DE3140943A1 - Schweissverfahren zur verbindung von kunststoffteilen, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und kunststoffteile hierfuer - Google Patents

Schweissverfahren zur verbindung von kunststoffteilen, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und kunststoffteile hierfuer

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DE3140943A1 DE19813140943 DE3140943A DE3140943A1 DE 3140943 A1 DE3140943 A1 DE 3140943A1 DE 19813140943 DE19813140943 DE 19813140943 DE 3140943 A DE3140943 A DE 3140943A DE 3140943 A1 DE3140943 A1 DE 3140943A1
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Description

  • Schweißverfahren zur Verbindung von I(-unststoffteilen,
  • Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Kunststoffteile hierfür.
  • Die Erfindung betrifft ein Schweißverfahren zur Verbindung von Kunststoffteilen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und Kunststoffteile hierfür.
  • Es ist ein Verfahren mit Heißgasschweißung als fortlaufende Nahtschweißung mit Zusatzmaterial bekannt. Dieses Verfahren ist für die Serienfertigung von insbesondere kleineren Kunststoffgehäusen nicht geeignet.
  • Ferner ist die Schweißung mit Heizelementen bekannt.
  • Dabei werden die Stoßkanten der zu verbindenden Werkstücke durch die Berührung mit den Heizelementen bis zum plastischen bis teilweise flüssigen Zustand erwärmt und dann unter Anwendung von Druck zum Verschweißen gegeneinander gepreßt, wobei die Heizelemente vorher weggezogen sein müssen. Dieses Verfahren erfordert eine aufwendige Vorrichtung, ein häufiges Reinigen der Heizelemente und ist zum maßgenauen Verbinden von vormontierten Teilen nur beschr Bçt anwendbar. Um das Ankleben von Kunststoff an den Heizelementen zu vermeiden ist es bekannt diese mit einer Schutzschicht zu überziehen. Die bekannten Schutzschichten besitzen nur eine begrenzte Lebensdauer.
  • Die schließlich bekannte Dltraschallschweißung ist einerseits aufwendig und andererseits für verschiedene Kunststoffe infolge deren Dämpfungseigenschaft nur bedingt anwendbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die Serienfertigung geeignete Verbindung von Kunststoffteilen zu schaffen, die sich durch eine hohe Festigkeit und Dichtheit der Schweißung auszeichnet, ein maßgerechtes Verbinden der Kunststoffteile ermöglicht und zur Herstellung mit einer einfachen Vorrichtung auskommt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gleichzeitig die gesamte Schweißnahtlhnge durch Heißgas auf die Schweißtemperatur erwärmt unddaraufhin die zu verbindenden Kunststoffteile zusammengedrückt werden.
  • Das Verfahren ist sehr kostengünstig und hat aufgrund der leicht beherrschbaren Technologie einen hohen Zuverlässigkeitsgrad. Es werden konstruktive Gestaltungen möglich, die nach den bisherigen Verfahren nicht ausführbar waren.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die zu verbindenden Kunststoffteile längs der Schweißnaht in einem geringen Abstand von etwa 0,5 bis 5 mm gehalten werden, daß die Stoßkanten der Kunststoffteile im gesamten Nahtverlauf durch Heißgas, insbesondere Heißluft von 2000 C bis 400 C bis zum Geigigwerden des Kunststoffes erhitzt und daß die Kunststoffteile dann bis zu einem Endanschlag zusammengedrückt werden.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie eine dem Nahtverlauf angepasste Schlitzdüse aufweist, die an eine Heißgasquelle angeschlossen ist und eine Schlitzhöhe von etwa 0,5 bis 5 mm besitzt. Ferner weist die Vorrichtung zum Zusa#iiinendrücken der Kunststoffteile eine Preßeinrichtung akf. Die zu verbindenden Kunststoffteile werden entweder in eine Aufnahme der(Vorrichtung so eingelegt, daß die Schlitzdüse den vorzusehenden Schweißnahtverlauf umgibt, oder es wird die der Außenkontur des Schweißnahtverlaufes angepasste Schlitzdüse über die auf einem Transportband bewegten Kunststoffteile in Schweißstationen -abgesenkt.
  • Zur maßhaltigen, dichten Verbindung zweier Kunststoffteile sind deren zu verschweißende Stoßkanten so ausgebildet, daß zu Beginn des Schweißvorganges ein definierter Spalt zwischen den zu verschweißenden Kanten besteht und daß beim Verschmelsen ein Endanschlag die Bewegung beim Zusammendrücken der zu verschmelzenden Kanten begrenzt.
  • Nach Naser einer vorteilhaften Ausführung sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verschweißenden Eunststoffteile so gestaltet, daß die Stoßkante des einen Kunststoffteiles im Nahtverlauf eine U-förmige Aufnahme ~für die Stoßkante des Gegenteils bildet, das mit seinem Endstück in die Nut der U-förmigen Aufnahme einführbar ist und eine Anformung aufweist, die mit dem Außenrand der U-förmigen Aufnahme die Schweißnaht bildet und daß das in die Nut bis zum Nutboden eindrückbare Endstück als Endanschlag für die Verbindung'der Kunststoffteile vorgesehen ist. Durch die sich daraus ergebende besondere Nahtgestaltung ist die gleichzeitige Erwärmung der ganzen Naht möglich und durch den Endanschlag entstehen maßgenaue Fertigteile.
  • In den Zeichnungsfiguren 1 und 3 sind im Schnitt die zu verbindenden Stoßkanten zweier Kunststoffteile in der Lage vor und während der Erwärmung durch eine mit Heißgas beschickbare Schlitzdüse bzw. in Figur 2 in der verschweißten zusammengedrückten Lage dargestellt.
  • Die zu verbindenden Kunststoffteile 1 (beispielsweise ein Gehäuseoberteil) und 2 (beispielsweise ein Gehäuseunterteil) werden nach Figur 1 bis zu einem Voranschlag 3 zusammengesteckt, so daß längs der anzubringenden Schweißnaht 4 die Kunststoffteile in einem geringen Abstand 5 von vorzugsweise etwa 1 mm gehalten werden. Der Voranschlag 3 kann aus#Rippen auf der Außenseite der einen Stoßkante oder aus einer Ve#rstärkung der Stoßkante selbst bestehen. Hierzu weist beim Ausführungsbeispiel das Gehäuseoberteil 1 im Bereich der Stoßkante eine U-förmige Aufnahme 6 auf, die'einen umlaufenden Kragen bildet Die Stoßkante des Gehäuseunterteils 2 greift mit einem Endstück 7 (umlauf ender Rand) in die Nut 8 der U-förmigen Aufnahme 6 ein, wobei die Eingriffstiefe der Voranschlag 3 begrenzt, der auf der der Schlitzdüse 9 der Schweißvorrichtung zugewandten Außenseite der Stoßkante des Gehäuseunterteils vorgesehen ist. Außerdem weist die Stoßkante des Gehäuseunterteils 2 eine Anformung 10, z.B.
  • einen äußeren umlaufenden Wulst auf, die mit dem Außenrand 11 der U-förmigen Aufnahme 6 zur Bildung der Schweißnaht 4 dient. Zum Erwärmen des Außenrandes 11 und der Anformung 10 wird über'die sich übers die Länge der, Schweißnaht erstreckende Schlitzdüse 9 Heißgas, ~z.B. Heißluft von 2000 C bis 4000 C über eine Zeitdauer von etwa 5 bis 10 Sekunden auf den gesamten Nahtverlauf geblasen. Dabei werden der zum Beispiel aus Rippen bestehende Voranschlag 3, der Außenrand 1 und die Anformung 10 der Kunststoffteile. 1,2 in einen schweißfähigen Zustand erwärmt. Die zu verbindenden Teile werden daraufhin zusammengedrückt, sodaß es zu einer Ver#hmelzung der Naht kommt, wobei das in die Nut 8 bis zum nutboden eingedrückte Endstück 7 den Endanschlag beitm Zusammendrücken der Teile 1,2 bildet. Das erfindungsgemäße Schweißverfahren ist besonders zum Verbinden von in Massenfertigung herzusteilenden, gegebenenfalls teilweise-mlt Einbauteilen bestückten Kunststoffgehäusen geeignet, wie z.B. von Ventilgehäusen, Dosiergerätegehäusen, Einspülbehältern und Umwälzpumpengehäusen für Wasch- und Geschirrspülmaschinen oder Akkumulatorgehäusen.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 weist die ~Stoßkante des einen Eunststoffteils 2 einen Absatz 12 und ein Endstück 14, auf. Dabei ist das andere Kunststoffteil 1 mit seinem Endstück 13 in das Kunststoffteil 2 soweit einsetzbar, bis sich der Voranschlag 3 des Endstückes 13 auf dem Endstück 14 abstützt. Werden beim Verschweißen der Voranschlag 3, der Außenrand 11 des Teiles 1 und das obere Ende des Endstücks 14 teigig und die Teile 1,2 zusammengedrückt, so kommt das Endstück 13 zur Anlage gegen den Absatz 12 und stellt die Maßhaltigkeit zwischen den verschweißten Teilen 1,2 sicher.
  • Leerseite

Claims (6)

  1. Patentansprüche ca, Schweißverfahren zur Verbindung von Kunststoffteilen, durch gekennzeichnet, daß gleichzeitig die gesamte Schweißnahtlänge durch Heißgas auf die Schweißtemperatur erwärmt und daraufhin die zu verbindenden Kunststoffteile zusammengedrückt werden.
  2. 2. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Kunststoffteile längs der Schweißnaht in einem geringen Abstand von etwa 0,5 bis 5 mm gehalten werden, daß die Stoßkanten der Kunststoffteile im gesamten Nahtverlauf durch Heißgas, insbesondere Heißluft von 2000 C bis 4000 C bis zum Teigigwerden des Kunststoffes erhitzt werden und daß die Kunststoffteile dann bis zu einem E#ndanschIag zusammengedrückt werden.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine dem Nahtverlauf angepasste Schlitzdüse (9), die an eine Heißgasquelle angeschlossen ist und eine Schlitzhöhe von etwa 0,5 bis 5 mm aufweist, sowie eine Presseinrichtung für die zu verschmelzenden Eunststoffteile (1,2).
  4. 4. Kunststoffteile für das Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkante des einen Kunststoffteiles (1) im Nahtverlauf eine U-förmige Aufnahme (6) für die Stoßkante des Gegenteils (2) bildet, das mit seinem Endstück (7) in die Nut (8) der U-förmigen#Aufnahme einführbar ist und eine Anformung (10) aufweist, die mit dem Außenrand (11) der U-förmigen Aufnahme die Schweißnaht (4) bildet und daß das in die Nut bis zum Nutboden eindrückbare Endstück (7) als Endanschlag für die Verbindung der Kunststoffteile vorgesehen ist.
  5. 5. Kunststoffteile nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkante des Gegenteils (2) zwischen seinem in die U-förmige Aufnahme (6) des anderen Kunststoffteils (1) einführbaren Endstück (7) und seiner Anformung (10) auf der der Schlitzdüse (9) zugewandten Außenseite einen abschmelzbaren Voranschlag (3), Rippen oder dergleichen aufweist, der den gewünschten Abstand (5) zwischen dem Außenrand (11) und der Anformung (10) während des Erwärmens des Kunststoffes bis zum Zusammendrücken der Kunststoffteile sichert.
  6. 6. Kunststoffteile für das Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkante des einen Kunststoffteiles (2) einen Absatz (12) aufweist und mit seinem Endstück (14) gegen einen Voranschlag (3) der Stoßkante des -anderen Eunststoffteilés (5) aufgesetzt ist -und daß nach dem Ab schmelzen des Voranschlages das Endstück (13) des anderen Kunststoffteiles ~1) gegen den Absatz (12) andrückbar ist.
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