DE3206804C2

DE3206804C2 - Heißluftschweißvorrichtung für thermoplastische Werkstücke

Info

Publication number: DE3206804C2
Application number: DE3206804A
Authority: DE
Inventors: Masami Toyota Aichi Ishii; Susumu Okazaki Aichi Shibata; Hitoshi Nagoya Aichi Sugimoto; Shinji Toyota Aichi Takeda
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1984-06-20
Also published as: US4450038A; JPS6134374B2; DE3206804A1; JPS57140119A

Abstract

Heißluftschweißvorrichtung zum Schweißen von Werkstücken aus thermoplastischen Werkstoffen mit unterschiedlichen Erweichungstemperaturen. Die Heißluftschweißvorrichtung umfaßt einen Düsenkopf, der mit Düsen bzw. Öffnungen versehen ist, durch die Heißluft auf die jeweiligen Werkstücke geblasen wird. Der Düsenkopf ist so konstruiert, daß er die Werkstücke mit Heißluftstrahlen unterschiedlicher Temperaturen oder unterschiedlicher Durchflüsse bestrahlt, so daß die Werkstücke im wesentlichen gleichzeitig zur Erweichung gebracht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heißluftschweiß-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Heißluftschweißvorrichtung ist bekannt (JP-OS 52 90 584). Bei dieser bekannten Heißluftschweißvorrichtung wird Heißluft auf die einander zugewandten Ränder der beiden von den Werkstückhaltern gehaltenen Werkstücke gestrahlt, bis die Ränder der Werkstücke durch die Heißluftstrahlen hinreichend erwärmt sind. Danach wird der Düsenkopf aus dem Zwischenraum zwischen den Werkstückhaltern zurückgezogen und werden die Werkstückhalter zueinander bewegt, bis die erweichten Ränder der Werkstücke in Berührung miteinander stehen und dadurch verschweißen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannte Heißluftschweißvorrichtung dann nicht befriedigend arbeitet, wenn sie zum Schweißen von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften, beispielsweise unterschiedlichen Schmelzpunkten, eingesetzt wird. Es erwies sich zum Beispiel als schwierig, Werkstücke aus ABS-Kunststoff und PVC-Kunststoff miteinander zu verschweißen. Eine der Heißluftschweißvorrichtung gemäß der JP-OS 52 90 584 im wesentlichen ähnliche Heißluftschweißvorrichtung mit den gleichen Nachteilen ist auch durch die US-PS 40 94 725 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Heißluftschweißvorrichtung derart auszubilden, daß auch Werkstücke mit verschiedenen Werkstoffeigenschaften verbunden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Heißluftschweißvorrichlungen gemäß den Patentansprüchen 1 und 3 gelöst

Eine gattungsgemäße andere Heißluftschweißvorrichtung ist durch die US-PS 34 88 244 bekannt bei der zwei getrennte Kanäle zur Zufuhr von Heißluft vorgesehen sind und die Heißluft-Temperaturen steuerbar sind. Dabei wird jedoch die Heißluft von zwei entgegengesetzten Seiten auf ein und dasselbe Werkstück aufgeblasen, weswegen die zwei Kanäle notwendig sind. Die Temperatursteuerung dient der gleichmäßigen Wärmezufuhr im gesamten zu verschweißenden bzw. zu versiegelnden Bereich.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung gemäß Patentanspruch 1 oder gemäß Patentanspruch 3 ist es möglich, den Werkstücken während der gleichen Heißluftbestrahlungsdauer unterschiedlicher Wärmemengen, die den unterschiedlichen Stoffeigenschaften der beiden Werkstücke angepaßt sind, zuzuführen und die zugeführte Wärmemenge auf den geeigneten Betrag zu steuern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Heißluftschweißvorrichtung;

F i g. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Düsenkopfes der Heißluftschweißvorrichtung;

F i g. 3 einen horizontalen Schnitt durch den Düsenkopf gemäß F i g. 4; und

F i g. 4 eine F i g. 3 ähnliche Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Düsenkopfes.

Im folgenden wird zunächst ausführlicher auf Fig. 1 eingegangen. Die darin dargestellte Heißluftschweißvorrichtung umfaßt einen Unterbau 1, der einen Schlitten 6, einen Schlitten 7 sowie einen nicht dargestellten weiteren Schlitten trägt. Der Schlitten 7 und der nicht dargestellte weitere Schlitten sitzen auf einer Führung 9, auf der sie senkrecht zur Zeichenebene und F i g. 1 verschiebbar sind. Der Schlitten 6 sitzt auf einer Führung 9a, auf der er in Richtung eines Pfeiles Cverschiebbar ist.

Am Schlitten 7 ist ein Werkstückhalter 5 angeordnet. Auf entsprechende Weise ist am nicht dargestellten weiteren Schlitten ebenfalls ein Werkstückhalter angeordnet. Diese beiden Werkstückhalter sind an ihren freien Enden jeweils mit einer Ausnehmung versehen, die ein Werkstück aufnehmen und halten kann. In F i g. 1 ist lediglich das Werkstück 12 am Werkstückhalter 5 erkennbar. Die beiden Werkstückhalter sind miteinander in Axialrichtung so ausgerichtet, daß auch die beiden von ihnen gehaltenen Werkstücke miteinander axial ausgerichtet sind. Das Werkstück 12 weist einen Rand

12a auf; einen entsprechenden Rand weist auch das andere Werkstück auf. Diese beiden Ränder können miteinander verschweißt werden. Der Schlitten 7 und der nicht dargestellte, ihm gegenüber angeordnete weitere Schlitten können so zueinander geschoben werden, daß die beiden Werkstücke mit ihren Rändern aneinander anliegen.

Der Schlitten 6 trägt ein Gebläse 13, das zusammen mit einer noch zu erläuternden Heizeinrichtung (ine Heißluftliefereinrichtung bildet Diese Heißluftliefereinrichtung führt die Heißluft einem Düsenkopf 20 zu, der die Heißluft abstrahlt Der Düsenkopf 20 isi so ausgebildet und angeordnet, daß er zwischen die von den beiden Werkstückhaltern gehaltenen Werkstücke gebracht werden kann, indem der Schlitten 6 nach rechts in F i g. 1 verschoben wird, während die Werkstücke in einem gewissen Abstand von ihren Werkstückhaltern gehalten werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für den Düsenkopf 20 unter Bezugnahme auf die Fig.2 und 3 erläutert. Das Gebläse 13 ist durch zwei Kanäle 31 und 32 mit dem Düsenkopf 20 verbunden, in dem sich die zwei Kanäle 31 und 32 fortsetzen. Durch die Kanäle 31 und 32 speist die Heißluftliefereinrichtung den Düsenkopf 20 mit Luft In jedem der Kanäle 31 und 32 befindet sich jeweils eine Heizung 23 bzw. 24, die mit einer Temperatursteuervorrichtung 25 bzw. 26 verbunden ist. Die eine Temperatursteuereinrichtung bildenden Temperatursteuervorrichtungen 25 und 26 werden mit Temperatursignalen von Temperaturfühlern 27 und 28 gespeist, die jeweils im Kanal 31 bzw. 32 im Düsenkopf 20 angeordnet sind, und sorgen dafür, daß die durch die Kanält 31 und 32 strömenden Luftströme die gewünschten Temperaturen haben.

Auf seinen beiden entgegengesetzt liegenden Seiten ist der Körper 39 des Düsenkopfes 20 mit Kammern 39a und 396 versehen. Der Kanal 31 mündet durch einen Auslaß 33 in die Kammer 39a, und der Kanal 32 mündet durch einen Auslaß 34 in die Kammer 39b. Diejenigen Seiten des Körpers 39 die mit den Kammern 39a und 39£> versehen sind, sind jeweils mit einer Platte 35 bzw. 36 bedeckt. In der Platte 35 sind Öffnungen 35a und 35b ausgebildet, und in der Platte 36 sind öffnungen 36a und 36b ausgebildet. Mit Hilfe eines Abstandshalters 39c ist an der Platte 35 eine äußere Platte 37 befestigt. In der äußeren Platte 37 sind zahlreiche kleine Öffnungen ausgebildet, von denen nur die Öffnungen 37a und 37p mit einem Bezugszeichen versehen sind. Diese kleinen öffnungen bilden zusammen eine erste Düseneinrichtung und sind in einem solchen Muster angeordnet, daß dieses Muster den Verlauf des Randes 12a des Werkstücks 12 entspricht. Auf ähnliche Weise ist über einen Abstandshalter 39c/ an der Platte 36 eine äußere Platte 38 angebracht, die mit zahlreichen kleinen Öffnungen versehen ist, von denen nur die öffnungen 38a, 3Sb, 38c und 38p mit einem Bezugszeichen versehen sind. Diese kleinen öffnungen bilden eine zweite Düseneinrichtung und sind in einem solchen Muster angeordnet, daß dieses dem Verlauf des Randes des anderen Werkstücks entspricht. Wenn der Düsenkopf 20 durch Verschieben des Schlittens 6 zwischen die beiden Werkstücke gebracht wird, werden dadurch die beiden Düseneinrichtungen so angeordnet, daß sie sich gegenüber den Rändern der beiden Werkstücke befinden, so daß aus den beiden Düseneinrichtungen austretende Heißluftstrahlen die Ränder der Werkstücke treffen. Die Temperatursteuereinrichtungen 25 und 26 steuern die Temperaturen der gegen die Ränder der Werkstücke gerichteten Heißluftstrahlen derart, daß diese Ränder selbst dann praktisch gleichzeitig erweichen, wenn die beiden Werkstücke aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bestehen. Zu diesem Zweck erfolgt die Steuerung der Temperaturen beispielsweise derart, daß die auf den Rand des einen Werkstücks einwirkende Heißluft eine andere Temperatur als die auf den Rand des anderen Werkstücks gestrahlt; Heißluft hat, so daß die beiden Ränder auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden, und zwar auf solche Temperaturen, wie sie zum Erweichen der jeweiligen Werkstoffe der beiden Werkstücke geeignet sind. Wenn dann die Werkstoffe an den Rändern ausreichend erweicht sind, wird • der Düsenkopf 20 zurückgezogen und werden die beiden Werkstücke mit ihren Rändern in Anlage aneinander gebracht, wobei die Ränder bzw. die beiden Werkstücke miteinander verschweißen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 4 ein darin dargestellter Düsenkopf 40 erläutert, der einen Körper 49 aufweist, an den ein von der in F i g. 4 nicht dargestellten Heißluftliefereinrichtung kommender, gemeinsamer Kanal 41 angeschlossen ist, der sich im Körper 49 fortsetzt. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Körper 49 auf seinen beiden entgegengesetzt liegenden Seiten Kammern 49a und 49£> auf. Der Kanal 41 mündet in die Kammer 49a durch einen Auslaß 46 mit verhältnismäßig kleiner Querschnittsfläche und in die Kammer 49£> durch einen Auslaß 47 mit verhältnismäßig großer Querschrrittsfläche. Auf derjenigen Seite des Körpers 49, auf der die Kammer 49a ausgebildet ist, ist eine Platte 42 angebracht, in der öffnungen 42a und 42Z> ausgebildet sind.

An der Platte 42 ist über einen Abstandshalter 49c eine äußere Platte 44 angebracht. Auf ähnliche Weise ist auf derjenigen Seite des Körpers 49, auf der die Kammer 490 ausgebildet ist, eine Platte 43 angeordnet, die mit Öffnungen 43a und 43b versehen ist. Über einen Ab-Standshalter 49c ist an der Platte 43 eine äußere Platte 45 angebracht Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die äußere Platte 44 mit zahlreichen kleinen Öffnungen versehen, die gemeinsam eine erste Düseneinrichtung bilden und von denen lediglich die

öffnungen 44a und 44p mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Platte 45 ist mit zahlreichen kleinen Öffnungen versehen, von denen lediglich die öffnungen 45a und 45p mit einem Bezugszeichen versehen sind und die gemeinsame eine zweite Düseneinrichtung bilden. Die

öffnungen 44a bis 44p sowie 45^ bis 45p sind jeweils in einem solchen Muster angeordnet, daß dieses dem Verlauf des Randes des zugeordneten Werkstücks entspricht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 gelangen durch die erste Düseneinrichtung in der äußeren Platte 44 einerseits und durch die zweite Düseneinrichtung in der äußeren Platte 45 andererseits unterschiedliche Luftmengen wegen der unterschiedlichen freien Querschnittsflächen der Auslässe 46 und 47. Da die Werk-Stücktemperatur vom Durchfluß der aufgeblasenen Heißluft abhängt, können die beiden Werkstücke auch durch Verwendung des Düsenkopfes 40 gemäß F i g. 4 im Bedarfsfall auf verschiedene Temperaturen erwärmt werden, wie dies vorstehend für die erste Ausführungsform des Düsenkopfes erläutert ist. Bei dem Düsenkopf gemäß F i g. 4 entfällt die Notwendigkeit, für die getrennte Steuerung der Temperatur der den beiden Kammern 49;i und 49b zugeführten Heißluft zu sorgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heißluftschweißvorrichtung mit zwei einander gegenüber angeordneten Werkstückhaltern, die zueinander und voneinander bewegbar sind und jeweils ein aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Werkstück aufnehmen, mit einem Düsenkopf, mit einer mittels einer Kanaleinrichtung mit dem Düsenkopf verbundenen Heißluftliefereinrichtung, deren Heizeinrichtung in der Kanaleinrichtung angeordnet ist, und mit einer Temperatursteuereinrichtung zur Steuerung der Temperatur der Heißluft, wobei der Düsenkopf zwischen die Werkstücke ein- und ausfahrbar ist und eine erste Düseneinrichtung, die dem einen Werkstück zugewandt ist, sowie eine zweite Düseneinrichtung aufweist, die dem anderen Werkstück zugewandt ist, und bei der die Werkstücke nach dem Erwärmen in Anlage aneinander drückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanaleinrichtung zwei getrennte Kanäle (31, 32) umfaßt, von denen der eine zur ersten Düseneinrichtung (37a, 37p) und der andere zur zweiten Düseneinrichtung (38a, 3Sb, 38c, 38p; führt, und daß die Heißluft-Temperaturen in den zwei Kanälen voneinander unabhängig steuerbar sind.

2. Heißluftschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung in den jeweiligen Kanälen (31,32) eine Heizung (23,24) aufweist

3. Heißluftschweißvorrichtung mit zwei einander gegenüber angeordneten Werkstückhaltern, die zueinander und voneinander bewegbar sind und jeweils ein aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes Werkstück aufnehmen, mit einem Düsenkopf, mit einer mittels eines Kanals mit dem Düsenkopf verbundenen Hcißluftliefereinrichtung und mit einer Temperatursteuereinrichtung zur Steuerung der Temperatur der Heißluft, wobei der Düsenkopf zwischen die Werkstücke ein- und ausfahrbar ist und eine erste Düseneinrichtung, die dem einen Werkstück zugewandt ist, sowie eine zweite Düseneinrichtung aufweist, die dem anderen Werkstück zugewandt ist, und wobei den Düseneinrichtungen jeweils eine Kammer zugeordnet ist, in die der Kanal durch Auslässe mündet, und bei der die Werkstücke nach dem Erwärmen in Anlage aneinander drückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (46, 47) unterschiedliche freie Querschnittsflächen aufweisen.