[发明专利]用于制造扁平电缆的超声波焊接和切割设备

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种扁平电缆制造设备，其中，多条电线导体彼此以给定的间隔平行排列，并由一对绝缘膜封闭。

                        背景技术

在现有技术中存在这种扁平电缆，并且公知具有如下优点：即，与单根电线导体相比，扁平电缆需要较少的空间，并且减小了单位电线导体容量的总重量。上述绝缘膜例如由聚酯基材料形成，其中，绝缘性良好的绝缘材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，被用作基体部分，该部分的一个表面涂敷有例如由热塑材料制成的粘结层。

图1示出用于制造这种扁平电缆的公知方法的示例。绝缘膜1和2的基体部分由PET等制成。粘结层为可热熔材料，厚度例如为40μm，设置在基体部分的一个表面上。绝缘膜1和2叠加在多根规则排列的电线导体3上，且粘结层彼此面对。然后，绝缘膜在热压辊4、5之间穿过，以用于热压粘结。由此粘结层熔化，导致绝缘膜1、2彼此粘合到一起。

应指出的是为了使绝缘膜正确地粘合，上述方法需要粘结层通过将热量刚好传导过其厚度而予以熔化。为了良好地粘合，粘结层必须完全熔化，这经常会导致较长的转化时间和较低的生产率。

此外，当粘结层厚度不足时，绝缘膜1和2不能够充分地粘结到电线导体3上。然而，如果粘结层较厚，绝缘膜1和2不能轻易地从电线导体3上分离。这会在回收废其电缆时产生问题。另外，形成粘结层的材料会被绝缘膜1和2污染，使回收效率低下。

为了避免这些问题，已经提出了不涂敷粘结层的绝缘膜。或者，如JP-A-Hei 9-259662中所公开的，绝缘膜的基体部分材料和粘结层(1～3μm厚)可以由相同类型的材料形成，并且通过超声波焊接予以粘合。

图2中示出了一种这样的方法。根据这种方法，制备两个绝缘膜11、12，每个绝缘膜在其一个表面上具有薄的粘结层，它们分别以围绕上部绝缘膜卷筒13和下部绝缘膜卷筒14缠绕，以使在生产过程中可以展开，并且粘结层相互重叠。在从上述的上部和下部绝缘膜卷筒13和14上展开时，绝缘膜11和12被供给到一对热辊15和16上，以备在170℃下挤压粘合。同时，多条电线导体20从相应的电线导体供应卷筒17上展开，并运送到一对间距导引件(pitch guide)18和19处，使电线导体20彼此以给定的间距平行排列。然后，导体20和该对绝缘膜11和12被同时供给到热辊15和16，从而，导体20夹在绝缘膜11和12的粘结层之间。

还提供了一个超声波焊接机21，其包括砧角(horn)22和砧座23。至少一个砧角22和砧座23包括多个表面沟槽，这些沟槽与电线导体20的通道相对应，从而至少一个砧角或砧座的表面形成了交替的突起和凹陷轮廓的横截面。砧角22和砧座23通过电线导体20的通道之间的内部区域或空间夹持绝缘膜11和12。然后，砧角22施加超声波能量，从而被砧角22和砧座23夹持的绝缘膜11、12的这些内部区域被热熔。熔化的部分通过冷却装置，例如冷空气喷嘴，而冷却并固化。

此后，绝缘膜11和12的两个纵向边缘部分被一对侧切割器24剪掉。然后，热焊接的绝缘膜11和12通过由一对连接到步进电机上的步进辊26和27所产生的间歇驱动运动而进一步前进。绝缘膜11和12穿过导引辊28，并围绕缠绕卷筒29缠绕。

根据这种扁平电缆制造方法，所焊接的绝缘膜11和12的纵向边缘部分(纵边)必须适当地加以调整，以便产生恒定的宽度。超声波焊接机21和侧切割器24也必须间隔适当，以便热焊接的绝缘膜11和12在被侧切割器24切割之前充分地冷却。

然而，上述焊接机和切割器之间的距离趋于使绝缘膜11和12在前进过程中在宽度方向上偏离，从而，宽度方向上的切割余量经常起伏不定。

此外，当两侧纵向边缘部分在切割时未充分冷却的情况下，绝缘膜11和12易于下垂。在这种情况下，实际上不可能实现扁平电缆的高速生产。

                        发明内容

因此，本发明旨在提供一种扁平电缆制造设备，其能够高度精确并以较高速度切割绝缘膜的纵向边缘部分(纵边)。

为此目的，本发明提供了一种用于扁平电缆制造的超声波焊接和切割设备，扁平电缆包括多条彼此以给定间隔平行排列的电线导体，电线导体夹在第一和第二绝缘膜之间，该设备在上游到下游的方向上具有生产流水线，并且包括：

用于赋予超声波振荡的砧角装置，其包括砧角熔化器单元和砧角切割器单元；砧角熔化器单元和砧角切割器单元沿着生产流水线从上游向下游以预定的距离依次定位；以及