DE2112167A1

DE2112167A1 - Schweissmaschine fuer thermoplastische Bestandteile aufweisende Materialien

Info

Publication number: DE2112167A1
Application number: DE19712112167
Authority: DE
Inventors: Peter Greller; Wolfgang Salewski
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Priority date: 1971-03-13
Filing date: 1971-03-13
Publication date: 1972-11-16

Description

Schweißmaschine für thermoplastische Bestandteile aufweisende Materialien Die Erfindung betrifft eine Schweißmascliine für unter Druck-und Wärmeeinwirkung miteinander verbindbare, thermoplastische Bestandteile aufweisende Materialien mit einer einen Anschlag für die untere Materiallage aufweisenden Werkstückauflagefläche, einem beweglichen Schweißstempel und einem beweglichen Niederhalter, dessen Seitenfläche als Anschlagfläche für die obere der miteinander zu verbindenden Materiallagen dient.
Zum herstellen von Überlappungsnähten, beispielsweise beim Schweißen von Schuhfutterteilen ist es bekannt, Schlfeißlllascllinen mit einem die untere Materiallage vor dem eigentlicllell Schweißvorgang in ihrer S chweißlage festllaltenden Niederhalter auszustatten, welcher dicht seitlich des beweglichen Schweißstempels angeordnet ist. Nach dem Einlegen der untere Material lage wird der Niederhalter in seine Arbeitsstellung abgesenkt und hält die untere Materiallage auf der Werkstückauflagefläche fest. Beim Einlegen der oberen Materiallage dient die delll Schweißstempel zugekehrte Seitenfläche des Niederhalters gleichzeitig als Anschlagfläche für die obere Materiallage. Derart ausgestattete Schweißmaschinen bieten zwar den Vorteil, dar. die miteinander zu verschweißenden Materialien schnell und deiiiiocli sehr genau eingelegt werden können, die Griffzeiten also sehr gering sind, jedoch sind sie mit dem schweißtechnischen Nachteil behaftet, daß der Schweißstempel nur bis zum Rand der obere Materiallage reicht und dadurch die Schweißnaht zwischen eier 8 citenfläche des Schweißstempel und der Anschlagfläche des Niederhalters ausquillt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Der Erfindung liegt die zugrunde, eine Schweißmaschine Schweißmaschine mit einem gleichzeitig als Anschlag für die obere Materiallage dienenden Niederhalter für die untere Materiallage zu schaffen, deren Schweißstempel zur Vermeidung der Wulstbildung den Rand der oberen Nateriallge überdeckt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß clic Aiischlagfläche des Niederhalters in -ihrer Arbeitsstellung in die Bewegungsbahn des Schweißstempels ragt und in Abhängigkeit von der Abwärtsbewegung des Schweißstempels aus dessen bewegungsbahn rückziehbar ist. Auf diese Weise vermag der Niederhalter den in Ruhestellung befindlichen Schweißstempel zu untergreifen, um dann während dessen Abwärtsbewegung eine seitlich gerichtete Bewegung auszuführen, um hierdurch aus der Bewegungsbahn des Schweißstempels herausgeführt zu werden. Der Niederhalter kann sich während seiner Abwärtsbewegung zunächst senkrecht nach abwärts bewegen, um dann im letzten Teil der Absenkbewegung eine aus zwei Komponenten, deren eine parallel zur Bewegungsbahn des Schweißstempels und deren andere senkrecht hierzu gerichtet ist, zusammengesetzte Bewegung auszuführen, welche seine Anschlagfläche unter die Bewegungsbahn des Schweißstempels bringt. Beim Absenken des Schweißstempels bzw. kurz vor dessen Auftreffen auf die obere der zu verbindenden Materiallagen wird der Niederhalter aus der Bewegungsbahn des den Rand der oberen Materiallage überdeckenden Schweißstempels gedrängt und dadurch erreicht, daß ein Ausquellen der Naht unterbleibt.
Beim Zusammenflügen von sowohl an ehrer Innen- als auch an ihrer Außenseite sichtbaren Teilen ist es oftmals erforderlich, sowohl die an der oberen Materiallage auftretende, nach oben gerichtetc, als aucli die an der unteren Materiallage auftretende, iiach unten gerichtete Wulstbildung, die immer dann eintritt, wenn die untere Materiallage gegen einen Anschlag eingeschoben wird, zu vermeiden. Der Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrtinde, deii Niederhalter für die untere Materiallage gleichfalls so auszubilden, daß dieser während seiner Ausweichbewegung eine die untere Materiallage von ihrem Anschlag wegführende Kraft. auf diese ausübt, um damit zwischen dem Anschlag und dex Rand der unteren liateriallage einen, wenn auch geringen, Abstand zu schaffen. Diese Aufgabe kann insbesondere bein Verarbeiten von eine bestimmte Eingesteifigkeit aufweisenden Materialien dadurch gelöst werden, daß der Niederhalter voili beweglichen Schweißstempel aufgenommen, beispielsweise an diesem schwenkbar gelagert ist und während dessen Abwärtsbewegung entgegen der Kraft einer ihn in seiner Arbeitsstellung haltenden Feder unter Wahrung seines Kraftschlusses mit der unteren Materiallage aus der Bewgungsbahn des Schweißstempels rückziehabar ist.
Um die Ausweichbewegung eines eine eigene Hubbwegung ausführenden Niederhalters in direkter Abhängigkeit von der Absenkbewegung des Schweißstempels zu steuern, d.h. seine Ausweichbewegung direkt von dessen Absenkbewegung ableiten zu können, weist gemäß einem Weitergehenden Vorschlag der Erfindung der iiicclerhalter Führungsstifte auf, die in am beweglicllen Schweißstempel vorgesehene Führungsbahnen rangen, welche in ihrem der Arbeitsstellung der Niederhalter entsprechenden Bereich schräg zur Bewegungsbahn des Schweißstempe gerichtet sind.
Die Erfindung ist anhand zweier in den beigefügten Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Stirnansicht der Elektroden einer Hochfrequenzs c0iweißma 5 chine eines 5 ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II.der Fig. 1 bei angehobenem Niederhalter, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 bei abgesenktem Niederhalter, Fig. 4 eine Stirn-Teilansicht mit in Arbeitsstellung befendlichem Niedehalter, Fig. 5 eine Stirn-Teilansicht mit in Arbeitsstellung befindlicher Elektrode, Fig. 6 eine Stirnansicht der Elektroden einer IIochfrequenzschweißmaschine eines zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 7 eine Seitenansicht der Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7 mit in Arbeitsstellung befindlichem Niederhalter, Fig. 9 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7 mit in Hochstellung befindlichem Niederhalter.
In der Zeichnung ist mit 1 die Druckplatte einer liochfrequenz schweißmaschine bezeichnet, in welcher die obere Elektrode 2 aufgenommen ist. Die Druckplatte ist mit der Kolbenstange 3 eines nicht dargestellten Druckzylinders verbunden, welcher der Elektrode 3 in an sich bekannter Weise den Schweißhub erteilt.
Mit der beweglichen oberen Elektrode 2 arbeitet eine als IJcrkstückauflagefläche dienende ortsfeste untere Elektrode 4 zusanomen, die einen das lagerichtige Einlegen der unteren Werkstückauflage erleichternden, in einer Aussparung 5 angeordneten federbelasteten Anschlag 6 trägt.
Bei dem in den lPiguren 1 - 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist seitlich der Schweißfläche 7 der oberen Elektrode 2 ein Niederhalter 8 angeordnet, der eine die untere Materiallage festhaltende Druckfläche 9 und eine als Anschlag für die obere Nateriallage dienende Auschlagfläche 10 aufweist. Der Niederhalter 8 ist parallel zu den Elektroden gerichtet und kann sich über deren gesamte Länge erstreckeii. Oberhalb des Niederhalters 8 (Fig. 2 und 3) ist auf einem an der Elektrode befestigten Zapfen 11 ein TifflCelhebel gelagert,. der einerends eine auf dem Niederhalter 8 aufliegende Druckrolle 13 trägt und andercrends an ein Gabelstück i4 angelenkt ist. Das Gabelstäck 14 ist mit der Kolbenstange 15 eines Druckzylinders 16 verbunden, dessen Gewindestutzen in ein von der Elektrode 2 aufgenommenes Gelenkstück 18 eingeschraubt ist. Der Niederhalter 8 ist von Federn 19 getragen, die einerends alit Niederhalter 8 und andererends am in der Elektrode 2 befestigten Zapfen 20 eingehängt sind. Eine an der Seitenfläche der Elektrode 2 befestigte Platte 21 verhindert ein seitliches Ausschwenken des Niederhalters und dient bei dessen Abwärtsbewegung gleichzeitig als Führung. Um dem Niederhalter 8 Während seiner Abwärts- und auch Aufwärtsbewegung noch eine zur Bcs.cgungsrichtung der Elektrode 2 senkrecht gerichtete Bewegungskomponente zu erteilen, kreist dieser an seinen beiden Stirnseiten je zwei Führungsstifte 22 auf, die in Führungsbahnen 23 ragen, die in an der Stirnseite der Elektrode 2 mittels Schrauben 26 befestigte Platten 27 eingearbeitet sind. Die Führungsbahnen sind, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, in zwei Abschnitte 24, 25 unterteilt, deren oberer Abschnitt 24 im wesentlichen senkrecht und deren unterer Abschnitt 25 schräg nach abwärts zur Elektrode 2 hin gerichtet ist.
Die Wirkungsweise ist folgende: In der Ausgangsstellung der Schweißmaschine befinden sich die bewegliche Elektrode 2 und der Niederlialter 8 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Der in der unteren Elektrode 4 vorgesehene Anschlag 6 steht um einen der Dicke der unteren ateriallase entsprechenden Betrag über die Werkstückauflagefläche vor und erleichtert damit das lagerichtige Einlegen der unteren Materiallage. Nach dem Einlegen der unteren Materiallage wird der Druckzylinder 16 beaufschlagt, wodurch sich der tiederhajtcr U entgegen der Kraft der Federn 19 nach abwärts bewegt. Solange die Führungsstifte 22 ins oberen Abschnitt 24 der Führungsbahn 23 gleiten, bewegt sich der Niederhalter 8 senkrecht llach abwärts, um sich dann, wenn die Stifte 22 ilil schräg iiacli abwärts gerichteten Abschnitt 25 der Führungsbahn 23 gleiten, weiter nach abwärts und dabei auf die Elektrode 2 zu zu bewegen. Der Niederhalter 8 hält in seiner Arbeitsstellung mit seiner Druckfläche 9 die untere tiateriallage auf der Werkstückauflagefläche fest, wobei seine Anschlagfläche 10 sich unterhalb der Bewegungsbahn der Schweißfläche 7 der Elektrode 2 befindet und die in Fig. 4 gezeigte Lage einnimmt. Die obere Materiallage wird jetzt eingelegt und an der Anschlagfläche 10 des Niederhalters 8 ausgerichtet. Jetzt wird der nicht dargestellte Druckzylinrier beaufschlagt, der die Elektrode 2 bei sich in Arbeitsstellung befindlichem Niederhalter nach abwärts bewegt. Durch die sich mit der beweglichen Elektrode nach abwärts bewegenden i>latten werden, sobald die Elektrode die Nateriallagen erreicht, die Stifte 22 in den Führungsbahnen 23 von der Elektrode weg- und nach aufwärts gedrängt. Die Anschlagfläche 10 des iederllalters 8, der sich durch die sich entspannenden Federn 19 beschleunigt nach aufwärts und von der Elektrode 2 weg bewegt, wird dadurch aus der Bewegungsbahn der Schweißfläche 7 der Elektrode 2 gebracht, so daß diese (siehe Fig. 5) den Rand der oberen ;tiateriallage überdeckt und ein Ausquellen der Schweißnaht trotz Vorhandenseins des gleichzeitig als Anschlag dienenden Nie der halters mit Sicherheit vermieden bleibt.
Bei dem in den Figuren 6 - 9 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Elektrodenkörper 2 iiit einem Schweißeinsatz 30 versehen, der eine der unteren Elektrode 4 zugekehrte Scheißfläche 31 aufweist. In den Elektrodenkörper 2 sind in bestimmten Abständen zu dessen Längsrichtung quer gerichtete Schlitze 32 eingearbeitet, in welchen je cin Sieclelhalter 33 angeordnet ist. Die Niederhalter 33 sind auf eillCl~ gemeinsamen, ilil Elektrodenkörper 2 gelagerten Achse 34 schwenkbar gelagert und werden mittels je einer Drehfeder 35, die einerends am Elektrodenkörper 2 und andererends am Niederhalter 33 befestigt ist, in ihrer aus Fig. 1 ersichtlichen Arbeitsstellung gehalten, in welcher ihre dem Schweißeinsatz 30 zugekehrte Seitenfläche 3G in dessen Bewegungsbahn ragt und ihre der unteren Elektrode 4 zugekehrte Druckfläche 37 einen der zu verarbeitenden Materialstärke entsprechenden Abstand von der Auflagefläche der unteren Elektrode 4 aufweist.
Die Wirkungsweise ist folgende: Die untere der miteinander zu verbindenden Materiallagenwird zwischen der Auflagefläche der unteren Elektrode 4 und dem Niederhalter 33 hindurch bis zum Anschlag 6 der unteren Elektrode geschoben. Die IIöhenlage des Elektrodenkörpers 2 ist in ihrer Ruhestellung so bemessen, daß der Abstand zwischen der Druckfläche 37 des Niederhalters 33 und der Auflagefläche der Elektrodc 4 im wesentlichen der Material stärke entspricht und das cinzulegende Werkstück sich noch zügig zwischen beiden llindurchschieben läßt. Die obere der miteinander zu verbindenden Materiallagen wird dann von der entgegengesetzten Seite der Niederhalter 33 her bis zu deren Seitenfläche 36 eingeschoben und liegt auf dem federbelasteten Anschlag G auf. Da die Niederhalter 33 die Schweißfläche 31 um einen bestimmten Betrag untergreifen, überdeckt die Schweißfläche 31 den Rand der oberen Materiallage um den gleichen Betrag. Während der jetzt folgenden Absenkbewegung des Elektrodenkörpers 2 führen die Niederhaltcr 33 entgegen der Kraft der Drehfendern 35 eine Schwenkbewegung um die gemeinsame Achse 34 aus, wobei ihre Seitcllflticllen 36 aus der Bewegungsbahn des Schweißeinsatzes 30 zurückgedrängt werden. Da die Niederhalter während dieser Schwenkbewegung in kraftschlüssigem Eingriff mit der untern Materiallage beliben, üben sie auf diese eine zur Absenkbewegung des Elektrodenkörpers senkrecht gerichtete Kraft aus, wodurch die untere Materiallage um einen bestimmten Betrag volil Anschlag 6 der ulltcrc Elektrode 4 wegbewegt wird. Bei dem min folgenden Schweißvorgang überdeckt - wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich - die Schweißfläche 31 des Schweißeinsatzes 30 den Rand der oberen Materiallage um einen bestimmten Betrag, während zwischen der Seitenfläche des Anschlages 6 und dem Rand der unteren Materiallage ein Abstand vorhanden ist, so daß weder an der oberen noch an der unteren Nateriallage eine Wulstbildung entstehen kann.

Claims

Pantentansprüche

Schweißmaschine für unter Wärme- und Druckeinwirkung miteinander verbindbare Materialien mit einer einen beweglichen Anschlag für die untere Materiallage aufweisenden Werkstückauflagefläche, einem beweglichen Schweißstempel und einem beweglichen Niederhalter, dessen dem Schweißstenij>el zagekehrte Seitenfläche gleichzeitig als Anschlagfläche für die obere der miteinander zu verbindenden Materiallagen dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (10, 3G) des Niederhalters (8, 33) in ihrer Arbeitsstellung in ciie Bewegungsbahn des Schweißstempels ragt und in Abhängigkeit von der Abwärtsbewegung des Schweißstempels (2) aus dessen Bewcgungsbahn rückziehbar ist.
2. Schwißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicllnct, daß der Niederhalter (33) vom beweglichen Schweißstempel (2) aufgenommen ist und während dessen Abwärtsbewegung entgegen der Kraft einer ihn in seiner Arbeitsstellung haltenden Feder (35) unter Wahrung seines Kraftschlitsses mit der unteren Materiallage aus der Bewegungsbahn des Schweißstempels (2) rückziehbar ist.
3. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (8) Führungsstifte (22) aufweist, die in am beweglichen Schweißstempel (29 vorgesehene Führungsbahnen (23) ragen, welche in ihrem der Arbeitsstellung des Niederhalters (8) entsprechenden Bereich (25) schräg zur Bewegungsbahn des Schweißstempels (2) gerichtet sind.