CS244342B1

CS244342B1 - Ultrasonic head especially for plastics welding

Info

Publication number: CS244342B1
Application number: CS849949A
Authority: CS
Inventors: Jiri Gurnak; Peter Sevca
Original assignee: Jiri Gurnak; Peter Sevca
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS994984A1

Description

Vynález sa týká riešenia ultrazvukovej hlavice vhodnej pre zváranie plastických nuiOt.The invention relates to a solution of an ultrasonic head suitable for welding plastic plastics.

Doteraz sa pre upevňovanie ultrazvukových kmitavých sústav používá pevné ustavenie a uchytenie na suportoch, alebo iných vedeniach, pričom pohyb suportu a vyvodenie prítlačnej sily je obyčajne zabezpečené pneumatickým valcom.Until now, a fixed positioning and gripping on slides or other guides has been used for fastening ultrasonic oscillations, with the movement of the slide and the application of a thrust force usually being provided by a pneumatic cylinder.

Nevýhodou priameho ustavenia kmitavej sústavy na suporte, alebo vedení je obťažná indikácia kontaktu ultrazvukového nástroja so zváranými súčiastkami a zložitý sposob ovládania pohybových mechanizmov suportu pri vačších nárokoch na pracovný režim zváračky, ako je stupňovité vyvodzovanie prítlačnej sily na pracovný nástroj, alebo definované vyvodzovanie malých přítlačných sil.The disadvantage of direct alignment of the oscillating system on the beam or guide is the difficult indication of the contact of the ultrasonic tool with the welded parts and the complicated way of controlling the movement mechanisms of the beam with higher demands on the welding machine operating mode. .

Vyššie uvedené nevýhody zmierňuje ultrazvuková hlavica najma pre zváranie plastických hmot podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že ultrazvuková kmitavá sústava je na základnej doske uchytená odpružené. Podstatou vynálezu je aj to, že odpružené uloženie ultrazvukovej sústavy na základnej doske je tvořené aspoň jedným pneumatickým valcom, ktorého piestnica je posuvné uložená vo vedení pevne uchytenom na posuvnej doske ultrazvukovej kmitavej sústavy. Podstatu vynálezu tvoří aj to, že v základnej doske je posuvné uložený přenosový stlpik, opatřený pod posuvnou doskou priečnou drážkou. Přenosový stípik je s posuvnou doskou spojený prostredníctvom snímača polohy, uloženého v priečnej drážke přenosového stlplka. Nad základnou doskou je přenosový stlpik opatřený prestavitetným dorazom. Podstatou vynálezu je i to, že snímač polohy je tvořený telesom pevne uloženým v prenosovom stípiku rozšírujúcim koncom zasahujúcim do priečnej drážky přenosového stípika. Na čele telesa snímača polohy je pevne uložená kontaktná gul'ka oproti ktorej je uložený plochý kontakt. Plochý kontakt je pevne odizolované uchytený na posuvnej doske a v priečnej drážke přenosového stlpika je uložený volné. Do podstaty vynálezu patří aj to, že medzi telesom snímača polohy a plochým kontaktom je uložený tesniaci krúžok.The above-mentioned disadvantages are alleviated by the ultrasonic head, in particular for the welding of plastics according to the invention, which is based on the fact that the ultrasonic oscillating assembly is mounted on a base plate in a spring-loaded manner. It is also an object of the invention that the resilient mounting of the ultrasonic system on the base plate is formed by at least one pneumatic cylinder whose piston is slidably mounted in a guide fixedly mounted on the sliding plate of the ultrasonic vibrating system. It is also an object of the invention that a transverse groove is displaceably mounted in the base plate under the sliding plate. The transfer post is connected to the sliding plate by means of a position sensor located in the transverse groove of the transfer post. Above the base plate, there is a transmission post provided with an adjustable stop. It is also an object of the invention that the position sensor is formed by a body fixedly mounted in the transfer post extending end extending into the transverse groove of the transfer post. On the front of the encoder body there is a fixed contact ball against which the flat contact is mounted. The flat contact is fixedly insulated on the sliding plate and is loose in the transverse groove of the transmission column. It is another object of the present invention to provide a sealing ring between the position sensor body and the flat contact.

Ultrazvukovou hlavicou, najma pre zváranie plastických hmdt, sa docieli vyvodzovanie malých přítlačných sil menších, než je schopný opakované vyvodzovať mechanizmus nosného suportu. Umožňuje použit stupňovité zvyšovanie prítlačnej sily to je, že pri menšej sile vyvodzovanej ultrazvukovou hlavicou sa zapne ultrazvuk a potom sa přítlačná sila zvýši dotlačením suportu. Vynález umožňuje zvárať súčasne niekolkými kmitavými sústavami uloženými na jednom suporte. Snímač polohy umožňuje presne určit okamžik vyvodenia nastavenej prítlačnej sily na zvárané súčiastky, a to aj pri nájezde rozkmitaným nástrojom, čo umožňuje přesné spustenle časovača, alebo dávkovače ultrazvukovej energie. Pri použití suportu s elektronickým odmeriavaním polohy vynález umožňuje přesné odmeriavanie híbky zvaru bez ohl'adu na rozměrové tolerancle zváraných súčiastok.An ultrasonic head, in particular for welding plastic plastics, achieves the application of small contact forces less than the ability to repeatedly infer the support slide mechanism. It makes it possible to use a stepwise increase in the pressing force, that is, with less force exerted by the ultrasonic head, the ultrasound is switched on and then the pressing force is increased by pushing the slide. The invention makes it possible to weld at the same time a plurality of oscillating systems mounted on a single support. The position sensor makes it possible to precisely determine the moment when the set pressure is applied to the parts to be welded, even when driven by a vibration tool, allowing the timer or ultrasonic energy dispenser to be triggered accurately. When using a slide with electronic position measuring, the invention enables precise measurement of the weld depth regardless of the dimensional tolerances of the welded parts.

Na připojených výkresoch je příkladné znázorněné riešenie ultrazvukovej hlavice pre zváranie plastických hmot, kde na obr. 1 je hlavica nakreslená v řeze, na obr. 2 je nakreslený rez rovinou A—A z obr. 1, na obr. 3 je nakreslený rez rovinou B—B z obr. 2 a na obr. 4 je nakreslený rez rovinou C—C z obr. 3.The accompanying drawings show an exemplary solution of an ultrasonic head for welding plastics. 1 is a sectional view of the head; FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-- B of FIG. 2 and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG. Third

Ultrazvuková hlavica pre zváranie plastických hmot pozostáva zo základnej došky 1, v ktorej sú pevne nalisované dve vodiace piestnice 2. Vodiace piestnice 2 sú prostredníctvom guliek 27 uložené v posuvnej doske 4. Na dolných koncoch vodiacich piestníc 2 sú pevne uchytené piesty 8 uložené v pneumatických valcoch 9 pevne spojených s posuvnou doskou 4. Na čelá pneumatických valcov 9 sú připojené přívodně potrubia 11. Na posuvnej doske 4 je prostredníctvom příruby 5 uchytená ultrazvuková kmitavá sústava 6 s pracovným nástrojom 7. V základnej doske 1 a posuvnej doske 4 je posuvné uložený přenosový stípik 12. Na prenosovom stípiku 12 je pod posuvnou doskou 4 vytvořená priečna drážka 14. Přenosový stlpik 12 je s posuvnou doskou 4 spojený prostredníctvom snímača 10 polohy, ktorý je uložený v priečnej drážke 14. Nad základnou doskou 1 je přenosový stípik 12, opatřený prestavitetným dorazom 13 zaisteným poistnou skrutkou 28. Snímač 10 polohy je tvořený telesom 15, ktoré je uložené v prenosovom stípiku 12 a rozšírujúcim koncom zasahuje do priečnej drážky 14. Na čele telesa 15 snímača 10 polohy je pevne zalisovaná kontaktná guíka 17. Oproti kontaktněj gul'ke 17 je uložený plochý kontakt 18 presahujúci priečnu drážku 14 přenosového stípika 12. Plochý kontakt 18 je cez izolačnú došku priskrutkovaný skrutkami 29 na posuvnej doske 4. Medzi skrutkami 29 a plochým kontaktom 18 sú uložené izolačně puzdrá 21 a izolačně podložky 22. Plochý kontakt 18 je v priečnej drážke 14 uložený volné. Medzi telesom 15 snímača 10 polohy a plochým kontaktom 18 je uložený pružný tesniaci krúžok 23. Na teleso 15 snímača je upevněná svorka 1B a na plochý kontakt 18 je pevne upevněná svorka 19. Prostredníctvom základnej došky 1 nosných skrutiek 25 a upínacej došky 24 je celá ultrazvuková hlavica uchytená na nosníku 26 suportu.The ultrasonic welding head consists of a base that is in which two guide rods 2 are fixedly pressed. The guide rods 2 are supported by balls 27 in a sliding plate 4. At the lower ends of the guide rods 2 the pistons 8 are fixedly mounted in pneumatic cylinders. 9 are rigidly connected to the sliding plate 4. The supply lines 11 are connected to the ends of the pneumatic cylinders. 12. A transverse groove 14 is formed on the transfer post 12 below the sliding plate 4. The transfer post 12 is connected to the sliding plate 4 by means of a position sensor 10 located in the transverse groove 14. Above the base plate 1, there is a transfer post 12 provided with an adjustable stop 13 with the lock screw 28. The position sensor 10 is formed by a body 15 which is housed in the transmission pin 12 and extends into the transverse groove 14 by the widening end 14. The contact ball 17 is fixedly pressed on the face of the body 15 of the position sensor 10. The transverse groove 14 of the transmission column 12. The flat contact 18 is screwed over the insulating plate by screws 29 on the sliding plate 4. Between the screws 29 and the flat contact 18 are placed insulating bushes 21 and insulating washers 22. The flat contact 18 is loose in the transverse groove 14. A resilient sealing ring 23 is disposed between the position sensor body 10 and the flat contact 18. A clamp 1B is mounted on the sensor body 15 and a clamp 19 is fixedly attached to the flat contact 18. head mounted on beam 26 of the support.

Funkcia ultrazvukovej hlavice pre zváranie plastických hmot je nasledovná:The function of the ultrasonic head for welding plastics is as follows:

Přivedením tlakového vzduchu prívodným potrubím 11 do pneumatických valcov 9 je posuvná doska 4 spolu s ultrazvukovou kmitavou sústavou 6 tlačená do krajnej polohy, ktorá je vymedzená tým, že cez teleso 15 snímača, kontaktnú gul'ku 17, plochý kon244342 takt 18 sa přenosový stípik 12 prestavitel'ným dorazom 13 opiera o základnu došku 1. Velkost sily sa reguluje velkosťou tlaku vzduchu v pneumatických valcoch 9. Prostrednlctvom nasníkov 26 suportu sa pracovný nástroj 7 opiera o zvárané súčiastky silou, ktorá působí proti sile pneumatických valcov 9. Akonáhle táto sila překročí predpatie pneumatických valcov 9, dojde k relativnému pohybu posuvnej došky 4 na vodiacich piestniciach 2. V prvej fáze tohoto pohybu pri minimálnom posuve posuvnej došky 14 oddiali sa kontaktná gulka 17 od plochého kontaktu 18 snímača 10 polohy, čím sa preruší elektrický obvod v snímači 10 polohy. Pri ďalšom pohybe nosnikov 26 suportu dojde k tvrdému dosadnutiu piestov 8 na dolné veká pneumatických valcov 9, čím je sila vyvodzovaná nosníkmi 26 suportu hlavice prenášaná priamo na pracovný nástroj 7.By supplying compressed air through the supply line 11 to the pneumatic cylinders 9, the sliding plate 4 together with the ultrasonic oscillation system 6 is pushed to the extreme position, which is defined by the fact that through the sensor body 15, contact ball 17, flat con244342 bar 18 The amount of force is controlled by the amount of air pressure in the pneumatic cylinders 9. By means of the support beams 26, the tool 7 is supported on the welded components by a force against the force of the pneumatic cylinders 9. Once this force exceeds the bias In the first phase of this movement, at a minimum movement of the sliding thatch 14, the contact bullet 17 moves away from the flat contact 18 of the position sensor 10, thereby breaking the electrical circuit in the position sensor 10. Upon further movement of the support beams 26, the pistons 8 are firmly seated on the lower lids of the pneumatic cylinders 9, whereby the force exerted by the head support beams 26 is transmitted directly to the working tool 7.

Přerušením elektrického obvodu v snímači 10 polohy je možné například zapínat ultrazvuk pri nižšom přítlaku pracovného nástroja 7 na zvarované súčiastky, než je sila vyvodzovaná nosníkom 26 suportu. Prerušenie elektrického obvodu snímača 10 polohy může znamenat začiatok odmeriavanla híbky zvaru. Pokiai je sila na pracovný nástroj 7 vyvodzovaná iba nosníkom 26 suportu, vykoná nosník 26 suportu po přerušení elektrického obvodu dráhu odpovedajúcu híbke zvaru a zastaví sa. Zopnutie elektrického obvodu znamená, že požadovaná híbka zvaru bola dosiahnutá. Snímač 10 polohy je možné s výhodou využit aj pre indikáciu přítomnosti zváraných súčiastok. Pri použití niekofkých hlavic na jednom suporte umožní snímač 10 polohy ich individuálně automatické ovládanie.By interrupting the electrical circuit in the position sensor 10, it is possible, for example, to turn on ultrasound at a lower pressure of the working tool 7 on the welded parts than the force exerted by the support beam 26. A break in the electrical circuit of the position sensor 10 may indicate the start of measuring the depth of the weld. As long as the force on the tool 7 is exerted only by the support beam 26, the support beam 26 executes a path corresponding to the weld depth after the electrical circuit is interrupted and stops. Switching on the electrical circuit means that the required weld depth has been reached. The position sensor 10 can also advantageously be used to indicate the presence of welded parts. When using several heads on one slide, the position sensor 10 allows them to be automatically controlled individually.

Claims

An ultrasonic head, in particular for welding plastics materials, comprising a working tool coupled to an oscillating assembly supported by a base and a clamping thatch on a support beam, characterized in that the ultrasonic oscillating assembly (6) is spring-mounted on the base plate (1).

2. An ultrasonic head according to claim 1, characterized in that the resilient mounting of the ultrasonic oscillation assembly (6) is on the base plate (1) formed by at least one pneumatic cylinder (9), the piston (8) of which is movably supported in the guide (3). mounted on the sliding plate (4j of the ultrasonic oscillation assembly (6)).

3. An ultrasonic head according to claim 2, characterized in that in the base plate (1) and the sliding plate (4) there is a displaceably mounted transmission post (12), provided with a transverse groove (14) below the sliding board (4). (12) is connected to the sliding plate (4) by means of a sensor (10) ²

SUMMARY OF THE INVENTION A position is disposed in the transverse groove (14) of the transfer post (12), while above the base plate (1) is a transfer post (12) provided with an adjustable stop (13).

4. An ultrasonic head according to claim 3, characterized in that the position sensor (10) is formed by a body (15J) fixedly mounted in the transfer post (12) extending end extending into the transverse groove (14) of the transfer post (12). ) sensor (10) position is fixed gul'ka contact (17) against which is mounted a flat contact (18) exceeding the transverse groove (14) the transfer of the post (12), whereas the ^one contact plate (18) is fixedly mounted insulated on the sliding plate (4) and in the transverse groove (14) of the transfer post (12) is loose.

5. An ultrasonic head according to claim 4, characterized in that a flexible sealing ring (23) is arranged between the position sensor body (15) and the flat contact (18).

2 drawing sheets