DE880774C - Maschine zum Nahtschweissen von dielektrischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Nahtschweißen- von dielektrischem Material unter Verwendung relativ zueinander beweglicher Elektroden und einer Schalteinrichtung zum Steuern des Schwingungserzeugers, bei welcher die zeitliche Beziehung zwischen dem Arbeiten des Schalters und der Bewegung der Elektroden eingestellt werden kann.

Diese allgemeine Art der Steuerung eines Schwingungserzeugers ist bereits vorgeschlagen worden. Es hat sich herausgestellt, daß zur Vermeidung schädlicher Funkenbildung die Elektrode mit dem zu verbindenden Material im Eingriff stehen muß, wenn der Schwingungserzeuger ein- oder abgeschaltet wird. Die eingangs erwähnte Einrichtung hat sich in dieser Beziehung im allgemeinen als ausreichend erwiesen, jedoch sind Bedingungen vorhanden, bei denen ein Funken auftreten kann; um das Eintreten dieser Bedingungen zu vermeiden, ist die Einrichtung gemäß der Erfindung ao geschaffen worden.

Die genannte Einrichtung ist so ausgeführt, daß die bewegliche Elektrode ihre Aufwärtsbewegung beginnen kann, bevor der Schalter den Schwingungserzeuger abgeschaltet hat. Nach dem Verschweißen ist das Material ander Nahtlinie weder so dick noch so elastisch, wie es vor dem Verschweißen war, und aus diesem Grunde braucht sich die Elektrode in senkrechter Richtung nicht so weit nach oben zu bewegen, bevor sie vollständig aus dem

Material herausgegangen ist. So kann es eintreten, insbesondere wenn dünnes Material verbunden wird, daß die Elektrode aus dem Material herausgeht, bevor der Schwingungserzeuger abgeschaltet worden· ist, und in diesem Fall kann eine unerwünschte Lichtbogenbildung und ein Verbrennen eintreten.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht daher darin, eine Schalteinrichtung für eine Maschine mit ίο auf und ab gehender Elektrode zu schaffen, welche den Schalter und die bewegliche Elektrode derart steuert, daß' der Schalter geöffnet werden muß, bevor die Elektrode ihre Aufwärtsbewegung beginnen kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einstellbare Elemente für eine Schalteinrichtung eines Schwingungserzeugers zur Verwendung an einer Maschine zum Verbinden von Schichten dielektrischen Materials zu schaffen, welche eine auf und ab bewegbare Elektrode verwendet, wodurch die zeitliche Beziehung zwischen der Schaltertätig- - keit und der Berührung des Materials mit der Elektrode genau eingestellt werden kann, um bei jeder Elektrodenauf- und -abbewegung die maximale as Schweiß- oder Verbindungszeit zu gewinnen.

Der Erfindungsgedanke besteht darin, bei einer Maschine zum Nahtschweißen von dielektrischem Material unter Verwendung von im Abstand voneinander angeordneten und relativ zueinander beweglichen Elektroden, die nachgiebig gegeneinandergedrückt werden und mit einem Schwingungserzeuger elektrisch verbunden sind, um zwischen diesen Elektroden ein hochfrequentes Feld aufzubauen, ferner unter Verwendung einer Schalteinrichtung zum Einschalten des Schwingungserzengers nach. Einsetzen der beweglichen Elektrode in das Material und zum Abschalten des Schwingungserzeugers , bevor die Elektrode sich vom Mater ial wegbewegt, zwischen einem Kontakt des Schalters- und der beweglichen Elektrode eine Leerlaufeinrichtung zwischenzuschalten.

Gemäß- einer Ausführung der Erfindung ist bei Verwendung eines Hubexzenters für die bewegliche Elektrode zwischen den Hubexzenter und den Hubzapfen der Elektrodenstange eine angelenkte Gabel zwischengeschaltet, die den Hubzapfen in solcher Weise umgreift, daß zwischen ihnen die Leerlaufverbindung entsteht. Dabei kann ein einstellbarer Schaltkontakt von der Gabel getragen werden, welche sich zufolge der Leerlauf bewegung nach oben! bewegen muß, bevor die Elektrodenstange angehoben wird, und diese Aufwärtsbewegung der Gabel öffnet den Schaltkontakt und schaltet den Schwingungserzeuger ab, bevor sie die Elektrode anheben kann.

In-der Zeichnung ist ein Ausführungisbeispiel der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch einen Teil einer Maschine, an der die Erfindung verkörpert ist;

Fig. 2 ist eine vordere Endansicht, teilweise im Schnitt,, der Maschine nach Fig. 1 mit abgenommener Deckplatte; ..■■-. ;

Fig. 3 ist ein waagerechter Schnitt durch den Kopf des Maschinenarmes nach Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 fet ein Schnitt, teilweise in Ansicht, nach Linie 4-4 der Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 bezeichnet 1 den Maschinenarm einer Maschine derjenigen Art, wie .sie zum Verbinden (Verschweißen) dielektrischen Materials gebräuchlich ist. Ein Fuß 2 trägt den Maschinenarm I, welcher in einem hohlen Kopf 3 endigt. In einem Lager 4 in dem Arm 1 ist eine Maschinenwelle 5 drehbar gelagert. Eine zweite Welle 6 ist unterhalb des Fußes 2 in Lagerbuchsen 7 und 8 gelagert, und dieser Welle 6 wird eine intermittierende Drehbewegung in nur einer Richtung erteilt. Ein Vorschubrad 9, welches auf der Welle 6 befestigt ist, greift durch einen Schlitz in einer Platte 10 hindurch, die von dem Fuß 2 getragen wird.

An einem verkleinerten Endteil 11 der Maschinenwelle 5 ist mittels einer Stellschraube 12 eine Nabe 13 befestigt, welche einen Exzenterzapfen 14 trägt, auf dem der innere Laufring 15 eines Kugellagers angeordnet ist. Der äußere Laufring 16 dient als Hubnockenfläche gemäß nachstehender Beschreibung.

Ein Gabel teil 17, der mit einer Auskehlung 18 versehen ist, ist in dem Kopf 3 vermittels eines Schraubzapfens 19 verschwenkbar gelagert. Eine Zugfeder 22, welche an einem Ende des Kopfes 3 befestigt ist, drückt den Gabelteil mit dem äußeren Laufring 16 in Eingriff, wie in Fig. 4 im einzelnen wiedergegeben ist.

Eine Elektrodenstange 23 ist in Lagern 24 und 25, welche in dem Kopf 3 befestigt sind, auf und ab bewegbar. Eine Feder 26 umgibt die Elektroden^ stange 23 und wird zwischen einem an der Elektrodenstange 23 befestigten Führungsstück 27 und 1°° dem in dem Kopf 3 befestigten Lager 24 zusammengedrückt, so daß die Elektrodenstange nach unten gedrückt wird. Auf das obere Ende der Elektrodenstange ist ein geschlitzter Bund 28 geklemmt, welcher durch Schrauben 29 befestigt und mit einem Zapfenteil 30 versehen ist. Eine Rolle 31, welche an diesem Zapfen 30 mittels eines Schraubzapfens 32 befestigt ist, ist so angeordnet, daß sie lose in die Auskehlung. 18 eingreift und mit ihr eine Leerlaufverbindung oder eine Totgangverbindung bildet. In den geschlitzten Bund 28 ist ein Anschlagbolzen 33 nach unten vorstehend eingeschraubt, der mittels einer Verriegelungsmutter 34 einstellbar an ihm befestigt werden kann. Eine Drückerstange 36, welche einen Rollendrücker 37 trägt, ist in einem senkrechten, in dem Kopf 3 befestigten Lager 38 gelagert. Eine Blattfeder 39 übt auf das obere Ende der Drückerstange 36 einen Druck aus, um sie nach abwärts zu drücken. Eine Verlängerungsstange 40 ist an dem oberen Ende der Drückerstange befestigt, indem ein geschlitzter, sich rings um die Drückerstange erstreckender Teil 41 durch Einstellung einer Schraube 42 festgehalten wird.

An dem oberen Ende der Verlängerungsstange 40 ist eine Schalterplatte 43 mittels Schrauben 44 befestigt. Die Schalterplatte 43 ist aus Isolierstoff

hergestellt und trägt einen an ihr mittels Nieten 46 befestigten Schaltkontakt 45. Der Schaltkontakt 45 ist als Blattfeder aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet, und ihr freies Ende ist gebogen, um einen in Querrichtung verlaufenden Rohrteil 35 zu bilden. Ein an der Schalterplatte 43 befestigter Zapfen 47 ist so gebogen, daß er in den rohrförmigen Teil der Blattfeder eintritt und einen Anschlag bildet, um die Abwärtsbewegung des Kontaktes zu· begrenzen.

Der gegabelte Teil 17 ist mit einem Ansatzteil 48 versehen, welcher eine isolierte Schalterplatte 49 trägt, die an ihm mittels Schrauben 50 befestigt ist, welche in den Ansatzteil eingeschraubt sind. Ein einstellbarer Schaltkontakt 51, der aus elektrisch leitendem Material besteht, ist an einer Seite der Schalterplatte 49 mittels Schrauben 52 tmd 53 befestigt. Der Schaltkontakt 51 ist mit einem umgebogenen Teil 54 versehen, um eine Kontaktfläche 55 zum Eingriff mit dem rohrförmigen Teil 35 des unteren Kontaktes 45 darzubieten, wenn der gegabelte Teil sich bewegt, um der Nockenfläche zu folgen, welche durch den äußeren Laufring 16 gebildet ist.

Eine Nut 56, welche an der oberen Fläche der Schalterplatte 49 ausgebildet ist (Fig. 3), bildet einen Sitz für eine Haarnadelfeder 57, deren Hauptkörper in einer Ausnehmung in dem Kopf 3 angeordnet ist und eine der Schrauben 58 umgreift, welche zum Befestigen der Deckplatte 59 an dem Kopf verwendet werden. Die Feder 57 schafft eine abwärtsgerichtete Kraft für den Schaltkontakt 51, wodurch die Neigung zum Gegenstoßen beim Kontakteingriff auf ein Geringstmaß verringert wird.

Leiter 60 und 61 verbinden die Schaltkontakte 45 bzw. 51 mit einem Hochfrequenzschwingungserzeuger.

Eine obere Elektrode 62, welche auf den unteren Anschlußteil der Elektrodenstange 23 geschraubt ist, ist mit Bezug auf die Vorschubrichtung mittels einer Stellschraube 63 in der richtigen Stellung befestigt.

Eine untere feststehende Elektrode 64 ist an einem Isolierblock 65 befestigt, welcher von einem am Fuß 2 befestigten Lagerarm 66 getragen wird. Ein Leiter 6y verbindet die untere Elektrode 64 mit Abstimmelementen 68 und 69 der Belastungsseite, welche ihrerseits durch den Anschluß 70 mit dem Hochfrequenzschwingungserzeuger verbunden sind.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Es ist ersichtlich, daß eine Verdrehung der Maschinenwelle 5 der Elektrodenstange 23 durch die Einwirkung des Exzenterzapfens 14, des Lagerringes 16, der Gabel 17, der Rolle 31 und der Feder 26 Heb- und Senkbewegungen erteilt. Die Abwärtsbewegung der Elektrodenstange wird jedoch arretiert, wenn der Anschlagzapfen 33 mit der oberen Fläche 71 der Verlängerungsstange 40 in Eingriff gelangt. Die Gabel 17 setzt ihre Abwärtsbewegung fort, und schließlich greift die Fläche 55 des Kontaktes 51 an dem rohrförmigen Teil 35 des Kontaktes 45 an tmd schließt auf diese Weise den Schaltstromkreis für den Schwingungserzeuger, und das Verbinden beginnt, wobei die Elektrode 62 voll in das Material 72 eingesetzt ist. Die Gabel setzt ihre Abwärtsbewegung fort, bis die gesamte nachgiebige Kraft in den Kontakten 45 und 51 aufgenommen, worden ist; zu diesem Zeitpunkt ist die Rolle 31 von dem unteren Schenkel der Gabel 17 um einen bestimmten Spielraum im Abstand angeordnet. Wenn der äußere Laufring 16 für die Hubbewegung an der Gabel 17 angreift, muß sich die Gabel um eine Entfernung nach aufwärts bewegen, welche gleich dem vorerwähnten Abstand ist, bevor die Gabel 17 mit der Rolle 31 in Eingriff kommt, um die Elektrodenstange 23 anzuheben. Während dieser Bewegung der Gabel werden die Kontakte 45 und 51 voneinander getrennt, um den Schaltstromkreis für den Schwingungserzeuger zu öffnen, und das Verbinden hört auf, bevor die Elektrode 62 beginnt, sich von dem Material 72 weg nach oben zu bewegen.

Auf diese Weise kann durch die Einschaltung einer Gabel mit Leerlauf zwischen dem Hubexzenter und der Elektrodenstange und durch die Verwendung der Gabelbewegung zum Steuern der Schaltkontakte das Arbeiten des Schalters begrenzt werden, und tritt nur dann ein, wenn die Elektrode 62 in das Material 72 eingesetzt ist. Dies ist die gewünschte Bedingung, um jedwede Funkenbildung zu vermeiden.

Es ist ersichtlich, daß die maximale Eindringtiefe der Elektrode 62 in das Material 72 durch Einstellen des Anschlagbolzens 33 im Verhältnis zur Fläche 71 der Verlängerungsstange 40 gesteuert werden kann. Weiterhin hat bei einer beliebigen gegebenen Einstellung des Zapfens 33 die prozentuale Eindringtiefe die Neigung, unabhängig von der Dicke konstant zu bleiben, weil 1. die Fläche 71 auf Veränderungen in der Materialdicke anspricht, die von dem Rollendrücker 37 abgefühlt und durch die Drückerstange 36 übertragen werden und 2. die Nachgiebigkeit des Materials im wesentlichen proportional zur Dicke ist.

Es ist wichtig, daß die Zeit, während welcher der Schwingungserzeuger eingeschaltet ist, bei jeder Aufundabbewegung der Elektrode 62 möglichst groß sein soll. Daher ist es wesentlich, die Schaltkontakte 45 und 51 baldmöglichst zu schließen, nachdem die Elektrode voll in das Material 72 eingesetzt worden ist. Um diese erwünschte Bedingung zu erreichen, ist der Kontakt 51 relativ zur Platte 49 einstellbar gemacht, indem für die Schraube 53 ein Schlitz 73 vorgesehen ist, so daß der Kontakt 51 rings um die Schraube 52 verdreht und mittels der Schraube 53 in Stellung verriegelt werden kann. Auf diese Weise kann die Maschine in diejenige Lage eingestellt werden, in welcher die Elektrode 62 gerade die maximale Eindringtiefe in das Material erreicht hat, und während sie sich in dieser Stellung befindet, kann der Kontakt 51 gemäß vorstehender Beschreibung so eingestellt werden, daß er gerade den Eingriff mit dem Kontakt 45 nicht erreicht. Dies gewährleistet die erwünschten Ergebnisse, daß 1. die Schaltvorgänge sowohl· zum öffnen als auch zum Schließen stets dann eintreten, wenn sich die Elek-

trode in dem Material befindet und· 2. die Zeit zum Verbinden ein Maximum ist, welches mit den gewünschten Bedingungen gemäß Punkt ι zusammenhängt.

Claims (4)

1. PATENTANSPBÜCHE:

   i. Maschine zum Nahtschweißen von dielektrischem Material unter Verwendung relativ zueinander beweglicher und nachgiebig gegeneinanderdrückbarer Elektroden, die periodisch mit einem Hochfrequenzschwingungserzeuger über einen Schalter elektrisch verbunden werden, der den Schwingungserzeuger einschaltet, nachdem die bewegliche Elektrode voll in das Material· eingesetzt ist, und· den Schwingungserzeuger abschaltet, bevor die Elektrode beginnt, sich von dem Material wegzubewegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herbeiführung der der Elektrodenbewegung nachfol- genden bzw. vorausgehenden Ein- und Abschaltung des Schwingungserzeugers zwischen einen Kontakt (51) des Schalters (45, 51) und die bewegliche Elektrode (62) eine Leerlauf einrichtung (17, 18, 31) geschaltet ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1 mit einem um laufenden Hubexzenter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gabel (17), welche durch den Exzenter (14, 16) gesteuert wird und den Schalter (45, 51) zum Ein- und Abschalten des Schwingungserzeugers betätigt, eine Leerlaufverbindung (i8, 31) mit der die bewegliche Elektrode (62) tragenden Elektrodenstange (23) hat,
3. 3. Maschine nach Anspruch 2 mit einer den Exzenter tragenden umlaufenden Welle und einer beweglichen Drückerstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (17) zwecks Leerlaufverbindung einen Hubzapfen (30, 31) auf der Elektrodenstange (23) lose umgreift und einen elektrischen Kontakt (51) trägt, der mit einem auf der Drückerstange (36) angeordneten elektrischen Kontakt (45) zusammenarbeitet, wodurch ein Schalter gebildet ist, der sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Welle (5) periodisch öffnet und schließt.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (71) die Abwärtsbewegung der beweglichen Elektrode (62) begrenzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 5204 6.53