DE102020125290A1

DE102020125290A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen

Info

Publication number: DE102020125290A1
Application number: DE102020125290.0A
Authority: DE
Inventors: Steffen Böhler; Günter Böhler
Original assignee: GMB KUNSTSTOFFTEILE GmbH
Current assignee: GMB KUNSTSTOFFTEILE GmbH
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2040-09-29
Also published as: WO2022063982A1; DE102020125290B4; DE202021101884U1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen (10) angegeben, bei dem zwei miteinander zu verschweißende Kunststoffteile (10) mittels zweier einander zugewandter Fügeflächen (14) miteinander verschweißt werden, wobei zumindest eine der beiden Fügeflächen (14) erhitzt wird und die beiden Kunststoffteile (10) anschließend durch Aneinanderdrücken der Fügeflächen (14) miteinander verschweißt werden, wobei die zumindest eine Fügefläche (14) mittels eines Heißgasstroms angeströmt und erhitzt wird, der durch eine sich entlang der Fügefläche (14) erstreckende Ausnehmung (38) eines Gasführungsblocks (26) auf die mindestens eine Fügefläche (14) gerichtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen von Kunststoffteilen, bei dem zwei miteinander zu verschweißende Kunststoffteile mittels zweier einander zugewandter Fügeflächen miteinander verschweißt werden, wobei zumindest eine, vorzugsweise beide, der Fügeflächen erhitzt wird und die beiden Kunststoffteile anschließend durch Aneinanderdrücken der Fügeflächen miteinander verschweißt werden, wobei die Fügeflächen mittels eines heißen Gasstroms angeströmt und erhitzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffteilen.
Aus der DE 100 19 300 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen bekannt. Hierbei wird ein Werkzeug, bestehend aus einer Heizplatte mit auf der Ober- und Unterseite befestigten Schweißblöcken, verwendet, 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 verschweißenden Werkstückbereich geleitet wird. Die Kunststoffteile werden auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur erhitzt, so dass diese teigig werden und nach dem Herausnehmen des Werkzeugs zusammengedrückt und somit verschweißt werden können.
Mit einem derartigen Schweißverfahren lassen sich grundsätzlich Kunststoffteile berührungslos miteinander verschweißen. Da die Verschweißung berührungsfrei erfolgt, wird ein Kleben von Heizkörpern vermieden. Durch die Verwendung von Strahlungswärme und eines zusätzlichen heißen Inertgasstroms zur Erhitzung der Kunststoffteile soll sich eine beschleunigte Erwärmung ergeben und eine gute Wärmeverteilung erreicht werden.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass ein Verschweißen von Kunststoffteilen entlang der Fügeflächen eine erhebliche Aufheizzeit für jedes der Kunststoffteile benötigt.
Da solche Kunststoffteile häufig in großen Serien etwa im Automobilbau verwendet werden, sind besonders kurze Taktzeiten von erheblicher Bedeutung.
Weiterhin ist es durch Benutzung im Stand der Technik bekannt, die Fügeflächen der miteinander zu verschweißenden Kunststoffteile mittels eines Heißgasstroms zu erhitzen, der aus einem Verteiler über eine Vielzahl von zueinander im Wesentlichen parallel angeordneten Röhrchen, deren Austrittsöffnungen in einem annähernd gleichmäßigen Abstand vor den Fügeflächen enden, auf die Fügeflächen gerichtet wird.
Hiermit wird zwar eine relativ gleichmäßige Erwärmung der Fügeflächen ermöglicht, jedoch ergeben sich nach wie vor erhebliche Aufheizzeiten für die zu verschweißenden Kunststoffteile.
Aus S. Mochev und U. Endemann, Schneller und besser Schweißen, in Kunststoffe 9/2018, Carl Hanser Verlag, München ist es bekannt, zueinander parallele Winkel auf einer der Fügefläche zugewandten Oberfläche anzuordnen, zwischen die Heißgas über Röhren eingeführt wird. Hierdurch soll sich eine verkürzte Aufheizzeit der zu verschweißenden Kunststoffteile ergeben.
Jedoch ist auch diese Anordnung verbesserungswürdig.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schweißen von Kunststoffteilen anzugeben, das kontaktlos erfolgt, bei dem zwei miteinander zu verschweißende Kunststoffteile mittels zweier einander zugewandter Fügeflächen miteinander verschweißt werden und eine Erhitzung der Fügeflächen auf die gewünschte Zieltemperatur in möglichst kurzer Zeit erfolgt.
Ferner soll eine Vorrichtung angegeben werden, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Schweißen von Kunststoffteilen gelöst, bei dem zwei miteinander zu verschweißende Kunststoffteile mittels zweier einander zugewandter Fügeflächen miteinander verschweißt werden, wobei zumindest eine der beiden Fügeflächen erhitzt wird und die beiden Kunststoffteile anschließend durch Aneinanderdrücken der Fügeflächen miteinander verschweißt werden, wobei die zumindest eine Fügefläche mittels eines Heißgasstroms erhitzt wird, der durch eine sich entlang der Fügefläche erstreckende, kanalförmige Ausnehmung eines Gasführungsblocks auf die mindestens eine Fügefläche gerichtet wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen gelöst, mit einem Heizblock, aus dem Heißgas zu der Fügefläche mindestens eines der Kunststoffteile zuführbar ist, wobei sich entlang der Fügefläche ein Gasführungsblock erstreckt, der eine Ausnehmung in Form eines sich entlang der Fügefläche erstreckenden Kanals aufweist, und wobei im Gasführungsblock eine Mehrzahl von Zuführkanälen zur Zuführung von Heißgas vorgesehen sind, die winklig in die Ausnehmung münden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Erfindungsgemäß erfolgt die Erhitzung der Fügefläche mittels eines Heißgasstroms, der durch eine Ausnehmung in einem sich entlang der Fügefläche erstreckenden Gasführungsblock auf die mindestens eine Fügefläche gerichtet wird. Hierdurch wird der Heißgasstrom auf die Fügefläche konzentriert, was zu einer erheblichen Verkürzung der Aufheizzeit führt.
Wegen der Konzentration des Heißgasstroms auf die tatsächlich zu beheizende Fügefläche wird eine unbeabsichtigte Erhitzung von umliegenden Teilen deutlich reduziert, so dass die Beschädigungsgefahr vermindert wird. Da der Gasführungsblock vorzugsweise zumindest segmentweise aus einem Stück besteht und in geeigneter Weise durch Fräsen und Bohren bearbeitet werden kann, können die Zuführkanäle, durch die das Heißgas in die Ausnehmung geleitet wird, präzise angeordnet werden.
Insgesamt ergibt sich auf diese Weise eine deutlich vereinfachte und zuverlässigere Konstruktion und eine deutlich verkürzte Aufheizzeit.
In bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Ausnehmung an ihrem Boden eine nach außen hin konkav gekrümmte Form auf.
Hierdurch wird die Zuführung des Heißgases in Richtung auf die zu erhitzende Fügefläche weiter konzentriert.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist die Ausnehmung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf.
Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Anpassung an das aufzuheizende Teil und damit eine besonders schnelle Erhitzung.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung dreidimensional gekrümmt.
Auf diese Weise kann eine Erhitzung von dreidimensional gekrümmten Fügeflächen erreicht werden.
Hierzu können im Gasführungsblock erste Bohrungsabschnitte vorgesehen sein, die sich im Wesentlichen in einer Verlängerung der Axialrichtung der einmündenden Röhrchen erstrecken und die über sich winklig dazu erstreckende zweite Bohrungsabschnitte mit der Ausnehmung des Gasführungsblocks verbunden sind.
Auf diese Weise wird die Zuführung von Heißgas in eine dreidimensional gekrümmte Ausnehmung des Gasführungsblocks auf einfache Weise ermöglicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Führungsblock aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und der Heizblock aus einer Eisenlegierung, vorzugsweise aus Stahl.
Da sich in der Ausnehmung des Gasführungsblocks eine etwa halb so hohe Temperatur (z.B. im Bereich von etwa 200°C) einstellt, wie im Bereich des Heizblocks, aus dem das Heißgas zugeführt wird (z.B. etwa 400°C) kann auf diese Weise eine Anpassung der thermischen Ausdehnung der unterschiedlichen Materialien (Aluminium bzw. Stahl) erreicht werden, da der Ausdehnungskoeffizient von Aluminium etwa doppelt so hoch wie der von Stahl ist. Außerdem ist Aluminium ein besonders guter Wärmeleiter und unterstützt somit eine gleichmäßige Erwärmung der zu erhitzenden Fügefläche.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Heizblock über eine Mehrzahl von Röhrchen mit den Zuführkanälen im Gasführungsblock verbunden, wobei sich die Röhrchen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Dies ermöglicht einen vereinfachten Aufbau.
Sollten zur Gaszuführung verwendete Röhrchen nicht präzise mit zugeordneten Bohrungen im Gasführungsblock fluchten, so kann dies in einem gewissen Maße toleriert werden.
Außerdem wird vermieden, dass die im Stand der Technik bislang verwendete direkte Zuführung von Heißgas über Röhrchen zu den Fügeflächen von Hand durch Verbiegen der Röhrchen angepasst werden müssen, um Fehler auszugleichen, wie dies im Stand der Technik bislang notwendig war. Im Stand der Technik führte eine manuelle Verbiegung der Röhrchen zu unpräzisen und teilweise wellenartig verbogenen Röhrchen im Bereich ihrer Mündungen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Röhrchen am Heizblock befestigt und greifen vorzugsweise in die Zuführkanäle des Gasführungsblocks mit Spiel ein.
Hierdurch wird einerseits eine sichere Führung des Heißgases in den Gasführungsblock bis in die kanalförmige Ausnehmung gewährleistet. Andererseits wird durch die Zugabe eines Spiels (beispielsweise ein etwa um 0,2 mm größerer Durchmesser) eine ausreichende Toleranz gewährleistet, um eine einfache Montage ohne eine manuelle Verbiegung der Röhrchen zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausnehmung an ihrem Boden eine in Bezug auf die Fügefläche konkav gekrümmte Form auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ausnehmung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine besonders gute Anpassung für eine Konzentration des Heißgases für eine schnelle Erhitzung der Fügefläche.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungsblock zumindest segmentweise einstückig ausgebildet.
In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung erstrecken sich einzelne Segmente über eine Länge von bis zu etwa 150 mm, vorzugsweise von bis zu etwa 100 mm in Richtung der mindestens einen Fügefläche.
Auf diese Weise können thermische Spannungen über geringfügige Spalte zwischen aneinander grenzenden Segmenten ausgeglichen werden, sofern sich solche infolge noch verbleibender Unterschiede zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien und nicht vollständig präzise Anpassung in den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verbleiben, ausgeglichen werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung dreidimensional gekrümmt, wobei bevorzugt im Gasführungsblock erste Bohrungsabschnitte vorgesehen sind, die sich im Wesentlichen in einer Verlängerung der Axialrichtung der einmündenden Röhrchen erstrecken und die über sich winklig dazu erstreckende zweite Bohrungsabschnitte mit der Ausnehmung des Gasführungsblocks verbunden sind.
Auf diese Weise lassen sich auch dreidimensional gekrümmte Fügeflächen auf einfache Weise über dreidimensional entsprechend angepasste Ausnehmungen im Gasführungsblock erhitzen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

1 einen Teil-Querschnitt durch ein Kunststoffteil, das aus zwei Einzelteilen besteht, die jeweils in Umfangsrichtung verlaufende Fügeflächen aufweisen, wobei die beiden Einzelteile mit ihren zueinander komplementär ausgebildeten Fügeflächen, entlang derer eine Verschweißung erfolgen soll, aufeinander gelegt sind;
2 einen Teil-Querschnitt durch ein Kunststoffteil gemäß 1, bei dem die Fügeflächen sägezahnartig zwecks einer Oberflächenvergrößerung ausgebildet sind;
3 einen Teil-Querschnitt durch ein Kunststoffteil gemäß 1, bei dem die Fügeflächen zwecks einer Oberflächenvergrößerung gewellt ausgebildet sind;
4 eine längs geschnittene perspektivische Ansicht durch eine Vorrichtung zur Erhitzung eines Kunststoffteils, das hier mit Abstand zu der Vorrichtung angeordnet ist;
5 einen Teil-Querschnitt durch den Gasführungsblock mit zugeordnetem Heizblock und einem zugeordneten, zu erhitzenden Kunststoffteil und
6 einen Teil-Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Gasführungsblock dreidimensional gekrümmt ist, um ein Kunststoffteil mit einer dreidimensional gekrümmten Fügungsfläche erhitzen zu können.

1 zeigt einen Teil-Querschnitt durch ein Kunststoffteil, das aus zwei Einzelteilen 10, 12 besteht, die jeweils eine umlaufende Fügefläche 14, 16 aufweisen, an der eine Verschweißung stattfinden kann. Die beiden Fügeflächen 14, 16 sind zueinander komplementär ausgestaltet. Zur Verschweißung werden beide Fügefläche auf einer Heizvorrichtung erhitzt, bis sie teigig werden, und können dann durch Zusammendrücken miteinander verschweißt werden.
Die 2 und 3 zeigen alternative Ausführungen der Fügeflächen mit einer sägezahnförmigen Struktur bei den Kunststoffteilen 10a, 12a gemäß 2 und mit wellig ausgeformten Fügeflächen 14, 16 bei den Kunststoffteilen 10b, 12b gemäß 3.
Im Vergleich zu einer eben ausgestalteten Fügefläche gemäß 2 wird hierbei die Außenoberfläche in diesem Bereich um einen Faktor von etwa 2 vergrößert. Teilweise werden derartige Ausgestaltungen von Fügeflächen genutzt, um eine Verkürzung der Aufheizzeit zu bewirken.
In 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erhitzen der Fügefläche eines Kunststoffteils mittels Heißgas dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 20 bezeichnet.
Ein zugeordnetes Kunststoffteil 10, dessen Fügefläche 14 mit dieser Vorrichtung 20 erhitzt werden kann, ist mit Abstand davon dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein ovales Kunststoffteil, wobei hier nur das erste Kunststoffteil 10 dargestellt ist, das mit dem dazu komplementären zweiten Kunststoffteil 12 zusammengeschweißt werden soll.
Es versteht sich, dass die Fügeflächen der miteinander zu verschweißenden Kunststoffteile 10, 12 bzw. 10a, 12a bzw. 10b, 12b eine beliebige Form aufweisen können, insbesondere dreidimensional gekrümmt verlaufen können.
Die Erhöhungen und Vertiefungen der Fügeflächen erstrecken sich dann vorzugsweise entlang der Längsrichtung der Fügeflächen, so dass sich zueinander komplementäre Strukturen miteinander zugewandten Erhebungen bzw. Vertiefungen ergeben, die beim späteren Fügen der erhitzen Kunststoffteile ineinandergreifen.
Erfindungsgemäß wird an jedem der Kunststoffteile die Fügefläche mittels eines Heißgasstroms erhitzt, der aus der zugeordneten Vorrichtung gezielt auf die Fügefläche gerichtet wird. Erfindungsgemäß wird hierzu ein Gasführungsblock verwendet, in dem eine sich entlang der Fügefläche erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist, durch die der Heißgasstroim konzentriert auf die Fügefläche gerichtet wird, wie nachfolgend noch anhand von 5 näher erläutert wird.
Die Vorrichtung 20 weist ein Heizwerkzeug 34 auf, das mittels elektrischer Heizelemente 30 beheizbar ist. Auf dem Heizwerkzeug 34 ist eine Platte 36 angeordnet, in der Hohlräume 28 vorgesehen sind. Durch die Hohlräume 28 verlaufen Leitungen 32, die mit radialen Austrittsöffnungen versehen sind, aus denen zugeführte Pressluft in die Hohlräume 28 austreten kann. In den Hohlräumen 28 befindet sich ferner eine Quarzsandfüllung, durch welche die Wärmeübertragungsfläche zur Erhitzung der Pressluft weiter vergrößert wird.
Das zu erhitzende Kunststoffteil 10 wird mittels einer Handlingeinrichtung auf die Vorrichtung 20 aufgelegt und kann dann durch Heißluft in kurzer Zeit auf die Zieltemperatur erhitzt werden.
Aus den Hohlräumen 28 gelangt erhitzte Pressluft in einen umlaufenden ringförmigen Verteilerkanal 29, der in einem aufgesetzten Heizblock 22 ausgebildet ist. Aus dem Verteilerkanal 29 gelangt das Heißgas unmittelbar in Röhrchen 24 und strömt von dort in einen Gasführungsblock 26 mit einer U-förmigen Ausnehmung 38 aus, wie nachfolgend anhand von 5 näher erläutert wird.
Der Gasführungsblock 26 ist gemäß 5 einstückig aus einem Block hergestellt und besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung. Im Gasführungsblock 26 ist eine Ausnehmung 38 von bevorzugt U-förmigem Querschnitt vorgesehen, die sich entlang der zu erhitzenden Fügefläche 14 erstreckt. Bevorzugt kann das zu erhitzende Kunststoffteil 10 mit seiner Fügefläche 14 in die Ausnehmung 38 während des Aufheizvorgangs hineinragen.
Der Gasführungsblock 26 ist über Abstandshalter 41 mit dem Heizblock 22 verschraubt (in 4 nicht dargestellt). Die zugeordneten Röhrchen 24, die im Heizblock 22 gehalten sind und aus dem Verteilerkanal 29 mit Heißgas versorgt werden, enden unmittelbar am Gasführungsblock 26. Im Gasführungsblock 26 sind zugeordnete Bohrungen 39 vorgesehen, durch welche das Heißgas aus den Röhrchen 24 in die Ausnehmung 38 strömt. Die Bohrungen enden winklig, vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig, in die Ausnehmung 38.
Die Kontur des Gasführungsblocks 26 und der darin vorgesehenen Ausnehmung 38 ist dem Verlauf der zu erhitzenden Fügefläche 14 des Kunststoffteils 10 angepasst, so dass die zugeführte Heißluft unmittelbar auf die zu erhitzende Fügefläche 14 konzentriert wird.
Durch die Form der Ausnehmung 38 und den relativ geringen Spalt zwischen der Ausnehmung 38 und der Fügefläche 14 kann die Erhitzungszeit gegenüber der herkömmlichen Erhitzung mittels aus Röhrchen austretender Heißluft deutlich reduziert werden, beispielweise von 25 Sekunden bei Verwendung von Röhrchen auf weniger als 15 Sekunden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gasführungsblocks.
Der Heizblock 22 besteht typischerweise aus Stahl, während der Gasführungsblock 26 typischerweise aus einer Aluminiumlegierung besteht. Die Temperatur des Verteilerkanals 29 ist deutlich höher als die Temperatur im Bereich der Ausnehmung 38 des Gasführungsblocks 26. Während die Temperatur im Verteilerkanal 29 beispielsweise etwa 400°C beträgt, beträgt die Temperatur des Gasführungsblocks 26 im Bereich der Ausnehmung 38 beispielsweise etwa 200°C. Zum Ausgleich dieser Temperaturunterschiede werden die unterschiedlichen Materialien - Aluminium für den Gasführungsblock 26 und Stahl für den Heizblock 22 - verwendet. Da der Ausdehnungskoeffizient von Aluminium etwa doppelt so hoch ist wie derjenige von Stahl, ergibt sich bei doppelt so hoher Temperatur im Bereich des Heizblocks eine etwa gleich große thermische Ausdehnung des Heizblocks einerseits und des Gasführungsblocks 26 andererseits. Verschiebungen der Röhrchen 24, die im Heizblock 22 fixiert sind und in die zugeordneten Bohrungen 39 im Gasführungsblock 26 mit einem Spiel von beispielsweise 0,2 mm eingreifen, sind auf diese Weise minimal und können toleriert werden.
Sollen größere Kunststoffteile erhitzt werden, so wird der Gasführungsblock 26 aus mehreren Segmenten zusammengesetzt. Einzelne Segmente haben hierbei bevorzugt eine Größe von bis zu etwa 100 mm und werden dann über einen geringen Spalt mit dem jeweils nächsten Segment zusammengefügt. Die Spalte ermöglichen eine weitere Kompensation von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen.
Sollen dreidimensional gekrümmte Kunststoffteile mit dreidimensional gekrümmten Fügeflächen erhitzt werden, so ist auch dies unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Der Gasführungsblock 26 ist hierbei entsprechend mit einer dreidimensional gekrümmten Ausnehmung 38 versehen, die der dreidimensional gekrümmten Fügefläche des zu erhitzenden Kunststoffteils angepasst ist.
Wie in 6 dargestellt, verlaufen die zur Zuführung des Heißgases vorgesehenen Röhrchen 24 in einem gleichmäßigen Abstand zum Heißgasblock. Die betreffenden Bohrungen, aus denen die über die Röhrchen 24 zugeführte Heißluft in die Ausnehmung 38 gelangt, werden vorteilhafterweise aus zwei Bohrungsabschnitten zusammengesetzt. Hierbei verläuft jeweils ein erster Bohrungsabschnitt 42 in Axialrichtung eines zugeordneten Röhrchens 24, während ein dazu winklig angeordneter zweiter Bohrungsabschnitt 44 in die Ausnehmung 38 an der gewünschten Stelle ausmündet. Dies geschieht vorzugsweise annähernd rechtwinklig.
Auf diese Weise können auch dreidimensional gekrümmte Fügeflächen über einen geeigneten Gasführungsblock 26 erhitzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10019300 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Schweißen von Kunststoffteilen (10, 12; 10a, 12a; 10b, 12b), bei dem zwei miteinander zu verschweißende Kunststoffteile (10, 12; 10a, 12a; 10b, 12b) mittels zweier einander zugewandter Fügeflächen (14, 16) miteinander verschweißt werden, wobei zumindest eine der beiden Fügeflächen (14, 16) erhitzt wird und die beiden Kunststoffteile (10, 12) anschließend durch Aneinanderdrücken der Fügeflächen (14, 16) miteinander verschweißt werden, wobei die zumindest eine Fügefläche (14, 16) mittels eines Heißgasstroms erhitzt wird, der durch eine sich entlang der Fügefläche (14, 16) erstreckende, kanalförmige Ausnehmung (38) eines Gasführungsblocks (26) auf die mindestens eine Fügefläche (14, 16) gerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausnehmung (38) an ihrem Boden (40) eine nach außen hin konkav gekrümmte Form aufweist.
Verfahren nach Anspruch, bei dem die Ausnehmung (38) einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Ausnehmung (38) dreidimensional gekrümmt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasführungsblock (26) erste Bohrungsabschnitte (42) vorgesehen sind, die sich im Wesentlichen in einer Verlängerung der Axialrichtung der Röhrchen (24) erstrecken und die über sich winklig dazu erstreckende zweite Bohrungsabschnitte (44) mit der Ausnehmung (38) des Gasführungsblocks (26) verbunden sind.
Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen (10, 12; 10a, 12a; 10b, 12b) entlang von miteinander zu verschweißenden Fügeflächen (14, 16), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Heizblock (22), aus dem Heißgas zu der Fügefläche (14, 16) mindestens eines der Kunststoffteile (10, 12; 10a, 12a; 10b, 12b) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang der Fügefläche (14, 16) ein Gasführungsblock (26) erstreckt, der eine Ausnehmung (38) in Form eines sich entlang der Fügefläche (14, 16) erstreckenden Kanals aufweist, und dass im Gasführungsblock (26) eine Mehrzahl von Zuführkanälen (39; 42, 44) zur Zuführung von Heißgas vorgesehen sind, die winklig in die Ausnehmung (38) münden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsblock (26) aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung besteht und dass der Heizblock (22) aus einer Eisenlegierung, vorzugsweise aus Stahl, besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizblock (22) über eine Mehrzahl von Röhrchen (22) mit den Zuführkanälen (39; 42, 44) im Gasführungsblock (26) verbunden ist, wobei sich die Röhrchen (22) vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen (22) am Heizblock (22) befestigt sind und vorzugsweise in die Zuführkanäle (39; 42, 44) des Gasführungsblocks (26) mit Spiel eingreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (38) an ihrem Boden (40) eine nach außen hin konkav gekrümmte Form aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasführungsblock (26) zumindest segmentweise einstückig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Segmente sich über eine Länge von bis zu etwa 150 mm, vorzugsweise von bis zu etwa 100 mm erstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (38) dreidimensional gekrümmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasführungsblock (26) erste Bohrungsabschnitte (42) vorgesehen sind, die sich im Wesentlichen in einer Verlängerung der Axialrichtung der einmündenden Röhrchen (42) erstrecken und die über sich winklig dazu erstreckende zweite Bohrungsabschnitte (44) mit der Ausnehmung (38) des Gasführungsblocks (26) verbunden sind.