Установка для непрерывной высокочастотной сварки полимерных материалов

 

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для соединения термопластичных материалов токами высокой частоты. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки и повышение надежности ее в работе. Для этого поворотный элемент выполнен в виде диска с равномерно расположенными по его окружности гнездами, а жесткий электрод - в виде охватывающего диск съемного кольца с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, снабженного механизмом его фиксации. Механизм фиксации кольца выполнен в виде кулачков, расположенных в гнездах диска, и шайбы с пазами для размещения осей кулачков, установленной на торце барабана с возможностью поворота посредством зубчатого зацепления, а выступы кулачков размещены в кольцевой проточке кольца. Гибкий ленточный электрод снабжен приводным механизмом прижима, выполненным в виде прижимных элементов, связанных с приводом посредством рычажной системы. Диск снабжен механизмом вывода его из зоны сварки, выполненным в виде двуплечего рычага, одно плечо которого жестко соединено с осью барабана, а другое связано с рукояткой, установленной с возможностью взаимодействия с фиксатором. Кроме того, установка снабжена датчиками исходного и рабочего положений, датчиком готовности генератора и датчиком экранировки. Рычажная система механизма прижима гибкого ленточного электрода установлена с возможностью взаимодействия с датчиком исходного положения, а рукоятка механизма вывода диска из зоны сварки - с возможностью взаимодействия с датчиком рабочего положения. 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 В 29 С 65/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246047/28-05 (22) 15.05.87 (46) 23.10.89. Бюл. N 39 (71) Минское экспериментально-конструкторское технологическое бюро кожгалантерейной и фурнитурной промышленности (72) А.И. Панасюк, А.Г. Гладкий и В.В. Шведов (53) 678.059.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 93876, ten. Í 05 В 6/46, 1951, Патент США И 3829341, кл. 156-380, 1974. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для соединения термопластичных материалов токами высокой частоты. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки и повышение надежности ее в работе. Для этого поворотный элемент выполнен в виде диска с равномерно расположенными по его окружности гнездами, а жесткий электрод - в виде охватывающего диск съемного кольца с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, снабИзобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для соединения термопластичных материалов токами высокой частоты.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей

„„SU„, 1516368 А1

2 женного механизмом его фиксации. Механизм фиксации кольца выполнен в виде кулачков, расположенных в гнездах диска, и шайбы с пазами для размещения осей кулачков, установленной на торце барабана с возможностью поворота посредством зубчатого зацепления, а выступы кулачков размещены в кольцевой проточке кольца. Гибкий ленточный электрод снабжен приводным механизмом прижима, выполненным в виде прижимных элементов, связанных с приводом посредством рычажной системы. Диск снабжен механизмом вывода его из зоны сварки, выполненным в виде двуплечего рычага, одно плечо ко- с: торого жестко соединено с осью барабана, а другое связано с рукояткой, установленной с воэможностью взаимодействия с фиксатором. Кроме того, установка снабжена датчиками исходного и рабочего положений, датчиком 2 готовности генератора и датчиком экранировки. Рычажная система механизма прижима гибкого ленточного электро. да установлена с возможностью взаимодействия с датчиком исходного положения, а рукоятка механизма вывода диска из зоны сварки - с возможностью взаимодействия с датчиком рабочего положения. 3 з.п, ф-лы, 9 ил. установки и повышение надежности ее в работе.

На фиг. 1 схематически изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - барабан с жестким кольцевым электродом и меха3 151 низмом фиксации, на фиг, 4 - р;»эрез

Я-A на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез

Б-F на фиг. 3 (расположение кулачка механизма фиксации в гнездах барабана); на фиг, 6 — разрез В-В на фиг.3 (расположение боковых щек на жестком кольцевом электроде); на фиг. 7 приводная шайба механизма фиксации, на фиг. 8 - кулачок механизма фиксации; на фиг. 9 - функциональная схема установки.

Установка для непрерывной высокочастотной сварки полимерных материалов содержит корпус 1, поворотный элемент 2 с объемным жестким электродом 3 и гибким ленточным электродом

4, опорные 5 и 6, натяжной .7 и приводной 8 ролики лентопротяжного механизма 9, механизм 10 вывода барабана из зоны сварки с датчиком 11 рабочего положения, механизм 12 прижима гибкого ленточного электрода с датчиком 13 исходного положения, потенциальный токоподвод 14, соединенный с выходом высокочастотного генератора

15, заземленный токоподвод 16, соединенный с корпусом 1, экран 17, кинематически связанный с датчиком 18, намоточное 19 и размоточные 20 устройства, систему 22 охлаждения, блок 23 управления, первый вход которого соединен с выходом кнопки 24

"Пуск", второй вход - с выходом кнопки 25 "Стоп", третий вход - с выходом датчика 18 экранировки, четвертый вход - с выходом датчика 11 рабочего положения, пятый вход - с выходом датчика 13 исходного положения, шестой вход - с выходом датчика 26 готовности генератора> первый выход с приводом 27 системы охлаждения и приводом 28 механизма прижима ленточного электрода, второй выход - с входом высокочастотного генератора 15, третий выход - с приводом 29 лентопротяжного механизма, снабженного средствами регулирования скорости, На корпусе 1 расположены все исполнительные механизмы установки.

Поворотный элемент 2 выполнен в виде диска 30 с центральной втулкой

31 из электроизоляционного материала, на котором расположены съемный жесткий электрод 3, механизм 32 его фиксации и контактные элементы 33.

Жесткий электрод 3 выполнен в виде охватывающего диск кольца 34, на наружной поверхности которого нанесены рельефные рисунки 35, на внут6368

pc . HHpI1 (1oBppx>»oc ти выпол! Р >»а >»Ол ь це вая проточка 36 для фиксатора, а на боковых сторонах жестко закреплены ручки 37 и 38 и щеки 39 и 40, наружный диаметр которых больше наружного диаметра жесткого электрода 3 примерно на двойную толщину сеариваемого длинномерного изделия. Щеки образуют для него необходимых размеров рабочий сварочный лабиринт, благодаря чему обеспечивается изготовление изделий точно по размерам и хорошим формированием их боковых частей.

Механизм 32 фиксации жесткого элек. трода выполнен в виде кулачков 41, свободно расположенных в гнездах 42 диска, и насаженной на диск с его торца шайбы 43, которые закрыты крышкой 44. Гнезда 42 равномерно располо. жены по окружности диска.

Иа боковой поверхности шайбы 43 выполнены пазы 45 для размещения в них осей 46 кулачков, а на торцовой поверхности выполнен зубчатый сектор

47, кинематически связанный с установленной на диске шестерней 48, при этом шестерня 48 снабжена вставной поворотной рукояткой 49, а пазы 45 шайбы выполнены к касательной под углом для обеспечения возможности перемещения кулачков 42 в радиальном направлении и внедрения их стопорящих выступов 50 в кольцевую проточку 36 жесткого кольцевого электрода, удерживая его на диске.

Механизм 10 вывода диска из эоны сварки выполнен в виде закрепленного на корпусе 1 посредством шарнира 51 двуплечего рычага, у которого на конце одного из плеч 52 жестко установлена ось 53 диска 30, а на конце второго плеча 54 расположена рукоятка 55, взаимодействующая с фиксатором 56 и датчиком 11 рабочего положения.

Механизм 12 прижима гибкого ленточного электрода выполнен, например,в виде двух двуплечих рычагов 57 и 58, у которых на концах одних из плеч 59 и 60 закреплены прижимные элементы 61 и 62, а концы других плеч

63 и 64 связаны с общим раздвижным приводом 28 и взаимодействуют с дат" чиком 13 исходного нерабочего положения, при этом прижимные элементы 61 и 62 выполнены из материала с высоким коэффициентом сцепления> а привод 28 выполнен в виде пневматически связанного с электромагнитным воздухораспределителем 65 пневмоцилинд5 15163 ра ЬЬ, корпус которого шарнирно сое динен с плечом 63, а шток 67 — с плечом 64. Механизм 12 снабжен также ограничительными упорами 68.

Установка снабжена открывающимся экраном 17. На размоточных устройствах 20 и 21 находятся заготовки длинномерных изделий, а на намоточном устройстве 19 накапливается изготовленное длинномерное изделие, Блок 23 управления состоит из элементов И 69 и 70, ИЛИ 71 и НЕ 72, причем первый вход блока соединен с первым входом элемента ИЛИ 71, второй вход - через элемент НЕ 72 с вторым входом элемента И 69, третий, четвертый и пятые входы соответственно - с третьим, четвертым и пятым входами элемента И 69, шестой вход - 20 с первым входом элемента И 70, первый выход - с выходом элемента ИЛИ 71 и первым входом элемента И 69, второй выход - с выходом элемента И 69 и вторым входом элемента И 70, третий выход - с выходом элемента И 70 и вторым входом элемента ИЛИ 71.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы в наладочном режиме (не показано) проверяется работоспособность каждого исполнительного механизма в отдельности> а также осуществляется заправка длинномерной заготовки 73 между жестким 3 и гибким

4 электродами. После этого установка переводится в автоматический режим (на выходах датчиков 11,18,26 имеются сигналы).

Оператор нажимает на кнопку 24

I I I I

Пуск, в результате чего на ее вы40 ходе появляется сигнал, который поступает на первые входы блока 23 и элемента ИЛИ 71. Наличие сигнала на входе элемента ИЛИ 71 вызывает появление сигнала на его выходе, первом входе элемента И 69, первом выходе блока 23, приводе 27 системы охлаждения и приводе 28 механизма прижима гибкого ленточного электрода в ре>

50 зультате чего начинается обдув электродов 3 и 4 и включается электромаг" нит (не показан) воздухораспределителя 65, обеспечивающий подключение поршневой полости пневмоцилиндра 66 к напорной магистрали (не показана), 55 а штоковой полости - с атмосферой.

Шток 67 начинает выдвигаться из кор пуса пневмоцилиндра 66, в результа68 6 те чего шарнирно соединенные с ними двуплечие рычаги 57 и 58 начинают поворачиваться, приподнимая прижимные элементы 61 и 62 и освобождая гибкий ленточный электрод 4. После оконча ни я ос вобожде ни я ленточного электрода 4 двуплечие рычаги 57 и 58 вступают во взаимодействие с ограничительными упорами 68 и датчиком 13 исходного положения, в результате чего на его выходе появляется сигнал, который поступает на пятый вход элемента И 69. Наличие сигналов одновременно на пяти входах элемента И 69 вызывает появление сигнала на его вы ходе, втором входе элемента И 70, втором выходе блока 23 и входе высокочастотного генератора 15, в результате чего на его выходе появляется сигнал, который через потенциальный токоподвод 14 поступает на гибкий ленточный электрод 4, а также появляется сигнал на выходе датчика 26, который поступает на шестой вход блока 23 и первый вход элемента И 70.

Появление сигнала на выходе высокочастотного генератора 15 вызывает со здание высокочастотного электрического поля в зоне сварки, т.е. в рабочем конденсаторе, у которого одной обкладкой является заземленный жесткий кольцевой электрод 3, а другой - короткий, представляющий малое индуктивное сопротивление, участок гибкого ленточного электрода 4, заключенный в промежутке между потенциальным токоподводом 14, опорным роликом 5 и заземленным токоподводом 16.

Участок длинномерного иэделия 73 из полимерного материала, расположенный в зоне сварки в пределах рабочего конденсатора, вследствие его сжатия в лабиринте (фиг.6) между жест" ким 3 и гибким 4 электродами и вследствие. наличия высокочастотного элек" трического поля начинает разчягчаться и свариваться, формируя иэделие точно по размерам с хорошей отделкой лицевой и боковых сторон.

Наличие одновременно двух сигналов на входах элемента И 70 вызывает появление сигнала на его выходе, втором (самоблокирующем) входе элемента ИЛИ 71, третьем выходе блока 23 и приводе 29, в результате чего лентопротяжный механизм 9 приводит в движение всю кинематическую цепь,т.е.

1516368 начинают вращаться по часовой стрелке приводной 8, натяжной 7, опорные 5 и

6 ролики, а диск 30 - против часовой стрелки, при этом лента гибкого электрода 4 совместно с длинномерным изделием 73 медленно перемещаются, выводя сваренные участки из эоны лействия рабочего конденсатора в зону охлаждения и в дальнейшем подавая их на намоточное устройство 19. Режим сварки достигается путем подбора оптимал ь ной скорости в регулируемом приводе перемещения длинномерного изделия и путем подбора оптимальных ра- 15 бочих параметров в высокочастотном генераторе, а также путем обеспечения интенсивного охлаждения.

Исчезновение сигнала на выходе высокочастотного генератора 15 автоматически приводит к исчезновению сигнала на выходе датчика 26, шестом входе блока 23, первом входе элемента И 70, втором входе элемента ИЛИ 71, первом входе элемента И 69, первом, 25 втором, третьем выходах блока 23,при" водах 27-29 и входе генератора 15.

Останавливается лентопротяжный-механизм,система охлаждения и отключается привод 28, в результате чего воз-щ духораспределитель 65 соединяет штоковую полость пневмоцилиндра 66 с напорной магистралью, а поршневую полость — с атмосферой, после чего шток

67 и 68 втягивается в корпус пневмо35 цилиндра, а двуплечие рычаги 57 и 58 поворачиваются, освобождая датчик 13 исходного положения и плотно прижимая прижимные элементы 61 и 62 к ленте гибкого электрода 4, надежно автома- 40 тически фиксируя их относительно опорных роликов 5 и 6.

Если же по производственной необходимости появилась потребность на изготовление другого ассортимента изделий, то оператор за счет имею45 щихся специальных средств с минимальными затратами времени осуществляет ! замену жесткого кольцевого электрода на новый.

Это осуществляется следующим обра-50 зом. Отключается электропитание, при этом срабатывает пневмоцилиндр 66 и элементы 61 и 62 зажимают гибкий ленточный электрод на опорных роликах

5 и 6. Затем рукоятка 55 механизма

10 освобождается от фиксатора 56 и путем поворота двуплечего рычага осуществляется вывод диска 30 из эоны сварки, обеспечивая к нему хороший доступ.

В осевое гнездо шестерни 48 вставляется поворотная рукоятка 49, с помощью которой произволится вращение шестерни 48 вокруг своей оси, при этом кинематически взаимодействующий с ней зубчатый сектор 47 поворачивает вокруг своей оси шайбу 43, которая по ходу вращения за счет расположения в ее косых пазах 45 осей

46 перемещает кулачки 41 вниз, выводя их стопорные выступы 50 из проточки 36 жесткого электрода 3. После этого с помощью ручек 37 и 38 жесткий электрод 3 легко снимается с диска 30, а на его место устанавливается новый жесткий электрод для изготовления изделий другого ассортимента. Крепление и фиксация его на барабане осуществляются в обратном направлении теми же средствами.

При включении электропитания пневмоцилиндр 66 отводит прижимные элементы 61 от опорных роликов.

Формула изобретения

1. Установка для непрерывной высокочастотной сварки полимерных ма" териалов, содержащая установленный на поворотном элементе жесткий электрод, гибкий ленточный электрод,лентопротяжный механизм с приводом, потенциальный токопровод, соединенный с выходом высокочастотного генератора, заземленный токоподвод, соединенный с корпусом установки, систему охлаждения с приводом и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки и повышения надежности ее .в работе, поворотный элемент выполнен в виде диска с равномерно расположенными по его окружности гнездами, а жесткий электрод - в виде охватывающего диск съемного кольца с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, снабженного механизмом его фиксации, выполненным в виде кулачков, расположенных в гнездах диска, и шайбы с пазами для размещения осей кулачков, установленной на торце барабана с воз. можностью поворота посредством зубчатого зацепления, а выступы кулачков размещены в кольцевой проточке

1516368 фиг. 7 кольца, причем гибкий ленточный электрод снабжен приводным механизмом прижима, выполненным в виде прижимных элементов, связанных с приводом посредством рычажной системы, а диск снабжен механизмом вывода его из зоны сварки, выполненным в виде двуплечего рычага, одно плечо которого жестко соединено с осью барабана, а другое связано с рукояткой, установленной с воэможностью взаимодействия с фиксатором.

2. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена датчиками исходного и рабочего положений, датчиком готовности генератора и датчиком экранировки, причем рычажная система механизма прижима гибкого ленточного электрода установлена с возможностью взаимодействия с датчиком исходного положения, а рукоятка механизма вывода диска из зоны сварки - с возможностью взаимодействия с датчиком рабочего положения.

3. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что первый вход блока управления соединен с выходом кнопки "Пуск", второй вход - с выходом кнопки "Стоп", третий входс выходом датчика экранировки, а первый выход блока управления соединен с приводом системы охлаждения и с приводом механизма прижима гибкого ленточного электрода, второй выход — с входом высокочастотного генератора, третий выход - с приводом лентопротяжного механизма, причем выходы датчиков рабочего и исходного положений и датчика готовности генератора соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока управления.

4, Установка по пп, 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блок управления снабжен двумя элементами И, элементом ИЛИ и элементом НЕ, причем первый вход блока соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй входчерез элемент НЕ с вторым входом первого элемента И, третий, четвертый и пятый входы соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым вхо25 дами первого элемента И, шестой вход связан с первым входом второго элемента И, первый выход блока управления соединен с выходом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, второй выход - с выходом первого эле" мента И и вторым входом элемента ИЛИ.

1516368

1 1536/

Фб у

Фиг. 5

18

Фиг. 6 А

З9 50

Ф1

32

Б- Е лоРер ул о

Р- д па/ерэу о

1516368

Фиг. 7

Составитель Н. Елисеева

Техред A. Кравчук Корректор И. Васильева

Редактор И. Шулла

Заказ 6338/18 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101