DE7532849U - Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen - Google Patents
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Description
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln
Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen
Der Gegenstand der Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweißen und Entgraten von Kunststoffprofilen mit außenseitig
aufgelegten, die Profile zumindest teilweise umfassenden, bis nahe an die miteinander zu verschweißenden Profilenden reichenden und
keilförmig zulaufenden Führungsschienen, die auf aufeinander verschiebbare Schlitten gespannt und durch Verschieben einer oder
beider Schlitten mit den Endflächen gegen einen Heizspiegel vorgeschoben und nach Entfernen des Heizspiegels mit den erweichten
Enden bis nahe zum Beruhen der Führungsschienen unter Bildung eines
Schweißwulstes zusammengedrückt werden und in die Führungsschiene parallel zur Endfläche des Profils verlaufend eingesetztem
Blattmesser und einer Heizeinrichtung für die Führungsschienen,,
Solche Vorrichtungen zum Stumpfschweißen von aus thermoplastischem
Material bestehenden Profilen sind beispielsweise in der DT-AS 21 06 109, und in den DT-OS 21 23 939 und 23 12 362 beschrieben.
Die bekannten Schweißmaschinen arbeiten in der Weise, daß zum Herstellen von mit ihren Endflächen miteinander verschweißten
Profilen, die Profile auf aufeinander zu und weg bewegbare Schlitten aufgespannt werden, die Endflächen bis zum Anschmelzen
durch Anschieben an einen Heizspiegel plastifiziert und nach Entfernen des Heizspiegels die plastifizierten Enden unter Kraftanwendung
zusammengepreßt werden. Sowohl beim Erhitzen der Profilenden an dem heißen Heizspiegel als auch vor allem beim Aneinanderdrücken
dieser zu verschweißenden Profilenden entsteht um die Schweißfläche herum ein in der Regel unerwünschter Wulst oder
Grat, der in der Regel nach dem Erstarren der Schweißnaht abgearbeitet wirdT
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Die vorgenannten Druckschriften stellen nun Vorrichtungen zum
Stumpfschweißen dar, die mit Mitteln zur Begrenzung bzw. Unterdrückung
der Schweißwulstbildung ausgerüstet sind, um auf diese Weise das nachträgliche Beseitigen der Schweißwulst zu erleichtern
bzw. möglichst zu vermeiden. Hierzu werden auf den miteinander zu verschweißenden Profilen außenseitig Führungsschienen
aufgelegt, die bis nahe an die miteinander zu verschweißenden Profilendflächen reichen, wobei lediglich der Anschmelzweg zur
Plastifizierung der Profilendflächen freigelassen wird. Das Zusammenpressen
der plastifizieren Profilenden kann dann soweit erfolgen, daß die Kanten der Führungsschienen bzw. Messer im Bereich
der Schweißkante gerade aneinanderstoßen und dadurch den Schweißwulst direkt von der Schweißnaht abtrennen können.
Neben einer möglichst optisch einwandfreien Schweißnaht spielt
jedoch auch die erzielbare Festigkeit der Schweißnaht eine j wesentliche Rolle. Diese Festigkeit ist einerseits abhängig von j
den zu verschweißenden Materialien, bei Thermoplasten auch vom j Grad der erzielbaren Plastifizierung im zu verschweißenden Bereich!
und von den aufgebrachten Schweißdrucken. Bei der Plastifizierung !
der Kunststoffprofile mittels eines Heizspiegels ist der Grad j der Plastifizierung und die dafür benötigte Temperatur nach oben
begrenzt durch die Temperatur, bei der eine Zersetzung oder Verbrennung des Kunststoffes eintritt. Andererseits soll die Plastifizierzeit
möglichst kurz gehalten werden. Es hat sich nun herausgestellt, daß im Zuge der Maßnahmen zur Schweißwulstunterbindung
und Schweißwulstentgratung durch die Blattmesser und Führungsschienen, die dicht bis an den Heizspiegel heranreichend
auf den Kunststoffprofilen aufliegen, durch diese sehr schnell
ein erheblicher Teil der Plastifizierungswärme (Schweißwärme) von
dem Schweißnahtbereich abgeleitet wird. Das hat eine Schweißnaht zur Folge, die teilweise nicht mehr im vollplastifizierten Zustand!
entsteht und damit eine verringerte Festigkeit aufweist.
Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Festigkeit der Schweißnaht zu verbessern und sogenannte Kaltschweißstellen im
Schweißnahtbereich zu vermeiden ohne daß die Schweißtemperatur
Ill« C
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in den kritischen Bereich der Zersetzung bzw. Verbrennung der Kunststoffe erhöht wird und ohne Verlängerung der Anwärmzsit und
unter Vermeidung zu hoher Schweißdrücke.
Die neuerungsgemäße Vorrichtung löst die Probleme in der V/eise, daß die Blattmesser heizbar ausgebildet sind. Mit dieser neuerungsgemäßen
Vorrichtung wird den Enden der Profile Wärme in dem an die Schweißnaht angrenzenden Bereich zugeführt, die zu einer
Aufheizung bis zu einer Temperatur von vorzugsweise 50 bis 800C
führt. Diese Wärmezufuhr in einem Bereich der an die Schweißnaht angrenzt, jedoch selbst nicht mehr verschweißt wird, bewirkt, daß
die im Schweißnahtbereich zugeführte Wärme zum Plastifizieren der zu verschweißenden Flächen nicht abwandern kann bzw. in der Ableitung
gehindert wird, so daß eine gleichmäßige und schnelle Überführung der zu verschweißenden Profilendflächen in den
schweißfähigen Zustand ermöglicht wird, so daß auch die Aufheiztemperatur durch Verhinderung der Verringerung der Verlustwärme
in den zu plastifizierenden Profilendflächen nicht in einem für
den Kunststoff kritischen Bereich erhöht zu werden braucht. Mit der Neuerung wird praktisch ein Wärmepolster anschließend an den
Schweißnahtbereich geschaffen und aufrechterhalten, wodurch insbesondere auch in den beteiligten Maschinenteilen eine vorzeitige
Wärmeabgabe gebremst wird. Die Temperatur dieses Wärmepolsters liegt je nach Größe der zu verschweißenden Profile, je nach
Werkstoff und je nach verwendeten maschinentechnischen Einrichtungen zwischen 50 und 800C, bevorzugt zwischen 60 und 700C. Infolge
der durch die neuerungsgemäße Vorrichtung bewirkten schnellen gleichmäßigen Plastifizierung der Profilendflächen in den schweißfähigen
Zustand ist es auch möglich, den nachfolgenden Schweißdruck beim Zusammenfügen der Profilendflächen zu senken, da keine
Kaltschweißstellen mehr auftreten können und damit auch bei geringerem
Schweißdruck hohe Festigkeitswerte erzielt werden können. Dieser geringere Schweißdruck wirkt sich insoweit vorteilhaft
aus, als die Maschine entsprechend leichter gebaut, d.h. für geringere Kraftausübung maßlich ausgerüstet zu werden braucht,
Da die an die Schweißnaht angrenzenden Messer insbesondere ein schnelles Ableiten von Wärme bewirken, sind sie auch der ent- !
sprechende Ansatzpunkt für die Neuerung, um dem entgegenzuwirken und zusätzlich ein Wärmepolster aufzubauen. Zweckmäßig wird die i
Wärmezufuhr in Abhängigkeit von der gewünschten Aufheizung gere- j gelt, da bei längerem Betrieb und unterschiedlichen Betriebsin- j
tervallen sonst keine Kontrolle über die vorhandenen Temperaturen ;
an den Aufheizstellen möglich ist. Ein vorteilhafter Weg, die i
Wärme zuzuführen wird mittels elektrischer Heizelemente, wie Widerstandsdrähten usw. begangen. Es ist jedoch auch möglich, die
Wärme mittels Flüssigkeiten, die auf entsprechende Temperaturen geheizt sind, zuzuführen. Es ist auch denkbar, Strahlungswärme
oder auch eine Heißluftzuführung zu verwenden.
Die Ausführung der heizbaren Blattmesser gemäß der Neuerung kann beispielsweise durch innerhalb der Blattmesser angeordnete Heizdrahtelemente
ausgeführt werden. Hierbei können die Heizdrahtelemente in Schlaufenform verlegt werden. Es ist jedoch auch möglich,
auf der der Profiloberfläche ebgewandten Seite der Blattmesser ein!
Heizdrahtelement nur aufzulegen und damit das Blattmesser zu hei- j zen. Durch diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung j
wird in den an die zu verschweißenden Profilendflächen angrenzen- j
den Oberflächen, zumindest auf einem Teil dieser Oberflächen über j die auf diesen aufliegenden Blattmesser zusätzlich Wärme zugeführt!,
die einen Wärmeabfluß aus den aufgeheizten und zu verschweißenden Profilendflächen vermeiden, indem sie durch das Wärmepolster einen
erhöhten Wärmestau bewirken. Zweckmäßig werden die Heizelemente an eine Regeleinrichtung angeschlossen, so daß eine konstante Aufheiztemperatur
auch im Wechselbetrieb aufrechterhalten werden kann. Die Aufheiztemperatur richtet sich nach den Gegebenheiten, liegt
jedoch weit unterhalb der Schweißtemperatur der thermoplastischen Kunststoffe, nämlich vorzugsweise im Bereich zwischen 50 und 800C.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch in Seitenansicht dargestellt.
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Die schematisch auszugsweise dargestellte Schweißmaschine weist die beiden Schlitten 2 auf, die entweder beide verschiebbar enge- I
ordnet sein können oder von denen einer fixiert ist und nur der \ andere verschoben wird. Auf den Schlitten 2 sind die Führungs- \
schienen 6b befestigt. Auf die auf den Schlitten 2 befestigten I unteren Führungsschienen 6b werden die Profile 1 aufgelegt, gegen !
den Anschlag 5 ausgerichtet, worauf die obere Führungsschiene 6a | aufgelegt wird. Diese obere Führungsschiene 6a ist in einer wei- !
teren Lagerschiene 20 verstellbar befestigt, an der die Spannvorrichtung, die zugleich die Hubvorrichtung ist, befestigt ist.
Mittels dieser Spannvorrichtung 4 werden die Profile dann auf den Schlitten 2 festgespannt. Die oberen Schienen 6a können entweder
mit der Aufspannvorrichtung zu einer baulichen Einheit verbunden werden; es ist jedoch auch möglich, sie lose aufzulegen, wobei
ihre Fixierung mittels eines an der Maschine angebrachten Anschlages erfolgen kann.
Die Führungsschienen 6a und 6b weisen an ihrem der Schweißkante zugewandten Ende die eingesetzten Blattmesser 7 auf. Die Profile 1
werden so zwischen die Führungsschienen 6a, 6b gelegt, daß im Bereich
der zu verschweißenden Profilendflächen 10 lediglich das
zum Anschmelzen für die Schweißkante erforderliche Profilende sich außerhalb der Blattmesser 7 und Führungsschienen befindet. Nach
dem Einrichten und Festspannen der Profile 1 wird der Anschlag 5 zurückgezogen und das Heizschwert 3 zwischen die Profile 1 eingefahren.
Das Anschmelzen der Profile 1 wird durch die Führungsschienen 6a, 6b mit den eingesetzten Blattmessern 7 auf den
Schweißkantenbereich beschränkt, so daß eine kontrollierte Schweißjnahtbildung
möglich ist. Nach dem Anschmelzen der Profilendflachen!
wird das Heizschwert wieder ausgefahren und die Profile werden in Pfeilrichtung zusammengedrückt. Beim Zusammenfahren der Profilendflächen
wird der Zusammenfahrweg und damit auch der Schweiß-!
druck begrenzt, so daß die Messerkanten 7 nicht mit Druck gegen- j einander gestoßen werden. Durch die Anordnung der Führungsschie- ;
nen 6a, 6b und der Blattmesser 7 ist eine Deformierung der er- ! weichten Profi-lenden nicht möglich und lediglich ein begrenztes ]
Ausquellen im Bereich der Schweißnaht zwischen dem von den Blatt-
messern 7 gebildeten Spalt möglich, wobei diese Blattmesser 7 zugleich ein Ausbreiten der Schweißwulst verhindern, da sie bereits
beim Zusammenfahren die Schweißwulst abstoßen bzw. unterdrUcken,
Bei Kunststoffprofilen beispielsweise aus Hart-PVC hat
das Heizschwert eine Temperatur von ca. 235°C, die ein Anschmelzen
und Überführen in den plastischen Zustand der angrenzenden Profilendflächen 10 bewirkt. Die auf den angrenzenden Profiloberflächen
aufliegenden Blattmesser 7 werden gemäß der Erfindung auf eine Temperatur von beispielsweise 700C geheizt, so daß ein zu
schnelles Abwandern und Abfließen der im Bereich der Profilendflächen
10 zugeführten Plastifizierungswärme über die Profile in die Blattmesser und Schienen verhindert wird bzw. diesem entgegengewirkt
wird. Die Blattmesser 7 bilden praktisch ein Wärmepolster, das den Wärmestau im Bereich der Profilendflächen 10 der dort über
das Heizschwert zugeführten Schweißwärme fördert. Damit wird jedoch erreicht, daß zu einer ausreichenden Plastifizierung bis in
den schweißfähigen Zustand der Profilendflächen die Temperatur
des Schweißspiegels bzw. Heizschwertes nicht erhöht zu werden braucht, um eine ausreichende Plastifizierung zu erreichen. Des
weiteren ist auch keine Verlängerung der Anschmelzzeit erforderlich. Im Gegenteil, sogar eine Verkürzung der Anschmelzzeit bei
Anwendung der Erfindung möglich und ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß zum Erzielen einer einwandfreien Schweißnaht
mit hoher Schweißnahtfestigkeit der Schweißdruck beim Zusammenfahren der Profilenden nicht erhöht werden muß. Bei einem Versuch
mit der dargestellten Vorrichtung mit Heizung und ohne Heizung der Blattmesser beim Verschweißen von PVC-Hart-Hohlprofilen wurden
folgende Ergebnisse erhielt:
Der Schweißdruck beim Zusammendrücken der plastifizierten Profilendflachen
sank von 6 at bei einer Vorrichtung ohne Heizung auf 3,5 at bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die
Anschmelzzeit wurde bei einer Vorrichtung mit Heizung gegenüber
ohne Heizung um 10 s. verkürzt und bei gleicher Heiztemperatur des Schweißspiegels wurden um 40 % höhere Festigkeitswerte der
Schweißnaht bei der Vorrichtung mit Heizung erzielt.
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Claims (4)
- Sohutzansprüohs. Vorrichtung zum Verschweißen und Entgraten von Kunststoffprofilen mit außenseitig aufgelegten, die Profile zumindest teilweise umfassenden, bis nahe an die miteinander zu verschweißenden Profilenden reichenden und keilförmig zulaufenden Führungsschienen, die auf aufeinander verschiebbare Schlitten gespannt und durch Verschieben einer oder beider Schlitten mit den Endflächen gegen einen Heizspiegel vorgeschoben und nach Entfernen des Heizspiegels mit den erweichten Enden bis nahe zum Berühren der Führungsschienen unter Bildung eines Schweißwulstes zusammengedrückt werden und in die Führungsschiene parallel zur Endfläche des Profils verlaufend eingesetztem Blattmesser und einer Heizeinrichtung für die Führungsschienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattmesser heizbar ausgebildet sind.
- 2. Vorrrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Blattmesser ein Heizdrahtelement angeordnet ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Profiloberfläche abgewandten Seite der Blattmesser ein Heizdrahtelement aufgelegt ist.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente regelbar ausgebildet sind.Troisdorf, den 30. August 1977
Gebrauchsmusteranmeldung G 75 32 849.3 OZ: 75105 MG/Sch
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE7532849U Expired DE7532849U (de) | 1975-10-16 | Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE7532849U (de) |
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