DE102019212904A1 - Welding device, preferably IR welding device - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung (1), vorzugsweise eine IR-Schweißvorrichtung (1), mit einer ersten Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise mit einer ersten IR-Quelle (11), zur Erzeugung von Wärmestrahlung (A), vorzugsweise von IR-Strahlung (A), und mit einer zweiten IR-Quelle (12) zur Erzeugung von IR-Strahlung (A). Die Schweißvorrichtung (1) ist gekennzeichnet durch eine Blende (16) mit einer Blendenöffnung (16a), wobei die beiden erste Wärmestrahlungsquelle IR-Quellen (11, 12) derart auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet sind sowie die Blende (16) ausgebildet ist, so dass die Wärmestrahlung (A), vorzugsweise die IR-Strahlung (A), der beiden ersten Wärmestrahlungsquelle IR-Quellen (11, 12), vorzugsweise der ersten IR-Quelle (11), zumindest im Wesentlichen über die Blendenöffnung (16a) einem zu schweißenden Bauteil (2) zugeführt werden kann.The present invention relates to a welding device (1), preferably an IR welding device (1), with a first heat radiation source, preferably with a first IR source (11), for generating heat radiation (A), preferably IR radiation (A ), and with a second IR source (12) for generating IR radiation (A). The welding device (1) is characterized by a screen (16) with a screen opening (16a), the two first heat radiation sources IR sources (11, 12) being aligned with the screen opening (16a) and the screen (16) being designed so that the thermal radiation (A), preferably the IR radiation (A), from the two first thermal radiation sources IR sources (11, 12), preferably the first IR source (11), at least essentially via the aperture (16a) can be fed to a component (2) to be welded.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung, vorzugsweise eine IR-Schweißvorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a welding device, preferably an IR welding device, according to the preamble of claim 1.

Auf dem Gebiet der Herstellung von Kunststoffbauteilen ist es bekannt, Bauteilkomponenten durch Schweißen miteinander zu einem resultierenden Bauteil zu verbinden. Die Bauteilkomponenten werden üblicherweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt und dann zueinander positioniert. In dieser Anordnung werden die Verbindungsbereiche der Bauteilkomponenten miteinander verschweißt, indem z.B. mittels Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung) die Verbindungsbereiche derart erwärmt werden, dass der Kunststoff wieder schmilzt, sich beim Fügen der Bauteilkomponenten miteinander verbindet und dann wieder durch Abkühlen erstarrt. Dieser Prozess kann als Infrarot-Schweißprozess (IR-Schweißen) bezeichnet werden. Hierdurch kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilkomponenten geschaffen werden.In the field of the production of plastic components, it is known to connect component components to one another by welding to form a resulting component. The component components are usually manufactured in an injection molding process and then positioned with respect to one another. In this arrangement, the connection areas of the component parts are welded to one another, e.g. by heating the connection areas using infrared radiation (IR radiation) in such a way that the plastic melts again, connects when the component components are joined and then solidifies again through cooling. This process can be referred to as an infrared welding process (IR welding). This allows a material connection to be created between the component components.

Üblicherweise wird hierzu ein IR-Emitter verwendet, welcher üblicherweise eine flächige Anordnung mehrerer einzelner IR-Quellen bzw. IR-Strahler aufweist. Dies IR-Quellen bilden ein IR-Feld des IR-Emitters. Die IR-Quellen sind üblicherweise nicht gerichtet angeordnet, so dass auch das resultierende IR-Feld nicht gerichtet ist sondern in einem vergleichsweise großen Winkel emittiert wird.Usually an IR emitter is used for this, which usually has a flat arrangement of several individual IR sources or IR emitters. These IR sources form an IR field of the IR emitter. The IR sources are usually not arranged in a directional manner, so that the resulting IR field is also not directional but is emitted at a comparatively large angle.

Die IR-Quellen sind innerhalb einer Einhausung des IR-Emitters angeordnet, welche das IR-Feld gegenüber der Umgebung abschirmt und eine flächige Öffnung aufweist. Die Einhausung dient der Vermeidung schädlicher Einflüsse des IR-Feldes bzw. dessen IR-Strahlung auf die Umgebung und insbesondere auf die Bauteilkomponenten und Maschinenteilen. Die flächige Öffnung des IR-Emitters kann mit einem Metallblech als Maske abgedeckt werden, welches eine Aussparung aufweist, welche der Schweißfläche des resultierenden Bauteils entspricht. Die Aussparung der Maske entspricht etwa in der Größe und Geometrie der Schweißflächen der zu fügenden Bauteilkomponenten, um die Schweißflächen gezielt mittels des IR-Feldes aufzuheizen.The IR sources are arranged within a housing of the IR emitter, which shields the IR field from the environment and has a flat opening. The housing serves to avoid harmful influences of the IR field or its IR radiation on the environment and in particular on the component components and machine parts. The flat opening of the IR emitter can be covered with a metal sheet as a mask, which has a recess which corresponds to the welding surface of the resulting component. The cutout of the mask corresponds approximately in size and geometry to the welding surfaces of the component components to be joined in order to heat up the welding surfaces in a targeted manner by means of the IR field.

Auf diese Art und Weise kann das erzeugte IR-Feld der IR-Quellen bzw. dessen IR-Strahlung nur durch die Aussparung der Maske aus dem IR-Emitter austreten und wird im Übrigen innerhalb der Einhausung und Maske zurückgehalten. Die durch die Aussparung der Maske austretende IR-Strahlung kann die beiden Bauteilkomponenten genau im Bereich der herzustellenden stoffschlüssigen Schweißverbindung erwärmen und hierdurch das IR-Schweißen bewirken, ohne weitere Bereiche der Bauteilkomponenten unnötigerweise zu erwärmen, welche durch die Maske abgedeckt werden. Die zu verschweißenden Bauteilkomponenten werden hierzu üblicherweise in einem kurzen Abstand hinter der Aussparung der Maske angeordnet, um die dort austretende IR-Strahlung genau der gewünschten Schweißfläche zuzuführen.In this way, the generated IR field of the IR sources or its IR radiation can only emerge from the IR emitter through the recess in the mask and is otherwise retained within the housing and mask. The IR radiation exiting through the recess in the mask can heat the two component components precisely in the area of the integral welded connection to be produced and thereby effect the IR welding without unnecessarily heating other areas of the component components that are covered by the mask. For this purpose, the component components to be welded are usually arranged a short distance behind the recess in the mask in order to supply the IR radiation exiting there precisely to the desired welding surface.

Nachteilig ist hierbei, dass besonders bei kleinen, flächigen Verschweißungen von Bauteilkomponenten die IR-Strahlung der IR-Quellen ungleichmäßig auf die zu verschweißenden Bauteilkomponenten trifft. Aufgrund der kurzen Entfernung zwischen IR-Emitter und Bauteil ist die Einstellung eines homogenen IR-Feldes üblicherweise nicht möglich. Vielmehr treten direkt vor den IR-Quellen relativ heiße Bereiche auf, während die zu verschweißenden Bauteilkomponenten zwischen den IR-Quellen weniger stark aufgeheizt werden. Die unterschiedlichen Temperaturen in der Fügezone des Bauteils sind besonders bei dichtheitsrelevanten Verschweißungen kritisch, da sich diese Temperatur direkt auf die Qualität der Verschweißung der Bauteilkomponenten auswirken kann.The disadvantage here is that, particularly in the case of small, flat welds of component components, the IR radiation from the IR sources hits the component components to be welded unevenly. Due to the short distance between the IR emitter and the component, it is usually not possible to set a homogeneous IR field. Rather, relatively hot areas occur directly in front of the IR sources, while the component components to be welded between the IR sources are less heated. The different temperatures in the joining zone of the component are particularly critical in the case of tightness-relevant welds, since this temperature can have a direct effect on the quality of the weld of the component components.

Nachteilig ist auch, dass lediglich ein Bruchteil der emittierten IR-Strahlung direkt auf das flächige Bauteil auftrifft. Ein Großteil der von den IR-Quellen emittierten Energie heizt die Maske und damit die Umgebung des IR-Emitters unnötigerweise auf. Um diese für das Aufheizen des Bauteils fehlende Energie zu kompensieren, müssen zusätzliche IR-Quellen verbaut bzw. zusätzliche elektrisch Energie aufgewendet werden.Another disadvantage is that only a fraction of the emitted IR radiation hits the flat component directly. A large part of the energy emitted by the IR sources unnecessarily heats the mask and thus the surroundings of the IR emitter. In order to compensate for this lack of energy for heating the component, additional IR sources must be installed or additional electrical energy must be used.

Nachteilig ist ferner, dass der Prozess des IR-Schweißens üblicherweise zeitgesteuert erfolgt, so dass das Bauteil für eine vorbestimmte Zeitdauer aufgeheizt wird, welche für alle Bauteile gleich ist. Schwankende Einflüsse wie beispielsweise Bauteilfeuchtigkeit, Bauteiltemperatur vor dem Prozess sowie die Umgebungstemperatur können durch die Zeitsteuerung des IR-Schweiß-Prozesses teils bedeutenden Einfluss auf die Güte der Schweißverbindung ausüben.Another disadvantage is that the IR welding process is usually time-controlled, so that the component is heated for a predetermined period of time which is the same for all components. Fluctuating influences such as component moisture, component temperature before the process and the ambient temperature can have a significant impact on the quality of the welded joint due to the timing of the IR welding process.

Nachteilig ist hierbei auch, dass die Parameter der Aufheizphase beim IR-Schweißen üblicherweise lediglich manuell eingestellt werden können. Dies bedingt eine manuelle Anpassung der Parameter des IR-Schweißens, welche üblicherweise ausbleibt, welche bis dato erst nach der Fügung der Bauteilkomponenten erfolgen kann und zu unerwünschtem Prozessausschuss führt. Somit werden derartige IR-Schweißprozesse häufig mit einer zumindest nicht optimalen Parametereinstellung betrieben, was sich ebenfalls nachteilig auf die Güte der Schweißverbindung auswirken kann.Another disadvantage here is that the parameters of the heating phase in IR welding can usually only be set manually. This requires a manual adjustment of the parameters of the IR welding, which usually does not take place, which up to now can only be done after the joining of the component components and leads to undesired process rejects. Thus, such IR welding processes are often operated with at least a suboptimal parameter setting, which can also have a disadvantageous effect on the quality of the welded connection.

Nachteilig ist des Weiteren, dass bei den bekannten Vorrichtungen zum IR-Schweißen eine Beobachtung der Schweißfläche des Bauteils während der Aufheizphase nicht möglich ist. Vielmehr läuft der Prozess nach festgelegten Parametersätzen für eine große Anzahl von Schweißvorgang gleich ab.A further disadvantage is that in the known devices for IR welding it is not possible to observe the welding surface of the component during the heating phase. Rather, the process runs in the same way for a large number of welding processes according to defined parameter sets.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schweißvorrichtung und insbesondere eine IR-Schweißvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass die Qualität der erzeugten Schweißverbindung verbessert werden kann. Insbesondere soll das Schweißen mit geringeren Temperaturunterschieden bezogen auf die Schweißfläche einer Bauteilkomponente und die Schweißflächen beider zu fügender Bauteilkomponenten erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Schweißvorrichtungen und insbesondere IR-Schweißvorrichtungen geschaffen werden.It is an object of the present invention to provide a welding device and in particular an IR welding device of the type described at the outset, so that the quality of the welded connection produced can be improved. In particular, the welding should be able to take place with smaller temperature differences based on the welding surface of a component and the welding surfaces of both component components to be joined. At least an alternative to known welding devices and in particular IR welding devices is to be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schweißvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention by a welding device having the features according to patent claim 1. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Somit betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung, vorzugsweise eine IR-Schweißvorrichtung, mit einer ersten Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise mit einer ersten IR-Quelle, zur Erzeugung von Wärmestrahlung, vorzugsweise von IR-Strahlung. Die Schweißvorrichtung kann als Wärmestrahlungsquelle vorzugsweise eine IR-Quelle (Infrarotquelle), eine Laserstrahlquelle und dergleichen aufweisen. Bei der Verwendung einer IR-Quelle als Wärmestrahlungsquelle kann die Schweißvorrichtung auch als IR-Schweißvorrichtung oder als IR-Emitter bezeichnet werden.The invention thus relates to a welding device, preferably an IR welding device, with a first heat radiation source, preferably with a first IR source, for generating heat radiation, preferably IR radiation. The welding device can preferably have an IR source (infrared source), a laser beam source and the like as the heat radiation source. If an IR source is used as the heat radiation source, the welding device can also be referred to as an IR welding device or an IR emitter.

Die Schweißvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Blende mit einer Blendenöffnung, wobei die erste Wärmestrahlungsquelle derart auf die Blendenöffnung ausgerichtet sowie die Blende ausgebildet ist, so dass die Wärmestrahlung, vorzugsweise die IR-Strahlung, der ersten Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise der ersten IR-Quelle, zumindest im Wesentlichen über die Blendenöffnung einem zu schweißenden Bauteil zugeführt werden kann. Unter einer Blende ist eine Ummantelung, Einhausung und dergleichen des Raumes zwischen Fügefläche der Bauteilkomponente und Wärmestrahlungsquelle zu verstehen, welche die Wärmestrahlung der ersten Wärmestrahlungsquelle und insbesondere der beiden Wärmestrahlungsquellen bündeln bzw. fokussieren und lediglich durch die BlendenÖffnung nach außen zu dem zu schweißenden Bauteil entweichen lassen kann. Die Blende kann vorzugsweise aus Metall bestehen aber auch aus Glas oder anderen geeigneten Materialien.The welding device is characterized by a screen with a screen opening, wherein the first heat radiation source is aligned with the screen opening and the screen is designed so that the heat radiation, preferably the IR radiation, of the first heat radiation source, preferably the first IR source, at least in Can be fed to a component to be welded essentially via the aperture. A screen is to be understood as a casing, housing and the like of the space between the joining surface of the component and the heat radiation source, which bundle or focus the heat radiation from the first heat radiation source and in particular the two heat radiation sources and only allow it to escape through the screen opening to the outside to the component to be welded can. The screen can preferably consist of metal, but also of glass or other suitable materials.

Während bei den eingangs beschriebenen bekannten IR-Schweißvorrichtungen die IR-Quellen ihre IR-Strahlung im Wesentlichen parallel zueinander verlaufend abgeben und die IR-Strahlung Großteils senkrecht auf die Maske trifft, dort absorbiert und somit verbraucht wird, ist zum einen bei der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung, welche vorzugsweise eine IR-Schweißvorrichtung sein kann, die Wärmestrahlungsquelle, welche vorzugsweise eine IR-Quelle sein kann, auf die Blendenöffnung ausgerichtet, so dass deutlich mehr Wärmestrahlung zur Erwärmung eines zu schweißenden Bauteils genutzt werden kann, welches vor der Blendenöffnung positioniert werden kann. Zum anderen ist die Blende im Gegensatz zur eingangs beschriebenen produktspezifischen Maske mit Aussparung derart ausgebildet, die Wärmestrahlung zu bündeln und hierzu ggfs. zu reflektieren, so dass weniger Wärmestrahlung absorbiert und mehr Wärmestrahlung durch die Blendenöffnung zu dem zu schweißenden Bauteil hin austreten kann. Dies kann jeweils und insbesondere in Kombination miteinander ein Schweißen mittels Wärmestrahlung mit geringeren Temperaturunterschieden ermöglichen. Auch kann dies mit einem geringeren Energieaufwand erfolgen.While in the known IR welding devices described above, the IR sources emit their IR radiation running essentially parallel to one another and the IR radiation strikes the mask for the most part perpendicularly, is absorbed there and thus consumed, on the one hand in the welding device according to the invention, which can preferably be an IR welding device, the heat radiation source, which can preferably be an IR source, aligned with the aperture, so that significantly more heat radiation can be used to heat a component to be welded, which can be positioned in front of the aperture. On the other hand, in contrast to the product-specific mask with a recess described above, the screen is designed to bundle the thermal radiation and, if necessary, to reflect it, so that less heat radiation is absorbed and more heat radiation can escape through the screen opening to the component to be welded. In each case, and in particular in combination with one another, this can enable welding by means of thermal radiation with smaller temperature differences. This can also be done with a lower expenditure of energy.

Als Wärmestrahlungsquelle eine IR-Quelle einzusetzen, kann die Umsetzung der Schweißvorrichtung als IR-Schweißvorrichtung ermöglichen. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile von IR-Strahlung (Infrarot-Strahlung) bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden.Using an IR source as a heat radiation source can enable the welding device to be implemented as an IR welding device. As a result, the properties and advantages of IR radiation (infrared radiation) can be used in the device according to the invention.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Schweißvorrichtung eine zweite Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise eine zweite IR-Strahlungsquelle, zur Erzeugung von Wärmestrahlung, vorzugsweise von IR-Strahlung, auf, wobei die beiden Wärmestrahlungsquellen, vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen, derart auf die Blendenöffnung ausgerichtet sind sowie die Blende ausgebildet ist, so dass die Wärmestrahlung, vorzugsweise die IR-Strahlung, der beiden Wärmestrahlungsquellen, vorzugsweise der beiden IR-Strahlungsquellen, zumindest im Wesentlichen über die Blendenöffnung einem zu schweißenden Bauteil zugeführt werden kann. Hierdurch kann die Wirkung der Wärmestrahlung erhöht werden. Auch kann durch die Überlagerung der Wärmestrahlung zweier Quellen die Homogenität der sich ausbreitenden Wärmestrahlung begünstigt werden.According to one aspect of the invention, the welding device has a second heat radiation source, preferably a second IR radiation source, for generating heat radiation, preferably IR radiation, the two heat radiation sources, preferably the two IR radiation sources, being aligned in this way with the aperture and the diaphragm is designed so that the thermal radiation, preferably the IR radiation, of the two heat radiation sources, preferably the two IR radiation sources, can be fed to a component to be welded at least essentially via the aperture opening. This can increase the effect of the thermal radiation. By superimposing the thermal radiation from two sources, the homogeneity of the thermal radiation that spreads can be promoted.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise sind die beiden Wärmestrahlungsquellen, vorzugsweise die erste IR-Quelle, vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen, zumindest im Wesentlichen direkt auf die Blendenöffnung ausgerichtet. Dies kann den Aufwand der Umsetzung der Schweißvorrichtung geringhalten. Auch kann die Strahlenführung der Wärmestrahlung einfach umgesetzt werden.According to a further aspect of the invention, the first heat radiation source, preferably the two heat radiation sources, preferably the first IR source, preferably the two IR radiation sources, are at least substantially aligned directly with the aperture. This can reduce the hassle of implementing the Keep welding equipment down. The beam guidance of the thermal radiation can also be implemented in a simple manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise sind die beiden Wärmestrahlungsquellen jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle, vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen jeweils, in einem Winkel, vorzugsweise in einem spitzen Winkel, auf die Blendenöffnung ausgerichtet. Dies kann es ermöglichen, die erste Wärmestrahlungsquelle und vorzugsweise die beiden Wärmestrahlungsquellen gemeinsam auf einen gemeinsamen Punkt wie hier die Blendenöffnung auszurichten.According to a further aspect of the invention, the first heat radiation source, preferably the two heat radiation sources, preferably the first IR source, preferably the two IR radiation sources each, are oriented towards the aperture at an angle, preferably at an acute angle. This can make it possible to align the first heat radiation source and preferably the two heat radiation sources together at a common point, such as the aperture here.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise sind die beiden Wärmestrahlungsquellen jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle, vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen jeweils über wenigstens einen Spiegel zumindest im Wesentlichen indirekt auf die Blendenöffnung ausgerichtet. Dies kann einen kurzen Aufbau der Schweißvorrichtung in dieser Raumrichtung ermöglichen. Der Spiegel kann eben, konkav sowie komplex dreidimensional geformt sein, um je nach Anwendungsfall den gewünschten Strahlengang bei gleichzeitig kompaktem Aufbau der Schweißvorrichtung zu erreichen. According to a further aspect of the invention, the first heat radiation source, preferably the two heat radiation sources, preferably the first IR source, preferably the two IR radiation sources are each directed at least substantially indirectly to the aperture via at least one mirror. This can enable a short construction of the welding device in this spatial direction. The mirror can be flat, concave and complex three-dimensionally in order to achieve the desired beam path with a compact construction of the welding device depending on the application.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Spiegel eben ausgebildet. Dies kann eine geradlinige Reflexion an dem ebenen Spiegel ermöglichen, so dass die parallel zueinander auf den Spiegel auftreffenden Strahlen der Wärmestrahlung ebenso wieder ausgesendet werden können. Dies kann die Umsetzung der Schweißvorrichtung vereinfachen.According to a further aspect of the invention, the mirror is flat. This can enable a straight-line reflection on the plane mirror, so that the rays of thermal radiation that strike the mirror parallel to one another can likewise be emitted again. This can simplify the implementation of the welding device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Spiegel konkav ausgebildet. Unter einem konkaven Spiegel ist ein nach innen gewölbter Spiegel zu verstehen, welcher auch als Hohlspiegel bezeichnet werden kann. Hierdurch kann der Strahlengang der Strahlen der Wärmestrahlung, welche vom Spiegel wieder ausgesendet werden, beeinflusst werden, so dass eine Fokussierung auf die Blendenöffnung möglich ist. Hierdurch können Strahlen gebündelt und in einer größeren Dichte und damit mit einer größeren Intensität der Blendenöffnung zugeführt werden, welche somit kleiner als die Wärmestrahlungsquelle sein kann.According to a further aspect of the invention, the mirror is concave. A concave mirror is to be understood as an inwardly curved mirror, which can also be referred to as a concave mirror. In this way, the beam path of the rays of the thermal radiation, which are emitted again by the mirror, can be influenced, so that focusing on the aperture is possible. In this way, rays can be bundled and fed to the diaphragm opening in a greater density and thus with a greater intensity, which can thus be smaller than the heat radiation source.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Schweißvorrichtung wenigstens einen Blendenteiler auf, welcher ausgebildet ist, die Wärmestrahlung, vorzugsweise die IR-Strahlung, wenigstens der ersten Wärmestrahlungsquelle zu teilen. Dabei verläuft der Blendenteiler parallel zu der Blende selbst, so dass ein Teilabschnitt innerhalb der Blende geschaffen werden kann, in welchem die Wärmestrahlung durch die räumliche Enge besser gebündelt werden kann als ohne Blendenteiler. Dies kann eine Fokussierung der Strahlen der Wärmestrahlung auf die Blendenöffnung begünstigen. Der Blendenteiler kann auch als Leitblech oder Richtblech bezeichnet werden.According to a further aspect of the invention, the welding device has at least one screen divider which is designed to divide the thermal radiation, preferably the IR radiation, from at least the first thermal radiation source. The screen divider runs parallel to the screen itself, so that a partial section can be created within the screen in which the thermal radiation can be better bundled due to the spatial confinement than without the screen divider. This can promote a focusing of the rays of the thermal radiation on the aperture. The diaphragm divider can also be referred to as a guide plate or guide plate.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise sind die beiden Wärmestrahlungsquellen jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle, vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen, derart zur Blendenöffnung beabstandet abgeordnet, so dass sich an der Blendenöffnung ein zumindest im Wesentlichen homogenes Strahlungsfeld ausbilden kann. Mit anderen Worten können sich die Wellenfronten der beiden IR-Quellen ausreichend lange einander überlagernd ausbreiten, so dass sich eine im Wesentlichen resultierende Wellenfront ausbilden kann. Hieraus kann eine vergleichsweise homogenes Strahlungsfeld resultieren, welche eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des zu schweißenden Bauteils begünstigen kann.According to a further aspect of the invention, the first heat radiation source, preferably the two heat radiation sources, preferably the first IR source, preferably the two IR radiation sources, are arranged at a distance from the aperture in such a way that there is an at least substantially homogeneous radiation field at the aperture can train. In other words, the wavefronts of the two IR sources can propagate overlapping one another for a sufficiently long time so that an essentially resulting wavefront can form. This can result in a comparatively homogeneous radiation field, which can promote the most uniform possible heating of the component to be welded.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Wärmestrahlungsquelle ausgebildet, die Wärmestrahlung, vorzugsweise die IR-Strahlung, in einer Vorzugsrichtung gerichtet auszusenden. Dies kann eine Fokussierung der Strahlung auf die Blendenöffnung begünstigen.According to a further aspect of the invention, the first heat radiation source is designed to emit the heat radiation, preferably the IR radiation, directed in a preferred direction. This can help focus the radiation on the aperture.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Schweißvorrichtung einen Wärmestrahlungssensors, vorzugsweise einen IR-Sensor, auf, welcher auf die Blendenöffnung ausgerichtet und ausgebildet ist, eine Wärmestrahlung, vorzugsweise eine IR-Strahlung, des zu schweißenden Bauteils während des Schweißens zu erfassen. Der Wärmesensor kann vorzugsweise eine Flächenkamera sein. Dies kann eine Beurteilung des Maßes sowie der Verteilung der Strahlung ermöglichen, welche auf das zu schweißende Bauteil wirkt. Hierdurch kann eine Qualität der Verschweißung beurteilt werden.According to a further aspect of the invention, the welding device has a thermal radiation sensor, preferably an IR sensor, which is aligned with the aperture and designed to detect thermal radiation, preferably IR radiation, of the component to be welded during welding. The heat sensor can preferably be an area camera. This can make it possible to assess the extent and the distribution of the radiation that acts on the component to be welded. This allows the quality of the weld to be assessed.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Schweißvorrichtung eine Rechnereinheit auf, welche ausgebildet ist, wenigstens eine der beiden Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise beide Wärmestrahlungsquelle, in Abhängigkeit der vom Wärmestrahlungssensor erfassten Wärmestrahlung, vorzugsweise der vom IR-Sensor erfassten IR-Strahlung, des zu schweißenden Bauteils zu betreiben. Hierdurch kann die Qualität der Verschweißung verbessert werden, da die Dauer des Einwirkens der Strahlung sowie die Stärke bzw. die Intensität der Strahlung nunmehr in Abhängigkeit der vom Wärmestrahlungssensor erfassten Temperatur des zu schweißenden Bauteils erfolgen kann, anstelle eines zeitgesteuerten Prozesses wie eingangs beschrieben. Dies kann das Erzeugen einer gleichmäßigeren Qualität der Verschweißung als bisher bekannt begünstigen.According to a further aspect of the invention, the welding device has a computer unit which is designed to include at least one of the two heat radiation sources, preferably both heat radiation sources, depending on the heat radiation detected by the heat radiation sensor, preferably the IR radiation detected by the IR sensor, of the component to be welded to operate. This can improve the quality of the weld, since the duration of the action of the radiation and the strength or intensity of the radiation can now take place as a function of the temperature of the component to be welded by the thermal radiation sensor, instead of a time-controlled process as described above. This can produce a smoother Favor the quality of the weld as previously known.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wärmestrahlungssensor, vorzugsweise der IR-Sensor, zwischen der ersten Wärmestrahlungsquelle und einer zweiten Wärmestrahlungsquelle angeordnet. Dies kann es begünstigen, dass der Sensor das zu schweißende Bauteil möglichst direkt erfassen kann, so dass die Wärmestrahlung des zu schweißenden Bauteils bzw. dessen Temperatur möglichst repräsentativ erfasst werden kann.According to a further aspect of the invention, the thermal radiation sensor, preferably the IR sensor, is arranged between the first thermal radiation source and a second thermal radiation source. This can help the sensor to detect the component to be welded as directly as possible, so that the thermal radiation of the component to be welded or its temperature can be recorded as representative as possible.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wärmestrahlungssensor, vorzugsweise der IR-Sensor, geradlinig auf die Blendenöffnung ausgerichtet. Dies kann es begünstigen, dass die Wärmestrahlung des zu schweißenden Bauteils bzw. dessen Temperatur möglichst repräsentativ erfasst werden kann.According to a further aspect of the invention, the thermal radiation sensor, preferably the IR sensor, is aligned in a straight line with the aperture. This can help that the thermal radiation of the component to be welded or its temperature can be recorded as representative as possible.

Mit anderen Worten kann durch die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung insbesondere als IR-Schweißvorrichtung durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen den IR-Quellen und dem (Kunststoff-)Bauteil ein erheblich homogeneres IR-Feld auf die Schweißfläche des Bauteils als bisher bekannt erzeugt werden. Durch die neuartige Blende kann der Raum zwischen Bauteil und IR-Quellen eingeschlossen werden, um den Energieverlust zu mindern und um die emittierte IR-Strahlung auf die Bauteilgeometrie zu bündeln. Durch die neue Anordnung der Blende kann ein Großteil der emittierten IR-Strahlung der IR-Strahler (IR-Quellen) auf das Bauteil fokussiert werden. Dadurch kann die Energieeffizienz erhöht werden. Ein Verlust an Energie aufgrund des vergrößerten Abstandes zwischen Bauteil und IR-Quellen kann somit kompensiert oder sogar überkompensiert werden.In other words, by increasing the distance between the IR sources and the (plastic) component, the welding device according to the invention, in particular as an IR welding device, generates a considerably more homogeneous IR field than previously known on the welding surface of the component. Thanks to the novel screen, the space between the component and the IR sources can be enclosed in order to reduce energy loss and to focus the emitted IR radiation on the component geometry. Due to the new arrangement of the screen, a large part of the emitted IR radiation of the IR emitters (IR sources) can be focused on the component. This can increase energy efficiency. A loss of energy due to the increased distance between the component and the IR sources can thus be compensated or even overcompensated.

Durch den vergrößerten Abstand zwischen Bauteil und IR-Quellen kann eine räumliche Trennung der IR-Quellen möglich werden. Dies kann die permanente Überwachung der Aufheizphase per IR-Kamera ermöglichen. Um eine möglichst stabile Oberflächentemperatur im Prozess zu ermöglichen, kann mit Hilfe der IR-Kamera eine temperaturgeregelte Aufheizphase ermöglicht werden. Bislang ist die Aufheizphase zeitgesteuert. Sind die Kunststoffteile oder die Umgebung wärmer oder kälter, kann sich dies direkt auf das Aufheizen der Bauteile auswirken. Dies kann einen direkten Einfluss auf die Qualität der Schweißung haben.Due to the increased distance between the component and the IR sources, a spatial separation of the IR sources is possible. This can enable permanent monitoring of the heating phase by means of an IR camera. In order to enable the most stable possible surface temperature in the process, a temperature-controlled heating phase can be enabled with the help of the IR camera. So far, the heating phase has been time-controlled. If the plastic parts or the environment are warmer or colder, this can have a direct effect on the heating of the components. This can have a direct impact on the quality of the weld.

Besonders runde Schweißgeometrien können aufgrund des erhöhten Abstandes zwischen Bauteil und IR-Quellen qualitativ besser verschweißt werden, da die üblicherweise runden IR-Quellen an der Anschlussstelle das Bauteil aufgrund der Bauform nicht richtig erhitzen können.Particularly round welding geometries can be welded with better quality due to the increased distance between the component and the IR sources, since the usually round IR sources at the connection point cannot properly heat the component due to their design.

Aufgrund der permanenten Überwachung der Aufheizphase ist eine Regelung der Aufheizphase per Bauteiltemperatur möglich anstelle einer Steuerung per festgelegter Zeit. Die permanente Überwachung der Aufheizphase kann äußere Effekte wie Feuchtigkeit und Temperatur des Bauteils vor dem Verschweißen sowie schwankende Umgebungstemperaturen zumindest teilweise automatisch kompensieren und die Qualität im Prozess erheblich verbessern.Due to the permanent monitoring of the heating phase, it is possible to regulate the heating phase by component temperature instead of controlling by a fixed time. The permanent monitoring of the heating phase can at least partially automatically compensate for external effects such as moisture and temperature of the component before welding as well as fluctuating ambient temperatures and significantly improve the quality in the process.

Besonders die Qualität dichtheitsrelevanter Verschweißungen kann auf diese Art und Weise besser überwacht und grundsätzlich erhöht werden.In particular, the quality of tightness-relevant welds can be better monitored and fundamentally increased in this way.

Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer bekannten IR-Schweißvorrichtung;
  • 2 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung in Form einer IR-Schweißvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung der 2;
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen IR-Schweißvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen IR-Schweißvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Several exemplary embodiments and further advantages of the invention are explained below in connection with the following figures. It shows:
  • 1 a schematic sectional view of a known IR welding device;
  • 2 a schematic plan view of a welding device according to the invention in the form of an IR welding device according to a first embodiment;
  • 3rd a schematic sectional view of the 2 ;
  • 4th a schematic sectional view of an IR welding device according to the invention according to a second embodiment; and
  • 5 a schematic sectional view of an IR welding device according to the invention according to a third embodiment.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer bekannten IR-Schweißvorrichtung 1, welche auch als IR-Emitter 1 bezeichnet werden kann. Die IR-Schweißvorrichtung 1 weist eine Einhausung 10 auf, innerhalb der drei IR-Quellen 11, 12, 13 in Form von IR-Strahlern 11, 12, 13 parallel zueinander angeordnet und jeweils horizontal ausgerichtet sind. Die drei IR-Strahler 11, 12, 13 können im Betrieb IR-Strahlung A (Infrarotstrahlung) erzeugen und ihre IR-Strahlung A im Wesentlichen in der Darstellung der 1 nach links horizontal abstrahlen. 1 shows a schematic sectional illustration of a known IR welding device 1 , which are also called IR emitters 1 can be designated. The IR welding device 1 has an enclosure 10 on, within the three IR sources 11 , 12th , 13th in the form of IR emitters 11 , 12th , 13th are arranged parallel to each other and each aligned horizontally. The three IR emitters 11 , 12th , 13th can use IR radiation A. (Infrared radiation) and their IR radiation A. essentially in the representation of the 1 radiate horizontally to the left.

Die Einhausung 10 umschließt die drei IR-Quellen 11, 12, 13 von fünf Seiten und ist zu einer Seite hin offen ausgebildet, welche in der Darstellung der 1 nach links zeigt. Dort ist eine Maske 14 in Form eines Metallblechs 14 lösbar befestigt, so dass die Maske 14 ausgetauscht werden kann. Die Maske 14 weist eine Aussparung 15 auf, durch welche ein Teil der IR-Strahlung A aus dem Inneren der IR-Schweißvorrichtung 1, welches von der Einhausung 10 und der Maske 14 eingeschlossen wird, hinaustreten kann.The enclosure 10 encloses the three IR sources 11 , 12th , 13th from five sides and is open on one side, which in the illustration of the 1 pointing to the left. There's a mask there 14th in the form of a metal sheet 14th releasably attached so that the mask 14th can be exchanged. The mask 14th has a recess 15th on, through which part of the IR radiation A. from inside the IR welder 1 , which from the enclosure 10 and the mask 14th is enclosed, can step out.

Vor der Aussparung 15 der Maske 14 kann ein zu verschweißendes Bauteil 2 wie insbesondere ein Kunststoffbauteil 2 angeordnet werden, welches aus mehreren miteinander mittels der IR-Strahlung A zu verschweißenden Bauteilkomponenten (nicht dargestellt) bestehen kann. Die Maske 14 bzw. die Form und Positionierung der Aussparung 15 der Maske 14 entspricht dabei dem zu verschweißenden Bauteil 2.In front of the recess 15th the mask 14th can be a component to be welded 2 like in particular a plastic component 2 be arranged, which of several together by means of the IR radiation A. to be welded component components (not shown) can exist. The mask 14th or the shape and positioning of the recess 15th the mask 14th corresponds to the component to be welded 2 .

Das IR-Schweißen erfolgt jedoch in diesem Fall mit einer relativ inhomogenen Temperaturverteilung, da die IR-Strahlung A durch die Aussparung 15 der Maske 14 ungleichmäßig austreten kann. Dies kann die Qualität der Schweißverbindung reduzieren, was insbesondere bei fluiddichten Kunststoffbauteilen 2 wie z.B. Kunststoffrohen zu Qualitätsmängeln führen kann.In this case, however, the IR welding takes place with a relatively inhomogeneous temperature distribution because the IR radiation A. through the recess 15th the mask 14th can emerge unevenly. This can reduce the quality of the welded joint, which is particularly the case with fluid-tight plastic components 2 how plastic pipes can lead to quality defects.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 in Form einer IR-Schweißvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der 2. 2 shows a schematic plan view of a welding device according to the invention 1 in the form of an IR welding device 1 according to a first embodiment. 3rd shows a schematic sectional view of FIG 2 .

In diesem Fall werden zwei Wärmestrahlungsquellen 11, 12 als IR-Quellen 11, 12 jeweils von einer Blende 16 umschlossen, welche lediglich in der Richtung der Hauptabstrahlrichtung der IR-Strahlung A der jeweiligen IR-Quelle 11, 12 offen ist, so dass die IR-Strahlung Ajeweils gerichtet von der IR-Quelle 11, 12 abgegeben werden kann. Die Blende 16 besteht aus Metall und ist vorzugsweise innenseitig reflektierend z.B. durch eine spiegelnde Beschichtung ausgebildet, um die IR-Strahlung A möglichst verlustfrei abgeben zu können. Zur Verbesserung der Bündelung kann der Innenraum der Blende 16 zusätzlich durch wenigstens einen Blendenteiler 16b weiter unterteilt werden, wobei der Blendenteiler 16b vorzugsweise vergleichbar der Blende 16 ausgebildet ist.In this case there are two sources of thermal radiation 11 , 12th as IR sources 11 , 12th each from an aperture 16 enclosed, which only in the direction of the main emission direction of the IR radiation A. the respective IR source 11 , 12th is open, so that the IR radiation is always directed from the IR source 11 , 12th can be delivered. The aperture 16 consists of metal and is preferably designed to be reflective on the inside, for example by means of a reflective coating, to prevent the IR radiation A. to be able to submit as loss-free as possible. The interior of the panel can be used to improve the bundling 16 additionally by at least one screen divider 16b be further subdivided, the diaphragm divider 16b preferably comparable to the aperture 16 is trained.

Die Blende 16 weist eine Blendenöffnung 16a auf, welche vergleichbar der zuvor beschriebenen Aussparung 15 der Maske 14 der 1 an das zu verschweißende Kunststoffbauteil 2 ausgebildet und auf das zu verschweißende Kunststoffbauteil 2 ausgerichtet werden kann. Dabei erfolgt die Ausrichtung der Blende 16 bzw. der jeweiligen IR-Quelle 11, 12 in einem spitzen Winkel auf das Kunststoffbauteil 2 derart, dass die IR-Strahlung A beider IR-Quellen 11, 12 möglichst vollständig sowie einander überlappend auf das Kunststoffbauteil 2 treffen kann.The aperture 16 has an aperture 16a on, which is comparable to the recess described above 15th the mask 14th of the 1 to the plastic component to be welded 2 formed and on the plastic component to be welded 2 can be aligned. The aperture is aligned in the process 16 or the respective IR source 11 , 12th at an acute angle on the plastic component 2 such that the IR radiation A. both IR sources 11 , 12th As completely as possible and overlapping one another on the plastic component 2 can meet.

Durch die Überlagerung der IR-Strahlungen A beider IR-Quellen 11, 12 kann ein homogeneres IR-Feld erzeugt werden als bisher bekannt, so dass das IR-Schweißen mit einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung erfolgen kann, aus der eine verbesserte Qualität der Schweißung resultieren kann. Dabei führt zwar der vergrößerte Abstand der beiden IR-Quellen 11, 12, welcher für die spitzwinkelige Ausrichtung erforderlich ist, zu einem deutlichen größeren Abstand zwischen den beiden IR-Quellen 11, 12 und dem Kunststoffbauteil 2 der 1. Der hierdurch bedingte Leistungsverlust der IR-Strahlung A kann jedoch durch die Blende 16 mindestens wieder ausgeglichen werden, da hierdurch eine Bündelung bzw. Fokussierung der IR-Strahlung A erfolgen kann. Auf diese Art und Weise kann die Qualitätsverbesserung der Schweißung bei wenigstens vergleichbarer Leistung bzw. bei wenigstens vergleichbarem Energieverbrauch der beiden IR-Quellen 11, 12 ermöglicht werden.By superimposing the IR radiation A. both IR sources 11 , 12th a more homogeneous IR field can be generated than previously known, so that the IR welding can take place with a more uniform temperature distribution, from which an improved quality of the weld can result. The increased distance between the two IR sources leads to this 11 , 12th , which is required for the acute-angled alignment, leads to a significantly larger distance between the two IR sources 11 , 12th and the plastic component 2 of the 1 . The resulting loss of power in the IR radiation A. but can through the aperture 16 at least be compensated again, since this results in a bundling or focusing of the IR radiation A. can be done. In this way, the quality of the weld can be improved with at least comparable performance or with at least comparable energy consumption of the two IR sources 11 , 12th be made possible.

Die erfindungsgemäße IR-Schweißvorrichtung 1 der 2 und 3 weist ferner einen Wärmestrahlungssensor 18 als IR-Sensor 18 in Form einer IR-Kamera 18 als Flächenkamera auf, dessen Sichtfeld B bzw. Bilderfassungsbereich B direkt geradlinig auf die Blendenöffnung 16a ausgerichtet angeordnet ist. Die IR-Kamera 18 kann somit die Temperatur des Kunststoffbauteils 2 im Bereich der Verschweißung erfassen. Diese Informationen kann dazu verwendet werden, die Qualität der Verschweißung z.B. im Rahmen einer Qualitätskontrolle zu beurteilen.The IR welding device according to the invention 1 of the 2 and 3rd furthermore has a thermal radiation sensor 18th as an IR sensor 18th in the form of an IR camera 18th as an area camera, its field of view B. or image capture area B. straight straight to the aperture 16a is arranged aligned. The IR camera 18th can thus control the temperature of the plastic component 2 record in the area of the weld. This information can be used to assess the quality of the weld, for example as part of a quality control.

Zusätzlich oder alternativ kann diese Information auch dazu verwendet werden, den Schweißprozess mittels einer Rechnereinheit 19 zu regeln, indem die Amplitude der Leistung wenigstens einer der IR-Quellen 11, 12 und bzw. oder die Dauer der Bestrahlung durch wenigstens eine der IR-Quellen 11, 12 der Erwärmung des Kunststoffbauteils 2 angepasst wird, so dass das gewünschte Schwei-ßergebnis erreicht werden kann. Dies kann ebenfalls zur Verbesserung der Qualität des Schweißens beitragen. Auch kann hierdurch eine zu starke Erwärmung bzw. ein unnötiger Energieverbrauch vermieden werden, welcher aus einer zu großen Intensität und bzw. oder zu langen Dauer der IR-Bestrahlung resultieren kann.Additionally or alternatively, this information can also be used to control the welding process by means of a computer unit 19th to regulate by the amplitude of the power of at least one of the IR sources 11 , 12th and / or the duration of the irradiation by at least one of the IR sources 11 , 12th the heating of the plastic component 2 adjusted so that the desired welding result can be achieved. This can also help improve the quality of the weld. This also makes it possible to avoid excessive heating or unnecessary energy consumption, which can result from too great an intensity and / or too long duration of the IR irradiation.

4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen IR-Schweißvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall strahlen die IR-Quellen 11, 12 ihre IR-Strahlung A jeweils auf einen ebenen Spiegel 17 ab, welcher die IR-Strahlung A jeweils zu der Blendenöffnung 16a wie zuvor beschrieben hin reflektiert. Hierdurch kann eine in der Richtung senkrecht zur Blendenöffnung 16a kompaktere Bauform der IR-Schweißvorrichtung 1 ermöglicht werden. 4th shows a schematic sectional illustration of an IR welding device according to the invention 1 according to a second embodiment. In this case the IR sources radiate 11 , 12th their IR radiation A. each on a flat mirror 17th from which the IR radiation A. each to the aperture 16a as previously described. This allows one in the direction perpendicular to the aperture 16a more compact design of the IR welding device 1 be made possible.

5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen IR-Schweißvorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der 4 entspricht mit dem Unterschied, dass die Spiegel 17 in diesem Fall konkav ausgebildet sind. Hierdurch kann eine Bündelung der IR-Strahlung A zur Blendenöffnung 16a hin erfolgen. 5 shows a schematic sectional illustration of an IR welding device according to the invention 1 according to a third embodiment, which essentially corresponds to the second embodiment of 4th corresponds with the difference that the mirror 17th in this case are concave. This can bundle the IR radiation A. to the aperture 16a take place there.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

AA.
Wärmestrahlung; IR-Strahlung; IR-StrahlenThermal radiation; IR radiation; IR rays
BB.
Sichtfeld bzw. Bilderfassungsbereich des Wärmesensors 18 Field of view or image detection area of the heat sensor 18
11
Schweißvorrichtung; IR-Schweißvorrichtung; IR-EmitterWelding device; IR welding device; IR emitter
1010
EinhausungEnclosure
1111
erste Wärmestrahlungsquelle; erste IR-Quelle; erster IR-Strahlerfirst heat radiation source; first IR source; first IR emitter
1212th
zweite Wärmestrahlungsquelle; zweite IR-Quelle; zweiter IR-Strahlersecond heat radiation source; second IR source; second IR emitter
1313th
dritte Wärmestrahlungsquelle; dritte IR-Quelle; dritter IR-Strahlerthird heat radiation source; third IR source; third IR emitter
1414th
Maske; MetallblechMask; metal sheet
1515th
AussparungRecess
1616
Blendecover
16a16a
BlendenöffnungAperture
16b16b
BlendenteilerAperture divider
1717th
Spiegelmirror
1818th
Wärmestrahlungssensor; IR-Sensor; IR-KameraThermal radiation sensor; IR sensor; IR camera
1919th
Rechnereinheit Computing unit
22
(Kunststoff-)Bauteil(Plastic) component

Claims (14)

Schweißvorrichtung (1), vorzugsweise IR-Schweißvorrichtung (1), mit einer ersten Wärmestrahlungsquelle, vorzugsweise mit einer ersten IR-Quelle (11), zur Erzeugung von Wärmestrahlung (A), vorzugsweise von IR-Strahlung (A), gekennzeichnet durch eine Blende (16) mit einer Blendenöffnung (16a), wobei die erste Wärmestrahlungsquelle (11) derart auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet sowie die Blende (16) ausgebildet ist, so dass die Wärmestrahlung (A), vorzugsweise die IR-Strahlung (A), der ersten Wärmestrahlungsquelle (11), vorzugsweise der ersten IR-Quelle (11), zumindest im Wesentlichen über die Blendenöffnung (16a) einem zu schweißenden Bauteil (2) zugeführt werden kann.Welding device (1), preferably IR welding device (1), with a first heat radiation source, preferably with a first IR source (11), for generating heat radiation (A), preferably IR radiation (A), characterized by a screen (16) with a diaphragm opening (16a), wherein the first heat radiation source (11) is aligned with the diaphragm opening (16a) and the diaphragm (16) is designed so that the heat radiation (A), preferably the IR radiation (A) , the first heat radiation source (11), preferably the first IR source (11), can be fed to a component (2) to be welded at least essentially via the aperture opening (16a). Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Wärmestrahlungsquelle (12), vorzugsweise eine zweite IR-Strahlungsquelle (11), zur Erzeugung von Wärmestrahlung (A), vorzugsweise von IR-Strahlung (A), wobei die beiden Wärmestrahlungsquellen (11, 12), vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12), derart auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet sind sowie die Blende (16) ausgebildet ist, so dass die Wärmestrahlung (A), vorzugsweise die IR-Strahlung (A), der beiden Wärmestrahlungsquelle (11, 12), vorzugsweise der beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12), zumindest im Wesentlichen über die Blendenöffnung (16a) einem zu schweißenden Bauteil (2) zugeführt werden kann.Welding device (1) according to Claim 1 , characterized by a second heat radiation source (12), preferably a second IR radiation source (11), for generating heat radiation (A), preferably IR radiation (A), the two heat radiation sources (11, 12), preferably the two IR radiation sources (11, 12) are aligned with the aperture (16a) and the aperture (16) is designed so that the thermal radiation (A), preferably the IR radiation (A), of the two thermal radiation sources (11, 12), preferably of the two IR radiation sources (11, 12), can be fed at least essentially via the aperture opening (16a) to a component (2) to be welded. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestrahlungsquelle (11), vorzugsweise die beiden Wärmestrahlungsquellen (11, 12), vorzugsweise die erste IR-Quelle (11), vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12), zumindest im Wesentlichen direkt auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet ist.Welding device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first heat radiation source (11), preferably the two heat radiation sources (11, 12), preferably the first IR source (11), preferably the two IR radiation sources (11, 12), at least substantially directly on the Aperture opening (16a) is aligned. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestrahlungsquelle (11), vorzugsweise die beiden Wärmestrahlungsquellen (11, 12) jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle (11), vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12) jeweils, in einem Winkel, vorzugsweise in einem spitzen Winkel, auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet ist.Welding device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat radiation source (11), preferably the two heat radiation sources (11, 12) each, preferably the first IR source (11), preferably the two IR radiation sources (11 , 12) is aligned in each case at an angle, preferably at an acute angle, to the aperture (16a). Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestrahlungsquelle (11), vorzugsweise die beiden Wärmestrahlungsquellen (11, 12) jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle (11), vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12) jeweils, über wenigstens einen Spiegel (17) zumindest im Wesentlichen indirekt auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet ist.Welding device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first heat radiation source (11), preferably the two heat radiation sources (11, 12) each, preferably the first IR source (11), preferably the two IR radiation sources (11, 12) each, via at least one mirror (17) is at least substantially indirectly aligned with the diaphragm opening (16a). Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (17) eben ausgebildet ist.Welding device (1) according to Claim 5 , characterized in that the mirror (17) is flat. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (17) konkav ausgebildet ist.Welding device (1) according to Claim 5 or 6th , characterized in that the mirror (17) is concave. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Blendenteiler (16b), welcher ausgebildet ist, die Wärmestrahlung (A), vorzugsweise die IR-Strahlung (A), wenigstens der ersten Wärmestrahlungsquelle (11) zu teilen.Welding device (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one screen divider (16b) which is designed to divide the thermal radiation (A), preferably the IR radiation (A), from at least the first thermal radiation source (11). Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestrahlungsquelle (11), vorzugsweise die beiden Wärmestrahlungsquellen (11, 12) jeweils, vorzugsweise die erste IR-Quelle (11), vorzugsweise die beiden IR-Strahlungsquellen (11, 12), derart zur Blendenöffnung (16a) beabstandet abgeordnet ist, so dass sich an der Blendenöffnung (16a) ein zumindest im Wesentlichen homogenes Strahlungsfeld ausbilden kann.Welding device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat radiation source (11), preferably the two heat radiation sources (11, 12) each, preferably the first IR source (11), preferably the two IR radiation sources (11 , 12), is arranged at a distance from the diaphragm opening (16a) so that an at least substantially homogeneous radiation field can form at the diaphragm opening (16a). Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestrahlungsquelle (11) ausgebildet ist, die Wärmestrahlung (A), vorzugsweise die IR-Strahlung (A), in einer Vorzugsrichtung gerichtet auszusenden.Welding device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat radiation source (11) is designed to emit the heat radiation (A), preferably the IR radiation (A), directed in a preferred direction. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wärmestrahlungssensor (18), vorzugsweise einen IR-Sensor (18), welcher auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet und ausgebildet ist, eine Wärmestrahlung (A), vorzugsweise eine IR-Strahlung (A), des zu schweißenden Bauteils (2) während des Schweißens zu erfassen.Welding device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a thermal radiation sensor (18), preferably an IR sensor (18), which is aligned and designed with the aperture (16a), thermal radiation (A), preferably IR radiation (A) to capture the component to be welded (2) during welding. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Rechnereinheit (19), welche ausgebildet ist, wenigstens eine der beiden Wärmestrahlungsquelle (11; 12), vorzugsweise beide Wärmestrahlungsquelle (11, 12), in Abhängigkeit der vom Wärmestrahlungssensor (18) erfassten Wärmestrahlung (A), vorzugsweise der vom IR-Sensor (18) erfassten IR-Strahlung (A), des zu schweißenden Bauteils (2) zu betreiben.Welding device (1) according to Claim 11 , characterized by a computer unit (19) which is designed, at least one of the two heat radiation sources (11; 12), preferably both heat radiation sources (11, 12), depending on the heat radiation (A) detected by the heat radiation sensor (18), preferably the IR sensor (18) detected IR radiation (A) to operate the component to be welded (2). Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (18), vorzugsweise der IR-Sensor (18), zwischen der ersten Wärmestrahlungsquelle (11) und einer zweiten Wärmestrahlungsquelle (12) angeordnet ist.Welding device (1) according to Claim 11 or 12th , characterized in that the thermal radiation sensor (18), preferably the IR sensor (18), is arranged between the first thermal radiation source (11) and a second thermal radiation source (12). Schweißvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (18), vorzugsweise der IR-Sensor (18), geradlinig auf die Blendenöffnung (16a) ausgerichtet ist.Welding device (1) according to one of the Claims 11 to 13th , characterized in that the thermal radiation sensor (18), preferably the IR sensor (18), is aligned in a straight line with the aperture (16a).
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