[发明专利]塑料焊接装置以及相应的塑料焊接方法

说明书

一种塑料焊接装置包括第一工具和第二工具。所述第一工具布置在第一支撑件上并且所述第二工具布置在第二支撑件上。所述第一工具进一步可借助于第一驱动器相对于所述第一支撑件在第一位置与第二位置之间的第一方向上线性地移动。沿第一方向的运动由第一假想球形坐标系限定，所述第一假想球形坐标系的原点布置在所述第一工具的所述第一位置上。z‑轴线作为第一z‑轴线在所述第二支撑件的方向上延伸。所述第二支撑件的方向上为正的所述第一z‑轴线与所述第一方向之间的第一倾角的范围满足0≤υ₁≤π/2，借此所述第一工具中的第一部件可以与所述第二工具中的第二部件接合。

技术领域

本发明涉及一种塑料焊接装置以及一种相应的塑料焊接方法。

背景技术

塑料焊接装置通常包括其中布置了下部工具且其中还布置了上部工具的壳体。下部工具紧固至升降台，而上部工具刚性地安装至上部工具板。另外，这类已知的塑料焊接装置包括用于在焊接之前加热第一部件和第二部件的预热组件。一般而言，预热组件此处联接至升降台。通过升降台，下部工具可以在上部工具的方向上移动，尤其是通过摩擦焊接将下部工具中的第一部件焊接至上部工具中的第二部件。

这类塑料焊接装置用于例如汽车工业或医疗技术中。在汽车工业中，这类塑料焊接装置用于生产灯，但也可以用于生产由塑料组成或含有塑料的其他部件或部件组。以类似方式，塑料焊接装置可以用于生产医疗技术中的装置和/或部件组或者用于生产消费品。

已知的具有预热组件的塑料焊接装置的操作如下。首先，使用者将第一部件放置在下部工具上。随后，他将第二部件定位在下部工具中的第一部件上。之后，上面布置了下部工具和部件的升降台在上部工具的方向上从初始位置开始移动直到第二部件邻接上部工具为止。这种运动仅沿相对于上面布置了塑料焊接装置的地板或地面而言垂直的一个轴线发生。

之后，升降台沿这个垂直轴线移回到中间位置，在此处，可以将预热组件从中立位置布置成所述部件之间的对齐位置。在将预热组件布置在两个部件之间之后，通过升降台的一个新的垂直运动来将预热组件定位在预热位置上，以使得可在待焊接的位置处加热两个部件。在加热之后，升降台再次沿垂直轴线移到中间位置上，并且因此使预热组件回到对齐位置上。在预热组件之后移回到中立位置之后，升降台沿垂直轴线移到焊接位置上。

现在，发生了第一部件与第二部件通过摩擦焊接或通过彼此挤压预热部件的焊接。在结束焊接之后，升降台与下部工具和上面布置了第一部件和第二部件的化合物沿垂直轴线一起从焊接位置移回到初始位置。一旦升降台到达初始位置，使用者就可以去除第一部件和第二部件的化合物。

上述具有预热组件的塑料焊接装置的一个缺点在应当加热和焊接具有复杂突出或底切的部件的情况下变得明显。突出或底切会导致摩擦焊接，尤其是因为待焊接的部件相对于彼此存在非任意可变的角位置。特别地，两个部件必须放置在相应的工具中，其方式使得摩擦焊接力可以有效地传递到连接相应部件的部分。由于这并不是两个部件相对于彼此可自由确定的角位置并且工具仅沿垂直轴线具有可移动性，底切或突出结果取决于彼此有待焊接的部件。在沿垂直轴线运动期间，这些将导致至少一个部件和/或一个工具或预热组件的损坏和/或毁坏。

为了消除这个缺点，BRANSON公司在摩擦焊接领域开发了一种塑料焊接装置，所述塑料焊接装置的下部工具在升降台上在空间内尤其是沿控制线可任意移动。上部工具的运动是不可能的，因为振动焊接或摩擦焊接时会产生力，并且因此未进行设想。

然而，这种已知的塑料焊接装置不包括预热组件。另外，布置在升降台上的所有工具都同等地移动，因此在相同方向上尤其如此。这可以通过布置在升降台上的滑动台的实例来说明。虽然升降台允许沿垂直轴线运动，但滑动台允许沿x,y-平面内的轴线运动。实际上，针对其上布置的所有工具，滑动台允许相对于塑料焊接装置的开口同时向前(因此在使用者的方向上)、或向后(以及因此离开使用者)运动。对工具的这种控制需要至少三个驱动器，一个用于垂直方向并且两个用于平面运动。另外，对相应驱动器的协同控制是复杂的，这会使控制总体成本太高。