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Hochfrequenz=Nahtschweißmaschine Die Erfindiung betrifft eine Hochfrequenz-Nahbschmeißmaschine
nach Art der Textilin5,hinaschilne zum Verbindien diielektri.scher Materialien durch
Erwärmen im hochfrequenten Kondensratorfelid, bei welidher in periodischen Zei.tabschnitben
währende jedes Arbeibsvorganges, z. B. einer Hauptwellenum.dlrehung, eine der Elektroden
des Schweißkondensators auf und ab bewegt, das Hochfrequenzfelid zur Einwirkung
gebracht und das Arbeibsmaterial vorgeschoben wird, wobei düse Hoehfrequenzspannung
niur dann an die Sohweißelektrodient angelegt ist, wenn dieseleben das Material
zusammendrücken. Da für kleine Materialdicke, kleine Maschinen,drehziahl (Arbeitsvorgänge
pro Minute) und kleinen MateTialvorschub je Arbeitsvorgang nur eine kleine Hochfrequenzbeitstung,
für große Materialdicke, große Maschinendrehzahl und großen Materialvorsdhub jed!ocih
eine große Hochfrequenz.lei@sbung erforderlich ist-, muß die Stärke des Hochfrequenzfeldes
entsprechenid dien jeweiligen, Arbeibsibedingungen ,geregelt werden. Diese Regelung
muß bei vielen derartigen Miaisidhinen von Hand vorgenommen werden, was besonders
für wechselnde Drehzahlen, wie sie auch bei der Textilnähmaschiine gebräuchlich
sind, =stündlich und unigenau ist.
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Es ist bekannt, bei Nah:ttschweißmaschinen mit kontinuierlicher Schweißung
mittels Rolleneilektroden die Stärkte ödes Hochfrequbnzfelides ent-,sprechend deir
Materiialdicke oder der Vorschubgeschwindigkei,t des Arbeitsgutes selbsttätig zu
regeln. Abgesehen von der Gefahr einer ungenügenden Festigkeit der Verschweißung
bei diesem Verfahren sind die bekannten Lösungen kompliziert und arbeiten mit schlechtem
Wirkungsgrad, beispielsweise Regelung in Abhängigkeit von der
Materialdicke
durch Verstimmung des Arbeitsschwingkreises. Alle bekannten derartigen Maschinen
regeln außerdem selbsttätig die Stärke des Hochfrequenzfeldes nur entweder allein
durch die Materialdicke oder allein durch die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißgutes.
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Bei Nahtschwe:ißmas.chinen mit schrittweiisem Arbeitsvorgang iisit
bekannt, die Stärke dies Hochfrequenz.feIdes entsprechende der Materialdicke mittels
eines Regels,pannunigsgleichrichters und eines 2-Stufen-Gleichstromverstärkers selbsttätig
zu regeln. iDneses ist jedoch kompliziert, erfordert drei his vier zusätzliche Ellektronenröhren
und ist daher teuer. Weiterhin ist bekannt, die Dauer (nicht Stärke) des Höchfrequenizfelidle,s
je Arbeitsvorgang entsprechend der 14lateri.aldiicke zu regeln. Da, hiermit bei
kleinen Materiaildicken die gleiche volle Hochfrequen:zspunnung wie be;i großen
Materialdicken auftritt, besteht die Gefahr des Materialdurchschlages. Bei diesen
Anordnungen m.uß die Stärke :dies Hochfrequenzfelides. je mach Drehzahl und Materialvorschub
zusätzlich von Handi geregelt werden.
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Die nachfolgend beschriebene Ho:c'hfrequenz-Nahtsch:weißmaschine zeigt
dagegen unter Vermeidung -dieser Nachteile eine -einfache Lösung, wie die Stärke
,des Hochfrequenzfeldes in Abhängigkeit von drei Arbe,itisparametern einzeln oder
auch gleichzeitig entsprechend, der Materialdicke zwischen den Schweißelektroden
mittelis einer Dickentastvorrivchtung oder/und entsprechend der Arbeiitsvorgänge
pro Minute (Drehzahl oder/ und entsprechend dem Materiialvorschub je Arbeitsvorgang
mittels Regelvorrichtungen selbst,-tätig geregelt werden kann. Die Stärke des Hochfrequienzfeldes
wird dabei durch Änderung eines Gitterablei:twiderstandles eimies Hochfrequenizröhre
ngenerators oder/und: bei Verwendung eines !selbsterregten, einkreiisigen Röhrengenerators,
durch Änderung eines dem Schwei.ßkoudensato@r vorgeschalteten Kondensators beeinflußt.
Als veränderlicher G.itterableitwiderstand kann eine `Elektronenröhre mit einem
oder mehreren Gittern benutzt werden,, wobei: eine oder mehrere Regelvorrichtungen
auf :ein oder mehrere Gitter wirken.
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Die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Nahtschweißmaschine ist beispielsweise
in Abb.1, 2 und 3 diargestellt. Abb. i zeigt die Generator- und Regelschaltung der
Maischine. Die Generatorschaltung besteht aufs folgenden Teilen: Die Generatorröhre
i arbeitet, in kapazitiver Dreipunktschaeltung (über die Röhrenkapazitäten) mit
dem Schwingkreis, welcher aus der Schwingkreisspule 2, diem Schweißkonden-siator
3 und dem Vorschal'tkondensator 4. bestieht. Die Ano.d'engleichsp:annung wird der
Anode der Röhre .i über die Anodenspeisedrossel6 zugeführt, während der Anodentrennnkondensator
5 die Gleichspannung vom Schwingkreis abriege:tt. In der Kathodenleitung der Röhre
i befindet sich die Kat%hodlend'ro.sisel 7, während das Gitter dien Röhre ei und
die damit verbundene Elektrode des Schweißkondensators 3 geerdet ist. Ales. Gittera:b,leiti"vi@dierstanid;,
:durch den die negative Gittervorspann@ung erzeugt wird, dient die Regenröhre
8, deren Kathode mit dem Gitter der Röhre i verbunden und .damit auch geerdet
ist. Dic Regdschaltung besteht aus folgenden Teilen: An dem Potentiorneter für die
Arbeitispunkteinstellung 9,&r Röhre i,dessen Abgriff mixt der Kathode dlieser
Röhre verbunden ist, ist. eine Gleichspannung angelegt. Parallel zu diesem Potentiometer
ist das Potentiometer für die Rege lcmpfindlichkeit io, geschaltet. Mit dem negativen
Ende und allem Abgriff dieses Poten'tiometers ist das Regelpoüerntio.meter i i verbunden,
weliches mit der Maschinendirehz.ahleinstelilvorrichtung mechanisch gekuppelt ist.
An dem negaitiven Ende und dem Abgriff ;dies .letzteren Potenüiometers ist wiederum
das Regelpotentiome:ter 12 angeschlossen, welches mit der Materialvorschubei.nstel:lvorrichtung
(Materialvorschub pro Arbeitsvorgang) mechanisch- gekuppelt ist. Mit dem negativen
Ende und[ d'em Abgriff dieses Potentiometers ist zum Sch:liuß das Regelpotentiometer
13 verbunden, welches mit der Dickentaist:vornichitung mechanisch gekuppelt Ist.
Der Abgriff dies letzteren, Potentiometers ist über dien Schweißperiodenkontakt
15 an das Gitter der Regelröhre 8 angeschlossen, welches über dien hochohmigen Sperrspannungswiderstand
14 mit dem negativen Pol der am Potentiometer 9 angelegten Gleichspannung verbunden
ist.
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Abb.2 stellt ein schenatiisches Bei@spicl einer mechanischen Dickenta
isitvorrichtunig mit dein Regelpoientiorneber (Teil 13 in Abb. i) dar. Auf der Arbeitstnschpliatte
16 wird das Arbeitematerial 17 värgescholben, auf welchem die Dickentastrolle 18
dicht neben der Schweißelektrode aufliegt. Die Beweguni,-"-,n der Rolle 18 verdien
über eine Führungsstange i9 auf das kurze Ende der Übersebzun#gshebel.stian#g!e
2o übertragen, welche sich um die Hebelachse Air dreht. Der Schleifkontakt 23 -des
Regelpatentiometers 13 ist über idais Isolierstück z2 an dem langen Ende der Heb°,Istange
2o befestigt. An dem Schleifkontakt. 23 und dem Isolierstück 2,; ist ,die Zugfeäier
24,angebracht, welche gleichzeitig ,die Stromzuführung des Schleifkontiaktes 23
übernimmt.
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Abb. 3 istel:lit schematisch dien Fall dar, wenn der Reigelvonschaltkonden@satar
(Teil 4 in Abb. i) zur selbsttätigen Regelung der Stärke des Hochfrequenzfeldes
in Abhängigkeit von der Materialdicke verwendet wird. Er sei dazu z. B. am langen
Ende der Hebelstange 2o angeordnet. An der Übersetizung.shebelistange 2o Ist mit
dem I.saliierstriick 26 :die bewegliche Konidensatarplatte 27 befestigt, während
diie feste Kondensatorplatte, 28 an dem hsolierstück 29 angebracht ist.
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Die Wirkuungswei:se der beschriebenen Hochfrequenz-Nähtschweißmaschine
ist folgende: Der Schweißperiodevkorntakt 15 (A bb. i) wird von der Maschine während
jedes Arbeitsvorganges so lange geschlossen, .wie die Schweißelektroden dem Arbeitsmaterial
zusammendrücken. Bei Öffnung des Kontaktes 15 erhält das Gitter der Regelröhre 8
über denn Widlerstand 1¢ eine negative Spannung, welche mittels des Potenrttiometers
9 so eingestellt
wird, daß die RÖhre 8 gerade gesperrt ist und damit
dde Generatorleistung Null oder. sehr klein wird.
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Durch Schließung d'es Kontaktes 15 erhält das Gitter der Regelröhre
8 bei maximaler Materialdicke, größter Drehzahleinstellung und größter Vorschubeinstellung
über die damit voll aufgedrehten, drei Regelpotentiometer 11, 12 und,
13
(untere Stelilu,ng der Abgriffe) eine weniger negative oder sogar positive
Spannung, welche mittels des Potentiometers io so eingestellt wird, daß der Wiiderstiand
der Regelröhre 8 und damit die Git.te-rvonspannung der Generatorröhre i so groß
isst, daß die Hochfrequenzleistung unter diesen Arbeitsbedingungen eine gute Schweißung
ergibt. Die maximale Materialdicke kann natürlich: nur so groß sein, daß die maximale
Generatorleistung mit Sicherheit ausreicht. Für mittlere Materi:alid@iiclke, mittlere
Drehlzahl und mittleren Vorschub verschieben si'c'h die Abgriffe der drei Regelpotentiometer
auf die Mitte, so daß die Regelspannung negativer wird und .die Hoc'hfrequenzleistu;ng
dementsprechend abnimmt. Wird die Maschine angehalten oder befindet sich kein Arbeitsmaterial
mehr zwischen den Schweißelektroden, so verschiebt sich der Abgriff Beis Potentiometers
m bzw. ,dies Potentiometers 13 nach oben, so daß idie Reigelröhre 8 gesperrt
und damit diie Hochfrequenzlei:stun:g Nulil, wird.
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Die Wirkungsweise der Dickentastvorrichtung (Abb.2) ist folgende:
Die Abbilidung zeigt die Stellung der Vorrichtung etwa für die mittlere Dicke ,des
Arbeitsmaterialis 17. Bei der maximalen Materi.al,d'iidke z. B. verschiebt sich,die
Tastirol.le i8 entsprechend nasch oben. Die Bew.egunig wird durch die Führungsstange
i9 (auf die Hebelstange 2o übertragen, wielche im Verhältnis der Hebelarme der Schleifkontakt
23 .des Potentiiometers 13 von der Mitte ganz nach unten verschiebt, so daß die
Hochfrequenzleistung zunimmt. Befindet sich kein Arbeit,smate.ria,l mehr unter der
Tastrolle i8, so wird umgekehrt der Schleifkontakt 23 ganz nach oben verschoben,
so daß die Hochfrequenz-lei,stung Null wird.
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Bei Anwendung .dies Regel'vorschaltkondensators 27, 28 (Abb. 3) wird
unter den obigen Bedingungen die bewegliche KondIenisiatorpliatte 27 nach untren
be-,vegt, so daß infolge der Kapazitätsvergrößerung der Hochfrequenzwiderstand des
Vorschaltkon edlen sators abnimmt und,damit die Hoohfrequienzleistung im Schweißkondensator
3 (Abb. i) ansteigt. Wird die Kondensatorplatte 27 mach oben bewegt, so wird umgekehrt
die Hochfrequenzleistung verkleinert.