Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stirnseitigen Verschweißen von Kunststoffprofi 1 en , insbesondere von Rohren, mit Spannvorrichtungen zur koaxialen Positionie¬ rung und zur Ausführung einer axialen Relativbewegung der zu verschweißenden Profile und mit einer zwischen die zu verschweißenden Profile bringbaren Heizvorrichtung zur Beaufschlagung der Profile mit Infrarot-Strahlung, wobei die Heizvorrichtung im wesentlichen parallel und beabstandet zu den Stirnflächen der Profile angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung zum berührungslosen Aufheizen von zu verschweißenden Rohren vor dem die Schweißverbin¬ dung bewirkenden Zusammenbringen dieser Rohre ist aus der DE 40 13 471 AI bekannt. Die dort beschriebene Heizvorrich' tung besteht aus einer mit einer Keramikschicht versehenen etal 1 pl atte , in die mehrere elektrisch heizbare Heiz-

patronen eingesetzt sind. Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht zum einen darin, daß zum Aufheizen der massiven Metallplatte eine nicht geringe Zeit und Energie benötigt wird, wobei auch die Abkühlzeit relativ lange dauert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Heiz¬ vorrichtung schwergewichtig und teuer in der Herstellung ist, wobei insbesondere die Technologie zum Aufbringen der Keramikschicht auf die Metal 1 schi cht problematisch ist, da verhindert werden muß, daß die Keramik auf Grund unter¬ schiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten oder aus ande¬ ren Gründen beim Erhitzen von der Metallplatte abplatzt, was die Gefahr eine relativ kurzen Lebensdauer mit sich bri ngt.

Weiterhin sind Heizvorrichtungen für derartige Schwei߬ maschinen für Kunststoff öhre bekannt, die aus einer heiz¬ baren, mit einem Anti haftbel ag beschichteten metallischen Heizplatte bestehen. Diese wird in Kontakt mit den zu verschweißenden Kunststoffröhren gebracht, danach von diesen gelöst und herausgeschwenkt, um die Kunststoff öhre zusammendrücken zu können. Derartige Schweißmaschinen sind beispielsweise aus dem Prospekt "Kunststoffschwei ßtechni k" der Firma WIDOS, W. Dommer Söhne GmbH, 71254 Ditzingen, aus der DE-OS 23 32 174, der DE-AS 27 34 911 und der DE 40 10 541 C2 bekannt. Vor allem in der chemischen

Industrie werden häufig große Anforderungen an die chemi¬ sche Reinheit von Rohrverbindungen gestellt. Die Kontakt¬ flächen der Heizvorrichtung müssen daher für jeden Schweißvorgang in aufwendiger Weise gereinigt werden, was umständlich und teuer ist und dennoch die Gefahr von Ver¬ unreinigungen an den Verbindunsfl chen der Rohre mit sich bringt. Darüber hinaus müssen die Rohre beim Schweißen an¬ fänglich mit einer ganz bestimmten Kraft gegen die Heiz¬ platte gedrückt werden, wobei diese Kraft dann anschlie¬ ßend reduziert wird. Hierdurch wird das Schweißverfahren infolge der sehr exakt einzustellenden Kräfte und Be¬ wegungen relativ kompliziert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die eingangs angegebene Schweißvor ichtung so zu verbessern, daß ein schnelleres und energi esparenderes Aufheizen der zu verschweißenden Profile durch eine Heizvorrichtung er¬ reicht wird, die einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizvorrichtung wenigstens ein flächiges Widerstandsheiz¬ element zur direkten Beaufschlagung der Stirnflächen der Profile mit Infrarot-Strahlung aufweist und daß Schutzplatten aus Infrarot-durchl ssigem Glaskeramik-

material als separate Platten jeweils zwischen dem Widerstandsheizelement und den Stirnflächen der zu verschweißenden Profile angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung entfällt das Auf¬ heizen einer Metallplatte durch das Widerstandselement, dessen Infrarot-Strahlung nunmehr direkt auf die aufzu¬ heizenden Stirnflächen der Profile einwirken kann. Neben der Einsparung von Heizenergie wirkt die vom Widerstands¬ heizelement erzeugte Infrarot-Strahlung nach dessen Ein¬ schalten praktisch unverzögert auf die aufzuheizenden Stirnflächen der Profile ein. Hierdurch ist eine sehr schnelle Aufheizung möglich, die insgesamt einen schnelle¬ ren Schweißvorg ^' ang ermöglicht. Die Schutzplatten aus Infrarot-durchl ssigem Keramikmaterial dienen lediglich zum Schutz des Widerstandsheizelements gegen mechanische Beschädigungen und als Schutz gegen eine direkte Berührung des unter Umständen mit einer elektrischen Spannung be¬ aufschlagten Widerstandsheizelements. Das Gl as ^' keramik- material schwächt die durchgehende Infrarot-Strahlung nur relativ geringfügig und verzögert dadurch die sehr schnelle Aufheizung der Stirnflächen der zu verschweißen¬ den Profile nur unwesentlich. Da die Heizvorrichtung er¬ findungsgemäß im wesentlichen nur noch aus dem wenigstens

einen Widerstandsheizelement und den beiden Schutzplatten besteht, ist eine einfache und sehr kostengünstige Her¬ stellung möglich. Durch den Wegfall der Metallplatte wird die Heizvorrichtung auch sehr leichtgewichtig und dadurch einfach handhabbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.

Eine besonders einfache mechanische Anordnung bei gleich¬ zeitig guter Heizwirkung wird durch zwei flächige Wider¬ standsheizelemente zu beiden Seiten einer flächigen Halte¬ vorrichtung erreicht. Diese ist vorzugsweise als elek¬ trisch isolierende, hitzebeständige Platte ausgebildet, an der die beiden Wi derstandshei zel e ent befestigt werden können, um nach beiden Seiten Inf arot-Strahlung abzuge¬ ben.

Eine sowohl mechanisch als auch elektrisch sichere und leicht handhabbare Heizvorrichtung wird dadurch erreicht, daß die beiden Schutzplatten die beiden gegenüberliegenden Flachseiten eines dosenartigen Gehäuses zur Aufnahme des wenigstens einen Widerstandsheizelements bilden. Bei einem zylinderartig ausgebildeten Gehäuse brauchen daher die

beiden Schutzplatten lediglich noch mit einem kurzen rohr¬ artigen Gehäuseelement verbunden zu werden.

Das wenigstens eine Widerstandsheizelement ist zweck¬ mäßigerweise als ein in einer Ebene windungs- und/oder spiral- und/oder schleifenartig angeordneter Heizdraht oder Heizstab ausgebildet. Im Falle eines Heizdrahtes kann dieser auch ein gewendelter Heizdraht sein.

Zur alternativen Verwendung der Heizvorrichtung als Kon¬ taktheizvorrichtung sind in vorteilhafter Weise an die Schutzplatten profilseitig anbringbare, durch Wärmestrah¬ lung seitens des wenigstens einen Widerstandsheizelements aufheizbare und in Kontakt mit den zu verschweißenden Pro¬ filen bringbare Kontaktaufheizel emente vorgesehen. Hier¬ durch kann die Heizvorrichtung in variabler Weise sowohl zur berührungslosen Strahl ungsaufheizung als auch zur Kontaktaufheizung eingesetzt werden, wenn beispielsweise die Kontaktaufhei zung in Spezi al fäl 1 en günstiger ist.

Die Kontaktaufheizel emente können in ihrer Gestalt dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt werden und sind im einfachsten Falle als ebene Platten ausgebildet. Zur Her¬ stellung von Muffenschweißverbindungen an Rohren sind die Kontaktaufhei zel emente einerseits mit einem Heizdorn und

andererseits mit einer Heizmuffe versehen. Der Heizdorn und die Heizmuffe können beispielsweise an einem ebenen pl attenförmi gen Kontaktauf ei zel ement angeordnet bzw. ein¬ stückig mit diesem ausgebildet sein.

Die Kontaktaufheizel emente bestehen zweckmäßigerweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiu - legierung, und können in an sich bekannter Weise mit einem Anti aftbel ag aus einem wärmebeständigen Kunststoff an den erforderlichen Stellen überzogen sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweißvor¬ richtung zur Erläuterung des Schweißvorgangs,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer erfindungsge¬ mäßen Heizvorrichtung,

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung der in Fig. 2 dar¬ gestellten Heizvorrichtung,

Fig. 4 dieselbe Heizvorrichtung mit an beiden Seiten angeordneten Kontaktaufhei zel ementen, die als ebene Platten ausgebildet sind, und

Fig. 5 eine entsprechende Anordnung mit Kontaktaufhei z-

elementen, die einerseits einen Heizdorn und andererseits eine Heizmuffe besitzen.

Die in Fig. 1 lediglich schematisch in der Seitenansicht dargestellte Schweißvorrichtung dient zur Erläuterung des Schweißvorgangs bei einer Aufheizung von zu verschweißen¬ den Rohren 10, 11 durch Infrarot-Strahlung, wie dies bei¬ spielsweise auch in der eingangs genannten DE 40 13 471 AI beschrieben ist. Zunächst werden die beiden zu verschwei¬ ßenden Rohre 10, 11 in Spannvorrichtungen 12, 13 konzen¬ trisch eingespannt. Diese beiden Spannvorr chtungen 12, 13 sind an einer Basis 14, die ein Maschinengestell sein kann, axial verschiebbar geführt, wie dies durch die Pfeile A und B ^* angedeutet ist. Nun wird zunächst bei be- abstandeten Rohrenden eine nicht dargestellte Schneid¬ einrichtung zwischen die Rohrenden geschoben oder ge¬ schwenkt, die daraufhin mittels der Spannvorrichtungen 12, 13 gegen die Schneidei nri chtung geschoben werden. Durch diese Schnei dei nri chtung werden die Stirnflächen der Rohre 10, 11 plangeschnitten bzw. -gefräst, um exakte parallele Anlageflächen für das Stumpfschweißen zu erreichen. Bei einer solchen Schneideinrichtung kann es sich beispiels¬ weise um eine rotierende Hobelscheibe mit einer Hobel¬ schneide handeln. Nachdem die Rohre 10, 11 wieder ausein¬ andergefahren worden sind, wird die Schnei dei nri chtung

herausgeschwenkt und dafür eine plattenartige Heizvor¬ richtung 15 hineingeschoben oder hineingeschwenkt. Die beiden Stirnflächen der Rohre 10, 11 werden nun mit der Infrarot-Strahlung der Heizvorrichtung 15 beaufschlagt, um sie auf die erforderliche Schweißtemperatur zu bringen, die unter anderem von der Art des Kunststoffmaterials des Rohrs abhängt. Sie wird über die Anheizzeit und/oder über einen nicht dargestellten Temperatursensor bestimmt. Nun wird die Heizvorrichtung 15 wieder aus dem Spalt zwischen den Rohren 10, 11 herausgenommen, und die beiden Rohre 10, 11 werden durch die Spannvorrichtungen 12, 13 aneinander- gepreßt. Dies kann beispielsweise nach einer vorgegebenen Druckfunktion erfolgen. Hierbei bildet sich eine Schwei߬ wulst, und die beiden Rohre 10, 11 sind stirnseitig fest miteinander verschweißt. Nach dem Abkühlen werden die Spannvorrichtungen 12, 13 aufgeklappt, und das fertig¬ geschweißte Rohr kann herausgenommen werden bzw. die Schweißvorrichtung wird vom Rohr abgenommen.

Details über mögliche Ausführungen von Spannvorrichtungen und deren Bewegungsablauf können aus dem eingangs ange¬ gebenen Stand der Technik genauer entnommen werden.

Die Heizvorrichtung 15 ist in den Fig. 2 und 3 näher dar¬ gestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem kurzen,

rohrartigen Gehäuseelement 16, dessen Sti nöffnungen je¬ weils durch Schutzplatten 17 aus einem Glaskeramikmaterial verschlossen sind, das durchlässig für Inf arot-Strahlung ist. Derartige Glaskeramikplatten sind in ähnlicher schwarz eingefärbter Form im Handel erhältlich und werden unter anderem auch für Heizflächen von Küchenherden verwendet. Die Schutzplatten 17 bilden zusammen mit dem rohrartigen Gehäuseelement 16 ein dosenartiges Gehäuse.

Etwa mittig zwischen den Schutzplatten 17 ist eine Halte¬ platte 18 aus hitzebeständigem und elektrisch isolierendem Material parallel zu den Schutzplatten 17 am rohrartigen Gehäuseelement 16 fixiert. An beiden Seiten dieser Halte¬ platte 18 si nd ^' Widerstandsheizel emente 19 befestigt. Sie sind als flächige Heizelemente geformt, indem ein Heizstab gemäß Fig. 2 windungs- bzw. schleifenartig so gekrümmt ist, daß er im wesentlichen gleichmäßig über die Fläche der Halteplatte 18 verteilt ist, so daß insgesamt ein flächiges Widerstandsheizelement gebildet wird, das im aufgeheizten Zustand Infrarot-Strahlung ungefähr gleich¬ mäßig über die Fläche verteilt abstrahlt. Derartige Heiz¬ stäbe werden mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so daß sie sich infolge des durchfließenden Stromes er¬ hitzen. Anstelle von Heizstäben können auch Heizdrähte verwendet werden, beispielsweise in gewendelter Form.

Weiterhin ist es auch möglich, auf jeder Seite der Halte¬ platte 18 mehrere Widerstandsheizelemente 19 vorzusehen, wobei es lediglich auf die möglichst gleichmäßige Ver¬ teilung über der Fläche ankommt, so daß die Infrarot- Strahlung möglichst gleichmäßig abgegeben wird. Selbstver¬ ständlich ist es für Einzelfälle auch möglich, nur eine ringförmige Verteilung so vorzusehen, daß die Infrarot- Strahlung nur im Bereich einer ringartigen Fläche abge¬ geben wird, die in etwa den Stirnflächen der zu ver¬ schweißenden Rohre 10, 11 entspricht.

Anstelle von zwei flächigen Widerstandsheizelementen 19 oder Widerstandsheizelement-Anordnungen zu beiden Seiten der Halteplatte 18 kann prinzipiell auch eine einzige flächige Widerstandsheizelement-Anordnung mittig zwischen den Schutzplatten 17 angeordnet sein.

Für manche Anwendungszwecke ist die bekannte Art der Auf¬ heizung der zu verschweißenden Rohre durch Wärmekontakt von Vorteil. Um die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Heiz¬ vorrichtung 15 auch als Kontaktheizvorrichtung einsetzen zu können, sind zwei metallische pl attenförmi ge Kontakt¬ aufheizelemente 21 vorgesehen, die an beiden Flachseiten der Heizvorrichtung 15, also an den Schutzplatten 17 gemäß Fig. 4, angebracht werden können. Sie besitzen jeweils in

an sich bekannter Weise einen Anti haftbel ag 22 aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial, um ein Ankleben der aufzuheizenden Kunststoffröhre an den Kontaktflächen zu vermeiden. Diese Kontaktaufheizel emente 21 werden an ihren Innenseiten durch Infrarot-Strahlung der Widerstandsheiz¬ elemente 19 aufgeheizt und mit ihren Außenflächen in Kontakt mit den zu verschweißenden Stirnflächen von Kunststoffrohren gebracht, wie dies im eingangs angegebe¬ nen Stand der Technik näher beschrieben ist. Nach Abnahme der Konaktaufhei zel emente 21 arbeitet die Heizvorrichtung 15 wiederum kontaktlos durch Infrarot-Strahlung, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde.

Einen Spezialfäll für das Verschweißen von Kunststoff¬ profilen stellt das sogenannte Muffenschweißen dar. Hier¬ bei werden zwei ineinanderschiebbare Rohre an ihren radialen Kontaktf1 ächen verschweißt. Um auch das Muffen¬ schweißen mit der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Heiz¬ vorrichtung 15 zu ermöglichen, werden gemäß Fig. 4 wieder¬ um an den flachen Stirnseiten der Heizvorrichtung 15 Metal 1 pl atten als Kontaktaufhei zel emente 23 angebracht, von denen die eine mit einem zylindrischen Heizdorn 24 und die andere mit einer rohrförmigen Heizmuffe 25 versehen ist. Im montierten Zustand ist der Heizdorn 24 konzen¬ trisch zur Heizmuffe 25 angeordnet.

Im Betrieb heizt wiederum die Heizvorrichtung 15 die Kontaktaufheizel emente 23 und über diese den Heizdorn 24 und die Heizmuffe 25 von innen her auf. Danach wird das größere, gestrichelt dargestellte Rohr 26 über den Heiz¬ dorn 24 geschoben, und das kleinere, ebenfalls gestrichelt dargestellte Rohr 27 wird in die Heizmuffe 25 einge¬ schoben. Nach dem Aufheizen auf die gewünschte Schwei߬ temperatur werden die beiden Rohre 26, 27 auseinanderge¬ zogen, die Heizvorrichtung wird weggeschwenkt oder weg¬ gezogen, und dann werden die Rohre 26, 27 zum Verschweißen ineinandergesteckt.

Anstelle der Kontaktauf eizel emente 21, 23, des Heizdorns 24 und der Heizmuffe 25 können auch noch Kontaktauf eiz- elemente anderer Gestalt für Spezi al sschwei ßungen vorge¬ sehen sein, die jeweils abnehmbar an der Heizvorrichtung 20 befestigt werden können. Alle derartigen Kontakt¬ aufheizelemente können an den jeweiligen Berührungsflächen mit den zu verschweißenden Kunststoffröhren mit einem Antihaftbelag versehen sein.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Ver¬ schweißen von Kunststoffröhren beschränkt, vielmehr können in entsprechender Weise auch andere Kunststoffprofi 1 e unterschiedlichster Gestalt stirnseitig miteinander ver-

schweißt werden (Stumpfschweißen) oder durch Ineinander¬ schieben verschweißt werden (Muffenschweißen).

Um eine gute und gleichmäßige Abstrahlung zu erreichen, können die Schutzplatten 17 auch dunkel gefärbt oder ge¬ tönt sein, beispielsweise schwarz. Hierzu kann das Glas¬ keramikmaterial der Schutzplatten 17 entweder entspre¬ chend eingefärbt sein oder es wird abstrahlungsseitig eine dunkle bzw. schwarze Schicht aus ebenfalls hitze¬ beständigem Material aufgebracht.