten 55, die wechselweise mit den Anschlußklemmen 53 bzw. 54 verbunden sind. Die Verbindung geschieht über einen quer liegenden Stab 56. Ein Rahmen 57 hält die eingesetzten Platten auf Abstand vom Gehäuse.
In Höhe der Schweißzone 52 zeigt die Außenfläche des Behälters einen wulstfreien Verlauf. Die Berührungsflächen der Seitenwände von Behälter 50 und Deckel 51 können auch schräg verlaufend ausgebildet sein. Ein Abschrägen des Andrückteils 49 an der der Wulst 47 (F i g. 4c) zugewendeten Kante erleichtert den Verstreichvorgang.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum stirnseitigen Verbinden zweier Kunststoffwände mittels eines Thermoschweißverfahrens, von denen eine im Endbereich zur Aufnahme von verdrängtem, plastischen Kunststoffmalerial ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kunststoffwand (41) im Endbereich mit einer seitlichen, sich bis zur Stirnfläche erstreckenden Vertiefung (43) versehen wird und daß ein beim Zusammendrücken der erhitzten Stirnwandbereiche entstehender seitlicher Wulst (47) aus plastischem Material in die Vertiefung (48) gedrückt und unter zumindest teilweiser Ausfüllung der Vertiefung verstrichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffwände (41, 42) mit miteinander fluchtenden Außenflächen verschweißt werden und daß das Wulstmaterial so in die Vertiefung (48) eingestrichen wird, daß seine Oberfläche mit der angrenzenden Wandfläche fluchtet
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (43) als Absatz ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die die Vertiefung (43) aufweisende Kunststoffwand (41) eine größere Wandstärke als für die andere Kunststoffwand (42) gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffwände (41, 42) verwendet werden, deren Stirnflächen abgeschrägt sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schiebeteil (49) zum Verstreichen des plastischen Wulstmaterials in die Vertiefung (48) verwendet wird.
7. Schiebeteil zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine in Verschiebungsrichtung und zur Kunststoffwand hin zeigende Kante entgegengesetzt zur Verschiebungsrichtung und zur Wand hin abgeschrägt ist.
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