DD200724A1 - Vorrichtung zum steuern und regeln von plastschweissgeraeten - Google Patents

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DD200724A1
DD200724A1 DD81231346A DD23134681A DD200724A1 DD 200724 A1 DD200724 A1 DD 200724A1 DD 81231346 A DD81231346 A DD 81231346A DD 23134681 A DD23134681 A DD 23134681A DD 200724 A1 DD200724 A1 DD 200724A1
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Wilhelm Ddnfischer Hans- Bader
Egon Schlebeck
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Peter Moeller
Bader Wilhelm
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Abstract

Bei diesen automatisierten Plastschweissverfahren soll die durch Erwaermung entstehendeSchmelze fuer Schallwellen zugaenglich sein. Dabei soll die Schweissung im optimalen Schweisstemperaturbereich durchgefuehrt werden koennen. Der tatsaechliche Zustand des aufgeschmolzenen Plastwerkstoffs ist dazu der Ausgangspunkt. Erfindungsgemaess sind mit dem Plastschweissgeraet ein Ultraschall-Sendekopf und ein Ultraschall-Empfangskopf oder auch ein kombinierter Ultraschall-Sende-Empfangsknopf gekoppelt. Zur Ermittelung der Schweissparameter dient in bekannter Weise ein Geraet zur Messung der Schallgeschwindigkeit bzw. der Schallaufzeit und ueber eine Vergleichsschaltung und einen A/D-Wandler ist ein Mikrorechner zur Korrektur der Schweissparameter mit dem Plastschweissgeraet verbunden.

Description

-Λ-
Vorrichtung zum Steuern und Regeln von Plastschweißgeräten
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln von Plastschweißgeräten, insbesondere für automatische Schweißverfahren, bei denen die durch Erwärmung entstehende Schmelze für Schallwellen zugänglich ist.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß Schweißungen thermoplastischer Werkstoffe nur in einem gewissen Schweiß- und Fließtemperaturbereich ausgeführt werden können, damit hohe Uahtwertigkeiten erreicht werden. Um dies zu gewährleisten, sind verschiedene Steuer- und Regelverfahren und -geräte anwendbar. Aus verschiedenen Patentschriften (z.B. DE-OS 2717390) ist bekannt, daß der genannte Bereich durch Temperaturmessung und -regelung des Schweißgases bzw. des Heizelementes eingehalten wird. Dadurch wird jedoch über die Temperatur des Plastwerkstoffs nichts ausgesagt.
-1. JUL 1981*944325
In DE-OS 2716055 wird ein Verfahren zur dosierten Energieabgabe in mit Joulscher Wärme schweißbare Rohre vorgeschlagen. Dabei wird die Schweißleistung durch eine Phasenanschnittssteuerung auf einen Sollwert stabilisiert. Die restliche Sollwert-Abweichung wird über die Schweißzeit kompensiert. Ein anderes Verfahren zum Messen, Steuern und Regeln der thermischen Homogenität von Plastschmelzen von Plastverarbeitungsmaschinen (DD-PS 114 474) verwendet ein Signal, das der maximal auftretenden zeitlichen TemperaturSchwankung im Werkzeug (z.B. Schnecke) entspricht.
In DS-OS 24 19736 wird eine Vorrichtung zum Regeln der Viskosität einer Flüssigkeit beschrieben. Eine Pumpe mit konstantem Fördervolumen drückt das Volumen durch eine Meßkapillarröhre. Der Differenzdruck zwischen Beginn und Ende der Röhre dient als Steuergröße.
DE-OS 2751 225 beschreibt eine Anordnung einer Schmelzindexmeßeinrichtung hinter dem Siebpaket eines Extruders und ein Verfahren zum Regeln der Viskosität von aufgeschmolzenen Thermoplasten. Die Meßeinrichtung besteht aus einer Dosierpumpe, der Meßdüse sowie Druck- und Temperaturaufnehmern. Zur Regelung der Viskosität ist eine Drossel veränderlichen Durchlaßquerschnitts angeordnet, deren Stellmotor dem Reglerausgang eines programmierbaren 2-Punkt-Reglers nachgeschaltet ist, an dessen Eingänge die Druck- und Temperaturaufnehmer geschaltet sind.
Gemäß DD-PS 69 450 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem beim Schweißen mit Zusatzschweißstab der Plastizierungsgrad des Stabes, der durch Messen des
-3- ZJ 1 J40 U
Widerstandes gegen Ausknicken an der Schweißnaht bestimmt wird, als Meßgröße einem.mechanisch-elektrischen Wandler zugeführt wird, der die Schweißgeschwindigkeit steuert.
Allen genannten Verfahren ist gemeinsam, daß nur Parameter zur Regelung und Steuerung herangezogen werden, die den Zustand des Plastwerkstoffes lediglich indirekt charakterisieren bzw, die für den Einsatz in Schweißgeräten auf Grund ihrer Meßeinrichtungen nicht geeignet sind.
Ziel der Erfindung
Es ist Ziel der Erfindung, eine. Vorrichtung zu finden, die es unter Vermeidung der vorgenannten ITachteile ermöglicht, Plastschweißgeräte so zu steuern und zu regeln, daß die Schweißung im optimalen Schweißtemperaturbereich durchgeführt und so hohe Schweißnahtwertigkeiten garantiert werden können.
Wesen der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln voh Plastschweißgeräten zu entwickeln, wobei vom tatsächlichen Zustand des aufgeschmolzenen Plastwerkstoffs ausgegangen . werden soll. .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß .mit einem Plastschweißgerät ein Ultraschall-Sendekopf und ein Ultraschall-Empfangskopf oder auch ein kombinierter Ultraschall-Sende-Empfangskopf gekoppelt
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sind. In bekannter Weise ist zur Ermittlung der Schweißparameter ein Gerät zur Messung der Schallgeschwindigkeit bzw. Schallaufzeit vorgesehen und über eine Vergleichsschaltung und einen A/D-Wandler ist ein Mikrorechner zur Korrektur der Schweißparameter mit dem Plastschweißgerät verbunden.
Ausführungsbeispiel
Die' Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden» Dabei zeigen
Pig. 1 Plastschweißgerät in Ausführung mit getrenntem Ultraschall-Sende- und Ultraschall-Empfangskopf
Fig. 2 Plastschweißgerät in Ausführung mit kombiniertem Ultraschall-Sende- .und Ultraschall-Empfangskopf
Fig. 3 Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Das Plastschweißgerät 1 ist mit einem Ultraschall— Sendekopf 2 und einem Ultraschall-Empfangskopf gekoppelt. Es besteht auch die Möglichkeit, einen kombinierten Ultraschall-Sende-Empfangskopf 4 einzusetzen. Zur Ermittlung der Schweißparameter ist ein Gerät 5 zur Messung der Sehallgeschwindigkeit bzw, der Schallaufzeit vorgesehen. Desweiteren ist eine Vergleichsschaltung 6 zur Ermittlung der Differenz zwischen den Meßwerten mit optimierten bzw. vorgegebenen Programmen zur Regelung der Schweiß-
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parameter angeordnet. Zur weiteren Auswertung der Meßwerte ist nach der Vergleichsschaltung 6 über einem A/D-Wandler 7 ein Mikrorechner 8 angeschlossen, welcher die eventuell zu korrigierenden Schweißparameter an das mit einem Ultraschall-Sende- und -Empfangskopf oder einem kombinierten Ultraschall-Sende-Empfangskopf gekoppelte Plastschweißgerät weitergibt.
Anhand vorhandener P, v, -Diagramme bzw» zu messender Werte lassen sich die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit bzw.-lauf ze it von der Temperatur der Schmelze und damit von ihrer Viskosität für einen bestimmten Plastwerkstoff ermitteln» In Vorversuchen wird die Abhängigkeit der Schweißnaht-Wertigkeit von der Viskosität der Schmelze optimiert. An ein fahrbares Plastschweißgerät 1 , mit dem z.B. Plattenmaterial mit Hilfe von vorplastiziertem Zusatzwerkstoff in großen. Längen verbunden wird, soll ein Ultraschall-Sendekopf 2 angebracht werden, der die Ultraschallimpulse in den plastischen Schweißnahtbereich 9 einleitet. Diese durchdringen die Schmelze 9 und werden vom Ultraschall-Empfangskopf 3 nach einer gewissen Laufzeit aufgenommen. Besteht, nicht die Möglichkeit des Positionierens eines gesonderten Ultraschall-Empfangskopfes 3 > kann die Laufzeit über das Rückwandecho"mit einem kombinierten Ultraschall-Sende-Empfangskopf 4 erfolgen. Die Laufzeit des Ultraschall-Impulses wird als Maß der Viskosität in der Schweißnaht einer Vergleichsschaltung 6 zugeführt. In dieser Schaltung wird der Meßwert
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mit dem optimierten Wert verglichen. Treten Differenzen auf, werden diese über einen A/D-Wandler 7 einem Mikrorechner 8 zugeführt, der über entsprechende Regeleinrichtung die' Schweißgeschwindigkeit und/oder die -temperatur des vorplastizierten Zusatzwerkstoffes und der vorgewärmten Sch?/elßnahtflanken verändert. Durch die sehr geringen Impulslaufzeiten kann so eine dauernde Überwachung und Optimierung des Schweißprozesses erfolgen. Dadurch wird eine gleichbleibend gute Schweißnahtqualität gewährleistet.

Claims (1)

  1. 23134
    Erfindungsanspruch
    Vorrichtung zum Steuern und Hegeln von Plastschweißgeräten, um insbesondere einen Schweißvorgang in Abhängigkeit von der Viskosität der Schmelze in der Schweißnaht zu regeln, gekennzeichne t dadurch , daß mit dem Flastschweißgerat (1) ein Ultraschall-Sendekopf (2) und ein ültraschall-Emfangskopf (3) oder ein kombinierter Ultraschall-Sende-Empfangskopf (4) gekoppelt sind und daß in bekannter Weise ein Gerät (5) zur Messung der Schallgeschwindigkeit bzw. der Schallaufzeit vorgesehen und über eine Vergele.ichsschaltung (6) und einen A/D-Wandler (7) ein Mikrorechner (8) zur Korrektur der Schweißparameter mit dem Flastschweißgerät (1) verbunden ist.
    - Hierzu zwei Blatt Zeichnungen -
DD81231346A 1981-07-01 1981-07-01 Vorrichtung zum steuern und regeln von plastschweissgeraeten DD200724A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1309551C (zh) * 2003-04-04 2007-04-11 莱斯特加工技术公司 用于搭接焊接平面的塑料材料的方法和装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1309551C (zh) * 2003-04-04 2007-04-11 莱斯特加工技术公司 用于搭接焊接平面的塑料材料的方法和装置

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