CS196667B1 - Zařízeni k vysokofrekvenčnímu svařování, zejména velkých ploch termoplastických materiálů - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je zařízení k vysokofrekvenčnímu svařování, zejména velkých ploch termoplastických materiálů.

Svařování velkých ploch termoplastických plošných materiálů, například fólií z polyvinylchloridu, umělé kůže, plachtoviny a podobně, z omezené šířky základního materiálu, se provádí na vysokofrekvenčních svařovacích lisech, kde jsou svařované materiály stlačovány mezi horní a dolní elektrodou za současného působení tepla. Vysokofrekvenční svařovací lisy jsou zpravidla konstruovány tak, že na uzemněné horní čelisti je upevněna odizolované horní pohyblivá napěťová elektroda a na dolní čelisti je upevněna dolní uzemněná elektroda. Vysokofrekvenční energie je k elektrodám přiváděna pomocí koaxiálního vedení, jehož vnější uzemněný plášť je připojen přímo k dolní elektrodě. Napěťový vodič koaxiálního vedení je připojen přímo k horní pohyblivé napěťové elektrodě. Nevýhodou tohoto řešení při svařování velkých ploch z materiálu omezené šířky je především to, že svařovaný materiál s ohledem na omezené vyložení lisu musí být pod lisem svinut do role, takže umožňuje svařování plachet omezené délky buď na pojížděcích svářecích zařízeních, nebo svinutý materiál se pohybuje pod lisem na vhodné dráze. Obě řešení jsou značně pracná a produktivita je poměrně nízká. Zvyšování vyložení lisu s cílem vyloučit svinování materiálu vede však k prodlužování buď zemního přívodu, nebo napěťového přívodu koaxiálního vedení. Prodlužování přívodu vede ke zvětšování jejich indukčnosti. Při větších délkách zemního nebo napěťového přívodu roste indukčnost do takové míry, že úbytek napětí na těchto indukčnostech je tak značný, že ohřev vlastního materiálu je značně omezen, nebo úplně vyloučen.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou zařízení podle vynálezu k vysokofrekvenčnímu svařování, zejména velkých ploch termoplastických materiálů, sestávající z horní pohyblivé napěťové elektrody, upevněné odizolované na uzemněné horní čelisti vysokofrekvenčního svařovacího lisu a z dolní elektrody upevněné na dolní čelisti vysokofrekvenčního svařovacího lisu, kde vysokofrekvenční energie je k oběma elektrodám přiváděna pomocí koaxiálního vedení, jehož podstata spočívá v tom, že v operačním prostoru svařovacího lisu je v rovině horní pohyblivé napěťové elektrody upravena výškově přestavitelně a odpružené přídavná deska, jejíž plocha je nejméně dvojnásobkem plochy horní pohyblivé napěťové elektrody, kterážto přídavná deska je elektricky spojena se zemní částí koaxiálního vedení. Další podstata vynálezu je upevnění přídavné desky na svislé vodicí tyči, která je uložena ve dvou držá196667 cích, upevněných ke kostře svařovacího lisu, přičemž na uvedené svislé vodicí tyči je pevně upraven doraz, jehož jeden konec zasahuje pod osazení horní čelisti svářecího lisu a mezi dorazem a dolním držákem je kolem svislé vodicí tyče uložena pružina.

Hlavní výhoda zařízení podle vynálezu k vysokofrekvenčnímu svařování velkých ploch termoplastických materiálů spočívá v tom, že umožňuje provádění velkoplošných svarů i u termoplastických materiálů ve svitcích bez nutnosti prodlužování napěťového nebo uzemňovacího vedení. Tím, že propojení zemní části koaxiálního vedení s dolní elektrodou není provedeno přímo, ale kapacitou kondenzátoru, tvořeného přídavnou deskou, a dolní elektrodou, kde dielektrikum tvoří svařený materiál, je možno podstatně zmenšit indukčnosti zemního a napěťového propojení, neboť koaxiální vedení je umístěno v těsné blízkosti elektrod. Další výhodou zařízení podle vynálezu je, že pohyb přídavné desky je pomocí dorazu, upraveného na svislé vodicí tyči, ovládán pohybem horní čelisti svářecího lisu tak, že přídavná deska dosedne na svařovaný termoplastický materiál s předstihem před dosednutím horní pohyblivé napěťové elektrody, takže svařovaný materiál je přidržován ke spodní elektrodě a nemůže dojít k jeho posunutí nebo shrnutí. Přídavná deska působí svým tlakem příznivě také ve fázi po ukončení svaru, kdy je svařovací elektroda, opatřená zpravidla různými reliéfy, eventuálně břitem zabořena do svařovaného materiálu tak, že při jejím zpětném pohybu dochází často k nadzvedávání materiálu na dolní elektrodě, k porušení geometrie založených materiálů:

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde:

na obr. 1 je základní schematické znázornění řešení podle vynálezu a na obr. 2 je náhradní elektrické schéma, na obr. 3 je zařízení podle vynálezu v klidové poloze, na obr. 4 je zařízení s mezipolohou horní pohyblivé napěťové elektrody, na obr. 5 je zařízení ve svářecí poloze.

Zařízení podle vynálezu pro vysokofrekvenční svařování velkých ploch termoplastických materiálů sestává z horní pohyblivé napěťové elektrody 3 (obr. 1), upevněné odizolované pomocí izolátoru 2 na uzemněné horní čelisti 1 vysokofrekvenčního svařovacího lisu a z dolní elektrody 4, která je v lisu upevněna izolovaně pomocí izolátoru 16 nebo je spojena vodivě se zemí. V operačním prostoru svařovacího lisu je v rovině horní pohyblivé napěťové elektrody 3 upravena výškově přestavitelně a odpružené přídavná deska 6, jejíž plocha je nejméně dvojnásobkem plochy horní pohyblivé napěťové elektrody 2. Vysokofrekvenční energie je k oběma elektrodám 3 a 4 přiváděna pomocí koaxiálního vedení 11 tak, že horní pohyblivá napěťová elektroda 3 je spojena s napěťovým přívodem 12 a přídavná deska 6 je elektricky spojena se zemní částí 13 koaxiálního vedení 11. Propojení zemní části 13 koaxiálního vedení není tedy provedeno přímo s dolní elektrodou 4, ale je zajišťováno kapacitou kondenzátoru, tvořeného přídavnou deskou 6, dolní elektrodou 4, kde dielektrikum tvoří svařovaný termoplastický materiál 5. Náhradní elektrické schéma tohoto řešení je znázorněno na obr. 2, kde kapacita tohoto kondenzátoru je označena 15. Kapacitní proud je na obr. 1 značen plnými šipkami, vodivý proud šipkami nevyplněnými. K potlačení ztrát výkonu v dielektriku pod přídavnou deskou 6 je nutno volit její plochu podstatně větší, než je plocha horní pohyblivé napěťové elektrody, a to zejména na dvojnásobek. Poměr ztrát výkonu je nepřímoúměrný kapacitě svařovacího kondenzátoru 14, tvořeného horní pohyblivou napěťovou elektrodou

3, dolní elektrodou 4 a svařovaným materiálem 5 jako dielektrikem a zemního kondenzátoru 15, které jsou zapojeny v sérii, a tedy i nepřímo úměrný plochám horní pohyblivé napěťové elektrody 3 a přídavné desky 6. Na upravené přídavné desky 6 v operačním prostoru svářecího lisu je znázorněno na obr. 3. Přídavná deska 6 je upevněna na svislé vodicí tyči 8, která je uložena ve dvou držácích 10, upevněných ke kostře svařovacího lisu. Na svislé vodicí tyči 8 je pevně upraven doraz 9 tak, že jeden jeho konec zasahuje pod osazení horní čelisti 1. Mezi dolním držákem 10 a dorazem 9 je kolem svislé vodicí tyče 8 uložena pružina 7. Vzdálenost přídavné desky 6 a dorazu 9 na svislé vodicí tyči 8, jakož i tlačná síla pružiny 7 jsou dimenzovány tak, aby v klidové poloze horní pohyblivé napěťové elektrody 3 i přídavné desky 6 a nestlačené pružině 7 byla vzdálenost d přídavné desky 6 od dolní elektrody 4 menší, než vzdálenost činné plochy horní pohyblivé napěťové elektrody 3 od dolní elektrody 4.

Na obr. 3 až 5 jsou znázorněny tři fáze svářecího cyklu. Jak je zřejmé na obr. 3, je v klidové poloze svářecího lisu přídavná deska 6 vytlačena pružinou 7 do horní polohy tak, že vzdálenost d přídavné desky 6 od dolní elektrody 4 umožňuje založení a transport svařovacího materiálu 5. Činná plocha horní pohyblivé elektrody 3 je přitom proti přídavné desce 6 výše o vzdálenost označenou D. Při spuštění svářecího lisu do svářecí polohy začne pohyblivá čelist 1 působit přes doraz 9 pevně spojený se svislou vodicí tyčí 8 přes pružinu 7 na přídavnou desku 0 tak, že tato přídavná deska 0 dosedne na svařovaný materiál 5 s předstihem daným vzdáleností D. Svařovaný materiál 5 v této poloze je pevně přidržen k dolní elektrodě

4, takže nemůže dojít k jeho posunu při následném dosednutí horní pohyblivé elektrody 3, která bývá opatřena různými reliéfy, drážkami a je popřípadě i sešikmená. Tato fáze je znázorněna na obr. 4. Na obr. 4 je rovněž objasněno hlavní působení odpružené přídavné desky 6 podle vynálezu. Ve svářecí poloze pohyblivé čelisti 1 podle obr. 5 je horní pohyblivá elektroda 3 po ukončení ohřevu zabořena do termoplastického materiálu 5 tak, že při zpětném pohybu pohyblivé čelisti I do výchozí polohy podle obr. 3 dochází často k nadzvedávání svařovaného materiálu 5 na dolní elektrodě 4, obr. 5. Při následném transportu svařovaného materiálu 5, který je přilepen na horní pohyblivou elektrodu 3 dojde k porušování geometrie přesně založených svařovaných materiálů 5, nebo dokonce k jeho shrnování pod svářecí elektrodu pro další svářecí cyklus.

V uspořádání přídavné desky 6 podle vynálezu dojde při zpětném pohybu pohyblivé čelisti 1 do výchozí polohy nejprve k vytažení, nebo odlepění horní pohyblivé elektrody 3 od svařovaného materiálu 5, který je pevně držen přídavnou deskou 6 na dolní elektrodě 4. Po dosažení vzdálenosti D podle obr. 4 horní pohyblivou elektrodou 3 nastane uvolňování dorazu 9 a pružina 7 nadzvedává přídavnou desku 6 nad svařovaný materiál 5. Po dosažení výchozí polohy horní čelisti 1 je přídavná deska β zvednuta pružinou 7 do výšky d nad svařovaný materiál 5, a tak umožněn průchod svařovaného materiálu 5 pro další svářecí cyklus.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení k vysokofrekvenčnímu svařování, zejména velkých ploch termoplastických materiálů, sestávající z horní pohyblivé napěťové elektrody, upevněné odizolované na uzemněné horní čelisti vysokofrekvenčního svařovacího lisu a z dolní elektrody, upevněné na dolní čelisti vysokofrekvenčního svařovacího lisu, kde vysokofrekvenční energie je k oběma elektrodám přiváděna pomocí koaxiálního vedení, vyznačující se tím, že v operačním prostoru svařovacího lisu je v rovině horní pohyblivé napěťové elektrody (2) upravena výškově přestavitelně a odpružené přídavná deska (6), jejíž plocha je nejméně dvojnásobkem plochy horní

   VYNALEZU pohyblivé napěťové elektrody (2), kterážto přídavná deska (6) je elektricky spojena se zemní částí (13) koaxiálního vedení (11).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavná deska (6) je upevněna na svislé vodicí tyči (8), která je uložena v držácích (10), upevněných ke kostře svařovacího lisu, přičemž na uvedené svislé vodicí tyěi (8) je pevně upraven doraz (9), jehož jeden konec zasahuje pod osazení horní čelisti (1) svářecího lisu a mezi dorazem (9) a dolním držákem (10) je kolem svislé vodicí tyěe (8) uložena pružina (7).