NO20200117A1 - - Google Patents

Description

Beskrivelse

Fagfelt

[001] Oppfinnelsen angår sveising av termoplast, mer presist et sveisesystem for sveising av termoplast ved hjelp av sveisetråd eller sveisebånd av metall som påføres sveisebanen

og som oppvarmes ved hjelp av strøm og resistans i sveisetråden eller sveisebåndet.

Bakgrunn

[002] Oppfinner jobber til daglig med konstruksjoner av termoplast og mange arbeidstimer i bedriften går med til sveising av termoplast. Dagens sveisemetode omfatter bruk av sveiseapparat som varmer opp et punkt ved hjelp av varmluft og/eller kontakt med en varm flate. Sveisepunktet flyttes bortover langs sveisebanene. Det benyttes såkalte ekstrudere hvor en oppvarmet/smeltet sveisesveisetråd presses ut på en oppvarmet sveisebane av termoplast eller termoplasten varmes opp og presses sammen uten sveisetråd.

[003] Det er kjent fra f.eks. EP 0281347 B1 å feste termoplast ved hjelp av elektrisk ledende sveisetråder som varmes opp ved hjelp av resistans. Videre er det kjent fra US2012/0231272 å anvende en ‘sveiseelektrode’ laget av en elektrisk ledende sveisetråd omhyllet av termoplast til såkalt termoplastisk elektrofusjonssveising.

Kort oppsummering av oppfinnelsen

[004] Oppfinnelsen beskriver et sveisesystem for sveising av termoplast langs en sveisebane omfattende en sveiseledning omfattende minst ett fleksibelt sveisebånd eller minst én sveisetråd, begge av metall som kan varmes opp ved elektrisk resistans.

Videre omfatter sveisesystemet festemidler for å feste sveiseledningen langs sveisebanen og trykkpåføringsmidler for å trykke termoplastdelene som skal sveises sammen. Videre omfatter sveisesystemet en justerbar strømkilde for å varme opp sveiseledningen til ønsket temperatur og kontaktmidler for å opprette en elektrisk krets gjennom sveiseledningen ved hjelp av strømkilden. Sveiseledning påføres ved minst én av de tre følgende lokasjoner: Langs sveisebanen mellom de to termoplastdelene som skal sveises. Hvis minst én av termoplastdelene som skal sveises er tynne, på yttersiden langs sveisebanen av én av de tynne termoplastdelene som skal sveises. Hvis minst én av termoplastdelene som skal sveises er tynne, på minst én pressbjelke som trykkes inntil yttersiden langs sveisebanen av én av de tynne termoplastdelene (2, 3) som skal sveises ved hjelp av trykkpåføringsmidlene.

Kort beskrivelse av figurene

[005] For bedre forståelse av oppfinnelsen har vi laget noen tegninger som viser noen utførelsesformer av oppfinnelsen. I disse figurene viser samme referansetall til samme trekk i forskjellige figurer.

[006]

Figur 1 viser sveisetråder som er plassert mellom to termoplastdeler som skal sveises sammen.

Figur 2 viser sveisebånd som er plassert mellom to termoplastdeler som skal sveises sammen.

Figur 3 viser innføring av et teflonlag mellom sveisebånd og termoplastdelene som skal sveises.

Figur 4 viser anvendelse av en ters til å påføre trykk til sveisen.

Figur 5 viser anvendelse av sveisetråd mellom to rør som skal sveises sammen og som presses sammen ved hjelp av stropper.

Figur 6a, b og c viser forskjellige former for skjøting av fleksible termoplastduker.

Figur 7 viser anvendelse av en tvinge som trykkpåføringsmiddel og to pressbjelker som fordeler trykket langs sveisebanen.

Figur 8 Viser en seksjon av duker som skjøtes ved hjelp av tvinger to pressbjelker og en strømkilde med kontaktmidler.

Figur 9 viser et eksempel på en H-formet sveiselist.

Figur 10 a og b viser en T-formet sveiselist henholdsvis ovenfra og i tverrsnitt.

Detaljert beskrivelse

[007] Oppfinnelsen beskriver et sveisesystem for sveising av termoplast. I mangel av en felles betegnelse for tråd og bånd anvender vi ordet sveiseledning 1 som i denne teksten betyr én eller flere fleksible sveisetråder 1b eller sveisebånd 1a av metall som kan varmes opp ved hjelp av tilført strøm. En sveiselinje er den linjen på de respektive termoplastdeler 2, 3 som det skal sveises langs eller linjen hvor de to delene er sveiset sammen.

[008] Systemet omfatter en sveiseledning 1 som omfatter minst ett fleksibelt sveisebånd 1a eller sveisetråd 1b som kan varmes opp ved elektrisk resistans.

Sveisebåndet eller sveisetråden kan være laget av mange forskjellige metalltyper, men det er en stor fordel at sveiseledningen 1 kan bøyes og endre retning når det påføres termoplasten som skal sveises. Sveisesystemet kan brukes både på tynnere duker av termoplast, slik som geomembraner, og på faste strukturer av termoplast, slik som båter, oppdrettsanlegg eller rørkonstruksjoner.

[009] I en utførelsesform er metallet i sveiseledningen kobber. En typisk tykkelse av et sveisebånd av kobber vil være fra 0,2 mm til 1 mm. Kobber har vist seg å fungere bra med hensyn til pris, resistans, fleksibilitet og tilstrekkelig motstandsdyktighet mot mekaniske påvirkninger.

[010] Ved anvendelse av sveisetråder i stedet for sveisebånd har vi oppnådd gode resultater med sveisetråder av kobber som er 0,5 - 2 mm i diameter. Fordelen med sveisetråder fremfor sveisebånd er at en mindre andel av sveisen annulleres på grunn av sveisetrådens mindre utstrekning i bredden. Vanligvis vil ikke sveiseledningen feste seg særlig godt til termoplasten.

[011] Bredden på sveisebåndet er i størrelsesorden 2-20 mm. Hvis det blir for bredt vil det være vanskelig å lage en kurve med sveisebåndet uten og krølle det og dermed bevirke ujevn oppvarming av termoplasten. Der hvor sveisebåndet er festet vil det som antydet ikke bli et bruddsterkt feste mellom to deler 2, 3 av termoplast som skal sveises, også av denne årsak bør ikke sveisebåndet være for bredt. En god løsning er to metallsveisebånd som løper parallelt langs sveisebanen. På denne måten oppstår det tre parallelle sveiselinjer som gir en stabil og god konstruksjon.

[012] I kjente sveisemetoder av termoplast anvendes gjerne et verktøy som oppvarmer termoplasten raskt og flyttes langs sveisebanen med jevn fart. Dette gir en styrke i sveisen på typisk 60 % av det usveisede materialet. Metoden i henhold til oppfinnelsen gir en styrke på lagom 80 % av det usveisede materiale. Årsaken til dette ligger i at det er en langsom og mer homogen oppvarming som foregår samtidig over hele sveisebanen mens det ved punktsveisning blir en rask oppvarming som er vanskelig å få homogen. Det vil si at sveising med punktsveising i større grad er avhengig av en dyktig og utholdende håndverker / sveiser. Hvis konstruksjonen som skal sveises tillater det, kan termoplasten også bøyes langs sveisebanene under sveising til en ønsket vinkel. Dette lar seg av opplagte årsaker ikke gjøre ved vanlig sveising hvor hele lengden ikke er oppvarmet samtidig.

[013] Sveisesystemet omfatter videre festemidler for å gjøre det mulig å feste sveisebåndet 1a eller sveisetråden 1b til en ønsket gjenstand. I én utførelsesform, ved anvendelse av sveisebånd er festemidlene et lim som festes på minst én side av sveisebåndet slik at sveisebåndet fremstår som en metalltape. Ved anvendelse av sveisetråd 1b freses eller skjæres et spor eller sveisetrådrenne 9 i denne ene platen som skal sammenføyes, sveisetrådrennen holder sveisetråden fast under montering og oppvarming slik at den ikke flytter seg ut av posisjon.

[014] For å oppnå et ønsket trykk ved sveising omfatter systemet trykkpåføringsmidler 4. Trykkpåføringsmidlene kan være vekter, tvinger 4c, stropper 4a eller terser 4b, gjerne i kombinasjon med pressbjelker 7 for å fordele trykket langs sveisebanen. Trykket regnes ut iht. til standard for termoplastsveising. Momentnøkkel brukes for å kontrollere trykket, når man bruker ters eller tvinger.

[015] Som vist i figur 4 kan det brukes sugekopper påmontert en ters 4b som trykkpåføringsmidler 4 ved sammensveising av stive legemer. I én utførelse omfatter trykkpåføringsmidelene en sugekopp festet på hver sin ende av en arm med en skrue eller jekkemekanisme i midten, hvor skrue eller jekkemekanismen trykker mot området som skal sveises enten direkte på konstruksjonen eller via en pressbjelke som fordeler trykket langs sveisebanen.

[016] Sveiseledningen festes mellom de to delene 2, 3 som skal sveises eller på én av yttersidene hvis termoplasten ikke er for tjukk. Ved sveising av duker og membraner påføres sveiseledningen 1 fortrinnsvis på yttersiden langs sveisebanen til én eller begge av termoplastdelene som skal sveises. I en annen utførelsesform påføres sveiseledningen 1, fortrinnsvis et sveisebånd 1a, på minst én av en første og andre pressbjelke 7a, 7b, hvor den første pressbjelke legges direkte ovenfor den andre med de to delene som skal sveises imellom. Dette kan gjøres på en del forskjellige måter som vist i figurene 6a, 6b og 7. Figur 6a og b viser løsninger hvor et sveisebånd 1a er festet til en pressbjelke og et teflonlag 8 er festet utenpå sveisebåndet. Teflonlaget hindrer at sveisebåndet festes til termoplasten etter oppvarming. Figur 6c viser en utførelsesform hvor fliker fra hver termoplastdel legges oppå hverandre på et flatt gulv.

[017] I en utførelsesform trekkes en flik fra hver duk, som skal sveises sammen, opp og sammen. Den ene fliken trekkes ca. dobbelt så langt opp som den andre og foldes over den andre fliken. En første pressbjelke 7a med sveisebånd 1a legges så inntil den andre fliken som er foldet over den første fliken og en andre pressbjelke 7b legges inntil motsatt side av folden som er oppstått og press påføres med tvinger eller klemmer.

[018] I en annen utførelse, vist i figur 6b, trekkes to like store fliker fra hver termoplastduk opp og sammen. Deretter foldes en skjøtedel 10 over de to flikene i dukene og det anvendes en første og andre pressbjelke 7a og 7b som begge har sveisebånd påmontert. Hvis det er akseptabelt at en skjøteflik står opp etter endt arbeid er det mulig å sveise dukene direkte sammen uten skjøtedel.

[019] Figur 7 viser en utførelse hvor det anvendes sveisetråder 1b mellom dukene og derfor intet sveisebånd på pressbjelkene som påføres trykk ved hjelp av en tvinge. I denne utførelsen blir sveisetråden liggende i duken etter sveising.

[020] Ved sveising av termoplast av mer strukturell / stivere karakter er trykkpåføringsmidlene 4 fortrinnsvis minst én av vekter, stropper 4a og tvinger 4c, hvor det også kan være fordelaktig å anvende disse i kombinasjon med pressbjelker 7 som fordeler trykket langs sveisebanen.

[021] Når det fleksible sveisebåndet 1a ikke påføres termoplastdelene som skal sveises, men påføres f. eks en pressbjelke 7 er det fordelaktig med et avstøtende lag f.eks. et teflonlag 8 mellom sveisebanen og sveisebåndet. På den måten unngås det at det fleksible sveisebåndet rives av pressbjelken under demontering ved utført sveising og pressbjelken er umiddelbart klar til bruk.

[022] Ved anvendelse av fleksibel sveisetråd på stivere/fastere konstruksjoner er det fordelaktig å frese ut eller skjære sveisetrådrenner 9 langs sveisebanen som sveisetråden 1b kan legges ned i. Denne utførelsesformen muliggjør at sveisetrådene holdes på plass mens termoplastdelene manøvreres til riktig posisjon.

[023] Ved strømbrudd må sveisebanen bli kald før prosessen gjenopptas, for å være sikker på at korrekt sveisetemperatur oppnås og ikke overstiges.

[024] Videre omfatter sveisesystemet en justerbar strømkilde for å varme opp metallsveisebåndet til ønsket temperatur og kontaktmidler for å opprette en elektrisk krets gjennom sveiseledningen 1 ved hjelp av strømkilden. Kontaktmidlene 6 vil typisk være to elektrisk ledende klemmer som festes til hver sin ende av sveiseledningen og til hver sin ledning som fører til hver sin pol på den justerbare strømkilden.

[025] I en utførelsesform kan sveiseledningen bakes inn i en sveiselist 11 av termoplast. Sveiselisten 11 har et tverrsnitt som er det samme i lengderetningen av listen og som er formet som én av: sirkel, T-form, H-form, rektangel eller trekant. For eksempel er en H-form anvendbar til å skjøte sammen plater med.

[026] I én utførelse er sveiseledningen i sveiselisten en flerhet parallelle tråder eller bånd fordelt over tverrsnittet av sveiselisten. I en annen utførelse er sveiseledningen to sveiseledninger 1, slik som vist i figur 10a, med elektrisk kontakt, f.eks. ved hjelp av et kontaktstykke 13 i den ene enden. Figuren viser også hvordan sveiselister kan koples sammen ved hjelp av han 12b og hun 12a kontakter.

[027] Sveisesystemet anvendes ved hjelp av en fremgangsmåte for sveising av termoplast langs en sveisebane hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn:

a) Å feste sveiseledning 1 langs sveisebanen til minst én av termoplastdelene som skal sveises eller til en pressbjelke 7 som presses mot nevnte sveisebane. Det sistnevnte fungerer bare hvis minst én av termoplastdelene er tynne slik som en duk eller membran. b) Å påføre trykk langs sveisebanen ved hjelp av trykkpåføringsmidler. Størrelsen av trykket som påføres skal være i henhold til ‘Standarder for plastsveising’.

Trykkpåføringsmidlene kan være vekter, stropper 4a , terser 4b, klemmer og tvinger 4c. Hvis strukturene som skal sveises ikke er tilstrekkelig stive kan det være nødvendig med en eller flere pressbjelker som fordeler trykket langs sveisebanen.

c) Å feste sveiseledningen 1 til den justerbare strømkilden 5 ved hjelp av kontaktmidlene 6.

d) Å sveise de to termoplastdelene 2, 3 sammen ved å strømsette sveiseledningen 1 med strømparametere som er i henhold til ‘Standarder for plastsveising’. (F.eks. EN 13067, DS INF. 70-1-7, NS:416-1-2:2008, EN 12201-2-3, ISO 12176-2, ISO 13950)

Innholdsliste

1 Sveiseledning

1a Fleksibelt sveisebånd

1b Fleksibel sveisetråd

2, 3 Termoplastdelene som skal sveises

4 Trykkpåføringsmidler

4a Stropper

4b Ters

4c Tvinge

5 Justerbar strømkilde

6 Kontaktmidler

7 Pressbjelke

7a Første pressbjelke

7b Andre pressbjelke

8 Teflonlag

9 Sveisetrådrenne

10 Skjøtedel

11 Sveiselist

12a og b Han og hunkontakt

13 Kontaktstykke

Claims (17)

Patentkrav

1. Sveisesystem for sveising av termoplast langs en sveisebane omfattende:

en sveiseledning (1) omfattende minst ett fleksibelt sveisebånd (1a) eller minst én sveisetråd (1b), begge av metall som kan varmes opp ved elektrisk resistans,

festemidler for å feste sveiseledningen (1) langs sveisebanen,

trykkpåføringsmidler (4) for å trykke termoplastdelene som skal sveises sammen,

en justerbar strømkilde (5) for å varme opp sveiseledningen (1) til ønsket temperatur,

kontaktmidler (6) for å opprette en elektrisk krets gjennom sveiseledningen (1) ved hjelp av strømkilden,

hvor sveiseledning påføres ved minst én av de tre følgende lokasjoner:

langs sveisebanen mellom de to termoplastdelene (2, 3) som skal sveises, hvis minst én av termoplastdelene som skal sveises er tynne, på yttersiden langs sveisebanen av én av de tynne termoplastdelene som skal sveises, hvis minst én av termoplastdelene som skal sveises er tynne, på minst én pressbjelke (7) som trykkes inntil yttersiden langs sveisebanen av én av de tynne termoplastdelene (2, 3) som skal sveises ved hjelp av trykkpåføringsmidlene (4).

2. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor festemidlene er et lim som festes på minst én side av metallsveisebåndet (1a) slik at metallsveisebåndet fremstår som en metalltape.

3. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor festemidlene er sveistrådrenner 9 som freses eller skjæres ut i minst én av termoplastdelene som skal sveises, hvori sveistrådene kan klemmes ned.

4. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor sveiseledningen (1) er av kobber.

5. Sveisesystem ifølge krav 1 og 4 hvor sveisebåndet (1a) er 0,2 til 0,5 mm tykt.

6. Sveisesystem ifølge krav 1 og 4 hvor sveisebåndet (1a) er mellom 2 og 20 mm bredt.

7. Sveisesystem ifølge krav 1 og 4 hvor sveisetråden (1b) er 0,5 til 2 mm i diameter.

8. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor trykkpåføringsmidlene (4) er minst én av: vekter, tvinger (4c), klemmer, stropper (4a) og terser (4b).

9. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor minst ett sveisebånd festes til en pressbjelke (7).

10. Sveisesystem ifølge krav 10 hvor et teflonlag (8) er festet til yttersiden av sveisebåndet(ene) (1a).

11. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor kontaktmidlene (6) er to elektrisk ledende klemmer som festes til hver sin ende av sveiseledningen og til hver sin ledning som fører til hver sin pol på den justerbare strømkilden.

12. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor det tilveiebringes en første og andre pressbjelke (7a, 7b) for anvendelse sammen med trykkpåføringsmidler (4) av typen terser (4b), klemmer eller tvinger (4c) ved skjøting av duker.

13. Sveisesystem ifølge krav 1 hvor sveiseledningen (1) bakes inn i en sveiselist (11) av termoplast.

14. Sveisesystem ifølge krav 13 hvor sveiselisten har et tverrsnitt formet som én av: sirkel, T-form, H-form, rektangel og trekant.

15. Sveisesystem ifølge krav 13 hvor sveiseledningen er en flerhet parallelle tråder eller bånd fordelt over tverrsnittet av sveiselisten.

16. Sveisesystem ifølge krav 13 hvor sveiseledningen er to sveiseledninger med elektrisk kontakt i den ene enden ved hjelp av et kontaktstykke (13).

17. Fremgangsmåte for sveising av termoplast langs en sveisebane med sveisesystemet ifølge krav 1, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn:

a) å feste minst én sveiseledning (1) langs sveisebanen til minst én av termoplastdelene som skal sveises, eller, hvis minst én av termoplastdelene er tynne, til en pressbjelke som presses mot nevnte tynne termoplastdel langs sveisebanen, b) å påføre trykk langs sveisebanen ved hjelp av trykkpåføringsmidler,

c) å feste sveiseledningen 1 til den justerbare strømkilden 5 ved hjelp av kontaktmidlene 6, og

d) å sveise de to termoplastdelene 2, 3 sammen ved å strømsette sveiseledningen 1.