DE4236281C2 - Extruderschweißgerät - Google Patents

Extruderschweißgerät

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Description

Die Erfindung betrifft ein Extruder-Schweißgerät zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoffschweiß­ material mit einem beheizbaren Fördergehäuse mit einer Extruderschnecke, einem Masseerhitzer einem thermisch, vom Masseerhitzer getrennten Lufterhitzer, einer Tempe­ raturregeleinrichtung, wobei die Extruderschnecke das Kunststoffmaterial über eine Düse in einem Schweißschuh an die zu verschweißende Plattenstelle fördert, wobei der Lufterhitzer über eine Vorwärmdüse die zu verschwei­ ßende Plattenstelle erwärmt, und wobei wenigstens ein Regler zur Regelung der Massetemperatur und der Lufttem­ peratur des über die Düse bzw. über den Schweißschuh austretende Kunststoffmaterials und der über die Vor­ wärmdüse zugeführten Warmluft vorgesehen ist.
Derartige Schweißgeräte sind z. B. durch das DE 89 08 194 U1 bekannt. Dabei wird das zu verschweißende thermoplastische Kunststoffmateri­ al einem Extruder zugeführt, der beheizt wird und das Kunststoffmaterial plastifiziert. Es tritt am Ende durch eine Düse und einen Schweißschuh aus und dringt in den Schweißnahtbereich der miteinander zu verbindenden Bau­ teile. Im Bereich vor dem Schweißschuh wird über eine Vorwärmdüse heiße Luft aus einem Lufterhitzer zugeführt, um den zu verschweißenden Bereich leicht zu plastifizie­ ren, um eine bessere Verbindung der Schweißnaht mit den zu verbindenden Bauteilen zu erreichen.
Nachteilig an dem Schweißgerät nach dem DE 89 08 194 U1 ist, daß die Heißluft zur Vorbereitung der Schweißnaht auch zum Beheizen des Extruders verwendet wird. Dies führt dazu, daß bei unterschiedlichen Außentemperaturen nicht immer optimale Schweißtemperaturen erreicht wer­ den, da die Temperatur konstant auf einem voreingestell­ ten Wert bleibt.
Weiter sind die deutschen Offenlegungsschriften DE 431 31 695 A1 und 40 37 020 A1 zu nennen, sowie die DE 38 35 250 C1. Die Offenlegungsschrift DE 31 31 695 A1 schlägt bereits eine getrennte Erhit­ zung der Luft und der zu verarbeiteten Plastikmasse vor, die jedoch nur die Lehre enthält, wie verhindert werden kann, daß eine Antriebsschnecke betrieben wird, während sie sich in nicht aufgeheiztem Plastikmaterial befindet, wobei der Motor der Antriebsschnecke Schaden nehmen könnte. Eine weitergehende Anweisung, wie optimale Schweißbedingungen trotz störender Umgebungsveränderun­ gen gewährleistet werden können, enthält diese Druck­ schrift nicht.
Die beiden weiteren Druckschriften, die DE 40 37 020 A1 und die DE 38 35 250 C1 enthalten keine separate Luftan­ wärmung der Luft, die zusammen mit dem erwärmten Kunst­ stoffmaterial ausgebracht wird. Dem Problem, daß bei un­ terschiedlichen Außentemperaturen sich nicht optimale Schweißtemperaturen einstellen, wird nicht begegnet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Extruderschweiß­ gerät zu schaffen, daß bei unterschiedlichsten Außenbe­ dingungen, insbesondere unterschiedlichen Außentempera­ turen und Windverhältnissen immer eine optimale Güte der Schweißnaht ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale erreicht.
Vorteilhaft ist die Möglichkeit, die Lufttemperatur für die Vorwärmdüse und die Temperatur des Kunststoff­ schweißmaterials getrennt zu regeln und bei jeder Situa­ tion die optimal Abstimmung zwischen Vorplastifizierung der zu verschweißenden Bauteile sowie der Temperatur des Schweißmaterials zu treffen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un­ teransprüchen zu entnehmen.
So wird durch die besondere Temperaturführung der je­ weils getrennten Ist-Wert-Erfassung von Warmluft der Vorwärmdüse und Massetemperatur des Schweißmaterials und die getrennte Soll-Wert-Einstellung mit separater Anzei­ ge ein besonders sicheres und einfaches Arbeiten er­ zielt. Die Soll-Wert-Einstellungen erfolgen ganz einfach über Taster. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Tem­ peraturführung und einer derartigen Regeleinrichtung liegt darin, daß das Gerät bei Soll-Wert-Abweichungen automatisch abstellt, so daß Fehlschweißungen praktisch ausgeschlossen sind.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Tempe­ raturregeleinrichtung mit einer Dokumentationseinrich­ tung gekoppelt ist. Bei besonders wichtigen Schweißnäh­ ten im Sicherzeitsbereich kann auf einfache Weise der Nachweis einer ordnungsgemäßen Verschweißung geführt werden.
Wie bereits ausgeführt, ist die optimale Abstimmung der Vorwärmtemperatur zur Temperatur des Schweißmaterials äußerst wichtig. Daher ist es erforderlich, die Außen­ einflüsse auf die Vorwärmtemperatur sowie wie möglich zu eliminieren. Dies wird durch die besondere Anordnung der Vorwärmdüse über dem Schweißschuh erreicht. Indem der Vorwärmdüse eine Ringkammer vorgeschaltet wird, ist es möglich, den Schweißschuh zu drehen, wodurch auch an schwierigen Arbeitsstellen in optimaler Haltung ge­ schweißt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schweißschuh mit zwei über ein Querjoch verbundene Schweißwangen ausgestattet, so daß in einem Arbeitsgang z. B. zwei Platten über eine Doppel-V-Naht verbunden werden können.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol­ genden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht eines Extruderschweißgerätes,
Fig. 2 einen Schnitt gem. der Linie II-II,
Fig. 3 eine Ansicht gem. der Richtung III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Alternativlösung eines Schweißschuhes gem. einer Ansicht wie Fig. 1 und
Fig. 5 einen Schnitt gem. der Linie V-V nach Fig. 4.
Nach Fig. 1 besteht ein Extruder-Schweißgerät im we­ sentlichen aus dem Bauteilegeräteantrieb 1, ähnlich ei­ ner Bohrmaschine, einem Fördergehäuse 2, einem Schweiß­ schuh 3, einem Lufterhitzer 4, einer Vorwärmdüse 5 und einer Regeleinheit 6.
Das Fördergehäuse 2 hat eine längliche Förderkammer 7 in der eine Extruderschnecke 8 läuft. Die Extruderschnecke 8 ist mit dem Geräteantrieb 1 verbunden. Die Förderkam­ mer 7 wird mit einer Bandbeheizung 9 geheizt.
Der Förderkammer 7 ist eine Ringkammer 10 vorgelagert, diese Ringkammer wird von der Düse 10 durchdrungen, wel­ che das Schweißgut führt und am Ende den Schweißschuh 3 aufnimmt.
Die Düse 11 ist mit der Förderkammer 7 fest verbunden. Auf der Düse 11 ist der Schweißschuh 3 drehbar gelagert. Im Abstand 12 ist zum Schweißschuh 3 eine Leitblende 13 angeordnet. Sie ist an der Ringkammer 10 befestigt und bildet die Vorwärmdüse 5.
Die Vorwärmdüse 5 wird über eine Warmluftführung 14 von dem Lufterhitzer 4 gespeist. In der Warmluftführung 14 ist ein Lufttemperaturfühler 15 und der Massetemperatur­ fühler 16 eingebaut. Der Lufttemperaturfühler 15 und der Massetemperaturfühler 16 liefern ihre Werte an die Tem­ peraturregeleinrichtung, die Bestandteil der Regelein­ heit 6 ist. Die Temperaturregeleinrichtung besteht aus einem Massetemperaturregler 17 und einem Lufttemperatur­ regler 18. Beide Regler, 17 und 18, sind mit einer Soll-Wert-Anzeige 19, die über jeweils 2 Tastschalter 20 auf den Vorwahlwert einstellbar sind und zwei Ist-Wert- Anzeigen für die Vorwärmluft und die Masse versehen.
In den Fig. 4 und 5 ist eine alternative Variante ei­ nes Schweißschuhes 22 dargestellt. Der Schweißschuh 22 besteht aus zwei Schweißwangen 23 und 24, die über ein Querjoch 25 miteinander verbunden sind. Das Querjoch 25 ist mit zwei Düsenauslässen 26 zur besseren Füllung der Schweißnaht versehen. Durch die Ausbildung der Schweiß­ wangen kann die Schweißnaht sowohl nach den technischen als auch den visuellen Erfordernissen gestaltet werden.

Claims (6)

1. Extruderschweißgerät zur Verarbeitung von thermo­ plastischem Kunststoffschweißmaterial mit einem beheiz­ baren Fördergehäuse (2) mit einer Extruderschnecke (8), einem Masseerhitzer (9), einem thermisch, vom Masseer­ hitzer getrennten Lufterhitzer (4), einer Temperaturre­ geleinrichtung,
wobei die Extruderschnecke (8) das Kunststoffmaterial über eine Düse (11) in einem Schweißschuh (3) an die zu verschweißende Plattenstelle fördert,
wobei der Lufterhitzer über eine Vorwärmdüse (5) die zu verschweißende Plattenstelle erwärmt,
wobei wenigstens ein Regler (17; 18) zur Regelung der Massetemperatur und der Lufttemperatur des über die Dü­ se (11) bzw. über den Schweißschuh (3) austretende Kunststoffmaterials und der über die Vorwärmdüse (5) zugeführten Warmluft vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorwärmdüse (5) und der Schweißschuh (3) gegenüber einer Ringkammer (10) verdrehbar ist, in der die vorge­ wärmte Luft im wesentlichen um den Umfang der Düse (11) für das Kunststoffschweißmaterial herumgeleitet ist, so daß die Vorwärmtemperatur zur Temperatur des Schweißma­ terials abgestimmt ist.
2. Extruderschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schweißschuh (22) mit zwei über ein Querjoch verbundenen Schweißwangen (24) versehen ist, wobei das Querjoch (25) mit einem Auslaß (26) für Kunststoffschweißmaterial versehen ist.
3. Extruderschweißgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querjoch (25) im Querschnitt etwa X-förmig ausgebildet ist und mit zwei Düsenauslässen (26) versehen ist.
4. Extruderschweißgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur automatischen Abstellung des Schweißgerätes im Falle einer Soll-Wert-Abweichung.
5. Extruderschweißgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Ist-Wert-Erfassung über einen Mas­ setemperaturfühler, gekennzeichnet durch einen Lufttem­ peraturfühler (15) zur Ist-Wert-Erfassung der Tempera­ tur der vorgewärmten Luft, einer Soll-Wert-Einstellung für die Lufttemperatur, jeweils eine Anzeige (19) für Masse- und Lufttemperatur, und jeweils einer Ist-Wert- Anzeige (21) für Masse und Lufttemperatur.
6. Extruderschweißgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler für die Lufttemperatur mit wenigstens einer Dokumentations­ einrichtung gekoppelt ist.
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