DE817998C

DE817998C - Elektronische Nahtmaschine

Info

Publication number: DE817998C
Application number: DEP30228D
Authority: DE
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1948-07-03
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-10-22
Also published as: CH275530A; US2662967A; GB649690A; FR975274A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Nahtmaschinen und insbesondere auf solche, die zum Zusammenschweißen von dielektrischen Materialien zur Bildung fortlaufender Nähte mittels hochfrequenter Ströme dienen. Im besonderen betrifft die Erfindung eine elektronische Nahtmaschine, die ein Paar Elektroden enthält, zwischen, denen ein elektrisches Feld von sehr hoher Frequenz erzeugt wird und von denen die eine Elektrode derart

ίο intermittierend auf- und abbeweg'bar ist, daß sie das durch das Hochfrequenzfeld vorgeschobene Material berührt und sich dabei teilweise in dieses eindrückt.

Zweck der Erfindung ist, das Zusammenschweißen von Materialien zu erleichtern, deren Dicke während des Schweißvorgangs schwankt. Insbesondere bezweckt die Erfindung, Mittel vorzusehen, welche die Tiefe, mit welcher die mit dem Material zusammenwirkende Elektrode sich in das Material eindrückt, über die ganze Dauer der Nahtherstellung in Abhängigkeit von Änderungen in der Dicke der zu verbindenden Materialbahnen selbsttätig regeln.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, durch das Material beeinflußte Mittel zur Begrenzung der Eindrücktiefe der Elektrode sowie Mittel vorzusehen, durch welche der Mindestabstand zwischen den Elektroden eingestellt wird.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Maschine der obengenannten Art Anschlagmittel vorgesehen, die in der Bahn eines sich mit der auf und ab

gehenden Elektrode bewegenden Gegenanschlages liegen und in veränderlicher Lage durch eine die Dicke des Materials abtastende Vorrichtung einstellbar sind, die so angeordnet ist, daß sie mit dem Material im Bereich des Hochfrequenzfeldes in Berührung ist und dadurch die Tiefe des Eindrückens der beweglichen Elektrode in das Material in Abhängigkeit von dessen Dicke zu verändern gestattet. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an

ίο einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch die Mitte einer Maschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. i, teilweise im Schnitt, wobei die Stimplatte abgenommen ist, um die arbeitenden Teile in dem hohlen Kopfteil zu zeigen;

Fig. 3, 4 und 5 sind Teilansichten im Schnitt nach den Linien 3-3, 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 2.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist

ao die Maschine einen Rahmen mit einem Bett 10 auf, das einen überhängenden, in einen hohlen Kopfteil 12 übergehenden Arm 11 trägt. In dem Arm 11 ist in Lagern 13 und 14 eine Hauptwelle 15 drehbar, an deren äußerem Ende ein für Hand- und Riemen-

»5 antrieb eingerichtetes Antriebsrad 16 befestigt ist. Das Antriebsrad 16 kann mit einer geeigneten Kraftquelle zum Drehen der Welle 15 verbunden sein. Unterhalb des Bettes 10 ist in Lagern \J und 18 eine zweite Welle 19 parallel zur Hauptwelle 15 drehbar angeordnet, und an der Welle 19 ist zwischen ihren Lagern ein den Vorschub des Materials bewirkendes Rad 20 befestigt, dessen Umfang durch einen geeigneten Schlitz in einer vom Bett 10 getragenen Platte 21 hindurchragt.

Die Welle 15 erteilt der Welle 19 eine intermittierende, schrittweise Drehbewegung mittels einer Vorrichtung, die einen auf der Hauptwelle sitzenden Exzenter 22, einen diesen Exzenter umgebenden Block 23 und eine Verbindungsstange 24 umfaßt, die mit ihrem oberen, gegabelten Ende 25 mit den Seiten des Blocks 23 im Eingriff steht und deren unteres Ende bei 26 schwenkbar mit einem Arm einer auf der Welle 19 angeordneten Einwegkupplung 28 verbunden ist.

Nahe dem oberen Ende der Verbindungsstange 24 ist an dieser bei 29 das eine Ende eines Laschenlenkers 30 drehbar befestigt, dessen anderes Ende bei 31 drehbar mit einem normalerweise feststehenden Kurbelarm 32 verbunden ist, welcher auf einem in einem Lagervorsprung 34 des Armes 11 eingeschraubten abgesetzten Bolzen 33 schwenkbar gelagert ist. Der Arm 32 kann um seine Achse 33 mittels eines bei 36 drehbar auf dem Maschinenarm 11 angeordneten Winkelhebels 35 verschwenkt werden. Diese Einrichtung dient dazu, dem Vorschubrad 20 auf eine hier nicht näher zu betrachtende Art eine schrittweise Bewegung zu erteilen. In einem von dem hohlen Kopfteil 12 getragenen Lager 40 (Fig. 2) ist eine senkrechte bewegliche Stange 41 gelagert, an deren unterem Ende eine Stütze 42 befestigt ist, die ein oberes, drehbares Vorschubrad 43 trägt. Dieses obere Vorschubrad 43, das unter einem Winkel zur Senkrechten geneigt ist, liegt mit seinem Umfang über dem unteren Vorschubrad 20 und wirkt mit diesem zum Vorwärtsbewegen des zu bearbeitenden Materials M zusammen. Die senkrecht bewegliche Stange 41 wird durch eine flache Feder 44 (Fig. 1), die mit ihren Enden auf dem Oberteil der Stange 41 bzw. auf einem Bolzen 45 ruht, dauernd abwärts gedrückt. Zwischen den Enden der Feder ist eine Einstellschraube 46 zwecks Veränderung der Federspannung vorgesehen. Diese Feder bewirkt, daß das obere Vorschubrad 43 über die Stange 41 in nachgiebiger Berührung mit dem unteren Vorschubrad 20 gehalten wird, um das Arbeitsmaterial zwischen den Rädern zu erfassen. Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß die Vorschubräder 20 und 43 dem Arbeitsmaterial M eine schrittweise Bewegung erteilen.

Der hohle Kopfteil 12 ist mit senkrecht übereinanderliegenden Lagern 47 versehen, in welchen eine in der Längsrichtung hin und her gehende, die Elektrode tragende Stange 48 verschiebbar ist. Die Stange 48 wird durch eine Schraubenfeder 49 abwärts gedrückt, welche die Stange 48 umgibt und zwischen das obere Lager 47 und einen geschlitzten, auf die Stange 48 einstellbar aufgeklemmten Bund 50 eingespannt ist. Der geschlitzte Bund 50 besitzt einen sich seitlich erstreckenden Bolzen 51 (Fig. 1), der an seinem freien Ende eine Rolle 52 trägt, welche in einer Führung 53 im hohlen Kopfteil der Maschine liegt. Diese Ausbildung hindert die Stange 48 an einer Drehung in ihren Lagern.

Auf das obere Ende 48' der Elektrodenstange 48 (Fig. 3) ist eine einstellbare Mutter 55 mit einem im Durchmesser schwächeren Teil 56 geschraubt, der von einem Stützteil 57 umfaßt wird, welcher einen seitlich abstehenden Bolzen 58 mit einer darauf drehbaren Rolle 59 besitzt, die gegen seitliehe Verschiebung durch einen Bund 60 gesichert ist. Um den Stützteil 57 an einer Drehung zu hindern und ihn geradlinig zu führen, weist er seitlich vorragende, mit Abstand voneinanderliegende Arme 61 auf (Fig. 5), die eine in dem hohlen Kopfteil 12 vorgesehene Führungsrippe 62 umfassen. Es ist ersichtlich, daß die Einstellmutter 55 relativ zum Stützteil 57 drehbar ist und daß die Lage des Stützteils relativ zur Elektrodenstange 48 durch Einstellen der Mutter 55 geändert werden kann, no Die Mutter 55 wird in ihrer eingestellten Lage durch einen Sicherungsbolzen 64 gehalten, der sich gegen einen Rand 65 in der Einstellmutter 55 stützt (Fig. 3).

Die Rolle 59 ist oberhalb eines am freien Ende der Hauptwelle 15 befestigten Exzenters 77 angeordnet, mit dem sie so zusammenwirkt, daß bei der Drehung der Welle 15 der Exzenter JJ zunächst mit der Rolle 59 im Eingriff steht und die Stange 48 entgegen der Wirkung der Feder 49 auf einem Teil jeder Welienumdrehung hebt, während sich dann der Exzenter Jj von der Rolle 59 entfernt und der Feder 49 erlaubt, die Stange 48 auf dem übrigen Teil der Exzenterumdrehung zu senken.

Die Stange 48 trägt an' ihrem unteren Ende eine obere Elektrode 80, welche mit einer unteren Elek-

Claims

trodeSi zusammenwirkt, die unterhalb des Bettes ίο der Maschine angeordnet ist. Die untere Elektrode 8i hat L-förmigen Querschnitt und ist auf einem Block 82 aus Isolierstoff befestigt, der von einem U-förmigen Halter 83 getragen wird, der an der Unterseite des Bettes 10 durch Schrauben 84 befestigt ist.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Vorschubräder 20 und 43 die übereinanderliegenden Nahtränder des aus Kunststoff l>estehenden Materials ©in Stück vorwärts bewegen und dann zum Stillstand bringen und daß die obere Elektrode 80 in zeitabhängiger Beziehung zur Vorschubvorrichtung so l>ewegt wird, daß sie das Material berührt, wenn es sich in Ruhe befindet, so daß eine Verschweißung des die Naht bildenden Materials bewirkt wird. Die Elektroden 80 und 81 werden durch ein Kabel 85 über eine hier nicht näher beschriebene elektrische Schwingungskreisanordnung mit hochfrequentem elektrischem Strom gespeist.

Vm die Tiefe, mit welcher sich die Elektrode 80 in das Material eindrückt, während der ganzen Dauer der Herstellung der Nahtverbindung selbsttätig und in Abhängigkeit von den Änderungen in der Dicke des sich zwischen den Elektroden befindenden Materials zu steuern, ist die Drückerstange 41 (Fig. 2) mit einer nach oben ragenden Verlängerung 86 versehen, deren oberes Ende einen Schenkel 87 eines Winkelhebels 88 unterigreift, der bei 89 in den sich aufwärts erstreckenden Lappen 90 eines Tragteils 91 drehbar gelagert ist, der mittels einer Schraube 92 und eines Schlitzes 93 einstellbar am Maschinenkopf befestigt ist. Der andere Schenkel 94 des Winkelhebels 88 untergreift eine nach unten geneigte Nase 95 des Trägers 57.

Beim Inbetriebsetzen der Vorrichtung zur Begrenzung und selbsttätigen Regelung der Tiefe, mit welcher sich die Elektroden in das Material eindrücken, wird die Elektrodenstange48 durch Betätigung der Mutter 55 so eingestellt, daß das gewünschte Ausmaß der Eindrücktiefe dann erhalten I wird, wenn das zwischen den Elektroden befindliche Material die geringste Dicke hat, auf welche die Maschine noch anspricht. Diese Einstellung wird dadurch l>e\virkt, daß man die Welle 15 so weit dreht, bis der Exzenter j"j seine unterste Lage erreicht hat und die Elektrodenstange durch die Feder 49 abwärts gedrückt wird. Befinden sich die Teile in dieser Stellung, dann wird die Mutter 55 relativ zum Ende der Stange 48 eingestellt und der Tragteil 91 mittels der Schraube 92 und des Schlitzes 93 solange verstellt, bis der vorbestimmte Mindestabstand zwischen den Elektroden und die Höchstdauer, während welcher die Elektrode 80 in ihrer untersten Lage verbleibt, erreicht ist. Sind die einstellbaren Teile in ihre richtige Lage gebracht worden, dann wird bei arbeitender Maschine das Material zwischen den Elektroden vorwärts bewegt, und jede Änderung in der Dicke des Materials im Bereich der Schweißstelle veranlaßt das obere Vorschubrad 43, sich entsprechend der Materialdicke aufwärts und abwärts zu bewegen. Diese Auf- und Abbewegung wird durch die senkrecht bewegliche Drückerstange 41 und die Verlangerungsstange 86 auf den schwenkbar gelagerten Winkelhebel 88 übertragen. Die Verschwenkung des Winkelhebels 88 um seine Achse 89 verändert die Lage des aufwärts ragenden Hebelschenkels 94 in bezug auf die Nase 95 am Stützteil 57. Die Lage des Hebelendes 94 bestimmt somit die tiefste Lage, in welche die Elektrodenstange 48 und die Elektrode 80 sinken können. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die tiefste Lage, in welche die Elektrode 80 gelangen kann, durch die Dicke des Materials zwischen den Vorschubrädern 20 und 43 bestimmt ist, und daß mit jeder Dickenänderung des Materials die tiefste Lage, in welche die Elektrode 80 für irgendeine gegebene Hin- und Herbewegung gelangt, selbsttätig bestimmt ist, wodurch die Tiefe, mit der sich die Elektroden in das Material eindrücken, zwangsläufig begrenzt ist.

■ Patentansprüche;

i. Elektronische Nahtmaschine zum Verbinden von dielektrischen Materialien, die ein Paar Elektroden! enthält, zwischen denen ein elektrisches Feld von sehr hoher Frequenz erzeugt wird und von denen die eine Elektrode intermittierend auf und ab bewegbar ist, um das durch das Hochfrequenzfeld vorgeschobene Material zu berühren und sich dabei teilweise in dieses einzudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (88) vorgesehen ist, der in der Bahn eines sich mit der auf und ab gehenden Elektrode (80) bewegenden Gegenanschlages (57, 95) liegt und in veränderlicher Lage durch eine die Dicke des Materials abtastende Vorrichtung (43, 86) einstellbar ist, die so angeordnet ist, daß sie mit dem Material im Bereich des Hochfrequenzfeldes in Berührung ist und ■dadurch die Tiefe des Eindrückens der beweglichen Elektrode (80) in das Material in Abhängigkeit von dessen Dicke zu verändern gestattet.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil (91) für den Anschlag (88), der durch die die Dicke des Materials abtastende Vorrichtung (43, 86) gesteuert wird, einstellbar ist und daß der Gegen- no anschlag (57,95) relativ zu der beweglichen Elektrode (8q) verstellt werden kann.
3. Maschine nach Anspruch 1 mit einer die bewegliche Elektrode tragenden Elektrodenstange, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (88) als ein auf dem Maschinenarm schwenkbar gelagerter Teil ausgebildet ist, der durch die die Dicke des Materials abtastende Vorrichtung (43, 86) verschwenkt wird, um den sich mit der Elektrodenstange (48) bewegenden Gegenanschlag (57, 95) aufzuhalten, wenn die bewegliche Elektrode (80) einen vorbestimmten Grad des Eindrückens in das Material erreicht hat.
4. Maschine nach Anspruch 1 mit einer im Maschinenarm längs beweglich gelagerten Elek-

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trodenstange und einer im Maschinenarm drehbar gelagerten Welle, die einen Exzenter trägt, welcher mit einem sich seitlich erstreckenden Teil eines vom oberen Ende der Elektrodenstange getragenen Blocks zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf das obere Ende (48') der Elektrodenstange (48) aufgeschraubte Einstellmutter (55, 56) vorgesehen ist, die dazu dient, die Lage des Blockes (57) relativ zur Elektrodenstange (48) zu verändern.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Elektrodenstange (48) eingeschraubter Bolzen (64) einen Kopfteil aufweist, der im Eingriff mit der Einstellmutter (55) steht, um die Mutter (55) in ihrer eingestellten Lage zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 1925 10.