DE2139900A1 - High-frequency plastics welder - with multiple press-tools on plates - Google Patents

High-frequency plastics welder - with multiple press-tools on plates

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Abstract

The individual tools esp. on the top pressure plate are fixed to it via individual insulator plates e.g. of rubbery elastic material and their HF feed from the plate on which they are mounted is by a number of separated spaced flexible connectors esp. strips whose transmission characteristics may be varied to suit the shape of the tool so as to obt. maximum uniformity of field distribution between the top tools and the lower pressure plate and hence uniform welding.

Description

Hochfrequenz-Schweißpresse Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Schweißpresse mit zwei Pressenplatten, die auf unterschiedlichem HF-Potential liegen und von denen wenigstens eine mit mehreren Werkzeugen belegt ist. High Frequency Welding Press The invention relates to a high frequency welding press with two press plates which are at different HF potential and from which at least one is occupied with several tools.

Bei HF-Schweißpressen, insbesondere solchen für die Schweißung von Kunststoffolien liegt ein besonderes Problem darin, an allen Stellen des Werkzeugs möglichst die gleiche Spannung zu erzielen. Selbst verhältnismäßig geringe Spannungsunterschiede führen schon zu unbrauchbaren Schweißungen, da die Spannung im Quadrat in die Schweißleistung eingeht.In HF welding presses, especially those for welding Plastic sheeting poses a particular problem in all parts of the tool to achieve the same tension as possible. Even relatively small voltage differences lead to unusable welds, as the voltage squared into the welding power comes in.

HF-Schweißpressen der genannten Art sind hinsichtlich ihres elektrischen Verhaltens mit einer Lecher-Leitung vergleichbar. Wenn keine besonderen Merkmale vorgesehen sind, nimmt die Spannung vom ILF-Sinspeisungspunkt zum Rand des Werkzeugs hin zu was, wie bereits erwähnt, unerwünscht ist.HF welding presses of the type mentioned are electrical in terms of their Behavior comparable to a Lecher line. If no special features are provided, the voltage decreases from the ILF input point to the edge of the tool towards what, as already mentioned, is undesirable.

Um zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung am-Werkzeug zu kommen, sind bereits einige Maßnahmen bekannt.In order to achieve a more even distribution of stress on the tool, some measures are already known.

Die HF-Einspeisungsstelle für das Werkzeug wurde in die Mitte einer Pressenplatte verlegt. Dabei ist die Entfernung von der zur Einspeisungsstelle am weitesten entfernten Stelle nur halb so groß wie bei Sinspeisung am Rand des Werkzeugs. Zur Verbesserung der Spannungsverteilung wurden auch mehrere Einspeisungen an im Abstand auseinanderliegenden Stellen einer Pressenplatte vorgesehen.The RF feed point for the tool was in the middle of a Press plate relocated. The distance from the to the feed point is am furthest point only half as large as with Sin feed at the edge of the tool. To improve the voltage distribution, several feeds were also made to im Distance spaced apart points of a press plate provided.

Zusätzliche Probleme treten jedoch auf, wenn die Schweißflächen unterschiedlich über die ganze Pressenarbeitsfläche verteilt sind. Um hier zu einer Verbesserung der Spannungsverteilung zu kommen, ist es bekannt, die Einspeisung über eine von der Pressenplatte isolierte Zwischenplatte vorzunehmen. Die EF-Energie wird zunächst der Zwischenplatte zugeführt. Von dort wird sie weiter mittels einer I-Iehrzahl von galvanischen Verbindungselenenten, deren Lage und Zahl entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten wählbar ist, zu einer Pressenplatte zugeführt.However, additional problems arise when the weld surfaces are different are distributed over the entire press work surface. To improve here to come to the voltage distribution, it is known that the feed via one of the press plate insulated intermediate plate. The EF energy is initially fed to the intermediate plate. From there it is continued by means of an I-number of galvanic connection elements, their position and number according to the respective Conditions is selectable, fed to a press plate.

Auch diese Lösung reicht jedoch nicht aus, um eine gleichmäßige Spannung zu erreichen, wenn die Werkzeuggröße in die Größenordnung einer Viertelwellenlänge der verwendeten NF-Energie kommt, oder wenn eine Pressenplatte mit mehreren Werkzeugen von sehr unterschiedlicher Arbeitsfläche belegt ist.However, even this solution is not sufficient to achieve even tension Achieve when the tool size is on the order of a quarter wavelength the used NF energy comes, or if a press plate with several tools is occupied by very different work surfaces.

Durch die Erfindung sol eine HF-Schweißpresse geschaffen werden, bei der die mit der Entfernung von der HF-Einspeisungsstelle am Werkzeug auftretende Änderung der HF-Spannung auch bei Werkzeugen, deren Abmessungen in der Größenorndung von Å /h der IB-Spannung liegt, bzw. bei mehreren Werkzeugen mit unterschiedlicher Arbeitsfläche vermachlassig,ba klein bleibt.The invention is intended to provide an HF welding press that which occurs with the distance from the HF feed point on the tool Change in the HF voltage even with tools whose dimensions are in the order of magnitude of Å / h of the IB voltage, or with several tools with different Worktop is negligible, but remains small.

Gemäß Erfindung wird dies bei einer HF-Schweißpresse vonder eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß jedes Werkzeug isoliert von den übrigen Werkzeugen auf seiner zugehörigen Pressenplatte aufgebaut ist und mit dieser durch wenigstens eine liF-Energiezuführung verbunden ist.According to the invention, this is described in the opening paragraph in an HF welding press mentioned type achieved in that each tool is isolated from the other tools is built on its associated press plate and with this through at least a liF energy supply is connected.

Es kann also ein für die Ausführung eines Arbeitsganges erforderliches Gesamtwerkzeug in eine Mehrzahl von Finzelwerkzeugen mit solchen Abmessungen unterteilt werden, daß diese klein in Bezug auf R /4 der Wellenlänge der verwendeten HF-Energie sind. Wenn dann für jedes dieser Einzelwerkzeuge eine gesonderte HF-Energiezuführung vorgesehen ist, läßt sich eine verhältnismäßig gleichmäßige Spannungsverteilung erzielen, die dann durch weitere Maßnahmen, falls erforderlich, noch weiter verbessert werden kann.It can therefore be a required for the execution of an operation Overall tool divided into a plurality of Finzel tools with such dimensions that these are small in relation to R / 4 of the wavelength of the RF energy used are. If there is a separate HF energy supply for each of these individual tools is provided, a relatively uniform stress distribution can be achieved Achieve, which then further improved by further measures, if necessary can be.

Bei Schweißpressen für Auto-Innenausstattungen werden z.B.In the case of welding presses for car interiors, e.g.

in der Regel vier Einzelwerkzeuge verwendet (4 Sitze, 4 Lehnen, 4 Seitenteile eines Autos).usually four individual tools are used (4 seats, 4 backrests, 4 Side panels of a car).

Durch den isolierten Aufbau des Werkzeugs wird eine Kapazität geschaffen, die in Verbindung mit Induktivitäten zur Ausbildung von Parallel- oder Serienresonanzkreisen verwendet werden kann, um die elektrischen Eigenschaften der P-Schweißpresse an die jeweiligen Eigenschaften und Anforderungen der zu schweißenden Materialien anzupassen.The isolated structure of the tool creates a capacity those in connection with inductors for the formation of parallel or series resonance circuits can be used to display the electrical properties of the P-welding press to adapt the respective properties and requirements of the materials to be welded.

Je näher die Resonanzfrequenz indes Werkzeugs chwingkreises an der Generatorfrequenz liegt, umso höher ist die Spannung am Schweißgut. Durch Einstellung der Resonanzfrequenz läßt sich also die Schweißleistung für jedes Werkzeug getrennt justieren.The closer the resonance frequency of the tool oscillation circuit at the generator frequency, the higher the voltage on the weld metal. By attitude With the resonance frequency, the welding power can be separated for each tool adjust.

Vorteilhaft ist jedes Werkzeug mit seiner zugehörigen Pressenplatte durch eine Isolierstoffplatte verbunden. Dies bietet den Vorteil eines einfachen und mechanisch wenig aufwendigen Aufbaus, von welchem die hohen Pressendrücke auch gut aufgenommen werden können.Each tool with its associated press plate is advantageous connected by an insulating plate. This has the advantage of a simple and mechanically less complex structure, which also caused the high press pressures can be well received.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Isolierstoffplatte wenigstens teilweise aus gummielastischem Material. Wenn infolge ungenauer Montage oder sonstiger Fertigungsungenauigkeiten die Arbeitsflächen der verschiedenen Werkzeuge nicht exakt in einer Ebene liegen, können diese Ungenauigkeiten beim Pressvorgang durch die Nachgiebigkeit der Isolierstoffplatte ausgeglichen. werden und es werden Fehlschweißungen vermieden.According to a preferred embodiment, there is the insulating plate at least partially made of rubber-elastic material. If as a result of inaccurate assembly or other manufacturing inaccuracies affect the working surfaces of the various tools do not lie exactly in one plane, these inaccuracies can occur during the pressing process compensated by the flexibility of the insulating plate. will and will be Wrong welds avoided.

Die Isolierstoffplatte braucht nicht in ihrer ganzen Dicke aus gummielastischem Material zu bestehen. In vielen Fällen ist es zu bevorzugen, die der zugehörigen Pressenplatte zugewandte Seite der Isolierstoffplatte aus einem festen material zur Anbringung der Isolierstoffplatte an der Pressenplatte auszubilden. In gleicher Weise kann auch die dem Werkzeug zugewandte Seite der Isolierstoffplatte aus einer entsprechenden festen Schicht bestehen.The insulating material plate does not need to be rubber-elastic in its entire thickness Material to exist. In many cases it is preferable to use the associated Press plate facing side of the insulating plate made of a solid material for attaching the insulating plate to the Forming press plate. In the same way, the side of the insulating material plate facing the tool can also be used consist of a corresponding solid layer.

Für die Isolierstoffplatte wird fflr viele Anwendungszwecke vorteilhaft ein Material mit entsprechenden elektrischen Eigenschaften gewählt werden. Wenn z.B. das zu schweißende Material unterschiedliche Verlustfaktoren aufweist, so kommt es vor, daß ein Werkzeug schweißt, ein anderes dagegen nicht. Diese unterschiedlichen Verlustfaktoren können durch geeignete Wahl des Verlustfaktors des Materials der Isolierstoffplatte ausgeglichen werden. Ein Beispiel für ein solches zu schweißendes Material mit unterschiedlichem Verlust faktor ist Pappe mit unterschiedlicher Feuchtigkeit, auf welche eine Kunststoffolie aufgeschweißt wird.The insulating sheet is advantageous for many purposes a material with appropriate electrical properties can be selected. if E.g. the material to be welded has different loss factors it is necessary for one tool to weld, but not for another. These different Loss factors can be determined by suitable choice of the loss factor of the material Isolation plate to be compensated. An example of such a thing to be welded Material with a different loss factor is cardboard with different moisture levels, on which a plastic film is welded.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere lIF-Energiezuführungen zu jedem Werkzeug vorgesehen, deren Einspeisungsstellen auf dem Werkzeug im Abstand voneinander liegen. Durch Vorsehen von mehr als einer Energiezuführung kann die Spannungsverteilung noch gleichmäßiger gemacht werden.According to a preferred embodiment, there are several IIF energy supplies provided for each tool, their feed points on the tool at a distance lie apart. By providing more than one energy supply, the Stress distribution can be made even more even.

Zweciunäßig sind die Zahl und die Anbringungsstellen der 1iPtEnergiezuführung für jedes Werkzeug veränderbar. Auch diese Maßnahme dient dazu, die Spannungsverteilung unter Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten bei den Werkzeugen und den durch diese zu behandelnden Werkstücken noch gleichmäßiger zu machen. Damit die Justierung der Energiezuführung leicht und einfach erfolgen kann, werden zweckmäßig an der Werkzeugplatte und der zugehörigen Pressenplatte Einrichtungen vorgesehen, welche ein leichtes Anbringen der Energiezuführung an einer Vielzahl von Stellen ermöglichen.The number and the attachment points of the 1iPt energy supply are necessary changeable for each tool. Even this measure serves to the stress distribution with adaptation to the respective conditions at the Tools and the workpieces to be treated by them even more evenly do. So that the energy supply can be adjusted easily and simply, are expediently on the tool plate and the associated press plate facilities provided, which allows easy attachment of the energy supply to a multitude of bodies enable.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von AusfUhrungsbeispielen der erläutert, wozu auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments explained, for which purpose reference is made to the accompanying drawing.

Fig.1 zeigt den schematischen Aufbau einer HF-Schweißpresse.Fig. 1 shows the schematic structure of an HF welding press.

Fig.? zeigt den schematischen Aufbau einer Pressenplatte mit zwei Werkzeugen.Fig.? shows the schematic structure of a press plate with two Tools.

Die in Figur 1 gezeigte Presse weist einen STänder 1, eine vertikal hydraulisch bewegbare und die Werkzeuge tragende Oberplatte 2 sowie eine ebene Unterplatte 3 als Gegendruckplatte auf. Das HF-Potential wird der Oberplatte über eine Koaxialleitung 4 zugeführt, während die Unterplatte an masse liegt. Anstelle einer Energiezuführung zur Pressenoberplatte können auch deren mehrere vorgesehen sein. Der Erfindungsgedanke ist selbstverständlich auch auf i4ehrständerpresseniqib,a Als Betriebs frequenz für HF-Schweißpressen hat sich von den dafür zur Verfügung stehenden Frequenzen die mit f:273120 MH2 als am zweckmäßigsten erwiesen. Bei dieser 2 Frequenz beträgt die Wellenlänge 2 leim.The press shown in Figure 1 has a stand 1, one vertical hydraulically movable upper plate 2 carrying the tools and a flat lower plate 3 as a counter pressure plate. The RF potential is applied to the top plate via a coaxial line 4 while the lower platen is in contact with the ground. Instead of an energy supply Several can also be provided for the press top plate. The idea of the invention is of course also available on stand presses, a As a company frequency for HF welding presses has differed from the frequencies available for it those with f: 273120 MH2 proved to be the most appropriate. At this 2 frequency is the wavelength 2 glue.

Wenn mit einer Schweißpresse in einem einzigen Arbeitsgang große Werkstücke wie z.B. die Plastik-Sitzbezüge für ein ganzes Auto in einem Arbeitsgang geschweißt werden sollen, so ist dafür eine Pressenplatte mit Abmessungen von bis zu etwa 1,5 x 2,5m notwendig. Bei derartig großen Werkzeugen deren Abmessungen schon der Größenordnung von # /4 der Wellenlänge der für die Schweißungen verwendeten Hi-Energie legen, ist es aber mit den bekannten maßnahmen nicht mehr möglich, die Spannungsverteilung am Werkzeug so gleichmäßig zu halten, daß ein zufriedenstellend Schweißergebnis erzielt wird.When using a welding press in a single operation, large workpieces e.g. the plastic seat covers for an entire car are welded in one operation are to be, so a press plate with dimensions of up to about 1.5 x 2.5m necessary. With such large tools, their dimensions are of the order of magnitude of # / 4 the wavelength of the Hi-energy used for the welds, However, with the known measures it is no longer possible to reduce the stress distribution to hold the tool so evenly that a satisfactory welding result is achieved.

In Fig.2 ist eine Ausführungsform einer Pressenoberplatte mit Werkzeugen gezeigt, die eine sehr gleichmäßige Verteilung der IfF-Spannung an den Werkzeugen erlaubt.In Fig.2 is an embodiment of a press top plate with tools shown showing a very even distribution of the IfF stress on the tools permitted.

An der Unterseite der Pressenoberplatte 2 sind zwei Isolierstoffplatten 5 jeweils für ein Werkzeug angebracht, z.B.On the underside of the press top plate 2 are two insulating plates 5 each attached to one tool, e.g.

angeklebt oder angeschraubt. An der Unterseite jeder Platte 6 ist eine Werkzeufflplatte angebracht, wobei die Grunfläche der Isolierstoffplatte 5 etwa gleich derjenigen der Werkzeugplatte 6 ist. In der Werkzeugplatte sind Elektroden, hier in Form von Stäben 7, angebracht. Am Rand der Unterseite der Oberplatte sind Befestigungsleisten 8 für ein Ende von HF-Speiseleistungen vorgesehen, deren anderes Ende jeweils am Rand der Werkzeugplatten 6 befestigt ist.glued or screwed on. At the bottom of each plate 6 is a tool plate attached, the green surface the insulating plate 5 is approximately the same as that of the tool plate 6. In the tool plate are electrodes, here in the form of rods 7 attached. Are on the edge of the underside of the top plate Fastening strips 8 provided for one end of RF power supplies, the other Each end is attached to the edge of the tool plates 6.

Sowohl die Befestigungsleisten 8 als auch die Ränder der Werkzeugplatten sind so ausgebildet, daß eine Mehrzahl von HF-Speiseleitungen 9 an einer Vielzahl von Stellen an ihnen angebracht werden können, um durch zweckmäßige Auswahl der Zahl der HF-Speiseleitungen 9 und ihrer Anbringungsstellen eine Feinjustierung der Spannungsverteilung an den Werkzeugplatten zu erlauben.Both the fastening strips 8 and the edges of the tool plates are designed so that a plurality of RF feed lines 9 to a plurality of bodies that can be attached to them to through appropriate selection of the Number of HF feed lines 9 and their attachment points a fine adjustment of the To allow stress distribution on the tool plates.

PatentansprücheClaims

Claims (9)

Patent ansprüche 1. Hochfrequenz-Schweißpresse mit zwei Pressenplatten, die auf unterschiedlichem HF-Potential liegen und von denen wenigstens eine mit mehreren Werkzeugen belegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug (6,7) isoliert von den übrigen Werkzeugen auf seiner zugehörigen Pressenplatte(2) aufgebaut ist und mit dieser durch wenigstens eine HF-Energiezufiihrung (9) verbunden ist. Patent claims 1. High-frequency welding press with two press plates, which are at different RF potentials and at least one of them with several tools is occupied, characterized in that each tool (6,7) isolated from the other tools on its associated press plate (2) and is connected to it by at least one RF power supply (9). 2. UF-Schweißpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug (6,7) mit seiner zugehörigen Pressenplatte (2) durch eine Isolierstoffplatte (5) verbunden ist.2. UF welding press according to claim 1, characterized in that each Tool (6,7) with its associated press plate (2) through an insulating plate (5) is connected. 3. HF-Schweißpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (5) wenigstens teilweise aus gummielastisehem Material besteht.3. HF welding press according to claim 2, characterized in that the Insulating plate (5) consists at least partially of rubber-elastic material. 4. HF-Schereißpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (5) wenigstens teilweise aus einem verlustbehafteten Material besteht.4. HF shear press according to claim 1 or 2, characterized in that that the insulating plate (5) at least partially from a lossy Material. 5. HF-Schweißpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnetn daß mehrere HF-Energiezuführungen (9) für ein Werkzeug (6,7) vorgesehen sind3 deren Einspeisungsstellen am Werkzeug im Abstand voneinander liegen.5. HF welding press according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several RF power supplies (9) are provided for a tool (6,7) are3 whose feed points on the tool are at a distance from one another. 6. HF-Schweißpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl und die Anbringunsstellen der HF-Energiezuführung (9) für jedes Werkzeug (6,7) veränderbar ist.6. HF welding press according to claim 5, characterized in that the Number and attachment points of the HF energy supply (9) for each tool (6,7) is changeable. 7. HF-Schweißpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven und induktiven Komponenten der HF-Engergiezuführung (9) veränderbar sind.7. HF welding press according to claim 5, characterized in that the capacitive and inductive components of the HF energy supply (9) can be changed are. 8. iIE-Schweißpresse nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die liF-Energiezuführungen ein oder mehrere Bänder (9) aufweisen, deren wirksame Länge und/oder Breite veränderbar sind.8. iIE welding press according to one of claims 6 or 7, characterized in that that the LiF energy supplies have one or more bands (9) whose effective Length and / or width can be changed. 9. HF-Schweißpresse nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Energiezuführungen einstellbare Kapazitäten und elektrisch in Serie geschaltete feste leitende Verbindungen (9) aufweisen.9. HF welding press according to one of claims 6 or 7, characterized in that that the HF energy supplies adjustable capacities and electrically connected in series have solid conductive connections (9). L e e r s e i t eL e r s e i t e
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