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Schweißanschläge

IP.com Disclosure Number: IPCOM000249710D
Publication Date: 2017-Mar-24
Document File: 4 page(s) / 326K

Publishing Venue

The IP.com Prior Art Database

Abstract

Hierin wird offenbart, einen Schweißbereich mit sogenannten Schweißaufschlägen seitlich zu unterstützen und zu fixieren. Die Anschläge werden sich zwar zusammen mit dem Bauteil verziehen, aber der Abstand zur Schweißnaht wird wegen der unmittelbaren räumlichen Nähe nicht verändert. Dadurch stoppt der Schweißweg bei Kontakt der Anschläge lokal, während an anderen Bereichen ohne Anschlagsberührung noch ein Schweißweg möglich ist. Somit muss eine Rückverformung der Teile um den Verzug stattfinden, die Aufnahme der Bauteile in der Schweißmaschine muss diese Variabilität ermöglichen. Eine wichtige Voraussetzung für die Funktionalität der Schweißaufschläge beim Fügen ist, dass diese an mindestens zwei gegenüberliegenden Stellen positioniert werden. Ein Optimum wird erreicht, wenn solche Schweißaufschläge an größer gleich drei Stellen ausgeführt werden. Als Vorteile ergeben sich Prozesssicherheit, Maßhaltigkeit, Dichtheit der resultierenden Teile. Anwendung bei beliebigen Bauteilen, beispielsweise bei Ansaugrohren aus Kunststoff.

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Schweißanschläge

Bekannter Stand der Technik

Durch Füllen bzw. Verstärkung technischer Kunststoffe wie PP oder PA mit Glasfasern oder anderen mineralischen Zusätzen erhält man i.A. deutlich bessere mechanische Eigenschaften (Steifigkeit, Zugfestigkeit, Zähigkeit...). Bei Standardmaterialien, die auf Basis der Kurzglasfasern verstärkt sind, ergibt sich jedoch durch eine ausgeprägte Orientierung der Fasern mit dem Schmelzestrom ein richtungsabhängiger Schwund, wobei der Unterschied in Längsrichtung gegenüber der Querrichtung ein Vielfaches betragen kann (linearer Spritzschwund längs und quer). Daraus resultiert ein Verzug! Durch den Verzug der zu schweißenden Bauteile wird es ungewollt Bereiche entlang der Schweißnaht geben, die sich bereits berühren und andere mit Abständen (dieser Verzug ist im schlimmsten Fall nicht prozesssicher gleich). Da die beiden Schweißzonen mit einer bestimmten (konstanten) Tiefe aufgeschmolzen werden, besteht die Gefahr, dass trotzdem ein maximaler Schweißweg eingestellt wird (bei dem die Bereiche, die sich zuerst berühren um ihre gesamte aufgeschmolzene Höhe zusammengefahren werden), an den anderen Bereichen noch ein Abstand verbleibt, oder was schlimmer ist, eine ungenügende Schweißnahtfestigkeit durch zu geringe Überlappung entsteht. Dies gilt insbesondere für Bauteile, die in Schweißverfahren mit berührungslosem Energieeintrag (Heißgas-, Infrarotschweißen) gefügt werden und eine 3D-Schweißkontur aufweisen. Aufgrund des ungleichmäßigen Wärmeeintrags ins Innere des Schweißnahtstegs und abhängig von der Eindringtiefe des Aufschmelzvorganges können die verzogenen Teile teilweise nur bedingt durch verfahrenstechnische Parameter/Maschinensteuerung beim Fügen ausgeglichen werden. Hier besteht eine Möglichkeit, den Schweißprozess durch den Weg des Schweißwerkzeugs auszugleichen. Die Beschränkung besteht jedoch zum einen darin, dass die gesamte Schweißnahtkontur immer nur den gleichen Weg zurücklegen kann. Zum anderen ist mit einer zunehmenden Erstarrung der Schmelze und ab dem Erstarrungspunkt keine Bewegung mehr möglich, da mit fortlaufender Zeit die Schmelze aus der flüssigen in die feste Phase übergeht. Bei einer kraftabhängigen Verschweißung besteht die Gefahr, dass der gewünschte Weg u.U. entweder nicht mehr erreicht werden kann oder andererseits überschritten wird. Der gesamte Prozess erfordert somit einen größeren Aufwand bis die Prozessparameter "stehen" und prozesssicher mit vorgegebener Maßhaltigkeit geschweißt werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Die Idee ist, den Schweißbereich mit sogenannten Schweißlaufschlägen, wie sie in Abbildung 1 dargestellt sind, seitlich zu unterstützen und zu fixieren. Die Anschläge werden sich zwar zusammen mit dem Bauteil verziehen, aber der Abstand zur Schweißnaht wird wegen der unmittelbaren räumlichen Nähe nicht verändert. Dadurch stoppt der Schweißweg bei Kontakt der Anschläge lokal, während an anderen Bereichen ohne Anschlagsberührung noch ein Schweißweg möglich ist. So...