DE9206041U1 - Vibrationsschweißmaschine - Google Patents
VibrationsschweißmaschineInfo
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
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- B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
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- B29C65/0618—Linear
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Description
VIBRATIONSSCHWEIßMASCHINE 5
Die Erfindung betrifft eine Vibrationsschweißmaschine zum Verschweißen von Bauteilen aus thermoplastischem Kunststoff
mittels Reibungswärme gemäß dem Oberbegriff des " Anspruchs 1.
Die Erfindung geht von einer bekannten Vibrationsschweißmaschine aus (DE 25 39 167 C3), bei der die angetriebene
Fassung, nämlich eine Aufspannplatte und das Oberwerkzeug,
sowie die Schwinger mit den Vibrationsplatten an einem Ende von Federn befestigt sind und die gegenüberliegenden Enden
der Federn mit einer Brücke verbunden sind, die die Elektromagnetspulen
der Antriebe trägt und die über Schwingungsdämpfer an einem ortsfesten Träger, nämlich einem Maschinengestell
abgestützt ist. Die Brücke zusammen mit den Elektromagnetspulen bildet eine sogenannte äußere Masse und die
angetriebene Fassung zusammen mit den Schwingankern eine sogenannte innere Masse. Die beiden Massen und die Federkonstante der Federn bilden hierbei ein mechanisches Resonanzsystem.
Die Massen werden in eine lineare Schwingung versetzt, wobei die innere Masse die erforderliche Amplitude
für die Verschweißung erzeugt. Die Rückstellkraft der Federn garantiert die Ausgangsposition von plus/minus Null,
so daß nach Abschalten des Antriebes die Federn in die Ausgangsposition zurückkehren und damit ein paßgerechtes Verschweißen
erfolgt. Die ortsfeste Fassung ist an einem Hubtisch befestigt, so daß die zu verschweißenden Teile durch
eine Aufwärtsbewegung des Hubtisches in Kontakt gelangen und dadurch auch der erforderliche Schweißdruck aufgebracht
wird. Eine derartige Vibrationsschweißmaschine ist im Branson Handbuch "Vibrationsschweißtechnik" erläutert.
Physikalisch gesehen bedingt die Schwingung der angetriebenen Fassung eine Gegenschwingung der Brücke. Indem man die
Masse der Brücke möglichst groß wählt, sucht man die Gegenschwingung
möglichst klein zu halten, da diese Gegenschwingung letztlich vom ortsfesten Träger aufgenommen werden muß,
so daß entsprechende Dämpfungselemente zwischen der Brücke und dem Maschinenrahmen vorgesehen sind. Da außerdem die
angetriebene Fassung zur genauen Positionierung der zu verschweißenden Kunststoffteile zueinander eine sehr genaue
Lage einhalten soll, sind verhältnismäßig harte Dämpfungselemente nötig. Dies bedingt dann aber ein gewisses Mitschwingen
des Maschinenrahmens und außerdem den Verlust eines Teils der Anregungsenergie. Außerdem bedingt ein hohes
Gewicht der Brücke eine entsprechend starke Auslegung des Maschinenrahmens.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Vibrationsschweißmaschine
der eingangs geschilderten Art so weiterzubilden, daß ein Mitschwingen des Maschinenrahmens weitgehend
vermieden wird. Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Ba£a»tAn Spruchs 1 gelöst.
Erfolgt erfingungsgemäß die Befestigung der angetriebenen
Fassung am ortsfesten Träger bzw. dem Maschinenrahmen im Bereich der Schwingungsknoten, so werden die Schwingungen
der angetriebenen Fassung nicht mehr auf den Maschinenrahmen übertragen. Das die Federn haltende Bauteil kann deshalb
fest mit dem Maschinenrahmen verbunden werden, so daß sich eine gute Lagefixierung und eine sehr genaue Positionierung
der zu verschweißenden Teile ergibt. Die zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der Schwingung benötigte Energie ist
geringer, da keine Energie über den ortsfesten Träger verloren geht.
Für die konstruktive Ausgestaltung der Vibrationsschweißmaschine ergeben sich mehrere Möglichkeiten. So können die
Federn so ausgestaltet sein, daß ihre Befestigung an einem ortsfesten Bauteil zwischen ihren einander gegenüberliegenden
Enden ermöglicht ist, die Befestigung an einem ortsfesten Bauteil erfolgt also erfindungsgemäß in einer Ebene
des Federnpaketes, in dem die Schwingungsknoten der Linearschwingung liegen. Dabei ist die angetriebene Fassung zusammen
mit den Ankern bzw. Vibrationsklappen der elektromagnetischen Schwingspulenantriebe an den einen Enden der
Federn und die zugehörigen Antriebsspulen an den gegenüberliegenden Enden der Federn befestigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine sind zwei
Federsätze vorgesehen, die zueinander symmetrisch ausgebildet sind, wobei die einander zugekehrten Enden der beiden
Federsätze an einem ortsfesten Bauteil befestigt sind. Bei symmetrischer Auslegung der Federsätze ist es zweckmäßig,
die beiden schwingenden Massen, nämlich die angetriebene Fassung mit den Ankern einerseits und die Antriebsspulen
nebst Brücke andererseits gleich groß zu wählen. Gegenüber der eingangs geschilderten Vibrationsschweißmaschine kann
dann bei gleicher Masse der angetriebenen Fassung die Gegenmasse um den Faktor 5 bis 9 verkleinert werden. Damit ergibt
sich eine leichtere Konstruktion des Maschinenrahmens sowie der Halterung für den Hubtisch bzw. der ortsfesten Fassung.
Außerdem ist die Herstellung der Federn vereinfacht, da es sich um jeweils gleiche Bauteile handelt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der eine
Vibrationsschweißmaschine schematisch dargestellt ist.
Ein U-förmiges Maschinengestell 1 weist eine Strebe 2 auf, an der zwei Federsätze 3 und 4 in symmetrischer Auslegung
befestigt sind. Der obere Federsatz 3 trägt eine Brücke 5,
an deren Enden elektromagnetische Schwingspulen 6 befestigt sind. Die Arme der Brücke 5 erstrecken sich mit Spiel durch
Öffnungen 7 in der Strebe 2. Der untere Federsatz 4 trägt die zu den Antriebsspulen 6 gehörenden Schwinganker 8 sowie
eine angetriebene Fassung 9 für ein Werkstück 10 aus thermoplastischem Kunststoff, das in eine hin- und hergehende
Schwingung in Pfeilrichtung 11 versetzt werden soll.
Das mit dem Werkstück 10 zu verschweißende Werkstück 12 ist auf einem Hubtisch 14 aufgespannt, der im Maschinenrahmen
auf nicht dargestellte Weise geführt ist und in Pfeilrichtung 14 höhenverstellbar ist. Nach dem Einsetzen der zu
verschweißenden Werkstücke 10 und 12 in die angetriebene Fassung bzw. auf den Hubtisch wird dieser zugestellt, bis
die Werkstücke in Berührung gebracht werden und dabei ein bestimmter Schweißdruck aufgebracht wird.
Wird dann der elektromagnetische Antrieb 6, 8 eingeschaltet, so wird die angetriebene Fassung 9 in Pfeilrichtung 11 in
Schwingungen versetzt, bis die erforderliche Schmelztemperatur durch Reibung in der Fügezone erzeugt wird.
Durch die symmetrische Auslegung der beiden Federsätze 3 und 4 wird eine Linearschwingung erzwungen, bei der die Schwingungsknoten
in einer Ebene liegen, in der die Befestigung der Federsätze an der Strebe 2 erfolgt. Es schwingt also
nicht nur die angetriebene Fassung 9 in Pfeilrichtung 11, sondern in gleichem Maße auch die Brücke 5 mit den Antriebsspulen 6 in Pfeilrichtung 16. Dabei sind die Schwingungen
der angetriebenen Fassung 9 und der Brücke 5 gegenphasig. Die Schwingungsamplitude ist bei symmetrischer Auslegung und
jeweils gleicher Masse ebenfalls annähernd gleich groß.
Die beiden in dem Ausführungsbeispiel dargestellten übereinander angeordneten Federsätze sind Teil einer Gesamtfederanordnung,
bei der die Enden der Federn linear
schwingen und in einer Ebene zwischen den Federenden die Schwingungsknoten liegen, in deren Bereich die Befestigung
am Maschinenrahmen 1 erfolgt. Somit sind verschiedene Ausführungsformen der Federn möglich, die für eine Befestigung
bzw. Halterung im Bereich der Schwingungsknoten geeignet sind, während die Enden schwingungsfähig sind.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Strebe 2 mit
dem Maschinenrahmen 1 fest verbunden. Zum Dämpfen von in die Strebe 2 eingeleiteten Restschwingungen können Dämpfungselemente vorgesehen sein, mit denen die Strebe 2 am Rahmen
abgestützt ist. Zusätzlich oder anstelle solcher Federelemente (Schwingmetallpuffer) kann der Maschinenrahmen am
Fundament ebenfalls über Schwingungsdämpfer abgestützt sein.
Dadurch ändert sich die Wirkungsweise der Vibrationsschweißmaschine
nicht.
Claims (7)
1. Vibrationsschweißmaschine zum Verschweißen von Bauteilen aus thermoplastischem Kunststoff mittels Reibungswärme,
bei der die Bauteile in gegeneinander bewegbaren Fassungen einspannbar sind, zum Befestigen einer angetriebenen
Fassung Federn vorgesehen sind, die in der Ebene der Schwingungsbewegung nachgiebig und in einer zur Schwingungsebene
senkrechten Richtung starr ausgebildet sind, und bei der zum Erzeugen der Schwingungsbewegung mindestens ein
elektromagnetischer Schwingungsgeber vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gestellseitige Befestigung
der Federn an einem ortsfesten Träger in oder nahe einer Ebene erfolgt, in der die Schwingungsknoten der Schwingungsbewegung liegen.
2. Vibrationsschweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Federn mit einem die
Antriebsspulen (6) tragenden Bauteil (5) und die gegenüberliegenden Enden der Federn mit den Ankern (8) und der angetriebenen
Fassung verbunden sind und die Befestigung der Federn am ortsfesten Träger zwischen den Enden im Bereich
der Schwingungsknoten vorgesehen ist. 25
3. Vibrationsschweißmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei symmetrischer Auslegung der Federn die Massen der an den jeweiligen Federenden
befestigten Bauteile gleich gewählt sind. 30
4. Vibrationsschweißmaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (3, 4) in zwei Federsätzen unterteilt sind und die einander zugekehrten
Enden jedes Federsatzes an dem ortsfesten Träger befestigt sind.
1 5. Vibrationsschweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (3, 4) jeweils gleich und
zueinander symmetrisch ausgebildet sind.
5 6. Vibrationsschweißmaschine nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Träger eine Querstrebe (2) des Maschinenrahmens (1) ist.
7. Vibrationsschweißmaschine nach Anspruch 6, dadurch
10 gekennzeichnet, daß Dämpfungselemente zwischen der Querstrebe (2) und dem Maschinenrahmen (1) und/oder am
Maschinenrahmen vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9206041U DE9206041U1 (de) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Vibrationsschweißmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924211279 DE4211279A1 (de) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Vibrationsschweißmaschine |
DE9206041U DE9206041U1 (de) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Vibrationsschweißmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9206041U1 true DE9206041U1 (de) | 1992-10-22 |
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ID=25913622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9206041U Expired - Lifetime DE9206041U1 (de) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Vibrationsschweißmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9206041U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202013007317U1 (de) * | 2013-08-14 | 2014-11-17 | Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg | Vibrationsschweißanlage mit Hub-, Schiebe- und Kipptisch |
DE102014007670A1 (de) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | System zum Vibrationsschweißen und Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems |
-
1992
- 1992-04-03 DE DE9206041U patent/DE9206041U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202013007317U1 (de) * | 2013-08-14 | 2014-11-17 | Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg | Vibrationsschweißanlage mit Hub-, Schiebe- und Kipptisch |
DE102014007670A1 (de) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | System zum Vibrationsschweißen und Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems |
DE102014007670B4 (de) | 2014-03-26 | 2022-07-28 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | System und Verfahren zum Vibrationsschweißen |
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