CH450706A

CH450706A - Process for the production of a heating intermediate layer used for welding parts made of thermoplastic material

Info

Publication number: CH450706A
Application number: CH84766A
Authority: CH
Inventors: Kuennecke Walter
Original assignee: Keller Hans
Priority date: 1966-01-21
Filing date: 1966-01-21
Publication date: 1968-01-31
Also published as: DK120616B; SE315393B; FI45225B; NL6700920A; FI45225C

Description

       

  
 



  Verfahren zur Herstellung einer zum Verschweissen von Teilen aus thermoplastischem Kunststoff dienenden Heizzwischenlage
Zum Verschweissen von Teilen oder Gegenständen aus thermoplastischen Kunststoffen werden sehr oft sogenannte Heiz- oder Verschweiss-Zwischenlagen, die auch Heizbänder genannt werden, benützt. Das sind, je nach Verwendungszweck,   Kunststoff-Platten, -Plättchen,    -Ringe   oder -Hülsen,    in denen Heizdrähte eingebettet sind. Zur Herstellung einer solchen Heizzwischenlage wird üblicherweise ein Heizdraht verwendet, den man zu einem flächenartigen Gebilde verformt und dann durch Eintauchen in ein Kunststoffbad oder durch Ummantelung in einer Spritzgussmaschine mit Kunststoff überzieht bzw. in eine Kunststoffplatte einbettet.

   Unter flächenartig versteht man in diesem Zusammenhang jedes Gebilde, dessen Dicke klein ist im Vergleich zu den beiden anderen Abmessungen. Bei diesen Verfahren ist es sehr schwierig zu erreichen, dass der Heizdraht in der fertigen Heizzwischenlage genau dort liegt, wo er liegen soll, d.h. dass er sowohl von den beiden Oberflächen wie auch von den benachbarten Drahtteilen den vorgeschriebenen Abstand innehat. Mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung lässt sich nun eine solche Heizzwischenlage sehr einfach und trotzdem mit der nötigen Genauigkeit herstellen, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ebene Heizbänder zum Zusammenschweissen ebener Flächen oder um Hülsen zum Zusammenschweissen von Rohren und Muffen oder um irgendwelche andere Formen handelt.

   Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Heizdraht mit thermoplastischem Material ummantelt, aus dem Draht durch Nebeneinanderlegen einzelner, voneinander ungetrennter Abschnitte ein flächenartiges Gebilde formt und dieses dann so stark erwärmt, dass die nebeneinanderliegenden Mantelteile miteinander zu einer Zwischenlage verschmelzen.



   Nachfolgend werden, teilweise unter Bezugnahme auf die   beiliegende    Zeichnung,   Ausfühmngsbeispiele    der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: die Fig. 1 stark vergrösserte Querschnitte durch zwei kunststoffummantelte Drähte und die Fig. 2 eine hülsenförmige Heizzwischenlage.



   Der in der Fig. la dargestellte und mit 1 bezeichnete Heizdraht ist mit einer aus thermoplastischem Material bestehenden Ummantelung 2 versehen, die hier einen quadratischen Querschnitt aufweist und so angeordnet und ausgebildet ist, dass der Draht 1 von allen vier Oberflächen den selben Abstand aufweist. Eine solche Ummantelung eines Drahtes kann auf an sich bekannten Maschinen nach an sich bekannten Verfahren erzeugt werden. Als Kunststoff lassen sich die verschiedensten thermoplastischen Stoffe, wie zum Beispiel ein Polyolefin, also etwa ein Polyäthylen, wie zum Beispiel ein sogenanntes Hart-Polyäthylen verwenden.



   Aus dem so vorbereiteten Draht formt man dann ein flächenartiges Gebilde, beispielsweise durch Zickzacklage oder durch spiralförmiges Aufwickeln ein flaches, ebenes Werkstück oder durch Aufwickeln auf einer Trommel ein hülsenförmiges oder zylindrisches Gebilde. Es ist dabei natürlich zu beachten, dass die Ummantelungen der nebeneinanderliegenden Drahtabschnitte (die voneinander nicht getrennt sein dürfen) einander berühren. Bei dieser Verformung des Heizdrahtes lässt sich dieser monofilar oder bifilar aufwickeln, je nachdem, ob bei der fertigen Zwischenlage die beiden Anschlussenden beieinander oder nicht beieinander liegen sollen.



   Die Fig. 2 zeigt nun einen zu einer zylindrischen Hülse bifilar aufgewickelten Heizdraht, dessen Ummantelung die in der Fig. lb dargestellte Ausbildung aufweist, d.h. sie hat einen rechteckigen Querschnitt, und die Anordnung ist so getroffen, dass der Heizdraht 3 von den drei Oberflächen 4a, 4b und 4c der Ummantelung 4 etwa denselben Abstand und von der vierten Oberfläche 4d einen wesentlich kleineren Abstand aufweist. Die Abmessungen sind hier so gewählt, dass die längere Seite des Querschnittes etwa dem Dreieinhalbfachen und die kürzere Seite des Querschnittes etwa dem Zweieinhalbfachen des Durchmessers des Heizdrahtes 3 entspricht. Beim Aufwickeln wurde nun darauf geachtet, die dem Heizdraht 3 am nächsten liegende Fläche zur Innenfläche des in der Fig. 2 dargestellten zylindrischen Gebildes zu machen, was den nachstehend beschriebenen Vorteil mit sich bringt.

   Nach dem Aufwickeln wird das ganze Gebilde so stark erwärmt, dass die Ummantelungen der nebenein  anderliegenden Drahtabschnitte, die natürlich einen ungetrennten Stromleiter bilden, miteinander zu einem einheitlichen Körper, also zur Heizzwischenlage verschmelzen.



   Wird nun das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zur Verschweissung eines Rohres mit einer Muffe verwendet, so wird beim Anlegen der Heizspannung der Heizdraht erhitzt, wodurch die ihn begrenzenden Teile der Ummantelung 4 und dann auch sehr rasch schon die Fläche 4d weich und flüssig werden, so dass auch die Oberfläche des zu verschmelzenden Rohres, auf dem die Zwischenlage aufliegt, angegriffen wird und sich mit der Zwischenlage verbindet. Durch die Erwärmung dehnt sich jedoch der Heizdraht etwas aus, und er wandert gegen die mit 4b bezeichnete Aussenfläche der Kunststoffummantelung hin, so dass dann auch diese weich und flüssig und die Innenfläche der Muffe, in welcher die Zwischenlage liegt, angegriffen wird und sich so mit ihr verbindet.

   Sobald dieser Zustand erreicht ist, kann der Heizstrom abgestellt werden, worauf die weichen und flüssigen Stellen erkalten und erhärten und die Verschweissung beendet ist.   



  
 



  Process for the production of a heating intermediate layer used for welding parts made of thermoplastic material
So-called heating or welding intermediate layers, which are also called heating tapes, are very often used to weld parts or objects made from thermoplastics. Depending on the intended use, these are plastic plates, plates, rings or sleeves in which heating wires are embedded. To produce such a heating intermediate layer, a heating wire is usually used, which is deformed into a sheet-like structure and then coated with plastic by immersion in a plastic bath or by sheathing in an injection molding machine or embedded in a plastic plate.

   In this context, flat is understood to be any structure whose thickness is small compared to the other two dimensions. With these methods it is very difficult to achieve that the heating wire is exactly where it should be in the finished heating pad, i. that it has the prescribed distance from the two surfaces as well as from the adjacent wire parts. With the method according to the present invention, such a heating intermediate layer can now be produced very easily and nevertheless with the necessary accuracy, regardless of whether it is flat heating tapes for welding flat surfaces or sleeves for welding pipes and sleeves together or any other forms.

   The method is characterized in that a heating wire is sheathed with thermoplastic material, a sheet-like structure is formed from the wire by placing individual, unseparated sections next to one another, and this is then heated to such an extent that the adjacent jacket parts fuse together to form an intermediate layer.



   In the following, exemplary embodiments of the invention are described, in part with reference to the accompanying drawings. In the drawing: FIG. 1 shows greatly enlarged cross-sections through two plastic-coated wires and FIG. 2 shows a sleeve-shaped heating intermediate layer.



   The heating wire shown in FIG. 1 a and denoted by 1 is provided with a sheath 2 made of thermoplastic material, which here has a square cross section and is arranged and designed so that the wire 1 has the same distance from all four surfaces. Such a sheathing of a wire can be produced on machines known per se according to methods known per se. A wide variety of thermoplastic materials, such as a polyolefin, for example a polyethylene, such as a so-called hard polyethylene, can be used as the plastic.



   A sheet-like structure is then formed from the wire prepared in this way, for example a flat, even workpiece by zigzag or by spiral winding or a sleeve-shaped or cylindrical structure by winding on a drum. It is of course to be noted that the sheaths of the adjacent wire sections (which must not be separated from each other) touch each other. With this deformation of the heating wire, it can be wound up in a monofilar or bifilar manner, depending on whether the two connection ends of the finished intermediate layer should lie next to one another or not next to one another.



   Fig. 2 now shows a heating wire wound bifilarly into a cylindrical sleeve, the sheathing of which has the configuration shown in Fig. 1b, i.e. it has a rectangular cross-section, and the arrangement is such that the heating wire 3 is approximately the same distance from the three surfaces 4a, 4b and 4c of the casing 4 and is substantially less from the fourth surface 4d. The dimensions are chosen here so that the longer side of the cross section corresponds to approximately three and a half times and the shorter side of the cross section approximately two and a half times the diameter of the heating wire 3. During winding, care was taken to make the surface closest to the heating wire 3 the inner surface of the cylindrical structure shown in FIG. 2, which has the advantage described below.

   After winding, the entire structure is heated so much that the sheaths of the wire sections lying next to one another, which of course form an unseparated current conductor, fuse with one another to form a single body, i.e. to form a heating pad.



   If the embodiment shown in FIG. 2 is used to weld a pipe to a sleeve, the heating wire is heated when the heating voltage is applied, so that the parts of the sheath 4 that limit it and then the surface 4d very quickly become soft and fluid so that the surface of the pipe to be fused, on which the intermediate layer rests, is attacked and connects to the intermediate layer. As a result of the heating, however, the heating wire expands a little and it migrates towards the outer surface of the plastic sheathing, labeled 4b, so that this too is soft and fluid and the inner surface of the sleeve in which the intermediate layer is located is attacked and thus with it you connect.

   As soon as this state is reached, the heating current can be switched off, whereupon the soft and liquid areas cool and harden and the welding is finished.

Claims

PATENT CLAIM Process for the production of a heating intermediate layer used for welding parts made of thermoplastic material, characterized in that a heating wire is sheathed with thermoplastic material, a sheet-like structure is formed from the wire by placing individual, unseparated sections next to each other and this is then heated so strongly that the adjacent ones Melt the shell parts together to form an intermediate layer.

SUBCLAIMS 1. The method according to claim, characterized in that the juxtaposition of the individual sections is carried out by winding them into a cylindrical structure.

2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the wire is wound bifilar.

3. The method according to dependent claim 1, characterized in that the material surrounding the wire is given a rectangular cross section.

4. The method according to dependent claim 3, characterized in that the sheathing is carried out in such a way that the wire of three surfaces of the sheathing is approximately the same and from the fourth surface a substantially smaller distance, and that when winding the wire closest to the wire Surface makes the inner surface of the cylindrical structure.

5. The method according to dependent claim 4, characterized in that the thermoplastic sheathing is given a cross-section whose length is approximately three and a half times and whose width is approximately two and a half times the wire diameter.

6. The method according to claim or one of the dependent claims 1 to 5, characterized in that the wire is provided with an electrically insulating oxidation layer before sheathing.