DE859661C - Arrangement for the electrical welding of objects made of weldable plastics using high-frequency currents - Google Patents

Arrangement for the electrical welding of objects made of weldable plastics using high-frequency currents

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DE859661C
DE859661C DEP618A DEP0000618A DE859661C DE 859661 C DE859661 C DE 859661C DE P618 A DEP618 A DE P618A DE P0000618 A DEP0000618 A DE P0000618A DE 859661 C DE859661 C DE 859661C
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Description

Anordnung zum elektrischen Schweißen von Gegenständen aus verschweißbaren Kunststoffen unter Verwendung von Hochfrequenzströmen Die Verschweißung von Kunststoffen, insbesondere von Kunststoffolien, unter Verwendung von Hochfrequenzströmen ist bekannt.Arrangement for the electrical welding of objects from weldable Plastics using high frequency currents The welding of plastics, in particular of plastic films, using high-frequency currents is known.

Die hierzu verwendeten bekannten Anordnungen basierten auf zwei voneinander grundsätzlich verschiedenen Lösungsformen. The known arrangements used for this were based on two of each other fundamentally different forms of solution.

Bei der einen Lösungsform wird das Werkstück selbst zwischen den beiden ortsfesten Schweißelektroden hindurchbewegt. Die Schweißelektroden selbst sind entweder als Rollenpaare ausgebildiel und besorgen, angetrieben, den Vorschub des Werkstückes, wobei sich eine fortlaufende Schweißnaht ergibt, oder aber die eine Elektrode wird im rakt im wesentlichen senkrecht auf und ab bewegt und stellt zusammen mit der ruhenden schmalen Auflageelelçtrode eine Schweißnaht her, die aus aneinandergereihten Einzelschweißpuiiltten oder -linien besteht. Bei letztgenannter Anordnung wird das Werkstück durch besondere Vorschubmittel weiterbewegt. Diese Maschinen haben äußerlich das Aussehen der üblichen Nähmaschinen. In one form of solution, the workpiece itself is between the moved through both stationary welding electrodes. The welding electrodes themselves are either trained as pairs of rollers and provide, driven, the feed of the workpiece, resulting in a continuous weld seam, or the an electrode is moved up and down essentially vertically and is positioned together with the stationary, narrow support electrode, produce a weld seam that consists of lined up individual welding pools or lines. With the latter Arrangement, the workpiece is moved on by special feed means. These Outwardly, machines have the appearance of conventional sewing machines.

Diese beschriebene Schweißanordnung dient dazu, wie bei Nähmaschinen fortlaufende Nähte herzustellen, die im wesentlichen geradlinig oder auch schwach bogenfirmig verlaufen, jedoch in der Breite auf wenige Millimeter (höchstens 4 mm) beschränkt sind. This described welding arrangement is used, as with sewing machines to produce continuous seams that are essentially straight or weak run like a curve, but a few millimeters wide (4 mm at most) are limited.

Sehr unregelmäßige Nahtschweißungen und überhaupt lilächenschweißungen, wie sie z. B. bei Reparaturschweißungen anfallen, können mit diesen Maschinen, nicht hergestellt werden. Very irregular seam welds and generally purple welds, how they z. B. incurred in repair welds, can not with these machines getting produced.

Bei der anderen bekannten Lösungsform einer Schweißanordnung wird das zu schweißende Werkstück unbewegt zwischen zwei bis auf ihre An- näherungsbewegung ortsfeste Elektroden gebracht, von denen beide oder zum mindesten eine eine zweckgebundene Form haben. In the other known form of solution of a welding arrangement the workpiece to be welded unmoved between two approach movement Fixed electrodes brought, both of which or at least one of which is dedicated Have shape.

Hat nur eine Elektrode eine zweckgebundene Form, so besteht die Gegenelektrode aus einer die wirksame Arbeitsfläche der anderen Elektrode nicht oder nur unlvesentlich übersteigenden Platte. If only one electrode has a specific shape, there is a counter electrode from one the effective working surface of the other electrode is not or only insignificantly surmounting plate.

Diese Schweißanordnung, mit der ebenfalls nni schmale Nähte von im übrigen im allgemeinen wegen der Generatorleistung beschränkter Länge hergestellt werden können, dient insbesondere zur Herstellung von Massenschweißungen gleicher Ausführungsform, also z. B. von Spieltieren, Knopflöchern u. dgl. This welding arrangement, with the also nni narrow seams of im the rest of the production of limited length because of the generator power can be used in particular for the production of mass welds of the same Embodiment, so z. B. of toy animals, buttonholes and the like.

In dieselbe Gattung fällt auch ein Handapparat, der eine innere, kreisflächenförmige Elektrode und eine äußere, kreisringförmige, um die innere Elektrode konzentri sch herumgefegte Gegenelektrode trägt. Vermöge der besonderen Elektrodenallordnung mit ihrer unterschiedlichen Verteilung des elektrischell Feldes im Arbeitsbereich des Apparates können mit ihm keine Sahtschweißungen an Runststoffen vorgenommen Rerdlen. Er findet bei Kmststoffolien keine Verwendung Diesen bekannten Anordnungen gegenüber hat der Erfinder eine dritte Lösungsform einer Anordnung geschaffen, mit der es möglich ist, Schweißungen an besonders großen N\'erkstücken, insbesondere aber Reparaturschweiungen an E41eidungsstücken aus Künststoffolien, vorzunehmen, ohne daß das Werkstück während der Schweißung bewegt zu werden braucht. Gerade die Schäden an Kleidungsstücken (Einrisse usw.) sind so unregelmäßig und flgurenreicli, daß sie mit den vorher erwähnten bekannten Anordnungen nicht zu bewältigen sind. Große Planen aus Kunst stoff sind aber so schwer, daß sie nicht durch die Nahtschweißmaschinen bindurchbewegt werden könnten Erfindungsgemäß besteht die Anordnung aus einer die Größe der wirlisamen .Arbeitsfläche der Gegenelektrode größenmäßig wesentlich übersteigenden, nicht zweckgebundenen Tischplattenelektrode und einer fliegend angeordneten, gegenüber jedem Flächenteil der verhältniismäßig großen Tischplattenelektrode beliebig in Arbeitsstellung bringsparen Gegenelektrode. Bei einer entsprechend zueckgebundenen Gegenelektrode (geradlinig verschiedener Länge, bogenförmig verschiedener Länge, kreisflächenförmig, rechteckflächenförmig, kreisringförmig) kann durch Aneinanderreihen verschiedener Schweiflungen bei unveränderter Lage des Werkstückes lediglich durch freies Verschieben der Gegenelektrode jede gewünschte Figur und erstmals sogar größere Flächenschweißungen vorgenommen werden. A handset that has an internal, circular surface-shaped electrode and an outer, circular ring-shaped, around the inner electrode carrying counterelectrode swept around concentrically. By virtue of the special electrode order with their different distribution of the electrical field in the work area of the apparatus, it cannot be used to make any surface welds on plastics Rerdlen. It is not used in plastic films for these known arrangements opposite the inventor has created a third form of solution of an arrangement with which it is possible to make welds on particularly large N \ 's, in particular but to carry out repair welds on E41 enveloping pieces made of plastic films, without having to move the workpiece during welding. Just that Damage to clothing (tears, etc.) is so irregular and flgurenreicli, that they cannot be mastered with the aforementioned known arrangements. Large plastic tarpaulins are so heavy that they cannot be welded through the seam welding machines According to the invention, the arrangement consists of a die The size of the working surface of the counter-electrode, which is significantly larger in size, tabletop electrode not earmarked for a specific purpose and an overhung one opposite in any part of the surface of the relatively large tabletop electrode Working position brings saving counter electrode. In the case of an appropriately tied up Counter electrode (straight line of different length, curved shape of different length, circular, rectangular, circular) can be arranged in a row various curvatures with unchanged position of the workpiece free movement of the counter electrode any desired figure and, for the first time, even larger ones Surface welds are made.

Dabei ist es sogar möglich, während des Verschiebens der Gegenelektrode den Strom nicht abzuschalten, somit die Schxveißarbeit gar nicht zu unterbrechen. It is even possible to do this while the counter electrode is being moved not to switch off the electricity, thus not to interrupt the work at all.

Am geeignetsten hierfür als Gegenelektrode sind Rollen- oder Kufenelektroden, die sogar in verhältnismäßig großer Breite Verwendung finden können und somit eine breite Flächenschweißung ermöglichen, ohne den Schweifigenerator zu über lasten bzw die Investierung eines Generators von unrentabler Größe vorauszusetzen. The most suitable counter electrodes for this are roller or skid electrodes, which can even be used in a relatively large width and thus a enable wide surface welding without overloading the tail generator or to assume the investment of a generator of unprofitable size.

Die Rollen- oder Rufenelektrode wird am besten als Handgerät mit isoliertem Griff und flexibler Stromzuführung ausgebildet. Damit bei der Bedienung der Elektrode keine Erwärmung der Hand eintritt, ist es empfehlenswert, die flexible Stromzuführung direkt, d. h. nicht durch den Handgriff. zur Rollen- oder Kufenelektrode zu führen. The roller or call electrode is best used as a handheld device insulated handle and flexible power supply. So with the operation the electrode does not heat up the hand, it is recommended to use the flexible one Direct power supply, d. H. not by the handle. for roller or skid electrodes respectively.

Die Erdung der einen der beiden Elektroden ist an sich bekannt. Im vorliegenden Fall kommt jedoch der Erdung der Tischelektrode wegen der besonders hohen Gefährdung des Arbeiters eine besonderte Bedeutung zu. Im übrigen ist die Erdung dieser großen. Elektrode rein technisch nur mit komplizierten schalttechnischen Mitteln möglich. The grounding of one of the two electrodes is known per se. in the In the present case, however, the grounding of the table electrode comes because of the special high risk to the worker. By the way, is the Grounding this great. Electrode purely technically only with complicated circuitry Funds possible.

Zur Dämpfung der Wärmewirkung und daher der Schweißwirkung, die in Form von Einbettung der Elektroden in eine Masse mit besonders niedrigem Verlustfaktor an sich bekannt ist, wird erfindungsgemäß in besonders einfacher Form ein Transparentpapier verwendet, das zwischen den zu verschweißenden Werkstücken und einer der Elektroden angeordnet wird. Eine solche Dämpfung hat im vorliegenden Fall insofern eine besondere Bedeutung, als die Schweißzeit wegen der Handbedienung der Elektroden nicht automatisch einstellbar ist und daher sehr leicht eine uberheizung stattfinden kann. To dampen the heat effect and therefore the welding effect, which in Form of embedding the electrodes in a mass with a particularly low loss factor is known per se, a particularly simple form of transparent paper is used according to the invention used between the workpieces to be welded and one of the electrodes is arranged. In the present case, such damping has a special one Meaning than the welding time is not automatic because of the manual operation of the electrodes is adjustable and therefore overheating can very easily take place.

Erfindungsgemäß soll auch über die zu verschweißenden ÄV'erkstücke eine Folie aus Cellophan od. dgl. gelegt werden. Im Bereich der in den Werkstücken erfolgten Schweißung bildet sich überraschenderweise an dem Cellophan, das an sich ja nicht warmverformbar oder schweißbar ist, eine spiegelnde Fläche, durch die die Schweißung als erfolgt kontrolliert werden kann. According to the invention, the components to be welded should also be used a sheet of cellophane od. Like. Be placed. In the area of the workpieces The weld that has taken place is surprisingly formed on the cellophane, which in itself yes, it is not thermoformable or weldable, a reflective surface through which the Welding can be controlled as done.

Bei mehreren in bekannter Weise um einen einzigen Generator gruppierten Arbeitstischen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, im Generator, also z. B. am Transformator, einen mittleren Nullpunkt zu bilden, diesen zu erden und mit den Tischelektroden leitend zu verbinden, die beweglichen Gegenelektroden aber mit den beiden äußeren Polen des Systems leitend zu verbinden, so daß parallel arheitende Stromkreise gebildet werden. When several are grouped around a single generator in a known manner It has proven advantageous to work tables in the generator, so z. B. on Transformer to form a central zero point, to earth it and to connect it to the To connect table electrodes conductively, but the movable counter electrodes with the to connect both outer poles of the system conductive, so that parallel arheitende Circuits are formed.

Eine andere Lösung zum Anschluß mehrerer Arbeitstische an einen einzigen Generator bildet eine Schaltung, nach der jeder der beiden herausgeführten Pole des Systems über einen Blockkondensator geerdet wird andererseits auch jeder dieser Pole über einen oder mehrere parallel geschaltete zur Spannungsregelung dienende Drehkondensatoren mit den heweglichen Gegenelektroden leitend verbunde ist, wobei jedem der D rebkondensatoren ein Arbeitsplatz entspricht. Another solution for connecting several work tables to a single one Generator forms a circuit according to which each of the two poles led out of the system via a blocking capacitor, on the other hand, each of these is also earthed Poles via one or more parallel-connected ones for voltage regulation Rotary capacitors with the movable counter electrodes is conductively connected, wherein one job corresponds to each of the three capacitors.

Neben dieser Einzzelplatzregelung durch jedem Platz zugeordnete Drebkondensatoren empfiehlt sich auch eine zusätzliche gemeinsame Regelung durch einen größeren Drehkondensator Bei der beschriebenen Schaltanordnung ist es ohne weiteres möglich, mehrere bewegliche Gegen- elektroden je Arbeitsplatz, die gleiche oder verschiedene Arbeitsbreiten aufweisen können, miteinander parallel zu schalten und auch in dieser Schaltung ständig unter Spannung zu halten. Damit jedoch durch die gerade nicht in Benutzung stehende Gegenelektrode keine Verbrennungen durch unfreiwillige Berührung auftreten, werden die gerade nicht benutzten Gegenelektroden in auf dem Arbeitstisch angeordnete, oben offene Kästen aus Isoliermaterial eingelegt, in welchen sie geschützt liegen. In addition to this individual place regulation by three capacitors assigned to each place It is also advisable to use an additional joint control using a larger variable capacitor In the case of the switching arrangement described, it is readily possible to have several movable ones Against- electrodes per workstation, the same or different Can have working widths to connect in parallel with each other and also in this To keep the circuit under voltage at all times. With that, however, just not by them When the counter electrode is in use, no burns from involuntary contact occur, the counter-electrodes that are currently not in use are placed on the work table arranged, open-topped boxes made of insulating material, in which they are protected lie.

PATENTANSPROCHE: I. Anordnung zum elektrischen Schweißen von Gegenständen aus verschweißbaren Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid, insbesondere Folien, unter Verwendung von Hochfrequenzströmen, bei der die Gegenstände der Wärmewirkung des zwischen den Elektroden bestehenden elektrischen Hochfrequenzfeldes ausgesetzt werden, gekennzeichnet durch eine die Größe der wirksamen Arbeitsfläche der Gegenelektrode größenmäßig wesentlich übersteigende, nicht zweckgiebundene Ti schplattenelektrode und eine fliegend angeordnete, gegenüber jedem Flächenteil der verhältnismäßig großen Tischplattenelektrode beliebig in Arbeitsstellung bewegbare Gegenelektrode. PATENT CLAIM: I. Arrangement for the electrical welding of objects made of weldable plastics, such as B. polyvinyl chloride, especially foils, using high frequency currents in which the objects of heat effect exposed to the high-frequency electrical field existing between the electrodes are characterized by the size of the effective working area of the counter electrode Ti plate electrode which is significantly larger in size and not tied to a specific purpose and one on the fly, opposite each surface part of the relatively large one Counter electrode that can be moved into the working position as required.

Claims (1)

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode trotz ihreI leitenden Verbindung mit dem einen Pol des Generators so frei beweglich angeordnet ist, daß sie während der Schweißarbeit beliebig hin und her bewegt werden kann und ihre Lage, ohne die Schweißarbeit zu unterbrechen, gegenüber jedem Flächenteil der Tischplattenelektrode laufend oder schrittweise ändern kann. 2. Arrangement according to claim I, characterized in that the counter electrode so freely movable despite their conductive connection with one pole of the generator is arranged that they can be moved back and forth as desired during the welding work can and their position, without interrupting the welding work, in relation to each surface area the table top electrode can change continuously or gradually. . Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die be vegte Elektrode als Rollen- oder Kufenelektrode ausgebildet ist. . Arrangement according to claim I and 2, characterized in that the be vegte electrode is designed as a roller or skid electrode. 4. Anordnung nach Anspruch I und 2 oder 3, dadurch geLennzeich,net, daß die bewegte Elektrode als Handgerät mit isoliertem Griff und flexibler Stromzuführung ausgebilldet ist. 4. Arrangement according to claim I and 2 or 3, characterized in that it is marked, net, that the moving electrode is a hand-held device with an insulated handle and flexible power supply is trained. 5. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Stromzuführung direkt, d. h. nicht durch den Handgriff, zur Rollen- oder Kufenanordnung führt. 5. Arrangement according to claims I to 4, characterized in that that the flexible power supply is direct, d. H. not through the handle, for roller or runner arrangement leads. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die große Tischplattenelektrode ständig geerdet ist. 6. Arrangement according to one of claims I to 5, characterized in that that the large tabletop electrode is permanently earthed. 7. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zu verschweißenden Werkstücken und einer bzw. beiden Elektroden ein Transparentpapier angeordnet ist. 7. Arrangement according to claims I to 6, characterized in that that between the workpieces to be welded and one or both electrodes a tracing paper is arranged. 8. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schweißens zwischen den zu verschweißenden Werkstücken und der Gegenelektrode eine Folie aus Cellophan od. dgl. angeordnet ist. 8. Arrangement according to claims I to 6 or 7, characterized in that that during welding between the workpieces to be welded and the counter electrode a film made of cellophane or the like. Is arranged. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 8 mit einem mit mehreren um ihn gruppierten Arbeitstischen zusammenarbeitenden Generator, dadurch gekennzeichnet, daß im Generator ein elektrischer mittlerer Nullpunkt, z. B. am Transformator, gebildet wird, dieser Nullpunkt geerdet und mit den Tisdtelektroden leitend verbunden ist, die beweglichen Gegenelektroden aber mit den beiden äußeren Polen des Systems leitend verbunden sind, so daß zwei parallel arbeitende Stromkreise gebildet sind. 9. Arrangement according to one of claims I to 8 with one with several Working generator grouped around it, characterized by that in the generator an electrical mean zero point, z. B. on the transformer this zero point is earthed and conductively connected to the table electrodes, however, the movable counter-electrodes are conductive with the two outer poles of the system are connected, so that two circuits working in parallel are formed. I0. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 8 mit einem mit mehreren um ihn gruppierten Tischen zusammenarbeitenden Generator, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden aus dem Generator herausgeführten Pole einer seits über einen Blockkondensator od. dgl. geerdet, andererseits über einen oder mehrere parallel geschaltete, zur Spannungsregelung dienende Drehkondensatoren mit den beweglichen Gegenelektroden leitend verbunden ist, wobei jedem Drebkondensator mit zugehöriger beweglicher Gegenelektrode ein Arbeitsplatz entspricht. I0. Arrangement according to one of Claims 1 to 8 with one with several working generator grouped around it, characterized by: that each of the two poles led out of the generator on the one hand via one Block capacitor or the like. Grounded, on the other hand via one or more parallel switched variable capacitors used for voltage regulation with the movable ones Counterelectrodes are conductively connected, each three-phase capacitor with associated movable counter electrode corresponds to a workplace. II. Anordnung nach Anspruch 9 oder IO, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung und die Frequenz oder eine der beiden zusätzlich für sämtliche Arbeitsstromkreise gemeinsam geregelt wird. II. Arrangement according to claim 9 or IO, characterized in that the voltage and the frequency or one of the two additionally for all working circuits is regulated jointly. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis I I, dadurch gekennzeichnet, daß je Tisch plattenelektrode jeweils mehrere bewegliche GegenBelektroden von gleicher oderverschiedener Arbeitsbreite miteinander parallel geschaltet sind. 12. Arrangement according to one of claims I to I I, characterized in that that for each table top electrode there are several movable counter-electrodes of the same type or of different working widths are connected in parallel with one another. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis I2, gekennzeichnet durch auf dem oder den Arbeitstischen angeordnete, oben offene Kästen aus Isoliermaterial, in welche während des Betriebes diejenigen beweglichen Elektroden eingelegt werden, welche gerade nicht benutzt werden, aber unter Spannung stehen. 13. Arrangement according to one of claims 3 to I2, characterized by Open-top boxes made of insulating material arranged on the work table (s), in which those movable electrodes are inserted during operation, which are currently not in use, but are under tension. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 7I5 632, 736 I37; Zeitschrift »Kunststofte«, 1946, S. 8 und Abb. 2, 1947, S. Io6 r. Sp. unten, S. rir r. Sp. oben, S. 210 bis 2I2, S. 2IO Fußnote 3; Buch »Welding of Plastics« von G. Haim u. Cited publications German patent specifications No. 7I5 632, 736 I37; Journal »Kunststofte«, 1946, p. 8 and Fig. 2, 1947, p. Io6 r. Sp. Below, S. rir r. Col. above, pp. 210 to 2I2, p. 2IO footnote 3; Book »Welding of Plastics« by G. Haim u. H. P. Zade, S. 103 und IO4, Fig. 31 bis 33, 54 und 55; Buch »Le Chauffage Håute-Fréquence« von G.H. P. Zade, pp. 103 and IO4, Figs. 31 to 33, 54 and 55; Book »Le Chauffage Håute-Fréquence «by G. Henry-Bézy, S. 58ff.; Buch »Radio-Frequency Heating«. S 293, 297.Henry-Bézy, pp. 58ff .; Book "Radio-Frequency Heating". Pp. 293,297.
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