DE102019117868B4 - Nozzle device and hot gas welding system - Google Patents

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Abstract

Düsenvorrichtung (12), insbesondere zum Heißgasschweißen, mit wenigstens einer Gaszuleitung (28) zum Zuleiten einer Gasströmung (44) auf ein zu schweißendes Werkstück (14) und mit einer porösen Struktur (30) zur Vergleichmäßigung einer durch die Gaszuleitung (28) durchtretendenden und/oder aus der Gaszuleitung (28) austretenden Gasströmung (44), wobei die Gaszuleitung (28) begrenzenden Wandabschnitte (32) und Düsenkomponenten (34, 36) gemeinsam mit der porösen Struktur (30) mittels additiver Fertigung erzeugt sind, wobei die Gaszuleitung (28) schlitzförmig ausgebildet ist und einen schlitzförmig umlaufenden Auslass (29) aufweist und wobei die Gaszuleitung (28) und der Auslass (29) der Gaszuleitung (28) eine an ein zu schweißendes Werkstück (14) angepasste Geometrie aufweisen.

Figure DE102019117868B4_0000
Nozzle device (12), in particular for hot-gas welding, having at least one gas supply line (28) for supplying a gas flow (44) to a workpiece (14) to be welded and having a porous structure (30) to even out a gas passing through the gas supply line (28) and /or the gas flow (44) emerging from the gas supply line (28), the wall sections (32) and nozzle components (34, 36) delimiting the gas supply line (28) being produced together with the porous structure (30) by means of additive manufacturing, the gas supply line ( 28) is slot-shaped and has a slot-shaped peripheral outlet (29), and wherein the gas supply line (28) and the outlet (29) of the gas supply line (28) have a geometry adapted to a workpiece (14) to be welded.
Figure DE102019117868B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung, insbesondere zum Heißgasschwei-ßen. Ebenso betrifft die Erfindung eine Heißgasschweißanlage, insbesondere zum Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken.The invention relates to a nozzle device, in particular for hot gas welding. The invention also relates to a hot gas welding system, in particular for hot gas welding of plastic workpieces.

Heißgas wird für das Verschweißen von Werkstücken, insbesondere von Kunststoffwerkstücken, eingesetzt. Hierzu werden die zu verschweißenden Werkstücke mittels Heißgas erwärmt und anschließend und zusammengefügt beziehungsweise zusammengeführt. Es ist bekannt, für das Zuführen von Heißgas auf die Schweißbereiche eines Werkstücks Düsenvorrichtungen einzusetzen, die eine Vielzahl von kleinen Röhrchen aufweisen. Die Anordnung beziehungsweise Erstreckung der Röhrchen kann dabei im Hinblick auf die Geometrie der zu verschweißenden Werkstücke angepasst oder gewählt sein.Hot gas is used to weld workpieces, especially plastic workpieces. For this purpose, the workpieces to be welded are heated using hot gas and then joined or brought together. It is known to use nozzle devices comprising a plurality of small tubes for supplying hot gas to the weld areas of a workpiece. The arrangement or extent of the tubes can be adapted or selected with regard to the geometry of the workpieces to be welded.

Durch den Einsatz der voranstehend erwähnten Röhrchen für die Zuführung von Heißgas kann es jedoch zu einer nur punktuellen beziehungsweise ungleichmäßigen Erwärmung der Schweißbereiche kommen. Zudem lassen sich solche Röhrchen nur schwer beziehungsweise nur mit großem Aufwand an komplexe Geometrien der zu verschweißenden Werkstücke anpassen. Die präzise und gleichmäßige Zuführung von Heißgas auf die Schweißbereiche der zu verschweißenden Werkstücke wird dadurch weiter erschwert. Insgesamt können die jeweils zu erzielenden Schweißergebnisse hierdurch beeinträchtigt werden.However, the use of the above-mentioned tubes for the supply of hot gas can lead to only punctiform or non-uniform heating of the welding areas. In addition, such small tubes can only be adapted to complex geometries of the workpieces to be welded with difficulty or only with great effort. This makes it even more difficult to supply hot gas precisely and evenly to the welding areas of the workpieces to be welded. Overall, the welding results to be achieved in each case can be impaired as a result.

Der Stand der Technik aus der Druckschrift US 3 488 244 A betrifft eine Vorrichtung zum Heißversiegeln, insbesondere zum Heißversiegeln von Beuteln beziehungsweise Taschen. Die Vorrichtung gemäß US 3 488 244 A weist eine Düsenvorrichtung mit zwei gegenüberliegenden angeordneten Gasauslässen zum Zuleiten einer Gasströmung auf ein zu schweißendes Material auf. Ein poröser Metalleinsatz ist in den jeweiligen Gasaustrittskanal eingesetzt, wobei es sich bei dem Metalleinsatz um ein poröses Bronzematerial handeln kann.The state of the art from the publication U.S. 3,488,244 A relates to a device for heat sealing, in particular for heat sealing bags or bags. The device according to U.S. 3,488,244 A has a nozzle device with two oppositely arranged gas outlets for supplying a gas flow onto a material to be welded. A porous metal insert is inserted into each gas exit channel, which metal insert may be a porous bronze material.

Der Stand der Technik in der Druckschrift DE 19 14 122 A offenbart ein Schweißverfahren für thermoplastische Kunststoffe, bei dem der Schweißspiegel an den Schweißflächen aus Werkstoffen mit offenen durchgehenden Mikroporen belegt ist, die von auf Schweißtemperatur vorgeheizter Warmluft wegen des Druckwiderstandes des mikroporösen Werkstoffes auf ihrer ganzen Erstreckung gleichmäßig durchströmt werden.The state of the art in the publication DE 19 14 122 A discloses a welding process for thermoplastics, in which the welding mirror on the welding surfaces is made of materials with open, continuous micropores, through which warm air preheated to the welding temperature flows evenly over their entire extent because of the pressure resistance of the microporous material.

Die Druckschrift EP 0 044 206 A2 betrifft ein Verfahren zum Heißversiegeln von Materialien, bei dem die zu versiegelnden Materialien einem Versiegelungsbereich ausgesetzt werden, der eine Fluidströmung bereitstellt, um ein Wärme-, Druck- und Verweilzeitprofil zum Versiegeln zu erzeugen. Gemäß einer Ausführungsform in EP 0 044 206 A2 ist eine poröse Doppelzonenoberfläche vorgesehen, um den Materialien sowohl Heiz- als auch Kühlfluide zuzuführen, während sie einem bevorzugten Druckprofil ausgesetzt sind, wodurch die Spannung in den erweichten oder geschmolzenen Materialien und die Zeit verringert wird, die die Materialien geschmolzen bleiben müssen.The pamphlet EP 0 044 206 A2 relates to a method of heat sealing materials in which the materials to be sealed are exposed to a sealing region that provides fluid flow to create a heat, pressure and dwell time profile for sealing. According to one embodiment in EP 0 044 206 A2 a porous dual zone surface is provided to supply both heating and cooling fluids to the materials while subject to a preferred pressure profile, thereby reducing stress in the softened or melted materials and the time that the materials must remain molten.

Schließlich offenbart der Stand der Technik in der Druckschrift DE 100 19 300 B4 ein Verfahren zum Schweißen von komplizierten und feingliedrigen Kunststoffteilen mit einem Werkzeug, bestehend aus einer Heizplatte mit auf der Ober- und Unterseite befestigten Schweißblöcken, wobei das Werkzeug zwischen die zu verbindenden Kunststoffteile eingeführt wird, die Kunststoffteile mit Hilfe des Werkzeugs berührungsfrei durch Strahlungswärme erwärmt werden, während zugleich ein heißer Inertgasstrom auf den zu schweißenden Werkstückbereich geleitet wird, das Werkzeug nach Erwärmung der Kunststoffteile herausgenommen wird und anschließend die Kunststoffteile zusammengedrückt werden.Finally, prior art discloses in the reference DE 100 19 300 B4 a process for welding complicated and delicate plastic parts with a tool consisting of a hot plate with welding blocks attached to the top and bottom, the tool being inserted between the plastic parts to be joined, the plastic parts being heated by radiant heat with the aid of the tool without contact, while at the same time a stream of hot inert gas is directed onto the workpiece area to be welded, the tool is removed after the plastic parts have been heated and the plastic parts are then pressed together.

Vor dem oben dargelegten Hintergrund hat der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde gelegen, eine Düsenvorrichtung anzugeben, durch die eine präzise beziehungsweise gleichmäßige Zuführung von Heißgas auf Schweißbereiche von zu verschweißenden Werkstücken ermöglicht wird. Ebenso bestand die Aufgabe darin, eine Düsenvorrichtung anzugeben, die mit höherer Genauigkeit an komplexe Werkstückgeometrien anpassbar ist. Ferner bestand die Aufgabe darin, eine Heißgasschweißanlage anzugeben, die flexibel betreibbar ist beziehungsweise die Erzeugung von Schweißnähten mit erhöhter Genauigkeit ermöglicht.Against the background set out above, the present invention is based on the object of specifying a nozzle device which enables hot gas to be supplied precisely and uniformly to welding regions of workpieces to be welded. The task was also to specify a nozzle device that can be adapted to complex workpiece geometries with greater accuracy. Furthermore, the task consisted in specifying a hot-gas welding system that can be operated flexibly and that enables weld seams to be produced with increased accuracy.

In Bezug auf die Düsenvorrichtung ist diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst worden. Eine erfindungsgemäße Heißgasschweißanlage ist in den Ansprüchen 12, 13 und 14 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden nachfolgend erläutert.With regard to the nozzle device, this object has been solved by the subject-matter of claim 1. A hot gas welding system according to the invention is specified in claims 12, 13 and 14. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims and are explained below.

Eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung eignet sich insbesondere zum Heißgasschweißen, besonders bevorzugt zum Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken. Eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung weist wenigstens eine Gaszuleitung zum Zuleiten einer Gasströmung auf ein zu schweißendes Werkstück sowie eine poröse Struktur zur Vergleichmäßigung einer durch die Gaszuleitung durchtretendenden und/oder aus der Gaszuleitung austretenden Gasströmung auf.A nozzle device according to the invention is suitable in particular for hot gas welding, particularly preferably for hot gas welding of plastic workpieces. A nozzle device according to the invention has at least one gas supply line for supplying a gas flow to a workpiece to be welded and a porous structure for equalizing a gas flow passing through the gas supply line and/or exiting the gas supply line.

Durch das Vorsehen einer porösen Struktur können die Schweißbereiche der zur verschweißenden Werkstücke mit nur geringem konstruktivem beziehungsweise apparativem Aufwand besonders gleichmäßig erwärmt werden. Insbesondere kann auf diese Weise eine nur punktuelle Erwärmung vermieden werden. Es lassen sich somit Schweißergebnisse verbesserter Güte erzielen.By providing a porous structure, the welding areas of the workpieces to be welded can be heated particularly evenly with only a small outlay in terms of design or equipment. In particular, only local heating can be avoided in this way. Welding results of improved quality can thus be achieved.

Unter der Angabe „porös“ sollen allgemein Strukturen bezeichnet werden, die eine Vielzahl von Hohlräumen beziehungsweise Hohlraumstrukturen aufweisen. Solche Hohlräume oder Hohlraumstrukturen können beispielsweise als Poren oder Kavitäten ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können solche Hohlräume oder Hohlraumstrukturen als unregelmäßig angeordnete und/oder unregelmäßig ausgebildete Durchtrittskanäle ausgebildet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich bei solchen Hohlräumen, Poren beziehungsweise Kavitäten oder Durchtrittskanälen um sehr kleine Öffnungen, Höhlungen und/oder gasdurchlässige Kanalstrukturen handeln.The term "porous" is intended to refer generally to structures that have a large number of cavities or cavity structures. Such cavities or cavity structures can be formed, for example, as pores or cavities. As an alternative or in addition, such cavities or cavity structures can be formed as irregularly arranged and/or irregularly formed through-channels. For the purposes of the present invention, such cavities, pores or cavities or passage channels can be very small openings, cavities and/or gas-permeable channel structures.

Dabei kann unter der Porosität das Verhältnis des Hohlraumvolumens relativ zu dem gesamten Festkörpervolumen beziehungsweise relativ zu dem Volumen des jeweiligen Festkörperabschnitts verstanden werden. Die Porosität kann somit ein Maß für das Hohlraumvolumen innerhalb eines Festkörpers oder einer Struktur bezeichnen. Unter einer porösen Struktur kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ferner eine poröse Festkörperstruktur verstanden werden. Eine solche Festkörperstruktur kann steif oder flexibel verformbar ausgebildet sein.The porosity can be understood as meaning the ratio of the cavity volume relative to the entire solid body volume or relative to the volume of the respective solid body section. Porosity can thus be a measure of the void volume within a solid or structure. For the purposes of the present invention, a porous structure can also be understood to mean a porous solid structure. Such a solid structure can be rigid or flexibly deformable.

Eine poröse Struktur kann ein verhältnismäßig hohes Maß an Gasdurchlässigkeit gewährleisten, wobei gleichzeitig eine geeignete Gasverteilung aufgrund der Verlangsamung und/oder aufgrund von Verwirbelungen entsteht. Schließlich besteht durch die Anordnung einer porösen Struktur die Möglichkeit, die Durchlässigkeit und/oder Vergleichmäßigung des Gasstroms gezielt einzustellen oder zu beeinflussen.A porous structure can provide a relatively high level of gas permeability while providing proper gas distribution due to deceleration and/or turbulence. Finally, the arrangement of a porous structure makes it possible to set or influence the permeability and/or equalization of the gas flow in a targeted manner.

Insgesamt können durch den Einsatz einer porösen Struktur besonders homogene Schweißnähte erzeugt werden, die hohen mechanischen Stabilitätsanforderungen und auch hoher optischer Anforderungen genügen. Zudem können durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer porösen Struktur feinere beziehungsweise präzisere Schweißnähte, insbesondere hinsichtlich der Breite der Schweißnaht, erzielt werden. Schließlich können durch eine poröse Struktur kürzere Schweißzeiten aufgrund einer gleichmäßigeren Aufheizung der Schweißbereiche realisiert werden.Overall, by using a porous structure, particularly homogeneous weld seams can be produced that meet high mechanical stability requirements and also high optical requirements. In addition, the use of a porous structure according to the invention makes it possible to achieve finer or more precise weld seams, in particular with regard to the width of the weld seam. Finally, a porous structure allows for shorter welding times due to more even heating of the welding areas.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Düsenvorrichtung kann die poröse Struktur zumindest abschnittsweise in und/oder an der Gaszuleitung angeordnet und/oder ausgebildet sein. Durch Anordnung oder Ausbildung der porösen Struktur in der Gaszuleitung kann bereits innerhalb der Gaszuleitung eine Vergleichmäßigung der Gasströmung bewerkstelligt werden, wodurch die Gefahr eines ungleichmäßigen Gassaustritts aus der Gaszuleitung verringert werden kann. Eine Anordnung oder Ausbildung der porösen Struktur an der Gaszuleitung kann den konstruktiven Aufwand verringern beziehungsweise die Flexibilität in der Gaszuführung auf zu verschweißende Werkstücke erhöhen.According to a preferred configuration of the nozzle device, the porous structure can be arranged and/or formed at least in sections in and/or on the gas supply line. By arranging or designing the porous structure in the gas supply line, the gas flow can be equalized even within the gas supply line, as a result of which the risk of non-uniform gas exiting from the gas supply line can be reduced. Arranging or forming the porous structure on the gas supply line can reduce the design effort or increase the flexibility in the gas supply to the workpieces to be welded.

Gemäß einer weiter erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die Gaszuleitung zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt sein. Erfindungsgemäß sind die Gaszuleitung begrenzende Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt. Auf diese Weise lässt sich ein hohes Maß an Formgebungsflexibilität erreichen. Die Gaszuleitung beziehungsweise die Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten, welche die Gaszuleitung begrenzen, können mittels additiver Fertigung besonders genau an zu verschweißende Werkstücke angepasst werden. Hierdurch können Heißgasströme sehr präzise auf die jeweiligen Schweißbereiche geführt werden, wodurch weiter verbesserte Schweißergebnisse erzielt werden können.According to a further configuration according to the invention, the gas supply line can be produced at least in sections and/or partially by means of additive manufacturing. According to the invention, wall sections and/or nozzle components delimiting the gas supply line are produced at least in sections and/or partially by means of additive manufacturing. A high degree of shaping flexibility can be achieved in this way. The gas supply line or the wall sections and/or nozzle components that delimit the gas supply line can be adapted particularly precisely to the workpieces to be welded by means of additive manufacturing. As a result, hot gas streams can be guided very precisely to the respective welding areas, which means that further improved welding results can be achieved.

In weiter erfindungsgemäßer Weise ist die poröse Struktur mittels additiver Fertigung und/oder in bevorzugter Weise mittels Sintern hergestellt. Durch additive Fertigung lassen sich besonders komplexe Formen mit nur geringem Aufwand erzeugen. Das Sintern gestattet die Herstellung einer porösen Struktur mit nur geringen Kosten. Manche additive Fertigungsverfahren können das Sintern als Verfahrensschritt miteinschließen.In a manner further according to the invention, the porous structure is produced by means of additive manufacturing and/or preferably by means of sintering. Additive manufacturing can be used to create particularly complex shapes with little effort. Sintering allows a porous structure to be manufactured at low cost. Some additive manufacturing processes can include sintering as a process step.

Die poröse Struktur kann ferner schaumförmig ausgebildet sein. Es kann sich bei der porösen Struktur insbesondere um Metallschaum und/oder Keramikschaum handeln. Derartige Schaumstrukturen können mit nur geringem Aufwand verhältnismäßig großvolumig ausgebildet sein und dadurch eine besonders gute Vergleichmäßigung erreichen. Ebenso kann die poröse Struktur durch feinmaschige Netzstrukturen, Stahlwolle, Filz- und/oder Textilmaterialen gebildet sein. Beispielsweise können mehrere Netzlagen, Textillagen oder Filzlagen eine poröse Struktur zur Vergleichmäßigung einer Gasströmung bilden. Eine derart ausgebildete poröse Struktur lässt sich kostengünstig bereitstellen und gewährleistet gleichzeitig eine ausreichende Funktionalität für die Vergleichmäßigung eines Gasstroms.The porous structure can also be foam-shaped. The porous structure can in particular be metal foam and/or ceramic foam. Such foam structures can be made relatively large in volume with only little effort and thus achieve particularly good equalization. Likewise, the porous structure can be formed by fine-meshed network structures, steel wool, felt and/or textile materials. For example, several layers of net, layers of textile or layers of felt can form a porous structure for smoothing out a gas flow. A porous structure designed in this way can be provided inexpensively and at the same time ensures sufficient functionality for the equalization of a gas flow.

In weiter erfindungsgemäßer Weise ist die poröse Struktur gemeinsam mit der Gaszuleitung erzeugt. Insbesondere sind die Gaszuleitung begrenzende Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten gemeinsam mit der porösen Struktur erzeugt, nämlich mittels additiver Fertigung. Hierdurch können besonders komplexe Geometrien erzeugt werden. Zudem kann auf diese Weise ein nachträgliches Fügen oder Montieren der porösen Struktur mit den angrenzenden Düsenkomponenten beziehungsweise Wandabschnitten vermieden werden.In another way according to the invention, the porous structure is produced together with the gas supply line. In particular, the wall sections delimiting the gas supply line and/or nozzle components are produced together with the porous structure, namely by means of additive manufacturing. In this way, particularly complex geometries can be generated. In addition, subsequent joining or assembly of the porous structure with the adjoining nozzle components or wall sections can be avoided in this way.

Gemäß einer hier nicht beanspruchten Ausgestaltung kann die poröse Struktur gesondert von der Gaszuleitung und/oder den die Gaszuleitung begrenzenden Wandabschnitten und/oder Düsenkomponenten erzeugt sein. Die poröse Struktur kann dabei nachträglich in die Gaszuleitung eingesetzt sein. Durch eine derart gesonderte Herstellung besteht größere Flexibilität hinsichtlich der einzusetzenden Fertigungsverfahren sowie der zu verwendenden Werkstoffe. Insbesondere können die die Gaszuleitung begrenzenden Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten aus einem anderen Material gefertigt sein als die poröse Struktur.According to an embodiment not claimed here, the porous structure can be produced separately from the gas supply line and/or the wall sections and/or nozzle components delimiting the gas supply line. The porous structure can be subsequently inserted into the gas supply line. Such a separate production means there is greater flexibility with regard to the manufacturing processes to be used and the materials to be used. In particular, the wall sections delimiting the gas supply line and/or nozzle components can be made of a different material than the porous structure.

In weiter erfindungsgemäßer Weise ist die Gaszuleitung schlitzförmig ausgebildet. Eine solche schlitzförmige Ausbildung der Gaszuleitung ermöglicht eine besonders gleichmäßige Zuleitung von Heißgas auf die Schweißbereiche der jeweiligen Werkstücke. Insbesondere gestattet eine poröse Struktur in und/oder an einer schlitzförmigen Gaszuleitung ein besonders hohes Maß an Vergleichmäßigung des jeweiligen Gasstroms.In another way according to the invention, the gas supply line is designed in the form of a slit. Such a slit-shaped configuration of the gas supply line enables hot gas to be supplied particularly uniformly to the welding areas of the respective workpieces. In particular, a porous structure in and/or on a slit-shaped gas supply line allows a particularly high degree of equalization of the respective gas flow.

Weiterhin weist die Gaszuleitung einen schlitzförmigen und/oder einen schlitzförmig umlaufenden Auslass auf. Ein schlitzförmig umlaufender Auslass kann vollständig oder teilweise umlaufend ausgebildet sein. Ein schlitzförmiger Auslass kann somit in Umlaufrichtung, also quer zu einer Gasausströmrichtung, mit oder ohne Enden, ausgebildet sein. Durch einen schlitzförmigen Auslass kann ein besonders gleichmäßiger Gasstrom auf Schweißbereiche eines zu verschweißenden Werkstücks geleitet werden. Durch eine umlaufende Ausbildung eines schlitzförmigen Auslasses können die jeweiligen Schweißbereiche unterbrechnungsfrei erwärmt werden.Furthermore, the gas supply line has a slit-shaped and/or a slit-shaped circumferential outlet. A slit-shaped peripheral outlet can be designed to be completely or partially peripheral. A slit-shaped outlet can thus be formed in the circumferential direction, that is to say transversely to a gas outflow direction, with or without ends. A particularly uniform gas flow can be directed to the welding areas of a workpiece to be welded through a slit-shaped outlet. By forming a slit-shaped outlet all the way around, the respective welding areas can be heated without interruption.

In weiter erfindungsgemäßer Ausgestaltung weist die Gaszuleitung und der Auslass der Gaszuleitung eine an ein zu schweißendes Werkstück angepasste Geometrie auf. Es kann somit eine besonders konturnahe Ausgestaltung der Düsenvorrichtung beziehungsweises des Auslasses der Gaszuleitung realisiert werden. Der jeweilige Gasstrom kann auf diese Weise besonders präzise auf die Schweißbereiche der Werkstücke aufgebracht und dadurch auch eine entlang der Schweißbereiche besonders gleichmäßige Erhitzung realisiert werden.In a further configuration according to the invention, the gas supply line and the outlet of the gas supply line have a geometry adapted to a workpiece to be welded. A configuration of the nozzle device or the outlet of the gas supply line that is particularly close to the contour can thus be implemented. In this way, the respective gas flow can be applied particularly precisely to the welding areas of the workpieces and, as a result, particularly uniform heating along the welding areas can also be achieved.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Düsenvorrichtung kann die Gaszuleitung zum Zuleiten einer Gasströmung auf eine umlaufende Außenumfangsfläche oder eine umlaufende Innenumfangsfläche eines zu schweißenden Werkstücks ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung der Düsenvorrichtung erlaubt insbesondere die Erzeugung von koaxialen Überlappschweißverbindungen beziehungsweise Rohr-in-Rohr Verschweißungen. Es können auf diese Weise insbesondere Werkstücke entlang ihrer Schweißbereiche ringsum erwärmt und anschließend koaxial ineinander geführt werden. Entlang eines überlappenden Bereichs kann somit eine geeignete Schweißverbindung entstehen. Eine solche koaxiale Überlappschweißverbindung ist besonders geeignet für das Verschweißen von rohrförmigen Komponenten.According to a further preferred embodiment of the nozzle device, the gas supply line can be designed to supply a gas flow to a circumferential outer peripheral surface or a circumferential inner peripheral surface of a workpiece to be welded. Such a design of the nozzle device allows in particular the production of coaxial overlap welds or pipe-in-pipe welds. In this way, in particular, workpieces can be heated all around along their welding areas and then guided coaxially into one another. A suitable welded joint can thus be created along an overlapping area. Such a coaxial lap weld joint is particularly suitable for welding tubular components.

Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn die Gaszuleitung einen ringsum entlang eines Außenumfangs verlaufenden Auslass aufweist und/oder ein Auslass der Gaszuleitung zumindest abschnittsweise radial nach außen gerichtet ist. Durch eine solche konstruktive Ausgestaltung der Gaszuleitung beziehungsweise des Auslasses der Gaszuleitung kann in besonders vorteilhafter Weise ein ringsum verlaufender Innenumfangsabschnitt eines zu verschweißenden Werkstücks erwärmt werden. Ein derart erwärmter Innenumfangsabschnitt lässt sich mit einem Außenumfangsabschnitt eines korrespondierenden Werkstücks verschweißen.It can also be advantageous if the gas supply line has an outlet running all around along an outer circumference and/or an outlet of the gas supply line is directed radially outward at least in sections. Such a structural configuration of the gas supply line or the outlet of the gas supply line can be used to heat an inner peripheral section of a workpiece to be welded that runs all the way round in a particularly advantageous manner. An inner peripheral portion heated in this way can be welded to an outer peripheral portion of a corresponding workpiece.

Es kann ebenso von Vorteil sein, wenn die Gaszuleitung einen ringsum entlang eines Innenumfangs verlaufenden Auslass aufweist und/oder ein Auslass der Gaszuleitung zumindest abschnittsweise radial nach innen gerichtet ist. Durch eine solche konstruktive Ausgestaltung der Gaszuleitung beziehungsweise des Auslasses der Gaszuleitung kann in besonders vorteilhafter Weise ein ringsum verlaufender Außenumfangsabschnitt eines zu verschweißenden Werkstücks erwärmt werden. Ein derart erwärmter Außenumfangsabschnitt lässt sich mit einem Innenumfangsabschnitt eines korrespondierenden Werkstücks verschweißen.It can also be advantageous if the gas supply line has an outlet running all around along an inner circumference and/or an outlet of the gas supply line is directed radially inwards at least in sections. With such a structural design of the gas supply line or the outlet of the gas supply line, an outer peripheral section of a workpiece to be welded running all around can be heated in a particularly advantageous manner. An outer peripheral portion heated in this way can be welded to an inner peripheral portion of a corresponding workpiece.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Düsenvorrichtung kann Gaszuleitung durch wenigstens zwei Düsenkomponenten definiert und/oder begrenzt sein. Derartige Düsenkomponenten können beispielsweise eine ringförmig umlaufende beziehungsweise kanalförmige Gaszuleitung begrenzen. Durch eine mehrteilige Ausgestaltung der die Gaszuleitung definierenden und/oder begrenzenden Komponenten können diese mit nur geringem Aufwand hergestellt und anschließend montiert werden. Dies erlaubt die Gestaltung von Gaszuleitungen mit verhältnismäßig komplexen Geometrien bei gleichzeitig geringem Aufwand.According to a further preferred embodiment of the nozzle device, the gas supply line can be defined and/or delimited by at least two nozzle components. Such nozzle components can, for example, delimit a ring-shaped or channel-shaped gas supply line. A multi-part design of the components defining and/or delimiting the gas supply line means that these can be produced and subsequently connected with only little effort to be assembled. This allows the design of gas supply lines with relatively complex geometries with little effort at the same time.

In weiter vorteilhafter Weise kann die poröse Struktur zumindest abschnittsweise zwischen zwei Düsenkomponenten angeordnet und/oder eingefasst sein. Hierdurch kann mit nur geringem Aufwand eine gesondert von den die Gaszuleitung definierenden Düsenkomponenten erzeugte poröse Struktur in der Gaszuleitung angeordnet werden. Die Gesamtmontage der Düsenvorrichtung kann hierdurch vereinfacht und mit nur geringen Kosten realisiert werden.In a further advantageous manner, the porous structure can be arranged and/or surrounded at least in sections between two nozzle components. As a result, a porous structure produced separately from the nozzle components that define the gas supply line can be arranged in the gas supply line with only little effort. The overall assembly of the nozzle device can thereby be simplified and implemented at low cost.

Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn die poröse Struktur einen Auslass der Gaszuleitung bildet und/oder begrenzt. Die poröse Struktur kann sich weiter bevorzugt bis zu einem Auslass der Gaszuleitung erstrecken und/oder aus dem Auslass der Gaszuleitung vorstehen. Auf diese kann durch die poröse Struktur gezielt Einfluss auf das Strömungsverhalten des Heißgasstromes beim und/oder nach dem Austritt aus dem Auslass der Gaszuleitung genommen werden. Die Erwärmung der Schweißbereiche von zu verschweißenden Werkstücken kann somit noch gezielter vorgenommen werden.It can also be advantageous if the porous structure forms and/or delimits an outlet of the gas supply line. The porous structure can more preferably extend to an outlet of the gas supply line and/or protrude from the outlet of the gas supply line. Due to the porous structure, the flow behavior of the hot gas stream during and/or after the exit from the outlet of the gas supply line can be influenced in a targeted manner. The heating of the welding areas of workpieces to be welded can thus be carried out in an even more targeted manner.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Düsenvorrichtung kann eine Gasabsaugungsleitung zum Absaugen einer Gasströmung von einem zu schweißenden Werkstück vorgesehen sein. Dementsprechend kann durch die Gaszuleitung ein Heißgasstrom auf das zu verschweißende Werkstück geleitet werden. Nachdem der Heißgasstrom den jeweiligen Schweißbereich des Werkstücks passiert und erhitzt hat, kann dieser über die Gasabsaugungsleitung wieder abgesaugt werden. Eine unerwünschte Erhitzung von an den Schweißbereich angrenzenden Werkstückabschnitten kann somit vermieden werden. Ebenso kann hierdurch eine unerwünschte Erhitzung von Komponenten eines zu verschweißenden Werkstücks vermieden werden, insbesondere elektronische Komponenten (MID-Molded Interconnect Devices) die an und/oder in einem zu verschweißenden Werkstück angeordnet sind. Mechanische und/oder optische und/oder thermische Beeinträchtigungen und/oder Beschädigungen der zu verschweißenden Werkstücke beziehungsweise Komponenten solcher Werkstücke außerhalb des jeweiligen Schweißbereichs lassen sich hierdurch unterbinden.According to a further preferred embodiment of the nozzle device, a gas extraction line can be provided for extracting a gas flow from a workpiece to be welded. Accordingly, a stream of hot gas can be directed onto the workpiece to be welded through the gas supply line. After the hot gas stream has passed and heated up the respective welding area of the workpiece, it can be extracted again via the gas extraction line. Undesirable heating of workpiece sections adjoining the welding area can thus be avoided. This also makes it possible to avoid undesired heating of components of a workpiece to be welded, in particular electronic components (MID-Molded Interconnect Devices) which are arranged on and/or in a workpiece to be welded. Mechanical and/or optical and/or thermal impairments and/or damage to the workpieces to be welded or components of such workpieces outside the respective welding area can be prevented in this way.

Weiter bevorzugt kann die Gasabsaugungsleitung zumindest abschnittsweise parallel zu der Gaszuleitung verlaufen. Es kann hierdurch eine besonders gleichmäßige Absaugung von Heißgas gewährleistet werden. Ferner kann ein Einlass der Gasabsaugungsleitung schlitzförmig ausgebildet und/oder schlitzförmig umlaufend ausgebildet sein. Die Gasabsaugungsleitung kann somit korrespondierend zu der Gaszuleitung verlaufen. Die schlitzförmige Ausgestaltung kann zudem mit nur geringem Aufwand realisiert werden, insbesondere durch definierte Anordnung von zwei korrespondierenden Düsenkomponenten.More preferably, the gas suction line can run parallel to the gas supply line, at least in sections. A particularly uniform extraction of hot gas can hereby be guaranteed. Furthermore, an inlet of the gas extraction line can be designed in the form of a slit and/or can be designed in a slit-like manner all the way around. The gas suction line can thus run correspondingly to the gas supply line. The slit-like design can also be implemented with little effort, in particular by means of a defined arrangement of two corresponding nozzle components.

Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Gasabsaugungsleitung und/oder der Einlass der Gasabsaugungsleitung eine an ein zu schweißendes Werkstück angepasste Geometrie aufweist. Es kann hierdurch nach definierter Zuführung von Heißgas auf einen Schweißbereich eines Werkstücks eine ebenso definierte beziehungsweise präzise Absaugung des Heißgasstroms sichergestellt werden. Der Wärmeeintrag in das jeweilige Werkstück lässt sich damit weiter präzisieren beziehungsweise örtlich begrenzen, wodurch das Schweißergebnis weiter verbessert werden kann.It can also be advantageous if the gas extraction line and/or the inlet of the gas extraction line has a geometry that is adapted to a workpiece to be welded. In this way, after a defined supply of hot gas to a welding area of a workpiece, an equally defined or precise suction of the hot gas stream can be ensured. The heat input into the respective workpiece can thus be further specified or locally limited, which means that the welding result can be further improved.

Ein weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Lehre betrifft eine Düsenvorrichtung, bevorzugt gemäß der voranstehenden Beschreibung, mit einer Gaszuleitung zum Zuleiten einer Gasströmung auf ein zu schweißendes Werkstück und mit einer Gasabsaugungsleitung zum Absaugen einer Gasströmung von einem zu schweißenden Werkstück. Durch die Gaszuleitung kann ein Heißgasstrom auf das zu verschweißende Werkstück geleitet werden und anschließend, nachdem der Heißgasstrom den jeweiligen Schweißbereich des Werkstücks passiert und erhitzt hat, kann dieser über die Gasabsaugungsleitung wieder abgesaugt werden. Eine unerwünschte Erhitzung von an den Schweißbereich angrenzenden Werkstückabschnitten kann auf diese Weise vermieden werden.Another independent aspect of the present teaching relates to a nozzle device, preferably according to the above description, with a gas supply line for supplying a gas flow to a workpiece to be welded and with a gas suction line for sucking off a gas flow from a workpiece to be welded. A stream of hot gas can be directed through the gas supply line onto the workpiece to be welded and then, after the stream of hot gas has passed through and heated up the respective welding area of the workpiece, it can be sucked off again via the gas extraction line. Undesirable heating of workpiece sections adjoining the welding area can be avoided in this way.

Ein noch weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Lehre betrifft eine Düsenvorrichtung, bevorzugt gemäß der voranstehenden Beschreibung, mit einer Gaszuleitung zum Zuleiten einer Gasströmung auf ein zu schweißendes Werkstück, wobei die Gaszuleitung zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt ist. Insbesondere können die Gaszuleitung begrenzende Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt sein. Hierdurch lässt sich ein hohes Maß an Formgebungsflexibilität erreichen. Die Gaszuleitung beziehungsweise die Gaszuleitung begrenzende Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten können mittels additiver Fertigung besonders genau an zu verschweißende Werkstücke angepasst beziehungsweise entsprechend gefertigt werden. Heißgasströme können sehr präzise auf die jeweiligen Schweißbereiche geführt werden, wodurch weiter verbesserte Schweißergebnisse erzielt werden können. Yet another independent aspect of the present teaching relates to a nozzle device, preferably according to the above description, with a gas supply line for supplying a gas flow to a workpiece to be welded, the gas supply line being produced at least in sections and/or partially by means of additive manufacturing. In particular, wall sections and/or nozzle components delimiting the gas supply line can be produced at least in sections and/or partially by means of additive manufacturing. This allows a high degree of shaping flexibility to be achieved. The gas supply line or the wall sections and/or nozzle components delimiting the gas supply line can be adapted particularly precisely to workpieces to be welded or manufactured accordingly by means of additive manufacturing. Hot gas streams can be guided very precisely to the respective welding areas, which means that further improved welding results can be achieved.

Ein noch weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Lehre betrifft eine Düsenvorrichtung, bevorzugt gemäß der voranstehenden Beschreibung, mit einer Gaszuleitung zum Zuleiten einer Gasströmung auf eine umlaufende Außenumfangsfläche oder eine umlaufende Innenumfangsfläche eines zu schweißenden Werkstücks. Eine derartige Düsenvorrichtung erlaubt die Erzeugung von koaxialen Überlappschweißverbindungen beziehungsweise Rohr-in-Rohr Verschweißungen. Es können hierdurch insbesondere Werkstücke entlang ihrer Schweißbereiche ringsum erwärmt und anschließend koaxial ineinander geführt werden. Entlang eines überlappenden Bereichs kann auf diese Weise eine geeignete Schweißverbindung hergestellt werden.Yet another independent aspect of the present teaching relates to a nozzle device, preferably according to the above description, with a gas supply line for supplying a gas flow onto a peripheral outer peripheral surface or a peripheral inner peripheral surface of a workpiece to be welded. Such a nozzle device allows the production of coaxial overlap welds or pipe-in-pipe welds. In this way, in particular, workpieces can be heated all around along their welding areas and then guided coaxially into one another. In this way, a suitable welded joint can be produced along an overlapping area.

Ein noch weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Heißgasschweißanlage, insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer voranstehend beschrieben Düsenvorrichtung und mit einem Wärmetauscher zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung zu leitenden Gasstroms. Durch eine solche Heißgasschweißanlage lassen sich die Schweißbereiche von zu verschweißenden Werkstücken mit nur geringem Aufwand besonders gleichmäßig erwärmt werden. Es lassen sich somit Schweißergebnisse hoher Güte erzielen.Yet another independent aspect of the present invention relates to a hot-gas welding system, in particular for hot-gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device described above and with a heat exchanger for heating a gas stream to be conducted into the nozzle device. With such a hot gas welding system, the welding areas of workpieces to be welded can be heated particularly evenly with little effort. Welding results of high quality can thus be achieved.

Ein noch weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Heißgasschweißanlage, insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer Düsenvorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung, und mit einem modular erweiterbaren und/oder modular zusammengesetzten Wärmetauscher zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung zu leitenden Gasstroms. Durch einen derart modularen Aufbau kann die Heißgasschweißanlange mit nur geringem Aufwand an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden. Je nach erforderlicher Wärmeleistung kann eine modulare Erweiterung vorgenommen und die Heißgasschweißanlage für leistungsintensivere Schweißaufgaben eingesetzt werden. Der vollständige Austausch des Wärmetauschers kann somit vermieden werden.Yet another independent aspect of the present invention relates to a hot-gas welding system, in particular for hot-gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device according to the above description, and with a modularly expandable and/or modularly composed heat exchanger for heating a gas flow to be conducted into the nozzle device. With such a modular design, the hot gas welding system can be adapted to different operating conditions with little effort. Depending on the heat output required, a modular extension can be made and the hot gas welding system can be used for more power-intensive welding tasks. The complete replacement of the heat exchanger can thus be avoided.

Ein noch weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Heißgasschweißanlage, insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer Düsenvorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung, und mit einem Wärmetauscher zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung zu leitenden Gasstroms, wobei der Wärmetauscher eine Mehrzahl von zu- und/oder abschaltbaren Wärmetauschermodulen aufweist. Durch derartige Wärmetauschermodule kann mit nur geringem Aufwand eine Neukonfiguration der Heißgasschweißanlage im Hinblick auf geänderte Einsatzbedingungen vorgenommen werden.Yet another independent aspect of the present invention relates to a hot-gas welding system, in particular for hot-gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device as described above, and with a heat exchanger for heating a gas stream to be conducted into the nozzle device, the heat exchanger having a plurality of inlet and outlet / or has switchable heat exchanger modules. With heat exchanger modules of this type, the hot gas welding system can be reconfigured with little effort in view of changed operating conditions.

Claims (14)

Düsenvorrichtung (12), insbesondere zum Heißgasschweißen, mit wenigstens einer Gaszuleitung (28) zum Zuleiten einer Gasströmung (44) auf ein zu schweißendes Werkstück (14) und mit einer porösen Struktur (30) zur Vergleichmäßigung einer durch die Gaszuleitung (28) durchtretendenden und/oder aus der Gaszuleitung (28) austretenden Gasströmung (44), wobei die Gaszuleitung (28) begrenzenden Wandabschnitte (32) und Düsenkomponenten (34, 36) gemeinsam mit der porösen Struktur (30) mittels additiver Fertigung erzeugt sind, wobei die Gaszuleitung (28) schlitzförmig ausgebildet ist und einen schlitzförmig umlaufenden Auslass (29) aufweist und wobei die Gaszuleitung (28) und der Auslass (29) der Gaszuleitung (28) eine an ein zu schweißendes Werkstück (14) angepasste Geometrie aufweisen.Nozzle device (12), in particular for hot-gas welding, having at least one gas supply line (28) for supplying a gas flow (44) to a workpiece (14) to be welded and having a porous structure (30) to even out a gas passing through the gas supply line (28) and /or the gas flow (44) emerging from the gas supply line (28), the wall sections (32) and nozzle components (34, 36) delimiting the gas supply line (28) being produced together with the porous structure (30) by means of additive manufacturing, the gas supply line ( 28) is slot-shaped and has a slot-shaped peripheral outlet (29), and wherein the gas supply line (28) and the outlet (29) of the gas supply line (28) have a geometry adapted to a workpiece (14) to be welded. Düsenvorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Struktur (30) zumindest abschnittsweise in und/oder an der Gaszuleitung (28) angeordnet und/oder ausgebildet ist.Nozzle device (12) after claim 1 , characterized in that the porous structure (30) is arranged and/or formed at least in sections in and/or on the gas supply line (28). Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Struktur (30) mittels Sintern hergestellt ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the porous structure (30) is produced by means of sintering. Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung (28) zum Zuleiten einer Gasströmung (44) auf eine umlaufende Außenumfangsfläche (52) oder eine umlaufende Innenumfangsfläche (46) eines zu schweißenden Werkstücks (14) ausgebildet ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas supply line (28) is designed to supply a gas flow (44) to a peripheral outer peripheral surface (52) or a peripheral inner peripheral surface (46) of a workpiece (14) to be welded. Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung (28) einen ringsum entlang eines Außenumfangs (48) verlaufenden Auslass (29) aufweist und/oder dass ein Auslass (29) der Gaszuleitung (28) zumindest abschnittsweise radial nach außen gerichtet ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas supply line (28) has an outlet (29) running all around along an outer circumference (48) and/or that an outlet (29) of the gas supply line (28) is radial at least in sections is directed outwards. Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung (28) einen ringsum entlang eines Innenumfangs (54) verlaufenden Auslass (29) aufweist und/oder dass ein Auslass (29) der Gaszuleitung (28) zumindest abschnittsweise radial nach innen gerichtet ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas supply line (28) has an outlet (29) running all around along an inner circumference (54) and/or that an outlet (29) of the gas supply line (28) is radial at least in sections is directed inwards. Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung (28) durch wenigstens zwei Düsenkomponenten (34, 36) definiert und/oder begrenzt ist und/oder dass die poröse Struktur (30) zumindest abschnittsweise zwischen zwei Düsenkomponenten (34, 36) angeordnet und/oder eingefasst ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that that the gas supply line (28) is defined and/or delimited by at least two nozzle components (34, 36) and/or that the porous structure (30) is arranged and/or surrounded at least in sections between two nozzle components (34, 36). Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Struktur (30) einen Auslass (29) der Gaszuleitung bildet und/oder begrenzt und/oder dass sich die poröse Struktur (30) bis zu einem Auslass (29) der Gaszuleitung (28) erstreckt und/oder aus dem Auslass (29) der Gaszuleitung (28) vorsteht.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the porous structure (30) forms and/or limits an outlet (29) of the gas supply line and/or that the porous structure (30) extends to an outlet (29) of the gas supply line (28) and/or protrudes from the outlet (29) of the gas supply line (28). Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasabsaugungsleitung (42) zum Absaugen einer Gasströmung (44) von einem zu schweißenden Werkstück (14) vorgesehen ist.Nozzle device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a gas extraction line (42) is provided for extracting a gas flow (44) from a workpiece (14) to be welded. Düsenvorrichtung (12) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabsaugungsleitung (42) zumindest abschnittsweise parallel zu der Gaszuleitung (28) verläuft und/oder dass ein Einlass der Gasabsaugungsleitung (42) schlitzförmig ausgebildet ist und/oder schlitzförmig umlaufend ausgebildet ist und/oder dass die Gasabsaugungsleitung (42) und/oder der Einlass der Gasabsaugungsleitung (42) eine an ein zu schweißendes Werkstück (14) angepasste Geometrie aufweist.Nozzle device (12) after claim 9 , characterized in that the gas extraction line (42) runs at least in sections parallel to the gas supply line (28) and/or that an inlet of the gas extraction line (42) is designed in the form of a slot and/or is formed in a slot-shaped manner all the way around and/or that the gas extraction line (42) and/or the inlet of the gas extraction line (42) has a geometry adapted to a workpiece (14) to be welded. Düsenvorrichtung (12) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabsaugungsleitung (42) zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt ist und/oder dass die Gasabsaugungsleitung (42) begrenzende Wandabschnitte und/oder Düsenkomponenten (34, 36, 40) zumindest abschnittsweise und/oder teilweise mittels additiver Fertigung erzeugt sind.Nozzle device (12) after claim 9 or 10 , characterized in that the gas extraction line (42) is produced at least in sections and/or partially by means of additive manufacturing and/or that the gas extraction line (42) is formed at least in sections and/or partially by means of wall sections and/or nozzle components (34, 36, 40) that delimit it produced by additive manufacturing. Heißgasschweißanlage (10), insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer Düsenvorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche und mit einem Wärmetauscher (16) zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung (12) zu leitenden Gasstroms (44).Hot-gas welding system (10), in particular for hot-gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device (12) according to one of the preceding claims and with a heat exchanger (16) for heating a gas stream (44) to be conducted into the nozzle device (12). Heißgasschweißanlage (10), insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer Düsenvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem modular erweiterbaren und/oder modular zusammengesetzten Wärmetauscher (16) zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung (12) zu leitenden Gasstroms (44) .Hot gas welding system (10), in particular for hot gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device (12) according to one of Claims 1 until 11 and with a modularly expandable and/or modularly assembled heat exchanger (16) for heating a gas flow (44) to be conducted into the nozzle device (12). Heißgasschweißanlage (10), insbesondere für das Heißgasschweißen von Kunststoffwerkstücken, mit einer Düsenvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem Wärmetauscher (16) zum Aufheizen eines in die Düsenvorrichtung (12) zu leitenden Gasstroms (44), wobei der Wärmetauscher (16) eine Mehrzahl von zu- und/oder abschaltbaren Wärmetauschermodulen (58) aufweist.Hot gas welding system (10), in particular for hot gas welding of plastic workpieces, with a nozzle device (12) according to one of Claims 1 until 11 and with a heat exchanger (16) for heating a gas flow (44) to be conducted into the nozzle device (12), the heat exchanger (16) having a plurality of heat exchanger modules (58) which can be switched on and/or off.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3488244A (en) 1965-01-21 1970-01-06 Albemarle Paper Mfg Co Heat sealing apparatus
DE1914122A1 (en) 1969-03-20 1970-10-01 Selig Dipl Ing Hans Joachim Reflection welding of thermoplastic - materials
EP0044206A2 (en) 1980-07-10 1982-01-20 Nordson Corporation Heat sealing processes and apparatus
DE10019300B4 (en) 2000-04-19 2006-07-27 Kvt Bielefeld Gmbh Method for welding plastic parts

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3311525A (en) * 1963-10-02 1967-03-28 Union Carbide Corp Heat sealing apparatus including a porous member and fluid pressure
GB1309941A (en) * 1970-01-07 1973-03-14 Mardon Son Hall Ltd Method and apparatus for sealing cartons
US5222649A (en) * 1991-09-23 1993-06-29 International Business Machines Apparatus for soldering a semiconductor device to a circuitized substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3488244A (en) 1965-01-21 1970-01-06 Albemarle Paper Mfg Co Heat sealing apparatus
DE1914122A1 (en) 1969-03-20 1970-10-01 Selig Dipl Ing Hans Joachim Reflection welding of thermoplastic - materials
EP0044206A2 (en) 1980-07-10 1982-01-20 Nordson Corporation Heat sealing processes and apparatus
DE10019300B4 (en) 2000-04-19 2006-07-27 Kvt Bielefeld Gmbh Method for welding plastic parts

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