CH416068A

CH416068A - Elektrode zum Verschweissen von thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: CH416068A
Application number: CH144664A
Authority: CH
Inventors: Guenter Dipl Ing Hexel
Original assignee: J A Schmalbach Aktiengesellsch
Priority date: 1963-11-06
Filing date: 1964-02-07
Publication date: 1966-06-30
Also published as: DE1886977U; NL6404662A

Description

Elektrode zum Verschweissen von thermoplastischen Kunststoffen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode zum Verschweissen von Folien oder Formkörpern, wie z. B. Konservendosen, aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise Polyolefinen, nach dem Wärmeimpulsschweissverfahren, bestehend aus einem ringförmigen Kontaktkörper, dessen dem zu ver schweiss enden Kunststoff zugekehrte Oberfläche e voll- kommen glatt ist und Stromzuführungen aufweist.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster Nummer 1 857 244 sind derartige Elektroden beschrieben, wobei im einzelnen auf die besonderen Eigenschaften der Elektrode, wie z. B. die Wärmeleitfähigkeit, den elektrischen Widerstand, den Elastizitätsmodul usw., Bezug genommen ist.

Man erkannte hierbei die Zweckmässigkeit, den Querschnitt der Stromzuführungen zu der Schweisselektrode relativ gross zu wählen, da andernfalls infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit an der Stelle, wo die Stromzuführungen an der Schweisselektrode befestigt sind, eine Wärmestauung auftritt, die eine Überhitzung der Schweisselektrode an diesen Stellen bewirkt, welche natürlich die Schweissnaht ungünstig beeinflusst und so stark werden kann, dass die Stromzuführungen zum Schmelzen kommen. Aus diesem Grunde hielt man es für vorteilhaft, für die Stromzuführungen ein Material zu verwenden, dessen Wärmeleitfähigkeit um 0,1 bis 0,3 cal/cmsec Grad grösser ist als die des Schweisselektrodenmaterials.

Es haben sich in Idiesem Zusammenhang die verschiedenen Messingsorten als besonders vorteilhaft für die Herstellung der Stromzuführungen erwiesen.

Um eine e inhomogene Temperaturverteilung in der Schweisselektrode zu vermeiden, war es allerdings erforderlich, die Stromzuführungen Iderart in die Schweisselektrode einzulassen, dass die Idem zu ver schweissenden Kunststoff zugekehrte Oberfläche der Schweisselektrode nicht durch die Stromzuführungen unterbrochen wird. Es wird daher z. B. so vorgegangen, die Stromzuführung aus Messing derart einzulöten, dass 25-50 % der Gesamtdicke der Schweisselektrode auf das Elektrodenmaterial und 50-75 % auf die angelötete Stromzuführung fallen.

In der praktischen Anwendung der so ausgebildeten Elektroden hat sich nun gezeigt, dass trotz sorgfältiger Auswahl und Abstimmung der Materialien von Elektrode und Stromzuführung sich ungünstige Wärmeverhältnisse an der Übergangsstelle von einem Material zu dem anderen ergeben haben, wobei zusätzlich neben dem Eisen der Elektrode und dem Messing der Stromzuführung, das Lötmaterial eine Rolle spielt.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese oben geschilderten Nachteile wirksam vermieden. Die Erfindung besteht darin, dass der Kontaktkörper und die Stromzuführungen der Elektrode aus gleichem Material und aus einem Stück bestehen. Hierdurch kann jeglicher Wärmestau, der sich naturgemäss auf die eigentliche Verschweissung nachteilig auswirkt, vermieden und somit die Sicherheit des Schweissprozesses wesentlich erhöht werden. Darüberhinaus kann durch diese Gestaltung die Herstellung der Elektrode selbst wesentlich vereinfacht und damit verbilligt werden.

In bezug auf den Querschnitt der Elektrode ging der Vorschlag der bekannten oben geschilderten Ausführungsform dahin, diesen im Bereich der den zu verschweissenden Kunststoff zugekehrten Ober- seite mit gerundeten Kanten zu versehen. Es hat sich aber gezeigt, dass durch diese Gestaltung ein Materialsprung gegeben ist, der zu Spannungsanhäufungen, und damit zu Unsicherheiten bei dem Schweissprozess führt Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird vorgeschlagen, dass der Kontaktkörper zweckmässiger weise den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks besitzt, dessen kürzere den Aussenradius des Kontaktkörpers bildende Kathete senkrecht zu dem zu verschweissenden Kunststoff steht, wobei dessen Hypotenuse dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt sein soll.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit kann in diesem Zusammenhang darin bestehen, dass der Kontaktkörper den Querschnitt eines halben Trapezes besitzt, dessen den Aussenradius des Kontaktkörpers bildende Grundlinie zu Idem zu verschweissenden Kunststoff senkrecht steht, wobei des- sen längste Seite dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt sein soll.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungse beispieles, das in der Zeichnung- dargestellt ist, im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eie Draufsicht auf eine Elektrode,
Fig. 2 eine Seitenansicht,
Fig. 3a der bekannte, b und c die neuen Querschnitte der Elektrode,
Fig. 4 in stark vergrösserter und schematisierter Darstellung die Wirkung der Elektrodenarten beim Verschweissen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit 1 der ringförmige Kontaktkörper der Elektrode Idargestellt, der auf dem äusseren Bereich der zu verschweissenden Kunststofffläche, beispielsweise indem Flansch eines Konservendosendeckels, aufliegt. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten befinden sich die Stromzuführungen 2, die im vorliegenden Beispiel eine etwia schwalbenschwanzförmige Gestalt besitzen und deren Enden bei 3 angewinkelt zsind.

Kontaktkörper 1 und Stromzuführungen 2 bestehen aus gleichem Material, beispielsweise aus Eisen oder Stahl und sind aus einem Stück hergestellt. Die Unterseite 4 des Kontaktkörpers, die auf dem zu verschweissenden Kunststoff aufliegt, besitzt eine glatte Oberfläche. Mit 5 sind ischlitzförmige Öffnungen im abgewinkelten Ende 3 der Stromzuführung 2 bezeichnet, die zum Anschluss an die Stromquelle dienen.

Die Fig. 3a zeigt den Querschnitt des Konbakt- körpers 1 in vergrösserter Darstellung. Die dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandte Fläche 6 ist abgerundet. Diese Ausführung ist idie bisher bei dieser Elektrode übliche. Es zeigt sich beim Aufsetzen auf den zu verschweissenden Kunststoff, beispielsweise auf den Randflansch eines Kunststoffdeckels 7, der mit dem Flansch 8 einer entsprechenden Kunststoffdose verschweisst werden soll, dass sich im Bereich A, also an wider Übergangsstelle in die waagrechte Stelle des Flansches, bedingt Idurch diese Form ein Materialsprnng und eine Spannungsanhäufung bildet, die Unsicherheiten beim Schweissprozess ergeben.

Die Fig. 3 zeigt den Querschnitt des Kontaktkörpers 1, der aus einem rechtwinkligen Dreieck besteht, dessen kürzere Kathete 9 senkrecht zu dem zu verschweissenden Kunststoff steht, wobei dessen Hypotenuse 10 zudem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt ist. Die Kathete 9 bildet den Aussenradius des Kontaktkörpers 1. Wird eine so ausgebildete Elektrode auf den zu verschweissenden Kunststoff aufgesetzt, ergibt sich eine Anlage auf dem Kunststoff gemäss der gestrichelten Linie in Fig. 4 Gegensatz zu den ausgezogenen Linien bei Verwendung des profils nach Fig. 3a - die im Bereich A so gut wie keinen Materialsprung und damit eine starke vermsndeete Spannungsanhäufung hat.

Entsprechend günstig ist die Ausführungsform gemäss Fig. 3 c, bei der der Querschnitt Ides Kontaktkörpers 1 die Form eines halben Trapezes besitzt, dessen den Aussenradius Ides Kontaktkörpers 1 bildende Grundlinie 11 zu dem zu verschweissenden Kunststoff senkrecht 1steht, wobei dessen längste Seite 12 dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Elektrode, die stabiler und für Idie Praxis besser geeignet ist, liegt beim Schweissvorgang nur die Seitenfläche (12) auf dem zu verschweissenden Kunststoff auf (strichpunktierte Linie).

Claims

PATENTANSPRUCH Elektrode zum Verschweissen von Folien oder Formkörpern, wie z. B. Konservendosen, aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise Polyolefinen, nach dem Wärmeimpulsschweissverfahren, bestehend aus einem ringförmigen Kontaktkörper, dessen dem zu verschweissenden Kunststoff zugekehrte Oberfläche vollkommen glatt ist und Stromzuführungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (1) und die Stromzuführungen (2) aus gleichem Material und aus einem Stück bestehen.

UNTERANSPRUCHE 1. Elektrode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (1) den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreieckes besitzt, dessen kürzere, den Aussenradius des Kontaktkörpers (1) bildende Kathete senkrecht zu dem zu verschweissenden Kunststoff steht, wobei dessen Hypotenuse (10) , dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt ist.

2. Elektrode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, Edass der Kontaktkörper (1) den Querschnitt eines halben Trapezes besitzt, dessen den Aussenradius des Kontaktkörpers (1) bildende Grundlinie (11) zu dem zu verschweissenden Kunststoff senkrecht steht, wobei dessen längste Seite (12) dem zu verschweissenden Kunststoff zugewandt ist.