Rotationsschweißen - Plastics, Polymers, and Resins - DuPont

Formteile mit einer rechteckigen Schweißfläche, ähnlich
wie in Abb. 10.72A, können ebenso um ihr eigenes Zentrum
vibrieren, falls das oben genannte Verhältnis ~1,5 bis
1,0 nicht übersteigt.
Bei einer Form, wie sie in Abb. 10.72B gezeigt wird,
müßte das Bewegungszentrum außerhalb angeordnet
werden, um ähnliche Schweißgeschwindigkeiten auf
der gesamten Schweißfläche zu erhalten.
b. Bewegungszentrum außerhalb der Schweißfläche
Werden die oben beschriebenen Bedingungen nicht
erfüllt, müssen die Teile weit genug vom Bewegungszentrum
entfernt angeordnet werden, um ein Verhältnis von
X/Y < 1,5 zu erhalten, wie in Abb. 10.73A gezeigt wird.
Diese Anordnung erlaubt das gleichzeitige Schweißen
von zwei oder mehreren Teilen. Es ist außerdem möglich,
Teile mit unterschiedlichen Größen und Formen gleichzeitig
zu verschweißen. Sie müssen jedoch symmetrisch
in der Vibrationsvorrichtung angeordnet werden, um den
gleichen Oberflächendruck auf alle Verbindungen zu
erhalten, wie in Abb. 10.73B gezeigt wird.
c. Linearschweißen
Teile, die aufgrund ihrer Form oder Größe nicht in eine
runde Vorrichtung passen, lassen sich linear verschweißen.
Diese Methode eignet sich besonders für großvolumige,
nichtrunde Teile mit einer Länge von über 100-150 mm.
Es ist jedoch auch möglich, mehrere Teile gleichzeitig
zu verschweißen, wenn sie sich an den Vibrationsplatten
befestigen lassen.
X
X
Y
A B
Y
+
Typische Vorrichtungen
für das Erzeugen von Vibrationen
Obwohl Vibrationen mit Wechselstrommagneten erzeugt
werden können, wurden alle verfügbaren Maschinen bisher
mit mechanischen Vibratoren ausgestattet.
Abb. 10.74 zeigt schematisch die Funktion einer Linearschweißmaschine,
wie sie von Du Pont zuerst optimiert wurde.
Die Vibrationen werden von zwei Exzenterscheiben «a»
erzeugt, die sich um das Zentrum «b» drehen und über Stangen
«d» auf Vorrichtungen «c» übertragen werden. Die unteren
Vorrichtungen gleiten in zwei Kugellagerschienen, die eine
freie Bewegung in Längsrichtung erlauben. Die obere Vorrichtung
wird von vier pneumatisch betätigten Hebeln «e»
heruntergedrückt. Es ist äußerst wichtig, die Bewegungen
der Hebel mechanisch zu synchronisieren, um eine perfekte
Parallelität der zu schweißenden Teile zu erreichen.
Am Ende des Schweißzyklusses wird die Bewegungsübertragung
abgestellt, worauf beide Teile in ihre Endposition
gebracht werden. Der Druck bleibt kurzfristig aufrecht erhalten,
damit der geschmolzene Kunststoff erstarren kann.
Das gleiche Grundprinzip gilt für eine Winkelschweißmaschine,
Abb. 10.75. In diesem Fall werden Vibrationen auf
obere und untere Vorrichtungen «a» übertragen, die sich auf
Kugellagern drehen. Die obere Vorrichtung wird direkt auf
der Kolbenstange «b» montiert, um den Druck zu liefern.
Theoretisch könnte das gleiche Schweißergebnis mit einem
feststehenden und einem vibrierenden Teil erreicht werden,
das bei doppelter Frequenz vibriert.
Abb. 10.72 Ermittlung des Bewegungszentrums Abb. 10.74 Prinzip der Linearschweißmaschine
A B
Abb. 10.73 Simultanschweißen von mehreren Teilen
c
e
a
Abb. 10.75 Prinzip der Winkelschweißmaschine
b
e
d
a
b
f
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