Die vorliegende Erfindung betrifft einen Handschweißextruder umfassend eine Extrudereinheit mit Extruderschnecke und Extruderdüse, an die sich in Förderrichtung des Extrudats ein gegenüber einem Extrudergehäuse vorstehender Düsenrohrabschnitt anschließt mit einem inneren Kanal, aus dem das Extrudat austritt, sowie weiter umfassend einen Schweißschuh am vorderen Ende des Geräts, über den das Schmelzgut ausgebracht wird, wobei der Schweißschuh auf dem Düsenrohrabschnitt befestigbar ist und wobei insbesondere ein einstückiger Schweißschuh aus Kunststoff vorgesehen ist, der sowohl einen schweißnahtbildenden vorderen Abschnitt als auch einen auf dem Düsenrohrabschnitt zu befestigenden mittleren und/oder hinteren Abschnitt des Schweißschuhs umfasst.

Für das Kunststoffschweißen werden heute üblicherweise Handschweißextruder verwendet, bei denen über einen Drahteinzug das Schweißmaterial einer Extruderschnecke zugeführt und von dieser granuliert wird. Die Extruderschnecke drückt das Granulat in die Schmelzkammer, wo es aufgeschmolzen wird und aus der Extruderdüse austritt. Die Fügeteile werden mittels einer an dem Handschweißextruder angebrachten Heißluftdüse auf die Schweißtemperatur erwärmt. Zur schweißnahtbildenden Ausbringung des Schmelzguts auf die zu verschweißenden Fügeteile wird ein Schweißschuh verwendet, der auf dem vorderen Endbereich des Düsenrohrs der Extruderdüse befestigbar ist. Für unterschiedliche Anwendungszwecke werden je nach Form der herzustellenden Schweißnaht entsprechend geformte Schweißschuhe eingesetzt. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Schweißschuhe zu verwenden, die teilweise aus Kunststoffen wie PTFE (Teflon) bestehen, wie dies beispielsweise in der DE 102005044465 A1 beschrieben ist. Bei den handelsüblichen Geräten besteht jedoch nur der vordere Abschnitt des Schweißschuhs aus Kunststoff, während der hintere Abschnitt, welcher mit dem Düsenrohr verbunden wird, aus Metall besteht. Auch in der DE 20 2007 014 873 U1 kann man einen solchen zweiteiligen Schweißschuh erkennen. Der metallische hintere Abschnitt des Schweißschuhs wird mittels einer radialen Schraube auf einen vorderen Abschnitt des Düsenrohrs geschraubt. Das Problem bei diesen bekannten Schweißschuhen besteht darin, dass sich die beiden Abschnitte aufgrund der unterschiedlichen Werkstoffe bei Erwärmung verschieden stark ausdehnen. Im Bereich der Naht zwischen beiden Abschnitten des Schweißschuhs kommt es daher zu r Ausbi ld u ng von Spalten . Wen n bei Tem peratu ren von 250 ° C d ie Kunststoffschmelze mit Druck durch das Düsenrohr gepresst wird und in den Kanal des Schweißschuhs gelangt, entstehen in diesem kritischen Bereich zwischen den Absch n itten aus versch iedenen Werkstoffen U nd ichtig keiten , an denen Kunststoffschmelze austreten kann. Der Schweißschuh wird dadurch verunreinigt und nach Erkalten der Schmelze lassen sich diese Verunreinigungen oft nicht mehr entfernen, so dass der Schweißschuh unbrauchbar wird. Auch die Trennung des Schweißschuhs von der Düse bei einem notwendigen Wechsel des Schweißschuhs kann aufgrund der Verunreinigungen mit Schwierigkeiten verbunden sein.

Um diese Problematik zu überwinden, war es das Ziel Anmelderin, einen Handschweißextruder zu entwickeln, bei dem der Schweißschuh so beschaffen ist, dass die genannten Undichtigkeiten nicht mehr auftreten.

Es hat sich gezeigt, dass ein einstückiger Schweißschuh aus Kunststoff den bislang bekan nten Lösu ngen ü berleg en ist, wobei dieser sowohl einen schweißnahtbildenden vorderen Abschnitt als auch einen auf dem Düsenrohr zu befestigenden mittleren und/oder hinteren Abschnitt des Schweißschuhs umfasst. Dieser Schweißschuh ist Gegenstand der älteren nicht vorveröffentlichten Deutschen Gebrauchsmusteranmeldung der Anmelderin 20 2009 002 656.6 vom 26. Februar 2009, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird. Vorzugsweise ist dabei der mittlere und/oder hintere Abschnitt des Schweißschuhs, welcher dazu dient, diesen auf dem Düsenrohrabschnitt des Handschweißextruders festzulegen, wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildet. Dies eröffnet die Mögl ichkeit, beispielsweise zur Befestigung des Schweißschuh s a u f d e m Düsenrohrabschnitt eine Schlauchschelle vorzusehen, welche ringförmig um diesen zylindrischen Abschnitt legbar ist und im gespannten Zustand den Schweißschuh auf dem Düsenrohrabschnitt festklemmt.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es mitunter nicht ausreicht, den Schweißschuh allein mit einer Schlauchschelle auf dem Düsenrohrabschnitt zu befestigen. Im Betrieb des Handschweißextruders kann der durch die durch den

Düsenrohrabschnitt geförderte heiße Kunststoff schmelze erzeugte Innendruck so hoch werden, dass der Schweißschuh nicht auf dem Düsenrohrabschnitt hält, sondern beispielsweise in axialer Richtung vom Düsenrohrabschnitt weg gedrückt wird, so dass es durch ein sich Verschieben des Schweißschuhs doch zu

Undichtigkeiten kommt.

Die zuvor geschilderte Lösung mit einstückigem Schweißschuh wurde daher weiterentwickelt, mit dem Ziel, Relativbewegungen des Schweißschuhs gegenüber dem Düsenrohrabschnitt zu verhindern und eine noch sicherere dichte Befestigung des Schweißschuhs auf dem Düsenrohrabschnitt zu gewährleisten.

Die Lösu ng d ieser Aufgabe l iefert ein Handschwei ßextruder m it einem Schweißschuh der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für die Festlegung des Schweißschuhs auf dem Düsenrohrabschn itt Mittel vorgesehen sind , d ie ein Aufsch ieben des Schweißschuhs auf den Düsenrohrabschnitt in axialer Richtung in einer ersten Position (Einbaulage) erlauben und eine Festlegung des Schweißschuhs am Düsenrohrabschn itt nach Verd rehu ng des Schwei ßschuhs gegenüber dem Düsenrohrabschnitt um die Achse des Düsenrohrabschnitts in einer zweiten Position (Arbeitslage) bewirken. D ie g ena n nten M ittel fü r d ie Festl eg u ng d es Schwei ßsch u hs auf d em Düsenrohrabschnitt können beispielsweise einen oder mehrere Stifte, Keile und/oder Paßfedern umfassen, denen eine Nut oder Aussparung am Schweißschuh und/oder am Düsenrohrabschn itt zugeordnet ist. Das Prinzip der Festlegung sieht erfindungsgemäß in Abweichung vom vorbekannten Stand der Technik vor, dass der Schweißschuh n icht einfach in axialer Richtung auf den Düsenrohrabschnitt aufgeschoben wird, sondern dieser wird zunächst aufgeschoben und danach verdreht, so dass der Schweißschuh dann auf dem Düsenrohrabschnitt axial unverschiebbar festgelegt ist. Diese Befestigung kann beispielsweise nach Art eines Bajonettverschlusses erfol g e n , d a s h e i ßt , d a s s a n Schweißschuh und Düsenrohrabschnitt entsprechende Elemente eines Bajonettverschlusses angebracht sind, die in einer Drehbewegung ineinandergreifen.

Die Verwendung von Stiften oder Keilen für die Festlegung ist besonders geeignet, da es sich um eine Lösung handelt, die einfach ist in der Handhabung und kostengünstig in der Herstellung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung kann man beispielsweise einen Querstift verwenden, der mindestens teilweise in einer radial innenliegenden Nut des Schweißschuhs gehalten ist.

Gemäß einer möglichen bevorzugten konstruktiven Lösung kann vorgesehen sein, dass die Mittel für die Festlegung des Schweißschuhs am Düsenrohrabschnitt eine Abflachung an dem Düsenrohrabschnitt umfassen, die sich nur über einen Teil dessen Umfangs erstreckt. Diese Abflachung lässt dann ein axiales Aufschieben des Schweißschuhs auf den Düsenrohrabschnitt in einer bestimmten Drehstellung zu.

Bei der zuvor beschriebenen Lösungsvariante kann dann beispielsweise weiterhin ein am Schweißschuh gehaltener Querstift vorgesehen sein, der beim Aufschieben des Schweißschuhs auf den Düsenrohrabschnitt in axialer Richtung in der ersten Position (Einbaulage) im Bereich der Abflachung des Düsenrohrabschnitts liegt, wobei dieser Querstift bei Verdrehung des Schweißschuhs gegenüber dem Düsenrohrabschnitt um die Achse des Düsenrohrabschnitts in die zweite Position (Arbeitslage) in eine Ringnut des Düsenrohrabschnitts eingreift. Beim Aufschieben des Schweißschuhs wird dieser so aufgeschoben, dass der Querstift parallel zur Abflachung über die Abflachung geführt wird. Die genannte Ringnut kann über den Umfang gesehen im Bereich der Abflachung enden. Beim Verdrehen gelangt der Querstift aus dem Bereich der Abflachung in die Ringnut hinein. Sobald der Querstift nicht mehr parallel zur Abflachung steht, lässt sich daher der Schweißschuh nicht mehr abziehen.

Gemäß einer konstruktiven Lösungsvariante kann sich an einen zylindrischen Abschnitt des Schweißschuhs ein ringförmiger gegenüber dem zylindrischen Abschnitt radial überstehender Bund anschließen. Ein solcher Bund bildet dann q u as i e i n en An sch l ag fü r e i n e zur zusätzlichen Befestigung dienende Schlauchschelle, so dass diese nicht von dem zylindrischen Abschnitt rutschen kann. Nach dem Verdrehen in die Arbeitslage ist der Schweißschuh an dem Düsenrohr bereits gegen ein Verschieben in axialer Richtung gesichert. Durch Verwendung einer zusätzlichen Schlauchschelle kann dann noch eine Klemmkraft aufgebracht we rd e n u n d d e r a u s Ku n ststoff b este h e n d e S c hwe i ß sc h u h kann zusammengequetscht und auf dem Düsenrohrabschnitt fixiert werden.

Der zylindrische Abschnitt für eine solche Schlauchschelle erstreckt sich dann bevorzugt zwischen diesem Bund und einem gegenüber dem zylindrischen Abschnitt allseits nach außen hin überstehenden schweißnahtbildenden blockartigen vorderen

Abschnitt welcher unterschiedlichste Formen annehmen kann, je nachdem welche

Art von Schweißnaht herzustellen ist. In den meisten Fällen weist dieser schweißnahtbildende vordere Abschnitt des Schweißschuhs einen eckigen Umriss auf. Im Bereich des zylindrischen Abschnitts ist die Materialstärke des

Schweißschuhs geringer, so dass bei Spannen der Schelle der Kunststoff des

Schweißschuhs aufgrund seiner Elastizität in ausreichendem Masse in radialer

Richtung gequetscht werden kann, um so die erforderliche Kraft für die Festlegung des Schweißschuhs auf dem Düsenrohrabschnitt zu schaffen.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Schweißschuh einstückig aus einem einheitlichen Material ausgebildet ist, so dass es keine Abschnitte mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten mehr gibt und sich bei Erwärmung keine Spalte mehr bilden können. Ein Austreten von Extrudat aus dem Düsenrohr im Bereich des Schweißschuhs ist daher nicht mehr möglich. Nach Lösen der Schelle und Verdrehen in die Einbaulage lässt sich nun der Schweißschuh ganz einfach demontieren. Es gibt keine Verunreinigungen durch Rückstände von verfestigtem Extrudat mehr, welche das Austauschen des Schweißschuhs erschweren würden.

Vorzugsweise besteht der gesamte einstückige Schweißschuh aus PTFE oder anderen für Hochtemperaturanwendungen geeigneten Kunststoffen. Diese Kunststoffe lasen sich mechan isch bearbeiten , so dass der einstückige Schweißschuh problemlos aus einem Materialblock hergestellt werden kann.

D i e i n d e n U nteransprüchen beschriebenen Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 e i n e n Lä n g ssch n itt d u rch d en vord e re n Absch n itt eines Handschweißextruders gemäß einer mögl ichen Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung in der Einbaulage;

Figur 2 einen Längsschnitt durch den vorderen Abschnitt des Handschweißextruders der Ausführungsvariante von Figur 1 in der Arbeitslage;

Figur 3 eine schematisch vereinfachte Vorderansicht auf den vorderen Bereich des Handschweißextruders gemäß der vorliegenden Erfindung in der Arbeitslage, wobei man von vorn auf den Schweißschuh sieht;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des vorderen Abschnitts des Handschweißextruders von Figur 1 -3, wobei der Schweißschuh vom Düsenrohr abgenommen ist. Zunächst wird auf die Figur 1 Bezug genommen, die nur den vorderen Bereich eines beispiel haften Handschweißextruders 1 0 m it einem erfindu ngsgemä ßen Schweißschuh 1 1 zeigt. In der Schnittansicht erkennt man weiterhin den vorderen Teil des Extrudergehäuses 12. Die Heißluftdüse 14 über die Heißluft zugeführt wird, die in der Nähe des Schweißschuhs austritt, um dort die zu fügenden Werkstücke vorzuwärmen und somit auf die Schweißtemperatur zu bringen, ist in Figur 1 nicht erkennbar, aber man kann die Heißluftdüse 14 und deren Position relativ zum Schweißschuh 11 in den Figuren 3 und 4 erkennen.

In Figur 1 und 2 und auch in der Ansicht gemäß Figur 3, bei der man im Prinzip von vorn auf den vorderen Bereich des in Figur 1 dargestellten Handschweißextruders 10 schaut, erkennt man die Schelle 15 mit Spannvorrichtung 16, mittels derer der bereits auf den Düsenrohrabschnitt aufgeschobene Schweißschuh 1 1 in der Arbeitslage auf dem Düsenrohrabschnitt befestigbar ist. Diese Befestigung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Schnittansicht gemäß Figur 2 näher erläutert.

E s i st e i n a u s d e m E xt ru d e rgehäuse 12 n a c h vo rn h i n vo rragender Düsenrohrabschnitt 17 vorhanden, innerhalb dessen sich ein Kanal 18 befindet, durch den die aus der Extruderdüse geförderte Schmelze austritt und in einen Kanal 1 9 des Schweißschuhs gelangt. Der Düsenrohrabschn itt 1 7 ist rückseitig beispielsweise über achsparallele Schrauben 25 mit der Extrudereinheit 26 verbunden. Der Schweißschuh 11 ist auf diesem Düsenrohrabschnitt 17 mittels einer Schlauchschelle 15 befestigt. Der Schweißschuh 11 umfasst von seinem hinteren dem Extrudergehäuse 12 zugewandten Ende ausgehend zu seinem vorderen Ende hin einen endseitigen zylindrischen Bund 20, einen zylindrischen Abschnitt 21 , auf dem sich die Schlauchschelle 15 befindet und einen schweißnahtbildenden vorderen blockförmigen Abschnitt 22, die alle drei miteinander einstückig ausgebildet sind. Im Bereich des zylindrischen Abschnitts 21 ist der Durchmesser des Schweißschuhs geringer als im Bereich des hinteren Bundes 20, wobei auch die Materialstärke in dem zyl indrischen Abschn itt 21 geringer ist, da der Schweißschuh den Düsenrohrabschnitt 17 konzentrisch umgibt und letzterer im Bereich des Bundes 20 und des zylindrischen Abschnitts 21 des Schweißschuhs 1 1 einen gleichbleibenden Außendurchmesser hat.

Nach vorn hin geht der Kanal 18 im Inneren des Düsenrohrabschnitts 17 in den Kanal 19 des Schweißschuhs 11 über, durch den das aufgeschmolzene Extrudat fließt. Dieser Kanal 19 befindet sich in dem schweißnahtbildenden blockförmigen

Abschnitt 22, welcher zur Ausbildung der Schweißnaht dient. In diesem Abschnitt 22 befindet sich auch in an sich bekannter Weise eine Nut 23 für die Schmelze, die außen an dem Abschnitt 22 in senkrechter Richtung zur Achse des Kanals 19 verläuft. Außerdem ist vorderseitig außen an diesem Abschnitt 22 eine Nase 24 geformt (siehe Figur 1 ), die unterhalb der Öffnung des Kanals 19 angeordnet ist und gewährleistet, dass das Schmelzgut nur in einer gewünschten Richtung austritt.

Der vordere blockförmige Abschnitt 22, der mittlere zylindrische Abschnitt 21 und der hintere radial überstehende Bund 20 sind einstückig gebildet aus einem geeigneten Kunststoff, der ausreichend temperaturbeständig ist und sich mechanisch durch Fräsen, Bohren etc. bearbeiten lässt, insbesondere eignet sich PTFE als Kunststoff für den Schweißschuh. Zwischen vorderem Abschnitt 22 und mittleren zylindrischen Abschnitt 21 einerseits und zwischen mittlerem zylindrischen Abschnitt 21 und hinterem Bund 20 andererseits sind jeweils Durchmesserversprünge bzw. Absätze gebildet, so dass sich eine radial zurückliegende zylindrische Fläche an dem zylindrischen Abschnitt 21 ergibt. In diesem Bereich sitzt der Schweißschuh 1 1 koaxial auf dem Düsenrohrabschnitt 17.

Um den Schweißschuh 11 auf dem Düsenrohrabschnitt 17 zu befestigen, ist eine Schelle, insbesondere Schlauchschelle 15 vorgesehen , deren Band um den zylindrischen Abschnitt 21 herum gelegt wird. Anschließend kann mittels einer Spa n nvorrichtu ng 1 6 ü ber ei n e Spa n n sch ra u be od er d erg l e ich en d ie Schlauchschelle gespannt werden, so dass der zylindrische Abschnitt 21 zusammengepresst und der Schweißschuh dicht und sicher auf dem Düsenrohrabschnitt festgelegt wird. Da der gesamte Schweißschuh 11 einstückig ist, gibt es auch keine Übergänge mit Spalten zwischen den einzelnen Abschnitten, an denen Schmelze aus dem Kanal 18, 19 austreten könnte. Ebenso ist der Werkstoff für den gesamten Schweißschuh einheitlich, so dass es keine Bereiche mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gibt.

Der Vergleich der beiden Längsschnittdarstellungen gemäß den Figuren 1 und 2 macht deutlich, dass der Schweißschuh 11 ausgehend von Figur 1 (Einbaulage) nach Figur 2 (Arbeitslage) um 90 ° gedreht wurde. Dies hat den Hintergrund, dass der Schweißschuh 1 und der Düsenrohrabschnitt 17 so konzipiert sind, dass man in der Einbaulage gemäß Figur 1 den Schweißschuh1 1 in axialer Richtung auf den Düsenrohrabschnitt 17 aufschieben kann bis in die gewünschte Endposition. Wenn man danach den Schweißschuh 11 um 90 ° um die Achse des Düsenrohrabschnitts dreht, gelangt er in die Arbeitslage, in der ein solcher Eingriff besteht, dass man den Schweißschuh dann nicht mehr in axialer Richtung bewegen kann. Dazu ist eine Abflachung 27 an dem ansonsten zylindrischen vordersten Abschnitt des Düsenrohrs vorgesehen, die man in Figur 1 aber insbesondere gut in der Ansicht gemäß Figur 4 erkennen kann. Axial zum Extrudergehäuse hin schließt sich an diese Abflachung 27 eine Ringnut 28 an. Für die Befestigung des Schweißschuhs in der Arbeitslage ist ein Querstift 29 vorgesehen, der innenseitig am Schweißschuh in einer Nut so festgelegt ist, dass er nur teilweise radial einwärts vorsteht. Diesen Querstift sieht man in den Figuren 1 und 2 und auch in Figur 4. Der Schweißschuh 11 lässt sich wegen diese Querstifts 29 nur dann in axialer Richtung aufschieben bzw. abziehen, wenn der Querstift 29 parallel zu der Abflachung 27 über dieser platziert ist, das heißt nur in der in Figur 1 dargestellten Einbaulage. Man erkennt dort den Freiraum für den Querstift 29, der durch die Abflachung 27 am Düsenrohr 17 zwischen Düsenrohr und Schweißschuh entsteht. Figur 1 zeigt den aufgeschobenen Schweißschuh 11 in der axialen Endposition aber noch vor dem Verdrehen.

Nun wird der Schweißschuh 11 um 90 ° um die Achse des Düsenrohrabschnitts 17 verdreht in die in Figur 2 dargestellte Arbeitslage. Dadurch gelangt der Querstift 29 in die Ringnut 28 und verlässt den Bereich der Abflachung, so dass er dann den vordersten Abschnitt des Düsenrohrs 17 hintergreift, wie man in der schematischen Ansicht gemäß Figur 4 gut erkennen kann. In der dann erreichten Arbeitslage befindet sich der Querstift 29 über den Umfang betrachtet jenseits der Abflachung 27, so dass ein Abziehen des Schweißschuhs in Gegenrichtung dann nicht mehr möglich ist. Dies verdeutlicht Figur 4, wird aber auch aus dem Längsschnitt gemäß Figur 2 deutlich, da wie man sieht in dieser Position die in Figur 1 erkennbare Abflachung 27 nicht mehr sichtbar ist. Der Querstift 29 ist dann quasi mit seiner radial inneren Hälfte formschlüssig in der Ringnut 28 (siehe Figur 4) des Düsenrohrabschnitts aufgenommen, während sich die radial äußere Hälfte des Querstifts 29 in dem Schweißschuh befindet. Damit ergibt sich eine spielfreie Verbindung zwischen Schweißschuh 11 und Düsenrohrabschnitt 17. Das Verpressen des Schwei ßsch u hs 1 1 auf dem Düsen roh rabschn itt 1 7 gesch ieht dan n anschließend mittels der über die Spannvorrichtung 16 betätigbaren Schlauchschelle 15. Bei einem derart befestigten Schweißschuh kann auch unter hohem Druck durch den Kanal 18/ 19 in Düsenrohr und Schweißschuh gefördertes Extrudat nicht etwa im Übergangsbereich zwischen Schweißschuh und Düsenrohr austreten. Soll der Schweißschuh ausgetauscht werden, wird nach Lösen der Schlauchschelle 15 der Schweißschuh 1 1 um 90 ° in die Gegenrichtung gedreht in die Einbaulage gemäß Figur 1 und kann dann vom Düsenrohr abgezogen werden.

Bezugszeichenliste

10 Handschweißextruder

11 Schweißschuh 12 Extrudergehäuse

14 Heißluftdüse

15 Schelle

16 Spannvorrichtung

17 Düsenrohrabschnitt 18 Schmelzekanal

19 Kanal im Schweißschuh

20 Bund

21 zylindrischer Abschnitt

22 vorderer Abschnitt 23 Nut

24 Nase

25 Schrauben

26 Extrudereinheit

27 Abflachung 28 Ringnut

29 Querstift