DE102022120340A1

DE102022120340A1 - Hot gas welding device

Info

Publication number: DE102022120340A1
Application number: DE102022120340.9A
Authority: DE
Inventors: Robin Bergstreisser; Jannis Weber; Christian Vetter; Frank Endres
Original assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Current assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2024-02-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißgasschweißvorrichtung umfassend mindestens eine Heißgasabgabedüse, vorzugsweise mehrere Heißgasabgabedüsen, mit einer Heißgasaustrittsrichtung, und mindestens eine Strömungsführungswand, die sich über das Düsenende in der Heißgasaustrittsrichtung hinaus erstreckt, wobei an einer der Düse zugewandten Innenseite der Strömungsführungswand wenigstens ein Strömungsleitelement ausgebildet ist, das den Heißgasstrom in einem Neigungswinkel zur Heißgasaustrittsrichtung umlenkt.The present invention relates to a hot gas welding device comprising at least one hot gas discharge nozzle, preferably a plurality of hot gas discharge nozzles, with a hot gas outlet direction, and at least one flow guide wall which extends beyond the nozzle end in the hot gas outlet direction, wherein at least one flow guide element is formed on an inside of the flow guide wall facing the nozzle, which deflects the hot gas flow at an angle of inclination to the hot gas outlet direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißgasschweißvorrichtung zum Verschweißen von Bauteilen, insbesondere Kunststoffbauteilen.The present invention relates to a hot gas welding device for welding components, in particular plastic components.

Beim Heißgasschweißen von Kunststoffbauteilen werden die zu verschweißenden Bauteile mithilfe von heißem Gas im Bereich einer zu erzeugenden Schweißnaht lokal erwärmt und aufgeschmolzen und anschließend miteinander verbunden. Das Heißgas wird dabei üblicherweise von einer oder mehreren Heißgasdüsen abgegeben.During hot gas welding of plastic components, the components to be welded are locally heated and melted using hot gas in the area of a weld seam to be created and then connected to one another. The hot gas is usually released from one or more hot gas nozzles.

Für eine gute und gleichmäßige Qualität der Schweißnaht ist es wichtig, dass der Heißgasstrom möglichst gleichmäßig auf die Oberfläche des Kunststoffbauteils auftrifft. In WO 2020/164978 A1 und WO 2017/198483 A1 ist dafür ein Kanal um die Düsen herum gebildet. Durch den Kanal trifft das Heißgas über die Länge der Schweißnaht gleichmäßiger auf das Werkstück auf und es kann verhindert werden, dass im Bereich der einzelnen Heißgasdüsen an dem Kunststoffbauteil Bereiche mit einer stärkeren Aufschmelzung des Materials entstehen. Aus DE 10 2015 121 598 A1 ist ein ähnlicher Aufbau einer Heißgasschweißvorrichtung bekannt, bei dem ebenfalls Strömungsleitelemente um die Düsen herum angeordnet sind und dadurch ein Kanal zum Führen des Heißgasstroms gebildet wird.For a good and uniform quality of the weld seam, it is important that the hot gas flow hits the surface of the plastic component as evenly as possible. In WO 2020/164978 A1 and WO 2017/198483 A1 A channel is formed around the nozzles for this purpose. Through the channel, the hot gas hits the workpiece more evenly over the length of the weld seam and it can be prevented that areas with greater melting of the material arise in the area of the individual hot gas nozzles on the plastic component. Out of DE 10 2015 121 598 A1 A similar structure of a hot gas welding device is known, in which flow guide elements are also arranged around the nozzles, thereby forming a channel for guiding the hot gas stream.

Bei komplexen Bauteilen, bei denen die Schweißlinie einen dreidimensionalen Verlauf haben kann, bei der zumindest Teilbereiche der Bauteile gegenüber der Heißgasaustrittsebene der Düsen geneigt sind, ergibt sich bei den Heißgasschweißvorrichtungen gemäß WO 2020/164978 A1 , WO 2017/198483 A1 und DE 10 2015 121598 A1 jedoch das Problem, dass der Heißgasstrom nicht senkrecht auf das zu verschweißende Bauteil auftrifft und in eine Richtung abgelenkt wird. Dadurch bildet sich eine Strömung, die mit zunehmender Länge der geneigten Bereiche mehr und mehr parallel zu der Schweißlinie verläuft, was dazu führt, dass das Material insbesondere am Ende des geneigten Bereichs der Schweißlinie weniger gut und weniger zuverlässig aufgeschmolzen wird. Dadurch verringert sich die Festigkeit und die Qualität der Schweißnaht. Ein weiterer Nachteil an den bekannten Heißgasschweißvorrichtungen ist, dass sich das Heißgas am Ende des geneigten Bereichs im Kanal aufstauen kann, was ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Schweißnaht führt. Beim Einsatz in Serienprozessen, bei denen mögliche Fertigungstoleranzen der zu verschweißenden Bauteile aus vorhergehenden Fertigungsschritten beim Heißgasschweißen ausgeglichen werden müssen, ergibt sich außerdem der Nachteil, dass der Kanal nicht an die Schweißlinie angepasst werden kann, wie es bei Heißgasschweißvorrichtungen ohne Kanal durch Umbiegen der Düsen möglich ist.In the case of complex components in which the welding line can have a three-dimensional course, in which at least partial areas of the components are inclined relative to the hot gas outlet plane of the nozzles, the hot gas welding devices are as follows WO 2020/164978 A1 , WO 2017/198483 A1 and DE 10 2015 121598 A1 However, the problem is that the hot gas stream does not hit the component to be welded perpendicularly and is deflected in one direction. This creates a flow that runs more and more parallel to the welding line as the length of the inclined areas increases, which leads to the material being melted less well and less reliably, particularly at the end of the inclined area of the welding line. This reduces the strength and quality of the weld seam. Another disadvantage of the known hot gas welding devices is that the hot gas can build up in the channel at the end of the inclined area, which also leads to an uneven weld seam. When used in series processes in which possible manufacturing tolerances of the components to be welded from previous production steps in hot gas welding have to be compensated for, there is also the disadvantage that the channel cannot be adapted to the welding line, as is possible with hot gas welding devices without a channel by bending the nozzles is.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Heißgasschweißvorrichtung mit einer verbesserten und/oder flexibel anpassbaren Strömungsführung für das Heißgas bereitzustellen.One object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a hot gas welding device with an improved and/or flexibly adaptable flow guide for the hot gas.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.The task is solved by the subjects of the independent claims.

Demnach ist eine Heißgasschweißvorrichtung bereitgestellt. Die Heißgasschweißvorrichtung kann insbesondere zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, die beispielsweise durch Spritzguss hergestellt werden können, eingesetzt werden.Accordingly, a hot gas welding device is provided. The hot gas welding device can be used in particular for welding plastic components that can be produced, for example, by injection molding.

Die Heißgasschweißvorrichtung umfasst mindestens eine Heißgasabgabedüse aus der Heißgas in einer Heißgasaustrittsrichtung austritt. Die Heißgasaustrittsrichtung ist dabei durch die Heißgasabgabedüse vorgegeben und kann insbesondere senkrecht zu einer am Düsenende angeordneten Austrittsöffnung orientiert sein. Die Heißgasabgabedüse kann als Düsenröhrchen oder als Öffnung in einer Düsenplatte bzw. Grundplatte der Heißgasschweißvorrichtung ausgebildet sein. Die Heißgasabgabedüse und/oder die Heißgasaustrittsrichtung kann senkrecht zu der Düsenplatte orientiert sein. Das aus der Heißgasabgabedüse austretende Gas kann vorzugsweise ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, sein und/oder eine Temperatur zwischen 500 °C und 600 °C aufweisen. Durch das Heißgas wird das zu verschweißende Bauteil bzw. beide zu verschweißende Bauteile, entlang einer zu erzeugenden Schweißnaht, vorzugsweise entlang eines an dem Bauteil ausgebildeten Schweißstegs, lokal erwärmt, um das Material aufzuschmelzen. Wenn die zu verschweißenden Bauteile anschließend aufeinander gedrückt werden, verbindet sich das aufgeschmolzene Material der zu verschweißenden Bauteile und verfestigt anschließend, so dass die Bauteile stoffschlüssig miteinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Heißgasschweißvorrichtung mehrere Heißgasabgabedüsen, die nebeneinander angeordnet sind und eine offene oder geschlossene Kontur bilden. Die Kontur der Heißgasabgabedüsen kann im Wesentlichen den gleichen Verlauf aufweisen wie die zu erzeugende Schweißnaht, so dass der gesamte Schweißsteg gleichzeitig erwärmt werden kann. Bei Bedarf, insbesondere bei breit ausgeführten Schweißstegen, kann entlang des Schweißstegs ein zweireihiger Aufbau der Düsen vorgesehen sein.The hot gas welding device comprises at least one hot gas discharge nozzle from which hot gas emerges in a hot gas exit direction. The hot gas outlet direction is predetermined by the hot gas delivery nozzle and can in particular be oriented perpendicular to an outlet opening arranged at the nozzle end. The hot gas delivery nozzle can be designed as a nozzle tube or as an opening in a nozzle plate or base plate of the hot gas welding device. The hot gas delivery nozzle and/or the hot gas outlet direction can be oriented perpendicular to the nozzle plate. The gas emerging from the hot gas delivery nozzle can preferably be an inert gas, for example nitrogen, and/or have a temperature between 500 ° C and 600 ° C. The hot gas locally heats the component to be welded or both components to be welded along a weld seam to be produced, preferably along a welding web formed on the component, in order to melt the material. When the components to be welded are then pressed together, the melted material of the components to be welded combines and then solidifies, so that the components are cohesively connected to one another. In a preferred embodiment, the hot gas welding device comprises a plurality of hot gas delivery nozzles which are arranged next to one another and form an open or closed contour. The contour of the hot gas delivery nozzles can have essentially the same course as the weld seam to be produced, so that the entire weld web can be heated at the same time. If necessary, especially with wide welding bars, a two-row structure of the nozzles can be provided along the welding bar.

Die Heißgasschweißvorrichtung umfasst außerdem mindestens eine Strömungsführungswand, die sich über das Düsenende in der Heißgasaustrittsrichtung hinaus erstreckt. Die Strömungsführungswand kann mit einem in Heißgasströmungsrichtung stromaufwärtigen Ende an einer Düsenplatte bzw. Grundplatte aufliegen und/oder an der Düsenplatte bzw. der Grundplatte, beispielsweise mit einer Schraubverbindung, befestigt sein. Zum Aufschmelzen des Schweißstegs eines zu verschweißenden Bauteils wird der Schweißsteg vorzugsweise zwischen der Heißgasabgabedüse, bzw. den mehreren Heißgasabgabedüsen, und einem stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand angeordnet, so dass der Schweißsteg innerhalb eines von der Strömungsführungswand definierten Strömungsbereichs liegt. Es ist aber auch denkbar, dass der Schweißsteg stromabwärts des stromabwärtigen Endes der Strömungsführungswand platziert ist und somit außerhalb des von der Strömungsführungswand definierten Strömungsbereichs. In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Heißgasschweißvorrichtung zwei parallel zueinander verlaufende Strömungsführungswände, die um wenigstens eine Heißgasabgabedüse herum einen Strömungsführungskanal bilden, der dazu dient, den Heißgasstrom gezielt zu dem zu verschweißenden Bauteil bzw. zu dem Schweißsteg zu führen.The hot gas welding device also includes at least one flow guide wall which extends over the nozzle end in the hot gas exit direction extends. The flow guide wall can rest on a nozzle plate or base plate with an end upstream in the hot gas flow direction and/or can be fastened to the nozzle plate or base plate, for example with a screw connection. To melt the welding bar of a component to be welded, the welding bar is preferably arranged between the hot gas delivery nozzle, or the plurality of hot gas delivery nozzles, and a downstream end of the flow guide wall, so that the welding bar lies within a flow region defined by the flow guide wall. However, it is also conceivable that the welding bar is placed downstream of the downstream end of the flow guide wall and thus outside the flow region defined by the flow guide wall. In a preferred embodiment, the hot gas welding device comprises two flow guide walls running parallel to one another, which form a flow guide channel around at least one hot gas delivery nozzle, which serves to guide the hot gas stream specifically to the component to be welded or to the welding web.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist an einer der Düse zugewandten Innenseite der Strömungsführungswand wenigstens ein Strömungsleitelement ausgebildet, das den Heißgasstrom in einem Neigungswinkel zur Heißgasaustrittsrichtung umlenkt. Mit anderen Worten strömt das Heißgas in Heißgasströmungsrichtung stromaufwärts des Strömungsleitelements in einer Richtung, nämlich der Heißgasaustrittsrichtung in der das Heißgas aus den Heißgasabgabedüsen austritt, und stromabwärts des Strömungsleitelements in einer zweiten, davon abweichenden Richtung. Durch das Strömungsleitelement ist es somit möglich, die Heißgasströmung gezielt zu lenken, insbesondere die Richtung der Heißgasströmung gezielt zu beeinflussen. Die Umlenkung kann dabei dadurch realisiert werden, dass das Strömungsleitelement von der Innenseite der Strömungsführungswand aus in den aus der Heißgasabgabedüse austretenden Heißgasstrom bzw. in einen von der Strömungsführungswand definierten Strömungsbereich hineinragt, mit anderen Worten in einem Strömungsweg des Heißgasstroms zwischen der Heißgasabgabedüse und dem zu plastifizierenden Bauteilbereich bzw. dem Schweißsteg des Bauteils angeordnet ist. In einer Umfangsrichtung der Strömungsführungswand, quer zur Heißgasaustrittsrichtung, kann das Strömungsleitelement vorzugsweise versetzt zu der Heißgasabgabedüse angeordnet sein, so dass die Heißgasströmung zunächst ungehindert an einem stromaufwärtigen Ende des Strömungsleitelements vorbei strömen kann und erst stromabwärts des stromaufwärtigen Endes umgelenkt wird. Wenn mehrere Heißgasabgabedüsen und/oder mehrere Strömungsleitelemente vorgesehen sind, können die Strömungsleitelemente vorzugsweise jeweils versetzt zu den Heißgasabgabedüsen angeordnet sein, mit anderen Worten kann jeweils ein Strömungsleitelement zwischen zwei Heißgasabgabedüsen angeordnet sein. Es ist, insbesondere bei schmalen Strömungsleitelementen mit einer geringen Breite quer zur Heißgasströmungsrichtung, aber auch möglich, die Strömungsleitelemente oberhalb des Düsenendes bzw. der Heißgasaustrittsöffnung anzuordnen, so dass das stromaufwärtige Ende des Strömungsleitelements in den aus der Düse austretenden Heißgasstrom hineinragt.According to a first aspect of the present invention, at least one flow guide element is formed on an inside of the flow guide wall facing the nozzle, which deflects the hot gas flow at an angle of inclination to the hot gas outlet direction. In other words, the hot gas flows in the hot gas flow direction upstream of the flow guide element in one direction, namely the hot gas outlet direction in which the hot gas emerges from the hot gas discharge nozzles, and downstream of the flow guide element in a second, deviating direction. The flow guide element therefore makes it possible to direct the hot gas flow in a targeted manner, in particular to specifically influence the direction of the hot gas flow. The deflection can be realized in that the flow guide element projects from the inside of the flow guide wall into the hot gas stream emerging from the hot gas delivery nozzle or into a flow region defined by the flow guide wall, in other words in a flow path of the hot gas flow between the hot gas delivery nozzle and the hot gas delivery nozzle to be plasticized Component area or the welding web of the component is arranged. In a circumferential direction of the flow guide wall, transverse to the hot gas outlet direction, the flow guide element can preferably be arranged offset from the hot gas delivery nozzle, so that the hot gas flow can initially flow unhindered past an upstream end of the flow guide element and is only deflected downstream of the upstream end. If several hot gas delivery nozzles and/or several flow guide elements are provided, the flow guide elements can preferably each be arranged offset from the hot gas delivery nozzles, in other words, one flow guide element can be arranged between two hot gas delivery nozzles. It is also possible, particularly in the case of narrow flow guide elements with a small width transverse to the hot gas flow direction, to arrange the flow guide elements above the nozzle end or the hot gas outlet opening, so that the upstream end of the flow guide element protrudes into the hot gas stream emerging from the nozzle.

Mit dem wenigstens einen erfindungsgemäßen Strömungsleitelement ist es möglich, Schweißwinkel von mehr als 60° zu realisieren, während mit im Stand der Technik bekannten Heißgasschweißvorrichtungen nur Schweißwinkel bis etwa 30° möglich sind. Dadurch können mit der erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung Bauteile miteinander verschweißt werden, die geneigte Bereiche aufweisen, die nicht senkrecht zu der Heißgasaustrittsrichtung orientiert sind, insbesondere Bereiche deren Normale mehr als 60° gegenüber der Heißgasaustrittrichtung geneigt ist bzw. die mehr als 60° gegenüber der Düsenplatte geneigt sind. Durch das Strömungsleitelement können außerdem einzelne Bereiche des Schweißstegs gezielter angeströmt werden. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn sich bei einem bestehenden Prozess zeigt, dass einzelne Bereiche des Schweißstegs sich langsamer plastifizieren. Durch die Strömungsleitelemente ist es dann möglich, die Strömung gebündelt auf diese Bereiche zu konzentrieren, so dass diese Bereiche intensiver erwärmt werden.With the at least one flow guide element according to the invention it is possible to achieve welding angles of more than 60°, while with hot gas welding devices known in the prior art only welding angles of up to approximately 30° are possible. As a result, the hot gas welding device according to the invention can be used to weld together components that have inclined areas that are not oriented perpendicular to the hot gas exit direction, in particular areas whose normal is inclined more than 60 ° with respect to the hot gas exit direction or that are inclined more than 60 ° with respect to the nozzle plate . The flow guide element also allows flow to flow more specifically to individual areas of the welding bar. This can be advantageous, for example, if an existing process shows that individual areas of the welding bar plasticize more slowly. The flow guide elements then make it possible to concentrate the flow on these areas, so that these areas are heated more intensively.

In einer beispielhaften Ausführung lenkt das Strömungsleitelement, den Heißgasstrom derart um, dass der Heißgasstrom senkrecht auf eine zu verschweißende Fläche eines Bauteils bzw. auf den zu plastifizierenden Bereich des Bauteils, insbesondere auf den Schweißsteg, auftrifft. Vorzugsweise lenkt das Strömungsleitelement den Heißgasstrom derart um, dass der Heißgasstrom senkrecht zu einer stromabwärtigen Kante des Strömungsleitelements auftrifft deren Normale relativ zu der Heißgasaustrittsrichtung geneigt ist. Die stromabwärtige Kante des Strömungsleitelements kann insbesondere parallel zu der zu verschweißenden Fläche verlaufen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Energie gleichmäßig über den gesamten Schweißsteg eingebracht werden kann, was zu einer gleichmäßigen Erwärmung und einem gleichmäßigen Aufschmelzen des Materials führt. Insbesondere kann dadurch eine gleichmäßige Schmelzschichtdicke erzeugt werden. Gleichzeitig kann vermieden werden, dass es zu Kraterbildungen im Bereich der einzelnen Heißgasabgabedüsen an dem Schweißsteg kommt, die ebenfalls die Qualität der Schweißnaht verringert. Dadurch dass der Heißgasstrom über den gesamten Verlauf des Schweißstegs senkrecht auftrifft, kann außerdem vermieden werden, dass die Strömung beim Auftreffen auf den Schweißsteg abgelenkt wird. Auf diese Weise kann die Erwärmung der Stegbereiche über den Volumenstrom und die Temperatur des Heißgasstromes gezielt eingestellt werden, ohne dass es zu Abweichungen von der gewünschten Erwärmung kommt.In an exemplary embodiment, the flow guide element deflects the hot gas stream in such a way that the hot gas stream strikes perpendicularly onto a surface of a component to be welded or onto the area of the component to be plasticized, in particular onto the welding web. Preferably, the flow guide element deflects the hot gas flow in such a way that the hot gas flow hits perpendicular to a downstream edge of the flow guide element, the normal of which is inclined relative to the hot gas outlet direction. The downstream edge of the flow guide element can in particular run parallel to the surface to be welded. This ensures that the energy can be applied evenly across the entire welding bar, resulting in uniform heating and even melting of the material. In particular, a uniform melt layer thickness can thereby be produced. At the same time, it can be avoided that craters form in the area of the individual hot gas delivery nozzles on the welding bar comes, which also reduces the quality of the weld seam. Because the hot gas flow hits vertically over the entire course of the welding bar, it can also be avoided that the flow is deflected when it hits the welding bar. In this way, the heating of the web areas can be adjusted specifically via the volume flow and the temperature of the hot gas stream, without there being any deviations from the desired heating.

In einer beispielhaften Ausführung ist das Strömungsleitelement als Vorsprung an der Innenseite der Strömungsführungswand ausgebildet und steht derart insbesondere senkrecht von der Innenseite der Strömungsführungswand hervor, dass das Strömungsleitelement von dem Heißgasstrom angeströmt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Strömungsleitelement eine Höhe von mehr als 1 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm, aufweist. Die Höhe des Strömungsleitelements kann sich insbesondere senkrecht zu Strömungsführungswand erstrecken.In an exemplary embodiment, the flow guide element is designed as a projection on the inside of the flow guide wall and protrudes, in particular perpendicularly, from the inside of the flow guide wall in such a way that the hot gas flow flows against the flow guide element. In particular, it can be provided that the flow guide element has a height of more than 1 mm, preferably between 2 mm and 5 mm. The height of the flow guide element can extend in particular perpendicular to the flow guide wall.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung weist das Strömungsleitelement eine wenigstens abschnittsweise zu der Heißgasaustrittrichtung geneigte Strömungsleitfläche zum Umlenken des Heißgasstroms auf. Die Strömungsleitfläche ist derart ausgestaltet und/oder angeordnet, dass der Heißgasstrom auf die Strömungsleitfläche auftrifft und von dieser umgelenkt wird, insbesondere an dieser entlang strömt, so dass der Heißgasstrom seine Richtung ändert. In einer beispielhaften Weiterbildung weist die Strömungsleitfläche wenigstens abschnittsweise eine raue und/oder strömungsoptimierte Oberfläche auf. Eine raue Oberfläche kann eine Turbulenzbildung in dem Heißgasstrom begünstigen, wodurch die konvektive Wärmeübertragung gesteigert werden kann.In a further exemplary embodiment, the flow guide element has a flow guide surface which is inclined at least in sections to the hot gas outlet direction in order to deflect the hot gas stream. The flow guide surface is designed and/or arranged in such a way that the hot gas stream hits the flow guide surface and is deflected by it, in particular flows along it, so that the hot gas stream changes its direction. In an exemplary development, the flow guide surface has a rough and/or flow-optimized surface at least in sections. A rough surface can promote turbulence in the hot gas stream, which can increase convective heat transfer.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung verläuft das Strömungsleitelement, insbesondere die Strömungsleitfläche, in einem stromabwärtigen Bereich in einem Neigungswinkel zur Heißgasaustrittsrichtung. In einer beispielhaften Weiterbildung verläuft der stromabwärtige Bereich senkrecht zu der zu verschweißenden Fläche des Bauteils. Dadurch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass der Heißgasstrom gezielt gelenkt wird und/oder senkrecht auf die zu verschweißende Fläche des Bauteilsauftrifft.According to a further exemplary embodiment, the flow guide element, in particular the flow guide surface, runs in a downstream region at an angle of inclination to the hot gas outlet direction. In an exemplary development, the downstream region runs perpendicular to the surface of the component to be welded. This makes it possible to reliably ensure that the hot gas stream is directed in a targeted manner and/or strikes the surface of the component to be welded perpendicularly.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung, erstreckt sich der stromabwärtige geneigte Bereich von einem in Heißgasströmungsrichtung stromabwärtigen Ende des Strömungsleitelements aus über wenigstens 30 %, vorzugsweise wenigstens 50 %, wenigstens 75 % oder die gesamte Länge, des Strömungsleitelements. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Heißgasstrom ausreichend lang an dem Strömungsleitelement, insbesondere an einer Strömungsleitfläche des Strömungsleitelements, entlang strömt, um die Richtung des Heißgasstroms zu ändern und sicherzustellen, dass der Heißgasstrom auch in Heißgasströmungsrichtung hinter dem stromabwärtigen Ende des Strömungsleitelements seine durch das Strömungsleitelement vorgegebene Richtung beibehält.According to an exemplary development, the downstream inclined region extends from an end of the flow guide element downstream in the hot gas flow direction over at least 30%, preferably at least 50%, at least 75% or the entire length, of the flow guide element. This can ensure that the hot gas stream flows along the flow guide element, in particular along a flow guide surface of the flow guide element, for a sufficiently long time in order to change the direction of the hot gas flow and ensure that the hot gas stream also passes through the flow guide element in the hot gas flow direction behind the downstream end of the flow guide element maintains the specified direction.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung liegt der Neigungswinkel in einem Bereich zwischen 100° und 170°, vorzugsweise zwischen 120° und 150°, zur Heißgasaustrittsrichtung. Mit Neigungswinkeln in diesem Bereich lassen sich besonders gleichmäßige Schweißnähte auch an geneigten Bereichen der zu verschweißenden Bauteile erzeugen. Gleichzeitig kann mit einem Neigungswinkel in diesem Bereich ein besonders gleichmäßiger Heißgasstrom erzeugt werden.In a further exemplary embodiment, the angle of inclination is in a range between 100° and 170°, preferably between 120° and 150°, to the hot gas exit direction. With angles of inclination in this range, particularly uniform weld seams can be created even on inclined areas of the components to be welded. At the same time, a particularly uniform hot gas stream can be generated with an angle of inclination in this area.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung liegt ein Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende des Strömungsleitelements und einem stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand zwischen 1 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt ein Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende des Strömungsleitelements und dem zu verschweißenden Bauteil zwischen 1 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm. Auf diese Weise kann zuverlässig verhindert werden, dass sich Krater an dem Schweißsteg des Bauteils bilden und somit eine besonders gleichmäßige Schweißnaht mit hoher Schweißnahtqualität erzeugt werden.According to a further exemplary embodiment, a distance between the downstream end of the flow guide element and a downstream end of the flow guide wall is between 1 mm and 15 mm, in particular between 2 mm and 6 mm. Alternatively or additionally, a distance between the downstream end of the flow guide element and the component to be welded is between 1 mm and 15 mm, in particular between 2 mm and 6 mm. In this way, it can be reliably prevented that craters form on the welding web of the component and thus a particularly uniform weld seam with high weld seam quality can be produced.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Länge des Strömungsleitelements in Heißgasströmungsrichtung größer ist als die Breite des Strömungsleitelements quer zu Heißgasströmungsrichtung. Mit anderen Worten ist das Strömungsleitelement länglich ausgebildet und in Strömungsrichtung orientiert. Auf diese Weise kann die Heißgasströmung gezielt gelenkt werden, ohne einen unnötig großen Strömungswiderstand zu erzeugen.In a further exemplary embodiment, the length of the flow guide element in the hot gas flow direction is greater than the width of the flow guide element transverse to the hot gas flow direction. In other words, the flow guide element is elongated and oriented in the direction of flow. In this way, the hot gas flow can be directed in a targeted manner without generating an unnecessarily large flow resistance.

In einer beispielhaften Weiterbildung liegt die Länge des Strömungsleitelements in Heißgasströmungsrichtung zwischen 2 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 15 mm und/oder zwischen 5 % und 40 % der Erstreckung der Strömungsführungswand in Heißgasströmungsrichtung. Alternativ oder zusätzlich liegt die Breite des Strömungsleitelements quer zu Heißgasströmungsrichtung zwischen 0,4 mm und 1,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 mm und 1 mm oder bei etwa 0,8 mm.In an exemplary development, the length of the flow guide element in the hot gas flow direction is between 2 mm and 10 mm, preferably between 5 mm and 15 mm and/or between 5% and 40% of the extent of the flow guide wall in the hot gas flow direction. Alternatively or additionally, the width of the flow guide element transversely to the hot gas flow direction is between 0.4 mm and 1.2 mm, preferably between 0.6 mm and 1 mm or approximately 0.8 mm.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung verläuft das Strömungsleitelement, insbesondere die Strömungsleitfläche, in einem stromaufwärtigen Bereich im Wesentlichen in Heißgasaustrittsrichtung. Insbesondere kann das Strömungsleitelement bzw. die Strömungsleitfläche von einem in Heißgasströmungsrichtung stromaufwärtigen Ende aus über maximal 50%, vorzugsweise maximal 25%, der Länge im Wesentlichen in Heißgasaustrittsrichtung verlaufen. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung weist das Strömungsleitelement einen geknickten und/oder gekrümmten Verlauf auf. Das Strömungsleitelement kann nur einen Knick bzw. nur eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius oder mehrere Knicke bzw. mehrere Krümmungen mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Strömungsleitelement eine oder mehrere Krümmungen zwischen dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende des Strömungsleitelements aufweist und zusätzlich einen oder mehrere Knicke zwischen dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende aufweist.According to an exemplary embodiment, the flow guide element, in particular the Flow guide surface, in an upstream area essentially in the hot gas exit direction. In particular, the flow guide element or the flow guide surface can extend from an end upstream in the hot gas flow direction over a maximum of 50%, preferably a maximum of 25%, of the length essentially in the hot gas outlet direction. According to an exemplary development, the flow guide element has a kinked and/or curved course. The flow guide element can have only one bend or only one curvature with a constant radius of curvature or several bends or several curvatures with different radii of curvature. It can also be provided that the flow guide element has one or more bends between the upstream end and the downstream end of the flow guide element and additionally has one or more kinks between the upstream end and the downstream end.

In einer weiteren beispielhaften Ausbildung ist das Strömungsleitelement in Heißgasströmungsrichtung aus mehreren Teilabschnitten gebildet. Zwischen den Teilabschnitten kann jeweils ein Spalt ausgebildet sein. Durch die Mehrteiligkeit des Strömungsleitelements kann ein Schattenbereich stromabwärts des Strömungsleitelements, in dem keine Heißgasströmung vorliegt, weil der Heißgasstrom von dem Strömungsleitelement abgelenkt wird und somit nicht in den Schattenbereich gelangen kann, reduziert werden. Durch die Teilabschnitte kann statt einem großen Schattenbereich hinter dem gesamten Strömungsleitelement ein deutlich kleinerer Schattenbereich nur hinter einem stromabwärtigsten Teilabschnitt des Strömungsleitelements erzeugt werden, weil der Heißgasstrom zwischen den Teilabschnitten hindurch strömen und den Schattenbereich verkleinern kann. Bei einteiligen Strömungsleitelementen wächst mit zunehmendem Winkel der Ablenkung der Heißgasströmung von der Heißgasaustrittsrichtung der Bereich des sich im Schatten des Strömungsleitelementes befindlichen zu verschweißenden Bauteils, so dass durch mehrteilige Strömungsleitelemente die Heißgasströmung in einem besonders großen Winkel abgeleitet werden kann, ohne dass der entstehende Schattenbereich sich vergrößert. In den Schattenbereichen kann es zu einer verminderten Aufschmelzung kommen. Durch die Mehrteiligkeit der Strömungsleitelemente kann dieser Effekt reduziert werden und eine gleichmäßigere Aufschmelzung des Schweißstegs erreicht werden. Zusätzlich können die mehrteiligen Strömungsleitelemente Strömungsturbulenzen erzeugen und damit die konvektive Wärmeübertragung erhöhen.In a further exemplary embodiment, the flow guide element is formed from several sections in the hot gas flow direction. A gap can be formed between the sections. Due to the multi-part nature of the flow guide element, a shadow area downstream of the flow guide element, in which there is no hot gas flow because the hot gas flow is deflected by the flow guide element and therefore cannot reach the shadow area, can be reduced. Through the subsections, instead of a large shadow area behind the entire flow guide element, a significantly smaller shadow area can be created only behind a most downstream subsection of the flow guide element, because the hot gas stream can flow between the subsections and reduce the shadow area. With one-piece flow guide elements, the area of the component to be welded that is located in the shadow of the flow guide element increases as the angle of deflection of the hot gas flow from the hot gas outlet direction increases, so that the hot gas flow can be diverted at a particularly large angle by multi-part flow guide elements without the resulting shadow area increasing . Reduced melting may occur in the shadow areas. Due to the multi-part flow guide elements, this effect can be reduced and more uniform melting of the welding bar can be achieved. In addition, the multi-part flow guide elements can generate flow turbulence and thus increase the convective heat transfer.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung ist wenigstens ein Strömungsleitelement einstückig mit der Strömungsführungswand ausgebildet. Insbesondere können die Strömungsführungswand und das Strömungsleitelement einstückig durch additive Fertigung hergestellt sein. Auf diese Weise lassen sich Strömungsleitelemente mit einer beliebigen Geometrie auf einfache Weise herstellen.In a further exemplary embodiment, at least one flow guide element is formed in one piece with the flow guide wall. In particular, the flow guide wall and the flow guide element can be manufactured in one piece by additive manufacturing. In this way, flow guide elements with any geometry can be produced in a simple manner.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung sind an der Innenseite der Strömungsführungswand mehrere Strömungsleitelemente ausgebildet. Insbesondere können die mehreren Strömungsleitelemente parallel zueinander verlaufen. Alternativ oder zusätzlich kann jeweils ein Strömungsleitelement versetzt zu einer Heißgasabgabedüse angeordnet sein, so dass die Heißgasströmung zunächst ungehindert an einem stromaufwärtigen Ende des Strömungsleitelements vorbei strömen kann und erst stromabwärts des stromaufwärtigen Endes umgelenkt wird. Insbesondere kann die Anzahl der Strömungsleitelemente an die Anzahl der Heißgasabgabedüsen angepasst sein und/oder gleich sein. Die mehreren Strömungsleitelemente können alle oder zum Teil identisch ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente oder zumindest ein Teil der Strömungsleitelemente individuell ausgebildet sind, um den Heißgasstrom bestmöglich an den Schweißsteg eines zu verschweißenden Bauteils anpassen zu können. Beispielsweise können die Strömungsleitelemente nur in Bereichen mit großen Schweißwinkeln ausgebildet sein oder es können in diesen Bereichen mehr oder anders ausgebildete Strömungsleitelemente vorgesehen sein.According to an exemplary embodiment, a plurality of flow guide elements are formed on the inside of the flow guide wall. In particular, the plurality of flow guide elements can run parallel to one another. Alternatively or additionally, a flow guide element can be arranged offset from a hot gas delivery nozzle, so that the hot gas flow can initially flow unhindered past an upstream end of the flow guide element and is only deflected downstream of the upstream end. In particular, the number of flow guide elements can be adapted to the number of hot gas delivery nozzles and/or be the same. The plurality of flow guide elements can all or some of them be designed identically. However, it can also be provided that the flow guide elements or at least some of the flow guide elements are designed individually in order to be able to adapt the hot gas flow as best as possible to the welding web of a component to be welded. For example, the flow guide elements can only be designed in areas with large welding angles or more or differently designed flow guide elements can be provided in these areas.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung sind die Strömungsleitelemente in insbesondere gleichen Abständen zueinander angeordnet. Durch den Abstand zwischen den Strömungsleitelementen kann die Gleichmäßigkeit des Stickstoffstroms gezielt eingestellt werden. Durch den Abstand der Strömungsleitelemente kann außerdem die Reynolds-Zahl des Heißgasstroms und somit die Turbulenz der Strömung beeinflusst werden. Insbesondere kann ein Abstand zwischen den Strömungsleitelementen zwischen 0,4 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 4 mm oder zwischen 2 mm und 3 mm, liegen. Die Abstände zwischen den Strömungsleitelementen können zwischen einigen oder sogar allen Strömungsleitelementen gleich sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in unterschiedlichen Bereichen der Strömungsführungswand, die insbesondere an unterschiedlich geneigte Bereiche des Schweißstegs des zu verschweißenden Bauteils angepasst sein können, unterschiedliche Abstände zwischen den Strömungsleitelementen vorgesehen sind.According to an exemplary further development, the flow guide elements are arranged in particular at equal distances from one another. The uniformity of the nitrogen flow can be specifically adjusted by the distance between the flow guide elements. The distance between the flow guide elements can also influence the Reynolds number of the hot gas flow and thus the turbulence of the flow. In particular, a distance between the flow guide elements can be between 0.4 mm and 5 mm, in particular between 1 mm and 4 mm or between 2 mm and 3 mm. The distances between the flow guide elements can be the same between some or even all flow guide elements. However, it can also be provided that different distances between the flow guide elements are provided in different areas of the flow guide wall, which can in particular be adapted to differently inclined areas of the welding web of the component to be welded.

In einer beispielhaften Ausführung umfasst die Heißgasschweißvorrichtung zwei vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Strömungsführungswände, die einen Strömungsführungskanal um die wenigstens eine Heißgasabgabedüse bilden. In dieser Ausführung kann eine Heizzeiteinsparung von 15% bis 35% gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Heißgasschweißvorrichtungen erreicht werden. Insbesondere kann ein Abstand zwischen den beiden Strömungsführungswänden zwischen 4 mm und 20 mm liegen. Es kann vorgesehen sein, dass beide Strömungsführungswände an einer der Düse zugewandten Innenseite wenigstens ein Strömungsleitelement aufweisen. Die Strömungsleitelemente der beiden Strömungsführungswände sind somit einander zugewandt.In an exemplary embodiment, the hot gas welding device comprises two flow guides that preferably run parallel to one another walls that form a flow guide channel around the at least one hot gas delivery nozzle. In this version, heating time savings of 15% to 35% can be achieved compared to hot gas welding devices known from the prior art. In particular, a distance between the two flow guide walls can be between 4 mm and 20 mm. It can be provided that both flow guide walls have at least one flow guide element on an inside facing the nozzle. The flow guide elements of the two flow guide walls thus face each other.

In einer beispielhaften Weiterbildung sind die Strömungsleitelemente an beiden Strömungsführungswänden gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere können die beiden Strömungsführungswände durch das wenigstens eine Strömungsleitelement miteinander verbunden sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Strömungsleitelemente an den beiden Strömungsführungswänden versetzt zueinander angeordnet sind.In an exemplary development, the flow guide elements are arranged opposite each other on both flow guide walls. In particular, the two flow guide walls can be connected to one another by the at least one flow guide element. Alternatively, it can also be provided that the flow guide elements on the two flow guide walls are arranged offset from one another.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem ersten Aspekt und den beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Heißgasschweißvorrichtung bereitgestellt. Die Heißgasschweißvorrichtung kann insbesondere zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, die beispielsweise durch Spritzguss hergestellt werden können, eingesetzt werden.According to a further aspect of the present invention, which is combinable with the first aspect and the exemplary embodiments, a hot gas welding device is provided. The hot gas welding device can be used in particular for welding plastic components that can be produced, for example, by injection molding.

Die Heißgasschweißvorrichtung umfasst mindestens eine Heißgasabgabedüse, vorzugsweise mehrere Heißgasabgabedüsen, mit einer Heißgasaustrittsrichtung, und mindestens eine Strömungsführungswand, die sich über das Düsenende in der Heißgasaustrittsrichtung hinaus erstreckt. Um Wiederholungen zu vermeiden sei im Hinblick auf die mindestens eine Heißgasabgabedüse und die mindestens eine Strömungsführungswand auf die Ausführungen in Bezug zu dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt verwiesen, die auf die gleiche Weise für den weiteren erfindungsgemäßen Aspekt zutreffen.The hot gas welding device comprises at least one hot gas delivery nozzle, preferably a plurality of hot gas delivery nozzles, with a hot gas exit direction, and at least one flow guide wall which extends beyond the nozzle end in the hot gas exit direction. In order to avoid repetition, with regard to the at least one hot gas delivery nozzle and the at least one flow guide wall, reference is made to the statements in relation to the first aspect according to the invention, which apply in the same way to the further aspect according to the invention.

Gemäß dem weiteren Aspekt ist die Strömungsführungswand wenigstens abschnittsweise derart verformbar, dass die Strömungsführungswand an einen Verlauf einer zu erzeugenden Schweißnaht anpasssbar ist. Die Strömungsführungswand kann vorzugsweise durch Kraftaufbringung plastisch verformt werden. In Serienprozessen kann sich der Verlauf des Schweißstegs an unterschiedlichen Bauteilen beispielsweise durch Fertigungstoleranzen unterscheiden, so dass der Schweißsteg nicht bei allen Bauteilen den gleichen Verlauf aufweist. Beispielsweise können die Kunststoff-Bauteile durch ein Spritzguss-Verfahren hergstellt werden. Beim Spritzgießen spielen eine Vielzahl von Parametern eine Rolle, die die Geometrie des Bauteils und des Schweißstegs auf unterschiedliche Weise beeinflussen können. Beipsielsweise kann durch die Fertigung ein Verzug des Schweißstegs auftreten.According to the further aspect, the flow guide wall is at least partially deformable in such a way that the flow guide wall can be adapted to a course of a weld seam to be produced. The flow guide wall can preferably be plastically deformed by applying force. In series processes, the course of the welding web on different components can differ, for example due to manufacturing tolerances, so that the welding web does not have the same course on all components. For example, the plastic components can be produced using an injection molding process. A variety of parameters play a role in injection molding, which can influence the geometry of the component and the welding bar in different ways. For example, the welding bar may be distorted during production.

Durch die Verformbarkeit der Strömungsführungswand kann die Strömungsfürhungswand an den abweichenden bauteilspezifischen Verlauf des Schweißstegs gezielt angepasst werden, um sicherzustellen, dass trotz möglicher Abweichungen im Verlauf des Schweißstegs der gesamte Schweißsteg gleichmäßig von dem Heißgasstrom angeströmt und erwärmt wird. Insbesondere wenn das Bauteil innerhalb des von der Strömungsführungswand definierten Strömungsbereichs zwischen der Heißgasabgabedüse und dem stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand angeordnet ist, kann durch die Verformung der Strömungsführungswand außerdem vermieden werden, dass der Schweißsteg mit der Strömungsführungswand in Kontakt kommt wodurch sich Materialablagerungen an den Strömungsführungswänden und Fehler in der Schweißnaht und/oder eine ungleichmäßige Schmelzschicht bilden können. Ein weiterer Vorteil der Verformbarkeit der Strömungsführungswände ist, dass dadurch keine neue Strömungsführungswand erforderlich ist, wenn beispielsweise der Herstellungsprozess des Bauteils verändert wird und sich eine abweichende Geometrie des Schweißstegs ergibt, sondern die bestehende Strömungsführungswand angepasst bzw. verformt und anschließend weiterverwendet werden kann. Die Verformbarkeit der Strömungsführungswand kann beispielsweise durch die Materialauwahl und/oder die Wandstärke der Strömungsführungswand gezielt eingestellt werden. Die Verformbarkeit kann alternativ oder zusätzlich auch durch die Herstellung, beispielsweise durch die Aufbaurichtung bei einem additiven Herstellungsprozess, beeinflusst werden. Die Anpassung der Strömungsführungswand an den Schweißstegverlauf kann beispielsweise durch Schläge mit einem Hammer auf einen bestimmten Bereich der Strömungsführungswand realisiert werden. Alternativ kann insbesondere bei geringen Anpassungen ein Stift oder Meißel zur Verformung der Strömungsführungswand verwendet werden, auf den die Schläge mit dem Hammer ausgeführt werden.Due to the deformability of the flow guide wall, the flow guide wall can be specifically adapted to the different component-specific course of the welding bar in order to ensure that, despite possible deviations in the course of the welding bar, the entire welding bar is evenly flowed against and heated by the hot gas stream. In particular, if the component is arranged within the flow region defined by the flow guide wall between the hot gas delivery nozzle and the downstream end of the flow guide wall, the deformation of the flow guide wall can also prevent the welding web from coming into contact with the flow guide wall, thereby causing material deposits on the flow guide walls and defects in the weld seam and/or an uneven melt layer can form. A further advantage of the deformability of the flow guide walls is that no new flow guide wall is required if, for example, the manufacturing process of the component is changed and a different geometry of the welding bar results, but rather the existing flow guide wall can be adapted or deformed and then reused. The deformability of the flow guide wall can be specifically adjusted, for example, by the choice of material and/or the wall thickness of the flow guide wall. Alternatively or additionally, the deformability can also be influenced by the production, for example by the direction of construction in an additive manufacturing process. The adaptation of the flow guide wall to the course of the welding web can be achieved, for example, by hitting a specific area of the flow guide wall with a hammer. Alternatively, particularly for small adjustments, a pin or chisel can be used to deform the flow guide wall, onto which the blows are carried out with the hammer.

In einer beispielhaften Ausführung beträgt eine Wandstärke der Strömungsführungswand zwischen 0,4 mm und 1,2 mm, insbesondere zwischen 0,6 mm und 1 mm oder etwa 0,8 mm. Die Wandstärke kann dabei sowohl in Heißgasströmungsrichtung als auch in einer Umfangsrichtung quer zur Heißgasströmungsrichtung variabel sein. Beispielsweise kann die Strömungsführungswand in Bereichen des Schweißstegs, in denen besonders mit geometrischen Abweichungen zu rechnen ist, eine geringere Wandstärke aufweisen als die anderen Bereiche der Strömungsführungswand. Alternativ oder zusätzlich ist die Strömungsführungswand aus Metall, insbesondere aus einer Edelstahl- oder Titanlegierung, hergestellt. Alternativ oder zusätzlich weist die Strömungsführungswand bzw. das Material, aus dem die Strömungsführungswand hergestellt ist, eine Temperaturbeständigkeit von mehr als 550° C auf. Beispielsweise können Materialien mit einem kubisch flächenzentrierten Gefüge verwendet werden, die eine besonders gute plastische Verformbarkeit aufweisen.In an exemplary embodiment, a wall thickness of the flow guide wall is between 0.4 mm and 1.2 mm, in particular between 0.6 mm and 1 mm or approximately 0.8 mm. The wall thickness can be variable both in the hot gas flow direction and in a circumferential direction transverse to the hot gas flow direction. For example, in areas of the welding web in which geometric deviations are to be expected, the flow guide wall can have a smaller wall thickness than the other areas of the flow guide wall. Alternatively or in addition, the flow guide wall is made of metal, in particular of a stainless steel or titanium alloy. Alternatively or additionally, the flow guide wall or the material from which the flow guide wall is made has a temperature resistance of more than 550 ° C. For example, materials with a face-centered cubic structure that have particularly good plastic deformability can be used.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung ist die Strömungsführungswand über die gesamte Höhe verformbar. Unter Höhe der Führungswand ist dabei die Erstreckung der Führungswand in Heißgasströmungsrichtung zu verstehen. Alternativ kann die Strömungsführungswand nur in einem in Heißgasströmungsrichtung stromabwärtigen Bereich verformbar sein. Insbesondere kann sich der stromabwärtige verformbare Bereich über 5 % bis 25 % der Erstreckung der Strömungsführungswand in Heißgasströmungsrichtung erstrecken.In a further exemplary embodiment, the flow guide wall is deformable over its entire height. The height of the guide wall is understood to mean the extension of the guide wall in the direction of hot gas flow. Alternatively, the flow guide wall can only be deformable in a region downstream in the hot gas flow direction. In particular, the downstream deformable region can extend over 5% to 25% of the extent of the flow guide wall in the hot gas flow direction.

In einer beispielhaften Weiterbildung weist die Strömungsführungswand im stromabwärtigen Bereich eine geringere Wandstärke als in einem stromaufwärtigen Bereich auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Strömungsführungswand wenigstens einen Einschnitt, wie eine Kerbe oder einen Schlitz, im stromabwärtigen Bereich auf. Der Einschnitt kann sich insbesondere in Heißgasströmungsrichtung erstrecken. Auf diese Weise kann eine Strömungsführungswand bereitgestellt werden, die im stromabwärtigen Bereich besonders einfach und schnell verformbar ist.In an exemplary development, the flow guide wall has a smaller wall thickness in the downstream region than in an upstream region. Alternatively or additionally, the flow guide wall has at least one incision, such as a notch or a slot, in the downstream region. The incision can extend in particular in the direction of hot gas flow. In this way, a flow guide wall can be provided that can be deformed particularly easily and quickly in the downstream area.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorherigen Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Heißgasschweißvorrichtung bereitgestellt. Die Heißgasschweißvorrichtung kann insbesondere zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, die beispielsweise durch Spritzguss hergestellt werden können, eingesetzt werden.According to a further aspect of the present invention, which is combinable with the previous aspects and exemplary embodiments, a hot gas welding device is provided. The hot gas welding device can be used in particular for welding plastic components that can be produced, for example, by injection molding.

Die Heißgasschweißvorrichtung umfasst mindestens eine Heißgasabgabedüse, vorzugsweise mehrere Heißgasabgabedüsen, mit einer Heißgasaustrittsrichtung, und mindestens eine Strömungsführungswand, die sich über das Düsenende in der Heißgasaustrittsrichtung hinaus erstreckt. Um Wiederholungen zu vermeiden sei im Hinblick auf die wenigstens eine Heißgasabgabedüse und die wenigstens eine Strömungsführungswand auf die Ausführungen in Bezug zu dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt verwiesen, die auf die gleiche Weise zutreffen.The hot gas welding device comprises at least one hot gas delivery nozzle, preferably a plurality of hot gas delivery nozzles, with a hot gas exit direction, and at least one flow guide wall which extends beyond the nozzle end in the hot gas exit direction. In order to avoid repetition, with regard to the at least one hot gas delivery nozzle and the at least one flow guide wall, reference is made to the statements in relation to the first aspect according to the invention, which apply in the same way.

Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt ist eine der Düse zugewandte Innenseite der Strömungsführungswand derart ausgebildet, dass der Heißgasstrom hinter dem in Heißgasaustrittsrichtung stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand eine turbulente Strömung bildet. Die turbulente Strömung kann insbesondere auch in einem stromabwärtigen Bereich der Strömungsführungswand vorliegen. In jedem Fall ist die Strömungsführungswand gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt derart ausgebildet, dass zwischen der Heißgasaustrittsdüse und dem zu plastifizierenden Bauteilbereich eine turbulente Strömung erzeugt wird und diese so lange aufrechterhalten wird, bis der Heißgasstrom auf das Bauteil auftrifft. Durch die turbulente Strömung kann die konvektive Wärmeübertragung erhöht werden und der Schweißsteg schneller und gleichmäßiger erwärmt werden. Insbesondere kann durch die turbulente Strömung die Zykluszeit des Heißgasschweißprozesses verringert werden.According to the further aspect of the invention, an inside of the flow guide wall facing the nozzle is designed such that the hot gas stream forms a turbulent flow behind the end of the flow guide wall downstream in the hot gas outlet direction. The turbulent flow can in particular also be present in a downstream region of the flow guide wall. In any case, according to the further aspect of the invention, the flow guide wall is designed such that a turbulent flow is generated between the hot gas outlet nozzle and the component area to be plasticized and this is maintained until the hot gas stream hits the component. The turbulent flow can increase convective heat transfer and heat the welding bar more quickly and evenly. In particular, the turbulent flow can reduce the cycle time of the hot gas welding process.

In einer beispielhaften Ausführung ist an der Innenseite der Strömungsführungswand wenigstens ein Verwirbelungselement ausgebildet. Das Verwirbelungselement, insbesondere die Geometrie des Verwirbelungselements, ist derart ausgebildet, dass ein Strömungsabriss auf einer stromabwärtigen Seite des Verwirbelungselements entsteht. Unter Strömungsabriss ist zu verstehen, dass die Heißgasströmung der Kontur des Verwirbelungselements an einem bestimmten Punkt, der als Abrisspunkt bezeichnet werden kann, nicht mehr folgen kann und sich turbulent von der Kontur des Verwirbelungselements ablöst. Dafür kann das Verwirbelungselement bzw. die Geometrie des Verwirbelungselements derart geformt sein, dass auf einer stromaufwärtigen Seite ein möglichst geringer Strömungswiderstand besteht und der Strömungsabriss auf der stromabwärtigen Seite des Verwirbelungselements auftritt. Der Strömungsabriss kann beispielsweise durch einen scharfen Konturübergang oder dadurch, dass das Verwirbelungselement die Form eines stumpfen Körpers aufweist, erzeugt werden.In an exemplary embodiment, at least one swirling element is formed on the inside of the flow guide wall. The swirling element, in particular the geometry of the swirling element, is designed such that a flow stall occurs on a downstream side of the swirling element. Flow stall means that the hot gas flow can no longer follow the contour of the swirling element at a certain point, which can be referred to as the stall point, and detaches itself turbulently from the contour of the swirling element. For this purpose, the swirling element or the geometry of the swirling element can be shaped such that there is as little flow resistance as possible on an upstream side and the flow stall occurs on the downstream side of the swirling element. The stall can be generated, for example, by a sharp contour transition or by the swirling element having the shape of a blunt body.

In einer beispielhaften Ausführung ist das Verwirbelungselement als ein von der Innenseite der Strömungsführungswand hervorstehender Vorsprung der von dem Heißgasstrom angeströmt wird ausgebildet. Es kann ein einziges Verwirbelungselement ausgebildet sein, dessen Breite sich über einen Teil oder die gesamte Erstreckung der Strömungsführungswand in Umfangrichtung, quer zur Heißgasaustrittsrichtung, erstreckt oder mehrere nebeneinander angeordnete Verwirbelungselemente mit jeweils einem Spalt dazwischen ausgebildet sein. Insbesondere kann ein Querschnitt des Verwirbelungselements über die Breite des Verwirbelungselements variabel sein. Durch das Verwirbelungselement kann zuverlässig eine turbulente Strömung erzeugt werden und der Heißgasstrom außerdem gezielter auf den Schweißsteg gelenkt werden, insbesondere gezielter mittig auf den Schweißsteg gelenkt werden. Insbesondere kann das wenigstens eine Verwirbelungselement eine Höhe zwischen 0,5 mm und 3 mm aufweisen. Mit anderen Worten kann das Verwirbelungselement insbesondere zwischen 1 mm und 3 mm in den Strömungsbereich des Heißgasstroms hineinragen.In an exemplary embodiment, the swirling element is designed as a projection protruding from the inside of the flow guide wall and onto which the hot gas stream flows. A single swirling element can be formed, the width of which extends over part or the entire extent of the flow guide wall in the circumferential direction, transverse to the hot gas outlet direction, or several swirling elements arranged next to one another can be formed, each with a gap in between. In particular, a cross section of the swirling element can be variable across the width of the swirling element. The swirling element can reliably generate a turbulent flow and the hot gas stream can also be directed more specifically to the welding bar, in particular can be directed more specifically to the center of the welding bar. In particular, the at least one swirling element can have a height between 0.5 mm and 3 mm. In other words, the swirling element can protrude into the flow area of the hot gas stream in particular between 1 mm and 3 mm.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist eine stromaufwärtige Fläche des Verwirbelungselements eben, konkav und/oder konvex ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist eine stromabwärtige Fläche des Verwirbelungselements eben, konkav und/oder konvex ausgebildet. In einer beispielhaften Weiterbildung weist das Verwirbelungselement wenigstens abschnittsweise eine raue und/oder strömungsoptimierte Oberfläche auf. Durch die raue Oberfläche kann ein Strömungsabriss der Heißgasströmung begünstigt werden.According to an exemplary development, an upstream surface of the swirling element is flat, concave and/or convex. Alternatively or additionally, a downstream surface of the swirling element is flat, concave and/or convex. In an exemplary further development, the swirling element has a rough and/or flow-optimized surface at least in sections. The rough surface can promote a stall in the hot gas flow.

In einer beispielhaften Ausführung liegt ein Abstand zwischen einem stromabwärtigen Ende des Verwirbelungselements und einem stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand zwischen 1 mm und 10 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt ein Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende des Verwirbelungselements und dem zu verschweißenden Bauteil zwischen 0,5 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 6 mm oder zwischen 2 mm und 4 mm. Mit einem derartigen Abstand kann sichergestellt werden, dass der Strömungsabriss unmittelbar vor dem Auftreffen des Heißgasstroms auf den Schweißsteg erfolgt und somit eine turbulente Strömung beim Auftreffen auf den Schweißsteg vorliegt.In an exemplary embodiment, a distance between a downstream end of the swirling element and a downstream end of the flow guide wall is between 1 mm and 10 mm. Alternatively or additionally, a distance between the downstream end of the swirling element and the component to be welded is between 0.5 mm and 8 mm, in particular between 1 mm and 6 mm or between 2 mm and 4 mm. With such a distance it can be ensured that the flow stall occurs immediately before the hot gas stream hits the welding bar and thus there is a turbulent flow when it hits the welding bar.

In einer beispielhaften Ausführung ist wenigstens ein Verwirbelungselement einstückig mit der Strömungsführungswand ausgebildet. Insbesondere können die Strömungsführungswand und das Verwirbelungselement einstückig durch additive Fertigung hergestellt sein. Auf diese Weise lassen sich Verwirbelungselemente mit beliebiger Geometrie auf einfache Weise herstellen.In an exemplary embodiment, at least one swirling element is formed in one piece with the flow guide wall. In particular, the flow guide wall and the swirling element can be manufactured in one piece by additive manufacturing. In this way, swirling elements with any geometry can be easily produced.

In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung ist in Heißgasströmungsrichtung zwischen dem Verwirbelungselement und der Heißgasaustrittsdüse wenigstens ein Strömungsleitelement ausgebildet, das gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der Heißgasstrom wird somit nach dem Austritt aus der Heißgasaustrittsdüse zuerst von dem Strömungsleitelement umgelenkt und anschließend an dem Verwirbelungselement verwirbelt, so dass der Heißgasstrom in einer von der Heißgasaustrittsrichtung abweichenden Richtung als turbulente Strömung insbesondere senkrecht auf den Schweißsteg des Bauteils auftrifft.In a further exemplary development, at least one flow guide element is formed in the hot gas flow direction between the swirling element and the hot gas outlet nozzle, which is designed according to the first aspect of the present invention. After exiting the hot gas outlet nozzle, the hot gas stream is first deflected by the flow guide element and then swirled on the swirling element, so that the hot gas stream hits the welding web of the component as a turbulent flow, in particular perpendicularly, in a direction that deviates from the hot gas outlet direction.

Die Heißgasschweißvorrichtung umfasst mindestens eine Heißgasabgabedüse, vorzugsweise mehrere Heißgasabgabedüsen, mit einer Heißgasaustrittsrichtung, und mindestens eine Strömungsführungswand, die sich über das Düsenende in der Heißgasaustrittsrichtung hinaus erstreckt. Um Wiederholungen zu vermeiden sei im Hinblick auf die mindestens eine Heißgasabgabedüse und die mindestens eine Strömungsführungswand auf die Ausführungen in Bezug zu dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt verwiesen, die auf die gleiche Weise zutreffen.The hot gas welding device comprises at least one hot gas delivery nozzle, preferably a plurality of hot gas delivery nozzles, with a hot gas exit direction, and at least one flow guide wall which extends beyond the nozzle end in the hot gas exit direction. In order to avoid repetition, with regard to the at least one hot gas delivery nozzle and the at least one flow guide wall, reference is made to the statements in relation to the first aspect according to the invention, which apply in the same way.

Gemäß dem weiteren Aspekt ist die Strömungsführungswand mit Schrauben befestigbar und weist an einer der Düse abgewandten Außenseite wenigstens eine an eine Schraube, insbesondere einen Schraubenkopf, formangepasste Aussparung auf. Vorzugsweise kann die Strömungsführungswand mit Schrauben an der Düsenplatte bzw. Grundplatte der Heißgasschweißvorrichtung befestigbar sein. Dafür können in der Düsenplatte Gewindebohrungen eingebracht sein, die insbesondere parallel zu den Heißgasabgabedüsen und/oder der Heißgasaustrittsrichtung verlaufen. Die Aussparungen in den Strömungsführungswänden können beispielsweise eine rechteckige Form aufweisen. Die Aussparung kann sich durch die gesamte Strömungsführungswand erstrecken oder nur an der der Düse abgewandten Außenseite der Strömungsführungswand eingebracht sein. Im montierten Zustand der Strömungsführungswand ragt die Schraube, insbesondere der Schraubenkopf, in die Aussparung hinein. Insbesondere kann der Schraubenkopf mit einer der Düsenplatte zugewandten Unterseite an der Aussparung anliegen und, wenn die Schraube in die Gewindebohrung in der Düsenplatte geschraubt wird, die Strömungsführungswand gegen die Düsenplatte drücken bzw. verspannen.According to the further aspect, the flow guide wall can be fastened with screws and has at least one recess adapted to the shape of a screw, in particular a screw head, on an outer side facing away from the nozzle. Preferably, the flow guide wall can be fastened to the nozzle plate or base plate of the hot gas welding device with screws. For this purpose, threaded holes can be made in the nozzle plate, which run in particular parallel to the hot gas delivery nozzles and/or the hot gas outlet direction. The recesses in the flow guide walls can, for example, have a rectangular shape. The recess can extend through the entire flow guide wall or only be made on the outside of the flow guide wall facing away from the nozzle. When the flow guide wall is assembled, the screw, in particular the screw head, projects into the recess. In particular, the screw head can rest against the recess with an underside facing the nozzle plate and, when the screw is screwed into the threaded hole in the nozzle plate, press or tension the flow guide wall against the nozzle plate.

Strömungsführungswände gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt können durch die an die Schrauben angepasste Aussparung ohne im Stand der Technik übliche Befestigungsflansche an dem der Düsenplatte zugewandten Ende der Strömungsführungswand, die auf der Düsenplatte aufliegen, eingesetzt werden. Durch die Befestigung der Strömungsführungswand über die Aussparungen wird somit eine besonders kompakte Befestigung bereitgestellt. Somit kann die Strömungsführungswand besonders nah an einem Rand der Heißgasschweißvorrichtung bzw. der Düsenplatte befestigt werden, beispielsweise in einem Abstand von weniger als 5 mm vom Rand. Ein weiterer Vorteil der Befestigung der Strömungsführungswand über die erfindungsgemäße Aussparung ist, dass die Befestigung flexibel ist und an geänderte Bedingungen angepasst werden kann, wenn die Aussparung in Umfangsrichtung breiter ist als der Schraubenkopf und die Strömungsführungswand relativ zu der Schraube verschoben werden kann, insbesondere um den Verlauf der Strömungsführungswand an den Verlauf des Schweißstegs anpassen zu können.Flow guide walls according to the further aspect of the invention can be inserted through the recess adapted to the screws without fastening flanges usual in the prior art at the end of the flow guide wall facing the nozzle plate, which rest on the nozzle plate. By attaching the flow guide wall via the recesses, a particularly compact attachment is thus provided. The flow guide wall can therefore be particularly close to an edge of the hot gas Welding device or the nozzle plate are attached, for example at a distance of less than 5 mm from the edge. A further advantage of fastening the flow guide wall via the recess according to the invention is that the fastening is flexible and can be adapted to changing conditions if the recess is wider in the circumferential direction than the screw head and the flow guide wall can be moved relative to the screw, in particular by the To be able to adapt the course of the flow guide wall to the course of the welding web.

In einer beispielhaften Ausführung ist die Aussparung in einem Schritt mit der Strömungsführungswand mittels additiver Fertigung hergestellt. Alternativ kann die Aussparung mittels Laserschneiden eingebracht werden.In an exemplary embodiment, the recess is produced in one step with the flow guide wall using additive manufacturing. Alternatively, the recess can be created using laser cutting.

Gemäß dem weiteren Aspekt ist die Strömungsführungswand in einer Querrichtung quer zur Heißgasaustrittsrichtung aus mehreren Teilabschnitten gebildet. Dadurch, dass die Strömungsführungswand aus mehreren Teilabschnitten gebildet ist, ist die Herstellung der Strömungsführungswand einfacher und günstiger, weil kleinere Maschinen und/oder Werkezuge bei der Herstellung eingesetzt werden können, wenn nicht die gesamte Strömungsführungswand in einem Stück hergestellt werden muss. Außerdem kann der bei der Fertigung entstehende Bauteilverzug reduziert werden, wenn die zu fertigenden Teile kleinere Dimensionen haben. Die Teilabschnitte haben außerdem den Vorteil, dass Längenunterschiede des Schweißstegs ausgeglichen werden können, in dem die Teilabschnitte entsprechend in Umfangsrichtung, quer zur Heißgasaustrittsrichtung zueinander verschoben werden. Auch Breitenunterschiede des Schweißstegs können durch ein Verschieben der Teilabschnitte zueinander ausgeglichen werden. Zusätzlich kann ein einzelner Teilabschnitt der Strömungsführungswand ausgetauscht werden, wenn dieser beschädigt ist oder sich Änderungen im Herstellungsprozess der zu verschweißenden Bauteile ergeben, und es muss nicht wie bei aus dem Stand der Technik bekannten einteiligen Strömungsführungswänden die gesamte Strömungsführungswand ausgetauscht werden.According to the further aspect, the flow guide wall is formed from a plurality of sections in a transverse direction transverse to the hot gas outlet direction. Because the flow guide wall is formed from several sections, the production of the flow guide wall is simpler and cheaper because smaller machines and/or tools can be used in the production if the entire flow guide wall does not have to be manufactured in one piece. In addition, the component distortion that occurs during production can be reduced if the parts to be manufactured have smaller dimensions. The partial sections also have the advantage that differences in length of the welding web can be compensated for by moving the partial sections relative to one another in the circumferential direction, transversely to the hot gas outlet direction. Differences in the width of the welding bar can also be compensated for by moving the sections relative to one another. In addition, an individual section of the flow guide wall can be replaced if it is damaged or if there are changes in the manufacturing process of the components to be welded, and the entire flow guide wall does not have to be replaced as is the case with one-piece flow guide walls known from the prior art.

In einer beispielhaften Ausführung überlappen zwei aneinander angrenzende Teilabschnitte an der Verbindungstelle zwischen den beiden Teilabschnitten. Durch das Überlappen der Teilabschnitte kann ein Energieverlust vermieden werden, weil durch das Überlappen kein Heißgas seitlich an der Verbindungsstelle austreten kann und somit das gesamte Volumen des Heißgasstroms am stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand auf das Bauteil auftrifft. In einer beispielhaften Weiterbildung ist zwischen den beiden überlappenden Teilabschnitten ein Spalt, vorzugsweise mit einer konstanten Spaltbreite, ausgebildet. Alternativ können zwei aneinander angrenzende Teilabschnitte über ein Verbindungselement, wie ein H-Profil, miteinander verbunden sein.In an exemplary embodiment, two adjacent sections overlap at the junction between the two sections. By overlapping the subsections, energy loss can be avoided because the overlapping means that no hot gas can escape laterally at the connection point and thus the entire volume of the hot gas stream hits the component at the downstream end of the flow guide wall. In an exemplary further development, a gap, preferably with a constant gap width, is formed between the two overlapping sections. Alternatively, two adjacent sections can be connected to one another via a connecting element, such as an H-profile.

Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung einer Strömungsführungswand einer Heißgasschweißvorrichtung mit mehreren Strömungsleitelementen;
3a, 3b schematische Ansichten unterschiedlicher Strömungsleitelemente;
4 eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung;
5 eine schematische Ansicht einer Strömungsführwand gemäß dem Stand der Technik;
6 perspektivische Ansichten von zwei weiteren beispielhaften Ausführungen von Strömungsführungswänden;
7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer Strömungsführungswand mit mehreren Strömungsleitelementen und einem Verwirbelungselement;
8 eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung in einer Schnittansicht;
9 eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung in einer Schnittansicht;
10 eine schematische Ansicht unterschiedlicher Verwirbelungselemente;
11 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung mit einem zu verschweißenden Bauteil;
12 eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung;
13 eine Schnittansicht eines Befestigungskonzepts einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung;
14 ein Ausschnitt der Heißgasschweißvorrichtung aus 13 in einer Draufsicht;
15 eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung;
16 ein Ausschnitt einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung in einer Draufsicht; und
17 eine perspektivische Ansicht der Heißgasschweißvorrichtung aus 16.

Further advantages, features and properties of the invention are explained by the following description of preferred embodiments of the accompanying drawings, in which:

1 a perspective view of an exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention;
2 a perspective view of an exemplary embodiment of a flow guide wall of a hot gas welding device with a plurality of flow guide elements;
3a , 3b schematic views of different flow control elements;
4 a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention;
5 a schematic view of a flow guide wall according to the prior art;
6 perspective views of two further exemplary designs of flow guide walls;
7 a perspective view of a further exemplary embodiment of a flow guide wall with a plurality of flow guide elements and a swirling element;
8th a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention in a sectional view;
9 a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention in a sectional view;
10 a schematic view of different swirling elements;
11 a schematic view of an exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention with a component to be welded;
12 a sectional view of a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention;
13 a sectional view of a fastening concept of a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention;
14 a section of the hot gas welding device 13 in a top view;
15 a perspective view of a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention;
16 a detail of a further exemplary embodiment of a hot gas welding device according to the invention in a top view; and
17 a perspective view of the hot gas welding device 16 .

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der Erfindung ist eine erfindungsgemäße Heißgasschweißvorrichtung im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.In the following description of exemplary embodiments of the invention, a hot gas welding device according to the invention is generally identified by the reference number 1.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Heißgasschweißvorrichtung 1. Die Heißgasschweißvorrichtung 1 umfasst die folgenden Hauptkomponenten: mehrere Heißgasabgabedüsen 3, und zwei Strömungsführungswände 5, 7, die einen Strömungsführungskanal 9 um die Heißgasabgabedüsen 3 herum bilden. Aus den Heißgasabgabedüsen 3 tritt Heißgas, beispielsweise Stickstoff, in einer Heißgasaustrittsrichtung A jeweils aus einem Düsenende 11 der Heißgasabgabedüsen 3 aus. In Heißgasaustrittsrichtung A erstrecken sich die Strömungsführungswände 5, 7 über die Düsenenden 11 hinaus. Somit erstreckt sich auch der von den Strömungsführungswänden 5, 7 gebildete Strömungsführungskanal 9 über die Düsenenden 11 hinaus. Durch die Strömungsführungswände 5, 7 bzw. den Strömungsführungskanal 9 wird das aus den Heißgasabgabedüsen 3 austretende Heißgas gezielt zu einem zu verschweißenden Bauteil gelenkt, das in 1 mit dem Bezugszeichen 13 angedeutet ist. 1 shows an exemplary embodiment of a hot gas welding device 1 according to the invention. The hot gas welding device 1 comprises the following main components: a plurality of hot gas delivery nozzles 3, and two flow guide walls 5, 7, which form a flow guide channel 9 around the hot gas delivery nozzles 3. Hot gas, for example nitrogen, emerges from the hot gas discharge nozzles 3 in a hot gas exit direction A from a nozzle end 11 of the hot gas discharge nozzles 3. In the hot gas outlet direction A, the flow guide walls 5, 7 extend beyond the nozzle ends 11. The flow guide channel 9 formed by the flow guide walls 5, 7 therefore also extends beyond the nozzle ends 11. Through the flow guide walls 5, 7 or the flow guide channel 9, the hot gas emerging from the hot gas delivery nozzles 3 is directed specifically to a component to be welded, which is in 1 is indicated by the reference number 13.

Die Heißgasschweißvorrichtung 1 umfasst außerdem eine Düsenplatte 15, aus der die Düsen 3 hervorstehen und an der die Strömungsführungswände 5, 7 befestigt sind. In der Ausführung in 1 weist die Düsenplatte 15 einen zentralen erhöhten Bereich 17 für die Heißgasdüsen 3 und die Strömungsführungswände 5, 7, und einen den zentralen Bereich 17 umgebenden Flansch 19 auf. In dem Flansch 19 sind Bohrungen 21 vorgesehen, mit denen die Düsenplatte 15 beispielweise mit Schrauben, an anderen Komponenten der Heißgasschweißvorrichtung 1 befestigt werden kann. Die Form des zentralen Bereichs 17 ist an die Form des zu verschweißenden Bauteils 13 angepasst. Beispielsweise weist der zentrale Bereich 17 Rundungen 23 auf. Auch die Höhe des zentralen Bereichs 17 ist an das zu verschweißenden Bauteil 13 angepasst. In 1 ist zu erkennen, dass die Höhe der Strömungsführungswände 5, 7 in Heißgasströmungsrichtung über den gesamten Verlauf der Strömungsführungswände 5, 7 gleich bleibt.The hot gas welding device 1 also includes a nozzle plate 15, from which the nozzles 3 protrude and to which the flow guide walls 5, 7 are attached. In the execution in 1 the nozzle plate 15 has a central raised area 17 for the hot gas nozzles 3 and the flow guide walls 5, 7, and a flange 19 surrounding the central area 17. Holes 21 are provided in the flange 19, with which the nozzle plate 15 can be fastened to other components of the hot gas welding device 1, for example with screws. The shape of the central area 17 is adapted to the shape of the component 13 to be welded. For example, the central area 17 has curves 23. The height of the central area 17 is also adapted to the component 13 to be welded. In 1 It can be seen that the height of the flow guide walls 5, 7 in the hot gas flow direction remains the same over the entire course of the flow guide walls 5, 7.

2 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer Strömungsführungswand 5, 7. Die Strömungsführungswand 5 weist eine Innenseite 25 auf, die den Heißgasabgabedüsen 3 zugewandt ist und eine Außenseite 27, die den Heißgasabgabedüsen 3 abgewandt ist. In 2 sind insgesamt acht Heißgasabgabedüsen 3 dargestellt, die in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. Bei drei der Heißgasabgabedüsen 3 ist ein aus den Heißgasdüsen 3 in Austrittsrichtung A austretender Heißgasstrom 29 angedeutet. 2 shows an exemplary embodiment of a flow guide wall 5, 7. The flow guide wall 5 has an inside 25 which faces the hot gas delivery nozzles 3 and an outside 27 which faces away from the hot gas delivery nozzles 3. In 2 A total of eight hot gas delivery nozzles 3 are shown, which are arranged at equal distances from one another. In three of the hot gas delivery nozzles 3, a hot gas stream 29 emerging from the hot gas nozzles 3 in the exit direction A is indicated.

An der Innenseite 25 der Strömungsführungswand 5 sind bei der Ausführung in 2 drei Strömungsleitelemente 31 ausgebildet. Die Strömungsleitelemente 31 können beispielsweise mittels additiver Fertigung einstückig mit der Strömungsführungswand 5 hergestellt sein. Die Strömungsleitelemente 31 lenken den Heißgasstrom 29 in einem Neigungswinkel zur Heißgasaustrittrichtung A um, der in 2 mit dem Bezugszeichen 33 angedeutet ist. Somit weist der Heißgasstrom 29 an einem stromabwärtigen Ende 35 der Strömungsführungswand 5 eine Abgaberichtung R auf, die um den Neigungswinkel 33 von der Heißgasaustrittsrichtung A abweicht. Der Neigungswinkel 33 kann beispielsweise zwischen 100° und 170° betragen. Vorzugsweise lenken die Strömungsleitelemente 31 den Heißgasstrom 29 dabei derart um, dass der Heißgasstrom 29 senkrecht auf das zu verschweißendes Bauteil 13 auftrifft, auch in Bereichen des Bauteils 13 deren Normale relativ zu der Heißgasaustrittsrichtung A geneigt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Energie gleichmäßig eingebracht werden kann, was zu einer gleichmäßigen Erwärmung und einem gleichmäßigen Aufschmelzen des Materials führt.On the inside 25 of the flow guide wall 5 are in the version in 2 three flow guide elements 31 are formed. The flow guide elements 31 can be manufactured in one piece with the flow guide wall 5, for example by means of additive manufacturing. The flow guide elements 31 deflect the hot gas stream 29 at an angle of inclination to the hot gas outlet direction A, which is in 2 is indicated by the reference number 33. The hot gas stream 29 thus has a discharge direction R at a downstream end 35 of the flow guide wall 5, which deviates from the hot gas outlet direction A by the angle of inclination 33. The angle of inclination 33 can be between 100° and 170°, for example. The flow guide elements 31 preferably deflect the hot gas stream 29 in such a way that the hot gas stream 29 strikes the component 13 to be welded perpendicularly, even in areas of the component 13 whose normal is inclined relative to the hot gas outlet direction A. This ensures that the energy can be applied evenly, resulting in uniform heating and melting of the material.

Die Strömungsleitelemente 31 sind in 2 als Vorsprünge ausgebildet und stehen senkrecht von der Innenseite 25 der Strömungsführungswand derart hervor, dass sie in einen von der Strömungsführungswand 5 definierten Strömungsbereich 37 ragen und von dem Heißgasstrom 29 angeströmt werden. Beispielsweise können die Strömungsleitelemente 31 zwischen 2 mm und 5 mm in den Strömungsbereich 37 hineinragen. Jedes der Strömungsleitelemente 31 weist eine dem Heißgasstrom 29 zugewandte Strömungsleitfläche 39 auf, an der der Heißgasstrom 29 entlang strömt. Die Strömungsleitfläche 39 ist entsprechend im Winkel 33 zu der Heißgasaustrittsrichtung A geneigt.The flow guide elements 31 are in 2 designed as projections and protrude vertically from the inside 25 of the flow guide wall in such a way that they protrude into a flow region 37 defined by the flow guide wall 5 and are flowed against by the hot gas stream 29. For example, the flow guide elements 31 can protrude between 2 mm and 5 mm into the flow area 37. Each of the flow guide elements 31 has a flow guide surface 39 facing the hot gas stream 29, along which the hot gas stream 29 flows. The flow guide surface 39 is correspondingly inclined at an angle 33 to the hot gas outlet direction A.

In 3a und 3b sind zwei weitere beispielhafte Ausführungen von Strömungsführungswänden 5, 7 dargestellt, an deren Innenseite 25 jeweils unterschiedliche Strömungsleitelemente 31 ausgebildet sind.In 3a and 3b Two further exemplary embodiments of flow guide walls 5, 7 are shown, on the inside 25 of which different flow guide elements 31 are formed.

In 3a sind die beiden linken Strömungsleitelemente 31a und 31b gerade ausgebildet, so dass auch die Strömungsleitflächen 39a und 39b über die gesamte Länge L relativ zu der Heißgasaustrittsrichtung A geneigt sind. Die Strömungsleitelemente 31a und 31b verlaufen parallel zueinander. Ein Abstand b zwischen den Strömungsleitelementen 31a und 31b kann beispielsweise zwischen 2 mm und 3 mm liegen. Die weiteren Strömungsleitelemente 310 und 31d sind nur in einem in Heißgasströmungsrichtung stromabwärtigen Bereich 41 im Winkel 33 geneigt. Der stromabwärtige Bereich 41 kann von einem stromabwärtigen Ende 43 des jeweiligen Strömungsleitelements 310, 31d beispielsweise mindestens 30%, mindestens 50% oder mindestens 75% betragen. Ein Abstand a zwischen dem stromabwärtigen Ende 43 der Strömungsleitelemente 31a, 31b, 31c, 31d und dem stromabwärtigen Ende 35der Strömungsführungswand 5 kann beispielsweise 5 mm betragen. In einem stromaufwärtigen Bereich 45 verlaufen die Strömungsleitelemente 31c und 31d im Gegensatz dazu im Wesentlichen in Heißgasaustrittsrichtung A. Der stromaufwärtige Bereich 45 kann sich von einem stromaufwärtigen Ende 47 des jeweiligen Strömungsleitelements 31 beispielsweise maximal 50% oder maximal 25 % der Länge L des Strömungsleitelements 31 erstrecken. Das Strömungsleitelement 31c weist einen gekrümmten Verlauf auf, wobei zwischen dem stromaufwärtigen Bereich 45 und dem stromabwärtigen Bereich 41 eine Krümmung 49 ausgebildet ist. Das Strömungsleitelement 31d weist im Gegensatz dazu einen geknickten Verlauf mit einer Knickstelle 51 zwischen dem stromaufwärtigen Bereich 45 und dem stromabwärtigen Bereich 41 auf.In 3a the two left flow guide elements 31a and 31b are straight, so that the flow guide surfaces 39a and 39b are also inclined over the entire length L relative to the hot gas outlet direction A. The flow guide elements 31a and 31b run parallel to one another. A distance b between the flow guide elements 31a and 31b can be between 2 mm and 3 mm, for example. The further flow guide elements 310 and 31d are only inclined at an angle 33 in a region 41 downstream in the hot gas flow direction. The downstream region 41 can be, for example, at least 30%, at least 50% or at least 75% of a downstream end 43 of the respective flow guide element 310, 31d. A distance a between the downstream end 43 of the flow guide elements 31a, 31b, 31c, 31d and the downstream end 35 of the flow guide wall 5 can be, for example, 5 mm. In contrast, in an upstream region 45, the flow guide elements 31c and 31d run essentially in the hot gas exit direction A. The upstream region 45 can extend from an upstream end 47 of the respective flow guide element 31, for example a maximum of 50% or a maximum of 25% of the length L of the flow guide element 31 . The flow guide element 31c has a curved shape, with a curvature 49 being formed between the upstream region 45 and the downstream region 41. In contrast, the flow guide element 31d has a kinked course with a kink 51 between the upstream region 45 and the downstream region 41.

Die beiden linken Strömungsleitelemente 310, 31f in 3b sind genauso ausgebildet wie die Strömungsleitelemente 31a, 31b in 3a. Die beiden rechten Strömungsleitelemente 31g, 31h sind im Gegensatz dazu in Heißgasströmungsrichtung in zwei Teilabschnitte 34, 36 geteilt, zwischen denen ein Spalt 38 ausgebildet ist. An dem Strömungsleitelement 31f wird der Heißgasstrom 29 an einer Strömungsleitfläche 39f entsprechend umgelenkt. In 3b ist mit dem Bezugszeichen 40 ein stromabwärts des Strömungsleitelements 31f entstehender Schattenbereich angedeutet. Der Heißgasstrom 29 wird von dem Strömungsleitelement 31f derart umgelenkt, dass er nicht in den Schattenbereich 40 gelangen kann. Für das mehrteilige Strömungsleitelement 31g ist ebenfalls der entstehende Schattenbereich 42 angedeutet. Es ist zu erkennen, dass der Schattenbereich 42 des Strömungsleitelements 31g deutlich kleiner ist als der Schattenbereich 40 des Strömungsleitelements 31f. Dadurch trifft der Heißgasstrom 29 auf größere Bereiche des Schweißstegs auf, so dass der Schweißsteg gleichmäßiger erwärmt wird. Es ist auch zu erkennen, dass der kleinere Schattenbereich 42 dadurch erreicht wird, dass der Heißgasstrom 29 durch den Spalt 38 zwischen den Teilabschnitten 34, 36 des Strömungsleitelements 31g hindurch strömt.The two left flow guide elements 310, 31f in 3b are designed in the same way as the flow guide elements 31a, 31b in 3a . In contrast, the two right flow guide elements 31g, 31h are divided into two sections 34, 36 in the hot gas flow direction, between which a gap 38 is formed. At the flow guide element 31f, the hot gas stream 29 is deflected accordingly at a flow guide surface 39f. In 3b The reference number 40 indicates a shadow area that arises downstream of the flow guide element 31f. The hot gas stream 29 is deflected by the flow guide element 31f in such a way that it cannot reach the shadow area 40. The resulting shadow area 42 is also indicated for the multi-part flow guide element 31g. It can be seen that the shadow area 42 of the flow guide element 31g is significantly smaller than the shadow area 40 of the flow guide element 31f. As a result, the hot gas stream 29 hits larger areas of the welding bar, so that the welding bar is heated more evenly. It can also be seen that the smaller shadow area 42 is achieved by the hot gas stream 29 flowing through the gap 38 between the sections 34, 36 of the flow guide element 31g.

In den 3a und 3b, wie auch in 2 ist zu erkennen, dass die Länge L der Strömungsleitelemente 31 in Heißgasströmungsrichtung größer ist als die Breite B quer zur Heißgasströmungsrichtung. Beispielsweise kann die Länge L zwischen 5 mm und 10 mm liegen und die Breite B bei etwa 0,8 mm liegen. Bei den geteilten Strömungsleitelementen 31g, 31h in 3b bezieht sich dabei die Länge L auf alle Teilabschnitte der Strömungsleitelemente zusammen.In the 3a and 3b , as in 2 It can be seen that the length L of the flow guide elements 31 in the hot gas flow direction is greater than the width B transverse to the hot gas flow direction. For example, the length L can be between 5 mm and 10 mm and the width B can be around 0.8 mm. With the divided flow guide elements 31g, 31h in 3b The length L refers to all sections of the flow guide elements together.

In 4 ist eine weitere beispielhafte Heißgasschweißvorrichtung 1 dargestellt, die zwei sich gegenüberliegende Strömungsführungswände 5, 7 umfasst. Die beiden Strömungsführungswände 5, 7 verlaufen parallel zueinander und bilden wie bei der Ausführung in 1 einen Strömungsführungskanal 9 zum Lenken des Heißgasstroms 29. Ein Abstand c zwischen den Strömungsführungswänden 5, 7 kann beispielweise 10 mm sein. An der Strömungsführungswand 5 sind drei Strömungsleitelemente 31 ausgebildet. Die Strömungsleitelemente 31 sind in der Ausführung in 4 jeweils versetzt zu den Heißgasabgabedüsen 3 angeordnet. Somit ist ein Strömungsleitelement 31 jeweils zwischen zwei Heißgasdüsen 3 angeordnet. Es sei klar, dass die zweite Strömungsführungswand 7 ebenfalls Strömungsleitelemente aufweisen kann. Eine derartige Ausführung ist in 12 gezeigt.In 4 A further exemplary hot gas welding device 1 is shown, which comprises two opposing flow guide walls 5, 7. The two flow guide walls 5, 7 run parallel to one another and form, as in the embodiment in 1 a flow guide channel 9 for directing the hot gas stream 29. A distance c between the flow guide walls 5, 7 can be, for example, 10 mm. Three flow guide elements 31 are formed on the flow guide wall 5. The flow guide elements 31 are in the version in 4 each arranged offset from the hot gas delivery nozzles 3. A flow guide element 31 is thus arranged between two hot gas nozzles 3. It is clear that the second flow guide wall 7 can also have flow guide elements. Such an implementation is in 12 shown.

In 12 ist eine Heißgasschweißvorrichtung 1 mit einer inneren Strömungsführungswand 5 und einer äußeren Strömungsführungswand 7 gezeigt. Die Strömungsführungswände 5, 7 können jeweils zusammenhängend ausgebildet sein. Auf der linken Seite in 12 sind die an den Innenseiten 25 der Strömungsführungswände 5, 7 ausgebildeten Strömungsleitelemente 31 gegenüberliegend zueinander angeordnet. Auf der rechten Seite in 12 sind die Strömungsleitelemente 31 ebenfalls gegenüberliegend angeordnet, unterscheiden sich jedoch dadurch von den Strömungsleitelementen 31 auf der linken Seite in 12, dass die Strömungsleitelemente 31 ein zusammenhängendes Strömungsleitelement 32 bilden und somit die beiden Strömungsführungswände 5, 7 miteinander verbinden.In 12 a hot gas welding device 1 is shown with an inner flow guide wall 5 and an outer flow guide wall 7. The flow guide walls 5, 7 can each be designed to be coherent. On the left in 12 the flow guide elements 31 formed on the insides 25 of the flow guide walls 5, 7 are arranged opposite one another. On the right in 12 the flow guide elements 31 are also arranged opposite each other, but differ from the flow guide elements 31 on the left side 12 that the flow guide elements 31 form a coherent flow guide element 32 and thus connect the two flow guide walls 5, 7 to one another.

Zur Verdeutlichung des Effekts bzw. der Vorteile der Strömungsleitelemente 31 ist in 5 eine Heißgasschweißvorrichtung ohne Strömungsführungswand und ohne Strömungsleitelemente dargestellt.To illustrate the effect or advantages of the flow guide elements 31 is in 5 a hot gas welding device is shown without a flow guide wall and without flow guide elements.

Das zu verschweißende Bauteil 13 weist einen Schweißsteg 53 auf, der abschnittsweise geneigt ist, so dass die Normale des Schweißstegs 53 in diesen Bereichen gegenüber der Heißgasaustrittsrichtung A geneigt ist. Bei dem Bauteil 13 in 5 ist dies im mittleren Bereich 55 der Fall. Die seitlichen Bereiche 57, 59 sind im Gegensatz dazu nicht geneigt. Im Bereich 55 trifft der Heißgasstrom 29 nicht senkrecht auf den Schweißsteg 53 auf. Als Folge wird der Heißgasstrom 29 wie in 5 dargestellt in eine Ablenkrichtung X abgelenkt. Es bildet sich eine Strömung, die mit zunehmender Länge des geneigten Bereichs 55 immer mehr parallel zu dem Schweißsteg 53 verläuft. Diese ist in 5 mit dem Bezugszeichen 61 angedeutet. Dadurch wird im geneigten Bereich 55 weniger Energie eingebbracht als in den seitlichen Bereichen 57, 59, was zu einer ungleichmäßigen Schweißnaht führt. Diese Effekte können durch die Strömungsleitelemente 31 und die dadurch erreichbare senkrechte Anströmung des gesamten Schweißstegs 53 verhindert werden.The component 13 to be welded has a welding web 53 which is inclined in sections, so that the normal of the welding web 53 is inclined in these areas relative to the hot gas exit direction A. For the component 13 in 5 This is the case in the middle area 55. In contrast, the lateral areas 57, 59 are not inclined. In the area 55, the hot gas stream 29 does not strike the welding web 53 perpendicularly. As a result, the hot gas stream 29 becomes as in 5 shown deflected in a deflection direction X. A flow forms which runs more and more parallel to the welding web 53 as the length of the inclined region 55 increases. This is in 5 indicated by the reference number 61. As a result, less energy is introduced into the inclined region 55 than into the lateral regions 57, 59, which leads to an uneven weld seam. These effects can be prevented by the flow guide elements 31 and the vertical flow on the entire welding web 53 that can thereby be achieved.

In 6 sind zwei weitere beispielhafte Ausführungen von Strömungsführungswänden 5, 7 dargestellt. Die Strömungsführungswände 5, 7 sind in diesen Ausführungen verformbar und weisen jeweils einen verformten Bereich 63 auf.In 6 Two further exemplary designs of flow guide walls 5, 7 are shown. The flow guide walls 5, 7 are deformable in these embodiments and each have a deformed area 63.

Die Strömungsführungswände 5, 7 können vorzugsweise durch Kraftaufbringung plastisch verformt werden. In Serienprozessen kann sich der Verlauf des Schweißstegs an unterschiedlichen Bauteilen beispielsweise durch Fertigungstoleranzen unterscheiden, so dass der Schweißsteg nicht bei allen Bauteilen den gleichen Verlauf aufweist. Durch die Verformbarkeit der Strömungsführungswand kann die Strömungsführungswand an den abweichenden bauteilspezifischen Verlauf des Schweißstegs gezielt angepasst werden, um sicherzustellen, dass trotz möglicher Abweichungen im Verlauf des Schweißstegs der gesamte Schweißsteg gleichmäßig von dem Heißgasstrom angeströmt und erwärmt wird. Insbesondere wenn das Bauteil innerhalb des von der Strömungsführungswand definierten Strömungsbereichs zwischen der Heißgasabgabedüse und dem stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand angeordnet ist, kann durch die Verformung der Strömungsführungswand außerdem vermieden werden, dass der Schweißsteg mit der Strömungsführungswand in Kontakt kommt wodurch sich Materialablagerungen an den Strömungsführungswänden und Fehler in der Schweißnaht und/oder eine ungleichmäßige Schmelzschicht bilden können. Ein weiterer Vorteil der Verformbarkeit der Strömungsführungswände ist, dass dadurch keine neue Strömungsführungswand erforderlich ist, wenn beispielsweise der Herstellungsprozess des Bauteils verändert wird und sich eine abweichende Geometrie des Schweißstegs ergibt, sondern die bestehende Strömungsführungswand angepasst bzw. verformt und anschließend weiterverwendet werden kann. Die Anpassung der Strömungsführungswand an den Schweißstegverlauf kann beispielsweise durch Schläge mit einem Hammer auf einen bestimmten Bereich der Strömungsführungswand realisiert werden. Alternativ kann insbesondere bei geringen Anpassungen ein Stift oder Meißel zur Verformung der Strömungsführungswand verwendet werden, auf den die Schläge mit dem Hammer ausgeführt werden.The flow guide walls 5, 7 can preferably be plastically deformed by applying force. In series processes, the course of the welding web on different components can differ, for example due to manufacturing tolerances, so that the welding web does not have the same course on all components. Due to the deformability of the flow guide wall, the flow guide wall can be specifically adapted to the different component-specific course of the welding bar in order to ensure that, despite possible deviations in the course of the welding bar, the entire welding bar is evenly flowed against and heated by the hot gas stream. In particular, if the component is arranged within the flow region defined by the flow guide wall between the hot gas delivery nozzle and the downstream end of the flow guide wall, the deformation of the flow guide wall can also prevent the welding web from coming into contact with the flow guide wall, thereby causing material deposits on the flow guide walls and defects in the weld seam and/or an uneven melt layer can form. A further advantage of the deformability of the flow guide walls is that no new flow guide wall is required if, for example, the manufacturing process of the component is changed and a different geometry of the welding bar results, but rather the existing flow guide wall can be adapted or deformed and then reused. The adaptation of the flow guide wall to the course of the welding web can be achieved, for example, by hitting a specific area of the flow guide wall with a hammer. Alternatively, particularly for small adjustments, a pin or chisel can be used to deform the flow guide wall, onto which the blows are carried out with the hammer.

Die in 6 rechts dargestellte Strömungsführungswand 5, 7 ist im verformten Bereich 63 über die gesamte Höhe der Strömungsführungswand 5, 7 vom stromabwärtigen Ende 35 bis zu einem stromaufwärtigen Ende 65 der Strömungsführungswand 5, 7 verformt. Im Gegensatz dazu ist die in 6 links dargestellte Strömungsführungswand 5, 7 nur in einem stromabwärtigen Bereich 67 verformt, jedoch nicht in einem stromaufwärtigen Bereich 69. Um eine Verformung nur im stromabwärtigen Bereich 67 zu ermöglichen, weist die Strömungsführungswand 5, 7 auf der linken Seite sich von dem stromabwärtigen Ende 35aus erstreckende Einschnitte 71 auf, die ein Verformen des stromabwärtigen Bereichs 67 erleichtern. Zusätzlich kann die Wandstärke der Strömungsführungswand 5, 7 im stromabwärtigen Bereich 67 geringer sein als im stromaufwärtigen Bereich 69, um ein Verformen weiter zu vereinfachen. Die Strömungsführungswand 5, 7 kann beispielsweise aus Metall, insbesondere aus einer Edelstahl- oder Titanlegierung hergestellt sein.In the 6 Flow guide wall 5, 7 shown on the right is deformed in the deformed region 63 over the entire height of the flow guide wall 5, 7 from the downstream end 35 to an upstream end 65 of the flow guide wall 5, 7. In contrast, the in 6 Flow guide wall 5, 7 shown on the left is only deformed in a downstream region 67, but not in an upstream region 69. In order to enable deformation only in the downstream region 67, the flow guide wall 5, 7 on the left side has extending from the downstream end 35 Incisions 71 which facilitate deformation of the downstream region 67. In addition, the wall thickness of the flow guide wall 5, 7 in the downstream region 67 can be smaller than in the upstream region 69 in order to further simplify deformation. The flow guide wall 5, 7 can be made, for example, from metal, in particular from a stainless steel or titanium alloy.

In 7 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer Strömungsführungswand 5, 7 gezeigt. An der Innenseite 25 der Strömungsführungswand 5 sind vier Strömungsleitelemente 31 ausgebildet, die wie zuvor beschrieben, den Heißgasstrom 29 umlenken. Stromabwärts der Strömungsleitelemente 31 ist ein Verwirbelungselement 73 an der Innenseite 25 ausgebildet. Das Verwirbelungselement 73 erstreckt sich in der Ausführung in 7 über die gesamte Breite der Strömungsführungswand 5 in Umfangsrichtung U, quer zur Heißgasaustrittsrichtung A. Das Verwirbelungselement 73 steht von der Innenseite 25 der Strömungsführungswand 5 hervor und wird somit von dem Heißgasstrom 29 angeströmt. Beispielsweise kann das Verwirbelungselement 73 um 0,5 mm bis 3 mm von der Innenseite 25 hervorstehen und somit eine Höhe von 0,5 mm bis 3 mm aufweisen. Bei der Ausführung in 7 wird durch das Verwirbelungselement 73 eine turbulente Strömung erzeugt, indem die Geometrie des Verwirbelungselements 73 derart gestaltet ist, dass ein Strömungsabriss auf einer stromabwärtigen Seite 75 des Verwirbelungselements 73 entsteht. Durch die turbulente Strömung kann die konvektive Wärmeübertragung verbessert werden und somit eine gleichmäßigere Schweißnaht und ein zuverlässigeres Aufschmelzen des Schweißstegs gewährleistet werden.In 7 a further exemplary embodiment of a flow guide wall 5, 7 is shown. Four flow guide elements 31 are formed on the inside 25 of the flow guide wall 5, which deflect the hot gas flow 29 as described above. A swirling element 73 is formed on the inside 25 downstream of the flow guide elements 31. The swirling element 73 extends in the execution in 7 over the entire width of the flow guide wall 5 in the circumferential direction U, transverse to the hot gas outlet direction A. The swirling element 73 protrudes from the inside 25 of the flow guide wall 5 and is therefore flowed against by the hot gas stream 29. For example, the swirling element 73 can protrude from the inside 25 by 0.5 mm to 3 mm and thus have a height of 0.5 mm to 3 mm. When executed in 7 A turbulent flow is generated by the swirling element 73 by designing the geometry of the swirling element 73 such that a flow stall occurs on a downstream side 75 of the swirling element 73. The turbulent flow can improve convective heat transfer, thus ensuring a more uniform weld seam and more reliable melting of the weld web.

In 8 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer Heißgasschweißvorrichtung 1 gezeigt, bei der zwei Strömungsführungswände 5, 7 auf beiden Seiten einer Heißgasdüse 3 angeordnet sind und somit einen Strömungsführungskanal 9 um die Düse 3 bilden. Die Düse 3 ist in dieser Ausführung als Düsenröhrchen ausgebildet und steht von der Düsenplatte 15 hervor. An beiden Strömungsführungswänden 5, 7 ist jeweils ein Verwirbelungselement 73 ausgebildet.In 8th a further exemplary embodiment of a hot gas welding device 1 is shown, in which two flow guide walls 5, 7 are arranged on both sides of a hot gas nozzle 3 and thus form a flow guide channel 9 around the nozzle 3. In this embodiment, the nozzle 3 is designed as a nozzle tube and protrudes from the nozzle plate 15. A swirling element 73 is formed on both flow guide walls 5, 7.

In 9 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer Heißgasschweißvorrichtung 1 gezeigt, die ebenfalls zwei Strömungsführungswände 5, 7 mit jeweils einem Verwirbelungselement 73 an der Innenseite 25 aufweist. Die Heißgasabgabedüse 3 unterscheidet sich dadurch von der Heißgasabgabedüse 3 in der Ausführung in 8, dass die Heißgasabgabedüse 3 als Öffnung 77 eines Heißgaskanals 79 in der Düsenplatte 15 ausgebildet ist und kein Düsenröhrchen verwendet wird. Die Ausführung in 9 unterscheidet sich außerdem durch die Befestigung der Strömungsführungswände 5, 7 von der Ausführung in 8. Während die Strömungsführungswände in 8 nur mit dem stromaufwärtigen Ende 65 auf der Düsenplatte 15 aufliegen, weisen die Strömungsführungswände 5, 7 in 9 jeweils einen Befestigungsflansch 81 auf, der sich parallel zu einer Oberseite 83 der Düsenplatte 15 erstreckt und flächig auf dieser aufliegt. Die Strömungsführungswände 5, 7 sind in dieser Ausführung jeweils mit Schrauben 85 in Gewindebohrungen 87 der Düsenplatte 15 befestigt und weisen dafür jeweils eine Durchgangsöffnung 89 für jede Schraube auf.In 9 A further exemplary embodiment of a hot gas welding device 1 is shown, which also has two flow guide walls 5, 7, each with a swirling element 73 on the inside 25. The hot gas delivery nozzle 3 differs from the hot gas delivery nozzle 3 in the version in 8th that the hot gas delivery nozzle 3 is designed as an opening 77 of a hot gas channel 79 in the nozzle plate 15 and no nozzle tube is used. The execution in 9 also differs from the version in. due to the attachment of the flow guide walls 5, 7 8th . While the flow guide walls in 8th Only the upstream end 65 rests on the nozzle plate 15, the flow guide walls 5, 7 in 9 each has a fastening flange 81, which extends parallel to an upper side 83 of the nozzle plate 15 and rests flat on it. In this embodiment, the flow guide walls 5, 7 are each fastened with screws 85 in threaded holes 87 in the nozzle plate 15 and each have a through opening 89 for each screw.

In 10 sind unterschiedliche beispielhafte Ausführungen von Verwirbelungselementen 73 gezeigt, die sich jeweils von einer Innenseite 25 einer Strömungsführungswand 5, 7 erstrecken. Bei dem Verwirbelungselement 73a ist eine stromaufwärtige Fläche 91 eben ausgebildet und eine stromabwärtige Fläche 93 ebenfalls eben ausgebildet. Die Flächen 91, 93 sind mit einer sich parallel zur Innenseite 25 erstreckenden Fläche 95 verbunden, so dass sich insgesamt ein rechteckförmiger Querschnitt des Verwirbelungselements 73a ergibt. In dieser Ausführung kann ein Strömungsabriss beispielsweise an dem scharfen Übergang 97 von der Fläche 91 zu der Fläche 95 und/oder an dem scharfen Übergang 99 von der Fläche 95 zu der Fläche 93 entstehen. Bei dem Verwirbelungselement 73b ist die stromaufwärtige Fläche 91 konkav gekrümmt und die stromabwärtige Fläche 93 eben ausgebildet. Ein Strömungsabriss kann in dieser Ausführung an der Spitze 101 des Verwirbelungselements 73b entstehen. Bei dem Verwirbelungselement 73c sind die stromaufwärtige Fläche 91 und die stromabwärtige Fläche 93 konvex gekrümmt. Somit ergibt sich in dieser Ausführung ein halbkreisförmiger Querschnitt des Verwirbelungselements 73c. Ein Strömungsabriss kann dann beispielsweise ungefähr an dem mit dem Bezugszeichen 103 gekennzeichneten Abrisspunkt erfolgen. Ein Abstand d zwischen einem stromabwärtigen Ende 105 des Verwirbelungselements 73 und dem stromabwärtigen Ende 35der Strömungsführungswand 5 kann beispielsweise zwischen 2 mm und 4 mm liegen.In 10 Different exemplary embodiments of swirling elements 73 are shown, each of which extends from an inside 25 of a flow guide wall 5, 7. In the swirling element 73a, an upstream surface 91 is flat and a downstream surface 93 is also flat. The surfaces 91, 93 are connected to a surface 95 extending parallel to the inside 25, so that overall a rectangular cross section of the swirling element 73a results. In this embodiment, a flow stall can occur, for example, at the sharp transition 97 from the surface 91 to the surface 95 and/or at the sharp transition 99 from the surface 95 to the surface 93. In the swirling element 73b, the upstream surface 91 is concavely curved and the downstream surface 93 is flat. In this embodiment, a flow stall can occur at the tip 101 of the swirling element 73b. In the swirling element 73c, the upstream surface 91 and the downstream surface 93 are convexly curved. This results in a semicircular cross section of the swirling element 73c in this embodiment. A flow stall can then occur, for example, approximately at the stall point marked with reference number 103. A distance d between a downstream end 105 of the swirling element 73 and the downstream end 35 of the flow guide wall 5 can be between 2 mm and 4 mm, for example.

Mit Bezug zu 11 wird nochmal die Funktion der zuvor beschriebenen Verwirbelungselemente 73 im Detail erläutert. In 11 ist schematisch eine Heißgasabgabedüse 3 dargestellt, aus der ein Heißgasstrom 29 in Austrittsrichtung A austritt. Auf beiden Seiten der Düse 3 ist jeweils eine Strömungsführungswand 5, 7 mit jeweils einem Verwirbelungselement 73 an der Innenseite 25 angeordnet. In 11 ist angedeutet, dass durch den Strömungsabriss am Verwirbelungselement 73 eine turbulente Strömung 107 entsteht. In 11 ist auch zu erkennen, dass durch das Verwirbelungselement 73 der Heißgasstrom 29 derart aufgewirbelt wird, dass hinter dem stromabwärtigen Ende 35 der Strömungsführungswand 5 bzw. hinter dem stromabwärtigen Ende 105 des Verwirbelungselements 73 eine turbulente Strömung 107 vorliegt, wenn der Heißgasstrom 29 auf ein zu verschweißendes Bauteil 13 bzw. den Schweißsteg 53 des Bauteils 13 auftrifft. Der Schweißsteg 53 ragt in dieser Ausführung in den durch die Strömungsführungswände 5, 7 gebildeten Strömungsführungskanal 9 hinein. In 11 ist auch zu erkennen, dass ein Teil des Heißgasstroms 29 an dem Bauteil 13 vorbeiströmen kann, was mit dem Bezugszeichen 109 angedeutet ist.In reference to 11 The function of the previously described swirling elements 73 is explained again in detail. In 11 A hot gas delivery nozzle 3 is shown schematically, from which a hot gas stream 29 emerges in the exit direction A. A flow guide wall 5, 7, each with a swirling element 73 on the inside 25, is arranged on both sides of the nozzle 3. In 11 It is indicated that a turbulent flow 107 arises due to the flow separation at the swirling element 73. In 11 It can also be seen that the hot gas stream 29 is whirled up by the swirling element 73 in such a way that a turbulent flow 107 is present behind the downstream end 35 of the flow guide wall 5 or behind the downstream end 105 of the swirling element 73 when the hot gas stream 29 is directed towards a material to be welded Component 13 or the welding web 53 of component 13 hits. In this embodiment, the welding web 53 projects into the flow guide channel 9 formed by the flow guide walls 5, 7. In 11 It can also be seen that part of the hot gas stream 29 can flow past the component 13, which is indicated by the reference number 109.

Eine bevorzugte Befestigung der Strömungsführungswände 5, 7 an der Düsenplatte 15 ist in 13 dargestellt. In dieser Ausführung sind die Strömungsführungswände jeweils mit Schrauben 111 an der Düsenplatte 15 befestigt. Dafür sind in der Düsenplatte 15 entsprechende Gewindebohrungen 113 vorgesehen. Die Strömungsführungswände 5, 7 weisen jeweils an einer der Düse 3 abgewandten Außenseite 27 eine an die Schraube 111 bzw. an den Schraubenkopf 115 formangepasste Aussparung 117 auf. In der Ausführung in 13 erstrecken sich die Aussparungen 117 jeweils vollständig durch die jeweilige Strömungsführungswand 5, 7 von der Außenseite 27 bis zur Innenseite 25. Bei dickeren Strömungsführungswänden können die Aussparungen aber auch als Vertiefungen in der Außenseite gebildet sein und sich nicht durch die gesamte Strömungsführungswand erstrecken. Wenn die Schrauben 111 angezogen werden, drücken sie mit der Unterseite des Schraubenkopfes 115 gegen einen der Düsenplatte 15 zugewandte Aussparungsrand 119 der Aussparung 117 und verspannen somit die jeweilige Strömungsführungswand 5, 7 gegen die Düsenplatte 15, um die Strömungsführungswand 5, 7 an der Düsenplatte 15 zu befestigen. Auf diese Weise wird besonders wenig Bauraum für die Befestigung der Strömungsführungswände benötigt, weil keine Befestigungsflansche an den Strömungsführungswänden nötig sind. Dadurch ist es möglich, die Strömungsführungswand 7 besonders nah an einem Rand 121 der Düsenplatte 15 zu befestigen. Die Aussparungen 117 können mittels additiver Fertigung in einem Schritt mit der jeweiligen Strömungsführungswand 5, 7 hergestellt werden oder nachträglich beispielsweise mittels Laserschneiden eingebracht werden.A preferred attachment of the flow guide walls 5, 7 to the nozzle plate 15 is in 13 shown. In this embodiment, the flow guide walls are each fastened to the nozzle plate 15 with screws 111. That's what they are for the nozzle plate 15 corresponding threaded holes 113 are provided. The flow guide walls 5, 7 each have a recess 117 which is adapted to the shape of the screw 111 or the screw head 115 on an outer side 27 facing away from the nozzle 3. In the execution in 13 The recesses 117 each extend completely through the respective flow guide wall 5, 7 from the outside 27 to the inside 25. In the case of thicker flow guide walls, the recesses can also be formed as depressions in the outside and do not extend through the entire flow guide wall. When the screws 111 are tightened, they press with the underside of the screw head 115 against a recess edge 119 of the recess 117 facing the nozzle plate 15 and thus brace the respective flow guide wall 5, 7 against the nozzle plate 15, around the flow guide wall 5, 7 on the nozzle plate 15 to fix. In this way, particularly little space is required for fastening the flow guide walls because no fastening flanges are necessary on the flow guide walls. This makes it possible to attach the flow guide wall 7 particularly close to an edge 121 of the nozzle plate 15. The recesses 117 can be produced using additive manufacturing in one step with the respective flow guide wall 5, 7 or can be introduced subsequently, for example using laser cutting.

In 14 ist die Heißgasschweißvorrichtung 1 aus 13 in einer Draufsicht gezeigt. Darin ist zu erkennen, dass der Verlauf der Strömungsführungswände 5, 7 dem Verlauf der nebeneinander angeordneten Düsen 3 entspricht. Der Verlauf der Düsen 3 kann wiederum dem Verlauf des Schweißstegs des zu verschweißenden Bauteils entsprechen.In 14 the hot gas welding device 1 is off 13 shown in a top view. It can be seen that the course of the flow guide walls 5, 7 corresponds to the course of the nozzles 3 arranged next to one another. The course of the nozzles 3 can in turn correspond to the course of the welding web of the component to be welded.

Bei der Heißgasschweißvorrichtung 1 in 15 sind ebenfalls Aussparungen 117 zum Befestigen der Strömungsführungswände 5, 7 vorgesehen. Diese weisen in dieser Ausführung einen rechteckigen Querschnitt auf und sind in Querrichtung Q der Strömungsführungswände 5, 7, quer zur Heißgasaustrittsrichtung A, breiter bemessen als die Schraubenköpfe 115, so dass die Strömungsführungswände 5, 7 vor dem Anziehen der Schrauben 111 in einem gewissen Maß in Querrichtung Q verschoben werden können, um den Verkauf der Strömungsführungswände 5, 7 an den Verlauf des Schweißstegs eines zu verschweißenden Bauteils anpassen zu können. Die Querrichtung Q entspricht in dieser Ausführung der Umfangsrichtung U der Strömungsführungswände 5, 7.With the hot gas welding device 1 in 15 Recesses 117 are also provided for fastening the flow guide walls 5, 7. In this embodiment, these have a rectangular cross section and are wider in the transverse direction Q of the flow guide walls 5, 7, transverse to the hot gas outlet direction A, than the screw heads 115, so that the flow guide walls 5, 7 are in to a certain extent before the screws 111 are tightened Transverse direction Q can be moved in order to be able to adapt the sale of the flow guide walls 5, 7 to the course of the welding web of a component to be welded. In this embodiment, the transverse direction Q corresponds to the circumferential direction U of the flow guide walls 5, 7.

Die Strömungsführungswände 5, 7 in 15 unterscheiden sich dadurch von den zuvor beschriebenen Strömungsführungswänden, dass sie in Querrichtung Q jeweils aus mehreren Teilabschnitten 123, 125, 127, 129 bestehen.The flow guide walls 5, 7 in 15 differ from the previously described flow guide walls in that they each consist of several sections 123, 125, 127, 129 in the transverse direction Q.

In der Ausführung in 15 sind besteht zwischen den Teilabschnitten 123 und 125 der Strömungsführungswand 5 und zwischen den Teilabschnitten 127, 129 der Strömungsführungswand 7 jeweils ein Spalt 131. Zum Anpassen des Verlaufs einer oder beider Strömungsführungswände 5, 7 kann die Breite des Spalts 131 jeweils angepasst werden. Die Teilabschnitte sind im montierten Zustand jeweils über ein H-Profil 133 miteinander verbunden. Dieses kann über Schrauben 135 an den Teilabschnitten 123, 125 befestigt werden und diese dadurch verbinden.In the execution in 15 There is a gap 131 between the sections 123 and 125 of the flow guide wall 5 and between the sections 127, 129 of the flow guide wall 7. To adjust the course of one or both flow guide walls 5, 7, the width of the gap 131 can be adjusted in each case. When assembled, the sections are each connected to one another via an H-profile 133. This can be attached to the sections 123, 125 via screws 135 and thereby connect them.

In den 16 und 17 ist eine alternative Verbindungsmöglichkeit für die Teilabschnitte 123, 125, 127, 129 der Strömungsführungswände 5, 7 gezeigt. In dieser Ausführung überlappen die Teilabschnitte 123, 125, 127, 129 in einem Überlappungsbereich 137. Jeweils ein Teilabschnitt 125, 129 verläuft linear und der andere Teilabschnitt 123, 127 ist im Überlappungsbereich 137 von den Heißgasabgabedüsen 3 nach außen versetzt, so dass die Teilabschnitte 125, 129 innerhalb des durch die Teilabschnitte 123, 127 gebildeten Strömungsführungskanals 9 verlaufen. Durch das Überlappen der Teilabschnitte kann ein Energieverlust vermieden werden, weil durch das Überlappen kein Heißgas seitlich an der Verbindungsstelle austreten kann und somit das gesamte Volumen des Heißgasstroms am stromabwärtigen Ende der Strömungsführungswand auf das Bauteil auftrifft. Zwischen den überlappenden Teilabschnitten 123 und 125 bzw. 127 und 129 ist jeweils ein Spalt 139 ausgebildet. Durch den Spalt 139 ist es möglich, die Strömungsführungswände 5, 7 auch an eine veränderte Breite eines Schweißstegs anzupassen, indem die innenliegenden, in dieser Ausführung dünner ausgebildeten Teilabschnitte 125, 129 nach außen gebogen werden.In the 16 and 17 an alternative connection option for the sections 123, 125, 127, 129 of the flow guide walls 5, 7 is shown. In this embodiment, the subsections 123, 125, 127, 129 overlap in an overlap area 137. One subsection 125, 129 runs linearly and the other subsection 123, 127 is offset outwards from the hot gas delivery nozzles 3 in the overlap area 137, so that the subsections 125 , 129 run within the flow guide channel 9 formed by the sections 123, 127. By overlapping the subsections, energy loss can be avoided because the overlapping means that no hot gas can escape laterally at the connection point and thus the entire volume of the hot gas stream hits the component at the downstream end of the flow guide wall. A gap 139 is formed between the overlapping sections 123 and 125 or 127 and 129. The gap 139 makes it possible to adapt the flow guide walls 5, 7 to a changed width of a welding bar by bending the inner sections 125, 129, which are thinner in this embodiment, outwards.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the figures and the claims can be important both individually and in any combination for the implementation of the invention in various embodiments.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: HeißgasschweißvorrichtungHot gas welding device
33: HeißgasabgabedüseHot gas delivery nozzle
5,75.7: StrömungsführungswandFlow guide wall
99: StrömungsführungskanalFlow guide channel
1111: Düsenendenozzle end
1313: zu verschweißendes Bauteilcomponent to be welded
1515: Düsenplattenozzle plate
1717: zentraler Bereichcentral area
1919: Flanschflange
2121: Bohrungdrilling
2323: Rundungrounding
2525: Innenseiteinside
2727: AußenseiteOutside
2929: HeißgasstromHot gas flow
31, 31a-h31, 31a-h: StrömungsleitelementFlow guide element
3232: zusammenhängendes Strömungsleitelementcoherent flow guide element
3333: NeigungswinkelAngle of inclination
34, 3634, 36: Strömungsleitelement TeilabschnitteFlow guide element sections
3535: stromabwärtigen Endedownstream end
3737: Strömungsbereichflow area
3838: Spaltgap
39, 39a-d39, 39a-d: StrömungsleitflächeFlow guide surface
40, 4240, 42: SchattenbereichShadow area
4141: stromabwärtiger Bereichdownstream area
4343: stromabwärtiges Endedownstream end
4545: stromaufwärtiger Bereichupstream area
4747: stromaufwärtiges Endeupstream end
4949: Krümmungcurvature
5151: Knickstellekink
5353: SchweißstegWelding bar
5454: zu verschweißende Flächesurface to be welded
5555: geneigter Bereichinclined area
57, 5957, 59: seitlicher Bereichlateral area
6161: abgelenkte Strömungdeflected flow
6363: verformter Bereichdeformed area
6565: stromaufwärtiges Endeupstream end
6767: stromabwärtiger Bereichdownstream area
6969: stromaufwärtiger Bereichupstream area
7171: Einschnittincision
73, 73a-c73, 73a-c: VerwirbelungselementSwirling element
7575: stromabwärtige Seitedownstream side
7777: HeißgasaustrittsöffnungHot gas outlet opening
7979: HeißgaskanalHot gas duct
8181: Befestigungsflanschmounting flange
8383: OberseiteTop
85, 111, 13585, 111, 135: Schraubescrew
8787: GewindebohrungThreaded hole
8989: DurchgangsöffnungPassage opening
9191: stromaufwärtige Flächeupstream area
9393: stromabwärtige Flächedownstream area
9595: Verbindungsflächeconnection surface
97, 9997, 99: scharfer Übergangsharp transition
101101: SpitzeGreat
103103: Abrisspunktdemolition point
105105: stromabwärtiges Endedownstream end
107107: turbulente Strömungturbulent flow
109109: TeilströmungPartial flow
113113: GewindebohrungThreaded hole
115115: Schraubenkopfscrew head
117117: Aussparungrecess
119119: Aussparungsrandrecess edge
121121: DüsenplattenrandNozzle plate edge
123, 125, 127, 129123, 125, 127, 129: TeilabschnittSection
131, 139131, 139: Spaltgap
133133: H-ProfilH profile
137137: Überlappungsbereich Overlap area
AA: HeißgasaustrittsrichtungHot gas exit direction
Bb: BreiteWidth
LL: Längelength
QQ: QuerrichtungTransverse direction
RR: AbgaberichtungDispensing direction
UU: UmfangsrichtungCircumferential direction
XX: AblenkrichtungDeflection direction
a, b, c, da, b, c, d: AbstandDistance

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2020164978 A1 [0003, 0004]
WO 2017198483 A1 [0003, 0004]
DE 102015121598 A1 [0003, 0004]

Claims

Hot gas welding device (1) comprising at least one hot gas delivery nozzle (3), preferably a plurality of hot gas delivery nozzles (3), with a hot gas outlet direction (A), and at least one flow guide wall (5, 7) which extends over the nozzle end (11) in the hot gas outlet direction (A). extends, wherein at least one flow guide element (31, 32, 31a-h) is formed on an inside (25) of the flow guide wall (5, 7) facing the nozzle (3), which directs the hot gas stream (29) at an angle of inclination (33). diverted to the hot gas outlet direction (A).

Hot gas welding device (1). Claim 1 , wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h) deflects the hot gas stream (29) in such a way that the hot gas stream (29) strikes a surface (54) of a component (13) to be welded perpendicularly, preferably perpendicular to a downstream edge (43) of the flow guide element (31) whose normal is inclined relative to the hot gas outlet direction (A).

Hot gas welding device (1). Claim 1 or 2 , wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h) is designed as a projection on the inside (25) of the flow guide wall (5, 7) and protrudes in particular vertically from the inside (25) of the flow guide wall (5, 7) in such a way that the flow guide element (31, 32, 31a-h) is flowed against by the hot gas stream (29), in particular the flow guide element (31, 32, 31a-h) having a height, in particular perpendicular to the flow guide wall, of more than 1 mm, preferably between 2 mm and 5 mm.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h) has a flow guide surface (39, 39a-h) which is inclined at least in sections to the hot gas outlet direction (A) for deflecting the hot gas stream (29), wherein in particular the flow guide surface (39, 39a-h) has a rough and/or flow-optimized surface at least in sections.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h), in particular the flow guide surface (39, 39a-h), in a downstream region (41) at an angle of inclination (33) to the hot gas outlet direction ( A) runs, in particular the downstream region (41) running perpendicular to the surface of the component (13) to be welded.

Hot gas welding device (1). Claim 5 , wherein the downstream inclined region (41) extends from an end (43) of the flow guide element (31, 32, 31a-h) downstream in the hot gas flow direction over at least 30%, preferably at least 50%, at least 75% or the entire length Flow guide element (31, 32, 31a-h) extends.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the angle of inclination (33) is in a range between 100° and 170°, preferably between 120° and 150°, to the hot gas exit direction (A).

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein a distance between the downstream end (43) of the flow guide element (31, 32, 31a-h) and a downstream end (35) of the flow guide wall (5, 7) is between 1 mm and 15 mm, in particular between 2 mm and 6 mm and/or a distance between the downstream end (43) of the flow guide element (31, 32, 31a-h) and the component (13) to be welded is between 1 mm and 15 mm, in particular between 2 mm and 6 mm.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the length of the flow guide element (31, 32, 31a-h) in the hot gas flow direction is greater than the width of the flow guide element (31, 32, 31a-h) transverse to the hot gas flow direction.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the length of the flow guide element (31, 32, 31a-h) is between 2 mm and 15 mm, preferably between 5 mm and 10 mm, and / or between 5% and 40% of the extension the flow guide wall (5, 7) in the hot gas flow direction, and/or wherein the width of the flow guide element (31, 32, 31a-h) is between 0.4 mm and 1.2 mm, preferably between 0.6 mm and 1 mm or at about 0.8 mm.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h), in particular the flow guide surface (39, 39a-h), in an upstream region (45), in particular from an end upstream in the hot gas flow direction ( 47) extends over a maximum of 50%, preferably a maximum of 25%, of the length, essentially in the hot gas outlet direction (A), in particular the flow guide element (31, 32, 31a-h) having a kinked and / or curved course.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the flow guide element (31, 32, 31a-h) is formed from a plurality of sections (34, 36) in the hot gas flow direction.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one flow guide element (31, 32, 31a-h) is formed in one piece with the flow guide wall (5, 7), in particular the flow guide wall (5, 7) and the flow guide element (31, 32, 31a-h) are manufactured by additive manufacturing.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of flow guide elements (31, 32, 31a-h) are formed on the inside (25) of the flow guide wall (5, 7), in particular the plurality of flow guide elements (31, 32, 31a-h). h) run parallel to one another and/or are each arranged offset from a hot gas delivery nozzle (3).

Hot gas welding device (1). Claim 14 , wherein the flow guide elements (31, 32, 31a-h) are arranged at equal distances from one another, in particular a distance between the flow guide elements (31, 32, 31a-h) between 0.4 mm and 5 mm, preferably between 1 mm and 4 mm or between 2 mm and 3 mm.

Hot gas welding device (1) according to one of the preceding claims, comprising two preferably parallel flow guide walls (5, 7) which form a flow guide channel (9) around the at least one hot gas discharge nozzle (3), in particular a distance between the two flow guide walls (5, 7 ) is between 4 mm and 20 mm and / or both flow guide walls (5, 7) have at least one flow guide element (31, 32, 31a-h) on an inside (25) facing the nozzle (3).

Hot gas welding device (1). Claim 16 , wherein the flow guide elements (31, 32, 31a-h) are arranged opposite each other on both flow guide walls (5, 7), in particular wherein the two flow guide walls (5, 7) are connected to one another by the at least one flow guide element (31, 32, 31a-h). are connected, or wherein the flow guide elements (31, 32, 31a-h) are arranged offset from one another on the two flow guide walls (5, 7).

Hot gas welding device (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising at least one hot gas delivery nozzle (3), preferably a plurality of hot gas delivery nozzles (3), with a hot gas outlet direction (A) and at least one flow guide wall (5, 7) which extends over the nozzle end (11 ) extends in the hot gas outlet direction (A), the flow guide wall (5, 7) being at least partially deformable in such a way that the flow guide wall (5, 7) can be adapted to a course of a weld seam to be produced.

Hot gas welding device (1). Claim 18 , wherein a wall thickness of the flow guide wall (5, 7) is between 0.4 mm and 1.2 mm, in particular between 0.6 mm and 1 mm or approximately 0.8 mm, and/or wherein the flow guide wall (5, 7) is made of metal, in particular of a stainless steel or titanium alloy, and/or has a temperature resistance of more than 550 ° C.

Hot gas welding device (1) according to one of the Claims 18 until 19 , wherein the flow guide wall (5, 7) is deformable over the entire height or wherein the flow guide wall (5, 7) is only deformable in a downstream region (67), in particular the downstream region (67) being over 5% to 25% the extent of the flow guide wall (5, 7) extends in the hot gas flow direction.

Hot gas welding device (1). Claim 20 , wherein the flow guide wall (5, 7) in the downstream region (67) has a smaller wall thickness than in an upstream region (69) and / or at least one incision (71), such as a notch or a slot, in the downstream region (67) having.

Hot gas welding device (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising at least one hot gas delivery nozzle (3), preferably a plurality of hot gas delivery nozzles (3), with a hot gas outlet direction (A) and at least one flow guide wall (5, 7) which extends over the nozzle end (11 ) extends in the hot gas outlet direction (A), an inside (25) of the flow guide wall (5, 7) facing the nozzle (3) being designed such that the hot gas stream (29) extends behind the end (35) downstream in the hot gas outlet direction (A). ) the flow guide wall (5, 7) forms a turbulent flow (107).

Hot gas welding device (1). Claim 22 , wherein at least one swirling element (73, 73a-c) is formed on the inside (25) of the flow guide wall (5, 7), wherein the swirling element (73, 73a-c), in particular the geometry of the swirling element (73, 73a-c ), is designed in such a way that a flow A breakdown occurs on a downstream side (75) of the swirling element (73, 73a-c).

Hot gas welding device (1). Claim 23 , wherein the swirling element (73, 73a-c) is designed as a projection protruding from the inside (25) of the flow guide wall (5, 7) against which the hot gas stream (29) flows, in particular the swirling element (73, 73a- c) has a height between 0.5 mm and 3 mm.

Hot gas welding device (1). Claim 23 or 24 , wherein an upstream surface (91) of the swirling element (73, 73a-c) is flat, concave and / or convex and / or a downstream surface (93) is flat, concave and / or convex, in particular the upstream and / or the downstream surface has a rough and / or flow-optimized surface at least in sections.

Hot gas welding device (1) according to one of the Claims 23 until 25 , wherein a distance between a downstream end (105) of the swirling element (73, 73a-c) and a downstream end (35) of the flow guide wall (5, 7) is between 1 mm and 10 mm and / or a distance between the downstream end (105) of the swirling element (73, 73a-c) and the component to be welded (13) is between 0.5 mm and 8 mm, in particular between 1 mm and 6 mm or between 2 mm and 4 mm.

Hot gas welding device (1) according to one of the Claims 23 until 26 , wherein at least one swirling element (73, 73a-c) is formed in one piece with the flow guide wall (5, 7), in particular the flow guide wall (5, 7) and the swirling element (73, 73a-c) being produced by additive manufacturing.

Hot gas welding device (1) according to one of the Claims 23 until 27 , wherein in the hot gas flow direction between the swirling element (73, 73a-c) and the hot gas delivery nozzle (3) there is at least one flow guide element (31, 32, 31a-h) according to one of Claims 1 until 17 is formed on the inside (25) of the flow guide wall (5, 7).

Hot gas welding device (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising at least one hot gas delivery nozzle (3), preferably a plurality of hot gas delivery nozzles (3), with a hot gas outlet direction (A) and at least one flow guide wall (5, 7) which extends over the nozzle end (11 ) extends in the hot gas outlet direction (A), wherein the flow guide wall (5, 7) can be fastened with screws (111) and at least one on an outside (27) facing away from the nozzle is attached to a screw (111), in particular a screw head (115) , shape-adapted recess (117).

Hot gas welding device (1). Claim 29 , wherein the recess (117) is produced in one step with the flow guide wall (5, 7) by means of additive manufacturing or is introduced by means of laser cutting.

Hot gas welding device (1), in particular according to one of the preceding claims, comprising at least one hot gas delivery nozzle (3), preferably a plurality of hot gas delivery nozzles (3), with a hot gas outlet direction (A) and at least one flow guide wall (5, 7) which extends over the nozzle end (11 ) extends in the hot gas outlet direction (A), the flow guide wall (5, 7) being formed from a plurality of sections (123, 125, 127, 129) in a transverse direction (Q) transverse to the hot gas outlet direction (A).

Hot gas welding device (1). Claim 31 , wherein two adjacent sections (123, 125, 127, 129) overlap at the connection point between the two sections (123, 125, 127, 129), in particular between the two overlapping sections (123, 125, 127, 129). Gap (139), preferably with a constant gap width, is formed, or two adjacent sections (123, 125, 127, 129) are connected to one another via a connecting element, such as an H-profile (133).