Устройство для индукционной сварки трубчатых деталей из многослойной пленки с металлическим слоем

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ СВАРКИ ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ МНОГОСЛОЙНОЙ ПЛЕНКИ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СЛОЕМ, содержащее формовочную матрицу с аксиальным отверстием и многовитковую индукционную катушку, связанную с источником охлаждения,отличающееся тем, что, с целью повышения скорости сварки, формовочная матрица выполнена из цветного металла с радиальным шлицем и набжена направляющей гильзой из неэлектропроводного материала, а индукционная катушка электрически связа.на с формовочной матрицей дли:ной одного витка по обе стороны от шлица. 01 Р5 1 ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЕ1Й КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3329747/23-05 (22) 25.08.81 (31) Р 3032118,7 (32) 26.08.80 (33) фРГ (46) 07,11.83, Бюл. М 41 (72) Энгельберт Сандер (Австрия) и Рудольф Екер (Швейцария) (71) AH CA Отомасьон Эндюстриель СА (Швейцария) (53) 678,059.4(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ м 2628014, кл. В 65 Д 35/00, 1977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ СВАРКИ ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ

„„GU„„ 5 77 А

МНОГОСЛОЙНОЙ ПЛЕНКИ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ

СЛОЕМ, содержащее формовочную матрицу с аксиальным отверстием и многовитковую индукционную катушку, свя-: занную с источником охлаждения,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости сварки, формовочная матрица выполнена из цветного металла с радиальным шпицем и набжена направляющей гильзой из неэлектропроводного материала, а индукционная катушка электрически связана с формовочной матрицей длиной одного витка по обе стороны от шлица.

1053737

2 ° Устройство по и. 1, а т л ич а ю щ е е с я тем, чта шпиц заполнен неэлектрапроводным материалом.

3. Устрайс ва па пп. 1 и 2> о т л и ч v. ю щ е е с я тем, чта наружная поверхность Формовочной матрицы выполнена конической фармы.4, Устройство па пп, 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в матрице. выполнены каналы для охлаждаю-. щей среды.

5 . Устройство по пп. 1-4, а т" л и ч а ю щ е е с я тем, что направляющая гильза выполнена с коническим входным отверстием.

6.„ Устройство па пл. 1-5, а тл и ч а ю щ е е с я тем, что формаИзобретение относится к сварке,, в частности к устройствам для соединения трубчатои части тюбика иэ многослойной пленки, включающей пластмассовые слои и металлический 5 предохранительный слой; с головной частью тюбика посредством высокочастстной индукционной сварки„

Наиболее близким па технической сущности и достигаемому результату к изабре fàëêþ является устройство для индукционной сварки трубчатых деталей из многослойной пленки с ме; аллическим слоем, содержащее формовочную матрицу с аксиальным отвеа) 5 стием и многовитковую индукционную катушку, связанную с источником охлаждения (1) .

Недостатки известного устройства

-.àêëþ÷àþTñÿ в том, что формовочная матрица выполнена из керамического материала, который является относи тельно плохим проводником тепла, поэтому отвод тепла из эоны сварки . за короткое время не возможен и чис" ло производимых за единицу времени

25 сварочных соединений является небольшим. Кроме тога, керамика са временем нагревается и приводит к изменению поверхности внешнего слоя боковых зон -оловной части тюбика, т.е. 36 пластмасса теряет блеск и становится матовой, что отрицательно отражается на внешнем виде тюбика..При этом для керамических материалов всегда имеется опасность их разрушения при З5 аказывании необходимого для сварки давления.

Н нэвеЬтнам устройстве возможна расположение источника индуктивнасти в оправке и экранизация поля в трубчатой части тюбика„ так как тогда имеется возможность изготовления форвочная матрица снабжена кольцевым изолирующим элементом.

7. Устройство по пп, 1-6,. о тл и ч а ю щ е е с я тем, чта формовочная матрица выполнена из двух саасно расположенных и связанных друг с другом частей, причем радиальный шлиц размещен в одной из частей матр щы, а направляющая гиль- за - в другой.

8, Устройство по и. 7, а т л ич а ю щ е е с я тем,, что индукци-. онная катушка размещена в части матрицы с радиальным шлицем, установленной падвижьо относительно другой ее части. мовочной матрицы из металла, чтобы сократить время охлаждения после процесса сварки. Однако это решение имеет ряд недостатков, так как катушка и требующиеся охлаждающее и экранирук щие приспособления должны размещаться в ограниченной в размерах оправке, которая. должна быть подвижна в нескольких направлениях, что приводит к возникновению проблем по охлаждению и подаче тока, при этом может использоваться только краевое поле катушки.

Целью изобретения являетс.я повышение скорости сварки.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для индукционной сварки трубчатых деталей из многослойной пленки с металлическим слоем, содержащее формовочную матрицу с аксиальным отверстием и многавиткавую индукционную катушку, связанную с источником охлаждения, формовочная матрица выполнена из цветного металла с радиальным шлицем и снабжена направляющей гильзой из неэлектроправодного матери †, а индукционная катушка электрически связана с формовочной матрицей длинсй одного витка по обе стороны от шлица ° Кроме того, шлиц заполнен неэлектропроводным материалом„

Наружная поверхность формовочной матрицы выполнена конической формы, В матрице выполнены каналы для охлаждающей среды.

Направляющая гильза выполнена с коническим входным отверстием.

Формовочная матрица снабжена

Кольцевым изолирующи элементом.

Формовочная матрица выполнена нз двух соосно расположенных и связанных друг с другом частей причем

1053737 радиальный шлиц размещен в одной из частей матрицы, а направляющая гильза — в другой, Индукционная катушка размещена в ча ти матрицы с радиальным шлицем, установленной подвижно относительно другой ее,части.

Благодаря выполнению формовочной матрицы из цветного ме.алла с радиальным шлицем и с направляющей гильзой из непроводящего ток материала IO и электрической связи индукционной катушки с формовочной матрицей длиной одного вит.;а по обе стороны от шлица достигается то, что металлическая матрица действует не в качестве эк" 15 ранирующего магнитное поле элемента, а в качестве концентратора, так что общий маги;.тный поток Может проходить

"..îëüêî через аксиальное отверстие и в связи с тем, что металл является хорошим проводником тепла, в зоне сварки может быть достигнут оптимальный отвод тепла.

Кроме того, при металлической матрице может применяться без опасений ее разрушения необходимое для хорошего соединения частей тюбика давление.

Заполнение шлица неэлектропроводнам наполнителем устраняет опасность попадания размягченного пластмассо- ЗО .вого материала в шлиц и предотвращает коробление поверхности боковых частей головки тюбика.

Выполнение матрицы из двух частей позволяет снизить производственные 35 затраты и приспособить ее к различным формам трубчатых деталей, а направляющая гильза с коническим входным отверстием обеспечивает легкое введение и точное центриро- 4О ванне оправки с трубчатой частью и головкой тюбика относительно катушки.

На фиг, 1 изображен пример выполнения устройства с изолирующим элементом," на фиг, 2 — то же, Вид снизу; на фиг. 3 — пример выполнения устройства с подвижными друг о носительно друга частями матрицы.

Устройство для индукционной. сварки трубчатых деталей из многослойной о пленки с металлическим слоем содержит формовочную матрицу, выполненную из соосно расположенных и связанных друг с другом частей — верхней 1 и нижней 2 из цветного металла. Формовочная матрица имеет сквозное акси- альное отверстие 3.

Наружная поверхность 4 формовоч» ной матрицы, в частности ее верхней части, выполнена конической формы, на которой спиралеобразно 60 расположена многовитковая индукционная катушка 5.

Высокочастотная индукционная катушка напаяна на матрицу одним внешним витком 6 и благодаря этому электрически связана с ней, Другие витки изолированы относительно фор мовочной матрицы. Верхняя часть 1 формовочной матрицы имеет на нижней стороне 7 круглую выемку 8, в которую входит выступ 9 нижней части 2 формовочной матрицы. ??ужду верхней 1 и нидней 2 частями матрицы вокруг аксиального отверстия 3 располсжен кольцевой изолирующий элемент 10

Части 1 и 2 формовочной матрицы разъемно связаны друг с другом посредством винтового соединения 11 и зажимают между собой изолирующий элемент 10, который при необходимости можно легко заменить. Выемка 8 и выступ 9 служат для центрирования частей 1 и 2 формовочной матрицы при их сборке, причем их высота соответствует толщине изолирующего элемента 10, т.е. даже при его наибольшей толщине обеспечивается заход выступа 9 в выемку 8.

Формовочная матрица имеет на одной стороне радиальный узкий шлиц 12, заполненный электрически непроводимым заполнителем 13.

Напаянный на формовочную матрицу, т.е. электрически связанный в ней виток б начинается на одной стороне шлица 12 и заканчивается на его другзй стороне, т.е. шлиц 12 электрически не шунтируется. Индукционная катушка 5 выполнена в виде полого проводника и связана с источником охлаждения (не показан) .

Формовочная матрица имеет систему каналов 14 для охлаждающей среды, причем каналы 14 могут быть расположены в верхней.и в нижней частях матрицы. На нижней 2 части формовочной матрицы закреплена направляющая гильза 15 из непроводящего ток материала.

На свободном конце направляющая гильза выполнена с коническим входным отверстием для облегчения ввода несущую головку и трубчатую часть изде." л"я оправку не(показана). Направляющая гильза 15 выполнена и расположена так, что она охватывает оправку с трубчатой частью и центрирована относительно индукционной катушки 5. йксиальное отверстие 3 расширено в верхнеЯ части по форме внешних боковых сторон головной части тюбика по крайней мере в зоне соединения, головной части с трубчатой. Это расширение может выполняться только в нижней части 2 или в верхней части 1, причем установленный между ними в случае необходимости изолирующий элемент 10 также отражает форму готового иэделия, На изображенном на фиг. 3 примере выполнения устройства система охлаждающих каналов 14 расположена в нижной части 2 формовочной.матри- цы. Повторяющая форму боковых сторон

1053737 головной части тюбика, форма расширения аксиального отверстия 3 содержится только в нижней части 2 матрицы. Индукциочная катушка 5 расположена на металлическом диске 16 со ,шлицем. Верхняя часть 1 формовочной ,матрицы установлена подвижно ь осевсм направлении относительно нижней части 2, Виток -6 индукционной катушки и удерживающее его кольцо расположены таким образом„. что шлиц 12 . 0 матрицы электрически не шунтируется, Матрица выполнена предпочтительно из латуни, так как она имеет большую прочность, чем медь. Однако можно применять все цветные металлы. В 15 качестве изоляционной массы может применяться двухкомпонентный клей из искусственной смолы на базе эпоксидной смолы, например аральдит.

Изолирующий элемент 10 может быть выполнен из окиси алюминия или керамического материала, например стекла, с неорганическими наполнителями. Направляющая гильза может быть выполнена из материала небольшой твердости, например, из пластмассы, в частности тефлона. ! устройство работает следующим образом.

Трубчатая часть тюбика, имеющая ЗО металлический предохранительный слой, надвигается на боковые стороны голов.ной части без металлического слоя.

Благодаря возбуждаемому индукционной катушкой магнитному полю металличес- 5 кий слой в перекрывающейся зоне нагревается и размягчает поилегаюшие к нему пласмассовые слои. Благодаря оказываемому матрицей давлению обеспечивается прочное соединение.

Если же головная часть тюбика имеет металлический йредохранительный слой, то в нем вследствие индукционного поля создается ток короткого замыкания, который также развивает тепло и магнитную реакцию, противодeAi=твующую головному полю.

Интенсивность индуцированных в металлическом поле головной части тюбика токов определяется изолирующим элементом 10, который осуществляет разделение части поля. Побочное поле пронизывает непосредственно изолирующий элемент 10 и концентрируется в перекрывающей зоне головной и трубчатой частей изделия, где обеспечивается целенаправленное нагревание. Интенсивность индуцированных токов может варьироваться в зависимости от толщины изолирующего элемента 10.

Текущий через индукционную катушку ток приводит к образованию магнитного поля, которое воздействует на формовочную матрицу таким образом, что весь магнитный поток течет через отверстие 3. Концентрация поля таким образом определяется формой отверстия 3, в частности его диаметром, а также глубиной. Благодаря выбору диаметра отверстия 3 формовочной матрицы и толщины изолирующего элемента 10 может быть достигнуто распределение энергии при сварке.

Предлагаемое устройство обеспечивает качественную и быструю сварку трубчатой части тюбика с головной частью.

1053737

Заказ 8908/59 Подписное

ВНИИПЯ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, X-35, Раушская наб., д, 4/5

Тирам 647

Филиал ППП "Патент", r. Узаород, ул, Проектная, 4

Составитель Н. Елисеева

Редактор С. Патрушева Техред Л.Пилипенко, Корректор Г.Решетник