DE8531748U1

DE8531748U1 - Schweißeinrichtung

Info

Publication number: DE8531748U1
Application number: DE8531748U
Authority: DE
Original assignee: Wegener & Co Kg 5100 Aachen De GmbH
Current assignee: Wegener & Co Kg 5100 Aachen De GmbH
Priority date: 1985-11-09
Filing date: 1985-11-09
Publication date: 1986-02-20

Description

Vaalser Str. 81, D- 5100 Aachen Schweißennriehtung

Die Erfindung betrifft eine Schweißeinrichtuiig zum
Verschweißen der Kanten von Kunststoffteilen insbesondere Kunststoffplatten, mit zwei gegenüberliegenden, einen Spalt zwischen sich bildenden und relativ zueinander bewegbaren Spanneinrichtungen zum Fixieren der beiden zu verschweißenden Kunststoffteile
sowie mit einem Anschlagbalken und einem parallel
dazu vorgesehenen Heizschwert, wobei über einen Antrieb zuerst der Anschlagbalken zum Ausrichten der
Kanten der Kunststoffteile bei Anlage der Spanneinr'chtungen an verbreiterten Abschnitten des Anschlagbalkens und dann das Heizschwert zum Erhitzen der Kanten der Kunststoffteile in den Spalt ein-
bzw. wegfahrbar sind.

Derartige Schweißeinrichtungen weisen einen langgestreckten Grundrahmen auf, an dessen Oberseite zwei sich jeweils ^n Längsrichtung parallel erstreckende Spanneinrichtungen angeordnet sind. Diese Spannein-

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richtungen sind in Querrichtung synchron zueinander bewegbar und bestehen im wesentlichen jeweils aus einem in Längsrichtung sich erstreckenden Spanntisch und einem darüber angeordneten, sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckenden Spannbalken, wobei jeder Spannbalken mit einer Vielzahl in Längsrichtung nebeneinander angeodneter, auf den zugehörigen Spanntisch absenkbarer Spannplatten versehen ist. Zwischen den beiden Spanneinrichtungen ist ein sich in Längsrichtung erstreckendes Heizschwert für die Erhitzung der miteinander zu verbindenden Kanten der Kunststoffteile angeordnet* Dieses Heizschwert läßt sich für das vor dem Erhitzen notwendige Ausrichten der Kanten der Kunststoffteile aus dem Spalt herausfahren. Für das Ausrichten ist ein besonderer Anschlagbalken vorgesehen, der aus einer horizontalen Lage vertikal in die Mitte des Spaltes zwischen den Spanneinrichtungen verschwenkbar ist.

Ein Schweißvorgang auf einer solchen Schweißeinrichtung wird dadurch eingeleitet, daß die Spanneinrichtungen gegen den Anschlagbalken verfahren werden, wobei sie jeweils an verbreiterten Abschnitten zur Anlage kommen und auf diese Weise den Anschlagbalken zusätzlich ausrichten. Es werden dann die Kunststoffteile in die Spanneinrichtungen derart eingelegt, daß sie an dem Anschlagbalken zur Anlage kommen. Nach Festklemmen der Kunststoffteile durch Ab- | senken der Spannplatten gegen den jeweiligen Spanntisch werden die Spanneinrichtungen auseinandergefahren, der Anschlagbalken aus dem Spalt zwischen den Spanneinrichtungen herausgeschwenkt und das Heizschwert in diesen Spalt eingefahren. Die Spanneinrichtungen werden dann wieder aufeinander zube-

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wegt, bis die Kunststoffteile mit ihren zu verbindenden Kanten an dem Heizschwert anliegen. Sie erhitzen sich an dem Heizschwert und werden dann nach Wegfahren des Heizschwertes unter Aufbringung eines Schließdruckes durch die Spanneinrichtungen gegeneinander gepreßt. Nach dem Erkalten ist die Verbindung zwischen den Kunst stoffteilen fertig.

Bei den bekannten Schweißeinrichtungen ist der Mechanismus für die Bewegung des Anschlagbalkens und (, des Heizschwertes sehr kompliziert und damit störanfällig. Außerdem besteht keine Möglichkeit, den überstand der Kunststoffteile über die beiden Spanntische beim Ausrichten an dem Anschlagbalken zu verändern. Letzteres ist jedoch erwünscht, wenn auf der Schweißeinrichtung Teile aus verschiedenen Kunststoff materia I ien verarbeitet werden sollen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Schweißeinrichtung der eingangs genannten Art

bezüglich der Ausbildung von Heizschwert und An- : schlagbalken einfacher und flexibler einsetzbar aus-

zubi Iden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Heizschwert und Anschlagbalken zu einer Einheit in Bewegungsrichtung hintereinander verbunden und gemeinsam geführt sind. Erfindungsgemäß bilden also Heizschwert und Anschlagbalken eine gemeinsam verfahrbare Einheit. Besondere Führungseinrichtungen und getrennte Antriebe, wie sie bei den bekannten Lösungen notwendig waren, können also entfallen. Entsprechend gering sind die Störanfälligkeit und der Wartungsaufwand.

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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Heizschwert vom Antrieb aus gesehen jenseits des Anschlägbalkens angeordnet ist, ersteres also bei der Bewegung aus dem Grundrahmen heraus zuerst in den Spalt zwischen den Spanneinrichtungen einfährt. Die«; hat den Vorteil, daß das Heizschwert für die Bedienungsperson immer gut sichtbar ist, so daß das Aufheizen der zu verbindenden Kunststoffteile kontrolliert werden kann.

Anschlagbalken und Heizschwert sind zweckmäßigerweise linear verschiebIich gelagert, werden also bei der üblichen horizontalen Anordnung der Spanntische vertikal verfahren. Dies kann beispielsweise mittels eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders geschehen.

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Der Anschlagbalken ist vorteilhafterweise aus einem Rechteckprofi L mit außen angebrachten Anschlagleisten als verbreiterte Abschnitte zum Ausrichten versehen. Die Anschlagleisten sollten dabei austauschbar am Anschlagbalken befestigt sein, damit der überstand der Kunststoffteile den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann. Die Befestigung kann dabei über Schrauben, Magnete oder formschlüssige Verbindungen erfolgen. Der Anwender hat es damit selbst in der Hand, den überstand durch Verwendung verschieden breiter Anschlagleisten variabel einzustellen, und kann somit die Schweißeinrichtung vielseitiger einsetzen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

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Figur 1 eine Seitenansicht einer | Schweißeinrichtung und Figur 2 einen Querschnitt durch '

diese Schweißeinrichtung in ^l

einer Vertikalebene.

Die Schweißeinrichtung 1 hat einen langgestreckten Grundrahmen 2, der allseitig mit Verkleidungsplatten 3, 4, 5, 6 umgeben ist. Sie weist zwei in Längsrichtung sich erstreckende Spanneinrichtungen 7, 8 auf, die im wesentlichen jeweils aus einem Spannbalken 9, 10 mit jeweils zwölf Spannplatten - beispielhaft mit 11, 12 bezeichnet - sowie jeweils einem darunter vorgesehenen Spanntisch '3, 14 bestehen.

In den Spannbalken 9, 10 ist für jede Spannplatte 11, 12 ein pneumatischer Betätigungszylinder 15, 16 angeordnet, die über Schlauchleitungen 17, 18 von einer Druckluftquelle gespeist werden und durch entsprechende Druckbeaufschlagung eine vertikale Bewegung der Spannplatten 11, 12 bewirken können. Die unterhalb der Spannplatten 11, 12 angeordneten beiden Spannlische 13, 14 - von denen der in Figur 2 linke Spanntisch 13 nur teilweise dargestellt ist sind jeweils fest mit im Querschnitt H-förmigen, sich ebenfalls über die gesamte Länge der Schweißeinrichtung 1 erstreckende Tischträger 19, 20 verbunden, die in Längsrichtung verteilt an mehreren Stellen über Linear führunv -■ i nri chtungen 21, 22 querver sch i eb I i ch - also .... izontal und quer zur Längserstreckung der Schweißeinrichtung 1 - gelagert sind* Die Enden der Tischträger 19/ 20 sind mit den J

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zugehöri gen Spannbalken 9 bzw. 10 verbunden, und zwar jeweils an dem in Figur 1 rechten Ende über ein Gelenk 23 und an dem in Figur 1 linken Ende über eine Verriegelungseinrichtung 24. Jede Verriegelungseinrichtung 24 weist einen in dem betreffenden Spannbalken 9, 10 geführten VerriegeLungsbolzen 50 auf, der in verriegeltem Zustand formschlüssig i r, die jeweils zugehörige Spannplatte 11, 12 eingreift. Durch Verdrehen eines Handhebels 51 kann der Verriege lungsboLzen 50 entriegelt werden, was ein Hochschwenken des betreffenden Spannbalkens 9, 10 zuläßt.

Damit die Spannbalken 9, 10 nach dem Entriegeln nicht auf die Spanntische 13, 14 fallen, weist jeder Spannbalken 9, 10 im Bereich der Gelenke 23 eine Stützeinrichtung 52 auf. Jede Stützeinrichtung 52 hat einen auf dem jeweiligen Spanntisch 13, 14 drehbar gelagerten Schraubbolzen 53, der durch den betreffenden Spannbalken 9, 10 hindurchgeht und innerhalb des jeweiligen Spannbalkens 9, 10 eine Stützmutter 54 trägt, die mit dem Schraubbolzen 53 über ein Gewinde verbunden ist. Zwischen der Oberseite der Stützmutter 54 und der Innenseite des Spannbalkens 9 bzw. 10 befindet sich ein Te 11 er federpaket 55, an dem sich der betreffende Spannbalken 9 ozw. 10 federnd abstützt.

Zur Einstellung der Stützkraft kann der Schraubbolzen 53 mittels eines oben anzusetzenden Werkzeuges verdreht werden. Hierdurch kann die Höhe der Stützmutter 54, die innerhalb des betreffenden Spannbai-

kens 9 bzw. 10 verdrehfest, aber verschieblich ge- |

Lagert ist, eingestellt werden. Die Einstellung kann

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\ dann so getroffen werden, daß der SpannbaLken 9 bzw.

, 10 nach Lösen der betreffenden Vern'geLungseinrich-

; tung 24 in der Schwebe gehalten oder sogar Leicht

: geöffnet wird. Auf diese Weise Läßt sich ein ge-

I 5 schLossen verschweißtes Werkstück nach vorn, d.h. in ί der Ansicht gemäß Figur 1 nach Links herausziehen.

Im übrigen sind die Gelenke 2 3 so ausgebildet, daß

f die Spannbalken 9, 10 in zumindest zwei verschiede-

\ 10 nen Höhen gelagert werden können, um größere Dicken-

I unterschiede bei den zu verschweißenden Kunststoff-

f platten ausgleichen zu können. Die Stützeinrichtun-

i gen 52 und die Verriegelungseinrichtungen 23 lassen

\ sich dann im vorbeschriebenen Sinne entsprechend an-

I 15 passen.

\ Die Tisch'rager 19, 20 und damit die gesamte Spanneinrichtung 7, 8 werden über mehrere, über die Längserstreckung der Schweißeinrichtung 1 verteilte 20 Paare von Antriebshebeln 25, 26 in Querrichtung bewegt. Die Antriebshebel 25 bzw. 26 einer Seite sind jeweils mit einer Lagerwelle 28 bzw. 29 drehfest verbunden, wobei sich diese beiden Lagerwellen 28, 29 in Längsrichtung der Schweißeinrichtung 1 er-25 strecken. Sie sind in mehreren, über die Länge der ) Schweißeinrichtung 1 verteilten Lagerböcken 30 gela-

I gert, die auf Querträgern 31 des Grundrahmens 2 be-

I festigt sind, über ein Paar Zahnräder 32, 33, die

ί drehfest mit den Lagerwellen 28, 29 verbunden sind

I 30 und miteinander kämmen, wird die Bewegung der An-

? triebshebel 25, 26 derart synchronisiert, daß sich

die Paare von Antriebshebeln 25, 26 immer gegenläufig bewegen und spiegelbildliche Stellungen einnehmen .

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' Die oberen Arme 34, 35 der AntriebshebeL 25, 26

' ~ von denen der in Figur 2 rechte obere Arm 35 teil-

₍ weise weggelassen ist - greifen jeweils in einen

: Gleitstein 36 ein, welche zwischen den Spannplatten

11, 12 und den Tischträgern 19, 20 eingeschlossen sind (auf der rechten Seite der Figur 2 ist der

j Gleitstein nicht dargestellt). Die unteren Arme 37,

r 38 der Antriebshebel 25, 26 sind über zwei meumati-

sche Antriebszylinder'39, 40, nämlich einen Hilfsantriebszylinder 39 und einen Hauptantriebszylinder 40/ miteinander verbunden. Entsprechend der Anzahl der Paare von Antriebshebeln 25, 26 ist eine ent-

sprechende Anzahl von jeweils aus einem Haupt- und

s einem Hi Ifsantriebszy I inder 39, 40 bestehenden An-

] triebseinheiten vorhanden, wobei die Hauptantriebs

zylinder 40 auch so ansteuerbar sind, daß nur ein Teil von Ihnen aktiviert wird. Die Hi Ifsantriebszylinder 39 werden für die Querbewegung der beiden

Antriebshebel 25, 26 und damit der Spanneinrichtuni
{, öen 7, 8 mit konstantem Druck angesteuert, wobei das

Ziel möglichst kurze, aber immer gleiche und damit reproduzierbare Bewegungszeiten sind. Die unteren Hauptantriebszylinder 40 werden vor allem dann angesteuert, wenn große und definiert gesteuerte Kräfte aufzubringen sind. Hierfür sind sie mit einem Proport i ona I vent i I 41 verbunden, über das sich die Druckkräfte stufenlos ändern lassen. So kann beispielsweise der Schließdruck entsprechend den für den jeweiligen Kunststoff gegebenen Anforderungen über die Zeit gesteuert werden, wobei die oberen Hi Ifsantriebszylinder 39 zur Vermeidung von Verfäl-Ί schungen druckentlastet sind.

Im Bereich des Spaltes 42 zwischen den beiden Spann" einrichtungen 7, 8 ist ein sich über die Länge der Schweißeinrichtung 1 erstreckendes Heizschwert 43 rechteckigen Querschnitts angeordnet, das auf einem AnschlagbaLken 44 befestigt ist« Der AnschLagbaLken 44 sitzt unmittelbar unterhalb des Heizschwertes 43 und ist als rechteckiges Hohlprofil ausgebildet. An seinen Längsseitenflächen sind Anschlag Leisten 45, 46 mittels Schrauben l.ösbar befestigt. Die Länge des Anschlagbalkens 44 und der Anschlagleisten 45, 46 entspricht der des Heizschwertes 43* Der Anschlagbalken 44 sitzt auf mehreren vertikalen Führungsstangen 47, die über Pneumatikxylinder 48 vertikal verfahrbar sind. Mit deren Hilfe können somit Heizschwert 43 und Anschlagbalken 44 in den Richtungen der Doppelpfeile A bewegt werden.

An der in Figur 1 linken Seite der Schweißeinrichtung 1 ist ein vor die Stirnseite auskragender Halter 49 für ein hier nicht näher dargestelltes Bedienungspult angelenkt. Er läßt sich in einer horizontalen Ebene zur Seite schwenken.

Das Verschweißen von zwei Kunststoffplatten geschieht mit Hilfe der vorbeschriebenen Schweißeinrichtung 1 wie folgt.

Zunächst werden die Spanneinrichtungen 7, 8 mit Hilfe der HauptantriebszyLinder 40 auseinandergefahren, so daß Heizschwert 43 und AnschLagba lken 44 über den PneumatikzyLinder 48 so weit in den Spalt 42 hochgefahren werden können, daß die AnschLag Leisten 45, 46 auf gleicher Höhe mit den Spanntischen 13, 14 zu liegen kommen. Die Spanneinrichtungen 7, 8 werden

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dann mit Hilfe der Hi IfsantriebszyLinder 39 so weit zusammengefahren/ bis die freien Kanten der Spanntische 13, 1A zur Anlage an den AnschLag Leisten 45, 46 kommen, über die Hauptzylinder 40 wird dann der Schließdruck aufgebracht, so daß der AnschLagbaLken 44 gerade ausgerichtet wird- Es wird nun von beiden Seiten je eine Kunststoffplatte in je eine Spanneinrichtung 7, 8 eingelegt, und zwar zwischen die Spannplatten 11, 12 und die Spanntische 13, 14. Dabei werden sie so weit vorgeschoben, bis sie am Anschlagbalken 44 oberhalb der Anschlag Leisten 45, 46 anliegen. Die Kunst stoffplatten stehen dann also entsprechend der Dicke der AnschlagLeisten 45, 46 über die freien Kanten der Spanntische 13, 14 vor. Durch Absenken der Spannplatten 11, 12 - bewirkt durch DruckbeaufschLagung der Betätigungszylinder 15, 16 - werden dann die Kunststoffplatten in dieser Stellung festgeklemmt, so daß sie sich nicht mehr relativ zu den jeweils betreffenden Spanneinrichtungen 7, 8 bewegen können.

Nach diesem Ausrichtvorgang werden die Spanneinrichtungen 7, 8 durch Betätigung der HauptantriebszyLinder 40 auseinandergefahren. Gleichzeitig werden Heizschwert 43 und AnschLagbaLken 44 in die in Figur 2 gezeigte Stellung abgesenkt, so daß das Heizschwert 43 in den Spalt 42 zwischen den Spanntischen 13, 14 zu Liegen kommt. Die Spanneinrichtungen 7, 8 werden dann wieder durch entsprechende Ansteuerung der Hi LfsantriebszyLinder 39 aufeinander zubewegt, bis die überstehenden Kanten der zu verbindenden Kunststoffplatten an dem Heizschwert 43 zur Anlage kommen.

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AnschUeßend wird mit Hilfe der HauptantriebszyLinder 40 bei drucklosen Hi I fsantriebszy I indern 39 ein Anschmelzdruck - definiert zeitabhängig gesteuert durch das ProportionaI ventiI 41 - aufgebracht. Die zu verbindenden Kanten der Kunst stoff platten werden durch das auf einer entsprechenden Temperatur erhitzte Heizschwert 43 in einen plastischen Zustand versetzt, der eine Verbindung der Kanten ermöglicht. Gegen Ende des Anwärmvorgangs werden die Hauptantriebszylinder 40 belüftet, um die nachfolgenden Umstellzeiten unabhängig von den vorher eingestellten Drücken zu machen. Dann wird der Spalt 42 durch Ansteuerung der Haupt- und Hi IfsantriebszyIinder 39,

40 nochmals geöffnet, damit das Heizschwert 43 unterhalb der Ebene der Spannplatten 11, 12 abgesenkt werden kann. Anschließend werden die Spanneinrichtungen 7, 8 durch die Hi If sant ri ebszy Li nder 39 .wieder aufeinander zugefahren, bis sich die plastifizierten Kanten der Kunststoffplatten berühren. Die Hi IfsantriebszyIinder 39 werden nun drucklos gestellt, denn der auf die Kanten der Kunststoffpla*- ten wirkende Schließdruck wird allein von dem Hauptantriebszylinder 40 aufgebracht. Die Steigerung des Schließdruckes wird dabei von dem Proportionalventil

41 entsprechend einem vorgegebenen, für die jeweilige Kunststoffart optimalen Zeitprogramm gesteuert.

Nach Beendigung des Schweißvorgangs werden die Hauptantriebszylinder 40 wieder entlastet und die Spannplatten 11, 12 durch Federn bei drucklos geschalteten Betätigungszylindern 15, 16 angehoben sowie der Spalt 42 mit Hilfe der Hauptantriebszylinder 40 geöffnet. Die nunmehr zusammengeschweißte Kunststoffplatte kann dann seitlich aus der Scfrweißein-

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richtung 1 he rausgenomnien werden. Handelt es sich
bei dem Kunststoffteil nach dem Verschweißen um ein geschlossenes Formstück, beispielsweise ein Rohrstück/ so kann dieses Kunststofftei I nach Lösen der Verriegelungseinrichtung 24 zur vorderen Stirnseite der Schweißeinrichtung 1 herausgezogen werden.

Claims

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1. Schwaiß=inrichtung zum Verschweißen der Kanten von Kunststoffteilen, insbesondere KunststoffpLatten, mit zwei gegenüberliegenden, einen Spalt zwischen sich bildenden und relativ zueinander bewegbaren Spanneinrichtungen zum Fixieren der beiden zu verschweißenden Kunststoffteile sowie mit einem AnschlagbaL ken und einem parallel dazu vorgesehenen Heizschwert, wobei über einen Antrieb zuerst die Anschlag Lei ste zum Ausrichten der Kanten der Kunststoffteile bei Anlage der
Spanneinrichtungen an verbreiterte Abschnitte des Anschlagbalkens und dann das Heizschwert zum Erhitzen der zu verschweißenden Kanten der Kunststoffteile in den Spalt ein- bzw. wegfahrbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß Heizschwert
(43) und Anschlagbalken (A4) zu einer Einheit in Bewegungsrichtung hintereinander verbunden und gemeinsam geführt sind.

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2. Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizschwert (43) vom An-

( trieb (48) aus gesehen jenseits des Anschlagbal-

kens (44) angeordnet ist.
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3. Schweißeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-

£ durch gekennzeichnet, daß AnschLagbaLken (44) und

Heizschwert (43) Linear verschiebLich gelagert sind.
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4. Schweißeinrichtungen nach einem der Ansprüche 1

^ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Antrieb aus zumindest einem Hydraulik- oder PneumatikzyLinder (48) besteht. 15

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der AnschLagbaLken (44) aus einem Rechteckprofil mit außen ange ·

₍ brachten Anschlagleisten (45, 46) als verbreiter-

( 20 te Abschnitte besteht.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlag Leisten (45, 46) austauschbar am AnschLagbalken befestigt sind.

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