CH701447B1

CH701447B1 - Wedge for welding thermoplastic plastic webs.

Info

Publication number: CH701447B1
Application number: CH01018/09A
Authority: CH
Inventors: Bernd Wirtgen
Original assignee: Munsch Kunststoff Schweisstechnik Gmbh
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2013-08-30
Also published as: CH701447A2; CH701447A8

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkeil (1) zum Verschweissen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, mit einer ersten (2) und einer zweiten (3) beheizten Schweissfläche, welche zumindest teilweise bezüglich einer durch eine spitzwinklige Kante (4) des Heizkeils (1) verlaufenden Ebene symmetrisch verlaufen. Der Heizkeil (1) ist zweiteilig ausgebildet, wobei zwei Heizkeilhälften (8, 9) in zusammengesetztem Zustand im Innern des Heizkeils (1) zumindest einen von aussen zugänglichen Hohlraum (10) zur Aufnahme zumindest eines Heizelements bilden und dazu zumindest eine der Heizkeilhälften (8, 9) eine Aussparung aufweist. Je nach Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können beispielsweise keramische Flächenheizelemente oder auch zylindrische Heizpatronen verwendet werden. Darüber hinaus können die erste (2) und die zweite (3) beheizte Schweissfläche zur Erzeugung von auf Druckdichtigkeit überprüfbaren Schweissnähten von einer Vertiefung beabstandet, zweiteilig ausgeführt sein.The invention relates to a hot wedge (1) for welding thermoplastic sheets, having a first (2) and a second (3) heated welding surface which are at least partially symmetrical with respect to a plane passing through an acute-angled edge (4) of the hot wedge (1) , The hot wedge (1) is formed in two parts, wherein two Heizkeilhälften (8, 9) in the assembled state inside the Heizkeils (1) at least one externally accessible cavity (10) for receiving at least one heating element and at least one of the Heizkeilhälften (8 , 9) has a recess. Depending on the embodiment of the present invention, for example ceramic surface heating elements or even cylindrical heating cartridges can be used. In addition, the first (2) and the second (3) heated welding surface can be designed to produce pressure-tight testable welds spaced from a recess, in two parts.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Heizkeil zum Verschweissen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, der zweiteilig ausgebildet ist, mit einer ersten beheizbaren Schweissfläche und einer zweiten beheizbaren Schweissfläche, welche zumindest teilweise bezüglich einer durch eine spitzwinklige Kante des Heizkeils verlaufende Ebene symmetrisch verlaufen, wobei zwei Heizkeilhälften in zusammengesetztem Zustand im Innern des Heizkeils zumindest einen von aussen zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme zumindest eines Heizelements bilden und dazu zumindest eine der Heizkeilhälften eine Aussparung aufweist. The invention relates to a hot wedge for welding thermoplastic plastic webs, which is formed in two parts, with a first heatable welding surface and a second heatable welding surface, which are at least partially symmetrical with respect to a plane passing through an acute-angled edge of the hot wedge plane, wherein two hot wedge halves in assembled state in the interior of the hot wedge form at least one externally accessible cavity for receiving at least one heating element and to at least one of the Heizkeilhälften has a recess.

[0002] Beim Heizkeilschweissen werden überlappende Abschnitte von zu verschweissenden Bahnen eines thermoplastischen Materials mittels eines Heizkeils an den miteinander zu verschweissenden Abschnitten zeitweise aufgeschmolzen, um anschliessend häufig unter Zuhilfenahme von nachgelagerten Andruckrollen zu einer verbundenen Einheit gefügt zu werden, welche nach einer Abkühlphase eine feste Verbindung beider Bahnen des thermoplastischen Materials darstellt. When hot wedge welding overlapping portions of webs to be welded thermoplastic material are temporarily melted by means of a hot wedge at the sections to be welded together, to be subsequently often joined with the aid of downstream pinch rollers to a connected unit, which after a cooling phase a solid compound represents both webs of the thermoplastic material.

[0003] Häufig verwenden aus dem Stand der Technik bekannte Heizkeile zur Bereitstellung der notwendigen Wärme Heizelemente in Form zylindrischer Heizpatronen. Diese Heizpatronen, von welchen meistens zwei bis vier Stück Verwendung finden, werden in der Regel entweder von der Stirnfläche oder von einer Seitenfläche in den Heizkeil eingeführt. Zur Fixierung der Heizpatronen im Heizkeil und um diese gegen Herausfallen zu sichern, dienen häufig Seegeringe. Frequently used from the prior art heating wedges to provide the necessary heat heating elements in the form of cylindrical heating cartridges. These cartridge heaters, which are usually used two to four pieces, are usually introduced either from the end face or from a side surface in the heating wedge. To fix the heating cartridges in hot wedges and to prevent them from falling out, often Seegeringe serve.

[0004] Diese bekannten Heizkeile sind immer einteilig gefertigt, so dass sie entsprechend der Abmessungen der verwendeten Heizpatronen Öffnungen zum Beispiel in Form von Bohrungen aufweisen, die wegen der nur sehr geringen thermischen Leitfähigkeit von Luft unter Einhaltung sehr geringer Toleranzen gefertigt sein müssen, um eine hinreichende thermische Kopplung zwischen Heizpatrone und Heizkeilkörper zu gewährleisten. Im Allgemeinen ist zusätzlich die Verwendung von Wärmeleitpasten notwendig. These known heating wedges are always made in one piece, so that they have according to the dimensions of the heating cartridges used openings, for example in the form of holes that must be made due to the very low thermal conductivity of air while maintaining very low tolerances to a to ensure sufficient thermal coupling between the heating cartridge and hot wedge body. In general, the use of thermal compounds is necessary in addition.

[0005] Heizpatronen weiten sich im Versagensfall auf. Dies kann dazu führen, dass die in den Bohrungen sitzenden Heizpatronen sich in diesen verklemmen und dementsprechend nur schwer entfernt werden können. Häufig ist es nötig, die entsprechende Bohrung in dem Heizkeil auszubohren, was zwangsweise nach sich führt, dass die jeweilige Heizpatrone im Innern der Bohrung zerstört wird. Heating cartridges widen in case of failure. This can cause the heating cartridges sitting in the holes to jam into them and therefore be difficult to remove. Often it is necessary to drill out the corresponding hole in the heating wedge, which necessarily means that the respective heating cartridge is destroyed inside the bore.

[0006] Erste Versuche, dieses Problem zu umgehen, sehen vor, das Heizelement in Form eines Mantelheizleiters entlang den Schweissflächen des Heizkeils auszuführen, was jedoch mit einem weit erhöhten Konstruktions- und Herstellungsaufwand derartiger Systeme verbunden ist, da die Form der Mantelheizelemente entsprechend dem bevorzugten Verlauf der Schweissflächen des Heizkeils individuell ausgeformt sein müssen. First attempts to circumvent this problem, provide the heating element in the form of a Mantelheizleiters along the welding surfaces of the hot wedge perform, but this is associated with a much increased design and manufacturing cost of such systems, since the shape of the Mantelheizelemente according to the preferred Course of the welding surfaces of the hot wedge must be formed individually.

[0007] Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 19 741 688 B4 bekannt, bei der zum Fügen von Kunststoffbahnen ein mittels eines Mantelthermoelements geheizter Heizkeil vorgesehen ist, wobei ein Mantelheizleiter in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darüber hinaus auf einem Formstück zu adaptieren ist, das wiederum beidseitig mit dem Heizkeil verbunden ist. Such a device is known for example from DE 19 741 688 B4, in which a hot wedge heated by means of a jacket thermocouple is provided for joining plastic sheets, wherein a Mantelheizleiter in a preferred embodiment of the invention is also to adapt to a fitting, which in turn is connected on both sides with the heating wedge.

[0008] Eine weitere Möglichkeit, die oben genannte Verwendung von Heizpatronen zu vermeiden, ist in der DE 10 2006 016 695 A1 offenbart. Darin ist ein elektrisches Heizelement, insbesondere für die Verwendung in einer Heizkeil-Folienschweisseinrichtung beschrieben, welches einen Heizwiderstand aufweist, der entsprechend der Form eines Heizkeils einer Folienschweissmaschine ausgebildet ist. Es ist darüber hinaus eine mögliche Implementierung des beschriebenen Heizelements in einer für diesen Ansatz geeigneten Ausführungsform eines Heizkeils dargestellt. Eine weitere Ausführungsform der dort beschriebenen Erfindung sieht vor, dass der Heizwiderstand aus einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial hergestellt ist, um Korrosion vorzubeugen. Es ist wiederum zu erkennen, dass die hierin offenbarte Verwirklichung eines Heizkeils eines vergleichbar komplizierten Aufbaus sowie Verlaufs des Heizelements im Innern des Heizkeils zur Gewährleistung eines homogenen Wärmeeintrags durch das Heizelement in den Heizkeil bedarf. Another way to avoid the above-mentioned use of heating cartridges is disclosed in DE 10 2006 016 695 A1. This is an electrical heating element, in particular for use in a hot wedge-foil welding device described which has a heating resistor which is formed according to the shape of a hot wedge of a film welding machine. It is also shown a possible implementation of the heating element described in a suitable embodiment of a hot wedge for this approach. Another embodiment of the invention described therein provides that the heating resistor is made of an electrically conductive ceramic material in order to prevent corrosion. It can again be seen that the disclosed herein realization of a hot wedge of a comparatively complicated structure and course of the heating element in the interior of the hot wedge to ensure a homogeneous heat input through the heating element in the heating wedge needs.

[0009] Die DD 127 097 A offenbart ein zweiteiliges Heizkeilschweissgerät, das neben einem ersten Heizelement in der Heizkeilspitze zwei weitere Heizelemente aufweist, die mit Hilfe eines keilförmigen Spannblechs von innen an eine erste und eine zweite Heizflanke des Schweisskeils gedrückt werden. DD 127 097 A discloses a two-piece hot wedge welding device, which in addition to a first heating element in the Heizkeilspitze two further heating elements, which are pressed by means of a wedge-shaped clamping plate from the inside to a first and a second heating flank of the welding wedge.

[0010] Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, einen Heizkeil vorzuschlagen, der gegenüber der bekannten Vorrichtung eine effektivere Wärmeübertragung zwischen dem oder den Heizelementen und beiden Heizflanken ermöglicht und darüber hinaus vorzugsweise weniger Einzelteile als die bekannten Bauformen aufweist. It is therefore the object of the invention to provide a hot wedge, which allows over the known device, a more effective heat transfer between the heating elements and the two heating flanks and moreover preferably has fewer items than the known types.

[0011] Dies wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das zumindest eine Heizelement in dem zumindest einen Hohlraum formschlüssig eingebettet ist und mit beiden Heizkeilhälften in thermischem Kontakt steht. This is achieved according to the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the at least one heating element is embedded in a form-fitting manner in the at least one cavity and is in thermal contact with both Heizkeilhälften.

[0012] Bei einer für die Verwendung von standardisierten, im Wesentlichen kubischen Heizelementen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizkeilhälften jeweils eine Aussparung aufweisen, so dass in dem von diesen im zusammengesetzten Zustand gebildeten Hohlraum ein im Wesentlichen kubisches Heizelement aufgenommen werden kann, die Summen der Tiefe der beiden Aussparungen im Wesentlichen der Länge einer Abmessung des Heizelements entspricht. Solche, aufgrund ihrer kubischen Form besonders einfach gestalteten Heizelemente sind in einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt, wobei meistens eine Abmessung des im Wesentlichen kubischen Heizelements wesentlich kleiner als die beiden anderen Abmessungen des Heizelements ist, so dass sich ein flächiges Heizelement ergibt. Für erfindungsgemässe Verwendungen ist es insbesondere sinnvoll, keramische Flächenheizelemente zu verwenden. In an advantageous for the use of standardized, substantially cubic heating elements embodiment of the invention, it is provided that the Heizkeilhälften each having a recess, so that in the cavity formed by these in the assembled state, a substantially cubic heating element can be accommodated, the sums of the depth of the two recesses substantially correspond to the length of a dimension of the heating element. Such, because of their cubic shape particularly simple design heating elements are known in a variety of the prior art, usually a dimension of the substantially cubic heating element is substantially smaller than the other two dimensions of the heating element, so that there is a flat heating element. For uses according to the invention it is particularly useful to use ceramic surface heating elements.

[0013] Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit der häufig Verwendung findenden Materialien für die Fertigung erfindungsgemässer Heizkeile ist es nicht zwingend notwendig, dass das zwischen den beiden Heizkeilhälften aufgenommene Heizelement, insbesondere bei dessen Ausführung in Form eines Flächenheizelements, absolut mittig, also gleich beabstandet zu den beiden zu beheizenden Schweissflächen, angeordnet ist. Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Heizkeils kann es beispielsweise sinnvoll sein, dass eine Heizkeilhälfte lediglich eine obere Berandung des von den beiden Heizkeilhälften gebildeten Hohlraums im Innern des Heizkeils bereitstellt, so dass eine Heizkeilhälfte eine vergleichsweise viel stärker ausgeprägte Aussparung aufweist. Grundsätzlich sollte jeweils die Summe der Tiefen der beiden Aussparungen zur Aufnahme eines kubischen Heizelements mit der entsprechenden Länge einer Abmessung dieses übereinstimmen. Due to the high thermal conductivity of the frequently used materials for the production of hot wedges according to the invention, it is not absolutely necessary that the recorded between the two wedge halves heating element, especially in the embodiment in the form of a surface heating, absolutely centered, so evenly spaced to the two welding surfaces to be heated, is arranged. According to one embodiment of the hot wedge according to the invention, it may be expedient, for example, for a hot wedge half to provide only an upper boundary of the cavity formed by the two hot wedge halves in the interior of the hot wedge so that a hot wedge half has a comparatively much more pronounced recess. In principle, in each case the sum of the depths of the two recesses for receiving a cubic heating element should correspond to the corresponding length of a dimension thereof.

[0014] Um weiterhin die nach dem Stand der Technik bekannten im Wesentlichen zylindrischen Heizpatronen verwenden zu können, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die beim Zusammensetzen der Heizkeilhälften zusammengeführten Flächen zumindest jeweils eine Aussparung aufweisen, welche die Oberfläche eines Halbzylinders aufweist. In order to continue to use the known in the prior art substantially cylindrical heating cartridges, provides a further embodiment of the invention, that the merging of the Heizkeilhälften surfaces have at least one respective recess having the surface of a half-cylinder.

[0015] Aufgrund der zweiteiligen Ausführungsform des erfindungsgemässen Heizkeils ist es auch im Versagensfall der zylindrischen Heizpatronen, welcher ja in der Regel damit verbunden ist, dass sich die verwendeten Heizpatronen in der heizkeilseitigen Bohrung aufweiten, möglich, dass diese einfach und ohne zerstört zu werden aus dem Heizkeil entfernt werden können, indem zunächst die beiden Heizkeilhälften voneinander getrennt werden. Due to the two-part embodiment of the inventive hot wedge, it is also in case of failure of the cylindrical heating cartridges, which is usually associated with the fact that expand the heating cartridges used in the heating wedge-side bore, possible that this easily and without being destroyed can be removed from the hot wedge by first separating the two halves of the hot wedge from each other.

[0016] Zur besonders einfachen Einführung der zylindrischen Heizpatronen in einen erfindungsgemässen Heizkeil ist vorgesehen, dass die von den halbzylindrischen Aussparungen in den Heizkeilhälften gebildeten Öffnungen bis zu zumindest einer Berandung des Heizkeils fortgesetzt sind und damit das Einführen eines zylindrischen Heizelements von aussen in den erzeugten Hohlraum auch im zusammengesetzten Zustand des Heizkeils möglich ist. Die Fixierung der zumindest einen Heizpatrone kann unter Zuhilfenahme von Sicherungselementen, wie beispielsweise Seegerringen, erfolgen. For a particularly simple introduction of the cylindrical heating cartridges in a hot wedge according to the invention it is provided that the openings formed by the semi-cylindrical recesses in the Heizkeilhälften are continued to at least one boundary of the hot wedge and thus the insertion of a cylindrical heating element from the outside into the generated cavity is also possible in the assembled state of the hot wedge. The fixing of the at least one heating cartridge can be done with the aid of security elements, such as Seeger rings.

[0017] Bei einer zweckmässigen Ausführungsform des vorbenannten Heizkeils ist die Symmetrieachse des zumindest einen zylindrischen Heizelements parallel zur Bewegungsrichtung des Heizkeils im Betrieb angeordnet. In der Praxis bedeutet dies, dass die in Bewegungsrichtung ausgerichtete Stirnfläche des Heizkeils zumindest eine Öffnung zur Aufnahme zumindest eines zylindrischen Heizelements aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung sowie der nachgelagerte Hohlraum wiederum die erfindungsgemässe zweigeteilte Gestalt aufweisen. In an expedient embodiment of the aforementioned hot wedge, the axis of symmetry of the at least one cylindrical heating element is arranged parallel to the direction of movement of the hot wedge during operation. In practice, this means that the aligned in the direction of movement end face of the hot wedge has at least one opening for receiving at least one cylindrical heating element, wherein the at least one opening and the downstream cavity in turn have the invention two-part shape.

[0018] Ist die oben genannte Verwendung von Sicherungselementen zur Fixierung der Heizpatrone nicht vorgesehen, und ist darüber hinaus nicht unbedingt notwendig, dass die Heizpatronen auch im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften in den Heizkeil eingeführt werden können, so sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass zumindest eine der Aussparungen eine Abkantung aufweist, wodurch im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften eine Fixierung des zumindest einen Heizelements im Innern der Aussparung erreicht wird. Demzufolge ist es zur Einbringung des zumindest einen Heizelements in den zumindest einen von einer Abkantung begrenzten Hohlraum notwendig, dass die beiden Heizkeilhälften zumindest um die Höhe, mit welcher die Abkantung von der Oberfläche der Aussparung absteht, voneinander getrennt werden. If the above-mentioned use of securing elements for fixing the heating cartridge is not provided, and moreover is not absolutely necessary that the heating cartridges can also be introduced in the assembled state of the hot wedge halves in the hot wedge, so provides a further embodiment of the invention, that at least one of the recesses has a fold, whereby a fixation of the at least one heating element is achieved in the interior of the recess in the assembled state of the Heizkeilhälften. Accordingly, it is necessary for the introduction of the at least one heating element in the at least one bounded by a fold cavity, that the two Heizkeilhälften be separated from each other at least by the height at which the fold protrudes from the surface of the recess.

[0019] Zur Erzeugung von auf Dichtigkeit überprüfbaren Schweissnähten sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die erste und die zweite Schweissfläche jeweils durch eine Vertiefung zweigeteilt sind, so dass sich ein Bereich ergibt, bei dem im Betrieb des erfindungsgemässen Heizkeils an gegenüberliegenden Stellen der beiden miteinander in Verbindung zu bringenden Bahnen eines thermoplastischen Materials, das Aufschmelzen beider Bahnen vermieden wird, weil an diesen Stellen kein thermischer Kontakt zwischen Schweissfläche und thermoplastischem Material besteht, wobei eine Symmetrieachse der Vertiefung entlang der Bewegungsrichtung des Heizkeils im Betrieb ausgerichtet ist, so dass sich eine Schweissnaht bestehend aus zwei verschweissten Abschnitten und einem von diesem umgebenden unverschweissten Abschnitt ergibt. Nach Abschluss des Schweissvorgangs kann somit das sich zwischen den verschweissten Abschnitten ergebende Volumen mit einem Druck beaufschlagt werden, so dass im Folgenden bei Nichteintreten eines Druckabfalls die Druckdichtigkeit der erzeugten Schweissnaht angenommen werden kann. Sinnvollerweise ist bei diesem Vorgehen der sich zwischen den verschweissten Abschnitten ergebende Kanal an einem Ende durch geeignete Mittel druckdicht verschlossen, wobei das andere Ende mit einem einen mit einem Druck beaufschlagten Volumen- oder Massenstrom verursachenden Mittel in fluidischer Verbindung steht. To produce weld seams which can be checked for leaks, a further embodiment of the invention provides that the first and the second welding surfaces are divided into two by a depression, so that an area results in which the heating wedge according to the invention operates at opposite locations two interconnected webs of a thermoplastic material, the melting of both webs is avoided, because there is no thermal contact between the welding surface and thermoplastic material at these locations, wherein an axis of symmetry of the depression along the direction of movement of the hot wedge in operation is aligned, so that a weld consisting of two welded sections and a surrounding of this most unwelded section results. After completion of the welding process, the volume resulting between the welded sections can thus be subjected to a pressure, so that in the following, if no pressure drop occurs, the pressure-tightness of the welded seam produced can be assumed. It makes sense in this procedure, the resulting between the welded sections channel at one end by suitable means pressure-tight manner, wherein the other end is in fluidic connection with a medium or mass flow causing a pressure in fluid communication.

[0020] Bei einer für die Praxis verbesserten Ausführungsform des zuvor beschriebenen Heizkeils ist die Vertiefung über die spitzwinklige Heizkeilkante hinaus durch eine Schleppzunge verlängert, wobei eine Symmetrieebene der Schleppzunge in der durch die spitzwinklige Kante des Heizkeils verlaufenden Ebene liegt. Dabei kann eine Abmessung der Schleppzunge im Wesentlichen der durch die Vertiefung hervorgerufenen senkrechten Beabstandung der zweigeteilten Schweissflächen entsprechen. In an improved practice for the embodiment of the hot wedge described above, the recess is extended beyond the acute-angled Heizkeilkante addition by a traction tongue, wherein a plane of symmetry of the trailing tongue is in the plane passing through the acute-angled edge of the hot wedge plane. In this case, a dimension of the traction tongue substantially correspond to the vertical spacing caused by the depression of the two-part welded surfaces.

[0021] Insbesondere jedoch für die Verschweissung von dünnmaterialigen Bahnen hat sich eine durchgängige, einteilige Naht als vorteilhaft herausgestellt, so dass die dazu verwendeten Heizkeile entsprechend auch auf ihren Schweissflächen keine Vertiefung aufweisen. However, in particular for the welding of thin webs, a continuous, one-piece seam has been found to be advantageous, so that the hot wedges used for this purpose also have no depression on their welding surfaces.

[0022] Da die durch den Schweissprozess bedingte Aufschmelzung von thermoplastischen Materialien durch den erfindungsgemässen Heizkeil korrosionsfordernde Stoffe, wie zum Beispiel Chlor oder Chlorwasserstoff, entstehen lässt, hat es sich als sinnvoll herausgestellt, dass die zuvor genannten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Heizkeils zumindest teilweise oder zumindest an ihren verstärkt Korrosion ausgesetzten Abschnitten mit einem hinreichend thermisch leitfähigen Keramikmaterial beschichtet sind. Überstöchiometrisches Siliziumkarbid (SiC) mit einem Anteil von zirka 85 bis 95 Gew.-% Siliziumkarbid und zirka 15 bis 5 Gew.-% metallischem Silizium hat sich für diese Verwendung als besonders vorteilhaft herausgestellt. Since the fusion of thermoplastic materials caused by the welding process by the hot wedge according to the invention gives rise to corrosive substances, such as chlorine or hydrogen chloride, it has been found useful that the aforementioned embodiments of the inventive hot wedge at least partially or at least their corrosion-exposed sections are coated with a sufficiently thermally conductive ceramic material. Super stoichiometric silicon carbide (SiC) containing about 85 to 95 weight percent silicon carbide and about 15 to 5 weight percent metallic silicon has been found to be particularly advantageous for this use.

[0023] Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäss zweiteilige Ausführungsform von Heizkeilen, die das Heizelement aufnehmenden Aussparungen zur formschlüssigen Aufnahme des verwendeten Heizelements auszubilden, so dass dadurch die Anwendung von Wärmeleitpaste zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit zwischen Heizelement und Heizkeilkörper überflüssig wird. Dies ermöglicht nicht nur Kosten zu sparen, sondern auch ein sauberes und wartungsfreies Arbeiten. In addition, the inventive two-part embodiment of hot wedges, the recesses for receiving the heating element receiving the form-fitting recording of the heating element used, so that thereby the application of thermal paste to increase the thermal conductivity between the heating element and Heizkeilkörper is unnecessary. This not only saves costs, but also a clean and maintenance-free working.

[0024] Grundsätzlich sind für die Herstellung erfindungsgemässer Heizkeile sämtliche ausreichend thermisch leitfähigen und mechanisch sowie chemisch beständigen Materialien denkbar, wie z.B. verschiedene Metalle und Stähle wie Edelstahl, Kupfer oder Aluminium, deren Auswahl entsprechend des zu verschweissenden Materials erfolgt. Dabei beziehen sich die verwendeten Ausdrücke wie «ausreichend thermisch leitfähig» und «mechanisch sowie chemisch beständig» auf in der Praxis und in dem jeweiligen Einsatzgebiet der erfindungsgemässen Heizkeile relevante Kenngrössen. In principle, all sufficiently thermally conductive and mechanically and chemically resistant materials are conceivable for the production of heating wedges according to the invention, such as, for example, various metals and steels such as stainless steel, copper or aluminum, whose selection is made according to the material to be welded. In this case, the terms used such as "sufficiently thermally conductive" and "mechanically and chemically resistant" on in practice and in the particular application of the inventive hot wedges relevant parameters relate.

[0025] Die Begriffe «Heizflächen» und «Heizflanken» sowie «zylindrisches Heizelement» und «Heizpatrone» werden im Text synonym verwendet. The terms "heating surfaces" and "heating flanks" and "cylindrical heating element" and "heating cartridge" are used synonymously in the text.

[0026] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Further details of the invention are described in the drawing with reference to schematically illustrated embodiments.

[0027] Hierbei zeigt: <tb>Fig. 1<sep>einen erfindungsgemässen Heizkeil zur Aufnahme eines Flächenheizelements, <tb>Fig. 2<sep>einen erfindungsgemässen Heizkeil zur Aufnahme von zwei zylindrischen Heizpatronen, <tb>Fig. 3<sep>den Heizkeil aus Fig. 2im zusammengesetzten Zustand, und <tb>Fig. 4<sep>einen erfindungsgemässen Heizkeil zur Verwendung von vier zylindrischen Heizelementen und mit einer Schleppzunge.[0027] Hereby shows: <Tb> FIG. 1 <sep> a heating wedge according to the invention for receiving a surface heating element, <Tb> FIG. 2 <sep> a heating wedge according to the invention for receiving two cylindrical heating cartridges, <Tb> FIG. 3 <sep> the heating wedge of Fig. 2in the assembled state, and <Tb> FIG. 4 <sep> a hot wedge according to the invention for the use of four cylindrical heating elements and with a traction tongue.

[0028] Fig. 1 beschreibt einen erfindungsgemässen Heizkeil 1, mit einer ersten beheizbaren Schweissfläche 2 und einer zweiten beheizbaren Schweissfläche 3 sowie einer spitzwinkligen Kante 4, durch welche die Symmetrieebene 5 verläuft, bezüglich welcher im Folgenden die relative Anordnung der erfindungswesentlichen Merkmale des Heizkeils 1 beschrieben werden. Fig. 1 describes a hot wedge 1 according to the invention, with a first heatable welding surface 2 and a second heatable welding surface 3 and an acute-angled edge 4, through which the plane of symmetry 5 extends, with respect to which in the following the relative arrangement of the features of the heating wedge essential to the invention to be discribed.

[0029] Insbesondere verlaufen die beiden beheizbaren Schweissflächen 2, 3 bezüglich der Ebene 5 symmetrisch, wobei die erste Kontaktfläche 6 und die zweite Kontaktfläche 7 der beiden Heizkeilhälften 8, 9 im zusammengesetzten Zustand des Heizkeils 1 ebenfalls kongruent zu der Ebene 5 verlaufen. Der dargestellte, zweigeteilte Heizkeil 1 ist darauf ausgelegt, ein keramisches Flächenheizelement 13 aufzunehmen, wozu die beiden Heizkeilhälften 8, 9 jeweils eine im Wesentlichen identische Aussparung 12 aufweisen, wobei die Tiefe der jeweiligen Aussparung 12 der Hälfte einer Abmessung des im Wesentlichen kubischen keramischen Flächenheizelements 13 entspricht. Wie auch bezüglich der Geometrie der Aussparung 12 in der zweiten Heizkeilhälfte 9 zu erkennen ist, kann diese von der von dem Flächenheizelement 13 vorgegebenen Geometrie abweichen, um beispielsweise eine Greifmulde 18 auszubilden, die es ermöglicht, das funktionsbedingt formschlüssig in die Aussparung 12 eingebettete Heizelement 13 bei Bedarf leicht entfernbar zu gestalten. In particular, the two heatable welding surfaces 2, 3 are symmetrical with respect to the plane 5, wherein the first contact surface 6 and the second contact surface 7 of the two hot wedge halves 8, 9 in the assembled state of the hot wedge 1 are also congruent to the plane 5. The illustrated two-part hot wedge 1 is designed to receive a ceramic surface heating element 13, for which purpose the two hot wedge halves 8, 9 each have a substantially identical recess 12, wherein the depth of the respective recess 12 is half of a dimension of the substantially cubic ceramic surface heating element 13 equivalent. As can also be seen with respect to the geometry of the recess 12 in the second hot wedge half 9, this may deviate from the geometry given by the surface heating element 13, for example to form a gripping recess 18, which allows the functionally embedded form-fitting in the recess 12 heating element 13th easy to remove if necessary.

[0030] Erst der Einsatz eines zweigeteilten Heizkeils 1 ermöglicht es, auch flächige Heizelemente zu verwenden, da nur bei einer Teilung des durch die Aussparungen 12 bereitgestellten Aufnahmenestes eine ausreichende Anlage der Kontaktflächen 6, 7 von Heizelement 13 und Heizkeilkörper gegeben ist und darüber hinaus erst bei dieser Bauart unter nur geringem Montageaufwand das Flächenheizelement 13 leicht entnommen und gewechselt werden kann. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung von flächigen Heizelementen eine kompaktere Bauform des erfindungsgemässen Heizkeils 1 im Vergleich zu nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Da durch die Verwendung von flächigen Heizelementen auch die Wärmeeinkopplung in den Heizkeil 1 zu den für den Schweissprozess relevanten zu beheizenden Schweissflächen 2, 3 besonders effektiv möglich ist, weist diese Bauart darüber hinaus einen weiteren Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten, häufig mit zylindrischen Heizpatronen beheizten Heizkeilen auf. Damit direkt verbunden ist auch die Tatsache, dass die erfindungsgemässen Heizkeile eine höhere, an die beheizten Schweissflächen 2, 3 abgegebene Heizleistung und dementsprechend ein schnelleres Ansprechverhalten aufweisen. Die hier vorgeschlagene Ausführungsform eines Heizkeils 1 ermöglicht damit ein schnelleres und effektiveres Arbeiten. Only the use of a two-part hot wedge 1 makes it possible to use flat heating elements, since only at a pitch of the recesses 12 provided by the receiving test sufficient contact surfaces 6, 7 of heating element 13 and hot wedge body is given and beyond With this type of construction, the surface heating element 13 can be easily removed and replaced with only little installation effort. Furthermore, the use of planar heating elements allows a more compact design of the hot wedge 1 according to the invention in comparison to devices known from the prior art. Since the use of laminar heating elements and the heat input into the hot wedge 1 to the relevant for the welding process to be heated welding surfaces 2, 3 is particularly effective, this type also has a further advantage over known from the prior art, often with cylindrical Heating cartridges heated heating wedges on. This is directly related to the fact that the hot wedges according to the invention have a higher heat output to the heated welding surfaces 2, 3 and accordingly a faster response. The proposed embodiment of a hot wedge 1 thus allows faster and more effective work.

[0031] Darüber hinaus weisen die erste und die zweite beheizte Schweissfläche 2, 3 jeweils eine Vertiefung 15 auf, durch welche die jeweilige beheizte Schweissfläche 2, 3 zweigeteilt und durch einen an dem Schweissprozess nicht teilnehmenden Abschnitt beabstandet wird. Dabei sind wiederum die beiden Vertiefungen 15 auf den beiden Schweissflächen 2, 3 bezüglich der Ebene 5 symmetrisch angeordnet, so dass dementsprechend beim Verschweissen von Bahnen eines thermoplastischen Materials mittels des erfindungsgemässen Heizkeils 1 die entstehende Naht in Querrichtung aus zwei voneinander getrennten, geschweissten Bereichen besteht, wobei diese entsprechend einer Dimension der Vertiefung 15 um eine entsprechende Länge voneinander beabstandet sind. In dem von den beiden verschweissten Bereichen begrenzten Bereich, bestehend aus zwei übereinanderliegenden, jedoch nicht verschweissten Bahnen des thermoplastischen Materials, entsteht ein Kanal, welcher im Anschluss an den Schweissprozess zur Überprüfung der Dichtigkeit der erzeugten Schweissnaht Verwendung finden kann. In addition, the first and the second heated welding surface 2, 3 each have a recess 15, through which the respective heated welding surface 2, 3 is divided into two and spaced by a not participating in the welding process section. Again, the two recesses 15 are symmetrically arranged on the two welding surfaces 2, 3 with respect to the plane 5, so that accordingly when welding webs of a thermoplastic material by means of the inventive hot wedge 1, the resulting seam in the transverse direction consists of two separate, welded areas, wherein these are spaced from each other by a corresponding length according to a dimension of the recess 15. In the area bounded by the two welded areas, consisting of two superimposed, but not welded webs of thermoplastic material, creates a channel, which can be used following the welding process to check the tightness of the weld produced.

[0032] Ist beispielsweise ein Ende des erzeugten Kanals druckdicht verschlossen, und steht das andere Ende in fluidischer Verbindung mit einem ein mit einem Druck beaufschlagten Medium bereitstellenden Mittel, so kann die Dichtigkeit im Folgenden über einen im Optimalfall nicht eintretenden Druckabfall überprüft werden. Der beschriebene Heizkeil 1 ermöglicht somit darüber hinaus, unmittelbar im Anschluss an die Erzeugung der Schweissnaht, deren Dichtigkeit zuverlässig zu bestimmen. For example, if one end of the channel generated pressure-tight manner, and is the other end in fluid communication with a pressurized medium providing means, then the tightness can be checked in the following on a not optimal occurring pressure drop. In addition, the hot wedge 1 described thus makes it possible to reliably determine its tightness immediately after the production of the weld seam.

[0033] Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäss zweiteiligen Heizkeil 1, welcher es ermöglicht, weiterhin die konventionellen, zylindrischen Heizelemente 14 zu verwenden, wobei aufgrund seiner Zweiteiligkeit im Versagensfall der Heizelemente diese vergleichsweise einfach und insbesondere ohne Zerstörung selbiger aus dem Heizkeilkörper entfernt werden können. Wiederum ermöglicht der hier dargestellte Heizkeil 1 die Herstellung auf Druckdichtigkeit überprüfbarer Schweissnähte mittels der durch die Vertiefung 15 zweigeteilten Schweissflächen 2, 3. Fig. 2 shows an inventive two-piece hot wedge 1, which makes it possible to continue to use the conventional cylindrical heating elements 14, which due to its bipartite in the event of failure of the heating elements they can be relatively easily and in particular without destruction selbiger removed from the Heizkeilkörper. Again, the hot wedge 1 shown here makes it possible to produce welded seams which can be checked for pressure-tightness by means of the welding surfaces 2, 3 divided into two sections by the depression 15.

[0034] Sinnvollerweise sind bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemässen Heizkeils die Aussparungen 12 halbzylinderförmig ausgebildet, so dass im zusammengesetzten Zustand beider Heizkeilhälften 8, 9 eine zuverlässige Aufnahme des oder der zylindrischen Heizelemente 14 unter Bereitstellung einer möglichst effektiven thermischen Kontaktierung zwischen Heizelement und Heizkeilkörper gewährleistet ist. It makes sense, the recesses 12 are semi-cylindrical in this embodiment of an inventive hot wedge, so that in the assembled state of both Heizkeilhälften 8, 9 a reliable recording of or cylindrical heating elements 14 is provided to provide the most effective thermal contact between heating element and hot wedge body.

[0035] Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform können die beiden zylindrischen Heizelemente 14 von einer Stirnseite des Heizkeils 1 eingeführt werden, sofern die Aussparungen 12 bis zu der durch die Stirnseite bereitgestellten Berandung des Heizkeils 1 fortgeführt sind. In the embodiment shown in Fig. 2, the two cylindrical heating elements 14 can be inserted from an end face of the hot wedge 1, provided that the recesses 12 are continued up to the edge provided by the front edge of the hot wedge 1.

[0036] Dabei ist die Stirnseite dadurch definiert, dass sie diejenige Aussenfläche des Heizkeils 1 darstellt, welche im Betrieb des Heizkeils 1 in Bewegungsrichtung ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Fixierung der zylindrischen Heizelemente 14 im Heizkeilinnern bereits durch den für die optimale Funktion des Heizkeils 1 benötigten Formschluss gewährleistet sein. Eine noch zuverlässigere Fixierung der zylindrischen Heizelemente 14 kann dadurch erreicht werden, dass die Aussparungen zumindest eine Abkantung aufweisen. Diese kann beispielsweise derart gestaltet sein, dass sie im zusammengesetzten Zustand der Heizkeilhälften 8, 9 den von den Aussparungen 12 bereitgestellten Hohlraum 10 so weit verringern, dass entweder das eingeführte zylindrische Heizelement 14 an der entsprechenden Stelle eingeklemmt wird, oder, falls die Abkantung beispielsweise in der Nähe der Stirnfläche des Heizkeils 1 angeordnet ist und darüber hinaus an dieser Stelle den Hohlraumquerschnitt deutlich verringert, kann im zumindest teilweise separierten Zustand der beiden Heizkeilhälften 8, 9 das jeweilige zylindrische Heizelement 14 passgenau in die, durch die Abkantung einseitig begrenzte Mulde eingesetzt und nach Zusammenbringen der beiden Heizkeilhälften 8, 9 in dieser zuverlässig fixiert werden. Sinnvollerweise entspricht dann die durch die Abkantung begrenzte Dimension des Hohlraums 10 der entsprechenden Abmessung der aufzunehmenden zylindrischen Heizelemente 14. In this case, the end face is defined by the fact that it represents that outer surface of the hot wedge 1, which is aligned in the direction of movement during operation of the hot wedge 1. In this embodiment, the fixation of the cylindrical heating elements 14 in Heizkeilinnern can already be ensured by the required for the optimal function of the hot wedge 1 positive connection. An even more reliable fixation of the cylindrical heating elements 14 can be achieved in that the recesses have at least one fold. This may for example be designed so that they reduce in the assembled state of the Heizkeilhälften 8, 9 provided by the recesses 12 cavity 10 so far that either the inserted cylindrical heating element 14 is clamped in the appropriate place, or if the fold, for example in is arranged near the end face of the hot wedge 1 and also significantly reduced at this point the cavity cross-section, in the at least partially separated state of the two Heizkeilhälften 8, 9, the respective cylindrical heating element 14 fits accurately into the, limited by the fold one-sided depression and after Matching the two Heizkeilhälften 8, 9 are fixed in this reliable. It makes sense then corresponds to the limited by the fold dimension of the cavity 10 of the corresponding dimension of the male cylindrical heating elements 14th

[0037] An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass die Fixierung der beiden Heizkeilhälften 8, 9 aufeinander beispielsweise mittels Formschluss, Klemmung oder einer Schraubverbindung erfolgen kann. At this point it should also be noted that the fixation of the two Heizkeilhälften 8, 9 can be done each other, for example by means of positive locking, clamping or a screw connection.

[0038] Fig. 3 zeigt den erfindungsgemässen Heizkeil 1 gemäss Fig. 2im zusammengesetzten Zustand, wobei dieser darüber hinaus über eine Schleppzunge 16 verfügt, welche derart angeordnet ist, dass sie die Vertiefung 15 über die spitzwinklige Heizkeilkante 4 hinaus verlängert, und wobei eine Symmetrieebene der Schleppzunge 16 in der Ebene 5 liegt. Eine solche Schleppzunge 16 weist in der Regel zumindest teilweise eine Abmessung auf, welche dem durch die Vertiefung 15 erzeugten senkrechten Abstand der Schweissflächenhälften entspricht. Fig. 3 shows the hot wedge 1 according to the invention according to Fig. 2im in the assembled state, this also has a traction tongue 16 which is arranged such that it extends the recess 15 on the acute-angled Heizkeilkante 4 addition, and wherein a plane of symmetry the trailing tongue 16 lies in the plane 5. Such a traction tongue 16 generally has, at least partially, a dimension which corresponds to the vertical distance of the welding surface halves produced by the recess 15.

[0039] Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemässen Heizkeil 1, welcher eine durch die Vertiefung 15 zweigeteilte erste beheizbare Schweissfläche 2 aufweist, sowie eine die Vertiefung 15 erfindungsgemäss verlängernde Schleppzunge 16. Bei der hier dargestellten Bauform ist es vorgesehen, dass vier zylindrische Heizelemente 14, wie dargestellt, von einer Seitenfläche des Heizkeils in diesen eingeschoben werden, wozu der dafür notwendige zylindrische Hohlraum 10 den gesamten Heizkeilkörper durchdringt, so dass die in die Hohlräume 10 eingeführten zylindrischen Heizelemente 14 auf beiden Heizkeilseiten mittels Seegerringen 17 in einer bevorzugten Position fixiert werden können. Aufgrund der Zweiteiligkeit dieses erfindungsgemässen Heizkeils 1 können die sich im Versagensfall eventuell aufweitenden und damit im Hohlrauminnern einklemmenden zylindrischen Heizelemente 14 nach Trennung der beiden Heizkeilhälften 8, 9 voneinander auf einfache Art und Weise und ohne zerstört zu werden aus dem Heizkeil 1 entfernt werden. Diese erfindungsgemässe Ausführungsform eines Heizkeils 1 ermöglicht es somit, dass zwar die konventionell je nach Anwendung manchmal bevorzugten zylindrischen Heizpatronen 14 weiter verwendet werden können, jedoch ihre bei Verwendung in herkömmlichen Heizkeilen mitunter auftretenden Schwierigkeiten im Versagensfall dieser für erfindungsgemässe Heizkeile nicht berücksichtigt zu werden brauchen. 4 shows a heating wedge 1 according to the invention, which has a first heatable welding surface 2 divided by the recess 15, and a trailing tongue 16 extending the recess 15 according to the invention. In the design illustrated here, it is provided that four cylindrical heating elements 14, as shown, are inserted from a side surface of the hot wedge in this, including the necessary cylindrical cavity 10 penetrates the entire Heizkeilkörper so that the introduced into the cavities 10 cylindrical heating elements 14 can be fixed on both Heizkeilseiten means of Seegerringen 17 in a preferred position. Due to the bipartite this hot wedge 1 according to the invention, the possibly bulging in case of failure and thus clamped in the cavity interior cylindrical heating elements 14 after separation of the two Heizkeilhälften 8, 9 from each other in a simple manner and without being destroyed from the hot wedge 1. This embodiment of a hot wedge 1 according to the invention thus makes it possible to continue to use the conventional cartridge cartridges 14, which are sometimes preferred depending on the application, but their difficulties in use in conventional hot wedges do not need to be taken into account in the case of failure of these hot wedges according to the invention.

Claims

1. hot wedge (1) for welding thermoplastic plastic webs, which is formed in two parts, with a first heatable welding surface (2) and a second heatable welding surface (3), which at least partially with respect to a by an acute-angled edge (4) of the hot wedge (1 ) extending plane (5) extend symmetrically, wherein two Heizkeilhälften (8, 9) in the assembled state in the interior of the heating wedge (1) at least one externally accessible cavity (10) for receiving at least one heating element (11) and at least one of Hot wedge halves (8, 9) has a recess (12), characterized in that the at least one heating element (11) in the at least one cavity (10) is positively embedded and is in thermal contact with two Heizkeilhälften (8, 9).

2. hot wedge (1) according to claim 1, characterized in that both Heizkeilhälften (8, 9) each having a recess (12), which together form at least one cavity (10), in which at least one substantially cubic heating element (11) can be received, wherein the sum of the depths of the two recesses (12) substantially corresponds to the length of a dimension of the at least one heating element (11).

3. hot wedge (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one heating element (11) is a ceramic surface heating element (13).

4. hot wedge (1) according to claim 1, characterized in that the two Heizkeilhälften (8, 9) at least one recess (12), wherein the recesses (12) each have a surface of a half-cylinder, which in composite Heizkeilhälften (8, 9 ) form at least one cylindrical cavity (10).

5. hot wedge (1) according to claim 4, characterized in that the recesses (12) of the two Heizkeilhälften (8, 9) to at least one boundary of the Heizkeils (1) are continued and thus introducing at least one cylindrical heating element (14) from the outside into the at least one generated cylindrical cavity (10) in an assembled state of the hot wedge (1) is possible.

6. hot wedge (1) according to claim 4 or 5, characterized in that an axis of symmetry of the at least one cylindrical cavity (10) is arranged parallel to the direction of movement of the hot wedge (1) during operation.

7. hot wedge (1) according to claim 4, characterized in that at least one of the recesses (12) has a fold, whereby in the assembled state of the Heizkeilhälften (8, 9) fixing the at least one heating element (11) in the interior of this recess ( 12) is reached.

8. hot wedge (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and the second welding surface (2, 3) each by a recess (15) are divided into two, wherein an axis of symmetry of the recess (15) along the direction of movement of the hot wedge (1) is aligned in operation, resulting in a weld consisting of two welded sections and a non-welded section surrounding them.

9. hot wedge (1) according to claim 8, characterized in that the recess (15) on the acute-angled edge (4) of the hot wedge (1) is further extended by a traction tongue (16), wherein a plane of symmetry of the trailing tongue (16) in the level (5) is located.

10. hot wedge (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the hot wedge (1) is at least partially or at least exposed to the corrosion portions coated with a sufficiently thermally conductive ceramic material.

11. hot wedge (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the hot wedge (1) is made of a thermally conductive and mechanically and chemically resistant material such as stainless steel, copper or aluminum.