Устройство для шовной ультразвуковой сварки полимерных материалов

Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпа делан нзабретеннй н аткрытнй(72) Авторы изобретения В. В, Клубович, Г. С. Басенок, А. В. Мосини Л.Н. Басенок с ФС Витебское отделение Института физики твердого тела и полупроводников АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШОВНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для шовной сварки. полимерных материалов ультразвуком.Известно устройство для шовной ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее сварочную головку с волноводом и опору, выполненную в виде ролика 11.Недостатком устройства является то,та что оно не позволяет сваривать материалы неравномерной толщины, так как в процессе сварки зазор между волноводом и опорой остается постоянным.Наиболее близким по технической сущ 15 ности и достигаемому результату к предложенному изобретению является устрой- ство для шовной ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее смонтированные на станине сварочный узелио с волноводом и роликовую опору, подвижную в направлении продольной оси устройства. В известном устройстве свариваемый материал принудительно перемешает. ся между роликовой опорой и волноводом и поджимается к последнему пружиной, что обеспечивает автостабилизацию толщины сварного шва 12 1.Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает равномерный прижим свариваемыхматериалов к волноводу при сварке материалов с большими переменными толщинами, что снижает качество сварного соединенияЦель изобретения - повышение качества сварного соединения при сваркематериалов с большими переменными толшинами.Указанная цель достигается тем, что устройство для щовной ультразвуковойсварки полимерных материалов, содержащее смонтированные на станине сварочныйузел с волноводом и роликовую опору,подвижную в направлении продольной осиустройства, снабжено катушкой с магнитопроводом, установленной в пучности колебаний волновода эксцентрично его .оси8975 а роликовая опора смонтирована на станине со смешением относительно продольных осей катушки и волновода в плоскос- ти вращения роликовой опоры,Роликовая опора выполнена с диаметром, кратным нечетному числу полуволн ультразвуковых колебаний.Роликовая опора смонтирована на ста нине посредством установленных по оси вращения конических опор, закрепленных 10 в подвижной вилке.Такое выполнение устройства обеспечивает равномерный прижим свариваемых материалов с большими переменными толшинами в процессе сварки, позволяет по-. лучить стоячую волну в системе источник ультразвука - волновод - роликовая опора, т, е максимально использовать амплитуду ультразвуковых колебаний, а также снижает силы трения при вращении роликовой опоры.На фиг. 1 изображено устройство, общая схема, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - эпюра колебаний системы источник ультразвука - волновой - роликовая опора.Устройство для щовной ультразвуковой сварки полимерных материалов содержит станину 1, на которой крепится сварочный узел, состоящий из источника30 ультразвука 2 и волновода 3, на котором в цучности колебаний с эксцентриситетом установлена катушка 4 с магнитопроводом 5, роликовую опору 6, установленную на конических опорах 7 по ее оси вращения, закрепленных в вилке 8, смонтированной на станине подвижно в направлении продольной оси устройства. Роликовая опора выполнена с диаметром, кратным нечетному числу полуволн ультразвуковых колебаний, и установлена со смешением40 относительно продольных осей катушки и волновода в плоскости врашения роликовой опоры. Ось роликовой опоры смещена относительно продольной оси волновода да расстояние, Устройство содержит также сматываюший и наматываюший барабаны 10Устройство работает следуюшим образомм.Со сматывающего барабана 9 сваривае мый материал 11 и 12 заправляют в зазор между волноводом 3 и роликовой опорой 6 и закрепляют на наматываюшем барабане 10. Включают катушку 4 магнитопровода 5 в электрическую цепь (не 55 показана), и роликовая опора 6 притяги.- вается к волноводу 3, обеспечивая при этом усилие, необходимое для сварки. 48 4Затем включают механизм вращения сматываюшего барабана (не показан), который врашает барабан со скоростью, меньшей скорости вращения роликовой опоры 6. Включают источник ультразвука 2и происходит сварка, Так,как ось роликовой опоры 6 смещена относительнопродольных осей катушки магнитопровода, происходит его врашение и осуществляется перемещение свариваемого материала, т. е, подача его в зону сварки,Когда в зону сварки поступает материалл с большей толщиной, уменьшается сила прижима и амплитуда ультразвуковых колебаний роликовой опоры, что увеличивает время сварки и обеспечивает возможность получения равноирочного шва с различной толщиной, Наматываюший барабан врашается со скоростью, меньшей скорости вращения роликовой опоры 6 от механизма привода (не показан), Максимум силы магнитного поля расположен по оси катушки. Таким образом, когда Рроликовая опора 6 стремится под действием магнитного пс. ля сместиться к оси катушки и скорость вращения его увеличивается, При 6 7 Р магнитное поле стремится сместить роликовую опору 6 в противоположную сторону его вращения от действия ультразвуковых колебаний и скорость вращения его замедляется, Таким образом, регулируя эксцентриситеты 1, , силу магнитного поля, амплитуду ультразвуковых колебаний и диаметр роликовой опоры, получает за, - . данную скорость вращения его, т. е, подачу материала в зону сварки. Предложенное устройство обеспечивает качественную сварку материалов с большими переменными толщинами, позволяет максимально использовать амплитуду ультразвуковых колебаний. ф ор мула изобретен ия 1. Устройство для шовной ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержашее смонтированные на станине сварочный узел с волноводом и роликовую опору, подвижную в направлении продольной оси устройства, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повьпцения .качества сварного соединения при сварке материалов с большими переменными толщинами, устройство снабжено катушкой с магнитопроводом, установленной в пучности колебаний волновода эксцентрично его оси, а роликовая опора смонтирована на станине со смещением относительно продолЬных осей катушки и волновода в плоскости вращения роликовой опоры.2, Устройство.по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что роликовая опора выполнена с диаметром, кратным нечетному числу полуволн ультразвуковых колебаний,3. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что роликовая опора смон тирована на станине посредством установленных по оси ее вращения коническихопор, закрепленных в подвижной вилке.Источники информации,В принятые во внимание при экспертизе1. Тростянская Е. Б. и др. Сваркапластмасс. М., "Машиностроение", 1967,с. 211.2. Волков С.С и др. Сварка и склеиф ванне пластмасс. ММашиностроение1972, с. 114 (прототйп),/5 П фПатент, г. Ужгород., ул, Проектная, 4 фипиа аз 11828/22 Тираж 67 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ркомитета Си открытийаушская наб