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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschweißofen und ein Schweißverfahren, die beiden zum technischen Gebiet des Vakuumschweißens gehören.
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Stand der Technik
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Bei der Herstellung von elektronischen Elementen und Bauteilen wie Dioden, Trioden, Thyristoren oder Brücken muss ein Chip zwischen einem oberen und einem unteren Stoffblatt geschweißt werden. Dieser Vorgang wird als Laminieren bezeichnet. Der spezifische Arbeitsprozess des Laminierens läuft wie folgt ab: Zuerst muss die Lötpaste auf die Oberseite des unteren Stoffblattes aufgetragen werden und der Chip an einer bestimmten Position des unteren Stoffblattes platziert werden, dann wird das obere Stoffblatt, dessen Unterseite mit der Lötpaste beschichtet ist, auf die Oberseite des unteren Stoffblattes gestapelt. Anschließend wird die obere Abdeckung einer Schweißform auf die Bodenplatte der Schweißform abdichtend aufgesetzt, und schließlich wird die Schweißform zum Schweißen in den Schweißofen zugeführt. Das Schweißen der Stoffblätter muss in einem Vakuumofen erfolgen.
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Das chinesische Gebrauchsmuster mit der Anmeldenummer 201420820418.2 offenbart einen Durchlauf-Vakuumschweißofen, bei seiner Verwendung folgende technische Probleme vorliegen:
- (1) An dem Maschinentisch des Vakuumschweißofens ist ausschließlich eine mit der Vakuumverarbeitungsvorrichtung zusammenspielende Heizzone vorgesehen. Da die Lötpaste erst dann sich schmelzen lassen und den Schweißeffekt erreichen kann, wenn die Stoffblätter auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden sollen, jedoch benötigt der Transport der Stoffblätter in die Heizzone noch die Zeit, wodurch die Erwärmungszeit verlängert wird. Und da die Heizzone auf der oberen Abdeckung angeordnet ist, verwendet die Heizzone zur Erwärmung der Stoffblätter die Strahlung und deshalb ist ihre Wärmeübertragungseffizienz geringer, wodurch die Erwärmungszeit der Stoffblätter weiter erhöht wird und somit eine geringere Schweißeffizienz gezeigt wird;
- (2) Um den Transport der Stoffblätter durch Übertragungseinheit zu erleichtern, müssen beide Enden der Stoffblätter aus dem Stützungstisch herausragen, damit die Stoffblätter durch ihre beidseitigen herausragenden Abschnitte von der Übertragungseinheit gestützt und transportiert werden. Da die erhitzten Stoffblätter weicher sind, sind die beidseitigen herausragenden Abschnitte der Stoffblätter nach unten gebogen, so dass die Positionen der Chips an beiden Enden der Stoffblätter nicht hin zu den Kontakten der Stoffblätter ausgerichtet werden können, was zu einer großen Anzahl fehlerhafter Produkte führt;
- (3) Nach dem Schweißen weisen die Stoffblätter eine überhöhe Temperatur und somit eine relativ langsame Abkühlgeschwindigkeit auf, daher neigen die Stoffblätter nach dem Entfernen aus der Vakuumverarbeitungsvorrichtung zu oxidieren. Da die Temperatur der aus dem Maschinentisch entfernten Stoffblätter immer noch zu hoch, kann der Arbeiter die Stoffblätter nicht direkt behandeln.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Das zu lösende technische Problem der vorliegenden Anmeldung besteht darin, die Mängel im Stand der Technik auszuräumen und einen Vakuumschweißofen sowie ein Schweißverfahren bereitzustellen, damit sowohl das Erwärmen der Stoffblätter beim Transport als auch eine hohe Schweißgeschwindigkeit erreicht werden, während die Oxidation der Stoffblätter vermieden wird.
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Technische Lösung
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Um diese technischen Probleme zu lösen, wird bei der vorliegenden Anmeldung die folgende technische Lösung verwendet: Vakuumschweißofen, umfassend eine Schweißkammer, eine Ofenabdeckung und eine Transporteinheit, wobei die Ofenabdeckung auf der Oberseite der Schweißkammer abdichtend überdeckt, damit zwischen der Schweißkammer und der Ofenabdeckung ein Schweißraum ausgebildet ist, und wobei am unteren Teil der Schweißkammer ein Schweißtisch vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Ladeende zugewandte Seite des Schweißtisches eine Heizzone ist, dass eine dem Auswerfende zugewandte Seite des Schweißtisches eine Kühlzone ist, und auf der Oberseite eines der Kühlzone zugewandten Endes der Heizzone ein Absaugmodul vorgesehen ist, das anhebbar und absenkbar an der Ofenabdeckung angebracht ist, wobei der Bodenteil des Absaugmoduls gemeinsam mit der Heizzone einen dicht verschlossenen Unterdruckraum einschließt, und dass ein Schutzgaseinlassrohr an der Schweißkammer oder der Ofenabdeckung vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Schweißtisch mehrere Heizplatten sowie mehrere Kühlplatten umfasst, wobei die mehreren Heizplatten in eine Heizzone und die mehreren Kühlplatten in eine Kühlzone zusammengebaut sind.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass jede der Heizplatten beidseitig symmetrisch mit einem Elektroheizrohr versehen ist und am mittleren Teil der Heizplatte ein Sensoraufnahmeloch vorgesehen ist, das als ein zwischen den beiden Elektroheizrohren vorgesehenes Sackloch ausgebildet ist, wobei ein Temperatursensor in dem Sensoraufnahmeloch eingebaut ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass jede der Kühlplatten beidseitig symmetrisch mit einem Einströmkanal versehen ist und zumindest an einem Ende der Kühlplatte ein mit den beiden Wassereinlasskanälen verbundener Ausströmkanal vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass auf der Unterseite der Schweißkammer eine Flüssigkeitssammlungshaube vorgesehen ist, wobei der Bodenteil der Flüssigkeitssammlungshaube beiderseits derart ausgestaltet ist, dass er von der Seite allmählich geneigt nach unten in die Mitte verläuft, und dass am Bodenteil der Flüssigkeitssammlungshaube ein Flüssigkeitssammlungshaube-Abflussrohr vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Schutzgaseinlassrohr eine Hauptzuleitung für Stickstoff ist, welche an beiden Enden der Ofenabdeckung jeweils vorgesehen ist, und dass der mittlere Teil der Ofenabdeckung beidseitig symmetrisch mit einer Nebenzuleitung für Stickstoff versehen ist, die mit dem Inneren der Schweißkammer verbunden ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass am unteren Teil der Ofenabdeckung beidseitig symmetrisch eine Einlassplatte angeordnet ist, wobei an dem oberen Teil der Einlassplatte eine oberseitig offene Einlassöffnung vorgesehen ist und gemeinsam mit der Ofenabdeckung einen Einlassraum einschließt, und wobei an der Einlassplatte mehrere Lufteinblaslöcher beabstandet angeordnet sind, welche die Einlassöffnungen mit dem Inneren der Schweißkammer verbinden, während die Nebenzuleitung für Stickstoff mit der Einlassöffnung verbunden ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Transporteinheit Transportstangen und drei auf der Unterseite der Schweißkammer vorgesehene Einheiten, d.h. eine Hebeeinheit, eine Verschiebungseinheit sowie eine Klappeinheit, umfasst, wobei es zwei symmetrisch angeordnete Transportstangen gibt und der mittlere Teil der Transportstangen sich innerhalb der Schweißkammer befindet, und wobei die Klappeinheit, die zugleich mit den beiden Transportstangen verbunden ist und sie zum Ein- und Ausklappen antreibt, mit der Verschiebungseinheit verbunden ist und von ihr angetrieben wird, um sich in die Richtung nahe an das Auswerfende oder weg von dem Auswerfende zu bewegen, während die Hebeeinheit mit der Verschiebungseinheit verbunden ist und sie antreibt, sich zu heben und zu senken, und dass jede Transportstange mit mehreren Stützungen versehen ist, während an beiden Enden des Schweißtisches mehrere Ausnehmungen vorgesehen sind, wobei die Ausnehmungen mit den Stützungen paarweise korrespondieren.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass beide Enden der Schweißkammer jeweils durch Endkappen geschlossen sind und jede Endkappe beidseitig symmetrisch mit einer Ausnehmung zum Transport versehen ist, wobei die Transportstangen durch die Ausnehmung zum Transport hindurch mit der Klappeinheit verbunden sind, und wobei der Bodenteil der Endkappe im Abstand von dem Schweißtisch angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass jede der Endkappen an ihren beiden Enden symmetrisch mit einer Montagenut für Deckplatte versehen ist, wobei die Ebene, in welcher sich die Montagenut für Deckplatte befindet, senkrecht zur Mittellinie der Tragstangen verläuft, dass eine Deckplatte gleitend in der Montagenut für Deckplatte angebracht ist, wobei die Deckplatte und die Transportstange gleitend und abdichtend miteinander verbunden sind, und dass durch das Zusammenspiel von der Deckplatte und der Endkappe an der entsprechenden Seite das Ende der Schweißkammer abgedichtet werden.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass jede der Endkappen an ihren beiden Enden symmetrisch mit einer Montagenut für Deckplatte versehen ist, wobei die Ebene, in welcher sich die Montagenut für Deckplatte befindet, senkrecht zur Mittellinie der Tragstangen verläuft, dass eine Deckplatte gleitend in der Montagenut für Deckplatte angebracht ist, wobei die Deckplatte und die Transportstange gleitend und abdichtend miteinander verbunden sind, und die Deckplatte und der entsprechenden Endkappe das Ende der Schweißkammer abgedichtet werden.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Klappeinheit eine horizontal angeordnete Klappführungsplatte und ein Klappkraftmodul umfasst, wobei die Klappführungsplatte zwischen den beiden Transportstangen vorgesehen ist und beidseitig mit einer in die dem Auswerfende zugewandte Richtung allmählich nach innen geneigt ausgebildeten Klappführung versehen ist, dass auf der Unterseite jeder Transportstange jeweils ein an der Klappführung anliegendes Klappführungsrad angebracht ist und zwischen den beiden Transportstangen eine im ausgedehnten Zustand befindliche Klappfeder vorgesehen ist, und dass das Klappkraftmodul mit der Klappführungsplatte verbunden ist und sie antreibt, sich in die Richtung nahe an das Auswerfende oder weg von dem Auswerfende zu bewegen.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Hebeeinheit einen Hubführungsblock und einen Hubzylinder für Transport umfasst, wobei auf der Oberseite des Hubführungsblocks eine in die dem Auswerfende zugewandte Richtung allmählich nach unten geneigt ausgebildete Hubführung angeordnet ist, und wobei auf der Unterseite der Verschiebungseinheit ein an der Hubführung anliegendes Hubführungsrad vorgesehen ist, und dass eine Kolbenstange des Hubzylinders für Transport mit dem Hubführungsblock verbunden ist und ihn antreibt, sich in die Richtung nah an das Auswerfende oder weg von dem Auswerfende zu bewegen.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Absaugmodul eine Dichtplatte und einen Absaugmodulhubzylinder umfasst, wobei die Dichtplatte auf der Oberseite der Heizzone und parallel zur Heizzone angeordnet ist, und wobei der Bodenteil der Abdichtplatte gemeinsam mit der Heizzone einen geschlossenen Unterdruckraum einschließt, der mit einem Absaugrohr verbunden ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Dichtplatte auf der Unterseite der Ofenabdeckung angeordnet ist und der Absaugmodulhubzylinder auf der Oberseite der Ofenabdeckung angebracht ist, wobei die Kolbenstange des Absaugmodulhubzylinders über ein Verbindungsrohr mit der Abdichtplatte verbunden ist, und wobei das Verbindungsrohr den Unterdruckraum mit dem Absaugrohr verbindet.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Vakuumschweißofen ferner ein Reinigungsmodul umfasst, wobei das Einlassende und das Auslassende des Reinigungsmoduls jeweils mit dem Inneren der Schweißkammer verbunden sind.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Reinigungsmodul einen Reinigungskasten, auf dessen beiden Seiten jeweils das Einlassende und das Auslassende angeordnet sind, ein in dem Reinigungskasten angeordnetes Wellungsrohr, das mit zirkulierender Kühlflüssigkeit gefüllt ist, und ein Sieb, welches in der Nähe des Auslassendes vorgesehen ist und das Auslassende schließt, umfasst, wobei ein Gebläse zwischen dem Auslassende des Reinigungskastens und der Schweißkammer vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Reinigungsmodul ferner in dem Reinigungskasten angeordnete Rippen umfasst.
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Schweißverfahren für einen obigen Vakuumschweißofen, dadurch gekennzeichnet, umfassend folgende Schritte:
- 1) Schließen der Schweißkammer durch die Ofenabdeckung und Zuführen des Schutzgases über das Schutzgaseinlassrohr in die Schweißkammer;
- 2) Transportieren der Stoffblätter Blatt für Blatt in den Unterdruckraum durch die Transporteinheit und allmähliches Erwärmen der Stoffblätter im Transportprozess durch die Heizzone;
- 3) Transportieren der im Unterdruckraum fertiggeschweißten Stoffblätter zum Auswerfende durch die Transporteinheit und allmähliches Abkühlen der Stoffblätter durch die Kühlzone.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Im Vergleich zu dem Stand der Technik weist die vorliegende Anmeldung folgende vorteilhafte Wirkungen auf:
- 1. Die Heizzone des erfindungsgemäßen Vakuumschweißofens kann die Stoffblätter erwärmen, so dass die Stoffblätter schnell in einem Unterdruckraum fertiggeschweißt werden können. Dadurch, dass die Schweißkammer mit Schutzgas gefüllt ist, kann die Reaktion der Stoffblätter mit dem Sauerstoff während des Erwärmungsprozesses vermieden werden. Und die Kühlzone kann die Stoffblätter abkühlen, so dass die Temperatur der aus der Schweißkammer bewegten Stoffblätter so niedrig ist, dass das Oxidieren der Stoffblätter verhindert wird und die geschweißten Stoffblätter sich auch bequem und rechtzeitig verarbeiten lassen. Und während der Verarbeitung der Stoffblätter tritt nicht wegen der Flexibilität bei zu hoher Temperatur das Problem auf, dass die Stoffblätter bei der Verarbeitung sich verformen und es somit zu einer Erhöhung der Ausschussrate führt. Die Stoffblätter stehen im direkten Kontakt mit der Heizzone bzw. der Kühlzone, sodass das Erwärmen und Abkühlen durch Wärmeleitung realisiert werden. Im Vergleich zu dem Erwärmungsverfahren unter Verwendung von Strahlung wird die Heizgeschwindigkeit stark erhöht, so dass die Stoffblätter schnell erwärmt und abgekühlt werden können und der Energieverbrauch reduziert wird.
- 2. Die mehreren Heizplatten werden in eine Heizzone zusammengebaut, während die mehreren Kühlplatten in eine Kühlzone zusammengebaut werden, so dass in der Schweißkammer gleichzeitig mehrere Stoffblätter aufgenommen und von der Heizzone gleichzeitig aufgeheizt werden können, wodurch der Stoffblätter schnell die Schweißtemperatur erreichen können und die Schweißgeschwindigkeit somit erhöht wird.
- 3. Jede Heizplatte ist mit einem Elektroheizrohr und einem Temperatursensor versehen, so dass bei jeder Heizplatte eine unabhängige Temperaturregelung realisiert wird. Somit können die Stoffblätter während ihres Transportprozesses schrittweise erwärmt werden, wodurch es vermieden werden soll, dass wegen zu schneller Erwärmung die Stoffblätter sich verformen und die Lötpaste schmilzt und herausfließt, was zu Ausschüssen führt.
- 4. Jede Kühlplatte ist mit einem Einströmkanal und einem Ausströmkanal versehen, so dass eine schrittweise Abkühlung der Stoffblätter realisiert wird. Dadurch wird verhindert, dass die erstarrte Lötpaste aufgrund eines übermäßigen Temperaturabfalls gerissen wird. Dies führt zu einem schlechten Kontakt zwischen dem Chip und den Stoffblättern und somit das Entstehen der Ausschüsse. Es ist auch möglich, eine Verformung der Stoffblätter zu vermeiden.
- 5. Mittels der Flüssigkeitssammlungshaube können die aufgrund der Kondensation in der Kühlzone gebildeten Flüssigkeiten durch das Abflussrohr der Flüssigkeitssammlungshaube abgelassen werden.
- 6. An beiden Enden der Ofenabdeckung ist jeweils eine Hauptzuleitung für Stickstoff vorgesehen, während der mittlere Teil der Ofenabdeckung beidseitig symmetrisch mit einer Nebenzuleitung für Stickstoff versehen ist, wodurch sichergestellt wird, dass die Schweißkammer schnell mit dem Stickstoff gefüllt ist. Somit sind eine kurze Vorbereitungszeit vor dem Schweißen und eine bequeme Bedienung möglich.
- 7. Über die Einlassplatte wird der Stickstoff von der Nebenzuleitung für Stickstoff gleichmäßig in die Schweißkammer eingespritzt, so dass die Luft in der Schweißkammer vollständig entleert werden kann, um zu verhindern, dass die erwärmten Stoffblätter mit Sauerstoff reagieren.
- 8. Die Klappeinheit treibt die beiden Transportstangen zum Ein- und Ausklappen an und wirkt derart mit der Hebeeinheit zusammen, dass die Stützungen in die Aussparung des Schweißtisches hineinragen und die Stoffblätter durch ihre beiden Enden abstützen. Durch die Transportstangen werden die Stoffblätter von der Verschiebungseinheit angetrieben, sich zu verschieben, wodurch die Verschiebung der Stoffblätter erfolgt.
- 9. Die Transportstangen ragen durch die Ausnehmung zum Transport aus der Schweißkammer heraus und sind mit der Klappeinheit verbunden, wodurch nicht nur die Stoffblätter in der Schweißkammer transportiert werden, sondern auch die Stoffblätter in die Schweißkammer eintransportiert und die in der Schweißkammer fertiggeschweißten Stoffblätter von der Schweißkammer austransportiert werden können. Während des Schweißvorgangs können die Stoffblätter hinein- und herausbewegt werden, ohne die Ofenabdeckung zu öffnen.
- 10. Mit der Bewegung der Transportstangen bewegt die Deckplatte sich in der Montagenut für Deckplatte, so dass die Schweißkammer rechtzeitig geschlossen werden kann, um das Austreten des Schutzgases zu vermeiden und den Verbrauch des Schutzgases zu verringern sowie die Schweißkosten zu reduzieren.
- 11. Die Klappeinheit ist mit den auf der Unterseite der Schweißkammer vorgesehenen Montagearmen für Transport verbunden, was die Verbindung der Transportstangen erleichtert.
- 12. Das Klappkraftmodul veranlasst die Klappführungsplatte zu bewegen, wobei die Klappführung der Klappführungsplatte durch das Klappführungsrad die beiden Transportstangen antreibt, um sich synchron in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen. Die Klappfeder lässt das Klappführungsrad immer an die Klappführung der Klappführungsplatte fest anpressen und somit das Ein- und Ausklappen der beiden Transportstangen realisiert wird, was einerseits den Transport der Stoffblätter erleichtert und auch verhindern kann, dass die Transportstangen den Betrieb des Absaugmoduls behindert. Andererseits wird die Endkappe wegen des stabilen Wegs der Transportstangen nicht beschädigt.
- 13. Der Hubzylinder veranlasst den Hubführungsblock zu verschieben. Die Hubführung des Hubführungsblocks treibt über das Hubführungsrad die Verschiebungseinheit zum Anheben und Absenken an, wodurch das synchrone Anheben und Absenken der beiden Transportstangen realisiert wird und es sichergestellt wird, dass die Hubbewegung der Transportstangen stabil ist und die Schweißkammer aufgrund des bestimmten Hubwegs nicht beschädigt wird.
- 14. Die Dichtplatte schließt gemeinsam mit der Heizzone einen Unterdruckraum ein und kann von dem Absaugmodulhubzylinder zum Anheben und Absenken angetrieben werden, wodurch die Stoffblätter bequem in den Unterdruckraum hinein oder aus demselben heraus bewegt werden.
- 15. Der Absaughubzylinder ist über das Verbindungsrohr mit der Dichtplatte verbunden und treibt die Dichtplatte zum Anheben und Absenken an, wobei das Absaugrohr über das Verbindungsrohr mit dem Inneren des Unterdruckraumes verbunden ist, was nicht nur die Installation und die Verbindung der Dichtplatte vereinfacht, aber auch das Absaugen des Unterdruckraums erleichtert.
- 16. Das Reinigungsmodul kann das Schutzgas von der Schweißkammer absaugen und den Schweißöldampf im Schutzgas entfernen. Damit wird vermieden, dass das Schweißen der Stoffblätter von dem aus der erwärmten Lötpaste erzeugten übermäßigen Schweißöldampf beeinflusst wird.
- 17. Das Wellungsrohr führt durch die Kühlflüssigkeit seinen Wärmeaustausch mit dem abgesaugten Schutzgas durch und senkt die Temperatur des Schutzgases, so dass der Schweißöldampf verflüssigt wird. Anschließend wird das Schutzgas durch das Sieb gefiltert und dann verbleibt das Schweißöl auf dem Sieb, wodurch die Trennung von dem Schweißöl und dem Schutzgas realisiert wird.
- 18. Die Rippen können die Wärmeaustauschfläche zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Schutzgas vergrößern, um das Schutzgas schnell abzukühlen, somit kann das Schweißöl vom Schutzgas gründlicher entfernt werden. 19. Das Schweißverfahren schützt durch das Schutzgas die Stoffblätter in der Schweißkammer, verhindert, dass bei hoher Temperatur die Stoffblätter mit dem Sauerstoff reagieren. Die Heizzone kann die Stoffblätter schrittweise erwärmen, damit die Temperatur der Stoffblätter dann die Schweißtemperatur erreicht oder nahe an der Schweißtemperatur liegt, wenn die Stoffblätter sich in den Unterdruckraum bewegen. Deswegen können die Stoffblätter während der Schweißzeit in dem Unterdruckraum schnell fertiggeschweißt werden. Dadurch wird die Schweißzeit verkürzt und die Schweißgeschwindigkeit erhöht. Die schrittweise Abkühlung der Stoffblätter durch die Kühlzone kann nicht nur eine gründliche Abkühlung sicherstellen, sondern auch eine durch zu schnelle Abkühlung verursachte Verformung der Stoffblätter vermeiden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Vakuumschweißofens.
- 2 ist eine schematische Perspektivansicht einer Ofenabdeckung.
- 3 ist eine vordere schematische Schnittansicht auf die Ofenabdeckung.
- 4 zeigt ausschnittsweise eine vergrößerte Ansicht von A in 3.
- 5 ist eine vordere schematische Schnittansicht auf eine Einlassplatte.
- 6 ist eine schematische Perspektivansicht des Vakuumschweißofens nach Entfernen der Ofenabdeckung.
- 7 zeigt ausschnittsweise eine vergrößerte Ansicht von B in 6.
- 8 ist eine schematische Perspektivansicht eines Schweißtisches.
- 9 ist eine schematische rechte Seitenansicht des Schweißtisches.
- 10 ist eine schematische geschnittene Draufsicht auf eine Heizplatte.
- 11 ist eine schematische geschnittene Draufsicht auf eine Kühlplatte.
- 12 ist eine vordere schematische Schnittansicht eines Montageelements der Schweißkammer.
- 13 ist eine vordere schematische Schnittansicht eines Montagestiftes.
- 14 ist eine schematische Vorderansicht eines Absaugmoduls.
- 15 ist eine schematische Perspektivansicht einer Transporteinheit.
- 16 ist eine schematische Vorderansicht der Transporteinheit.
- 17 ist eine schematische Perspektivansicht eines Reinigungsmoduls des Schweißöls.
- 18 ist eine vordere schematische Schnittansicht des Reinigungsmoduls.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Maschinengestell
- 2.
- Transporteinheit
- 3.
- Ofenabdeckungszylinder
- 4.
- Ofenabdeckung
- 5.
- Hauptzuleitung für Stickstoff
- 6.
- Führungshaube
- 7.
- Reinigungseinlassrohr
- 8.
- Reinigungsauslassrohr
- 9.
- Absaugmodul
- 10.
- Verbindungsarm
- 11.
- Schwingarm
- 12.
- Montagearm
- 13.
- Verbindungsstange
- 14.
- Ofenabdeckungsmontageplatte
- 1401.
- Montageöffnung
- 15.
- Gashaube
- 16.
- Nebenzuleitung für Stickstoff
- 17.
- Einlassplatte
- 1701.
- Einlassöffnung
- 1702.
- Lufteinblasloch
- 18.
- Schweißkammer
- 19.
- Auswerftisch
- 1901.
- Aussparung des Auswerftisches
- 20.
- Schweißtisch
- 21.
- Ladetisch
- 2101.
- Aussparung des Ladetisches
- 22.
- Montageplatte
- 23.
- Einstellfeder
- 24.
- Transportstange
- 25.
- Dichthülle
- 26.
- Endkappe
- 2601.
- Ausnehmung zum Transport
- 2602.
- Montagenut für Deckplatte
- 27.
- Deckplatte
- 28.
- Kühlplatte
- 2801.
- Kühlplattenausnehmung
- 2802.
- Einströmkanal
- 2803.
- Ausströmkanal
- 2804.
- Montageloch für Kühlplatte
- 29.
- Wasserzuflussrohr
- 30.
- Heizplatte
- 3001.
- Heizplattenausnehmung
- 3002.
- Elektroheizrohraufnahmeloch
- 3003.
- Sensoraufnahmeloch
- 3004.
- Heizplattenmontageloch
- 31.
- Elektroheizrohr
- 32.
- Temperatursensor
- 33.
- Flüssigkeitssammlungshaube
- 3301.
- Flüssigkeitssammlungshaube-Abflussrohr
- 34.
- Absaugmodulmontagehalterung
- 35.
- Absaugmodulhubzylinder
- 36.
- Dichtplatte
- 37.
- Verbindungsrohr
- 38.
- Verbindungsplatte
- 39.
- Montagestift
- 3901.
- Gewindebohrung
- 40.
- Schweißkammermontageelement
- 4001.
- Befestigungsabschnitt
- 4002.
- Stufenloch
- 41.
- Verschiebungsplatte
- 42.
- Klappmontagestange
- 43.
- Klappführungsplatte
- 44.
- Klappführungsrad
- 45.
- Montagearm für Transport
- 46.
- Hubzylinder für Transport
- 47.
- Hubführungshalterung
- 48.
- Hubführungsblock
- 49.
- Verschiebungshalterung
- 50.
- Verschiebungshalterungsführungsschi ene
- 51.
- Verschiebungsplattenführungsschiene
- 52.
- Montageplatte für Transport
- 53.
- Verschiebungsmotor
- 54.
- Versch iebungsm otorm ontagehalterung
- 55.
- Verschiebungsträger
- 56.
- Klappbewegungshalterung
- 57.
- Klappelektromotormontagehalterung
- 58.
- Klappelektromotor
- 59.
- Reinigungsmodul
- 60.
- Ölversorgung
- 61.
- Reinigungskasten
- 62.
- Einlassrohr für Reinigungskasten
- 63.
- Siebmontagekasten
- 64.
- Sieb
- 65.
- Gebläse
- 66.
- Sammelbehälter für Lötpaste
- 67.
- Wellungsrohr
- 68.
- Rippen
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 bis 18 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung. Nachfolgend wird die vorliegende Anmeldung unter Bezugnahme auf die 1 bis 18 näher angegeben.
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Hier handelt es sich um einen Vakuumschweißofen, umfassend eine Schweißkammer 18, eine Ofenabdeckung 4 und eine Transporteinheit 2, wobei die Ofenabdeckung 4 auf der Oberseite der Schweißkammer 18 abdichtend überdeckt, damit zwischen der Schweißkammer 18 und der Ofenabdeckung 4 ein Schweißraum ausgebildet ist, und wobei am unteren Teil der Schweißkammer 18 ein Schweißtisch 20 vorgesehen ist. Eine dem Ladeende zugewandte Seite des Schweißtisches 20 ist eine Heizzone, während eine dem Auswerfende zugewandte Seite des Schweißtisches 20 eine Kühlzone ist, wobei auf der Oberseite eines der Kühlzone zugewandten Endes der Heizzone ein Absaugmodul 9 vorgesehen ist, das anhebbar und absenkbar an der Ofenabdeckung 4 angebracht ist, wobei der Bodenteil des Absaugmoduls 9 gemeinsam mit der Heizzone einen dicht verschlossenen Unterdruckraum einschließt, und dass ein Schutzgaseinlassrohr an der Schweißkammer 18 oder der Ofenabdeckung 4 vorgesehen ist. Die Heizzone des erfindungsgemäßen Vakuumschweißofens kann die Stoffblätter erwärmen, so dass die Stoffblätter schnell in dem Unterdruckraum fertiggeschweißt werden können. Dadurch, dass die Schweißkammer 18 mit Schutzgas gefüllt ist, kann die Reaktion der Stoffblätter mit dem Sauerstoff während des Erwärmungsprozesses vermieden werden. Und die Kühlzone kann die Stoffblätter abkühlen, so dass die Temperatur der aus der Schweißkammer 18 bewegten Stoffblätter so niedrig ist, dass das Oxidieren der Stoffblätter verhindert wird und die geschweißten Stoffblätter sich auch bequem und rechtzeitig verarbeiten lassen. Und während der Verarbeitung der Stoffblätter tritt nicht wegen der Flexibilität bei zu hoher Temperatur das Problem auf, dass die Stoffblätter bei der Verarbeitung sich verformen und es somit zu einer Erhöhung der Ausschussrate führt. Die Stoffblätter stehen im direkten Kontakt mit der Heizzone bzw. der Kühlzone, sodass das Erwärmen und Abkühlen durch Wärmeleitung realisiert werden. Im Vergleich zu dem Erwärmungsverfahren unter Verwendung von Strahlung wird die Heizgeschwindigkeit stark erhöht, so dass die Stoffblätter schnell erwärmt und abgekühlt werden können und der Energieverbrauch reduziert wird.
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Im Nachstehenden wird die vorliegende Anmeldung unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Der Fachmann sollte jedoch verstehen, dass die hier anhand der beigefügten Zeichnungen angegebene detaillierte Beschreibung zur besseren Veranschaulichung dient. Die Struktur der vorliegenden Anmeldung geht unausweichlich über diese begrenzten Ausführungsbeispiele hinaus, und einige äquivalente Alternativen oder übliche Lösungen werden in diesem Text nicht im Detail beschrieben, aber fallen immer noch in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung.
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Spezifisch wie in 1 gezeigt, ist die Schweißkammer 18 als ein quaderförmiger Kasten mit einer offenen Oberseite ausgebildet. Die beiden Enden der Schweißkammer 18 sind jeweils ein Ladeende und ein Auswerfende und die Schweißkammer 18 ist auf der Oberseite des Maschinengestells 1 angebracht. Die Transporteinheit 2 ist an dem Maschinengestell 1 auf der Unterseite der Schweißkammer 18 angebracht. Die Ofenabdeckung 4 ist auf der Oberseite der Schweißkammer 18 angebracht und schließt von der Oberseite die Schweißkammer 18. Auf der Ofenabdeckung 4 ist das Absaugmodul 9 vorgesehen, dessen unteres Ende durch die Ofenabdeckung 4 hindurch in die Schweißkammer 18 hineinragt, wobei das Absaugmodul 9 zwischen der Heizzone und der Kühlzone angeordnet ist. Hierbei können mehrere Absaugmodule 9 vorgesehen sein, um die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen, aber auch kann nur ein einziges vorgesehen sein.
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An zwei Enden des Maschinengestells 1 ist symmetrisch jeweils ein Verbindungsarm 10 vorgesehen, wobei das obere Ende des Verbindungsarms 10 nach oben herausragt und über der Schweißkammer 18 steht. An zwei Enden der Ofenabdeckung 4 ist symmetrisch jeweils ein horizontal angeordneter Montagearm 12 vorgesehen, wobei ein Ende jedes Montagearms 12 fest mit der Ofenabdeckung 4 verbunden ist und das andere Ende drehbar mit dem oberen Ende des Verbindungsarms 10 verbunden ist. Die Ofenabdeckung 4 ist auch mit einem Ofenabdeckungszylinder 3 verbunden, der die Ofenabdeckung zum Öffnen und Schließen antreibt. Eine Kolbenstange des Ofenabdeckungszylinders 3 ist über die Verbindungsstange 13 und den Schwingarm 11 mit dem Montagearm 12 verbunden. Das obere Ende des Montagearms 12 ist drehbar mit dem mittleren Teil des Montagearms 12 verbunden. Das untere Ende des Montagearms 12 ist drehbar mit dem mittleren Teil der Verbindungsstange 13 verbunden. Ein Ende der Verbindungsstange 13 ist drehbar mit dem Maschinengestell 1 oder dem Verbindungsarm 10 verbunden, während das andere Ende drehbar mit der Kolbenstange des Ofenabdeckungszylinders 3 verbunden ist, wodurch ein automatisches Öffnen und Schließen der Ofenabdeckung 4 realisiert wird.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Ofenabdeckung 4 auf ihrer Oberseite eine Ofenabdeckungshaube und auf ihrer Unterseite eine Ofenabdeckungsmontageplatte 14. Die Ofenabdeckungshaube ist als ein quaderförmiger Kasten mit einer offenen Unterseite ausgebildet, und die Ofenabdeckungsmontageplatte 14 ist in Form von einer rechteckigen Platte ausgestaltet. Die Ofenabdeckungsmontageplatte 14 ist auf der Unterseite der Ofenabdeckungshaube angeordnet und schließt die untere Öffnung der Ofenabdeckungshaube. Sowohl der Montagearm 12 als auch das Absaugmodul sind an der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angebracht.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Schutzgas Stickstoff, deshalb ist das Schutzgaseinlassrohr die Hauptzuleitung für Stickstoff 5. An den beiden Enden der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 für ist jeweils eine Hauptzuleitung für Stickstoff 5 vorgesehen und das obere Ende der Hauptzuleitung für Stickstoff 5 ragt aus der Ofenabdeckungshaube heraus. Jede Hauptzuleitung für Stickstoff 5 ist oberseitig mit einer Führungshaube 6 versehen, welche beabstandet auf der Oberseite der entsprechenden Hauptzuleitung für Stickstoff 5 und im Abstand vom oberen Ende der Hauptzuleitung für Stickstoff 5 angeordnet ist. Die zylindrisch ausgebildete Führungshaube 6 und die Hauptzuleitung für Stickstoff 5 sind vertikal angeordnet. Die Führungshaube 6 ist auf der Oberseite der Ofenabdeckungshaube vorgesehen und mit der Hauptzuleitung für Stickstoff 5 zueinander koaxial angeordnet. Durch die Führungshaube 6 können die mit der Hauptzuleitung für Stickstoff 5 verbundenen Leitungen geführt werden. Zwischen jeder Hauptzuleitung für Stickstoff 5 und der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 ist jeweils eine Gashaube 15 angeordnet. Die linke und rechte Seite des oberen Teils der Gashaube 15 sind von unten nach oben allmählich nach innen geneigt, dabei wird die Gashaube 15 zwischen der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 für Ofenabdeckung und der Ofenabdeckungshaube angebracht. Die Unterseite der Gashaube 15 ist offen ausgebildet und fest mit der Montageplatte 14 für Ofenabdeckung verbunden, wobei an der Unterseite der Ofenabdeckung 4 ein Langloch vorgesehen ist, durch welches die Gashaube 15 mit dem Inneren der Schweißkammer 18 so verbunden ist, dass das Schutzgas gleichmäßig in die Schweißkammer 18 eingespritzt werden kann.
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An der Oberseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 sind ferner ein Reinigungseinlassrohr 7 und ein Reinigungsauslassrohr 8 vorgesehen. Das Reinigungseinlassrohr 7 und das Reinigungsauslassrohr 8 sind jeweils durch die Gashaube 15 mit dem Inneren der Schweißkammer 18 verbunden und auf derselben Seite des Absaugmoduls 9 angeordnet. Dadurch kann es vermieden werden, dass wegen zu niedriger Temperatur des Stickstoffes der Schweißöldampf sich in der Schweißkammer 18 verflüssigt, so dass die Temperatur der Stoffblätter niedriger ist und somit die Schweißzeit der Stoffblätter verlängert wird. Das Reinigungsauslassrohr 8 ist mit dem Einlassende des Reinigungsmoduls 59 verbunden. Das Reinigungsauslassrohr 8 ist mit dem Einlassende des Reinigungsmoduls 59 verbunden, wodurch der aus dem in der Lötpaste enthaltenen Schweißöl durch Hitze erzeugte Schweißöldampf gereinigt werden kann und vermieden wird, dass der Schweißöldampf das Schweißen der Stoffblätter beeinflusst.
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Anhand 3 bis 5 ist der mittlere Teil der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 ferner beidseitig symmetrisch mit einer Nebenzuleitung für Stickstoff 16 versehen, die auf der Oberseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angeordnet ist. Das Auslassende der Nebenzuleitung für Stickstoff 16 ist mit dem Inneren der Schweißkammer 18 derart verbunden, dass der Stickstoff gleichmäßiger in die Schweißkammer 18 eingespritzt werden kann und sichergestellt wird, dass der Stickstoff aus der Schweißkammer 18 vollständig abgelassen ist, um zu verhindern, dass die Stoffblätter nach dem Erwärmen mit Sauerstoff reagieren. Auf der Unterseite des mittleren Teils der Montageplatte 14 für Ofenabdeckung ist eine Einlassplatte 17 angeordnet, die als eine rechteckige Platte ausgebildet wird. An der Oberseite der Einlassplatte 17 ist eine nach oben offene Einlassöffnung 1701 vorgesehen, die in Form von einem entlang der Längenrichtung der Einlassplatte 17 vorgesehene Langloch ausgestaltet ist. An jeder Seite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 sind jeweils zwei Einlassplatten 17 vorgesehen, die hintereinander entlang der Längenrichtung der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angeordnet werden, wobei an jeder Einlassplatte 17 mehrere Lufteinblaslöcher 1702 beabstandet entlang der Längenrichtung vorgesehen sind, so dass ein gleichmäßiges Einspritzen von Stickstoff in die Schweißkammer 18 gewährleistet werden kann. Auf der Unterseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 ist eine nach innen eingebeulte Montageöffnung 1401 vorgesehen, die mit der Einlassplatte 17 paarweise korrespondiert. Der obere Teil der Einlassplatte 17 ist in der Montageöffnung 1401 von der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angebracht, damit die Einlassöffnung 1701 jeder Einlassplatte 17 gemeinsam mit der Montageöffnung 1401 von der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 einen Einlassraum einschließt, die mit dem Austrittsende der Nebenzuleitung für Stickstoff 16 verbunden ist, so dass die Einspritzung des Stickstoffs in den Einlassraum erleichtert wird.
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Anhand 6 bis 7 umfasst die Transporteinheit 2 Transportstangen 24 und drei auf der Unterseite der Schweißkammer 18 vorgesehene Einheiten, d.h. eine Hebeeinheit, eine Verschiebungseinheit sowie eine Klappeinheit. Der mittlere Teil der Transportstangen 24 ist in der Schweißkammer 18 angeordnet, wobei die beiden Enden der Schweißkammer 18 jeweils durch eine Endkappe 26 geschlossen sind und jede Endkappe 26 beidseitig mit einer Ausnehmung zum Transport 2601 versehen ist. Die Transportstangen 24 sind horizontal entlang der Längenrichtung der Schweißkammer 18 angeordnet, wobei die zwei Transportstangen 24 symmetrisch auf beiden Seiten der Schweißkammer 18 angeordnet sind. Beide Enden jeder Transportstange 24 verlaufen durch die Ausnehmung zum Transport 2601 der Endkappe 26 hindurch und ragen davon heraus. Auf der Unterseite der Schweißkammer 18 sind Montagearme für Transport 45 horizontal angebracht, die mit den Transportstangen 24 paarweise korrespondieren, wobei der Montagearm für Transport 45 jeweils auf der Unterseite der zugehörigen Transportstange 24 angeordnet ist. Beide Enden jeder Transportstange 24 sind über die Montageplatte 22 mit dem korrespondierten Montagearm für Transport 45 verbunden. Das obere Ende der Montageplatte 22 und die Transportstange 24 sind miteinander verbunden, während das untere Ende der Montageplatte 22 und der Montagearm für Transport 45 miteinander verbunden sind. Die Verschiebungseinheit ist an der am Maschinengestell 1 angebrachten Hebeeinheit angeordnet, während die Klappeinheit an der Verschiebungseinheit gelagert wird und zugleich mit den beiden Transportstangen 24 verbunden ist, wodurch das Ein- und Ausklappen, das Anheben und Absenken sowie das Verschieben der beiden Transportstangen 24 möglich sind und der Transport der Stoffblätter erleichtert wird.
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Zwischen einem Ende jeder Transportstange 24 und der Montageplatte 22 ist eine Einstellfeder 23 angeordnet, welche auf die Transportstange 24 aufgesetzt wird. Ein der Einstellfeder 23 zugewandtes Ende der Transportstange 24 steht mit der Montageplatte 22 in Gleitverbindung, wobei die Einstellfeder 23 an der Außenseite der Montageplatte 22 angeordnet ist. Ein Ende der Einstellfeder 23 ist auf die Montageplatte 22 gestützt, während das andere Ende gegenüber dem Endbereich der Transportstange 24 gelagert ist, so dass die Positionseinstellung der Transportstange 24 in Axialrichtung erleichtert wird. Die Einstellfeder 23 kann auch die Dämpfungsfunktion übernehmen und somit vermeiden, dass die Stoffblätter wegen der beim Transport erzeugten Stoßbelastung herabfallen.
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Die Unterseite der an beiden Enden der Schweißkammer 18 angebrachten Endkappe 26 ist beabstandet von der Oberseite des Schweißtisches 20 angeordnet, so dass an beiden Enden der Schweißkammer 18 ein Ladeende und ein Auswerfende ausgebildet sind, wobei ein der Heizzone zugewandtes Ende das Ladeende der Schweißkammer 18 ist, während ein der Kühlzone zugewandtes Ende das Auswerfende der Schweißkammer 18 ist. An beiden Enden jeder Endkappe 26 ist jeweils eine vertikal angeordnete Montagenut 2602 für Deckplatte vorgesehen. In der Montagenut 2602 für Deckplatte ist eine Deckplatte 27 gleitend angebracht, die mit der Transportstange 24 in Gleitverbindung steht, wobei zwischen der Deckplatte 27 und der Transportstange 24 eine Dichtverbindung gebildet ist. Die Deckplatte 27 schließt die Ausnehmung zum Transport 2601. Dadurch kann sich die Deckplatte 27 während des Transports der Stoffblätter durch die Transportstange 24 mit der Transportstange 24 zusammen in der Ebene, in welcher die Endkappe 26 sich befindet, bewegen, so dass die Deckplatte 27 immer die Ausnehmung zum Transport 2601 schließt, um ein Austreten von Stickstoff zu vermeiden. Dabei wird auch die Beschränkung der Größe der Ausnehmung zum Transport 2601 aufgehoben und somit wird die Bewegungsbahn der Transportstangen 24 einfach eingestellt. Die Deckplatte 27 kann auch den Spalt zwischen der Endkappe 26 und dem Schweißtisch 20, d. h. das Ladeende bzw. Auswerfende, schließen, wobei das Auswerfende wird dann geöffnet, wenn die Stoffblätter von den Transportstangen 24 abgestützt werden, um die Stoffblätter einfach in die Schweißkammer 18 und aus dieser zu transportieren und um ein Austreten von Stickstoff zu vermeiden. Beide Enden jeder Transportstange 24 sind jeweils mit einer Dichthülle 25 versehen, durch welche jede Transportstange 24 gleitend und abdichtend mit der Deckplatte 27 verbunden ist.
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Wie in 8 gezeigt, umfasst der Schweißtisch 20 mehrere Heizplatten 30 und mehrere Kühlplatten 28. Die mehreren Heizplatten 30 sind hintereinander entlang der Längenrichtung der Schweißkammer 18 angeordnet, um eine Heizzone zu bilden. Die mehreren Kühlplatten 28 sind hintereinander entlang der Längenrichtung der Schweißkammer 18 angeordnet, um eine Kühlzone zu bilden, wobei die Kühlzone in der Nähe des Auswerfendes angeordnet ist. Das Absaugmodul 9 ist auf der Oberseite eines der Kühlzone zugewandten Endes der Heizplatte 30 vorgesehen.
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Beide Enden jeder Heizplatte 30 sind symmetrisch mit einer Heizplattenausnehmung 3001 versehen, während beide Enden jeder Kühlplatte 28 symmetrisch mit einer Kühlplattenausnehmung 2801 versehen sind. An jeder Transportstange 24 sind mehrere Stützungen beabstandet vorgesehen. Die Stützungen ragen in die Heizplattenausnehmung 3001 bzw. die Kühlplattenausnehmung 2801 hinein und stützen die flach auf der Heizplatte 30 oder der Kühlplatte 28 liegenden Stoffblätter ab, so dass die Stoffblätter als Ganzes auf der Heizplatte 30 oder der Kühlplatte 28 platziert werden können. Dadurch wird einerseits verhindert, dass die Stoffblätter durch Wärme erweicht werden, was zu einer Verformung beider Enden führt. Andererseits wird das Abdichten des Absaugmoduls 9 und der Heizplatte 30 erleichtert.
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Jede Heizplatte 30 ist beidseitig symmetrisch mit einem Elektroheizrohr 31 versehen, wobei ein Temperatursensor 32 an der Heizplatte 30 zwischen den beiden Elektroheizrohren 31 angeordnet ist, wodurch eine unabhängige Steuerung jeder Heizplatte 30 erreicht wird. Die Temperatur der Heizplatte 31 wird somit in der dem Auswerfende zugewandten Richtung allmählich erhöht, wodurch die Stoffblätter schrittweise erwärmt werden, um zu vermeiden, dass die Lötpaste aufgrund des zu schnellen Erwärmens tropft. Jede Kühlplatte 28 ist mit einem Wasserzuflussrohr 29 verbunden. Die Kühlplatte 28 lässt durch Kühlwasser die Stoffblätter auf dem Kühltisch 28 abkühlen, wobei die Temperatur des Kühltisches 28 in der dem Auswerfende zugwandten Richtung allmählich sinkt, wodurch die Stoffblätter allmählich abgekühlt werden, um das durch zu schnelles Abkühlen verursachte Reißen der erstarrten Lötpaste zu vermeiden.
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An der Außenseite des Ladeendes der Schweißkammer 18 ist ein Ladetisch 21 vorgesehen, der an seinen beiden Enden jeweils mit einer zur Stützung passende Aussparung 2101 des Ladetisches versehen ist. Solange die Stoffblätter auf dem Ladetisch 21 platziert sind, werden sie dann durch die Transporteinheit 2 auf den Schweißtisch 20 in der Schweißkammer 18 transportiert. Das Auswerfende der Schweißkammer 18 ist mit einem Auswerftisch 19 versehen, wobei beide Enden des Auswerftisches 19 jeweils mit einer zur Stützung passende Aussparung 1901 des Auswerftisches versehen sind. Die Transporteinheit 2 transportiert die abgekühlten Stoffblätter auf den Auswerftisch 19, so dass bei dem vorliegenden Vakuumschweißofen ein kontinuierliches Schweißen realisiert wird und das Auswerfen und Laden möglich ist, ohne die Ofenabdeckung 4 zu öffnen.
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Wie in 9 gezeigt, ist der Bodenteil der Schweißkammer 18 mit einer Flüssigkeitssammlungshaube 33 versehen, wobei die Flüssigkeitssammlungshaube 33 beidseitig derart ausgestaltet ist, dass sie von dem Seitenteil allmählich geneigt nach unten in die Mitte verläuft, und wobei an beiden Enden des mittleren Teils der Flüssigkeitssammlungshaube 33 jeweils ein Flüssigkeitssammlungshaube-Abflussrohr 3301 symmetrisch vorgesehen ist. Durch die Flüssigkeitssammlungshaube 33 können die durch die Verflüssigung in der Kühlzone gebildeten Wassertröpfchen gesammelt und aus der Schweißkammer 18 abgelassen werden, wodurch die Belästigungen für das Schweißen der Stoffblätter in der Schweißkammer 18 vermieden werden.
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Aus 10 ist erkennbar, dass die Heizplatte 30 eine rechteckige Platte ist, wobei ein Heizplattenmontageloch 3004 an einer Ecke der Heizplatte 30 vorgesehen ist. Ein Elektroheizrohraufnahmeloch 3002 ist jeweils auf beiden Seiten der Heizplatte 30 symmetrisch angeordnet, wobei das Elektroheizrohraufnahmeloch 3002 für ein horizontal angeordnetes Durchgangsloch ist. Ein Elektroheizrohr 31 ist jeweils in jedem Elektroheizrohraufnahmeloch 3002 angebracht, wodurch eine gleichmäßige Erwärmung sichergestellt wird. Der mittlere Teil der Heizplatte 30 ist ferner mit einem horizontal angeordneten Sensoraufnahmeloch 3003 versehen, welches ein parallel zu dem Elektroheizrohraufnahmeloch 3002 angeordnetes Sackloch ist. Und die Länge des Sensoraufnahmelochs 3003 beträgt die Hälfte der Länge der Heizplatte 30. Der Temperatursensor 32 ist in dem Sensoraufnahmeloch 3003 angebracht, so dass die Temperatur der Heizplatte 30 in Echtzeit erfasst werden kann.
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Wie in 11 gezeigt, ist die Kühlplatte 28 eine solche rechteckige Platte, deren Länge und Breite gleich der Länge und Breite der Heizplatte 30 sind. An einer Ecke der Kühlplatte 28 ist ein Kühlplattenmontageloch 2804 vorgesehen. Die Kühlplatte 28 ist beidseitig symmetrisch mit einem horizontal ausgestalteten Einströmkanal 2802 versehen, der entlang der Längenrichtung der Kühlplatte 28 vorgesehen ist. Und an einem Ende der Kühlplatte 28 ist ein horizontal ausgebildeter Ausströmkanal 2803 angeordnet, durch den die beiden Einströmkanäle 2802 miteinander verbunden sind, so dass eine gleichmäßige Temperatur der ganzen Kühlplatte 28 und somit ein guter Kühleffekt ermöglicht werden. Der Ausströmkanal 2803 und die Einströmkanäle 2802 sind beidseitig mit einem Verbindungsabschnitt versehen, um die Verbindung zwischen dem Wasserzuflussrohr 29 und dem Wasserabflussrohr zu erleichtern.
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Wie in 12-13 gezeigt, ist die Schweißkammer 18 auf der Oberseite des Maschinengestells 1 angeordnet, wobei die Schweißkammer 18 über Schweißkammermontageelemente 40 fest mit dem Maschinengestell 1 verbunden ist. Mehrere Schweißkammermontageelemente 40 sind auf beiden Seiten der Schweißkammer 18 symmetrisch angeordnet. Auf der Unterseite jedes Schweißkammermontageelements 40 ist beidseitig symmetrisch ein nach unten vorstehender Befestigungsabschnitt 4001 vorgesehen, der mit einem Durchgangsloch versehen ist. Die Schweißkammermontageelemente 40 werden durch die in dem Durchgangsloch des Befestigungsabschnitts 4001 vorgesehenen Schrauben fest mit dem Maschinengestell 1 verbunden. An beiden Enden des Schweißkammermontageelements 40 ist symmetrisch jeweils ein Stufenloch 4002 vorgesehen. Der Durchmesser des oberen Teils des Stufenlochs 4002 ist größer als der Durchmesser des unteren Teils. In jedem Stufenloch 4002 ist ein zylindrisch ausgebildeter Montagestift 39 angebracht. Am unteren Ende des Montagestifts 39 ist koaxial ein Gewindeloch 3901 angeordnet, wobei das Gewindeloch 3901 ein am Montagestift 39 vorgesehenes Sackloch ist. Der Durchmesser des Montagestifts 39 ist mit dem Durchmesser des oberen Teils des Stufenlochs 4002 identisch. Das untere Ende des Montagestifts 39 erstreckt sich in den oberen Teil des Stufenlochs 4002 und ist durch die Schrauben fest mit dem Schweißkammermontageelement 40 verbunden. Das Heizplattenmontageloch 3004 der Heizplatte 30 ist an dem oberen Teil des Montagestifts 39 aufgesetzt, wodurch die Montage der Heizplatte 30 erfolgt. Das Kühlplattenmontageloch 2804 der Kühlplatte 28 ist an dem oberen Teil des Montagestifts 39 aufgesetzt, wodurch die Montage der Kühlplatte 28 fertiggemacht wird. Also werden die Montage und Demontage auch erleichtert.
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Ferner ist aus 14 ersichtlich, dass das Absaugmodul 9 eine Absaugmodulmontagehalterung 34, eine Dichtplatte 36, ein Verbindungsrohr 37 und einen Absaugmodulhubzylinder 35 umfasst. Die Absaugmodulmontagehalterung 34 ist auf der Oberseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angebracht. Der Absaugmodulhubzylinder 35 ist an der Absaugmodulmontagehalterung 34 angebracht, wobei die Kolbenstange des Absaugmodulhubzylinders 35 vertikal nach unten angeordnet ist. Die Dichtplatte 36 ist auf der Unterseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 angeordnet und horizontal ausgebildet. Der Bodenteil der Dichtplatte 36 ist nach innen eingebeult ausgestaltet, wobei ein Dichtring auf der Unterseite der Dichtplatte 36 um die Außenkante der Dichtplatte umlaufend vorgesehen ist. Die Dichtplatte 36 und die Heizplatte 30 schließen gemeinsam einen Unterdruckraum ein, darin die zu schweißenden Stoffblätter angeordnet sind. Eine horizontal angeordnete Verbindungsplatte 38 ist an der Kolbenstange des Absaugmodulhubzylinders 35 angebracht, wobei die Verbindungsplatte 38 auf der Oberseite der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 vorgesehen ist. Das Verbindungsrohr 37 ist zwischen der Verbindungsplatte 38 und der Dichtplatte 36 angeordnet und mit der Ofenabdeckungsmontageplatte 14 gleitend und abdichtend verbunden. Das untere Ende des Verbindungsrohrs 37 ist mit dem Inneren des Unterdruckraumes verbunden, während das obere Ende des Verbindungsrohrs 37 mit einem Absaugrohr verbunden ist.
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Wie in 15-16 gezeigt, ist auf der Unterseite der Schweißkammer 18 eine Verschiebungsplatte 41 beabstandet angeordnet. Die Montagearme für Transport 45 sind zwischen der Verschiebungsplatte 41 und der Schweißkammer 18 angeordnet und durch einen Montagesitz gleitend auf der Verschiebungsplatte 41 angebracht. Die Verschiebungseinheit ist mit der Verschiebungsplatte 41 verbunden und treibt die Verschiebungsplatte 41 an, sich in Transportrichtung der Stoffblätter zu verschieben. Auf der Unterseite der Verschiebungsplatte 41 ist eine horizontal angeordnete Montageplatte für Transport 52 beabstandet angeordnet. Der obere Teil der Montageplatte für Transport 52 ist beidseitig symmetrisch mit einer Verschiebungsplattenführungsschiene 51 versehen, welche parallel zur Mittellinie der Transportstange 24 vorgesehen ist. Die Verschiebungsplatte 41 ist durch ihren auf der Unterseite angeordneten Schieber gleitend an der Verschiebungsplattenführungsschiene 51 angebracht. Die Montageplatte für Transport 52 ist überdies an der Hebeeinheit angebracht und wird mit der Hebeeinheit zusammen angehoben und abgesenkt.
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Die Hebeeinheit umfasst eine horizontal angeordnete Verschiebungshalterung 49, einen Hubführungsblock 48, eine Hubführungshalterung 47 und einen Hubzylinder für Transport 46. An dem Maschinengestell 1 ist eine horizontal ausgestaltete Verschiebungshalterungsführungsschiene 50 angebracht, die parallel zur Verschiebungsplattenführungsschiene 51 angeordnet ist. Die Verschiebungshalterung 49 ist durch ihren auf der Unterseite vorgesehenen Schieber gleitend auf der Verschiebungshalterungsführungsschiene 50 angebracht. Der Hubzylinder für Transport 46 ist horizontal auf dem Maschinengestell 1 angebracht, wobei die Kolbenstange des Hubzylinders für Transport 46, die in Richtung zu der Verschiebungshalterung 49 angeordnet ist, mit der Verschiebungshalterung 49 verbunden ist und somit die Verschiebungshalterung 49 drückt, sich entlang der Transportrichtung der Stoffblätter zu bewegen. Der Hubführungsblock 48 ist symmetrisch auf beiden Seiten der Verschiebungshalterung 49 angeordnet, wobei eine Hubführung auf der Oberseite des Hubführungsblocks 48 vorgesehen und in der dem Hubzylinder für Transport 46 zugewandten Richtung allmählich nach oben geneigt ausgestaltet ist. Die Hubführungshalterung 47 korrespondiert paarweise mit dem Hubführungsblock 48. Auf der Unterseite der Hubführungshalterung 47 ist ein Hubführungsrad angebracht, das an der entsprechenden Hubführung des Hubführungsblocks 48 anliegt, wodurch das Anheben und Absenken der Montageplatte für Transport 52 realisiert wird. Eine vertikal ausgebildete Hubführungsschiene ist am Maschinengestell 1 angeordnet, wobei die Montageplatte für Transport 52 durch einen Hubschieber gleitend auf der Hubführungsschiene angebracht ist, um die Montageplatte für Transport 52 zu führen.
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Die Verschiebungseinheit umfasst eine Verschiebungsmotormontagehalterung 54, einen Verschiebungsträger 55 und einen Verschiebungsmotor 53. Die Verschiebungsmotormontagehalterung 54 ist auf der Unterseite der Montageplatte für Transport 52 angeordnet und der Verschiebungsmotor 53 ist auf der Verschiebungsmotormontagehalterung 54 angebracht. Die Abtriebswelle des Verschiebungsmotors 53 ist horizontal angeordnet und verläuft parallel zu der Transportrichtung der Stoffblätter. An dem Verschiebungsmotor 53 ist eine Verschiebungsspindel koaxial angebracht, die sich synchron mit dem Verschiebungsmotor 53 zusammen dreht. Der Verschiebungsträger 55 ist gleitend auf der Verschiebungsmotormontagehalterung 54 angebracht, wobei am Verschiebungsträger 55 eine zur Verschiebungsspindel passende Verschiebungsmutter vorgesehen ist. Die Oberseite des Verschiebungsträgers 55 verläuft durch die Montageplatte für Transport 52 und ist anschließend mit der Verschiebungsplatte 41 verbunden, um die Verschiebungsplatte 41 so anzutreiben, dass sie sich synchron dazu bewegt. Der Verschiebungsträger 55 und die Montageplatte für Transport 52 sind gleitend angeordnet.
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Die Klappeinheit umfasst eine Klappmontagestange 42, eine Klappführungsplatte 43, eine Klappbewegungshalterung 56, eine Klappelektromotormontagehalterung 57, eine Klappbewegungshalterung 56 und ein Klappkraftmodul. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Klappkraftmodul ein Klappelektromotor 58. Die Klappelektromotormontagehalterung 57 ist auf der Unterseite der Montageplatte für Transport 52 angeordnet, wobei die Klappelektromotormontagehalterung 57 oberseits mit der Verschiebungsplatte 41 verbunden ist und sich synchron mit der Verschiebungsplatte 41 zusammen bewegt. Die Klappelektromotormontagehalterung 57 ist weiterhin mit der Montageplatte für Transport 52 gleitend verbunden. An der Klappelektromotormontagehalterung 57 ist nicht nur der Klappelektromotor 58 angebracht, sondern auch die Klappbewegungshalterung 56 gleitend gelagert wird. An der Abtriebswelle des Klappelektromotors 58 ist eine Klappspindel koaxial angebracht, während an der Klappbewegungshalterung 56 eine zur Klappspindel passende Klappmutter vorgesehen ist, wobei der Klappelektromotor 58 durch das Spindel-Mutter-Paar die Klappbewegungshalterung 56 antreibt, sich in Transportrichtung der Stoffblätter zu bewegen. Die Verschiebungsplatte 41 ist oberseitig mit einem Montagestangenschieber versehen, an dem die Klappmontagestange 42 gleitend angebracht ist. Die Klappmontagestange 42 ist entlang der Transportrichtung der Stoffblätter angeordnet, wobei die Oberseite der Klappbewegungshalterung 56 mit der Klappmontagestange 42 verbunden ist und treibt sie an, sich synchron zu bewegen, während die Klappbewegungshalterung 56 gleitend mit der Montageplatte für Transport 52 verbunden ist. An beiden Enden der Klappmontagestange 42 ist jeweils eine Klappführungsplatte 43 vorgesehen, die beiderseits mit einer Klappführung versehen ist, wobei die Klappführung entlang der Transportrichtung allmählich nach innen geneigt ausgestaltet ist. Ein Klappführungsrad 44 ist jeweils an beiden Enden jedes Montagearms für Transport 45 angebracht, zwischen den beiden Montagearme für Transport 45 ist ferner eine Klappfeder vorgesehen, über welche das Klappführungsrad 44 und die Klappführung der Klappführungsplatte 43 aneinander anliegen. Ferner an der Verschiebungsplatte 41 ist eine Führungsschiene für Montagearm angebracht, die senkrecht zur Klappmontagestange 42 angeordnet wird, wobei die Montagearme für Transport 45 durch den Klappschieber gleitend an der Führungsschiene für Montagearm angebracht sind.
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Wie in den 17 bis 18 gezeigt, umfasst das Reinigungsmodul 59 einen Reinigungskasten 61, ein in dem Reinigungskasten 61 angeordnetes Wellungsrohr 67 und einen Sieb 64. Der Reinigungskasten 61 ist als ein quaderförmiger Kasten ausgestaltet. An einer Seite des Reinigungskastens 61 ist ein Einlassrohr 62 für Reinigungskasten vorgesehen, während an der anderen Seite des Reinigungskastens 61 ein Auslassrohr für Reinigungskasten verbunden ist, wobei ein Gebläse 65 zwischen dem Auslassrohr für Reinigungskasten und der Schweißkammer 18 angeordnet ist. Das Wellungsrohr 67 ist in dem Reinigungskasten 61 angeordnet und ferner mit einer Ölversorgung 60 verbunden. Der Ölauslass der Ölversorgung 60 ist mit einem Ende des Wellungsrohrs 67 über eine Zirkulationspumpe verbunden, und mit dem anderen Ende des Wellungsrohrs 67 ist die Ölversorgung 60 verbunden, wodurch eine Zirkulation des Kühlöls ermöglicht wird. Rippen 68 sind zusätzlich im Reinigungskasten 61 vorgesehen und mit dem Wellungsrohr 67 verbunden, so dass ein schneller Wärmeaustausch mit Stickstofferfolgen und somit die Temperatur von Stickstoff abgesenkt werden kann. An einer dem Auslassrohr für Reinigungskasten zugewandten Seite des Reinigungskastens 61 ist ein Siebmontagekasten 63 vorgesehen, über den das Auslassrohr für Reinigungskasten mit dem Inneren des Reinigungskastens 61 verbunden ist. Das Sieb 64 ist vertikal in dem Siebmontagekasten 63 angeordnet. Der abgekühlte Stickstoff strömt durch das Sieb 64 und wird anschließend durch das Auslassrohr des Reinigungskastens abgelassen und erneut in die Schweißkammer 18 zugeführt. Das Sieb 64 wird dazu verwendet, das verflüssigte Schweißöl zu filtern, so dass der Schweißöldampf vom Stickstoff entfernt wird.
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Auf der Unterseite des Reinigungskastens 61 ist ferner ein Sammelbehälter für Schweißöl 66 vorgesehen, wobei der Reinigungskastens 61 an seiner Unterseite derart geneigt ausgestaltet ist, dass ein dem Sammelbehälter für Schweißöl 66 zugewandtes Ende niedriger ist als das andere Ende, so dass die abgekühlten und verflüssigten Flüssigkeiten in den Sammelbehälter für Schweißöl 66 fließen können.
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Ein Schweißverfahren für den oben erwähnten Vakuumschweißofen umfasst folgende Schritte:
- 1) Schließen der Schweißkammer 18 mit der Ofenabdeckung 4 und Zuführen des Schutzgases über das Schutzgaseinlassrohr in die Schweißkammer 18;
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Durch die Hauptzuleitung für den Stickstoff 5 und die Nebenzuleitung für den Stickstoff 16 wird Stickstoff in die Schweißkammer 18 zugeführt, so dass die gesamte Schweißkammer 18 mit Stickstoff vollgefüllt wird und die Luft aus der Schweißkammer 18 vollständig entleert wird. Gleichzeitig erwärmt das Elektroheizrohr 31 die Heizplatte 30 und das Wasserzuflussrohr 29 leitet das Kühlwasser in die Kühlplatte 28.
- 2) Transportieren der Stoffblätter Blatt für Blatt in den Unterdruckraum durch die Transporteinheit 2 und allmähliches Erwärmen der Stoffblätter im Transportprozess durch die Heizzone;
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Die Stoffblätter werden auf den Ladetisch 21 gelegt. Die Hebeeinheit treibt die Transportstangen 24 an, sich nach unten zu bewegen. Die Klappeinheit treibt die beiden Transportstangen 24 so an, dass sie sich nach unten bis zu einer sich der Stoffblätter nähernden Position bewegen und zu der Aussparung des Ladetisches 21 an dem Ladetisch 21 ausgerichtet sind. Die Hebeeinheit treibt die Transportstangen 24 so wieder an, dass die Transportstangen 24 sich nach unten soweit bewegen, bis die Stützungen sich in der Aussparung 2101 des Ladetisches befinden. Dann werden die beiden Transportstangen 24 wieder von der Klappeinheit angetrieben, sich nach innen zu bewegen, bis die Stützungen sich auf die Unterseite an den beiden Enden der Stoffblätter erreichen. Die Hebeeinheit treibt die Transportstange 24 an, sich nach oben zu bewegen, so dass das Abstützen der Stoffblätter durchgeführt wird. Gleichzeitig wird durch die Deckplatte 27 am Ladeende das Ladeende geöffnet. Die Verschiebungseinheit treibt die Transportstangen 24 so an, dass die Transportstangen sich in die Richtung nah an das Auswerfende der Schweißkammer 18zu bewegen und somit die Stoffblätter auf die Heizplatte 30 in der Schweißkammer 18 transportiert werden. Die Transporteinheit 2 führt den Transport nacheinander aus, so dass die Stoffblätter durch jede Heizplatte 30 erwärmt werden und anschließend sich auf der Heizplatte 30 direkt unter dem Absaugmodul 9 befinden.
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Der Absaugmodulhubzylinder 35 treibt die Dichtplatte 36 an, sich nach unten so zu bewegen, dass die Dichtplatte 36 und die direkt darunter angeordnete Heizplatte 30 gemeinsam einen verdichteten Unterdruckraum einschließen. Gleichzeitig wird die Luft in dem Unterdruckraum über das Absaugrohr abgesaugt, so dass ein Unterdruck und sogar ein Vakuumzustand in dem Unterdruckraum gehalten werden, um sicherzustellen, dass die Blasen in der Lötpaste austreten und somit die Schweißqualität gewährleistet wird. Nach dem Schweißen treibt der Absaugmodulhubzylinder 35 die Dichtplatte 36 zur Aufwärtsbewegung an.
- 3) Transportieren der im Unterdruckraum fertiggeschweißten Stoffblätter zum Auswerfende durch die Transporteinheit 2 und allmähliches Abkühlen der Stoffblätter durch die Kühlzone.
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Die Transporteinheit 2 transportiert die Stoffblätter weiter zum Auswerfende, und nachdem die Stoffblätter nacheinander über jede Kühlplatte 28 abgekühlt wurden, werden sie auf den Auswerftisch 19 bewegt, d.h. der ganze Schweißprozess der Stoffblätter abgeschlossen ist.
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In der obigen Beschreibung werden nur einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung gezeigt und stellen keine jegliche Einschränkung der vorliegenden Anmeldung dar. Jeder Fachmann kann anhand der obigen technischen Offenbarung äquivalente Änderungen oder Modifizierungen vornehmen, um die äquivalenten Ausführungsbeispiele zu erhalten. Alle einfachen Variationen, äquivalenten Änderungen und Modifikationen, welche an den obigen Ausführungsbeispielen gemäß der technischen wesentlichen Idee der vorliegenden Anmeldung vorgenommen wurden, fallen jedoch auch in den Schutzumfang der technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung.
