RRS – Rotations-Reib-Schweißen

Rotations-Reib-Schweißen
Das RRS-Verfahren
KVT Bielefeld GmbH
Werkering 6 – 33609 Bielefeld
Telefon: +49 521 / 93 20 7-0
Telefax: +49 521 / 93 20 711
Email: info@kvt-bielefeld.de
Web: www.kvt-bielefeld.de
KVT Bielefeld GmbH – Auf die sichere Verbindung kommt es an !
Ein Kurzportrait
KVT Bielefeld wurde 1981 gegründet und kann heute auf über 25 Jahre Erfahrung im Bereich der Kunststoff-Schweißtechnik zurückgreifen.
Das Unternehmen ist Hersteller von Schweißmaschinen zur Verbindung aller
thermoplastischen Kunststoffe und zur Schaffung von ThermoplastMetallverbindungen.
Zum Kundenkreis gehören Unternehmen aus allen Bereichen der kunststoffverarbeitenden Industrie. Hier insbesondere aus dem Bereich der Automobilund Fahrzeugindustrie und dem Haushaltsgerätebereich, der so genannten
„weißen Ware“.
Auch die Hersteller und Zulieferer von Telekommunikations- und Elektrotechnischen Artikeln gehören ebenso zum langjährigen Kundenstamm, wie die
Produzenten von Medizintechnik.
Der Jahresumsatz beträgt ca. 5,5 Mio. Euro.
Die Exportrate am Gesamtumsatz beträgt rund 60%.
Der Export erfolgt auf alle Kontinente.
KVT Bielefeld beschäftigt in den Bereichen Vertrieb, Engineering und Service
35 Mitarbeiter, welche alle langfristig dem Unternehmen angehören.
Der Unternehmensleitsatz lautet:
„Der Kunde benötigt keine Maschinen, sondern ein Problemlösung.“
Aus diesem Leitsatz heraus, entstehen innovative, hoch produktive
Schweißmaschinen, abgestimmt auf den Bedarf der Kunden.
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Die Verfahren
EWS
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Elektromagnetisches Widerstands-Schweißen
HES
-
Heiz-Element-Schweißen
HGS
-
Heiß-Gas-Schweißen
IRS
-
Infra-Rotlicht-Schweißen
LLS
-
Laser-Licht-Schweißen
RRS
-
Rotations-Reib-Schweißen
TF
-
Ein- und Zweiphasiges Thermoformen
USS
-
Ultra-Schall-Schweißen
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Rotations-Reib-Schweißen
Das Verfahren
Das Rotations-Reibschweißverfahren gehört neben dem HeizelementSchweißen zu den am längsten praktizierten Fügeverfahren für thermoplastische Kunststoffe, bei dem – wie die Bezeichnung schon andeutet – die zu
verschweißenden Flächen durch Reibung erwärmt werden.
Zur Herstellung einer Rotations-Reibschweißverbindung
wird das aufzuschweißende Formteil in Rotation versetzt
und gleichzeitig mit seiner Fügefläche gegen das zweite,
in einer besonderen Aufnahmevorrichtung fixierte Werkstück gedrückt. Die Fügeflächen beider Teile reiben kurzfristig aneinander, bis sich durch Reibungswärme eine
verschweißbare Schmelze gebildet hat. Die Rotationsbewegung wird abrupt gestoppt und die Nahtstelle unter Fügekrafteinwirkung abgekühlt. Dabei wird im Allgemeinen kein Schweißzusatzmaterial verwendet.
Das Verfahren eignet sich vorzugsweise zur Verbindung rotationssymmetrischer Formteile und hat sich als ideale Fügetechnik bei der Produktion sogenannter Massenteile erwiesen, da die Schweißzeit mit nur wenigen hundertstel Sekunden extrem kurz sind und Schweißleistungen von 60 Stück und
mehr pro Minute erzielt werden können.
Auch das Aufschweißen von Formteilen mit kreisförmiger Kontaktfläche auf
größere Halbzeuge oder Blasformteile wird mittlerweile mit dem RotationsReib-Schweißverfahren realisiert.
Eine konstruktive Sonderlösung ist immer dann erforderlich, wenn die zu verschweißenden Werkstückhälften
nach dem Schweißen eine exakt definierte Winkelposition zueinander aufweisen müssen. Hierfür bietet das Lieferprogramm von KVT Bielefeld GmbH Maschinen mit
exakter Winkelpositionierung.
Durch eine geeignete Fügezonengeometrie können die
Werkstücke für das Rotations-Reib-Schweißverfahren optimal vorbereitet werden.
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Antriebsvarianten
In der Anfangsphase des Rotations-Reib-Schweißens wurde das Verfahren
häufig auf modifizierten Drehmaschinen praktiziert. Heute sind moderne
Schweißmaschinen auf dem Markt. Sie werden allen Ansprüchen der Anwender gerecht und bieten ein hohes Maß an Sicherheits- und Kontrollstandards.
Wegen der unterschiedlichen Anforderungen an die Antriebe von RotationsReib-Schweißmaschinen wurden von KVT Bielefeld GmbH zwei unterschiedliche Antriebssysteme entwickelt:
Pneumatischer oder elektrischer Spindelantrieb
Elektromotorisch-hydromechanischer Antrieb
Der pneumatische Spindelantrieb
Diese Antriebsart wird bei Schweißteilen eingesetzt, die keine definierte Endposition benötigen. In vielen Fällen beträgt der Reibungsweg weniger als eine volle Umdrehung. Darum sind diese Antriebe mit WinkelcodierEinrichtungen versehen, um schon nach Bruchteilen einer Umdrehung die
Antriebskraft abzuschalten.
In der Anwendung hat sich gezeigt, dass die pneumatischen Antriebe von
KVT Bielefeld GmbH den elektrischen in Dynamik und Wirtschaftlichkeit weit
überlegen sind. Beim Abschalten der Zuluft wird das gesamte Antriebsmoment des pneumatischen Antriebes in eine Bremsmoment umgewandelt –
besonders vorteilhaft für einen abrupten Stillstand der Antriebswelle, wie es
bei der Verarbeitung teilkristalliner Polymere Bedingung ist, um einwandfreie
Fügeergebnisse zu erzielen.
Die von KVT Bielefeld GmbH angebotenen pneumatischen Antriebe sind
weitgehend verschleiß- und wartungsfrei.
Auf Wunsch ist alternativ auch ein elektromotorischer Spindelantrieb lieferbar.
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Antriebsvarianten
Der elektromotorisch-hydromechanische Antrieb
Dieser Antrieb wird immer dann eingesetzt, wenn Teile exakt winkelpositioniert miteinander zu verschweißen sind. Auch bei kristallinen bzw. High-TechKunststoffen wie z.B. PP, PE, PA, PI, PEP, PBTP, die einen abrupten Bewegungsstopp zwingend erfordern, wird dieser Antrieb berücksichtigt. Das hydromechanische Drehgetriebe wird von einem Drehstrommotor entsprechender Leistung angetrieben. An seiner Abtriebswelle ist das Mitnehmerwerkzeug für das rotierende Teil an einer skalierten Klemmkupplung befestigt. Die Mitnahme erfolgt durch formschlüssige Ankopplung.
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Rotations-Reib-Schweißen
Der Schweißvorgang mit Winkelpositionierung
Beim Schweißvorgang werden die Kunststoffteile zunächst manuell in die
Werkzeuge eingesetzt. Mit vorgewählter Fügekraft (Triggerkraft) werden die
Teile über die Vorschubeinheit gegeneinandergedrückt. Nun wird nach
Überwinden der Triggerkraft der bereits mit Nenndrehzahl laufende Elektromotor über das hydromechanische Drehgetriebe an die Abtriebswelle gekoppelt. Dadurch werden eine enorme Beschleunigung und damit eine rasche Zunahme der Reibgeschwindigkeit erreicht, die ihrerseits eine extrem
schnelle Erhöhung der Temperatur an den Reibflächen bewirkt. Inder Mehrzahl der Anwendungsfälle kann die Getriebewelle bereits nach 1 bis 5 Umdrehungen vom drehenden Motor wieder abgekoppelt und auf den letzen
drei Umdrehungen des Schweißvorganges zum Stillstand gebracht werden.
Dabei läuft die Abtriebswelle auf einen „mechanischen Endanschlag“, der
die winkelgenaue Endposition vorgibt. Die exakte Winkelposition ist an den
von KVT Bielefeld GmbH lieferbaren Maschinen absolut reproduzierbar und
in ihrer Genauigkeit bisher unübertroffen.
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Fügezonengeometrie
Je nach Anwendungsfall gibt es mehrere Möglichkeiten zur Fügezonengestaltung. Einige dieser Gestaltungsmöglichkeiten sind hier aufgeführt.
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Maschinen
Rotations-Reib-Schweißmaschine
Gigant 2500 – R1-3E mit Steuerung 19SP-62
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Maschinen
Rotations-Reib-Schweißmaschine
Gigant 2500 – R1-3E horizontal mit Steuerung 19SP-62
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Rotations-Reib-Schweißen
Die Anwendungen
-
Tassen und Kännchen aus PP
-
Gewürzdosen
-
Ölnebelabscheider
-
Gießformen für optische Linsen
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Aktivkohlefilter
-
Spulen für Wickelgüter
-
Luftfilter für PKW-Motoren
-
PKW-Heizungsarmaturen
-
Elektrische Zahnbürstengehäuse
-
Deckelanbindungen für Tankgehäuse
-
Schlauchverbinder für Zentralverriegelungen
-
Vakuumspeicher
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