DE1604641C - Vorrichtung zum Heißgasschweißen von Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heißgasschweißen von Kunststoffen mittels eines thermoplastischen Zusatzwerkstoffes mit getrennten Zuführungsleitungen für den Zusatzwerkstoff und das Heißgas.

Beim Schweißen von thermoplastischem Kunststoff ist es erforderlich, das zumeist in Form eines Drahtes der Schweißstelle zugeführte Zusatzmaterial etwas vorzuwärmen, damit es die nötige Plastizität erhält und sich leicht in die Schweißfuge einbringen läßt. Diese Vorwärmung des Zusatzmaterials erfolgt üblicherweise durch Wärmeübergang von der Zuführungsleitung für das erhitzte Gas, beispielsweise Heißluft, zu der Zuführungsleitung für das Zusatzmaterial.'Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 898 146 ist eine Düse der eingangs genannten Art bekannt, die unmittelbar durch die beiden rohrförmigen Zuführungsleitungen für Heißluft und Zusatzmaterial gebildet wird: Die beiden Zuführungsleitungen sind in ihrem Austrittsbereich durch einen Metallsteg fest miteinander verbunden. Die Vorwärmung des Zusatzmaterials erfolgt bei dieser bekannten Düse in konstanter Weise durch Wärmeübergang von der Heißluftleitung über den Verbindungssteg zur Zusatzmaterialleitung. Der Verbindungssteg dient dabei als Wärmeleiter..Nun benötigen aber die verschiedenen verschweißbaren Kunststoffe, wie z.B. PVC, Hostalit, Polyäthylen, Polypropylen und das hochmolekulare Polyäthylen eine unterschiedliche Vorwärmung. Diese konnte bisher mit der bekannten Düse nicht variiert werden. Die bekannte Düse war daher nicht ohne weiteres zum Schweißen unterschiedlicher Materialien geeignet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Düse der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch ohne besondere Geschicklichkeit und Erfahrung des Schweißers zur Verschweißung verschiedener Kunststoffe gut geeignet ist. Zur Lösung dieses . Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mindestens eine Ausnehmung in der Zuführungsleitung für das Heißgas vorgesehen ist, die gegen die Wandung der Einführungsleitung für den Zusatzwerkstoff gerichtet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausnehmung wird überschüssige Heißluft, die in V-Kerben und Kehlnähten bei bisherigen Düsen die Neigung hat, in die Drahtführungsbohrung zurückzusteigen und den' Draht für den Schweißvorgang unbrauchbar zu machen, nach oben abgeleitet. Diese hochgeleitete Heißluft heizt zusätzlich die Drahtzuführungsleitung und damit den Schweißdraht selbst an. Durch Anheben und Absenken des Heißluftaustritts ist es leicht möglich, die Drahtvorwärmung während des Schweißens zu steuern, was bei der Vielfalt der thermoplastischen Kunststoffe, die meist eine unterschiedliche Drahtvorwärmung fordern, sehr vorteilhaft ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Ausnehmung ist grundsätzlich beliebig und kann sich selbstverständlich der konstruktiven Ausbildung der Düse anpassen. Besteht die Düse beispielsweise aus einem Gußkörper, so ist es zweckmäßig, die Ausnehmung in den Gußkörper von vornherein einzugießen. Für den erfindungsgemäß bevorzugten Fall,, daß der Düsenkörper unmittelbar durch die rohrförmigen Zusatzleitungen gebildet wird, ist die Möglichkeit einer einfachen und billigen Herstellung der Ausnehmung dadurch gegeben, daß die Zuführungsleitung für das Heißgas knieförmig abgebogen und die Kniekuppe abgeschnitten ist.

Die vorstehende Maßnahme läßt vorteilhaft eine Anordnung der beiden Züführungsleitungen ohne Distanzstücke unmittelbar nebeneinander zu.

In vorteilhafter Weiterbildung wird hierzu vorgeschlagen, daß mindestens ein Teil der Schnittfläche des Endteils der Heißgaszuführungsleitung an der Zuführungsleitung für den Zusatzwerkstoff anliegt.

ίο DadurchWird der Wärmeübergang des Heißgases zu dem Zusatzwerkstoff hin verbessert.

Ferner werden vorteilhaft Reibungsverluste beim Strömen von Heißgas aus der Ausnehmung auf ein Minimum reduziert, so daß trotz des vergleichsweise geringen Überdruckes der an der Schweißstelle befindlichen Heißluft eine genügend große Heißluftmenge durch die Ausnehmung entweichen kann.

Durch die im Vorstehenden geschilderte Herstellung der Ausnehmung durch Anschneiden der Heißluftzuführungsleitung ist eine Verbindung der beiden Züführungsleitungen mittels eines Steges wie bei bekannten Düsen nicht mehr ohne weiteres möglich. Da somit ohnehin eine Umgestaltung der Haltevorrichtung zweckmäßig ist, wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, daß die beiden Züführungsleitungen an ihrem Austrittsbereich in an sich bekannter Weise lösbar zusammengehalten sind. Dies hat den Vorteil, daß die Querschnitte der Austrittsöffnungen für den Zusatzwerkstoff bzw. die Heißluft auf einfache Weise durch Auswechseln der betreffenden Zuführungsleitungen variiert werden können.

Die Haltevorrichtung könnte beispielsweise nach Art einer Klammer ausgebildet sein. Aus Gründen einer einfacheren Herstellbarkeit wird jedoch erfindungsgemäß bevorzugt, daß die beiden Zuführungsleitungen an ihrem Austrittsbereich durch ein vorzugsweise ovales Halteband zusammengehalten sind. Eine besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erreicht, indem die Wandlung des Haltebandes zusammen mit einem Endteil der Zuführungsleitung für den Zusatzwerkstoff das Ende der Zuführungsleitung für das Heißgas bildet.

Die ovale Form des Haltebandes ergibt sich aus den Konturen der beiden nebeneinander angeordneten Zuführungsleitungen. Als Halteband wird zweckmäßig ein Rohrabschnitt geeigneter Abmessungen verwendet, welcher vor der Montage oval gedrückt wird.

Im einzelnen wird dazu vorgeschlagen, daß das ovale Halteband durch Kerbnägel od. dgl. lösbar mit den Zuführungsleitungen verbunden ist.

Bei Serienschweißungen mit ein- und demselben Drahtdurchmesser kann die Verbindung jedoch auch ohne weiteres unlösbar ausgebildet sein. Das oben erwähnte ovale Halteband kann beispielsweise auf die Zuführungsleitungen aufgeschrumpft sein. Ein Lösen der Schrumpfverbindung während des Schrumpfvorganges braucht dabei nicht befürchtet zu werden; weil bei letzterem Vorgang nicht nur eine Erwärmung des Haltebandes, sondern auch der Zuführungsleitungen erfolgt. Auch eine kraftschlüssige Verbindung, etwa durch weiteres Zusammenquetschen des Haltebandes nach erfolgter Montage, wäre denkbar. Ferner kann das Halteband mit den Züführungsleitungen hart verlötet sein. Das Halteband weist dabei zweckmäßig je eine Ausnehmung auf, worin die Lötpunktc anzuordnen sind.

Hinsichtlich der Werkstoffauswahl bei der Her- :ellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind em Fachmann grundsätzlich keine Grenzen gesetzt. Is ist jedoch zu beachten, daß bei der Erhitzung, lsbesondere von PVC in Verbindung mit der Luftjuchtigkeit, schwach salzsäurehaltige Dämpfe ent- :ehen, welche die Düse korrosiv angreifen können. im dieser Gefahr vorzubeugen, wird erfindungsgeiäß vorzugsweise vorgeschlagen, daß das Halteband owie die Zuführungsleitungen — zumindest im Einußbereich der beim Schweiß Vorgang entstehenden )ämpfe — aus rostfreiem Stahl oder einem technisch ' leichwertigen Material bestehen.

Die vorerwähnte Heb- und Senkbewegung des ieißluftaustritts darf jedoch den Schweißvorgang eispielsweise hinsichtlich des Eindrückens des Drahts in die Schweißfuge nicht beeinflussen. Um dieses liel zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlaen, daß die Zuführungsleitung für den Zusatzwerk-. :off an ihrem Austritt in an sich bekannter Weise · ine zum Eindrücken des Zusatzwerkstoffes in die chweißfuge dienende Verlängerung aufweist und aß die Verlängerung kreisförmig gebogen ist. Die Heb- und Senkbewegung des Heißluftaustritts ann auf einfache Weise durch Schwenken der Düse rn den KreismitteJpunkt der kreisförmig gebogenen erlängerung derart erfolgen, daß die Düse auf der erlängerung gleichsam abrollt.
In der Zeichnung ist zur näheren Erläuterung ein usführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines angsschnittes durch eine Kunststoff-Schweißdüse .irgestellt. ' ■

Dabei ist die Zuführungsleitung für das aus einem ent dargestellten thermoplastischen Kunststoffdraht ^stehende Zusatzmaterial mit 10 und die Zufühingsleitung für die zum Erhitzen des Zusatzmateals sowie der Schweißstelle erforderliche Heißluft it 11 bezeichnet. Die beiden Zuführungsleitungen ), 11 sind unmittelbar nebeneinander angeordnet id von einem Halteband 12 umschlossen, welches - entsprechend den Konturen der nebeneinander- ;genden Zuführungsleitungen —- eine ovale Form lfweist. Das Halteband 12 ist mit den beiden Zuihrungsleitungen 10, 11 fest verbunden und weist zu esem Zweck je eine Ausnehmung 13, 14 auf, worin artlötpunkte 15 angeordnet sind. Die Zuführungsleitung 11 für das Heißgas ist knie- >rmig abgebogen und der dem Endteil 23 der Zuihrungsleitung 10 gegenüberliegende Bereich des ndteiles 24 der Leitung 11 ist weggeschnitten, wobei η Teil der Schnittfläche 25 an der Leitung 10 an- ;gt. Zwischen den Leitungen 10, 11 und dem Halteind 12 erstreckt, sich eine Ausnehmung 16. Diese usnehmung gestattet ein Entweichen überschüssi- :r, an der Schweißstelle befindlicher Heißluft. Die usnehmung 16 verhindert dadurch vorteilhaft einerits ein Eindringen dieser überschüssigen Heißluft den Austritt 17 der Drahtzuführungsleitung 10, odurch der Draht unbrauchbar gemacht würde, idererseits dient die durch die Ausnehmung 16 itweichende überschüssige Heißluft zugleich in wohl isierter Menge zum erforderlichen Erwärmen des rahtes, damit dieser die nötige Plastizität erhält. ie Menge der durch die Ausnehmung 16 entweiienden Heißluft kann in einfacher und vorteilhafter eise durch Anheben bzw. Absenken des Heißluftiisenaustritts 18 variiert werden. Ein Anheben bewirkt beispielsweise eine Abnahme und ein Absenken eine Zunahme der durch die Ausnehmung 16 strömenden Heißluftmenge.

Um den vorstehend beschriebenen Anhebe- und Absenkvorgang ohne Beeinträchtigung der Schweißnahtgüte vornehmen zu können, ist am Draht-Düsenaustritt 17 eine Verlängerung 20 angeordnet, welche den Draht in die Schweißfuge drückt. Die Bewegungsrichtung der Düse während des Schweißvorganges ist durch einen Pfeil 21 angezeigt. Die Verlängerung 20 ist kreisbogenförmig ausgebildet, so daß ein Anheben bzw. Absenken des Heißluft-Düsenaustritts 18 auf einfache Weise durch ein Abrollen der Verlängerung 20 auf dem Draht erfolgen kann.

Die gesamte Düse führt dabei eine Schwenkbewegung um den mit 22 bezeichneten Kreismittelpunkt der Verlängerung 20 aus.

Claims (8)

Patentansprüche: .

1. Vorrichtung zum Heißgasschweißen von Kunststoffen mittels eines thermoplastischen Zusatzwerkstoffes mit getrennten Zuführungsleitungen für den Zusatzwerkstoff und das Heißgas, gekennzeichnet du rch mindestens eine Ausnehmung (16) in der Zuführungsleitung (11) für das Heißgas, die gegen die Wandung der Einführungsleitung (10) für den Zusatzwerkstoff gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (11) knieförmig abgebogen und die Kniekuppe abgeschnitten ist.

3. Vorrichtung'nach Anspruch 2, dadurch.gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Schnitt- fläche (25) des Endteils (24) der Heißgaszuführungsleitüng (11) an der Zuführungsleitung (10) für den Zusatzwerkstoff anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (10,

11) an ihrem Austrittsbereich durch ein vorzugsweise ovales Halteband (12) zusammengehalten sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Haltebandes

(12) zusammen mit einem Endteil (23) der Zuführungsleitung (10) für den Zusatzwerkstoff das Ende der Zuführungsleitung (11) für das Heißgas, bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ovale Halteband (12) durch Kerbnägel lösbar mit den Zuführungsleitungen (10, 11) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach 'einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteband (12) sowie die Zuführungsleitungen (10, 11) — zumindest im Einflußbereich der beim Schweißvorgang entstehenden Dämpfe — aus rostfreiem Stahl oder einem technisch gleichwertigen Material bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (10) für den Zusatzwerkstoff an ihrem Austritt in an sich bekannter Weise eine zum Eindrücken des Zusatzwerkstoffes in die Schweißfuge dienende Verlängerung (20) aufweist, und daß die Verlängerung (20) kreisförmig gebogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen