Rotationsschweißen - Plastics, Polymers, and Resins - DuPont

Abb. 10.20 Antrieb und Aufnahme für Schwimmer ohne Außenrand
Antreiben durch Zahnkupplung
Anstelle einer Zahnkrone, die in den Kunststoff eingedrückt
werden muß, um das Drehmoment zu übertragen, werden
gelegentlich auch Zahnkupplungen verwendet. Das Prinzip
besteht darin, daß am Kunststoffteil geeignete Zähne angespritzt
werden. Dieselben können vorstehen, oder, wie in
Abb. 10.21 gezeigt, versenkt angeordnet sein, wodurch sie
weniger störend wirken.
Die Mitnahmevorrichtung a weist gleiche aber entgegengesetzt
gerichtete Zähne auf, die bei genügend großem Spindelvorschub
in das Kunststoffteil eingreifen, ohne es zu beschädigen.
Es ist vorteilhaft, innerhalb und außerhalb der Kupplung
Ringflächen b vorzusehen, die den Schweißdruck auf das Teil
ausüben, ohne daß die Zähne unten aufliegen. Letztere dienen
also nur der Übertragung des Drehmomentes. Ihre Anzahl
soll klein gehalten werden, um die Gefahr des Abschlagens
der Zahnspitzen zu verringern.
Die Zähne sollen nicht spitz ausgelegt werden, sondern eine
kleine Fläche c von 0,3-0,5 mm aufweisen.
Dieses Prinzip ist auch geeignet für zuvor beschriebene Drehzapfenwerkzeuge,
die mit geringeren Geschwindigkeiten
arbeiten als Drehmassewerkzeuge. Bei letzteren ist auf Grund
der hohen Umfangsgeschwindigkeit ein sauberes Eingreifen
der Zähne schwieriger.
a
100
b
-15°
Abb. 10.21 Reibschweißteil mit integrierter Zahnkrone
c
L
Antreiben durch Gießmassen
In gewissen Fällen besteht auch die Möglichkeit, das Antreiben
bzw. Festhalten der Teile durch Aufnahmen aus Elastomeren
zu verwirklichen. Zu diesem Zweck wird die Gießmasse
direkt in die Mitnehme- bzw. Haltevorrichtung gegossen,
wobei ein Kunststoffteil das Gegenstück bildet und somit die
entsprechende Oberflächenform direkt erzeugt.
Da die übertragbaren Drehmomente begrenzt sind, wie übrigens
auch der zulässige Flächendruck, ist diese Methode nur
für Teile in Betracht zu ziehen, die verhältnismäßig große
Auflageflächen bieten.
Konische Teile, wie die in Abb. 10.22 dargestellten, sind für
diese Lösung am besten geeignet, da bei gegebenem Schweißdruck
ein höheres Übertragungsmoment erzielt wird.
Wenn ein Schwungmassewerkzeug mit einer derartigen
Mitnahme ausgerüstet ist und das Kunststoffteil vom
ruhenden Zustand aus auf die erforderliche Schweißdrehzahl
bringen muß, so entsteht naturgemäß ein gewisser Schlupf.
Wenn dieser zu groß ist, kann an der Oberfläche ein unzulässiger
Temperaturanstieg auftreten.
Die Auswahl der korrekten Härte der Gießmasse ist deshalb
von größter Wichtigkeit und muß experimentell bestimmt
werden. Wie in Abb. 10.22 prinzipiell dargestellt, muß die
Gießmasse a selbstverständlich mittels Bolzen, Hinterschnitten
oder Ausfräsungen an den Metallteilen gut verankert
werden. Die Aussparungen b wurden nachträglich bearbeitet,
da ein Kontakt an diesen Stellen eher hinderlich ist.
Die Herstellung von Gießmasse-Mitnahmen erfordert Erfahrung
und entsprechende Einrichtungen. Auch sind die Gestehungskosten
verhältnismäßig hoch, weshalb diese Lösung in
der Praxis keine große Verbreitung gefunden hat.
Bei Drehtischmaschinen, die mehrere gleiche Mitnahmevorrichtungen
erfordern, kann dieses Verfahren indessen unter
Umständen wirtschaftlich interessant werden.
a
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Abb. 10.22 Schweißvorrichtung mit Gießmasse-Mitnehmern
b
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