DE2250130A1

DE2250130A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden von kunststoffteilen durch schweissen

Info

Publication number: DE2250130A1
Application number: DE2250130A
Authority: DE
Inventors: Dieter Henke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-13
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1974-04-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Kunststoffteilen durch Schweißen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Teilen aus thermoplastischen Kunststoffen durch Schweißen, beispiels? weise zum Verbinden der ftlr die Herstellung von Kunststoff-Fenstern verwendeten Profile, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem bisher bekannten sogenannten Spiegelschweißverfahren werden die zu verbindenden Teile nuit der Verbindungsstelle gegen einen Heizspiegel gedrückt, um die Verbindungsstelle anzuschmelzen. Danach werden die Teile von dem schweißspiegel zurückgezogen, wird der Spiegel entfernt und werden die Teile mit den aufgeschmolzenen Stellen zusammengedrUckt. Aufgrund der Wlrmeleitung in, Kunststoff und der langen Aufheizzeit bei diesem bekannten Verfahren wird ein großer Bereich in der Nähe der Verbindungsstelle erweicht und entsteht infolged.ssen, wenn die Teile zusammengedrückt werden, rings um die Schweißstelle durch das weiche Material ein großer Wulst, der nicht erwünscht ist und sich nur sehr schwer entfernen läßt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die vorgenannten Nachteile der bekannten Methode vermie%den werden, und besteht darin, daß die beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffteile an ein zwischen die beiden Teile eingeführtes Heizelement gedruckt werden, sodann die an dem Heizelement anliegenden Stellen der Kunst-; stotfteile durch sehr kurze und sehr hohe Temperatureinwirkung oberfläch@@ aufaeschmolzen werden und danach unter Aufrecnterhaltung des auf die Kunststoffteile ausgeUbten Anpreildruckes das Heizelement zwischen den Kunststoffteilen herausgezegen wird und die beiden Teile unmittelbar aneinanderjedrückt warzen. Das beispielsweise als elektrisch beheizt armes Heizschwert ausgeildete Heizelement wird bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise also durch einen hohen elekfrischen Stromstoß auf eine erheblich höhere Temperatur georacht, als dies bisher üblich war, und nach ganz kurzer Zeit wird das dünne Heizschwert schon wieder zwischen den beiden Kunststotfteilen herausgezogen. Aufgrund der damit äußerst kurz gehaltenen Aufheizzeit ist eine Wärmeleitung in einen größeren Bereich der Verpindungsstelle nicht möglich und werden die beiden Kunststoffteile, was fUr die Schweißverbindung völli ausreicht, nur oberflächig angeschmolzen.
Dies führt zu dem für die Praxis bedeutsamen Vorteil, daß an derjenigen Seite der Verbindungsstelle beziehungsweise der beiden Kunststoffteile, nach der das Heizschwert zwischen den beiden Kunststoffteilen herausgezogen wird, allen-, falls ein wulst entsteht, der nur einen Bruchteil des bei den bisherigen bekannten Verfahren entstehenden und üblichen Wulstes ausmacht, und daß auf der gegentiberliegenden Seite der Verbindungsstelle ein Wulst sogar völlig vermieden wird.
Zu der vorerwähnten Vermeidung einer Wulstbildung tragt unter.
anderem auch bei, daß die beiden Kunststoffteile nicht wie bisher auseinander gefahren werden sondern beim erfindungsgemäßen Verfahren gegen das Heizschwert angedrUckt bleiben, wenn das Heizschwert zwischen den beiden Kunststo teilen herausgezogen wird. Das Herausziehen des Heizelemente$ zwischen den beiden Kunststoffteilen kann vorteilhafterweise mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, was sich auf den folgen/ den Effekt vorteilhund und förderlich auswirkt. Durch die zur Erzielung der außerordentlich - raschen, oberflchigen Aufschmelzung der Kunststoffteile an den zu verbindenden Stellen sehr hoch bemessene Temperatur des Heizelementes kann an den Berührungsstellen zwischen dem Heizelement und dem Kunststoffmaterial eine Verbrennung des Kunststoffes auftreten. Das verbrannte Material klebt jedoch-an dem Heizschwert an und wird, wenn das Heizschwert zwischen den Kunst4 stoffteilen herausgerissen wird und da die Kunststoffteile dabei ständig gegen das Heizschwert angedrückt bleiben, mit dem Heizschwert aus der Nahtstelle herausgerissen. Die Verbindung der beider) Kunststoffteile erfolgt somit durch einwandfreies flüssiges Kunststoffmaterial.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei gegeneinander bewegbare Einspanneinrichtungen zur Fixeierung und/ oder Führung der beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffteile aufweist, daß zwischen den beiden Einspanneinrichtungen ein dünnes, plattenartiges Heizelement angeordnet ist, gegen dessen SeitenflAchen die beiden unststoffteile, mit ihren anzuschmelzenden Oberflächenstellen einander zugekehrt, mittels Druckeinrichtungen andrUckbar.sind und daß das Heizelement mittels Führungen in einer parallel zu seinen Seitenflächen verlaufenden Ebene bewegbar gelagert und mit einem Mechanismus zum Herausziehen des Heizelementes zwischen den gegeneinandergedrückt gehaltenen, angeschmolzenen Kunststoffteilen verbunden ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erindungsgegen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung; Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung.
Die Vorrichtung besitzt zwei auf einer Grundplatte 1 angeordnete Einspanneinrichtungen 2, die dazu dienen, um die beiden miteinander zu verbinderden Kunststoffteile 3 beim Zusammenführen und Gegeneinanderdrücken genau zu führen.
Die Einspanneinrichtungen 2 können so ausgeführt sein, daß sie die tunststoffteile 3 gleitend aufnehmen und sich die Kunststoffteile 3 bei genauer seitlicher Führung in den Einspanneinrichtungen 2 verschieben lassen. -weckmßigerweise werden die Einspanneinrichtungen 2 in nicht näher dargestellter Weise als Spannbacken oder dergleichen ausgebildet und gegeneinander verschiebbar auf der GrunSplatte 1 gelagert.
Der Andruck der Kunststoffteile 3 gegeneinander erfolgt durch zwei auf der Grundplatte 1 angeordnete Druckeinrichtungen 4, die beispielsweise Druckluftzylinder sein können.
Zwischen den beiden Kunststoffteilen 3 ist ein sehr dünnes, vorzugsweise mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenes Heizschwert 5 angeordnet, gegen dessen SeitenflAchen die beiden unststoffteile 3 mit Hilfe der Druckeinrichtungen 4 angedrückt werden. An beiden Enden ist das Heizschwert 5 an Halterungen 6 befestigt, die an Führungen 7 auf und ab bewegbar sint Das Heizschwert 5 ist mit einem nicht nAher dargestellten Mechanismus verbunden, beispielsweise einem Druckluftzylinder, der die gesteuerte Auf und Abbewegung des Heizschwertes bewirkt. Durch eine hohe, beträchtlich über dem Schmelzpunkt des Kunststoffmaterials lie d ende und kurzzeitige Temperatureinwirkung werden die an dem Heizschwert 5 anliegenden Verb dungsstellen der beiden Kunststoffteile 3 oberflächig aufge -schmolzen, wonach unter Aufrechterhaltung des Andruckes der unststoffteil.e gegen das Heizschwert dieses nach oben zwischen den beiden Kunststoffteilen vorzugsweise mit hoher Geschwindigkeit herausgezogen wird und die beiden Kunststoffteile gleichzeitig. durch die Druckeinrichtungen 4 mit ihren Verbindungsstellen zusammengedrückt werden.
Die Vorrichtung kann ohne weiteres so variiert werden, daß auch Schweißungen an auf Gehrung geschnittenen Profilen hergestellt werden können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

il. Verfahren zum Verbinden von Kunststoffteile durch Schweißen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffteile an ein zwischen de beiden Teile eingeführtes Heizelement gedruckt werden, so dann die an dem Heizelement anliegenden Stellen der Kunststo£fteile durch sehr kurze und sehr hohe Temperatureinwirkung oberflächig auf schmolzen werden und danach unter Aufrechterhaltung des auf die Kunststoffteile ausgeübten Anpreßdruckes das Heizelement zwischen den Kunststoffteilen herausgezogen wird und die beider Teile unmittelbar aneinandergedrückt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei gegeneinander bewegbare Einspanneinrichtungen (2) zur Fixierung'undloder Führung der beiden miteinander zu verbindenden Kunststoffteile (3) aufweist, daß zwischen den beiden Einspanneinrichtungen ein dEnnes, plattenartiges Heizelement (5) angeordnet ist, gegen dessen Seitenflächen die beiden Kunststoffteile mit ihren anzuschmelzenden Oberflächenstellen einander zugekehrt, mittels Druckeinrichtungen (4) andrückbar sind, und daß das Heizelement mittels Führungen (6, 7) in einer parallel zu seinen Seitenflächen verlaufenden Ebene bewegbar gelagert und mit einem Mechartismus zum Herausziehen des Heizelementes zwischen den gegeneinandergedrückt gehaltenen angeschmolzenen tunststofE-teilen verbunden ist.