FI89250B - Termoplastisk remsvetsfog med inkapslade haoligheter - Google Patents

Description

1 39250

Kestomuovisen hihnan hitsiliitos, jossa on koteloituja on te 1 o ita Tämän esillä olevan keksinnön kohteena on hitsi limit-täisten kestomuovisten, erityisesti esineiden sitomiseen käytetyn arkkiaineen osien yhteenliittämiseksi.

Vuosien varrella on markkinoitu ja/tai ehdotettu useita prosesseja esinettä ympäröivän kestomuovisen hihnan kiristetyn silmukan limittäisten osien hitsaamiseksi yhteen. Yhdessä menetelmässä käytetään kuumennettua osaa sulattamaan kunkin hihnaosan pintakerros, jotka sen jälkeen painetaan yhteen kerrosten liittyessä yhteen ja jäähtyessä muodostamaan jähmettyneen hitsin tai hitsatun liitoksen. (Termejä "hitsi" ja "hitsattu liitos" on käytetty samaa merkitsevinä käsitteinä.)

Toisessa prosessissa hihnaosat painetaan yhteen ja kunkin hihnaosan rajapinnalla oleva kerros sulatetaan ultraääni-energian avulla. Tämän jälkeen kerrokset jäähtyvät ja jähmettyvät samalla kun limittäiset hihnaosat pysyvät painettuina yhteen.

Edelleen erilaisessa prosessissa limittäiset hihnaosat painetaan ensin yhteen, jonka jälkeen luodaan yksi- tai monisuuntainen liukuliike limittäisten hihnaosien toisiaan koskettavien pintojen välille limittäisten hihnaosien rajapinta-alueen sulattamiseksi. Sulaneen rajapinta-alueen annetaan jäähtyä rauhassa, mutta paineen alaisena limittäisten hihnaosien yhteensitomiseksi.

2 39250

Viimeksi mainittu menetelmä, jota voidaan yleisesti kutsua kitk asu 1ahitsauksek si tai kitkahitsaukseksi, on osoittautunut erityisen tehokkaaksi tavanomaisten kestomuovist en hihna-aineiden, kuten nailonin, polyesterin ja polypropyleeni kohdalla. Tällaista tavanomaista hihnaa tuotetaan kaupallisesti 5 - n. 13 mm levyisenä ja 0.25 - n. 0.89 mm paksuisena .

Kestomuoviseen hihnaan tavanomaisesti tuotetut hitsatut liitokset ovat saaneet laajan kaupallisen hyväksynnän useissa eri sovelluksissa. Tavanomainen hitsattu liitos on kuitenkin pakkauksen tai muun esineen ympärille sidotun kiristetyn hihnasilmukan heikoin kohta. Tämän vuoksi on jatkuvasti olemassa paremman, eri hihnatyyppeihin soveltuvan hitsatun liitoksen tarve; sillä on oltava tavanomaisia hitsiliitoksia parempi lujuus ja sen pitää olla tuotettavissa rutiininomaisesti, jatkuvasti ja taloudellisesti. Olisi toivottavaa tuottaa hitsattu liitos, jonka lujuus olisi mahdollisimman lähellä hihnan vetolujuutta.

Esillä olevan keksinnön yhtenä kohteena on havainto, että tiettyjen hihnatyyppien kohdalla hitsiliitos voidaan tuottaa paremman ja lujuudeltaan suuremman liitoksen tuottavan ainutlaatuisen sisäisen kokoonpanon avulla.

Paranneltu hitsattu liitos tuotetaan kestomuovisen hihnan limittäisten osien väliin, jotka sijaitsevat toisiinsa nähden vastakkain. Osa kunkin hihnaosan paksuudesta liitetään yhteen jatkuvan liitosalueen määrittämiseksi. Suunnatun kiteisen hihnan kohdalla liitosalue on amorfinen alue, joka on yhtenäinen kunkin hihnaosan viereisen kiteisen alueen kanssa. Liitosalue sisältää lisäksi useita suljettuja tai koteloituja ontelolta tai huokosia, jotka ovat jakautuneet ainakin liitosalueen pääosiin.

('sillä olevan keksinnön useat muut edut ja piirteet käyvät selvästi ilmi seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta 3 39250 kuvauksesta, patenttivaatimuksista sekä liitteenä olevista piirroksista.

Liitteenä olevissa piirroksissa, jotka muodostavat osan keksinnön määrittelyä ja joissa samoja numeroita on käytetty ilmoittamaan samat osat kaikissa kuvioissa, kuvio 1 on yksinkertaistettu, oleellisesti kaaviomainen perspektiivikuva yhdestä laitteen sovelluksesta, jonka avulla voidaan tuottaa esillä olevan keksinnön mukainen paranneltu hitsiliitos kestomuoviseen hihnaan (on huomattava, että kuviossa 1 ja muissa kuvioissa kuvattu hihna on kooltaan liioiteltu suhteessa laitteen osiin niin, että tämä suhde ei ole oikeassa suhteessa ja niin, että tietyt yksityiskohdat on saatu selvemmin kuvatuksi), kuvio 2 on voimakkaasti suurennettu, katkonainen poikki-leikkauskuva kuvion 1 laitteen osasta siten, että laite on kuvattu liittämässä limittäiset hihnaosat ja samalla muodostamassa hitsatun liitoksen niiden välille (liitos ei ole kuvattu oikeassa mittakaavassa), kuvio 3 on yksinkertaistettu, oleellisesti kaaviomainen perspektiivikuva laitteen toisesta sovelluksesta, kuvio 4 on katkonainen, sivupystykuva laitteen toisen sovelluksen osasta siten, että laite on kuvattu liittämässä limittäisiä hihnaosia ja samalla muodostamassa hitsatun liitoksen niiden välille, kuvio 5 on yksinkertaistettu perspektiivikuva ehdotetun kaupallisen hihnoituskoneen etuosasta; koneessa on käytetty laitteen kolmatta ja suositeltavaa sovellusta, kuvio 6 on voimakkaasti suurennettu katkonainen tasokuva kuvion 5 linjalta 6-6 otettuna, kuvio 7 on katkonainen poikki1 eikkauskuva kuvion 6 tasosta 7 - 7 otettuna, kuvio 8 on katkonainen poikkileikkauskuva otettuna kuvion 6 tasosta B - 8, kuvio 9 on katkonainen, pienennetty perspektiivikuva laitteen hihnan kiinnitys- ja sulkukokoonpanon osista koneen sisäosasta koneen etuosaa kohti tarkasteltuna, 4 89250 kuvio 10 on katkonainen poikkileikkauskuva kuvion 6 tasosta 10 - 10 otettuna, kuvio 11 on osiin hajotettu perspektiivikuva kuviossa 9 kuvatuista kiinnitys- ja sulkukokoonpanon osista, kuvio 12 on perspektiivikuva kiinnitys- ja sulkukokoonpanon osista, jotka on kuvattu kuvioissa 9 ja 11, mutta tarkasteltuna koneen sisäosista koneen takaosaa kohti, kuviot 13 - 21 ovat yksinkertaistettuja poikkileikkaus-kuvia, jotka yleisesti kuvaavat koneen käyttöjärjestystä ja erityisesti hihnan kiinnitys- ja sulkukokoonpanon osien käyttöä, ja kuviot 22A - 22Γ ovat kopioita (ei välttämättä 1-1 -suhteessa) yhdentoista mikrovalokuvan yhdistelmästä; kuvat on otettu po1 a rointimikroskoopin lävitse suurennuskertoimen ollessa 100 esillä olevan keksinnön mukaisen kahden hihnaosan väliin tuotetun hitsiliitoksen yhden mallin pitkittäisestä poikkileikkauksesta, ja kuviot 22A - 22F esittävät liitoksen yhtätoista valokuvattua osaa alkaen kuviosta 22A, joka näyttää liitoksen vasemmanpuoleisimman osan ja edeten järjestyksessä liitoksen pituuden suuntaisesti liitoksen oikeanpuoleisimman osan kuvaavaan kuvioon 22F .

Tämä erittely ja liitteenä olevat piirrokset tuovat esiin ainoastaan joitakin tiettyjä malleja keksinnön esimerkkeinä. Keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi kuvattuihin sovelluksiin, ja keksinnön laajuus käy ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

Jotkin esillä olevan keksinnön mukaista, hitsatun liitoksen tuottamista varten tarkoitetun laitteen sovellusta kuvaavat luvut osoittavat rakenteellisia yksityiskohtia ja mekaanisia elementtejä, jotka asiaan perehtynyt tunnistaa. Tällaisten elementtien yksityiskohtaiset kuvaukset eivät kuitenkaan ole välttämättömät keksinnön ymmärtämiselle eikä niitä ole sen vuoksi tässä esitetty.

Il 5 39250

Vksi menetelmän malli esillä olevan keksinnön mukaisen parannellun liitoksen tuottamiseksi on esitetty kuvioissa 1 ja 2, joissa laite on kuvattu k a aviomaise s11 ja joissa siihen viitataan yleisesti viitenumerolla 20. Laite 20 on tarkoitettu tuottamaan hitsattu liitos kestomuovisen arkin tai hihnan S, jossa on ylempi hihnaosa 22 ja alempi hihna-osa 24, kahden limittäisen osan välille. Laitetta 20 voidaan käyttää useiden sopivien kestomuovipolymeerien kanssa; erityisen sopivia ovat kiteiset synteettiset kesto-muovipolymeerit kuten polyamidit, polyesterit, polyolefii-nit ja muut näiden kaltaiset aineet. Tietyt näistä polymeereistä voivat kuitenkin tuottaa jäljempänä kuvatun kaltaisen, esillä olevan keksinnön mukaisen parannellun liitoksen.

Laitteessa 20 on kaksi hihnaan kiinnittyvää osaa; ylempi, liikkuva hihnaan liittyvä osa 26 ja alempi, kiinteä hihnaan liittyvä osa 28. Vaihtoehtoisesti liikkuva osa 26 voi sijaita alhaalla ja kiinteä osa 28 ylhäällä. Molemmat osat 26 ja 28 voivat myöskin olla liikkuvia.

Ylempi osa 26 on sijoitettu vetotankoon 30, joka sijaitsee käyttömekanismissa 32 tangon 30 j n siten myöskin ylemmän hihnaosan 26 liikuttamiseksi vaakasuoraan suuntaan. Vaikkakin voidaan käyttää useita eri liikkeitä, kuvatussa sovelluksessa liike on värähtely tai edestakainen liike. Liike tapahtuu yleensä poikittain hihnan S pituuteen nähden (kaksipäisellä nuolella 34 osoitettuihin suuntiin).

Värähtely käyttömekanismi 32 on asennettu tankoon 36, joka sijaitsee kiinteään paikkaan asetetussa käyttölaitemeka-nismissa 38. Käyttölaitetta 38 käytetään liikuttamaan värähtelykäyttömekanismia 32 ja siihen liittyvää hihnaan kiinnittyvää osaa 26 ylöspäin tai alaspäin kaksipäisellä nuolella 40 osoitettuihin suuntiin.

Käyttölaitteen 38 voidaan katsoa toimivan sulkulaitteena suhteellisen liikkeen luomiseksi kahden hihnaan kiinnit- 6 39250 tyvän osan 26 ja 28 välille hihnaosien yhteen puristamiseksi. Samaa käyttölaitetta voidaan myös pitää avauslait-teena suhteellisen liikkeen aikaansaamiseksi osien 26 ja 28 välille hihnaosien paineen vapauttamiseksi myöhemmässä vaiheessa. On kuitenkin huomattava, että vaihtoehtoisessa sovelluksessa (ei kuvioissa) osa 28 voi myöskin olla liikkuva ja että haluttaessa voidaan silloin käyttää erillistä avausmekanismia (esim. käyttölaitetta) osan 28 yhteydessä sen siirtämiseksi poispäin osasta 26 paineen vapautuksen aikaansaamiseksi.

Käyttölaite 38 voi olla tyypiltään mikä tahansa sopiva laite, esim. hydraulinen tai pneumaattinen käyttölaite, sähkömoottori, nokkalaite tms. Samoin värähtelykäyttö-mekanismi 32 voi sisältää sopivia tavanomaisia järjestelmiä hihnaan kiinnittyvän osan 26 värähtelyn aikaansaamiseksi. Mekanismin 32 osana voidaan esimerkiksi käyttää sähkömoottoria ja epäkeskoa kaksoiskäyttöjärjestelmää.

Suosi tel tavasti hihnaan kiinnittyvän osan 26 alapinta on tehty karheaksi tai se sisältää hampaat 42, ja hihnaan liittyvän osan 28 yläpinta on myöskin karhennettu tai se sisältää hampaat 44. On toivottavaa, että hihnaosat 22 ja 24 ovat yhteydessä toisiinsa hihnaan kiinnittyvien osien 26 ja 28 kautta niin, että toisen tai molempien hihnaan liittyvien osien suhteellinen heilahdusliike saa aikaan hihnaosien värähtelyn yhdessä niihin liittyvien hihnaan kiinnittyvien osien kanssa ja myöskin toisiinsa nähden.

Kuvio 2 kuvaa ylempää hihnaan kiinnittyvää osaa 26 liikutettuna alaspäin painamaan limittäisiä hihnaosien vastak-kaiskosketukseen rajapinta-alueella paineen alaisena. Ylempi hihnaan liittyvä osa 26 voi värähdellä sekä ennen kosketustaan ylempään hihnaosaa 22 että kosketuksen aikana. Vaihtoehtoisesti osa 26 voidaan saattaa värähtelemään ainoastaan sen jälkeen, kun ylempi hihnaosa 22 on pakotet- li 7 89250 tu yhteyteen alemman hihnaosan 24 kanssa.

Joka tapauksessa saadaan aikaan suhteellinen, kokonaisuudessaan liukuva liike kahden hihnaosan 22 ja 24 välille, ja ainakin osa kunkin hihnaosan paksuudesta sulaa rajapinnalla. Hihnaosien sulaneet osat yhdistyvät ja myöhemmin jähmettyvät uudelleen muodostamaan hitsatun liitoksen tai hitsin, jota on yleisesti kuvattu viitenumerolla 46. Hitsin 46 nimellispaksuus on yleensä osoitettu viitekirjai-mella A kuviossa 2. On huomattava, että hihnaan kiinnittyvän osan 26 kautta toimiva värähtelykäyttömekanismi 32 toimii laitteena, jonka avulla rajapinta-alueen hihnaosien energiaa nostetaan riittävästi sulattamaan ainakin osa kunkin hihnaosan paksuudesta.

Esillä olevan keksinnön mukaisen parannetun hitsiliitoksen tuottamiseksi hihnaosien energiaa nostetaan siten, että kunkin hihnaosan paksuuden osan sulattamisen lisäksi muodostetaan useita suljettuja ontelolta tai huokosia 50 hihnaosien sulaneisiin osiin rajapinnan leveydeltä. Myöhemmin energian lisääminen hihnaosiin (t.s. suhteellisen värähtelyn luominen) lopetetaan, ja rajapinnan hihnaosat jähmettyvät koteloimaan ontelot 50 ja muodostamaan hitsatun liitoksen. Kuten jäljempänä on yksityiskohtaisesti selitetty, ontelot 50 voivat saada hitsissä tai hitsatussa liitoksessa aikaan paremman lujuuden.

Hitsauspaine vapautetaan suosi tel tavasti silloin, kun hihnaosat ovat yhä sulaneina. Vaikkakin tämä varhainen paineen vapautus on vastoin tavanomaista käytäntöä ja tavanomaisia oppeja, sen etuna kitkasulahitsauksessa on se, että värähtelevä osa ei häiritse jäähtyviä ja jähmettyviä hihnaosia, koska sen värähtelyamplitudi on laskenut nollaan hitsausvaiheen päätyttyä.

Kuvioissa 1 ja 2 kuvatussa suositellussa menetelmässä, jossa hihnaosien energiaa lisätään hihnaan kiinnittyvän β 39250 osan 26 värähtelyn avulla, värähtelevä hihnaan liittyvä osa 26 irrotetaan hihnaosasta 22 hitsauspaineen vapauttamiseksi silloin, kun hihnaosat ovat yhä sulaneina. Tämän on havaittu tietyissä oloissa tuottavin toivotut ontelot 50 .

Kuviot 3 ja 4 kuvaavat esillä olevan keksinnön mukaisen paremman liitoksen tuottavan laitteen vaihtoehtoista sovellusta, ja vaihtoehtoinen laite on kuvattu numerolla 20' kuviossa 3. Laite 20' sisältää kaksi kiinteää osaa 49' limittäisten hihnaosien 22 ja 24 kannattamiseksi. Osat 49' sijaitsevat erillään mahdollistaen alemman hihnaan liittyvän osan 28' liikkeen hihnaosia kohti ja niistä poispäin. Hihnaan liittyvää osaa 28' liikutetaan ylös- tai alaspäin kaksipäisen nuolen 29' osoittamiin suuntiin sopivan mekanismin, esim. tavanomaisen nokka- tai pneumaattisen käyttölaitteen 31' avulla.

Laitteeseen 20' kuuluu ylempi ohjainkappale 25' ylemmän hihnaan liittyvän osan 26' vastaanottamiseksi. Osa 26' on asetettu liukuvasti ohjainkappaleeseen 25', ja se pannaan liikkumaan edestakaisin poikittain hihnan pituuteen nähden sopivan epäkeskon käyttömekanismin 32' avulla.

On huomattava, että ylemmän hihnaan kiinnittyvän osan 26' alapinta on hieman syvennetty ohjainkappaleen 25' alaspäin suuntautuvien päätypintojen 33' yläpuolelta. Kun alempi hihnaan kiinnittyvä osa 28' on alhaalla sisään vedetyssä asennossa irrallaan hihnaosista, hihnaosat suuntautuvat ohjainkappaleen 25' poikki erilleen ylemmästä hihnaan kiinnittyvästä osasta 26' painovoiman, hihnan luontaisen jäykkyyden tai hihnajännityksen johdosta.

Kun halutaan hitsata hihnaosat yhteen, alempaa hihnaan liittyvää osaa 28' kohotetaan kuvion 4 mukaisesti painamaan hihnaosia ylempää, syvennettyä hihnaan liittyvää osaa 26' vasten, joka liikkuu edestakaisin epäkeskon käyttölait- 9 09250 teen 32' avulla. Hitsauspaine voidaan sitten vapauttaa välittömästi hihnaosien ollessa yhä sulaneina.

Tätä tarkoitusta varten alempaa hihnaan liittyvää osaa 28' lasketaan, ja hihnaosat 22 ja 24 liikkuvat poispäin syvennetystä, värähtelevästä hihnaan liittyvästä osasta 26' painovoiman, hihnan jännityksen ja/tai luontaisen jäykkyyden vaikutuksesta. Mikäli tätä menetelmää käytetään kiristetyn hihnasilmukan limittäisiin hihnaosiin, hihnan jännitys auttaa vetämään limittäiset hihnaosat nopeasti erilleen hihnaan liittyvästä osasta 26' ja suhteellisen suoraan, kuviossa 3 kuvattuun kokoonpanoon.

On huomattu, että yllä mainittua kitkasulahitsausmenetel-mää voidaan käyttää muodostamaan ontelot 50 tavanomaiseen hihnaan, kuten polyetyleenitereftalaattihihnaan, ja että siten saadaan aikaan lujuudeltaan parempi hitsattu liitos (muiden muuttujien, esim. hitsausajan, -paineen, jne. valikoitujen arvojen avulla). Tavanomaista hihnaa on kaupallisesti saatavilla USA:ssa ainakin 6 mm, 11 mm ja 13 mm levyisinä maksimipaksuuden ollessa n. 0.89 mm ja minimi-paksuuden vaihdellessa 0.34 mm ja 0.44 mm:n välillä hihna-tyypistä riippuen.

Kuvioon 2 viitaten ontelot 50 on sijoitettu hajalleen hihnahitsin 46 leveydeltä, ja ne keskittyvät yleensä hitsin 46 kuhunkin pitkittäiseen päähän (vaikkakaan onteloi-den ei ole välttämätöntä sijaita tarkalleen hitsin 46 ulommissa päissä). Hitsin suositellussa muodossa onteloi-den 50 keskittyminen hitsin keskiosiin (t.s. hitsin pituuden keskikolmannekseen) on oleellisesti pienempi kuin niiden sijaitseminen hitsin päissä (t.s. hitsin kunkin pään kolmanneksessa).

Yhdessä esillä olevan keksinnön mukaisen paremman liitoksen tuottavassa menetelmäsovelluksessa onteloiden 50 uskotaan aiheutuvan hitsausvaiheen aikana muodostuvista kaasumaisista kuplista. Uskotaan, että jotkin hihnatyypit ίο 8 9 2 S 0 sisältävät merkittäviä määriä lisäainetta, esim. kosteutta, joka voi esiintyä kaasumaisena silloin, kun hihnaosat sulatetaan paineen alaisena. Esimerkiksi polyesteri- ja po1yamidinai1onhihnat ovat kosteutta imeviä ja voivat sisältää jonkin verran vettä.

Uskotaan, että silloin, kun tällaiset hihnaosat sulavat ja ovat hitsauksen aikana paineen alaisina, tuotetut kaasukuplat pakottautuvat ulospäin hitsin reunoja ja päitä kohti. Mikäli hitsausvaihe lopetetaan silloin, kun hihna-osat ovat yhä sulaneina ja ennen kuin kaikki kuplat ovat puristuneet ulos hitsialueelta, jäljellä olevat kuplat koteloituvat jähmettyvään hihna-aineeseen muodostaen ontelot 50 .

Se tarkka mekanismi, jonka avulla ontelot 50 muodostuvat tietyissä olosuhteissa yllä kuvatun mukaisesti, ei ole välttämättä täysin ymmärretty, eikä tässä kohdin ole tarvetta sitoutua mihinkään yllä mainittuun teoriaan tai selitykseen. Onteloiden 50 lukumäärä, muoto ja jakautuminen tietyssä lujuudeltaan paremmassa hitsissä voi myös vaihdella.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti ontelot 50 sisältävää hitsiä tarkoituksenmukaisesti tuotettaessa hitsin lujuus on suurempi kuin sellaisen hitsin lujuus, joka on tuotettu samanlaiseen hihnaan ilman ontelolta 50. Limittäisten hih-naosien välisen hitsin lujuus määritetään tavallisesti hitsattujen hihnaosien vetokuormituksen avulla ja vertaamalla kuormitusta heikossa hitsikohdassa kuormitukseen, joka vaaditaan murtamaan hihnan koskematon osa. Esimerkiksi tavanomaisten kaupallisten polyesterihihnojen hitsi-lujuudet vaihtelevat 35 ja 5 5% välillä silloin, kun tällaiset. hitsit on tehty tavanomaisten kLtkasulahitsausmene-telmien avulla kaupallisissa hihnoituskoneissa (esim. tehohihnauskoneessa, jota Signode Corporation, 3600 West Lake Avenue, Glenview, Illinois, 60025, USA myy tuotemerkillä "MCD 700/300"). Vertailun vuoksi voidaan mainita, et- ii 11 39250 tä yllä mainitulla tavalla tuotettu, ontelot 50 sisältävä polyetyleenitereftalaattipolyesterihihnaan hitsattu hitsi voi kokonaislujuudeltaan olla 60 - 80% tai tätäkin korkeampi.

Uskotaan, että lujuudeltaan parempi hitsiliitos on tulosta hitsin jännitysten uudelleen jakautumisesta, ja että ontelot 50 saavat aikaan jännityksen uudelleen jakautumisen. Tarkemmin eriteltynä uskotaan, että hitsit pettävät silloin kun, hitsin päihin muodostuu murtumia. Onteloiden uskotaan vähentävän jännitystä murtuman kärjessä, joka leviää yhteen tai useampaan onteloon. Uskotaan, että kaikkein tehokkaimpia jännityksiä uudelleen jakavia tai niitä vähentäviä ontelolta ovat sellaiset, joilla on suurin poikki leikkuusulottuvuus, n. 50¾ hitsin paksuudesta. Edelleen uskotaan, että onteloiden oleellisesti pienempi keskittyminen hitsin pituuden keskiosaan tuottaa alemman nime 11isjännityk sen ja siten vähentää sellaisten onteloiden paikalliskuormitusta, jotka sijaitsevat hitsin päissä.

Se tarkka mekanismi, jolla ontelot lisäävät hitsin lujuutta, ei välttämättä ole täysin ja tarkoin ymmärretty, eikä tässä ole tarkoitus sitoutua mihinkään yllä mainitun kaltaiseen teoriaan tai selitykseen.

Sikäli kuin parempaan hitsilujuuteen vaikuttavia ominais-suureita on tähän asti tutkittu, on havaittu, että parempi hitsitujuus voidaan yhdenmukaisesti tuottaa tietyissä olosuhteissa polyesterihihnaan, erityisesti sellaiseen polyesterihihnaan, jota USA:ssa myydään kaupallisella tuotemerkillä "Tenax B". Tämä on polyety1eenitereΤΙ a 1 aa t t i h i hna , jonka luontainen viskoosisuus on n. 0.95. Paranneltuja hitsiliitoksia on myös tuotettu polyetylee-nitereftalaattihihnaan, jonka luontainen viskoosisuus on n. 0.62 ja jota Signode Corporation myy tuotemerkillä "Tenax A". Näitä aineita voidaan tuottaa eriasteisina uni- 12 392:0 aksiaalisina suuntauksina, jotka ovat riittäviä tuottamaan halutut lujuudet useissa tavanomaisissa hihnoitus-sovelluksissa.

Parempia hitsilujuuksia on saatu aikaan hihnoilla, joita on kaupallisesti saatavissa edellä mainittuina kokoina. Paremmat hitsit saatiin aikaan käyttämällä tällä hetkellä suosittua menetelmää, jossa ensin lisättiin hihnan energiaa; suositeltu menetelmä on kitkasulahitsaus. Paremmat hitsilujuudet tehtiin hitsin pituuden ollessa n.

16 mm ja n. 19 mm, mutta uskotaan, että hitsin pituudella itsessään ei ole ratkaisevaa merkitystä. Hitsin minimipi-tuus toivottavan hitsilujuuden tuottamiseksi riippuu mm. hihnan leveydestä sekä valituista, muista hitsausmenetelmän ominaissuureista.

Kitkasulahitsaus paremman hitsi lujuuden tuottamiseksi sisältää vaiheen, jonka aikana ainakin yksi 1 imittäisistä hihnaosista saadaan värähtelemään (suositellussa sovelluksessa poikittain sen pituuteen nähden) suosite 11avasti taajuudella, joka on n. 300 - 500 hertsiä suositeltavan hitsauspaineen ollessa n. 5.0 - 12.6 megapascal ia. Hit-sausaika on suositeltavasti 100 - n. 800 millisekuntia. Värähtelyamplitudi on suositeltavasti n. 0.8 - 2 mm. 1.6 mm amplitudin on havaittu toimivan hyvin jäljempänä tarkemmin kuvatun ehdotetun kaupallisen hitsauskoneen prototyypissä hitsausajan ollessa n. 150 - 200 millisekuntia.

Hitsauspaine vapautetaan hitsausajan päätyttyä hihna-osien ollessa yhä sulaneina. Hitsin annetaan jäähtyä normaalissa ympäröivässä lämpötilassa ja paineessa suositeltavasti ainakin n. 50 tai 60 millisekunnin ajan ennen kuin minkäänlaista merkittävää vetokuormitusta kohdistetaan hitsattuun hihnaan.

Kuten yllä on jo mainittu, onteloiden 50 (kuvio 2)(joiden uskotaan myötävaikuttavan parantuneeseen 1iitos 1ujuuteen) li 13 89250 uskotaan syntyvän hihnassa esiintyvästä aineesta, esim. kosteudesta, joka muodostaa kaasumaisia kuplia sulaneelle hitsia 1uee11 e. Tällaista ainetta on ehdotettu lisättäväksi hitsausalueen ympäristöön ennen hitsausta tai sen aikana, mikäli hihnassa ei muutoin ole riittäviä määriä tällaista ainetta.

Tällaista kuplia tuottavaa ainetta on myöskin ehdotettu lisättäväksi suoraan sellaisen hihnan pintaan, joka ei sisällä tällaista ainetta. Esimerkiksi tavanomainen poly-propyleenihihna ei sisällä kosteutta sellaisia määriä, jotka riittäisivät muodostamaan kuplia silloin, kun hihnaa hitsataan tässä kuvattuja menetelmiä käyttäen. Kuplia muodostavaa ainetta sisältävä kerros voitaisiin kuitenkin puristaa polypropyleenihihnan kuhunkin pintaan. Tällainen kerros voisi olla sellaista polyesterihih n a -ainetta, joka normaalisti sisältää riittävästi kosteutta kuplien muodostamiseksi hitsausvaiheen aikana.

Hitsiontelot 50 (kuvio 2) voivat kokonaan tai osittain olla tuloksena hihnan absorboimasta tai adsorboimasta kosteudesta, mutta nykyään uskotaan myöskin hihnaa ympäröivän ilmakehän suhteellisella kosteudella olevan jonkinlainen vaikutus onteloiden syntyyn. Tämänhetkisten tutkimusten paljastusten valossa parhaimmat hitsilujuudet saadaan jatkuvasti aikaan silloin, kun hihnaa ympäröivän ilmakehän suhteellinen kosteus on n. 60%.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan lisäksi seuraavien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Kuvioissa 22A - 22F (ei välttämättä 1-1 -suhteessa) kuvattu yhdistetty mikrovalokuva kuvaa 100-kertaisena suurennoksena esillä olevan keksinnön mukaisten hit. salon liitoksen pitkittäistä poikkileikkausta. Liitos tehtiin k it- 14 89250 kasulahitsausmenetelmän avulla hitsaamalla yhteen kaksi limittäistä, jännittämätöntä osaa tai kappaletta 22 ja 24; osat olivat suunnattuja polyetyleenitereftalaattihihnoja, joiden luontainen viskoosisuus oli n. 0.62.

Sulattamalla ja uudelleen jähmettämällä aikaan saatu hitsattu liitos kahden hihnaosan 22 ja 24 välille on amorfinen (suuntaamaton) ja se on yleisesti läpinäkyvä ja väriltään suhteellisen vaalea tarkasteltuna polaroidussa valossa. Aine niissä hihnaosissa, jotka eivät sulaneet muodostamaan hitsattua liitosta pysyy suunnattuna ja mikroskoopin po1 n roivnssa valossa tarkasteltuna se on himmeä ja viiriltään edellistä suhteellisesti tummempi.

Kunkin hihnaosan 22 ja 24 nimellinen paksuus on 0.5 mm, ja kunkin hihnaosan leveys on 11 mm. Hitsausvaihe suoritettiin koelaitteella, jossa oli kaksi osaa painamassa hihna-osia yhteen n 19 mm pituudelta kunkin hihnaosan pituutta.

Toinen osista oli värähtelevä hitsilaatta, joka sai toisen hihnaosan värähtelemään poikittain pituuteensa nähden toisen hihnaosan suhteen. Hihnaosat painettiin yhteen kahden osan väliin n. 6.3 megapascalin paineella, ja toinen hih-naosa saatettiin heilahtelemaan poikittain toiseen hihna-osaan nähden n. 316 hertsin taajuudella amplitudin ollessa n. 1.6 mm. Hitsaus- tai värähtelyaika oli 250 millisekuntia. Limittäisten hihnaosien hitsausvaihe lopetettiin silloin, kun hitsilaatta yhä värähteli 315 hertsin taajuudel-1 a.

Kuviot 22A - 22F kuvaavat vastakkain olevia hihnaosia 22 ja 24; ne määrittävät rajapinnan, jonka pituus ja leveys vastaa kunkin hihnaosan leveyttä ja pituutta. Kunkin 1imitta i s e n hihnaosan nimellispaksuus on osoitettu hitsatun liitoksen oikeanpuoleisessa päässä kuviossa 22F viite-kirjaimella D.

li is 392E0

Hitsattu liitos käsittää ainakin osan kunkin hihnaosan paksuudesta rajapinta-alueella; liitos on jähmettynyt uudelleen sulaneesta olotilasta rajapinnan leveydeltä toisesta sivusta toiseen sivuun ja rajapinnan pituudelta toisesta päästä toiseen päähän. Liitoksen vasemmanpuoleinen pää on kuvattuna kuviossa 22A ja oikeanpuoleinen pää kuviossa 22F.

Mukavuuden vuoksi vapaasti määrättävien pituusyksiköiden asteikko 1 - 22 on kuvattuna kuvioiden 22A - 22F alaosassa asteikon nollakohdan ollessa pitki11äis e sti kohdistettuna hitsatun liitoksen kuviossa 22A kuvatun vasemmanpuoleisen pään kanssa.

Kunkin hihnaosan uudelleen jähmettynyt osa on rajapinnalla yhdistetty toisen hihnaosan uudelleen jähmettyneeseen osaan jatkuvan uudelleen jähmettyneen alueen määrittämiseksi; alue on pituudeltaan ja leveydeltään yhtä laaja kuin rajapintakin. Uudelleen jähmettynyt alue ei välttämättä ole paksuudeltaan yhtäläinen koko hitsatun liitoksen pituudelta. Lisäksi liitoksen leveyden paksuus voi myöskin hieman vaihdella.

Hitsatun liitoksen muodostavan uudelleen jähmettyneen alueen paksuus mitattiin useissa kohdissa liitoksen pitkittäisen poikkileikkauksen suuntaisesti, kuten kuvioissa 22A - 2 2 F on osoitettu pitkittäisillä viitetun-nisteilla T-l, T-2, T-3, T-4, T-5 ja T-6. Näissä kohdin mitatun uudelleen jähmettyneen alueen paksuus on nähtävissä seuraavassa taulukossa 1.

16 89250

Taulukko 1

Sijainti hitsatun lii- Hitsatun liitoksen pak- toksen pituusosassa suus (millimetreinä) T-l 0.09 T- 2 0.13 T- 3 0.10 T-4 0.06 T-5 0.10 T-6 0.15 T-7 0.09

Voidaan nähdä, että liitos sisältää jo aiemmin kuvioon 2 viitaten mainittujen kaltaiset ontelot 50. On huomattava, että useimmat onteloista 50, jotka ovat nähtävissä kuvioiden 22A - 22F mikrovalokuvan yhdessä tasossa olevassa pitkittäisessä poikkileikkauksessa eivät ole profiililtaan kehämäisiä. Vaikkakaan kuvioista ei sitä voi nähdä, useimpien onteloiden 50 profiilit eivät tasosta tarkasteltuna (kohtisuoraan kuvioiden 22A - 22F tason suhteen) näytä täydellisiltä kehiltä. Siten useimmat ontelot 50 eivät ole ulkomuodoltaan täysin pallomaisia. Pikemminkin useimmat onteloista 50 ovat ulkomuodoltaan volymetrisiä, eli ne ovat epäsäännöllisiä, kuten voidaan nähdä kuvioiden 22A - 22F profiileista.

9n myöskin huomattava, että kuvioiden 22A - 22F liitoksen pitkittäinen poikkileikkaus on kuvattu yhdeltä valitulta tasolta hitsin pituusosaa pitkin. Toiset pitkittäiset poikkileikkauskuvat, mikäli ne otettaisiin yhdensuuntaisista tasoista koko liitoksen leveydeltä, osoittaisivat analogiset ontelojakautumat, ontelokoot ja -muodot. Onteloiden keskittyminen johonkin kohtaan pitkittäisen poikkileikkauksen osalle on oleellisesti vakio siinä kohdin koko hitsatun liitoksen leveydeltä.

Kuvioiden 22A - 22F hitsattua liitosta voidaan tarkemmin luonnehtia kuvailemalla erityisesti onteloiden 50 ja- li

17 ο 9 2 5 O

kautumista liitoksen pitkittäisen poikkileikkauksen yhdessä tasossa. Tätä tarkoitusta varten liitoksen uudelleen jähmettynyttä aluetta voidaan luonnehtia siten, että se sisältää päätyosan toisessa päässä, päätyosan toisessa päässä sekä näiden kahden päätyosan väliin määrittyvän keskiosan.

Useimmat onteloista 50 ovat keskittyneet kahteen pääty-osaan, mikäli kukin päätyosa tässä otoksessa määritetään käsittävän n. 30% uudelleen jähmettyneestä alueesta ja mikäli keskiosa käsittää n. 40 uudelleen jähmettyneestä alueesta päätyosien välissä. Vasemmanpuoleisen päätyosan voidaan siten katsoa ulottuvat viiteasteikon numerosta 0 kuviossa 22A viiteskaalan numeroon 6 kuviossa 22B. Oikeanpuoleisen päätyosan voidaan katsoa ulottuvan liitoksen oikeanpuoleisesta päästä kuviossa 22F vasemmalle viiteskaalan numeroon 16 kuviossa 220. Liitoksen keskiosa ulottuu sitten viiteskaalan numerosta 6 numeroon 16.

Kuvioissa 22A - 22F kuvatun esimerkki1iitoksen kohdalla onteloiden 50 keskittyminen keskiosaan on hyvin pieni verrattuna niiden keskittymiseen päätyosiin. Keskiosassa sijaitsee vain hyvin harvoja kooltaan merkittäviä ontelolta. Kuvioissa 22A - 22F kuvattu keskiosan yhdessä tasossa oleva pitkittäinen poikkileikkausosa lävistää vähemmän kuin kuusi onteloa, joiden suurin ulottuvuus on yli 25¾ liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta onteloiden sijaintikohdassa mitattuna. Toisaalta kumman tahansa päätyosan yhdessä tasossa oleva pitkittäinen poikkileikkaus lävistää yli 20 onteloa, joiden suurin ulottuvuus on yli 25¾ liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta onteloiden sijaintikohdassa mitattuna.

Olisi myöskin huomattava, että useat päätyosien onteloista ovat suhteellisen suuria verrattuna uudelleen jähmettyneen alueen paksuuteen. Kumman tahansa uudelleen jähmettyneen päätyosan pitkittäinen poikkileikkaus lävistää 1β 892Ε0 yli 6 onteloa, joiden suurin ulottuvuus on yli 50¾ liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta onte-loiden sijaintikohdassa.

Kuten taulukkoon 1 ja kuvioihin 22A - 22F viitaten voidaan nähdä, hitsatun liitoksen jähmettyneen alueen paksuus on suurimmillaan siinä liitoksen kunkin päätyosan kohdassa, jossa on eniten koteloituja ontelolta 50 ja jossa ontelot ovat kooltaan suurimpia.

Kunkin päätyosan voidaan lisäksi katsoa sisältävän ulomman osan, joka suuntautuu liitoksen päästä sisäänpäin siten, että etäisyys vastaa n. 4 - 5¾ uudelleen jähmettyneen alueen pituudesta. Vasemmanpuoleisen päätyosan ulompi osa suuntautuu viiteasteikon numerosta 0 liitoksen vasemmanpuoleisesta päästä kuviossa 22A suunnilleen kuvion 22A viiteasteikon numeroon 1. Liitoksen toisessa päässä oikeanpuoleisen päätyosan ulompi pää suuntautuu kuvion 22F liitoksen oikeanpuoleisesta päästä vasemmalle suunnilleen kuvion 22E viiteaste ikon numeroon 21. Gnteloiden 50 kokonaistilavuus kussakin päätyosassa on oleellisesti pienempi kuin niiden kokonaistilavuus jäljellä olevassa päätyosan osassa.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukaisessa koelaitteessa hitsattiin lisäksi yhteen useampia pareja limittäisiä, jännittämättömiä po1yety1eenitereftalaattihihnan osia, joiden luontainen viskoosisuus oli 0.62 - 0.70. Kukin hihnaosa oli leveydeltään 11 mm ja paksuudeltaan 0.5 mm. Limittäiset hih-naosat puristettiin yhteen 15.8 mm pitkältä hitsin osalta. Toinen limittäinen hihnaosa saatettiin värähtelemään poikittain toisen osan suhteen 316 hertsin taajuudella amplitudin ollessa 1.6 mm. Useita hitsejä tehtiin identtisiin limit täisten hihnakappaleiden pareihin tällaisis- li 19 89250 sa olosuhteissa. Hitsausaikaa vaihdeltiin 300 ja 400 millisekunnin välillä, ja hitsauspaine vaihteli 3.0 ja 12.6 megapascalin välillä. Limittäisten hihnaosien hitsauspaine vapautettiin silloin, kun hitsilaatta yhä v ä -rähteli 316 hertsin taajuudella. Tuloksena olevien hitsien kokonaislujuuden havaittiin olevan jatkuvasti enemmän kuin 80hihnan lujuudesta.

Kehitettäväksi on ehdotettu kaupallinen, automaattiseen hihnoituskoneeseen sijoitettava laitesovellus esillä olevan keksinnön mukaisen paremman hitsiliitoksen tuottamiseksi. Tällaisen koneen suositeltavaa laitesovellusta kuvataan seuraavaksi.

Piirroksiin viitaten automaattinen hihnoitusk one 52 on kokonaisuudessaan kuvattuna kuviossa 5. Hihna 5 syöt ei tään koneeseen 52 jakolaitteesta 53 akun 54 kautta. Jakolaite 53 ja akku 54 voivat olla tyypiltään sopivia joko tavanomaisia tai erityisma11 eja.

Hihna S syötetään koneen 52 alemman kehyksen 55 kautta ja kehyksen 55 yläpuolella sijaitsevan kourun 56 ympäri. Kehys 55 määrittää esineen vastaanottoaseman, johon hihnalla S sidottava esine (ei kuvattuna kuviossa 5) asetetaan. Kouru 56 voi olla malliltaan erityinen tai sopiva tavanomainen malli.

Koneen 52 alemmassa kehyksessä 55 sijaitsevat tarkoituksenmukaiset hihnan syöttö- ja kiristysmekanismit (ei kuvassa). Mekanismit syöttävät ensin hihnan S kouruun 56 silmukan muodostamiseksi ja sitten kiristävät hihnan S tiukasti esineen ympärille. Syöttö- ja kiristyskokoonpano voi olla joko erityinen tai sopiva tavanomainen malli.

Sopivia jakolaitteen 53, akun 54, kourun 56 sekä syöttö-; ja kiristysmekanismin sovelluksia käytetään tehohihnoi- tuskoneessa, jota Signode Corporation, 3600 West Lake 20 39250

Avenue, Glenview, Illinois 60025, USA myy tuotemerkillä TM

SPIRIT : nämä sovellukset ovat kuvattuna Signode Corporationin määritteellä "286022" ja päivämäärällä "8/85" julkaisemassa käsikirjassa "OPERATION, PARTS AND SAFETY MANUAL".

Koneessa 52 käytettävä hihnan kiinnitys- ja sulkuko koonpano sijaitsee koneen alemmassa kehyksessä 55 kourun 56 alapuolella ja yleisesti kuviossa 5 katkoviivaympyrällä 57 määritetyllä alueella. Kokoonpano käsittää useita alasin-, tartuin-, laatta-, leikkuu- ja värähtelyhitsi-1 a a11akomponen11eja , ja näitä komponentteja kuvataan yksityiskohtaisemmin jäljempänä.

Koneen 52 hihnan kiinnitys- ja sulkukokoonpanon komponentteja on yksityiskohtaisemmin kuvattu kuvioissa 6 - 12. Kehyksen 55 vaakasuoralla yläpinnalla, kuten parhaiten käy ilmi kuvioista 6-8, hihnakourussa 56 on tarkoituksenmukaisia hihnan vastaanottavia osia 60, joista kukin määrittää uran tai kanavan 62 hihnan S vastaanottamiseksi. Koneessa voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa hihnan vastaanottavan osan rakennetta, esimerkiksi sellaista, joka on sisällytetty yllä mainittuun Signoden Corporationin

TM

USA:ssa markkinoimaan SPIRIT -hihnoituskoneeseen ja jota on kuvattu yllä mainitussa koneen käsikirjassa "OPERATION, PARTS AND SAFETY MANUAL". Esillä olevan kuvauksen tarkoituksia varten kuviossa 6 ja sitä seuraavissa kuvioissa on kuvattuna hihnan vastaanottavan osan 60 erityinen sovellus, jossa on yleensä sivullepäin suuntautunut, U-kirjai-men muotoinen kokoonpano.

Kunkin osan 60 kanavan 62 aukko on normaalisti suljettu pidäkeosien 64 avulla. Nämä pitävät hihnan S kanavassa 62 silloin, kun osa 60 on kuviossa 7 yhtenäisellä viivalla kuvatussa asennossa.

Il

21 Ö 9 2 SO

Kukin hihnan vastaanottavista osista 60 on liikutettavissa nuolen 66 osoittamaan suuntaan kuviossa 7 katkoviivalla kuvattuun sisäänvedettyyn asentoon. Sisäänvedetyssä asennossa osa 60 on erillään pidäkeosasta 64, ja hihna S voidaan vapaasti vetää ulos urasta 62 sidottavaa esinettä vasten.

Laite hihnan vastaanottavien osien 60 liikuttamiseksi kuviossa 7 kuvattujen kahden asennon välillä voivat olla malliltaan mitä tahansa sopivia tavanomaisia sovelluksia (esim. sähkösolenoidikäyttölaite, hydraulinen käyttölaite tai jokin muu mekaaninen käyttömekanismi ) , eivätkä näiden laitteiden yksityiskohdat sisälly esillä olevan keksinnön piiriin.

Sopivan kannatinpinnan tuottamiseksi sidottavalle esineelle koneen alempi kehys 55 sisältää suositeltavasti yleensä vaakasuoraan asennetut pakkauksen tai esineen kan-natinlevyt 74 ja 75, joista kukin määrittää osien 60 vieressä olevan ylemmän vaakasuoran pinnan.

Alasin 70 sijaitsee kahden erillään olevan hihnan vastaanottavan osan 60 välillä kuvioissa 5 ja 8 kuvatun mukaisesti. Alasin 70 on myöskin liikutettavissa kuviossa 6 nuolella 72 osoitetusta ulommasta asennosta hihnan S reitin ylitse sisäänvedettyyn asentoon (kuvattu katkoviivoilla kuviossa 10), joka sallii hihnan S tiukan kiinnittymisen sidottavan esineen pohjaa vasten sen jälkeen, kun hihnasilmukka on kiristetty ja hitsattu.

Kuten parhaiten käy ilmi kuvioista 8 ja 11, alasin 70 määrittää syvennyksen 76, johon liittyy värähtelytyyny tai hi tailaatta 78; laatassa on alaspäin suuntautuvat hampaat 80. Hitsilaatta 78 toimii hihnaan kiinnittyvänä osana ylemmän limittäisen hihnaosan 22 kiinnipitämiseksi ja hihnaosan 22 värähtelyn aikaansaamiseksi. Suositellussa 22 8 9250 sovelluksessa kukin hammas suuntautuu alaspäin n. 0.35 mm. Kunkin hampaan alusta määrittää vinoneliön, jonka kaksi sisäkärkikuimaa ovat kukin n. 60° ja kaksi sisäkärkikulmaa n. 120°. Kunkin hampaan neljä ulkosivua suuntautuvat sisäänpäin tiettyä pistettä kohti ja ne tuottavat n. 60° kulman hampaat ΘΠ sisältävän hitsilaatan pintaan. Hampaat 80 sijaitsevat suositeltavasti yhdenmukaisessa järjestyksessä kärkien välin ollessa n. 1 - 2 mm.

Hitsilaatta 78 on asennettu alasimeen 70 edestakaisen liikkeen mahdollistamiseksi kuviossa 10 kaksipäisellä nuolella 84 kuvattuihin suuntiin. Tätä tarkoitusta varten kuulalaakeri- ja pidäkekökoonpano 86 on asetettu hitsi-laatan 78 yläosan ja alasimen syvennyksen 76 alaspäin suuntautuvan ylemmän pinnan väliin.

Osa hitsilaatan 78 alaosasta tukeutuu laattaan 88. Alasimen 70 alaspäin suuntautuvat pinnat alasimen syvennyksen 76 kummallakin puolella tukeutuvat myöskin laattaan 88. Laatta 88 on sijoitettu kehyksen 90 yläosaan. Kehys 90 on käännettävästi asennettu akselin 92 nähden sopivaan kan-natinrakenteeseen (ei kuvassa) koneeseen 52. Kehys 90 on sovitettu kääntymään akselin 92 suhteen kuviossa 10 yhtenäisellä viivalla kuvatun ulomman asennon ja kuviossa 10 katkoviivoilla kuvatun sisäänvedetyn asennon välillä.

Moot tori ai usta 94 on kiinnitetty kehykseen 90 sähkömoottorin 96 kannattamiseksi. Tanko 98 on kiinnitetty mootto-rialustan 94 alempaan päähän, jotta sen avulla voidaan käynnistää sopiva mekanismi (ei kuvassa) moottorialustan 94 kokoonpanon ja kehyksen 90 kääntämiseksi kuviossa 10 katkoviivoilla kuvattuun sisäänvedettyyn asentoon. Tällainen mekanismi voi käsittää tavanomaisen nokkalaitteen (ei kuvassa), ja kokoonpanoa voidaan jatkuvasti taivuttaa ulompaan asentoon (kuvattu yhtenäisillä viivoilla kuviossa 10) sopivan jousen avulla (ei kuvassa).

l! 23 892E0

Moottori 96 saa hitsilaatan 78 värähtelemään. Tätä tarkoitusta varten moottori 96 sisältää akselin 100, johon on asennettu väkipyörä 102 kuvioiden 10 ja 12 mukaisesti. Vetohihna 104 on suunnattu väkipyörän 102 ympärille ja , toisen väkipyörän 106 ympärille, joka on asennettu e ρ ä -keskon akselin 108 alempaan päähän. Epäkesko akseli 108 on asennettu onteloon 110, joka suuntautuu pystysuoraan kehyksen 90 lävitse. Kehyksen 90 alaosassa laakerinpidin 112 on asennettu kehykseen 90 ja se pitää paikallaan laakeria 114 akselin 108 alemman pään ympärillä.

Akselin 103 ylempi pää on kiinnitetty neulalaakerikokoonpanoon 116 ja siinä on ylöspäin suuntautuva akseiiosa 110, jolla on poikittain sivulle siirtynyt pitkittäisakseli. Suositellussa sovelluksessa epäkesko siirtymä on n. 0.8 mm.

Ylempi akseiiosa 113 suuntautuu laatassa 38 olevan aukon 120 lävitse, hitsilaatan 78 pitkänomaisen aukon 122 lävitse ja alasimen 70 aukon 124 lävitse. Laatan 08 aukko 120 ja alasimen 70 aukko 124 ovat tarpeeksi suuria mahduttamaan epä k es k on akseliosan 118 kierroksen ilman häiriöitä.

Ylempi akseiiosa 113 on sijoitettu neulalaakerikokoon-panoon 126 hitsi laatan 78 pitkänomaiseen aukkoon 122. Laakerikokoonpano 126 liittyy hitsilaatan 78 vastakkaisiin sivuihin kuvion 10 mukaisesti, mutta laakerikokoon-panon 126 halkaisija on pienempi kuin aukon 122 pituus (mitattuna aukon 122 pituuden suuntaisesti kohtisuoraan kuvion 10 tasoon nähden). Siten epä k es k on akselin 103 sähkömoottorin 96 avulla aikaansaatu pyöriminen saa aikaan hitsilaatan 73 edestakaisen liikkeen kaksipäisellä nuolella 84 osoitettuihin suuntiin.

Kuten parhaiten käy ilmi kuvioista 8 ja 11, alasin 70 24 392T0 kannattaa myöskin pyöritettävää tartuintyynyä 130. Tyynyssä 130 on suurennettu alempi sylinterimäinen osa 131, jossa sijaitsevat alaspäin suuntautuvat hampaat 132. Hampaat 132 ovat samanlaiset kuin hitsilaatan 78 hampaat 80 lukuunottamatta sitä, että kussakin hampaassa 132 on neliskulmainen alusta pyramidinmuotoisen hammas-muodon tuottamiseksi. Kunkin hampaan pinnat suippenevat kärkeä kohden n. 45° kulmassa hampaat 132 sisältävän tyynyn 130 pintaan nähden.

Tarttuimen 130 suurennetun alemman sylinterimäisen osan 131 ulompi reuna on suositeltavasta koverrettu sisäänpäin n. 60° pinnan suhteen oleva kulma mukaanluettuna. Tämä auttaa hihnan etupään kulkua tarttuimen 130 ohitse hihnan syötön aikana.

Pyöritettävässä tarttuimessa 130 on ylöspäin suuntautuva sylinterimäinen osa 134, joka on halkaisijaltaan pienennetty ja joka päättyy alasimen 70 kanavaan 136 (kuvio 8). Sylinterimäinen osa 134 määrittää rengasmaisen kourun 138 0-renkaan tai jousirenkaan 140 vastaanottamiseksi: rengas on sovitettu halkaisijaltaan suurennettuun alasimen 70 kanavaan 142. Tämä kokoonpano pitää pyöritettävää tartuinta 130 paikallaan alasimessa 70, mutta sallii tarttuimen 130 pyörimisen (tavallisesti muutamia asteita kumpaankin suuntaan) hihnan S vaikutuksen alaisena silloin, kun hihna koskettaa tartuinta 130 jäljempänä yksityiskohtaisemmin kuvatun hihnan hitsausvaiheen aikana.

Alasimen 70 alapuolella on useita muita hihnaa koskettavia komponentteja, jotka toimivat yhdessä alasimen 70 kanssa hihnan 5 tiettyjen toimintojen aikaansaamiseksi. Nämä komponentit ovat parhaiten kuvattuina kuvioissa 8 - 11.

Il 25 8 9250

Viitaten kuvioon 11 ohjainlaatta 150 on asennettu kehykseen 90 ja se määrittää vastaanottoalueet tai ohjausra-dat leikkuuveistä tai -terää 154, leikkuuterän niveltä 156, hihnaan kiinnittyvää kappaletta tai laattaa 150, laattaniveltä 160 ja silmukkatartuinta 162 vartfcn.

Kuten parhaiten käy ilmi kuvioista 8 ja 11, leikkuuterä 154 on kiinnitetty leikkuuterän niveleen 156 kahden tapin 166 avulla. Leikkuuterä 154 on mukautettu liukumaan laatan 158 sivua vasten ja se voi haluttaessa liukua laattanivelen 160 sivua vasten.

Laatta 158 on käännettävästi asennettu niveleen 160 tapin 170 avulla (kuvio 8). Laatta 158 on siten käännettävissä pyörimisakselin suhteen, joka on yleensä koneessa muodostettavan hihnasilmukan tasoon nähden kohtisuora.

Kuten kuvioista 9 ja 11 parhaiten käy selville, laatta 158 on yleensä ulkomuodoltaan käänteisen U-kirjaimen muotoinen ja se on asennettu niveleen 160 niin, että laatta 158 ja nivel 160 toimivat yhdessä määrittäen käytävän 174 hihnaosan vastaanottavalla alueella laatan 158 ylemmän osan alapuolella.

Laatan 158 ylempi pinta sisältää su ositeltava s ti use it. a hampaita 178 hihnaan tarttumiseksi. Hampaat 178 ovat suositeltavasti saman kokoisia ja muotoisia kuin yllä olevan hitsilaatan 78 hampaat 80. Kuitenkin kunkin 1 a a t -tahampaan 178 korkeus ehdotetussa kaupallisessa sovelluksessa on n. 0.2 mm - hieman vähemmän kuin hitsilaatan hampaiden 80 korkeus.

Kuvatussa ehdotetussa kaupallisessa sovelluksessa hihnaa koskettavan laatan 158 hammastetun pinnan pituus on n. 19 mm. Tämän hammastetun hihnaan kiinnittyvän pinnan pituus on suositeltavasti pienempi kuin hitsilaatan 78 pituus (mitattuna yhdensuuntaisesti alasimen 70 alapuolella olevan hihnan pituuteen nähden).

26 392E0

Hitsilaatta 78 on asennettu alasimen syvennykseen 76 siten, että alasimen 70 alaspäin suuntautuvat pinnat hitsi laatan 78 kummallakin puolella suuntautuvat h i t -silaatan 78 hampaiden 80 kärkien alapuolelle. Hitsilaat-taa 78 on syvennetty riittävästi estämään kosketus hihnan ja hitsilaatan hampaiden 80 välillä silloin, kun hihnaa vedetään tiukasti alasimen 70 pohjaa vasten, mutta sitä ei muutoin puristeta hitsilaattaa 78 vasten laatan 158 avulla. Tämän suhteen toivottavuutta kuvataan jäljempänä viitaten koneen toimintaan.

Laatassa 158 on suositeltavasti myös viistottu kulma 182 (kuvio 8). Tämän tarkoituksena on tuottaa huomattavasti pienempi paine hihnan katkaistuun päähän hitsi-vaiheen aikana. On havaittu, että joissakin toiminta-oloissa ja joidenkin hihnatyyppien kohdalla tämän viistottu rakenne tuottaa tuloksena jonkin verran parempilaatuisen hitsin. Erityisesti polyesteri- ja polyamidi-nailonhihnan kohdalla tällaisen laattarakenteen uskotaan tuottavan paremman kupla- tai ontelomuodostuksen viis-touman 182 viereiseen hitsin päähän.

Silmukka tartuin 162 on liukuvasti asennettu laattaan 150 laatan 158 viereen. Silmukkatarttuimessa 162 on myöskin ylöspäin suuntautuva pinta hampaineen 186 pyöritettävän tarttuimen 130 alapuolella. Silmukkatarttuimen hampaat 186 voivat olla muodoltaan ja sijoitukseltaan 1 aa11ahampaiden 178 kaltaiset lukuunottamatta sitä, että silmukkatarttuimen hampaat 186 ovat suositeltavasti korkeampia, n. 0.35 mm.

Leikkuuterää ]Sk (ja siihen liittyvä leikkuuniveltä 156) laattaniveltä 160 ja silmukkatartuinta 162 liikutetaan ylös- ja alaspäin toisistaan riippumatta tarkoituksenmukaisten mekanismien (ei kuvassa) avulla. Nämä mekanismit voivat olla mitä tahansa sopivia tavanomaisia tai eri-tyismalleja. Koneen ehdotetussa kaupallisessa muodossa

II

27 ϋ 9 2 £ O

on tutkittu, että tällainen liike saadaan aikaan pyörivän nokkasarjän (ei kuvassa) avulla ja tarkoituksenmukaisten jousien (ei kuvassa) avulla taivutettaessa 1 e i k -kuuniveltä 156, laattaniveltä 160 ja silmukkatartuinta 162 nokkasarjaa vasten.

Tätä tarkoitusta varten nokkaseuraimen rullalaite (ei kuvassa) voidaan asentaa 1 eikkuunivel en 156, laattanive-len 160 ja silmukkatarttuimen 162 pohjaan nokkasarjän käyttämiseksi. Lisäksi laattaniveleen 160 voidaan asentaa sopiva moninkertainen jousi- ja vipuvarsilaite , jolloin nokkasarjan avulla voidaan kohottaa laatta 158 hit-silaattaa 78 vasten ensimmäisellä voimalla hihnoituksen yhden vaiheen aikana ja jolla laatta 158 voidaan kohottaa hitsilaattaa 78 vasten toisella, pienemmällä voimalla hihnoituksen toisessa vaiheessa. Tällaiset jousimeka-nismit ja nokkasarjamekanismit ovat tunnettuja alaan perehtyneille. Tämänkaltaiset mekanismit sisältyvät esi-

TM

merkiksi yllä mainittuun Signoden SPIRIT -hihnoituskoneen käsikirjaan "OPERATION, PARTS AND SAFEETY MANUAL".

Kuvioihin 8 ja 9 viitaten hihna S syötetään ensin koneeseen 52 leikkuuterän 154 ylitse. Tätä tarkoitusta varten liikkuva hihnan ohjainkanava 202 sijaitsee leikkuuterän 154 vieressä (kuvio 8). Kanava 202 on käännettävästä asennettu koneeseen tapin 204 avulla. Tappi 206 suuntautuu koneesta kanavan 202 alapuolella ja estää kanavaa 202 kääntymästä alaspäin kuviossa 8 kuvatun asennon ylitse. Kanava 202 on tavallisesti taivutettu tappia 206 vasten jousella 207. Jousi 207 on kiinnitetty koneen toiseen päähän tapilla 208 ja toiseen päähän kanavasta 202 suuntautuvalla tapilla 210.

Hihna S syötetään ensin kanavan 202 päähän kiinteää ohjainta 210 (kuvio 8) pitkin. Kanavan 202 pohja on avoin kiinteän ohjaimen 210 pään vierestä pyörän 212 sovittamiseksi, joka on asennettu koneeseen akselin 214 suhteen 28 8 92 50 pyörimistä varten. Pyörä 210 voi pyöriä vastauksena hihnan liikkeeseen sen liikkuessa kanavaan 202, ja tämä vähentää hihnan kitk anva stusvoimaa silloin, kun se syötetään kanavan 202 lävitse.

Kuten parhaiten käy selville kuviosta 8, alasimeen 70 kuuluu alaspäin suuntautuva kulmikas seinämä 14 6 alasimen toisessa päässä pyörivän tarttuimen 130 vieressä. Seinämä 146 auttaa taivuttamaan hihnan S etupäätä alaspäin viereiseen hihnan vastaanottavaan kanavaan 62 silloin, kun hihna ensin syötetään alasimen 70 alitse kourun 56 hihnan vastaanottavaan osaan 60. Myöhemmin, sen jälkeen, kun hihna on kulkeutunut kourun 56 ympäri ja kun hihnan etupää on jälleen kulkeutunut alasimen 70 alitse alemman hihnaosan yläpuolella, alasimen seinämä 146 estää hihnan etupään enemmän eteenpäin suuntautuvan liikkeen (kuvio 13) .

Seuraavaksi kuvataan yllä mainitun suositellun sovelluksen käyttöä automaattisessa hihnoituskoneessa. Monia koneen mekanismeja on ehdotettu käytettäväksi pyörivän nokkasarjan avulla (lyheysti kuvattu edellä), jota ohjataan mikroprosessorin kautta (ei kuvassa). Erilaisten hihnaan liittyvien osien kuten alasimen, leikkuuterän, silmukkatarttuimen, laatan jne. käyttö automaattisessa hihnoituskoneessa pyörivien nokkien avulla on tunnettu kaupallinen suunnittelumalli. Katso esimerkiksi nokka- käyttöjärjestelmää, joka on suunniteltu yllä mainittuun

TM

Signode Corporationin USA:ssa myymään SPIRIT -hihnoituskoneeseen ja jota on kuvattu yllä mainitussa asiakirjassa "OPERATION, PARTS AND SAFETY MANUAL" for the SPIRIT™ Strapping Machine". Tämä asiakirja on sisällytetty viit-teenomaisesti hakemukseen siinä määrin kuin se on ollut tarpeellista esillä olevan keksinnön kannalta.

Vaikka ehdotettua kaupallista koneen sovellusta voidaan käyttää nokkasarjamekanismin ja siihen kuuluvan ohjaus- t! 29 39250 järjestelmän avulla, voidaan käyttää myös muita mekanismeja (esim. sähkösolenoidikäyttölaitteita, hydraulisia tai pneumaattisia käyttölaitteita, yksittäisiä sähkömoottoreita jne). Täydellisyyden vuoksi koneen käyttöä on kuitenkin tästä lähtien kuvattu viitaten nokkasarjameka-nismiin ja siihen liittyvään ohjausjärjestelmään, johon kuuluvat käyttöjärjestelmä, kytkin ja mikroprosessori. Mekanismia on kuvattu lyhyesti, mutta viittaamatta yksityiskohtaisiin tavanomaisten mallien kuvauksiin, jotka ovat asiaan perehtyneelle hyvin tunnettuja.

Koneen ehdotetussa kaupallisessa mallissa useita vierekkäisiä nokkia on asennettu nokka-akseliin nokkasarjan muodostamiseksi (jota tästä eteenpäin kutsutaan "nokaksi" yksinkertaisuuden vuoksi). Nokka-akselia pyöritetään kiertojousikytkimen tai rullakosketuskytkimen avulla m i k -roprosessoriohjauksen kautta, ja tämä kytkin on johdettu päämoottorin jatkuvasti pyörivästä puoliakselista.

Alasimen 70 asennuskehys 90 on tavallissti taivutettu jousella nokkaa vasten alasimen 70 asettamiseksi hihna-reitin ylitse ulommassa asennossa (yhtenäiset viivat kuviossa 10). Alasinta 70 liikutetaan sisäänvedettyyn asentoon alasimen jousen voimaa vastaan toimivan nokan avul-1 a.

Laattanivel 160 ja leikkuuterän nivel 156 ovat tavallisesti taivutettuina jousen avulla poispäin alasimesta 70 nokkaa vasten. Nokka nostaa ne alasinta 70 kohden toimimalla jousien voimaa vastaan.

Silmukkatartuin 162 on tavallisesti taivutettu jousella alasinta 70 vasten ja se on mukautettu laskeutumaan sil-mukkntnr 1.1 ui men jousen voimaa vastaan toimivan nokan avulla.

30 ο 9 2 5 0

Nokkaa voidaan myös käyttää käynnistämään yksi tai useampi kytkin joidenkin koneen toimintojen aloittamiseksi tai lopettamiseksi (esim. poistamaan jännite hihnan syöttöjä kiristysmekan ismistä).

Mikroprosessori ja kytkin nokan käyttämiseksi toimivat tavanomaisella tavalla. Yleensä seuraava toiminta on tyypillinen. Nokka-akseli on suunniteltu täydentämään yksi täysi kierros kerran kunkin hihnoitusjakson aikana, mutta se pysäytetään peräkkäin kunkin hihnoitusjakson aikana valikoiduissa, vähempää kuin täyden kierroksen kasvua vastaavissa kohdissa. Tätä tarkoitusta varten nokka-akseli, johon nokka on asennettu, kannattaa useita ulokkeita: nämä sijaitsevat kehämäisesti nokka-akselin ympärillä (esim. 60° tai muissa kohdissa) ja ne pyörivät nokka-akselin mukaisesti. Yksi tai useampi läheisyyden havaitseva kytkin on asennettu kiinteisiin kohtiin nokka-akselin viereen ulokkeiden havaitsemiseksi silloin, kun ne pyörivät kytkinten ohitse nokka-akselin kierroksen aikana. Kukin kytkin lähettää signaalin mikroprosessoriin silloin, kun uloke on kytkimen vieressä, mutta se ei lähetä signaalia silloin, kun sen vieressä ei ole uloketta. Yhden kytkimen signaaleja voidaan käyttää mikroprosessorissa laskemaan niiden ulokkeiden määrä, jotka ovat kiertäneet kytkimen ohitse; tällöin voidaan havaita nokka-akse 1in kierrossijainti kunkin hihnoitusjakson aikana.

Nokka-akseli on yhdistetty kytkimen vedettyyn osaan. Tämä käsittää ulospäin suuntautuvia, kehämäisesti sijoitettuja hampaita, joita käytetään salvan avulla. Hampaat voivat sijaita esim. sellaisten välimatkojen päässä toisistaan, jotka vastaavat nokka-akselin valittuja kierros-välejä. Salpa on tavallisesti taivutettu jousella kytkimen vedettyä osaa vasten osan pyörimisen ja siten nokka-akselin ja nokan pyörimisen estämiseksi. Kytkimen vetävä

II

31 δ 9 2 E O

osa liukuu silloin, kun kytkimen vedettyä osaa estetään pyörimästä siihen liittyvän salvan avulla. Salpa voidaan vapauttaa kytkimen vedetyn osan hampaasta sähköisen solenoidin avulla, joka virroitetaan vastauksena mikroprosessorista lähetettyyn signaaliin.

Jotkin tai kaikki nokka-akselin pyörimispidäkkeistä voidaan säilyttää tietyn ajanjakson ajan, joka on ennalta ohjelmoitu mikroprosessorin ajastinjärjestelmään. Inmä "pysyvä" ajanjakso voidaan säilyttää silloin, kun kytkimen vedetyn osan hammas on yhteydessä jousitettuun salpaan osan (ja siihen liittyvän nokka-akselin) pyörimisen estämiseksi ja kun yksi nokka-akselin ulokkeista on yhden läheisyyden havaitsevan kytkimen vieressä. Tämä aiheuttaa signaalin lähettämisen kytkimestä mikroprosessoriin. Tämä lähettää käskyn mikroprosessorin ajastinpii-riin sen ohjelmoidun ajanjakson aloittamiseksi, jonka aikana nokka-akseli pysyy paikoillaan. Sen jälkeen, kun ajastinjärjestelmä on ajoittanut jakson päättymisen, mikroprosessori virroittaa nokan kytkimen sähkösolenoi-din liikuttamaan salpaa hampaan irroittamiseksi ja kytkimen vedetyn osan pyörimisen sallimiseksi jatkuvasti pyörivän vetävän osan avulla.

Heti sen jälkeen, kun nokka-akseli alkaa pyöriä, nokka-akselin ulokkeen pyöriminen poispäin sen läheisyyden havaitsevasta kytkimestä aiheuttaa kytkimen signaalin päättymisen. Vastauksena signaalin päättymiseen mikroprosessori poistaa jännitteen kytkimen sähkösolenoidista, joka vapauttaa jousitetun salvan niin, että se voi liittyä jälleen seuraavaan hampaaseen nokka-akselin seuraavan kierrosvälin lopussa.

Haluttaessa mikä tahansa ulokkeista voi olla leveydeltään • suurempi, jolloin se ulottuu nokka-akselin kehän ympäri siten, että se pystyy säilyttämään läheisyyden havaitse- 32 39250 van kytkimen signaalin, kunnes kaksi (tai useampi) hammas on ohittanut vapautetun salvan ohitse. Tällaisessa tapauksessa nokka-akseli pyörisi, kunnes leveämpi uloke ohittaisi läheisyyden havaitsevan kytkimen, ja salpa vapautettaisiin solenoidin avulla liittymään kolmanteen (tai seuraavaan) hampaaseen.

Uuden jakson alkaessa hihna on jo paikoillaan kourussa silmukan muodostamiseksi kuvion 13 mukaisesti, ja ylempi limittäinen hihnaosa 22 on kiinnittyneenä kohotettuun laattaan 158. Hihnan S etupää on pysähtynyt alasimen 70 viistottua seinämää 146 vasten.

Kuvioon 13 viitaten tarkastellaan hihnan 5 seuraavaa sijaintia koneessa. Alkaen siitä, että hihnan etupää on seinämää 146 vasten, on huomattava, että hihna suuntautuu myötäpäivään pyöritettävän tarttuimen 130 alta, hit-silaatan 78 ja kohotetun laatan 158 välistä, hihnan kourun vastaanottavien osien 60 lävitse, kourun 56 ympäri, takaisin alasimen 70 alitse hihnan ylemmän limittäisen osan alapuolelta, laatan 158 ja laattanivelen 160 väliin määritetyn hihnan vastaanottavan käytävän 174 lävitse, leikkuuterän 154 ylitse ohjaimeen 202.

Ylempi limittäinen hihnaosa 22 alasimen 70 alapuolella on laatan 158 avulla kiinnittyneenä hitsilaattaa 78 vasten; laatta on kohotettu silloin, kun nokkaa pyöritettiin edellisen jakson viimeisen välin lävitse. Edellisen jakson lopussa salpa oli kiinnittynyt nokkakytkimen vedettävään osaan niin, että se esti nokka-akselin enemmän pyörimisen. Mikroprosessori on ohjelmoitu niin, ettei se saa aikaan salvan vapautusta ennen kuin hihnasilmukka on kiristetty seuraavaa, käyttäjän aloittamaa hihnoitus-jaksoa varten.

Koneen käyttäjä aloittaa seuraavan hihnoitusjakson käyttämällä jalkakytkintä 220 (kuvio 5). Jalkakytkin 220 li 33 392S0 käynnistää hihnasilmukan kiristysmekanismin (ei kuvassa) yllä kuvatussa kiristys- ja syöttökokoonpanossa ( ei kuvassa) .

Sidottava esine on kuvauksen helpottamiseksi jätetty pois kuvioista 13 - 20. Sidottava esine, joka on kuviossa 21 merkitty viitetunnisteella P, on kuitenkin nähtävissä kuviossa 21 täydellisen hihnasilmukan ollessa paikoillaan esineen ympärillä.

Hihnasilmukka on kiristetty esineen ympärille vetämällä hihnan jälkimmäistä osaa vastakkaiseen suuntaan hihnan syöttösuunnasta. Tämä kiristysvetosuunta on kuviossa IA ilmaistu hihnan S kohdalla olevilla nuolilla. Kun silmukka on kiristetty, hihnan vastaanottavat osat 60 vedetään sisään (kuvion 7 mukaisesti) vapauttamaan hihna S, joka vedetään tiukasti sidottavan esineen ulkopinnan ympärille.

Hihnan kiristysjärjestelmä käsittää normaalisti laitteet hihnasilmukan kiristysvoiman havaitsemiseksi ja kiristys-vaiheen lopettamiseksi sen jälkeen, kun haluttu kiristys-aste on saavutettu. Tällainen kiristyksen havaitseva laite lähettää tavallisesti signaalin, ja koneessa 52 oleva mikroprosessori voi käsitellä signaalin automaattisesti aloittamaan seuraavan jakson vaiheen. Vastauksena tällaiseen signaaliin mikroprosessori virroittaa nokkakytkimen solenoidin vapauttamaan kytkimen salvan ja sallimaan nokan pyörimisen täyden kierroksen ensimmäisen välin lävitse. Nokan k ääntyessä se sallii jousen (ei kuvassa) kohottavan silmukkatarttuimen 162, jolloin tarttuin kiinnittää kaksi limittäistä hihnaa yhteen silmukkatarttuimen 162 ja alasimen tarttuimen 130 väliin kuvion 15 mukaisesti. Silmukkatarttuimen jousi (ei kuvassa) tuottaa sopi-van sulkuvoiman (esim. n. 220 - 320 kilogrammaa kohti-·:·. suoraa sulkuvoimaa silloin, kun silmukka on kiristetty - - n. 190 ki lokgramman k i r i s t y s v o imaan ) .

34 89250

Seuraavaksi nokan käynnistämä kytkin katkaisee virran silmukankiristysmekanismista samalla, kun nokka jatkaa pyörimistään. Tämä vapauttaa hihnan jälkiosan jännityksen estäen hihnan pään repeämisen hihnan jälkipään myöhemmän kiristetystä silmukasta katkaisun aikana. Sen jälkeen, kun jälkimmäisen hihnaosan jännitys on vapautettu, nokan jatkuva pyöriminen kohottaa leikkuunivelen 156 ja leikkuuterän 154 katkaisemaan hihnan jälkiosan kuvion 16 mukaisesti .

Kun leikkuunivel 156 ja leikkuuterä 154 ovat kohotettuina hihnan katkaisemiseksi, leikkuunivelen 156 yläosa pakottaa hihnan jälkiosan käännettävän hihnan ohjaimen 202 ylempää seinämää kohti. Tämä pakottaa hihnan ohjaimen 2Π2 kääntymään ylöspäin hihnan vastaanottavan osan 60 pohjaa vasten. Hihnan jälkimmäinen osa puristetaan leikkuunivelen 156 avulla hihnan ohjainta 202 vasten hihnaa katkaistaessa. Tämä estää hihnan jälkimmäisen osan etupäätä liukumasta alaspäin hihnan ohjaimessa 202 poispäin laatasta 153.

Kuvion 17 mukaisesti nokan jatkuva pyöriminen saa seuraavaksi aikaan laatan 158 laskemisen alaspäin hihnan katkaisun jälkeen (mutta pyörivä nokka pitää edelleen terää 154 kohotetussa asennossa). Kun laatta 158 on saavuttanut alimman asentonsa, on huomattava, että alempi li-mittäinen hihnaosa 24 on vetäytynyt ulos käytävästä 174 ja sijaitsee laatan 158 hammastetun tartuinosan yläosassa.

Heti kun laatta 158 laskeutuu erilleen hihnasta yllä kuvatun mukaisesti, käynnistetään värähtelyhitsimoottori 96 (kuvio 10). Värähtelyhitsimoottori 96 käynnistyy nokan käynnistämän kytkimen vaikutuksesta. Nokan pyöriminen lakkaa sitten kierroksen ensimmäisen välin jälkeen jou-sitetun salvan ansiosta, joka kiinnittyy kytkimen vedettävän osan hampaaseen (yhdessä kytkimen vetävän osan l! 35 892S0 liukumisen kanssa). Tämä tapahtuu, kun laatta 158 lähestyy alinta asentoaan. Tällä välin virroitettu värähtely-moottori 96 lähestyy määritettyä kierrosnopeuttaan.

Varähtelymoottori 96 vaatii ennalta määritetyn "käynnis-tysajan" saavuttaakseen toivotun kierrosnopeuden hitsatun liitoksen muodostamiseksi. Värähtelymoottorin käyn-nistysajan ajoitus saadaan aikaan läheisyyden havaitsevan signaalin avulla, joka reagoi nokka-akselin ulokkeen pysähtymiseen kytkimen viereen nokka-akselin ensimmäisen kierrosvälin päättyessä. Kun nokan pyöriminen on päättynyt, nokka pysyy paikoillaan, kunnes värähtelymoottorin käynnistysaika on päättynyt.

Värähtelymoottorin käynnistysajän päätyttyä mikroprosessori virroittaa nokan kytkimen solenoidin irrottamaan salvan ja sallimaan nokan pyörimisen. Pyörivä nokka kohottaa laatan 158 työntämään kahta hihnaosaa yhteen värähtelevää hitsilaattaa 78 vasten (kuvio 18). Nokka vaikuttaa varsi- ja jousikokoonpanoon (ei kuvassa), joka on yhteydessä laattaan 158 laatan 158 kohottamiseksi limittäisiä hihnaosia ja yläpuolella sijaitsevaa hitsi-laattaa 78 vasten halutulla voimalla, joka on 5.2 - n.

6.9 megapascalia.

On huomattava, että hitsilaatta 78 värähtelee samalla, kun hihnaosat työnnetään kosketuksiin sen kanssa. Nokan pyöriminen päättyy seuraavassa välikohdassa, jolloin salpa jälleen liittyy nokan kytkimen osan seuraavaan hampaaseen. Tässä vaiheessa mikroprosessorin ajastin pitää nokan paikoillaan virroittamatta sa1 pa solenoidia sellaiseksi ajaksi, joka riittäisi säilyttämään laatan 158 kohotetussa asennossa (kuvio 18) samalla, kun limittäis-ten hihnaosien rajapinta-alue sulaa. Tämän ehdotetun kaupallisen konesovelluksen kyseessä ollessa toivottava h i t-: : : sausaika on n. 100 - 200 millisekuntia. Värähtelevä hit-

36 3 9 2 £ O

silaatta 78 saattaa ylemmän hihnosan värähtelemään poikittain pituuteensa nähden samalla, kun silmukkatartuin 162 ja pyöritettävä tartuin 130 jatkavat limittäisten hihna-osien puristamista yhteen hitsilaatan 78 vieressä. Ylemmän hihnaosan poikittainen liike saadaan aikaan pyöritettävän tarttuimen 13Π avulla, joka voi värähdellä yhdessä ylemmän hihnaosan kanssa pystysuoran akselinsa suhteen.

Kun ennalta määritetty hitsausaika on kulunut umpeen, mikroprosessori virroittaa kytkinsolenoidin aiheuttamaan nokan kytkimen salvan vapautumisen nokan pyörimisen mahdollistamiseksi seuraavaan väliin. Tämä nokan pyörähdys laskee leikkuuterän 154 ja laatan 158 poispäin värähtelevästä hitsilaatasta 78 kuviossa 19 kuvattuun "syöttö-asentoon". Silmukan limittäiset hihnaosat ovat yhä kiinnittyneinä kohotettuun silmukkatarttuimeen 162 ja alasimen tarttuimeen 130. Koska silmukka on jännityksen alainen, kiristetty, ylempi limittäinen hihnaosa 22 työnnetään pois syvennetystä, värähtelevästä laatasta 78 niin, että hihnaosa 22 ja sen vieressä oleva alempi hihnaosa 24 suuntautuvat suoraan alasimen 70 alaosan poikki.

Heti, kun laatta 158 alkaa olla erillään värähtelevästä hitsilaatasta 78 hihnan paineen vapauttamiseksi, nokka käynnistää kytkimen sammuttamaan värähtelymoottorin 96. Samaan aikaan nokka jatkaa pyörimistään seuraavaa väli-pysähdystä kohti samalla, kun hihnaosat läpikäyvät pai-neistamattoman jäähtymisvaiheen.

Ehdotetussa kaupallisessa koneen mallissa paineistamaton jäähtymisaika on n. 50 - 60 millisekuntia silloin, kun kyseessä on aiemmin kuvattuina kaupallisina kokoina saatavissa oleva polyesterihihna. Pintajännitys ja kunkin hihnaosan lyhyen jakson luontainen jäykkyys estävät alempaa hihnaosaa 24 irtoamasta ylemmästä hihnaosasta 22 ennen hitsin jähmettymistä. Paineistamattoman jäähtymi svai-

II

37 89250 heen ai karin π i 1 mu k ka t a r t u i n 162 pitää yhä hihnaosia yhdessä pyöritettävää tartuinta 13Π vasten. Siten silmuk-kajännitys ei voi vaikuttaa hitsin alempaan hihnaosaan 24. .loten tällöin ei ole olemassa juuri lainkaan kiristys-voimaa. joka vetäisi hihnaosat 22 ja 24 erilleen.

Jäähtymisvaiheen aikana nokka jatkaa pyörimistään ja saa lopulta aikaan silmukkatarttuimen 162 laskeutumisen alas kuvion 20 mukaisesti jäähtymisvaiheen päättyessä. Tämä vapauttaa viereiset hitsaamattomat hihnaosat. Samanaikaisesti silmukkatarttuimen alas laskemisen kanssa alasin 70 vedetään pois kosketuksesta nokkaan siten, että se samalla irtoaa kiristetystä silmukasta sallien silmukan tiukan kiinnittymisen sidottavaa esinettä P vasten kuvion 21 mukaisesti .

Mokan pyöriminen pysäytetään seuraavansa välikohdassa kytkimen salvan avulla samalla, kun alasin 70 saavuttaa suurimman sisäänvedetyn asentonsa. Mikroprosessorin ajasti njärjestelmä säilyttää tämän pysyvän aikavälin ennalta määritetyn pituisena; ajanjakso on riittävän pitkä varmistamaan sen, että hitsattu hihnasilmukka on kiinnittynyt tiukasti esineen pohjaa vasten ja sen, että hitsi-laatan 78 värähtelyamplitudi on vaimennettu nollaan.

Tämän jälkeen mikroprosessori saa aikaan hetkellisen nokan kytkimen salvan vapautumisen nokan kulun sallimiseksi seuraavaan väliin. Tämä nokan pyörähdys vetää alasimen 7Γ) takaisin hihnareitin ylitse. Kun alasin 70 on jälleen uloimmassa asennossaan hihnareitin yllä, kytkimen salpa pysäyttää nokan pyörimisen kierroksen seuraavan välin kohdalla. Tässä vaiheessa mikroprosessori aloittaa hihnan syötön uuden silmukan muodostamiseksi kouruun 36 (kuvio 3). Tämä saadaan aikaan virroittamalla sopiva hihnansyöt-tömekanismi (ei kuvassa) hihnan syöttö- ja kiristyskokoon-panossa (ei kuvassa).

38 8 9250

Kun hihnaa syötetään kouruun 36, hihnan etupää koskettaa tavanomaista kourun kytkintä (ei kuvassa) alasimen 70 ylävirran puolella. Kytkin käynnistää mikroprosessorin ajastinjärjeste 1män, joka on ohjelmoitu jatkamaan hihnan syöttöä riittävän kauan niin, että hihna on kulkeutunut kytkimen ohitse, alasimen 70 alitse alemman hihnaosan 24 yläpuolelle ja lopulta koskettamaan alasimen viistottua seinämää 146. Tämän ajanjakson päättyessä mikroprosessori lähettää signaalin hihnan syöttömekanismiin hihnan syötön lopettamiseksi.

Yllä kuvattu kourun kytkimen signaali on sen lisäksi, että se käynnistää mikroprosessorin ajastetun ajan hihnan syöttämiseksi alasimen viistottua seinämää 146 vasten, myös ohjelmoitu mikroprosessorin avulla käynnistämään nokan toisen ja viimeisen pyörähdyksen. Tämä nokan pyörähdys kohottaa laatan 158 kiinnittämään ylemmän hihna-osan 22 pään sen yllä olevaa hitsilaattaa 78 vasten. Suositeltavasti nokka toimii kampi- ja jousikokoonpanon (ei kuvassa) kautta: kokoonpano on yhteydessä laattaan 158 laatan 158 kohottamiseksi työntämään ylempää hihna-osaa 22 yllä olevaa hitsilaattaa 78 vasten paineella, joka on n. 10.4 - 13.8 megapascalia. Kone 52 on sitten valmis aloittamaan seuraavan hihnoitusjakson, jonka käyttäjä voi aloittaa jalkakytkimen 220 (kuvio 5) avulla.

Edellä olevasta keksinnön yksityiskohtaisesta kuvauksesta sekä kuvatuista sovelluksista voidaan helposti havaita, että keksintöön voidaan tehdä muunnoksia poikkeamatta keksinnön todellisesta luonteesta ja sen uusista periaatteista ja pi irteistä.

Il

Claims (11)

39. S2C0

1. Kahden limittäisen, vastakkaisen kestomuovisen hihnan (S) osan (22, 24) välinen hitsattu liitos (46), jossa ainakin osa kunkin hihnaosan (22, 24) paksuudesta on uudelleen jähmetetty sulaneesta olotilasta; toisen hihnaosan (22, 24) uudelleen jähmettynyt osa on yhdistetty toisen hihnaosan (22, 24) uudelleen jähmettyneen osan kanssa jatkuvan uudelleen jähmettyneen alueen määrittämiseksi, tunnettu siitä, että uudelleen jähmettynyt alue sisältää useita koteloituja ontelolta (50), jotka ovat jakautuneet jähmettyneen alueen leveydeltä ja paksuudelta ainakin uudelleen jähmettyneen alueen kummankin pään viereen .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että uudelleen jähmettynyt alue käsittää päätyosan toisessa päässä, päätyosan toisessa päässä ja kahden päätyosan väliin määrittyvän keskiosan; että suurin osa mainituista onteloista (50) sijaitsee mainituissa pää-tyosissa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että ainakin osa päätyosissa sijaitsevista onteloista (50) on suurimmalta ulottuvuudeltaan yli 25 % liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta mitattuna onteloiden sijaintikohdasta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että ainakin osa päätyosissa sijaitsevista onteloista (50) on suurimmalta ulottuvuudeltaan yli 50 % liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta onteloiden sijaintialueella.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että kukin päätyosa käsittää n. 30 % mainitun uudelleen jähmettyneen alueen pituudesta ja että keskiosa käsittää n. 40 % uudelleen jähmettyneen alueen pituudesta.

40. J £. w w

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että kukin päätyosa sisältää ulomman osan, joka suuntautuu liitoksen (46) päästä sisäänpäin n. 4 % uudelleen jähmettyneen alueen pituudesta vastaavan etäisyyden verran, ja että onteloiden (50) tilavuus ulommalla osalla on oleellisesti pienempi kuin onteloiden (50) tilavuus päätyosan jäljelle jääneestä osassa.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että kumman tahansa päätyosan yhdessä tasossa oleva pitkittäinen poikkileikkaus lävistää yli 20 onteloa (50), joiden kunkin suurin ulottuvuus on yli 25 % uudelleen jähmettyneen alueen paksuudesta onteloiden sijaintipaikassa mitattuna, ja että suurin osa onteloista (50) on ulkomuodoltaan epäsäännöllisiä.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että hihna-aine on polyetyleenitere-ftalaattia, jonka rajaviskositeetti on n. 0,62.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että mainittu hihna (S) on suunnattua kiteistä kestomuoviainetta ja että uudelleen jähmettynyt alue on pitkänomainen, oleellisesti amorfinen alue, joka on yhtenäinen kunkin limittäisen hihnaosan (22, 24) viereisen kiteisen alueen kanssa.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitos (46), tunnettu siitä, että limittäisten hihnaosien (22, 24) sivut ovat mitoitettuja: liitoksen uudelleen jähmettyneen alueen pituus on n. 19 mm; kunkin hihnaosan (22, 24) leveys on n.

11 mm; kunkin hihnaosan (22, 24) paksuus on n. 0,5 mm; ja uudelleen jähmettyneen alueen paksuus on n. 0,06-0,15 mm. Il 41 852C0