DE102022118964A1

DE102022118964A1 - Heißgas-Schweißwerkzeug

Info

Publication number: DE102022118964A1
Application number: DE102022118964.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Kortmann; Michael Grün
Original assignee: KVT BIELEFELD GmbH
Current assignee: KVT BIELEFELD GmbH
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2023-04-13
Also published as: DE202021105448U1

Abstract

Heißgas-Schweißwerkzeug, das eine Anzahl von Düsen aufweist, die mit einem Heißgaserzeuger (10) verbunden sind und deren Mündungen entsprechend dem Verlauf einer Schweißlinie eines Werkstücks angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen als Düsenröhrchen (16) aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind, die in einer Heizplatte (14) gehalten sind und vom Boden einer in der Heizplatte (14) gebildeten, zur Werkstückseite offenen Kammer (22) ausgehen und frei in das Innere der Kammer ragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heißgas-Schweißwerkzeug, das eine Anzahl von Düsen aufweist, die mit einem Heißgaserzeuger verbunden sind und deren Mündungen entsprechend dem Verlauf einer Schweißlinie eines Werkstücks angeordnet sind.
Solche Schweißwerkzeuge werden häufig zum Schweißen von Kunststoffteilen eingesetzt, insbesondere zum Verbinden zweier Kunststoffteile. Beispielsweise sind dabei die miteinander zu verbindenden Kunststoffteile so in jeweiligen Werkstückaufnahmen gehalten, dass die miteinander zu verschweißenden Oberflächen einander zugewandt sind. Das Schweißgerät weist dann für jedes Werkstück ein Werkzeug in der Form eines Düsenkopfes auf und wird so in den Zwischenraum zwischen den beiden Werkstücken gefahren, dass die Düsen jedes Düsenkopfes auf eine Schweißlinie auf der Oberfläche des betreffenden Werkstücks gerichtet sind. Die Werkstücke werden dann so weit an das Schweißgerät herangefahren, dass die Mündungen der Düsen nur noch einen geringen Abstand zur Werkstückoberfläche aufweisen. Durch Abgabe des Heißgases aus den Düsen wird dann das Kunststoffmaterial entlang der Schweißlinien erhitzt und plastifiziert.
Anschließend wird das Schweißgerät aus dem Zwischenraum zwischen den Werkstücken herausgefahren, und die Werkstückaufnahmen werden aufeinander zu bewegt, so dass die beiden Werkstücke mit ihren Schweißlinien fest gegeneinander gedrückt werden, bis das Kunststoffmaterial abkühlt und erstarrt, so dass die Werkstücke längs der Schweißlinie miteinander verschweißt sind.
Aus EP 1 415 789 B1 ist ein Schweißgerät dieser Art bekannt, bei dem die Düsen jedes Düsenkopfes durch Bohrungen in einer Heizplatte gebildet werden, die an die Oberflächengeometrie des jeweiligen Werkstücks angepasst ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heißgas-Schweißwerkzeug zu schaffen, das sich einfacher an die Geometrie des Werkstücks anpassen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Düsen als Düsenröhrchen aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind, die in einer Heizplatte gehalten sind und vom Boden einer in der Heizplatte gebildeten, zur Werkstückseite offenen Kammer ausgehen und frei in das Innere der Kammer ragen.
Wenn die durch die Mündungen der Düsenröhrchen definierte Linie nicht exakt dem gewünschten Verlauf der Schweißlinie am Werkstück entspricht, so haben die Düsenröhrchen in der Kammer so viel Spiel, dass sie in die gewünschte Position gebogen werden können. Zugleich wird durch die Wände der Kammer die Wärmeabstrahlfläche in unmittelbarer Nachbarschaft der Schweißlinie vergrößert, so dass die Erwärmung des Werkstücks wirksamer durch Strahlungswärme unterstützt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 einen Schnitt durch ein Schweißwerkzeug gemäß der Erfindung;
2 einen Teil des Schweißwerkzeugs in der Draufsicht; und
3 und 4 vergrößerte Teilschnitte zur Illustration eines Verfahrens zur Ausrichtung von Düsenröhrchen des Schweißwerkzeugs.

Das in 1 gezeigte Heißgas-Schweißwerkzeug weist einen Heißgaserzeuger 10 mit einem Gehäuse 12 auf, das an der Oberseite durch eine Heizplatte 14 abgeschlossen ist. In der Heizplatte 14 sind Düsenröhrchen 16 gehalten, die parallel zueinander von der Heizplatte aufragen und deren Mündungen auf einer Linie angeordnet sind, die dem Verlauf einer gewünschten Schweißlinie eines hier nicht gezeigten Werkstücks entspricht. Im gezeigten Beispiel sind die Düsenröhrchen 16 auf einer Kreislinie angeordnet, wie in der Draufsicht in 2 zu erkennen ist.
Die Reihe der Düsenröhrchen 16 ist beiderseits von Wällen 18, 20 eingerahmt, die zusammen eine dem Verlauf der Reihe der Düsenröhrchen folgende Kammer 22 begrenzen. Die Düsenröhrchen 16 ragen somit vom Boden der Kammer 22 auf und erstrecken sich frei in das Innere der Kammer.
Die Heizplatte 14 und das Gehäuse 12 des Heißgaserzeugers sind durch Bolzen 24 zusammengehalten.
In einer Seitenwand des Gehäuses 12 sind ein oder mehrere Gaseinlässe 26 gebildet, die jeweils über einen im Boden des Gehäuses verlaufenden Gaskanal 28 mit dem Inneren des Gehäuses verbunden sind, so dass ein Gas, vorzugsweise ein inertes Schutzgas wie beispielsweise Stickstoff, über mittig im Boden des Gehäuses angeordnete Öffnungen 30 in einen Hohlraum 32 eintritt, der mit einem Körper 34 aus elektrisch leitfähiger Schaumkeramik gefüllt ist. Die Schaumkeramik hat eine offenzellige Wabenstruktur und ist deshalb für das Gas durchlässig, so dass das Gas gleichmäßig auf die Düsenröhrchen 16 verteilt wird. Der Körper 34 aus Schaumkeramik ist elektrisch gegenüber der Heizplatte 14 isoliert und weist an seinen entgegengesetzten Enden in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene in 1 Elektroden auf, mit denen ein elektrischer Strom durch die leitfähige Schaumstruktur geleitet werden kann, um die Schaumstruktur und damit auch das Gas auf die gewünschte Schweißtemperatur zu erhitzen. Zugleich wird ein Teil der elektrisch erzeugten Wärme in die Heizplatte 14 eingeleitet. Die Innenwände der Kammer 22 geben somit Strahlungswärme auf die zu erhitzende Schweißlinie des Werkstücks ab und unterstützen so die Erhitzung der Schweißlinie mit Hilfe des aus dem Düsenröhrchen 16 austretenden Heißgases.
Die Düsenröhrchen 16 bestehen aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Stahl, so dass die frei in die Kammer 22 ragenden Abschnitte dieser Düsenröhrchen nach geeigneter Erwärmung leicht gebogen werden können. Auf diese Weise lässt sich erforderlichenfalls der Verlauf der Schweißlinie korrigieren.
In 3 ist eines der in die Kammer 22 ragenden Düsenröhrchen 16 vergrößert dargestellt. Wenn die Position der Mündung dieses Düsenröhrchens korrigiert werden soll, so kann, nachdem das Düsenröhrchen geeignet erwärmt wurde, in die Kammer 22 ein Werkzeug 36 eingeführt werden, mit dem das Düsenröhrchen 16 gebogen wird, wie in 4 gezeigt ist. Bei dem Werkzeug 36 kann es sich um einen Stempel handeln, der beispielsweise mit einer CNC-Maschine so bearbeitet wurde, dass seine Kontur dem gewünschten Verlauf der Schweißlinie entspricht. In Richtung der Tiefe der Kammer 22 bildet das Werkzeug eine Schräge 38, mit der die Düsenröhrchen 16 gebogen werden, während das Werkzeug in die Kammer 22 einfährt. Wahlweise kann das Werkzeug dabei je nach gewünschter Biegerichtung an der inneren oder äußeren Wand der Kammer 22 geführt werden, und die Eintauchtiefe des Werkzeugs und damit das Ausmaß der Biegung kann durch einen Anschlag 40 präzise vorgegeben werden. Bei Abkühlung behalten die Düsenröhrchen 16 ihre gebogene Form, so dass ihre Mündungen dann präzise auf der gewünschten Schweißlinie liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1415789 B1 [0004]

Claims

Heißgas-Schweißwerkzeug, das eine Anzahl von Düsen aufweist, die mit einem Heißgaserzeuger (10) verbunden sind und deren Mündungen entsprechend dem Verlauf einer Schweißlinie eines Werkstücks angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen als Düsenröhrchen (16) aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind, die in einer Heizplatte (14) gehalten sind und vom Boden einer in der Heizplatte (14) gebildeten, zur Werkstückseite offenen Kammer (22) ausgehen und frei in das Innere der Kammer ragen.
Schweißwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Düsenröhrchen (16) aus Metall bestehen.
Schweißwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Heizplatte (14) Teil einer Außenwand des Heißgaserzeugers (10) ist.