FI83942C - Foerfarande och anordning foer spinnsvetsning. - Google Patents

Description

1 83942

Menetelmä ja laite SPIN-hitsaukseen

Keksintö liittyy spin-hitsaukseen, joka on tunnettu tekniikka hitsattaessa yhteen muoviosia, jotka on asennet-5 tu vastakkain oleville rengasmaisille pinnoille, jossa tekniikassa toista osaa pyöritetään suurella nopeudella toisen suhteen aiheuttamaan sulaminen ja sitä seuraava muovimateriaalin yhtyminen vastakkaisten pintojen liityntäpinnalla.

10 Hakijan samanaikaisesti haettava GB-hakemusjulkaisu 2 174 672 selostaa menetelmän tulpan sovitepääosan spin-hitsaamiseksi säiliön sivuseinän sisään. Pyörimisen aikana pääkomponentti ja säiliön runko ajetaan yhteen sekä aksiaalisilla että säteittäisillä voimilla. Säteittäiset voi-15 mat, jotka vaikuttavat hitsattaville pinnoille, ovat tuloksena häiriösovituksesta osien välissä ja ulkoisesta aksiaalisesta puristusvoimasta, joka syötetään hitsauksen aikana. Johtuen vaihteluista kunkin osan koossa, ilmeistä muovivalutoleransseissa, voi häiriösovitus minkä tahansa 20 kahden osan välillä vaihdella merkittävästi. Tällaisia eroja osien koossa voi esiintyä, esimerkiksi, minkä tahansa yhden käytetyn polymeerilaadun yhteensopimattomuuden vuoksi ja myös, mikä tärkeämpää, seurauksena yleisestä teollisesta käytännöstä perustaa muovivalutuotanto ainakin 25 kahdelle vaihtoehtoiselle polymeerilaadulle eri toimittajilta, tällaisilla laaduilla ollessa usein merkittävästi erilaiset muotin kutistumisominaisuudet, kun ne muunnetaan valetuiksi artikkeleiksi.

Merkittävää dimensionaalista vaihtelua voi muoteis-30 sa syntyä myös muotin kiertoajan vaihtelusta, ruiskupai-neesta, sulamislämpötilasta ja käytetyn jäähdytysveden lämpötilasta kuten alalla hyvin ymmärretään.

Koska kitkalämmön syntymisnopeus osien pyörimisen aikana on suoraan verrannollinen hitsauspintojen väliseen 35 kosketuspaineeseen, millä tahansa valitulla hitsausehtojen 2 83942 ryhmällä, jotka määrittävät pyörimisen kestoajan ja nopeuden, hitsauksen laatu voi vaihdella tahmeasta hitsaussau-masta seurauksena tehottomasta sulamisesta, joka on muodostettu liian löysästi sovitettujen komponenttien väli-5 selle liityntäpinnalle, täysin fuusioituneeseen hitsisau-maan valtavasti liian suurella sulamisen muodostamisella liian tiukasti sovitettujen osien välillä. Jälkimmäisessä tapauksessa on mahdollista tapahtua ylihitsautuminen sellaiseen laajuuteen asti, että purseenestopiirteet, jotka 10 on tuotettu päähitsausalueen viereen, tulevat hukkumaan sulaan, jota on tuotettu sellaiseen laajuuteen asti, että lopullisen tuotteen ulkopinnalla tulee näkyviin painuma tai purse, joka ei ole esteettisesti hyväksyttävissä.

Ideaalinen aksiaalipaine, joka tarvitaan pitämään 15 osat asetetuissa olosuhteissaan ja, missä tarpeellista, aiheuttamaan yhden osan pientä sisäänpäin suuntautuvaa kehitystä suhteessa toiseen osaan purseenestomittauksiin liittyviä syitä varten, vaihtelee myös hitsauksen aikana vastakkaisten pintojen välisen kosketuspaineen mukaisesti. 20 Esillä olevan keksinnön kohde on tuottaa menetelmä ja laite muoviosien kahden vastakkaisen rengasmaisen pinnan spin-hitsaamiseksi yhteen, missä kosketuspaine näiden kahden vastakkaisen pinnan välillä spin-hitsauksen aikana ylläpidetään suurin piirtein ennalta määrätyn arvon suu-25 ruisena riippumatta normaaleista muovivalutoleransseista seuraavista vaihteluista kummankin kappaleen koossa sä-teittäisen paineen kontrolloidun liittämisen avulla.

Keksinnön ensimmäisen näkökannan mukaisesti on tuotettu menetelmä termomuoviosien kahden vastakkaisen pinnan 30 spin-hitsaamiseksi yhteen, joilla osilla, kun ne on asennettu yhteen ennen hitsausta, on häiriösovitus, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet: a) osien kytkemisen toinen toiseensa ja niiden liikuttamisen asennettuun asemaan; 35 b) säteittäisen paineen liittämisen asennettuihin osiin I: 3 83942 vastakkaisten pintojen alueella; ja c) sillä aikaa, kuin säteittäinen paine liitetään, osien pyörittämisen suhteessa toinen toiseensa nopeudella ja ajan, jotka ovat riittävät aiheuttamaan vastakkaisten pin- 5 tojen hitsautumisen; joka menetelmä on tunnettu d) parametrin mittaamisesta, joka on funktio voimasta, joka tarvitaan aiheuttamaan kytkettyjen osien suhteellinen liike ennen säteittäisen paineen kohdistamista; e) kohdistettavan säteittäisen paineen arvon valitsemises-10 ta mitatun parametrin arvon mukaisesti siten, että vastakkaisten pintojen välistä kosketuspaine vastakkaisten pintojen välillä on hitsauksen aikana kontrolloitu.

Keksinnön toisen näkökannan mukaisesti on tuotettu laite kestomuoviosien kahden vastakkaisen pinnan spin-15 hitsaamiseksi yhteen, joilla osilla, kun ne on liitetty yhteen ennen hitsaamista, on häiriösovitus laitteen käsittäessä välineet säteittäisen paineen kohdistamiseksi yh-teenliitettyihin osiin vastakkaisten pintojen alueella, ja välineet osien pyörittämiseksi toistensa suhteen, sillä 20 aikaa kun ne on altistettu säteittäiselle paineelle, joka laite on tunnettu välineestä parametrin mittaamiseksi, joka parametri on funktio voimasta,joka tarvitaan aiheuttamaan kiinnitettyjen osien suhteellinen liike ennen säteittäisen paineen kohdistamista, ja välineistä säteittäi-25 sen paineen valitsemiseksi mitatun parametriarvon mukaisesti .

Keksinnön yksi etu on, että voidaan saavuttaa tyydyttäviä hitsaussaumoja osille yli laajan häiriösovitusten alueen. Automaattisesti kompensoituvan säteittäisen pai-30 neen käytössä on se lisäetu, että osien yhdistelmät, joilla on erilaiset häiriöt halkaisijoissa, eivät enää tarvitse erilaisia aksiaalisesti liitettyjä paineita estämään yhden osan aksiaalisesti ulospäin tapahtuvaa siirtymistä suhteessa toiseen osaan hitsausjakson aikana.

35 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen toteutus 4 83942 tullaan nyt selostamaan viitaten oheisiin piirroksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää pitkittäisleikkauksen sylinterimäi-sestä säiliön rungosta ja sitä varten olevasta pääosasta; 5 Kuvio 2 on sivukuva spin-hitsauskoneesta;

Kuvio 3 on kaaviollinen leikkauskuva kuvion 2 koneesta otettuna pitkin viivaa A-A;

Kuvio 4 on pitkittäinen leikkauskuva koneen spin-hitsauspäästä; 10 Kuvio 5 on laajennettu kuva spin-hitsauspään osasta esittäen siihen kytketyt säiliön rungon ja pääosan;

Kuvio 6 on sivukuva säteittäisen puristuspaineen aikaansaavasta elimestä, joka on asennettu spin-hitsaus-päälle; 15 Kuvio 7 on kaaviomainen luonnos, joka esittää joh- tokaapelin, joka on otettu käyttöön koneen spin-hitsaus-päässä, limityksen;

Kuvio 8 on graafinen esitys konejaksosta:

Kuvio 9 on kaaviomainen aika/nopeuskäyrä koneen 20 pyöritysmoottorille;

Kuvio 10 on lohkokaavio, joka esittää säätöjärjestelmän spin-hitsauskonetta varten; ja

Kuvio 11 on lohkokaavio, joka esittää säätöjärjestelmän kuviossa 6 esitetylle elimelle.

25 Kuviossa 1 on esitetty säiliö, joka käsittää vale tun sylinterimäisen muovirungon 1, joka on varustettu siihen kiinteästi kuuluvalla pohjalevyllä 2 ja tulppamaisella päätekappaleella, joka on valetun muovirenkaan 3 muodossa, joka on muokattu asennettavaksi rungon avoimeen päähän.

30 Rungon pohjalevyssä on joukko ulkopuolisia olakkeita 4, jotka tarttuvat kiinteisiin tappeihin, jotka on sijoitettu koneen puristusmännälle siten, että ne estävät rungon pyörimisen hitsauksen aikana. Renkaassa 3 on myös joukko ulkoisia olakkeita 5, jotka kiinnittyvät yhteen tai useam- 35 paan ohjaustappiin koneen pyörityspäässä ja siten tuotta- 5 83942 vat spin-hitsausprosessin ohjauksen. Sellaiset komponentit kuin kuviossa 1 on esitetty on kuvattu yksityiskohtaisemmin hakijan samanaikaisesti haettavassa GB-hakemus-julkaisussa 2 174 672.

5 Kuten kuviossa 2 on esitetty, on spin-hitsauskone tuettu kehikolle 6 ja siinä on vaihtojännitteinen pääkäyt-tömoottori 7, joka käyttää päävetoakselia 8 vaihteistetun nopeuden alennusyksikön 9, vetohihnan 90 ja pneumaattisen kytkimen 10 kautta. Kytkintä käytetään kauempaa ohjelmoi-10 tavalla ohjausjärjestelmällä (kuviot 10 ja 11). Käsipyörää 11 voidaan käyttää vetoakselin manuaaliseen pyörittämiseen asettamisen aikana.

Käytössä voi olla myös jarru (ei esitetty). Syöttö-mekanismia 12, jolla ennalta asennetut säiliöt syötetään 15 työasemalle, käytetään toisiovetoakselilla 13, jota itseään käytetään jakoirikkeessä akselilta 8 Geneva-mekanis-min 14 kautta. Puristusmäntäyhdistelmää 15, jota myöskin käytetään akselilta 8, voidaan operoida työntämään työpaikalla oleva säiliö kiinni spin-hitsauspäähän 16 ja irti 20 siitä. Spin-hitsauspäätä käytetään servomoottorilla 17, jota ohjataan kytkinyksiköllä 18, jonka akseli 8 kytkee pois.

Runko 1 ja rengas 3 on esiasennettu ennen hitsausta ja ne syötetään koneeseen kuviossa 3 esitetyllä syöttöme-25 kanismilla. Esiasennetut säiliöt on jo käännetty kyljelleen ennen kuin ne syötetään koneeseen niin, että ne voivat pyöriä alas syöttökourua 19. Portti 20, joka on esitetty vain kaaviomaisesti kuvioissa 2 ja 3, pysäyttää säiliöt ennen kuin ne voivat tavoittaa siirtotornin 21, joka 30 on asennettu epäsäännöllistä pyörimistä varten toisioveto-akselille 13. Portti ajoitetaan jonossa koneen kanssa kyt-kinyksiköltä 18 ja se toimii, kun siirtotorni on lopettanut pyörimisen. Portti 20 liikkuu sivusuunnassa kunnes siinä oleva säiliö on asetettu riviin torniohjäimien kans-35 sa. Säiliö on silloin vapaa putoamaan painovoiman vaiku- 6 83942 tuksesta siirtotorniin. Portin 20 sivuttainen liike aiheuttaa, että se on esteenä seuraavalle säiliölle syöttö-kourussa 19 estäen sitä putoamasta. Ennalta määritetyn aikajakson jälkeen portti palautetaan alkuperäiseen ase-5 maansa, mikä sallii seuraavan säiliön pudota porttiin.

Porttia operoimaan käytetään pneumaattista sylinteriä 200, jossa on solenoidiventtiili (ei esitetty).

Siirtotornin 21 pyöriminen kuljettaa säiliöt syötöstä työasemalle W ja sitten poistokouruun 25. Tässä esi-10 merkissä on siirtotornin keskeytetty liike aikaansaatu Geneva-mekanismilla 14. Siirtotorni käsittää parin levyjä 23, jotka on asennettu akselille 13 ja joilla on ympärys-pinnallaan ympyrän osan muotoiset syvennykset säiliöiden tukemiseksi säiliöiden kulkiessa niiden päällä. Ulkopuoli-15 set ohjaimet ja kisko estävät säiliöiden häiritsemisen sillä aikaa kun torni pyörii.

Spin-hitsausprosessi suoritetaan työasemalla, joka on esitetty viitteellä W kuviossa 3. Työasemalla säiliötä pidetään spin-hitsauspään, joka on esitetty kuvioissa 4 ja 20 5, ja puristusmäntäyhdistelmän 15 välissä.

Spin-hitsauspää käsittää alhaisen hitausmomentin omaavan mekanismin, jota käytetään alhaisen hitausmomentin omaavalla, maaharjattomalla tasavirtaservomoottorilla 17, kuten on esitetty kuviossa 4. Spin-hitsauspääakselille 26 25 otetaan veto hammastetun hihnan 27 kautta. Käytetty hihna-pyörä 37 on asennettu akselin 26, joka on vaakasuuntainen, toiseen päähän. Kevytmetalliseosta oleva levy 28 on pul-tattu suoraan akselin 26 vastakkaiseen päähän. Näkyvillä olevaan sivuunsa työstettynä on levyllä 28 ohjaintapit 29, 30 jotka tarttuvat renkaaseen 3 ja toimivat yhdessä sen ulkoisten olakkeiden 5 kanssa renkaan ohjaamiseksi pyörimään. Kitkan pitämiseksi mahdollisimman alhaisena on akseli 26 asennettu kahteen kuulalaakerirenkaaseen 30.

Puristusmäntäliike, säiliön työntämiseksi spin-35 hitsauspäähän, aikaansaadaan ohjausnokalla 38 (kuvio 2), 7 83942 jota ohjataan koneen kierrosnopeudella akselilla 8. Tämä ohjausnokan toiminta siirretään puristusmännän liukukappa-leeseen vipuvarrella 51, joka on kääntyvä pisteessä 52, ja yhdysnivelellä 50. Puristusmännän etusivuun on sijoitettu 5 kynnet 151, jotka kiinnittyvät olakkeisiin 4 rungon 1 pyörimisen estämiseksi hitsauksen aikana.

Kun säiliö, joka on muodostettu asennetuista säi-liörungosta 1 ja päätekappaleesta 3, työnnetään puris-tusmäntäyhdistelmällä 15 kiinni spin-hitsauspäähän 16, 10 tulee päätekomponentin 3 päätyseinä kosketukseen palautus-renkaan 46 (kuvio 5) kanssa, joka antaa akselin suunnassa myöten joukon kierrejousia 47 vaikutuksen alaisena, jotka on sijoitettu ympäryskehälle renkaan 46 ympärille. Rengas 46 pidetään hitsauksen aikana asemassa, joka on esitetty 15 kuviossa 5, ja kierrejousilla 47 tuotetaan palautusrenkaan välityksellä oikea päätypaine hitsausprosessia varten.

Säteittäinen paine kohdistetaan hitsausprosessin aikana kiristyslaitteen avulla, joka käsittää teräsvaije-risilmukan 39, joka pidätetään rengasmaisessa urassa 42 20 suojuksessa 45, joka on asennettu spin-hitsauspäähän. Kun kiristyslaite on vapautettuna, se muodostaa silmukan, jonka halkaisija on hieman suurempi kuin hitsattavan säiliön halkaisija. Kun säiliötä ei pidetä hitsausasennossa, liikkuu palautusrengas aksiaalisesti jousien 47 vaikutuksen 25 alaisena eristääkseen rengasmaisen uran 42 ja pidättääk-seen vaijerin 39 siellä, kuten on esitetty kuviossa 4.

Kuten kuviossa 6 on esitetty, on vaijerin 39 toinen pää kiinteästi ankkuroitu pisteessä 40, kun taas toinen pää on liitetty pneumaattiseen sylinteriin 41. Vaijerin 30 pidätyssuojuksesta 45 on leikattu pieni vapautusalue sallimaan vaijerin leikata pisteessä 44 vaijerin sisäänmeno-ja ulostulopisteessä. Koneen toiminnan aikana syötetään asennetut säiliön runko ja päätykappale vaijerin pidätys-suojukseen ja vaijerin 39 silmukkaan. Ohjaustapit 29 si-35 jaitsevat kuten alla selostetaan ja pneumaattinen sylinte- β 83942 ri 41 toimii jännityksen aikaansaamiseksi vaijeriin siten, että vaijerisilmukan halkaisija pienenee tuottaen siten runkoon 1 halutun ulkoisen paineen, joka on tarpeen spin-hitsausprosessia varten. Hitsauksen jälkeen pneumaattinen 5 sylinteri 41 palautetaan alkuperäiseen asemaansa, mikä vapauttaa ulkoisen paineen ja sallii säiliön työntämisen ulos. Koska puristusmäntäyhdistelmä 15 liikkuu takaisin, on palautusrengas 46 vapaa liikkumaan eteenpäin työntäen siten hitsatun säiliön ulos vaijerin pidätyssuojuksesta ja 10 sulkien rengasmaisen uran 42. Teräsvaijerin päällekkäisyys on esitetty selvemmin kuviossa 7.

Mille tahansa annetuille spin-hitsattaville osille tulee olemaan ensisijainen tai keskisuuri häiriösovitus, joka tapahtuu kun molemmat osat osuvat tarkasti suunnitte-15 lumittoihinsa. Johtuen vaihteluista osien koossa, normaalien muovivalutoleranssien sisällä, voi häiriösovitus minkä tahansa kahden osan välillä vaihdella merkittävästi ensi sijaisesta arvosta. Häiriösovitusten alue, joka voi johtaa onnistuneisiin hitsaussaumoihin kaupallisilla eh-20 doilla, voi olla määritetty ulottumaan löysästä sovituksesta, jonka halkaisijan häiriö on oleellisesti vähemmän kuin keskisuuri sovitus, tiukkaan sovitukseen, jossa halkaisijan häiriö on oleellisesti suurempi kuin keskisuuri sovitus. Halkaisijan häiriön tarkat arvot "löysää", "kes-25 kisuurta" ja "tiukkaa" sovitusta varten voi tietenkin vaihdella hitsattavana olevien osien luonteen mukaan.

Tapauksessa, jossa osat on konstruoitu ja mitoitettu hakijan samaan aikaan haettavassa GB-hakemusjulkaisussa 2 174 672 kuvatulla tavalla, on ensisijainen tai keski-30 suuri häiriösovitus osien välillä noin 0,75 mm (t.s. rungon 1 sisähalkaisija on vapautettuna 0,75 mm vähemmän kuin renkaan 3 ulkohalkaisija vapautettuna). Tässä tapauksessa voi löysällä sovituksella olla noin 0,25 mm halkaisijahäi-riö ja tiukalla sovituksella olla noin 1,25 mm halkaisija-35 häiriö. Seurauksena näistä muuttuvista sovitusasteista 9 83942 päätyosan ja sivuseinän välillä voidaan kosketuspaine hitsattavien pintojen välillä, ilman säteittäisen lisäpaineen liittämistä, laskea alueelle 0,02 N/mm2 ja 0,17 N/mm2.

Erästä hitsausehtojen ryhmää varten esimerkiksi, 5 johdettu kokeista, jotka käyttävät polypropyleenirenkaita ja runkoja, on ideaalisen kosketuspaineen pintojen välillä hitsauksen aikana havaittu olevan noin 0,23 N/mm2. On esitetty, että siteerattua esimerkkiä varten, säteittäisen paineen, joka tarvitaan kontaktipaineen ylläpitämiseksi 10 hitsauspintojen välillä noin arvossa 0,23 N/mm2, täytyy olla noin 0,25 N/mm2 löysän sovituksen tilannetta varten 0,25 mm halkaisijahäiriöllä, ja noin 0,07 N/mm2 tiukan sovituksen tilannetta varten 1,25 mm halkaisijahäiriöllä. Tällaiset paineet mahdollistavat molempien sovituksen ää-15 riarvojen tulemisen tyydyttävästi spin-hitsatuksi antamaan täysin yhtyneen yhtenäisen liitoksen 0,21 sekunnin kokonaisa jassa kierrosnopeudella 1000 kierrosta minuutissa, missä 0,05 sekuntia tarvitaan päätyosan kiihdyttämiseksi tarvittavaan nopeuteen, ja 0,08 sekuntia tarvitaan jär-20 jestelmän jarruttamiseksi elektromagneettisesti pysäytys- asemaan. Tätä kokonaisaikaa voidaan vähentää valitsemalla suurempi kosketuspaine tai kasvattamalla moottorin nopeutta tai molemmilla.

Jotta oikea säteettäispaine syötettäisiin kiristys-25 laitteella hitsauksen aikana, on tarpeellista mitata häi-riösovitus säiliön rungon ja päätykappaleen välillä. Kahden menetelmän on esitetty olevan hyödyllisiä ja ne on selitetty alla esimerkkeinä.

Ensimmäinen perustuu voimaan, joka tarvitaan pääty-30 osan asentamiseksi täysin säiliön sivuseinään ennen spin-hitsausta. On havaittu, että on olemassa oleellisesti lineaarinen riippuvuus häiriösovituksen ja maksimiasennus-voiman välillä, jonka aikana sivuseinä on saatettu defor-moitumaan elastisella tavalla johtuen halkaisijahäiriöstä 35 päätyosan ja sivuseinän välillä, vaikka asennusvoimapro- ίο 83942 fiilin yleiseen muotoon voidaan vaikuttaa säiliön ja pää-tyosan suunnittelulla. Asennusvoiman mittaus voidaan tehdä esiasennuskoneessa, joka sovittaa renkaat 3 runkoihin 1 tai asennusasemalla, joka muodostaa kiinteän osan spin- 5 hitsauslaitetta.

Toinen menetelmä perustuu, spin-hitsauslaitteessa itsessään, sen virran mittaukseen, jonka spin-hitsaus servomoottori tarvitsee tuottaakseen riittävän vääntömomentin päätyosan pyörittämiseksi, alhaisella nopeudella kuten 70 10 kierrosta minuutissa, sivuseinän sisässä täysin asennet tuna. Tämä on erityisesti sovelias menetelmä, koska on helppo ohjelmoida servomoottori pyörimään näin alhaisella nopeudella mainituksi 0,10 sekunniksi aivan hitsausvaiheen alussa helpottamaan tulpassa olevien ohjausolakkeiden 5 15 kiinnittämistä vastaaviin spin-hitsauspäässä oleviin oh- jaustappeihin 29 ennen kiihdyttämistä paljon suuremmalle hitsausnopeudelle. Kiinnitysaika voi ulottua lyhyelle jaksolle kuten 0,1 sekuntia, jonka aikana vääntömomentti, joka tarvitaan päätyosan pyörittämiseksi hitaasti sivusei-20 nän sisässä, voidaan mitata ja suhteuttaa halkaisijahäi-riöön päätyosan ja sivuseinän välillä aikaisemmin määritellyn korrelaatioriippuvuuden avulla.

Kuviossa 1 esitetyille osille, jotka liittyvät läheisesti GB-hakemusjulkaisussa 2 174 672 selostettuihin 25 osiin, on virran, joka tarvitaan päätyosien pyörittämiseksi hitaasti sivuseinän sisällä, esitetty vaihtelevan oleellisesti lineaarisella tavalla päätyosan ja sivuseinän välisen halkaisijahäiriön mukana. Tämä suhde voidaan tehdä jopa selvemmäksi, jos mittauksen aikana sivuseinään koh-30 distetaan säteittäinen paine. Siten olemassa oleva sovi-tusaste hitsattavien säiliön rungon ja sitä varten olevan päätyosan välillä voidaan mitata, koska erilaiset sovitukset vaativat erilaiset virrat servomoottorin käyttämiseksi valitulla, kiinteällä, alhaisella nopeudella.

35 Servovahvistimella synnytetään jännite, joka on 11 83942 analoginen moottorivirralle. Tämä mitattu jännite vastaanotetaan ohjausjärjestelmässä, jossa sitä verrataan jännitteisiin, jotka on ennalta määritetty edustamaan erilaisia sovitustyyppejä eli löysää, keskisuurta ja tiukkaa 5 sovitusta. Kukin erilaisista sovitustyypeistä edustaa käytännössä mahdollisten sovitusten täyden alueen kaistaa, joka ulottuu hyvin löysästä sovituksesta hyvin tiukkaan sovitukseen. Järjestelmän herkkyys riippuu tällaisten kaistojen, jotka erottuvat toisistaan, lukumäärästä.

10 Ohjausjärjestelmä myös identifioi ja johtaa sel laisten asennettujen osien takaisin työntämiseen, joissa häiriösovitus on joko niin löysä tai niin tiukka, että tyydyttävä hitsaussauma ei tulisi olemaan mahdollinen vallitsevissa toimintaolosuhteissa.

15 Kun sovituksen tyyppi on identifioitu ohjausjärjes telmällä, lähetetään signaali koneen pneumaattiselle järjestelmälle, jolloin valitaan yksi joukosta solenoidivent-tiilejä, joilla kullakin on paineen esiasetus, joka sopii yhdelle sovitustyypille. Siten tällä tavoin voidaan syöt-20 tää oikea ulkoinen paine pneumaattisella sylinterillä 41 vaijeriin 39 mille tahansa päätyosien ja säiliön runkojen välisten sovitusten alueelle. Tietenkään ei ole mitään rajoitusta sovitustyypeille, jotka voidaan identifioida tällä tavoin, ja järjestelmä voi tuottaa suoran korrelaa-25 tion osien häiriösovituksen ja asiaankuuluvan vastaavan säteittäisen paineen, joka tullaan syöttämään, välillä.

Vaikka tässä esimerkissä on käytetty jännitteen mittausta välineenä vääntömomentin, joka syötetään moottorilla päätyosan pyörittämiseksi säiliön rungon suhteen, 30 vertaamiseksi häiriösovituksen kitkavoimiin, myös muita parametrejä, jotka ovat suhteessa tähän vääntömomenttiin, voitaisiin mitata vaihtoehtoisesti esimerkiksi käytettävän moottorityypin mukaan. Siten ennalta määrätty vakiovään-tömomentti voi olla syötetty moottorilla ja tästä seuraava 35 pyörimisnopeus voidaan mitata.

i2 83942

Servomoottorin käyttöä hallitaan vahvistimella, joka voi olla kontrolloitu ohjelmoitavan logiikkaohjaimen kautta tarvittavan aika-nopeusprofiilin tuottamiseksi moottorille hitsausprosessin aikana. Moottorin 17 toiminta 5 ajoitetaan konejaksoon kytkinyksiköstä 18. Hitsausprosessin alussa vahvistimelle syötetään energiaa ja moottoria ajetaan alhaisella nopeudella lyhyen ajan, jotta mahdollistetaan levyn 28 ohjaustappien 29 kiinnittyminen renkaan 3 ulkoisiin olakkeisiin 5 ja puristusmännän kiinteiden 10 kynsien 151 kiinnittyminen säiliön pohjassa oleviin olakkeisiin 4. Sen jälkeen, kun olakkeet on kiinnitetty, mitataan virta, joka tarvitaan servomoottorin ajamiseksi ennalta määrätyllä alhaisella nopeudella, häiriösovituksen luokittelemiseksi, ja valitaan sopiva säteittäinen paine 15 syötettäväksi kiristyslaitteella. Tämän jälkeen vahvistimen ulostulo nousee pengermäisesti, niin että moottori kiihdytetään nopeasti hitsausprosessi nopeudelle ja pidetään tällä nopeudella aikajakson, joka päätetään hitsattavana olevan, tietyn säiliötyypin luonteen mukaan. Hitsaus-20 ajan lopussa vahvistimen energia poistetaan ja moottori pysäytetään hitsaussaumassa syntyvällä kitkalla. Moottorin pysäyttämistä voidaan myös avustaa jarruttamalla tai laskemalla nopeuden tehon syöttöä pengermäisesti alas.

Kuvio 8 on graafinen esitys konejaksosta pääakselin 25 8 yhden pyörähdyksen ajan. Viivat AB ja HJ edustavat tor nin liikettä yhden jaetun liikkeen ajan (esim. 90° toisio-akselista 13). Käyrät CD ja FG edustavat puristusmännän liikkeitä eteenpäin ja taaksepäin. Kuten voidaan nähdä, on puristusmännän liike hieman päällekkäin tornin liikkeen 30 kanssa. Jaksolla, joka on määritetty pisteiden D ja F väliin, on puristusmäntä paikallaan etuasennossaan ja tämän jakson aikana tapahtuu hitsaus. Jakson D-E aikana moottoria ajetaan alhaisella nopeudella, jotta mahdollistetaan spin-hitsauslevyllä 28 olevien kiinteiden tappien 29 si-35 joittuminen renkaan olakkeisiin 5 ja puristusmännän ham- i3 83942 päiden 151 sijoittuminen säiliön pohjassa oleviin olakkei-siin 4 ja sallimaan sopivan säteittäisen paineen PW valitseminen. Pisteiden E ja F välissä moottori 17 kiihdytetään hitsausnopeuteen, pidetään hitsausnopeudessa aikajakson, 5 joka tarvitaan hitsauksen tapahtumiseksi, ja pysäytetään joko hitsaussauman kitkalla tai jarrutusvälineillä aikaisempaan viitaten. Kuvio 9 on kaaviomainen aika (t)/nopeus (v) -käyrä moottorille 17 pisteiden D ja F välisen jakson aikana. Kuviosta 9 nähdään, että moottori 17 pysäytetään 10 ennen pistettä F. Jaksoa XY, jonka aikana hitsaus tapahtuu, voidaan vaihdella muodostettavana olevien säiliöiden luonteen mukaisesti.

Virta, jonka moottori 17 ottaa hitsausjakson XY aikana, voi olla monitoroitu ja verrattu aikaisemmin muo-15 dostettuun arvoon. Jos hitsauksen moottoriin kohdistama kuorma on ennalta määrätyn arvon alla, ei tyydyttävää hit-saussaumaa tule muodostumaan. Valvomalla moottorin hitsausjakson aikana ottamaa virtaa voidaan epätyydyttävät hitsaussaumat identifioida ja säiliö poistaa.

20 Sopivasti pisteiden D ja F välille määritetty jakso voi olla luokkaa 0,4 sekuntia.

Vaikkakin pneumaattinen sylinteri 41 on selostettu jännityksen kohdistamiseksi vaijerille 39 tarkoituksena kohdistaa sisäänpäin suuntautunut säteittäinen paine sei-25 nään 1, voi sylinteri 41 haluttaessa olla korvattu solenoidilla tai servomoottorijärjestelmällä, joka on kytketty suoraan vaijeriin.

Vaikka vaijeri 39 kykenee kohdistamaan kapean säteittäisen painevanteen päätyseinään 1, se voi olla halut-30 taessa korvattu segmenttien renkaalla, joista kukin painetaan seinää 1 vasten esimerkiksi pneumaattisella tai hydraulisella välineellä.

Kuvio 10 esittää kaaviomaisesti toiminnalliset keskinäissuhteet laitteen eri osien välillä ja erityisesti 35 ohjauskytkennät spin-hitsauskoneen ja ohjelmoitavan lo- i4 83942 giikkaohjaimen välillä.

Kuvio 11 on kaaviomainen esitys järjestelmästä sä-teittäisen paineen syöttämisen ohjaamiseksi ja se esittää erityisesti ohjauskytkennät elektronisen järjestelmän, 5 joka mittaa parametrin, joka edustaa häiriösovitusta, ohjelmoitavan logiikkaohjaimen ja kiristyslaitteen säätöjärjestelmän, joka säätää hitsauksen aikana syötetyn säteit-täisen paineen, välillä.

Selostetut menetelmä ja laite ovat erityisesti so-10 pivia sellaisten säiliöosien hitsaamiseen, jotka on tehty kestomuovimateriaaleista kuten polyetyleeni, polypropyleeni, sen sekapolymeerit tai polyamidit, kun ne ovat tarpeeksi joustavassa muodossa antamaan periksi määrätyn, sisäänpäin suunnatun säteittäisen voiman alaisena, jotta 15 saavutetaan häiriösovitus, joka on tarpeen spin-hitsausta varten. Vaikka keksintö on kuvattu muodossa, jossa säteit-täisesti supistetaan sylinterimuotoista seinää siinä olevaa tulppaa vasten, voitaisiin samat yhteisosien ohjaukset periaatteessa saavuttaa levittämällä tulppaa sylinterimäi-20 sen seinän sisäosia vasten.

Claims (10)

1. Menetelmä kestomuovisten osien (1,3) kahden vastakkaisen pinnan hitsaamiseksi yhteen, joilla osilla, 5 kun ne on asennettu yhteen ennen hitsausta, on häiriösovi-tus, menetelmä käsittää vaiheet: a) osien kiinnittämisen yhteen toistensa kanssa ja niiden liikuttamisen asennettuun asemaan; b) säteittäisen paineen kohdistamisen asennettuihin osiin 10 vastakkaisten pintojen alueella; ja c) sillä aikaa, kun säteittäinen paine on kohdistettu, osien pyörittämisen toistensa suhteen nopeudella ja ajan, jotka ovat riittävät aiheuttamaan vastakkaisten pintojen hitsaamisen; tunnettu 15 d) parametrin mittaamisesta, joka on funktio voimasta, joka tarvitaan aiheuttamaan kiinnitettyjen osien suhteellinen liike ennen säteittäisen paineen kohdistamista; ja e) kohdistettavan säteittäisen paineen arvon valitsemisesta mitatun parametrin arvon mukaisesti siten, että kos-20 ketuspaine vastakkaisten pintojen välillä on hitsauksen aikana kontrolloitu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattu parametri on funktio voimasta, joka tarvitaan aiheuttamaan kiinnitettyjen osien 25 suhteellinen aksiaalinen liike kohti täysin yhteenliitet-tyä asemaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattu parametri on funktio voimasta, joka tarvitaan aiheuttamaan kiinnitettyjen osien 30 suhteellinen pyörivä liike, kun ne ovat täysin asennetussa asemassa, ennalta määrätyllä nopeudella, joka on alhainen verrattuna nopeuteen, joka tarvitaan aiheuttamaan hitsaa-minen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 35 menetelmä, tunnettu siitä, että mitatun parametrin ie 83942 arvoa verrataan tämän parametrin ennalta määrättyihin arvoihin asennetuille osille, joilla on erilaiset häiriöso-vitusasteet, ja että säteittäisen paineen arvo valitaan tämän vertailun mukaan,

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitatun parametrin ennalta määrätyt arvot sisältävät arvot, jotka liittyvät asennettuihin osiin, joilla on löysä, keskisuuri tai tiukka häi-riösovitus, kuten tässä on määritetty.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osien kestomuovi-materiaali on valittu ryhmästä, joka koostuu polyeteenis-tä, polypropyleenistä, sen sekapolymeereistä sekä polyamideista.

7. Laite kestomuoviosien (1,3) kahden vastakkaisen pinnan spin-hitsaamiseksi yhteen, joilla osilla, kun ne on liitetty yhteen ennen hitsausta, on häiriösovitus, laitteen käsittäessä välineet (39,40,41) säteittäisen paineen kohdistamiseksi yhteenliitettyihin osiin vastakkaisten 20 pintojen alueella, ja välineet (16) osien pyörittämiseksi toistensa suhteen, sillä aikaa kun ne on altistettu sä-teittäiselle paineelle, tunnettu välineestä parametrin mittaamiseksi, joka parametri on funktio voimasta, joka tarvitaan aiheuttamaan kiinnitettyjen osien suhteel-25 linen liike ennen säteittäisen paineen kohdistamista, ja välineistä säteittäisen paineen valitsemiseksi mitatun parametriarvon mukaisesti.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen spin-hitsaus-laite, tunnettu siitä, että välineet säteittäisen 30 paineen kohdistamiseksi yhteenliitettyihin osiin käsittää pitkänomaisen joustavan elementin (39), joka on muodostettu silmukaksi, joka ympäröi yhteenliitettyjä osia vastakkaisten pintojen alueella, että elementin toinen pää on kiinteästi kiinnitetty ja toinen pää on kytketty välinei-35 siin jännityksen kohdistamiseksi elementtiin säteittäisen i7 83942 paineen kohdistamiseksi tätä kautta asennettuihin osiin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen spin-hitsaus-laite, tunnettu siitä, että väline jännityksen kohdistamiseksi elementtiin on pneumaattinen sylinteri 5 (41), jota käytetään yhdellä useista solenoidiventtiileis- tä valitun säteittäisen paineen mukaisesti.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen spinhit-sauslaite, tunnettu siitä, että pitkänomainen joustava elementti on vaijeri (39), jota ohjataan rengas- 10 maisessa urassa (42), johon se vetäytyy kun ei ole käytössä. ib 83942