CZ20012403A3 - Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z plastu, zejména tub - Google Patents

Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z plastu, zejména tub Download PDF

Info

Publication number
CZ20012403A3
CZ20012403A3 CZ20012403A CZ20012403A CZ20012403A3 CZ 20012403 A3 CZ20012403 A3 CZ 20012403A3 CZ 20012403 A CZ20012403 A CZ 20012403A CZ 20012403 A CZ20012403 A CZ 20012403A CZ 20012403 A3 CZ20012403 A3 CZ 20012403A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
package
axis
laser
diode
diode lasers
Prior art date
Application number
CZ20012403A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander P. Sator
Original Assignee
Iwka Pacunion Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iwka Pacunion Gmbh filed Critical Iwka Pacunion Gmbh
Publication of CZ20012403A3 publication Critical patent/CZ20012403A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1664Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators
    • B29C65/1667Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators at the same time, i.e. simultaneous laser welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073Shaping the laser spot
    • B23K26/0732Shaping the laser spot into a rectangular shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/023Half-products, e.g. films, plates
    • B29B13/024Hollow bodies, e.g. tubes or profiles
    • B29B13/025Tube ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1603Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
    • B29C65/1612Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
    • B29C65/1616Near infrared radiation [NIR], e.g. by YAG lasers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1674Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of laser diodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/431Joining the articles to themselves
    • B29C66/4312Joining the articles to themselves for making flat seams in tubular or hollow articles, e.g. transversal seams
    • B29C66/43121Closing the ends of tubular or hollow single articles, e.g. closing the ends of bags
    • B29C66/43123Closing the ends of squeeze tubes, e.g. for toothpaste or cosmetics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/22Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by friction or ultrasonic or high-frequency electrical means, i.e. by friction or ultrasonic or induction welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/14Closing collapsible or resilient tubes, e.g. for tooth paste, for lighter fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0838Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C57/00Shaping of tube ends, e.g. flanging, belling or closing; Apparatus therefor, e.g. collapsible mandrels
    • B29C57/10Closing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B29C65/1638Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding focusing the laser beam on the interface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B29C65/1641Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding making use of a reflector on the opposite side, e.g. a polished mandrel or a mirror
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1648Laser beams characterised by the way of heating the interface radiating the edges of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112Single lapped joints
    • B29C66/1122Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00Tubular articles
    • B29L2023/20Flexible squeeze tubes, e.g. for cosmetics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)
  • Package Closures (AREA)

Description

Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z umělé hmoty, zejména tub
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z umělé hmoty, zejména tub.
Dosavadní stav techniky
Četná tekutá nebo pastovitá média se balí do tub, kupříkladu kosmetika, zubní pasta, krém na boty, masti a obdobné výrobky. Tuby mohou být vytvarovány z vhodného kovového plošného materiálu, který je plasticky tvarovatelný. Již delší čas se však - hlavně z ekonomických důvodů - používá materiál z umělé hmoty.
Před utěsněním konce předlitku tubovitého obalu se tento nejdříve naplní materiálem, určeným k naplnění. Strana odebírání je uzavřena vhodným víčkem, šroubovým uzávěrem nebo obdobným prostředkem. Po naplnění proběhne uzavření plnicího konce. U plasticky tvarovatelného plošného materiálu je známo plnicí konec přehnout podél určité linie. Popřípadě se v koncové oblasti provede slisování přehnutého konce. Tím se zajistí postačující těsnost. U materiálu z umělé hmoty není takovýto způsob použitelný. Spíše je potřebné, aby se na sobě ležící konce svařily nebo uzavřely.
Způsob svařování tubovitých obalů z materiálu z umělé hmoty, známý ze spisu DE 37 44 402 C2, předpokládá, že se koncový úsek nejdříve vhodným způsobem působením tepla nebo obdobným postupem změkčí nebo nataví, dříve než se pomocí lisovacího zařízení vytvoří těsnicí šev.
··♦· • · · · · ♦ · ·· ········· • · · · · · ·· ····· · · · ··· ·
Změkčení se provádí tak, že se kolem plnicího konce umístí kroužek, který je opatřen řadou otvorů trysek, skrz které se na vnější stranu plnicího konce tuby fouká horký vzduch. Protože je zpravidla potřebné kompletní svaření, musí být z venku přivedeno značné teplo, to znamená až cca 18 kW elektrického výkonu. Tento způsob se v dnešní době používá v balicím průmyslu a je známý pod označením Hot-Air.
Je dále známo provádět změkčování, popřípadě natavování konce určeného ke svaření, pomocí ultrazvuku nebo ozařování mikrovlnami, s použitím přístrojů analogických ke způsobu s horkým vzduchem.
U všech metod je potřebné provádět natavování a následné lisování v za sebou seřazených výrobních taktech, protože zařízení k natavování materiálu nemůže být prostorově přizpůsobeno lisovacímu zařízení. Dodatečně je navíc nutné zpočátku natavené tuby po slisování opět ochladit, protože jinak může dojít k nechtěné plastické deformaci, a dodatečně může být produkt ovlivněním teplem znehodnocen. Na základě těchto dodatečných nákladů na chlazení je tento způsob mimořádně neekonomický.
Ze spisu DE 22 61 388 je znám způsob svařování koncového dílu z umělé hmoty na trubkovitém tělese z umělé hmoty, u kterého se koncový díl s trubkovitým úsekem vsadí do trubkovitého tělesa. Pomocí laseru se na vnější straně tělesa provádí ozařování, přičemž trubka s koncovým dílem rotuje. Přítlačný váleček slisovává ohřátou oblast a vytváří tak jistý druh svaru.
Základem vynálezu je úkol vytvoření způsobu a zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů, zejména tub, které je použitelné pro všechny běžné druhy umělých hmot na tuby, které má nízkou spotřebu energie, vysokou produkční rychlost, a může být vytvořeno jednoduchými prostředky.
·· »··· · · ·· ·· • · · · · · · · • · ····· · · • · ······· • 9·· · ·· · · ·· 99 9
Podstata vynálezu
Tento úkol řeší zařízení ke svařování konce trubkovitých obalů z umělé hmoty, zejména tub, s přídržným zařízením pro stacionární přidržování obalu se směrem nahoru směřujícím otvorem, a s prostředky k ohřívání prstencovité obvodové oblasti obalu blízko otvoru za účelem následujícího svaření podél podlouhlého, napříč k podélného rozměru obalu probíhajícího švu, jehož podstata spočívá vtom, že na držáku je přibližně na kružnici uspořádána množina diodových laserů tak, že jejich paprsky dopadají buď přímo, nebo přes vychylovací optiku na vnitřní nebo vnější stěnu obalu.
U zařízení podle vynálezu je použit výhodně segmentovaný držák pro větší počet jednotek s laserovými diodami, které jsou uspořádány přibližně v kruhu, takže jejich paprsky dopadají buď přímo, nebo pomocí vychylovací optiky na vnější nebo vnitřní stranu obalu.
Protože vlnová délka diodových laserů leží v blízké infračervené oblasti, to jest má cca 650 nm až 1400 nm, je pro efektivitu zařízení nevýznamné, jestli se ozařuje vnitřní nebo vnější strana obalu, protože téměř všechny umělé hmoty, které přicházejí v úvahu, jsou částečně pohlcující a záření mohou tedy rovnoměrně rozložit přes celou šířku stěny, která je < 1 mm. Ke zjednodušení mechanické konstrukce je třeba dát přednost ozařování na vnější stěnu. Tím je také při ozařování na vnější stěnu zajištěno natavování vnitřní stěny, důležité pro lisování. Způsob provozovaný vynálezem dosahuje homogenního prohřátí tavné zóny. Ke zlepšení účinnosti je také možné na straně, která leží proti laserovým diodám, umístit uvnitř obalu reflektor, který odráží neabsorbované záření do materiálu.
ΦΦ φφφφ φφφφ
Přirozeně je paprsek laserové diody nebo pole laserových diod silně divergentní, zpravidla v rozsahu cca 6 - 10° v rovině podélného rozměru laserových diod (pomalá osa), a cca 35 - 40° svisle k podélnému rozměru, popřípadě v rovině příčného rozměru laserových diod (rychlá osa). Této okolnosti se dá u zařízení podle vynálezu částečně využít. Pro plynulé vzájemné řazení projekcí laserových paprsků na obvodu obalu se může akceptovat, že rychlá svislá osa laserového paprsku (cca 10°) udává radiální odstup jednotek s laserovými diodami, uspořádanými na kružnici v radiálním odstupu vůči obalu. K dosažení ozařování, kontinuálnímu v obvodovém směru, by se mělo od hodnoty paralelního vyzařovacího úhlu v rychlé ose odečíst cca 0,2°.
Aby se dosáhlo postačující hustoty výkonu - podle dosavadních zkušeností by měla hustota výkonu činit > 20 W/cm^ - je účelné záření laserových diod zaostřit. K dosažení hustoty výkonu se silně zaostří kupříkladu pomalá osa jednotky s laserovými diodami. Ohnisko cca 0,5 mm je dosažitelné bez zvláštních nákladů. Laserové záření, vyzářené v obvodovém směru obalu, se naproti tomu zaostřuje jen slabě, aby se přizpůsobila vyzařovací charakteristika. Optimální zaostření by mohlo tedy vypadat následovně: Pomalá osa se zaostří na cca 0,5 mm. Rychlá osa se nezaostří a ponechá si vyzařovací úhel cca 45°. Tím se od jedné jednotky s laserovými diodami ozáří na obvodu tubovitého tělesa obvodový plošný úsek 0,5 mm x 45°. Při průměru tuby 25 mm odpovídá 40° 9,8 mm. To poskytne ozářenou plochu 4,9 mm^. Při výstupním výkonu laseru 20 W to dá hustotu výkonu cca 40 W/cm^.
Pro přizpůsobení ohniska laserového záření zakřivení válcovitého povrchu se může použít asférické čočky. Pro vyvarování se této problematiky může být ovšem počet jednotek s laserovými diodami zvýšen tak, že k vyrovnání zakřivení postačí Depth of Focus. Proto se rychlá vyzařovací osa zaostří tak, že se tedy dosáhne vyzařovacího úhlu 10°. Obdobně vede 10° na povrchu trubkovitého obalu ·· ···· ·· ·· ·· · • · · · · · · · · · • · · · ··· · · · • · ········ · • · ··«····
999 9 · · · 99 · · ··· k menší hodnotě zakřivení, která nemusí být podle okolností opticky již dále vyrovnávána.
Mechanické nastavení polohy jednotek s laserovými diodami je rovněž závislé na zaostření. S rostoucím obvodem obalu se nutně mění relativní nastavení polohy jednotek s laserovými diodami vůči sobě. Přitom úměrně k tomu klesá hustota výkonu na stěně obalu. Aby se tomuto poklesu hustoty výkonu bránilo, mohou být i pro tento případ jednotky s laserovými diodami uspořádány ve vzájemném odstupu, který odpovídá jen zlomku vyzařovacího úhlu v rychlé ose. To snižuje, jak již bylo výše uvedeno, problematiku zakřivení povrchu obalu.
U jedné zjednodušené konfigurace mohou být jednotky s laserovými diodami uspořádány podle své normální vyzařovací charakteristiky (proto cca 45° svislý vyzařovací úhel). To v tomto případě odpovídá osmi jednotkám s laserovými diodami, které mohou být uspořádány kolem osy obalu. Ke zvýšení hustoty výkonu výše uvedené konfigurace na 200 % je nutné odstup os jednotek s laserovými diodami snížit na úhel cca 22,5°.
Pro přizpůsobení na průměr trubkovitého obalu nebo také ke změně hustoty energie na místě dopadu se předpokládá takové provedení vynálezu, že jednotky s laserovými diodami jsou ve směru své podélné osy uspořádány přestavitelně. Adekvátně je dimenzováno a vytvořeno vhodné přestavovací zařízení, aby se mohlo přestavování jednotek s laserovými diodami realizovat.
K uložení a přestavování jednotek s laserovými diodami se může použít kruhová, popřípadě prstencovitá konstrukce, která sestává z jednotlivých segmentů, z nichž každý uchycuje jednu laserovou diodu. Počet segmentů odpovídá tedy počtu jednotek s laserovými diodami. Každý segment jednotlivě ······ ·· ·· ·· · • · · · · · · · · · 6 ·♦·>·♦♦··· • · ·♦···♦· ···« · ·· ·« ·· ··· může být v podélné ose uložen přestavitelně. Všechny segmenty mohou být společně uspořádány na prstencovitém nosníku.
Podle dalšího provedení vynálezu se předpokládá, že držák je pro všechny segmenty ve výšce přestavitelný. Tím se dá měnit poloha místa dopadu na vnější stěně obalu.
Místo výše uvedených jednotek s laserovými diodami se mohou také analogicky použít vláknem spojené diodové lasery nebo vláknové lasery. Podle typu laseru se musí přizpůsobit výstupní optika.
Přehled obrázků na výkrese
Vynález je dále blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení na základě připojeného výkresu, který znázorňuje na obr. 1 půdorysný pohled na schematicky znázorněné zařízení podle vynálezu, na obr. 2 řez 2-2 znázorněním podle obr. 1, na obr. 3 alternativní příklad provedení k příkladu provedení podle obr. 2, na obr. 4 schematicky půdorysný pohled na jednotku s diodovými lasery pro zařízení podle vynálezu, a na obr. 5 boční pohled na jednotku s laserovými diodami podle obr. 4.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 a obr. 2 je znázorněn tubovitý obal 10, který sestává z relativně tenkostěnného materiálu z umělé hmoty. Obal 10 je dole uzavřený a nahoře otevřený. Otevřený konec se má svařit, tím, že se mezi dvěma přímočaře se pohybujícími čelistmi slisuje za účelem vytvoření příčně probíhajícího podélného uzavíracího švu. K tomuto účelu je potřebné vhodný materiál z umělé hmoty, z • · ··· · • · · ♦ · · ··· _ «···*·«·· ♦········· • · ······ • · · ♦ · ♦ · 99 9 9 9 kterého obal 10 sestává, změkčit. Změkčování se provádí pomocí laserových paprsků zařízení, znázorněného na obr. 1 a obr. 2.
Na obr. 1 je znázorněno osm podlouhlých přídržných segmentů 12, které, jak vyplývá z obr. 2, leží v jedné rovině, která se rozprostírá trochu pod horním koncem tubovitého obalu 10, kolmo k jeho ose. Přídržné segmenty 12 přidržují na konci, přivráceném k obalu 10, diodový laser 14. Z obr. 2 lze seznat, že každému diodovému laseru 14 je předřazena mikročočka 16. Viděno v obvodovém směru obalu 10, mají lasery 14 vyzařovací úhel S přibližně 45°. Uspořádání laserů 14, popřípadě přídržných segmentů 12, je takové, že každá ozařovaná obvodová oblast leží tak, že se sousední oblasti vzájemně nepatrně překrývají, tak jak je to znázorněno překrytím 18. Diodové lasery 14 mají známým způsobem úzkou, do délky se rozprostírající výstupní oblast Jsou proto uspořádány tak, že podélný rozměr výstupní oblasti probíhá rovnoběžně s osou obalu 10. Vyzařování v tomto směru však má menší úhel, kupříkladu 10°. Osa, ve které se dosáhne menšího vyzařovacího úhlu, se také označuje jako pomalá osa, zatímco osa kolmo k ní, to znamená v příčném směru k podélné ose, se označuje jako rychlá osa. Jinými slovy, pomalá osa laseru 14 je rovnoběžná s osou obalu 10, a rychlá osa probíhá napříč k ní.
U znázorněného příkladu se kupříkladu zaostřuje jen pomalá osa, tak jak je to znázorněno na obr. 2, zatímco rychlá osa zůstává nezaostřená.
Přídržné segmenty 12 mohou být umístěny společně na zde neznázorněném prstencovitém držáku, přičemž jsou přídržné segmenty 12 pomocí rovněž zde neznázorněného přestavovacího zařízení pohyblivé v podélném směru tam a sem, aby se dal měnit radiální odstup vůči obvodu obalu 10. Dále může být zde neznázorněný prstencovitý držák výškově přestavitelný
44
4 444 4 4 4
4 44444 44
4 «444 4*
4*4·· 44 4* *4 4 takovým způsobem, že místo dopadu laserových paprsků může být na obvodu obalu 10 v podélném směru měněno.
Na obr. 3 je znázorněno, že přídržné segmenty 12 mohou být vůči ose obalu 10 také uspořádány v úhlu, který se nerovná 90°. Soubor přídržných segmentů 12, popřípadě laserů 14, je proto zamýšleno uspořádat na kuželovém prstencovém kotouči.
Na obr. 4 a obr. 5 je o něco blížeji znázorněna jednotka s lasery 14. Je na ní k poznání připojovací plech 20 a šrouby 22 ke spojení laseru 14 s deskou 20. Na obr. 4 je znázorněn vyzařovací úhel I, který se vytvoří v pomalé ose. Na obr. 5 je ještě jednou znázorněn úhel s v rychlé ose. Zatímco vyzařovací úhel I činí přibližně 10°, může vyzařovací úhel s ležet mezi 35° a 45°. Spojení jednotky s diodovými lasery podle obr. 4 a obr. 5 s přídržným segmentem 12 není znázorněno.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení ke svařování konce trubkovitých obalů z umělé hmoty, zejména tub, s přídržným zařízením pro stacionární přidržování obalu se směrem nahoru směřujícím otvorem, a s prostředky k ohřívání prstencovité obvodové oblasti obalu blízko otvoru za účelem následujícího svaření podél podlouhlého, napříč k podélného rozměru obalu probíhajícího švu, vyznačující se tím, že na držáku (12) je přibližně na kružnici uspořádána množina diodových laserů (14) tak, že jejich paprsky dopadají buď přímo, nebo přes vychylovací optiku na vnitřní nebo vnější stěnu obalu (10).
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že diodové lasery (14) jsou uspořádány v rovnoměrném úhlovém odstupu.
  3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že diodové lasery (14) nebo jejich držáky (12) jsou ve směru jejich podélné osy uspořádány přestavitelně.
  4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že diodovým laserům nebo jejich držákům je přiřazeno přestavovací zařízení k jednotlivému nebo společnému přestavování diodových laserů.
  5. 5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že diodové lasery nebo jejich držáky jsou jednotlivě nebo společně výškově přestavitelně.
  6. 6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že každému diodovému laseru (14) je přiřazen radiálně uspořádaný držák (12), a držáky (12) jsou umístěny na společném prstencovitém přídržném zařízení.
    • 0 0000 *« ·*0 0 • · ♦ · · · · · · 00 «······ l'·' » 0 »0·400 • 0 0 9 9 00 · ·· 0 ·
  7. 7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že diodové lasery (14) jsou vzhledem k ose obalu (10) uspořádány tak, že jejich pomalá osa probíhá rovnoběžně s osou obalu (10).
  8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že diodovému laseru (14) je předřazena optika (16) pro zaostřování laserového paprsku v pomalé ose.
  9. 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že diodovému laseru (14) je předřazena optika (16) pro zaostřování laserového paprsku v rychlé ose.
  10. 10. Zařízení podle některého z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že diodovému laseru je předřazena asférická čočka pro přizpůsobení zakřivení obalu (10).
  11. 11. Zařízení podle některého z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že optika je podél optické osy uspořádána přestavitelně relativně vůči diodovému laseru.
  12. 12. Zařízení podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že uvnitř obalu je uspořádán reflektor pro odrážení stěnou obalu neabsorbovaného záření zpět na stěnu.
CZ20012403A 1999-01-19 2000-01-12 Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z plastu, zejména tub CZ20012403A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29900811U DE29900811U1 (de) 1999-01-19 1999-01-19 Vorrichtung zum Verschweißen des Endes von rohrartigen Behältern aus Kunststoff, insbesondere von Tuben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20012403A3 true CZ20012403A3 (cs) 2001-12-12

Family

ID=8068162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012403A CZ20012403A3 (cs) 1999-01-19 2000-01-12 Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z plastu, zejména tub

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6476345B1 (cs)
EP (1) EP1144170B1 (cs)
JP (1) JP2002535159A (cs)
AR (1) AR023083A1 (cs)
AT (1) ATE219716T1 (cs)
BR (1) BR0007582A (cs)
CA (1) CA2359071A1 (cs)
CZ (1) CZ20012403A3 (cs)
DE (2) DE29900811U1 (cs)
DK (1) DK1144170T3 (cs)
EG (1) EG22735A (cs)
ES (1) ES2177508T3 (cs)
HU (1) HUP0105032A3 (cs)
MX (1) MXPA01007213A (cs)
SK (1) SK9872001A3 (cs)
TR (1) TR200102073T2 (cs)
TW (1) TW436448B (cs)
WO (1) WO2000043183A1 (cs)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60019679T2 (de) * 1999-06-11 2006-01-19 Kitano Engineering Co., Ltd., Komatsushima Vorrichtung zur Aushärtung einer optischen Platte
DE10046361A1 (de) * 2000-09-20 2002-04-04 Hella Kg Hueck & Co Vorrichtung und Verfahren zum Verschweißen von Werkstücken
WO2005013439A2 (en) * 2003-07-03 2005-02-10 Pd-Ld, Inc. Use of volume bragg gratings for the conditioning of laser emission characteristics
DE102004003696B4 (de) * 2004-01-24 2017-02-16 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum simultanen Laserschweißen
JP4126292B2 (ja) * 2004-07-29 2008-07-30 三菱重工業株式会社 配管の残留応力改善装置
JP4209366B2 (ja) * 2004-07-29 2009-01-14 三菱重工業株式会社 配管の残留応力改善装置
FR2878185B1 (fr) 2004-11-22 2008-11-07 Sidel Sas Procede de fabrication de recipients comprenant une etape de chauffe au moyen d'un faisceau de rayonnement electromagnetique coherent
US7425296B2 (en) 2004-12-03 2008-09-16 Pressco Technology Inc. Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment
US10857722B2 (en) * 2004-12-03 2020-12-08 Pressco Ip Llc Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment
FR2913210B1 (fr) 2007-03-02 2009-05-29 Sidel Participations Perfectionnements a la chauffe des matieres plastiques par rayonnement infrarouge
FR2917005B1 (fr) 2007-06-11 2009-08-28 Sidel Participations Installation de chauffage des corps de preformes pour le soufflage de recipients
CA2754572C (en) 2009-03-05 2017-10-24 Pressco Technology, Inc. Digital heat injection by way of surface emitting semi-conductor devices
DE202009006589U1 (de) * 2009-05-06 2009-08-27 Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh Laserstation und Laseranlage
JP5883789B2 (ja) * 2009-09-15 2016-03-15 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. プレフォームを加熱する方法
DE102010047917A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Vorrichtung zur simultanen Umfangsbearbeitung eines Werkstückes mit Laserstrahlen
DE102012106645A1 (de) * 2012-07-16 2014-01-16 Rehau Ag + Co Schweißvorrichtung zum Verschweißen eines Schlauchs mit einem Anschlussele-ment durch Laserlicht und Verfahren zum Verschweißen mit der Schweißvorrichtung
DE102013102844A1 (de) * 2013-03-20 2014-09-25 Krones Ag Vorrichtung sowie Verfahren zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter aufgebrachten Formteils
US10926355B2 (en) 2019-02-05 2021-02-23 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding tubular components using a single, fixed optical reflector with multiple reflecting surfaces
US11819940B2 (en) 2019-02-05 2023-11-21 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts
US11931823B2 (en) 2019-02-05 2024-03-19 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4550238A (en) 1982-11-05 1985-10-29 Warner-Lambert Company Apparatus and method for sealing capsules
SE8300277L (sv) * 1983-01-20 1984-07-21 Norden Packaging Mach Forseglingsanordning
DE4425861A1 (de) 1994-07-21 1996-01-25 Spemaba Spezialmaschinenbau Gm Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen des Einfüllendes eines röhrenförmigen Behälters
DE29712264U1 (de) 1997-07-11 1998-11-12 Sator Alexander Paul Vorrichtung zum Verschweißen der Enden von rohrförmigen Behältern, insbesondere von Tuben
US6356390B1 (en) * 2000-06-22 2002-03-12 Thomson Licensing, S.A. Light valve light source

Also Published As

Publication number Publication date
ATE219716T1 (de) 2002-07-15
JP2002535159A (ja) 2002-10-22
HUP0105032A2 (hu) 2002-05-29
SK9872001A3 (en) 2001-12-03
CA2359071A1 (en) 2000-07-27
DK1144170T3 (da) 2002-10-14
DE29900811U1 (de) 1999-03-18
HUP0105032A3 (en) 2003-01-28
MXPA01007213A (es) 2002-03-27
EP1144170A1 (de) 2001-10-17
BR0007582A (pt) 2001-11-06
TW436448B (en) 2001-05-28
AR023083A1 (es) 2002-09-04
ES2177508T3 (es) 2002-12-16
WO2000043183A1 (de) 2000-07-27
DE50000244D1 (de) 2002-08-01
US6476345B1 (en) 2002-11-05
TR200102073T2 (tr) 2001-11-21
EG22735A (en) 2003-07-30
EP1144170B1 (de) 2002-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20012403A3 (cs) Zařízení ke svařování konců trubkovitých obalů z plastu, zejména tub
US8505604B2 (en) Laser head and method of connecting tubular parts by the laser transmission method
US4731254A (en) Method of, and apparatus for, repairing mechanical and/or chemical damage to the surface of bottles destined for re-use
JP5002110B2 (ja) カテーテルの周囲にレーザー光線を適用する方法
ES2236932T3 (es) Procedimiento y dispositivo para soldar los extremos de recipientes tubulares, en especial de tubos.
KR20090094113A (ko) 레이저 빔을 환형 레이저 빔으로 변환하기 위한 광학 장치를 구비한 레이저 빔 용접 장치 및 이에 상응하는 레이저 빔 용접 방법
JP4404288B2 (ja) 積層包装材料を溶着する方法
US6911108B2 (en) Photon welding devices for joining plastic parts
CN102656002A (zh) 一种加热预成型件的方法,一种驱动装置,一种预成型件加热系统以及一种计算机程序
JP2011521611A (ja) レーザビーム吸収型螺旋支持体、その製造方法及びその製造用の装置
WO2020050139A1 (en) Method for separating a hollow glass body from a glass tube as well as method and system for manufacturing a receptacle
DE19848065C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen der Enden von rohrartigen Behältern, insbesondere von Tuben
MXPA00000400A (en) Method and device for soldering the ends of tubular containers, specially tubes
WO2003019983A1 (en) Infrared welder
GB2271312A (en) Welding using radiant heat
JP2000235097A (ja) 燃料棒端栓の封止溶接方法
RU2000103220A (ru) Способ и устройство для сваривания концов трубообразных сосудов, в частности, тюбиков
JPH0332483A (ja) 光の収束機構