CH698082B1 - Düsen-Vorsatz für eine Heissluftdüse zum Warmgasschweissen von Kunststoffbahnen. - Google Patents

Düsen-Vorsatz für eine Heissluftdüse zum Warmgasschweissen von Kunststoffbahnen. Download PDF

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Abstract

Ein Düsen-Vorsatz (1) für eine Heissluftdüse zum Warmgasschweissen von Kunststoffbahnen weist einen Schleifkörper (5) auf. Dieser Schleifkörper (5) besteht aus mehreren Schleifkörperelementen (3, 4, 6), die auf einer Lagerachse (7) angeordnet sind. Die einzelnen Schleifkörperelemente (3, 4, 6) sind radial gegeneinander versetzbar, d.h. weisen ein radiales Spiel (S) zur Lagerachse (7) auf.

Description


  Die vorliegende Erfindung betrifft einen Düsen-Vorsatz zum Warmgasschweissen von Folien bzw. Kunststoffbahnen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

  
Vorrichtungen zum Verschweissen von Kunststoffbahnen finden ihre Verwendung insbesondere beim Verbinden von Kunststoffbahnen zum Abdichten von Hoch- oder Tiefbauten, insbesondere im Erd- und Wasserbau, bspw. bei Flachdächern, Steildächern, zeltartigen Dachkonstruktionen, Schwimmbecken etc. und haben insbesondere den Richtlinien des Deutschen Verbandes für Schweisstechnik "DVS 2225" zu genügen.

  
Zur Warmgasverschweissung derartiger Kunststoffbahnen werden Vorrichtungen verwendet, wie sie bspw. aus der WO 2004/085 759 oder US-6 325 126 bekannt sind. Diese Vorrichtungen weisen ein Warmgasgebläse auf, mit welchem erhitzte Luft mit ca. 250[deg.] bis 600[deg.] Celsius durch eine flache Breitschlitzdüse zwischen die thermoplastischen Folien geblasen wird, um die zu verbindenden Folienbereiche zu erweichen. Die derart plastifizierten Folienbereiche werden anschliessend mit Hilfe von Anpresswalzen oder -rollen miteinander stoffschlüssig verbunden, d.h. verschweisst.

  
Es zeigt sich, dass bei längerer Lagerung der Kunststoffbahnen im Freien, die Oberflächen dieser Bahnen unter Witterungseinflüssen, insb. unter dem Einfluss von Regen, Kälte, Luftverschmutzungen und/oder Sonneneinstrahlung ihre Beschaffenheit verändern. Dies gilt für alle Materialien, aus denen Kunststoffbahnen gefertigt sind. Diese Veränderung in der Beschaffenheit erschwert das einwandfreie Verschweissen der Folien und kann aufwendige Vorarbeiten, insbesondere Reinigungsvorgänge mit lösemittelhaltigen Produkten, erforderlich machen. Es versteht sich, dass daraus resultierende lokale Unterschiede in der Nahtqualität unerwünscht sind.

  
Es ist deshalb mit der EP-1 358 993 auch schon vorgeschlagen worden, die Breitschlitzdüse der Schweissvorrichtungen mit einer der schlitzförmigen Warmgasdüse nachgelagerten Schleifeinrichtung, im Folgenden auch Düsen-Vorsatz genannt, zu versehen. Dieser Düsen-Vorsatz besteht im Wesentlichen aus einer ein- oder mehrteiligen, sich konisch verjüngenden Walzenanordnung und führt zu qualitativ hoch stehenden Schweissverbindungen. Mit diesem Düsen-Vorsatz lassen sich Schweissgeschwindigkeiten von bis zu 3 m/min realisieren, ohne dass die Qualität der Schweissverbindung dadurch beeinträchtigt wird. Es besteht jedoch das Bedürfnis, die Schweissgeschwindigkeit bei gleich bleibender Schweissgüte weiter zu erhöhen und damit auch die Wirtschaftlichkeit der Montage resp. Verlegung der Abdichtungsbahnen zu verbessern.

  
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heissluftdüse zur Hochleistungsverschweissung von Kunststoffbahnen zu schaffen, welche es erlaubt, Kunststoffbahnen mit Geschwindigkeiten von mehr als 3 m/min mittels Warmgasschweissen zu verschweissen, ohne dadurch Qualitätseinbussen, insbesondere Schwachstellen, bei der Verschweissung hinnehmen zu müssen. Darüber hinaus soll die Wirtschaftlichkeit bei der Montage resp. Verlegung der Abdichtungssysteme erhöht werden.

  
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Düsen-Vorsatz gelöst, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist und insbesondere mit einem Düsen-Vorsatz, welcher einen mehrteiligen Schleifkörper aufweist, dessen einzelne Schleifkörperelemente radial gegeneinander versetzbar sind.

  
Insbesondere werden die Schleifkörperelemente auf einer Lagerachse gehalten und weisen vorteilhafterweise ein unterschiedlich grosses, radiales Spiel (clearance) zur Lagerachse auf. Der Querschnitt des aus diesen Schleifkörperelementen gebildeten Schleifkörpers kann kreisförmig, ellipsenförmig oder tropfenförmig sein. Es versteht sich, dass dieser Schleifkörper auch aus Schleifkörperelementen mit einem kantigen Querschnittsprofil gebildet sein kann. Der gesamte Schleifkörper kann dabei walzenförmig sein oder eine sich konisch verjüngende Form aufweisen. In der Praxis haben sich Schleifkörper bewährt, welche je nach Material der Kunststoffbahnen eine glatte oder strukturierte Oberfläche aufweisen.

   Dabei hat sich gezeigt, dass für die Verschweissung von PVC-Bahnen ein glatter Schleifkörper zu besseren Schweissergebnissen führt, während für die Verschweissung von Bahnen auf Polyolefinbasis die Verwendung eines Schweisskörpers mit einer strukturierten Oberfläche zu einer besseren Verschweissung führt. Dabei wird der Fachmann ohne weiteren erfinderischen Aufwand die für das jeweilige Material geeignetste Strukturierung wählen, insbesondere gerillte oder schraubenartig strukturierte Schleifkörper verwenden. Es versteht sich, dass der erfindungsgemässe Düsen-Vorsatz mit einer Halterung verbunden ist, derart, dass der Düsen-Vorsatz in einfacher Weise am Schweissgerät resp. am Düsenkörper befestigt werden kann und insbesondere während des Betriebs rasch und einfach ausgewechselt werden kann.

  
Die Vorteile des erfindungsgemässen Düsen-Vorsatzes sind dem Fachmann unmittelbar ersichtlich und insbesondere darin zu sehen, dass damit eine Hochleistungsverschweissung, d.h. eine sichere und qualitativ hoch stehende Verschweissung auch mit einer Geschwindigkeit von über 3 m/min, nachgewiesenermassen mit bis zu 5.5 m/min möglich ist. Insbesondere kann die aufwendige Reinigung und Nahtvorbereitung mit teuren Reinigungsmitteln substantiell reduziert werden und verkürzt sich damit die Montagezeit. Darüber hinaus lässt sich dieselbe Schweissvorrichtung durch die Verwendung von auswechselbaren Düsen-Vorsätzen für unterschiedliche Materialien, bspw. auf Basis von Thermoplasten, Elastomeren, Polyolefinen oder anderen Polymeren, verwenden.

  
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
<tb>Fig. 1:<sep>eine schematische Ansicht einer mit einem Düsen-Vorsatz versehenen Heissluftdüse bekannter Art;


  <tb>Fig. 2:<sep>eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Düsen-Vorsatzes.

  
Die in Fig. 1 dargestellte Heissluftdüse 11 weist eine schlitzartige Austrittsöffnung 12 auf. Im Bereich dieser Austrittsöffnung 12 des Düsenkörpers 9 sind Perforationen bzw. Kleinstlochungen 10 vorgesehen. Die aus diesen Perforationen austretende Heissluft führt zu einer ersten Erweichung der übereinander angeordneten Folienbahnen. Dieser Austrittsöffnung 12 nachgelagert ist eine Schleifwalze resp. ein Düsen-Vorsatz 1. Dieser Düsen-Vorsatz 1 kann aus mehreren, nebeneinander angeordneten Reibwalzen 3, 4 gebildet sein. Dieser Düsen-Vorsatz 1 wird von einem seitlichen Haltebügel 8 gehalten. Die einzelnen Reibwalzen 3, 4 sind auf einer Achse aufgereiht und bilden eine sich konisch verjüngende Walzenanordnung. Beim Verschweissen zweier Kunststoffbahnen werden diese über den Düsenkörper 9 und den nachgelagerten Düsen-Vorsatz 1 geführt.

   Dabei können sich die einzelnen Reibwalzen 3, 4 in Abhängigkeit von den auf sie wirkenden Reibkräften gegeneinander verdrehen. Diese unterschiedlichen Reibkräfte werden durch Unebenheiten im Bereich der zu bildenden Schweissnaht und durch Unterschiede in der lokalen Oberflächenbeschaffenheit erzeugt.

  
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Düsen-Vorsatzes 1. Dieser Düsen-Vorsatz 1 weist drei Schleifkörperelemente 3, 4, 6 auf, welche auf einer gemeinsamen Lagerachse 7 gehalten werden. Vorteilhafterweise ist das äusserste Schleifkörperelement 6 mit dieser Lagerachse 7 fest verbunden, insbesondere selbsthemmend verschraubt. Die anderen Schleifkörperelemente 3, 4 weisen eine Bohrung auf, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der Lagerachse 7. Dadurch werden diese Schleifkörperelemente 3, 4 mit einem gewissen Spiel S auf der Lagerachse 7 gehalten. Vorteilhafterweise werden die einzelnen Schleifkörperelemente 3, 4 so ausgebildet, dass diese ein unterschiedlich grosses, radiales Spiel S aufweisen.

   In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Lagerachse 7 einen Durchmesser von 3,5 mm auf, während die Schleifkörperelemente 3, 4 jeweils einen Bohrungsdurchmesser von 3,8 resp. 3,6 mm aufweisen. Diese erfindungsgemässe Konstruktion erlaubt es, den lokal unterschiedlichen Reibkräften und den Unebenheiten im Bereich der zu schaffenden Schweissnaht in optimaler Weise Rechnung zu tragen. Insbesondere führt die erfindungsgemässe Beweglichkeit der einzelnen Schleifkörperelemente zu einer wesentlichen Reduktion bei der Bildung von Schlacken, welche die Schweissgüte beeinträchtigen. Es versteht sich, dass der Schleifkörper 5 auch aus vier, fünf oder mehr Schleifkörperelementen gebildet sein kann. Vorteilhafterweise weist der Schleifkörper 5 eine sich konisch verjüngende Form auf, kann aber auch einfacherweise walzenförmig sein.

   Der Querschnitt der einzelnen Schleifkörperelemente 3, 4, 6 kann dabei kreisförmig, ellipsenförmig, flügelprofilförmig oder ein kantiges Profil aufweisen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die einzelnen Schleifkörperelemente 3, 4, 6 aus einem metallischen Material gefertigt sind, insbesondere aus Wolfram oder einer Kupferlegierung. Es versteht sich, dass diese Schleifkörperelemente 3, 4, 6 auch nur mit einer geeigneten antihaftenden Beschichtung versehen sein können. Der Fachmann wird bei der Wahl eines geeigneten Materials die Temperaturbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Verschleissfestigkeit, Korrosionsfestigkeit etc. in Betracht ziehen.

  
In einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Schleifkörperelemente 3, 4, 6 weisen diese eine strukturierte Oberfläche auf und sind insbesondere gerillt oder schraubenartig strukturiert. Diese besondere Oberflächengestaltung erlaubt es, den Schleifkörper 5 an die jeweilige Beschaffenheit der zu verschweissenden Kunststoffbahnen optimal anzupassen.

  
Der erfindungsgemässe Düsen-Vorsatz lässt sich in einfacher Weise an bestehende Warmgas-Schweissgeräte jeder Art befestigen, insbesondere auch an Schweissgeräte zur Erzeugung einer Einfach- oder Doppel-Naht. Darüber hinaus lassen sich mit diesem Düsen-Vorsatz auch Dekorprofile oder - zur Imitation von Stehfalzdächern - Battonprofile aus Kunststoff direkt auf bereits verlegte Kunststoffbahnen aufschweissen.

Claims (1)

  1. Düsen-Vorsatz (1) für eine Heissluftdüse zum Warmgasschweissen von Kunststoffbahnen, welcher Düsen-Vorsatz (1) mehrere, einen Schleifkörper (5) bildende Schleifkörperelemente (3, 4, 6) aufweist, welche Schleifkörperelemente (3, 4, 6) auf einer Lagerachse (7) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schleifkörperelemente (3, 4, 6) radial gegeneinander versetzbar sind.
    Düsen-Vorsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schleifkörperelemente (3, 4, 6) ein unterschiedlich grosses, radiales Spiel (S) zur Lagerachse (7) aufweisen.
    Düsen-Vorsatz (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Schleifkörperelemente (3, 4, 6) kreis-, ellipsen- oder tropfenförmig ist.
    Düsen-Vorsatz (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörperelemente (3, 4, 6) aus einem metallischen Material gefertigt sind.
    Düsen-Vorsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkörper (5) walzenförmig ist oder eine sich konisch verjüngende Form aufweist.
    Düsen-Vorsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schleifkörperelemente (3, 4, 6) eine glatte oder strukturierte Oberfläche aufweisen.
    Düsen-Vorsatz (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schleifkörperelemente (3, 4, 6) gerillt oder schraubenartig strukturiert sind.
    Heissluftdüse zum Verschweissen von Kunststoffbahnen, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Düsen-Vorsatz (1) gemäss Anspruch 1 aufweist.
    Heissluftdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (7) des Düsen-Vorsatzes (1) mit einem Haltebügel (8) verbindbar ist.
    Heissluftdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebügel (8) derart ausgebildet ist, dass der Düsen-Vorsatz (1) auswechselbar ist.
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