Rotationsschweißen - Plastics, Polymers, and Resins - DuPont

Werkzeuge mit Durchmessern von über 60-80 mm, die eine
schnelle Schweißfolge gestatten müssen, werden vorteilhaft
mit einer mechanischen Kupplung, etwa nach Abb. 10.10,
versehen. Bei dieser Konstruktion ist die Schwungmasse a in
bezug auf die Welle b axial verschiebbar. Im Leerlauf drücken
die Federn c die Schwungmasse nach unten, wodurch letztere
über die Konuskupplung d mit der Welle kraftschlüssig wird.
Die Beschleunigung der Masse auf Betriebsdrehzahl erfolgt
somit praktisch augenblicklich.
Sobald die Zahnkrone beim Herunterfahren der Spindel auf
das Kunststoffteil auftritt, verschiebt sich die Schwungmasse
in bezug auf die Welle nach oben, wodurch ausgekuppelt
wird (Abb. 10.10).
Da jedoch der Spindeldruck erst dann vollständig übertragen
wird, wenn die Kupplung den Endanschlag erreicht, tritt in
der Mitnahme eine gewisse Verzögerung auf. Die Folge
davon ist eine Tendenz zur Spanbildung an der Zahnkrone,
vor allem wenn die Vorschubgeschwindigkeit der Spindel
ungenügend ist.
Selbstverständlich kann an Stelle der gehärteten und geschliffenen
Konuskupplung eine Flachkupplung mit Belag verwendet
werden (Abb. 10.13).
Für das Arbeiten mit Schwungmassewerkzeugen auf Bohrmaschinen
sind folgende Regeln zu beachten:
– Das Herunterfahren der Spindel muß schlagartig erfolgen.
Handelsübliche pneumatisch-hydraulische Vorschubeinheiten,
wie sie an Bohrmaschinen angebaut werden, sind
wegen der zu kleinen Geschwindigkeit ungeeignet.
– Der Druck muß so groß sein, daß das Werkzeug nach
1-2 Umdrehungen zum Stillstand kommt. Dies ist vor allem
bei kristallinen Kunststoffen, die ja einen eng begrenzten
Schmelzpunkt aufweisen, wichtig (siehe allgemeine
Schweißbedingungen).
– Schwungmasse-Werkzeuge müssen absolut rund und vibrationsfrei
drehen. Wenn sie mit einem Morsekonus versehen
sind, ist es unerläßlich, denselben gegen Herausfallen zu
sichern. Vorzugsweise sollen Morsekegel nicht mit Innengewinde
und Sicherungsbolzen (Hohlspindel) verwendet
werden. Schwungmasse-Werkzeuge, die sich lösen oder
Wellenbruch erleiden, können zu tödlichen Geschossen
werden.
Abb. 10.11 Umgebaute Tischbohrmaschine
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– Die Spindelbewegung muß in der unteren Endstellung
mittels eines mechanischen Anschlages so begrenzt werden,
daß die beiden Aufnahmevorrichtungen keinesfalls
in Berührung kommen können, wenn keine Kunststoffteile
eingelegt sind.
Obwohl auch durch die Handbetätigung der Bohrmaschinen
durchaus gleichmäßige Nähte erreicht werden können, ist
schon für eine kleine Produktion ein Umbau auf pneumatischen
Vorschub unbedingt zu empfehlen. Dies geschieht am
einfachsten, indem man nach Abb. 10.11 die Kreuzarme
durch ein Ritzel, das über eine Zahnstange betätigt wird,
ersetzt. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Maschine mit einer
stufenlosen Drehzahlregulierung der Spindel zu versehen,
damit ein gutes Resultat ohne Veränderung der Schwungmasse
erreicht werden kann.
Schwungmasse-Schweißmaschinen
Schwungmasse-Schweißmaschinen können auf Grund des
einfachen Prinzips schon mit recht bescheidenen Mitteln
gebaut werden. Es sollen deshalb nachstehend vor allem
Einrichtungen beschrieben werden, die nur die zur einwandfreien
Funktion absolut notwendigen Elemente enthalten.
Eine Maschine, die zur Verbindung eines bestimmten, immer
gleichen Teils besonders eingesetzt wird, braucht im allgemeinen
keine regulierbare Drehzahl. Falls eine Anpassung
derselben unerläßlich ist, kann dies durch Verändern der
Riemenscheiben erfolgen.
Die in Abb. 10.12 gezeigte Maschine (Konstruktion DuPont,
Genf), ist mit Ausnahme des Schweißkopfes aus handelsüblichen
Einheiten zusammengebaut. Sie besteht im wesentlichen
aus dem Druckluftzylinder a mit durchgehender Kolbenstange
auf dem aufgesetzten Steuerventil b.
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Abb. 10.12 Tisch-Rotationsschweißmaschine (Bauart DuPont)
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f
a
c
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