DE19820198A1 - Vorrichtung zum Verschweißen großflächiger Spritzgußbauteile aus Kunststoff - Google Patents
Vorrichtung zum Verschweißen großflächiger Spritzgußbauteile aus KunststoffInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Verschweißen großflächiger Spritzgußbauteile aus Kunststoff an einer länglichen Fügefläche beschrieben, die eine Vielzahl von Heizelementen aufweist. Die Heizfläche eines einzelnen Heizelementes ist jeweils klein gegenüber der entsprechenden, gesamten Fügefläche des Spritzgußbauteils, so daß sich für jedes einzelne Heizelement ein entsprechender kurzer Verstellweg zwischen einer ersten Position, in der der Kunststoff an den Fügeflächen bis zur Plastifizierung erwärmt wird und einer zweiten Position, in der die Spritzgußbauteile zum Verschweißen zusammenbringbar sind, ergibt. Dies hat eine kurze Umstellzeit zwischen Erwärmen des Kunststoffes der Fügeflächen und Zusammenbringen der Fügeflächen der Spritzgußbauteile zur Folge, wodurch auch schnell abkühlende oder oxidierende Werkstoffe in Form großflächiger Spritzgußbauteile verarbeitet werden können.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen mindestens
zweier großflächiger Spritzgußbauteile aus Kunststoff, die Heizelemente zum Pla
stifizieren des Kunststoffes an den Fügeflächen verwendet.
Spritzgußbauteile aus Kunststoff können durch Erwärmen des Kunststoffes
bis zur Plastifizierung miteinander verschweißt werden. Die Erwärmung kann ent
weder durch Reibung der Bauteile untereinander erfolgen, wie das z. B. beim Ultra
schallschweißen geschieht, oder durch Erwärmung des Kunststoffes durch ein auf
geheiztes Heizelement. Bei letzterem - als Spiegelschweißen bezeichneten - Verfah
ren wird der Kunststoff an den Fügeflächen durch ein von der Seite her zwischen
die Werkstücke eingeschobenes beheiztes Heizelement erwärmt, bis der Kunststoff
plastifiziert ist. Nach dem Herausziehen des Heizelements werden die Werkstücke
zusammengebracht und an ihren erhitzten Fügeflächen miteinander verschweißt.
Eine entsprechende Schweißvorrichtung ist beispielsweise aus DE-PS 39 19 800
bekannt. Die DE 196 27 742 beschreibt einen durch Spiegelschweißen hergestellten
Kraftstoffbehälter.
Sollen großflächige Werkstücke auf diese Weise verbunden werden, ist ein
entsprechend großes Heizelement erforderlich. Dadurch wächst die Umstellzeit, die
erforderlich ist, um die zu fügenden Werkstücke vom Heizelement abzuheben, den
Schweißspiegel in die Ausgangslage zu fahren und die Werkstücke zum Fügen zu
sammenzubringen. Bei schnell abkühlenden oder oxidierenden Kunststoffen ist je
doch nur eine begrenzte Umstellzeit zulässig, da sonst ein vorzeitiges Erstarren oder
Oxidieren des plastifizierten Kunststoffes auftreten könnte. Großflächige Werk
stücke aus diesen Werkstoffen können somit bislang nicht durch Spiegelschweißen
gefügt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ver
schweißen großflächiger Spritzgußbauteile aus Kunststoff zu schaffen, die trotz der
großen Abmessungen der Spritzgußteile eine kurze Umstellzeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Die Verwendung einer Vielzahl von Heizelementen, die klein gegen die Fü
gefläche sind, ermöglicht es, einen kurzen Verstellweg für jedes einzelne Heizele
ment zu erreichen. Die Umstellzeit ist verglichen mit herkömmlichen Verfahren
entsprechend stark verkürzt. Alle Heizelemente erwärmen in einer ersten Position
den Kunststoff an der Fügefläche bis zur Plastifizierung, werden danach in eine
Ausgangslage zurückgefahren, worauf die Werkstücke zum Fügen zusammenge
bracht werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein Bauteil eines Behälters mit schema
tisch dargestellten Heizelementen,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Bauteil des Behälters mit den Heiz
elementen senkrecht zur Schnittdarstellung der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt durch die Fügeebene der beiden Bauteile des Behälters
mit einem Heizelement.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, zwei Spritzgußbauteile an ih
ren Fügeflächen zu verschweißen. In Fig. 3 sind zwei solche Bauteile 4, 5 im
Schnitt durch die Fügeebene dargestellt. Sie sollen an ihren Fügeflächen 1, 6 ver
schweißt werden. Dazu werden die Fügeflächen 1, 6 mittels vieler Heizelemente 2
bis zum Plastifizieren des Kunststoffes erwärmt. Zum Aufheizen des Kunststoffes
an den Fügeflächen 1, 6 befindet sich jedes Heizelement 2 in einer ersten Position
zwischen und in Kontakt mit den Fügeflächen 1, 6. Die Plastifizierung des Kunst
stoffes an den Fügeflächen 1, 6 erfolgt dann durch Wärmetransfer von den Heiz
elementen 2, die elektrisch oder durch ein Wärmeträgermedium beheizt sein kön
nen. Ist der Kunststoff an den Fügeflächen 1, 6 bis zur Plastifizierung erwärmt, wer
den die Spritzgußbauteile 4, 5 von den Heizflächen der Heizelemente 2 abgehoben
und diese von ihren Stellgliedern 3, die elektrisch oder pneumatisch betrieben sein
können, in eine zweite Position gefahren. In dieser Position sind die Spritzgußbau
teile 4, 5 zum Verschweißen zusammenbringbar.
In Fig. 1 ist die Fügefläche 1 des Spritzgußbauteils 4 zusammen mit der Viel
zahl von Heizelementen 2 dargestellt. Die Heizelemente sind umlaufend außerhalb
der Fügefläche 1 mit ihren entsprechenden zugehörigen Stellgliedern 3 schematisch
dargestellt. Die Heizfläche eines Heizelementes 2 ist dabei klein gegen die Fügeflä
che 1. Die dargestellte Position der Heizelemente 2 in der Fig. 1 entspricht der
zweiten Position, in der die Spritzgußbauteile zum Schweißen zusammenbringbar
sind. Zum Erwärmen des Kunststoffes der Fügefläche 1 wird jedes Heizelement 2
von seinem zugehörigen Stellglied 3 über die Fügefläche 1 gefahren und in Kontakt
mit dieser gebracht. Letzteres kann durch eine entsprechende Bewegung der Heiz
elemente 2 oder durch eine entsprechende Bewegung des Spritzgußbauteils 4 erfol
gen. Ebenso wird die Fügefläche 6 des Spritzgußbauteils 5 in Kontakt mit den Heiz
elementen 2 gebracht.
In dieser Position sind die Heizelemente sind so angeordnet, daß im aufge
heizten Zustand zwischen ihnen nur ein minimaler, vernachlässigbarer Luftspalt
vorliegt, wenn sie in dieser ersten Position in Kontakt mit den Fügeflächen 1 sind.
Im Bereich des minimalen Luftspaltes erfolgt Wärmetransfer durch Wärmeleitung
im Kunststoff der Fügeflächen 1, 6, und durch Strahlungs- sowie Konvektionswär
meübergang von den Heizelementen 2.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, können die Heizelemente 2 an die Kontur der Fü
gefläche 1 bzw. 6 angepaßt sein. Somit muß die Fügefläche nicht in einer Ebene
verlaufen, wobei die Einschränkungen des Ultraschallschweißens hinsichtlich eines
begrenzten Fügewinkels nicht bestehen.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Fügeebene im Detail dargestellt. Ein Heiz
element 2 befindet sich in der Darstellung der Fig. 3 in einer Stellung zwischen der
ersten und der zweiten Position. Jedes Heizelement 2 besteht aus Aluminium oder
einer Aluminiumlegierung und ist an seinen Heizflächen mit einer Antiadhäsivbe
schichtung 12 versehen. Eine solche Antiadhäsivbeschichtung 12 kann beispiels
weise aus Teflon sein, das für Temperaturen bis 240°C tauglich ist. Es sind aber
auch andere Antiadhäsivbeschichtungen 12 für niedrigere oder höhere Temperatu
ren denkbar. Für sehr hohe Temperaturen der Heizelemente, beispielsweise 300°C,
können die Heizflächen der Heizelemente 2 poliert sein. Durch diese Maßnahmen
wird verhindert, daß plastifizierter Kunststoff an den Heizelementen 2 festklebt.
Die Ausbildung der Fügeflächen 1 bzw. 6 weist Nuten 10, 8 bzw. 9, 7 auf,
die zur Aufnahme plastifizierten Materials Raum geben. Durch die Lippe 11 am
Spritzgußbauteil 4 sowie die Nuten 7, 8, 9, 10 ist sichergestellt, daß nach dem Ver
schweißen eventuell verformter plastifizierter Kunststoff nicht an der Innen- oder
Außenwand der verbundenen Spritzgußbauteile 4, 5 austritt. Dadurch ist ein saube
rer Abschluß sichergestellt.
Nach dem Plastifizieren des Kunststoffes an den Fügeflächen 1 und 6 werden
die Spritzgußbauteile 3, 5 auseinander bewegt und die Heizelemente 2 in die zweite
Position gebracht. Diese Bewegung der Spritzgußbauteile 4, 5 und der Heizelemente
2 kann zum einen dadurch geschehen, daß das Spritzgußbauteil 4 von den auf dem
Spritzgußbauteil 5 befindlichen Heizelementen 2 abgehoben und danach die Heiz
elemente 2 in Richtung des Spritzgußbauteils 4 und dann aus dem Spalt zwischen
den Fügeflächen 1 und 6 herausbewegt werden. Es ist aber auch möglich, die
Spritzgußbauteile 4 und 5 beide auseinander zu bewegen und die Heizelemente 2
aus dem so entstandenen Spalt zwischen den Fügeflächen 1 und 6 zu ziehen.
Sind die Heizelemente 2 in der zweiten Position angekommen, werden die
Spritzgußbauteile 4 und 5 aufeinanderzu bewegt, bis ihre Fügeflächen 1, 6 in Kon
takt sind. Nach Erstarren des plastifizierten Kunststoffes sind die Spritzgußbauteile
4 und 5 verschweißt. Die Umstellzeit ist aufgrund des kurzen Verstellweges des
Heizelements 2, der nicht viel länger sein muß als der Abstand zwischen innerer
Kante der Fügeflächen 1, 6 und äußerer Kante der Fügeflächen 1, 6, sehr kurz. Der
Verstellweg jedes Heizelementes beträgt vorzugsweise weniger als 5 cm, und die
Umstellzeit ist vorzugsweise kürzer als 3 sec.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit das Fügen großflächi
ger Spritzgußbauteile aus Werkstoffen, die schnell oxidieren oder abkühlen, wie
z. B. teilkristalline Kunststoffe. Solche Werkstoffe können zur Herstellung von Be
hältern, wie z. B. Kraftstofftanks, verwendet werden, da sie vorteilhafte Diffusi
onseigenschaften aufweisen. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz einer Vielzahl
kleiner Heizelemente einen modularen Aufbau. Während bisher ein schadhafter
Schweißspiegel zur Gänze ausgewechselt werden mußte, ist nun nur die Auswechs
lung eines oder weniger Heizelemente erforderlich. Darüber hinaus kann eine Um
stellung der Vorrichtung auf anders geformte Spritzgußbauteile schnell und leicht
erfolgen. Schließlich bringt der Einsatz einer Vielzahl kleiner Heizelemente auch
energetische Vorteile, da die Heizflächen der Heizelemente 2 so gestaltet werden
können, daß Überstandsflächen, an denen ein Heizelement 2 nicht an der Fügefläche
1, 6 anliegt, minimiert sind.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Verschweißen mindestens zweier großflächiger
Spritzgußbauteile (4, 5) aus Kunststoff an je einer länglichen Fügefläche (1, 6) mit
einer Vielzahl von Heizelementen (2), die zwischen einer ersten Position, in der der
Kunststoff an den Fügeflächen (1, 6) bis zur Plastifizierung erwärmt wird, und einer
zweiten Position, in der die Spritzgußbauteile (4, 5) zum Verschweißen zusammen
bringbar sind, verstellbar sind und mindestens zwei Heizflächen aufweisen, die je
weils klein gegen die entsprechende, gesamte Fügefläche (1, 6) des zugehörigen
Spritzgußteiles sind, so daß sich für jedes Heizelement (2) ein entsprechend kurzer
Verstellweg zwischen den beiden Positionen ergibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz
elemente (2) so angeordnet sind, daß in der ersten Position im aufgeheizten Zustand
zwischen den einzelnen Heizelementen (2) nur ein minimaler Luftspalt besteht.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Verschweißen umlaufender Fügeflächen (1, 6) die Heizelemente
(2) in der zweiten Position rings um die Fügeflächen (1, 6) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verstellweg jedes Heizelementes (2) unter 5 cm beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei nicht in einer Ebene liegenden Fügeflächen (1, 6) einzelne Heiz
elemente (2) in verschiedenen Ebenen liegen.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Form der Heizelemente (2) an die Kontur der Fügeflächen (1, 6)
angepaßt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Heizelemente (2) elektrisch beheizt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Heizelemente (2) durch ein Wärmeträgermedium beheizt sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß Heizelemente (2) und Spritzgußbauteile (4, 5) relativ zueinander senk
recht zur Fügefläche (1, 6) bewegbar sind, so daß nach dem Plastifizieren des
Kunststoffes durch die Heizelemente (2) in der ersten Position ein Spalt zwischen
Heizelementen (2) und den Fügeflächen (1, 6) der Spritzgußbauteilen einstellbar ist,
bevor die Heizelemente (2) in die zweite Position verstellt werden.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umstellzeit zwischen erster und zweiter Position 3 s nicht über
schreitet.
11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie zur Herstellung eines Behälters ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Be
hälter ein Kraftstofftank aus einem teilkristallinen Werkstoff ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Heizelemente (2) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung auf
weisen.
14. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizflächen mit einer Antiadhäsivbeschichtung (12) versehen sind.
15. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizflächen poliert sind.
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DE1998120198 DE19820198B4 (de) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | Vorrichtung zum Verschweißen großflächiger Spritzgußbauteile aus Kunststoff |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006034379A2 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Chitouras Costa G | Method of sealing remanufactured split toner cartridges |
WO2006046102A3 (en) * | 2004-10-27 | 2006-08-24 | Toyota Motor Co Ltd | Welding structure for synthetic resin intake manifold |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2301997A1 (de) * | 1972-01-17 | 1973-07-26 | Ridge Tool Co | Schmelzheizgeraet |
DE2206189A1 (de) * | 1972-02-10 | 1973-08-23 | Messer Griesheim Gmbh | Elektrisch erwaermbarer heizspiegel zum schweissen von werkstuecken aus thermoplastischem material |
DE3740584A1 (de) * | 1987-11-30 | 1989-07-20 | Gebr Hennig Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faltenbaelgen |
DE3914826C1 (de) * | 1989-05-05 | 1990-10-18 | Bruegmann Frisoplast Gmbh, 4600 Dortmund, De | |
DE3919800C2 (de) * | 1989-06-16 | 1992-05-07 | Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co, 6057 Dietzenbach, De | |
DE19608155A1 (de) * | 1996-03-04 | 1997-09-11 | Urban Maschinenbau | Vorrichtung zum Halten der Folie auf einem Schweißspiegel |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627742C2 (de) * | 1996-07-10 | 2000-08-03 | Mannesmann Vdo Ag | Kraftstoffbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1998
- 1998-05-06 DE DE1998120198 patent/DE19820198B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2301997A1 (de) * | 1972-01-17 | 1973-07-26 | Ridge Tool Co | Schmelzheizgeraet |
DE2206189A1 (de) * | 1972-02-10 | 1973-08-23 | Messer Griesheim Gmbh | Elektrisch erwaermbarer heizspiegel zum schweissen von werkstuecken aus thermoplastischem material |
DE3740584A1 (de) * | 1987-11-30 | 1989-07-20 | Gebr Hennig Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faltenbaelgen |
DE3914826C1 (de) * | 1989-05-05 | 1990-10-18 | Bruegmann Frisoplast Gmbh, 4600 Dortmund, De | |
DE3919800C2 (de) * | 1989-06-16 | 1992-05-07 | Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co, 6057 Dietzenbach, De | |
DE19608155A1 (de) * | 1996-03-04 | 1997-09-11 | Urban Maschinenbau | Vorrichtung zum Halten der Folie auf einem Schweißspiegel |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OCHS,Walter: Fügeverfahren im Automobilbau. In: Kunststoffberater 7/8, 1984, S.31,32 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006034379A2 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Chitouras Costa G | Method of sealing remanufactured split toner cartridges |
WO2006034379A3 (en) * | 2004-09-23 | 2006-08-17 | Costa G Chitouras | Method of sealing remanufactured split toner cartridges |
WO2006046102A3 (en) * | 2004-10-27 | 2006-08-24 | Toyota Motor Co Ltd | Welding structure for synthetic resin intake manifold |
US7174873B2 (en) | 2004-10-27 | 2007-02-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Welding structure for synthetic resin intake manifold |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19820198B4 (de) | 2004-02-19 |
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