CN108883582A - 用于焊接软管的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于焊接热塑性软管(1、2)的设备、一种用于焊接的方法以及一种焊接刀。根据本发明的设备设置用于焊接热塑性软管(1、2)，其中，所述软管(1、2)置入到软管支架(100、200)中并且借助于软管夹钳被挤压。焊接刀在所述第一与所述第二软管之间之间运动，并且在此割断所述软管(1、2)。通过这种方式产生切割端部和剩余端部。所述切割端部通过一个软管支架(100)相对于另一个软管支架(200)的相对运动相互对准，并且通过所述两个软管支架(100、200)的水平运动同时焊接成连贯的软管。

Description

用于焊接软管的设备
技术领域
本发明涉及一种用于焊接热塑性软管的设备、一种用于焊接的方法以及一种焊接刀。
背景技术
US4610670A公开了一种用于在两个热塑性软管之间进行无菌连接的装置和方法。在这个方法中，两个软管的端部相互连接，两个软管的一端分别通向血袋。为此，将所述两个软管彼此平行地置入两个相互间隔开的块中，用加热的刀割断并且接合成连贯的软管。目的是，在两个软管之间产生无菌连接。
EP0208004A1公开了一种用于以无菌方式对接塑料软管区段的方法和装置。与US4610670A类似，在这里两个软管端部也接合成连贯的软管，区别在于，两个已切割的软管端部被夹紧到保持块中，通过加热装置加热并且通过所述保持块的水平移位而相互接合和焊接。
US2012/0269679A1公开了一种系统，通过该系统，多个软管(其一端部分别与一血袋连接)与多个汇入所谓的“池容器(Pooling-Container)”中的软管焊接。在所公开的方法中，单个的被加热的刀片用于切断软管并且在另一步骤中将所述软管相互焊接。
发明内容
在处理库存血时，使用高度自动化的工艺步骤。因此，必须对为此所使用的机器提出关于效率和无菌的高要求。重要步骤是将多个血袋相互连接，在该步骤中相互焊接由各个袋子处引导离开的各个软管。在血库中，每天对数百个血袋进行超过2000次焊接操作，以连接各个库存血，以便例如由供体血液制造血小板浓缩物。因此，必须能够在尽可能短的时间内以始终如一的高质量进行尽可能多的焊接操作。在这种情况下应该产生无菌连接。本发明的任务在于，提供一种用于焊接多个热塑性软管的设备和方法，本发明具有上述优点并且避免现有技术的缺点。
本发明的另一任务在于，提供一种设备、一种方法和一种能够加热的焊接刀，其中，应当切割多个热塑性软管并且将它们的端部以始终如一的质量相互焊接。这些任务通过权利要求的特征予以解决。
在从属权利要求中给出了本发明的优选实施类型。
根据本发明的、用于焊接第一和第二软管组的热塑性软管的设备包括两个软管支架以及焊接刀，所述两个软管支架分别都具有第一和第二软管夹钳。该第一软管组的软管以在所述两个软管支架之间笔直贯穿的方式伸展，被置入到两个第一软管夹钳的通孔中并且被挤压在其中。
该第二软管组的软管同样以在所述两个软管支架之间笔直贯穿的方式伸展，被置入到两个第二软管夹钳的通孔中并且被挤压在其中。
焊接刀在第一与第二软管支架之间运动，并且设置用于在运动中割断所述第一和第二软管组的被挤压的软管，以便通过这种方式产生切割端部和剩余端部。
两个软管支架中的一个软管支架能够相对于另一个软管支架移位，以便由此使所述软管的切割端部相互对准。
此外所述两个软管支架能够在水平方向上彼此相向地或者远离彼此地移位，以便由此同时将所述第一软管组的软管的相应的切割端部与所述第二软管组的软管的相应的切割端部焊接成相应的连贯的软管。
根据本发明的设备的优点在于，通过这种方式能够利用少的工作步骤将多个热塑性软管以无菌方式焊接成连贯的软管。
根据本发明，所述两个第一软管夹钳的通孔布置在第一平面上，并且所述两个第二软管夹钳的通孔布置在第二平面上，其中，所述第一平面与所述第二平面平行并且间隔开。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述两个第一软管夹钳和所述两个第二软管夹钳具有挤压区，其中，这些挤压区沿着所述通孔伸展并且设置用于，以相对于所述第一或者所述第二平面的倾斜角度挤压置入的软管。
根据本发明，所述焊接刀能够夹紧在焊接刀支架中，并且驱动单元设置用于使所述焊接刀支架在竖直方向上运动，用以割断所述软管。在这个在竖直方向上的运动中，所述两个软管支架中的一个软管支架相对于另一个软管支架竖直地移位，用以使所述软管的切割端部对准。此外，根据本发明，通过所述焊接刀支架在所述竖直方向上的运动，所述两个软管支架在所述水平方向上彼此相向地或者远离彼此地运动或者两个软管支架同时在一个方向上运动。
在一种优选的实施方式中，所述设备具有能够在所述竖直方向上运动的平台，并且所述焊接刀支架布置在这个平台上。
根据本发明，所述焊接刀支架具有两个对置的夹紧件，所述焊接刀能够夹紧到所述夹紧件之间。优选地，所述两个夹紧件中的一个夹紧件固定地布置，并且另一个夹紧件以能够相对于固定的夹紧件运动的方式布置。
此外，在所述两个夹紧件中的一个夹紧件处设置有第一滑槽载体对。在一种实施方式中，所述夹紧件和所述第一滑槽载体对一件式地制造。替代地，所述第一滑槽载体对作为单独的部件装配在所述两个夹紧件中的一个夹紧件处。
所述滑槽载体对优选一共具有四个第一滑槽。当所述焊接刀夹紧到所述两个夹紧件之间时，这些滑槽彼此相同地并且相对于所述焊接刀的平面镜面对称地布置。
此外，设置有跟踪轮对，当所述焊接刀支架在竖直方向上运动时，所述跟踪轮对跟踪所述滑槽，并且在此，所述软管支架在所述水平方向上彼此相向地或者远离彼此地运动，或者两个软管支架同时在一个方向上运动。
根据本发明，设置有第二滑槽载体和另一跟踪轮。所述另一跟踪轮设置用于，当所述焊接刀支架在竖直方向上运动时跟踪所述第二滑槽载体。在此，所述一个夹紧件相对于固定的第二夹紧件运动，并且所述两个夹紧件之间的间距能够通过这种方式变化。
在通过所述跟踪轮跟踪该第二滑槽载体时，所述两个夹紧件之间的间距优选在三个不同的位置中变化。
在接收位置中，所述跟踪轮与所述第二滑槽载体接触，并且这导致了在所述两个夹紧件之间的间距，该间距恰好足以插入该焊接刀。
在接触位置中，如此选择所述两个夹紧件之间的间距，使得所述焊接刀被夹紧并且同时电接触。在这个位置中，所述跟踪轮不与所述第二滑槽载体接触。
在释放位置中，所述跟踪轮与所述第二滑槽载体接触，并且如此选择所述两个夹紧件之间的间距，使得所述焊接刀能够被抛出。
在一种优选的实施方式中，在所述两个夹紧件中的至少一个夹紧件处布置有压力块，所述焊接刀在所述接触位置中接触所述压力块。在一种实施方式中，这些压力块以具有弹性的方式支承在所述至少一个夹紧件处。通过具有弹性的支承，在所述接触时作用到所述焊接刀上的压力能够可变地调节。已确定，尽可能均匀的作用到所述焊接刀上的压力分布引起在该焊接刀的表面上的均匀的温度分布。尽可能均匀的分布是值得期望的，因为这改进了焊接的品质。于是确保了：将类似的热能施加到所述热塑性软管的切割端部或者剩余端部上，不管其在所述软管支架中的位置如何。
根据本发明，所述设备此外还具有变压器单元，所述变压器单元具有初级绕组和次级绕组，其中，所述次级绕组通过唯一的导体来形成。这个导体与所述两个夹紧件中的一个夹紧件、优选与所述固定的夹紧件连接。所述焊接刀在所述接触位置中闭合次级电流回路并且在其中形成主电阻元件，主要在所述主电阻元件中发生功率损耗。通过这种方式将所述焊接刀加热到期望的温度。所述焊接刀利用高交流电加热到大约300℃的温度。利用根据本发明的组件，能够实现在所述焊接刀处实现恒定的加热功率。通过根据本发明的结构，电气设备能够良好地集成到该设备的壳体中。根据本发明，所述第一和第二软管组中每个软管组分别具有相同数量的单个的软管，优选多于两个、尤其是六个软管。
根据本发明的、用于利用根据本发明的设备来焊接第一和第二软管组的多个软管的方法包括多个步骤。
首先，所述第一和第二软管组的软管平行地并且上下重叠地以笔直贯穿的方式置入到并且挤压到对置的第一软管支架和第二软管支架中。能够加热的焊接刀置入到焊接刀支架中并且加热到期望的温度。
被加热的焊接刀在所述第一与第二软管支架之间运动，其中，被挤压的软管同时被割断为切割端部和剩余端部。
所述软管的切割端部通过被加热的焊接刀熔化。
所述第一软管组的软管的切割端部对准所述第二软管组的软管的切割端部，其中，所述两个软管支架中的一个软管支架相对于另一个软管支架被移位，从而使得所述第一软管组的软管的切割端部与第二软管组的切割端部以对称的方式对置地布置，并且所述焊接刀能够被拉出。
彼此相向地移位所述两个软管支架，以便由此同时将所述第一软管组的软管的相应的切割端部与所述第二软管组的软管的相应的切割端部焊接成相应的连贯的软管。
最后，所述焊接刀从所述焊接刀支架中抛出。
在置入所述焊接刀(4)时，所述第一与第二软管支架(100、200)之间的水平间距是d1。在割断被挤压的软管时，所述间距被扩大为d4。在熔化所述切割端部时，所述间距是d2，其中，d1＜d2＜d4。在移位所述两个软管支架(100、200)中的一个软管支架时，所述间距再次被扩大为d4。在焊接时，所述间距是d3，其中，d3＜d4，并且在抛出所述焊接刀时，所述两个软管支架(100、200)之间的间距是d5，其中，d5是所有五个间距中最小的间距。
如此选择所述间距d4的大小，使得拉应力施加到所述热塑性软管处。由此使得割断变得容易。在熔化所述切割端部时，所述间距被减小为d2。通过这种方式，所述切割端部和所述剩余端部接触被加热的焊接刀，并且对应地在其横截面处熔化。在移位所述两个软管支架中的一个软管支架时，所述间距再次扩大为d4。通过将该间距扩大为d4保证，在拉出该焊接刀时在软管横截面上留下足够的熔融材料，该熔融材料供后续的焊接使用。然后，同时将所述第一软管组的软管的相应的切割端部与所述第二软管组的软管的相应的切割端部焊接成相应的连贯的软管，其中，通过将所述两个软管支架之间的间距减小为d3来接合所述端部。最后，所述焊接刀被抛出，经焊接的软管被取出。所述软管支架相互间隔开间距d5，该间距通常很小，以至于所述软管支架相互接触。
优选用在根据本方面的设备中或者在根据本发明的方法中的、根据本发明的焊接刀在其切割面中具有多个凹口。根据本发明，所述切割面用于熔化所述软管的切割端部或者剩余端部，因此，在下文中称为熔化面。
能够确定，所述凹口和尤其是所述凹口的布局和/或数量影响参照所述焊接刀表面的、竖直的以及水平的温度分布。均匀的分布是有利的，因为通过这种方式保证了所述热塑性软管的切割端部的尽可能均匀的熔化并且保证良好的焊接结果。
在一种优选的实施方式中，所述熔化面具有矩形形状，沿着所述矩形的两个较短的边设置有边缘区，所述边缘区设置用于接触变压器单元的次级侧。优选地，这种接触通过所述压力块实现，所述压力块布置在所述两个夹紧件中的一个夹紧件处。
沿着所述熔化面的边缘区布置在所述熔化面中的凹口。
根据本发明的焊接刀在所述矩形的两个较长的边之一上具有刀片，其中，所述刀片关于所述矩形的横截面具有对称的形状。这种形状是有利的，因为所述焊接刀在割断所述软管时由此产生非常直的剖面。
在一种实施方式中，所述焊接刀通过具有双倍宽度的小叶片对半纵向折叠而产生。弯曲棱边用作切割所述软管的刀片，该小叶片的两半沿着所述弯曲棱边挂连。通过这种方式产生对称的、成圆形的刀片。
作为折叠的替代方案，所述焊接刀通过压印(Stanz)来制造，该焊接刀的刀片通过压印来制造。沿着该小叶片的纵向侧进行所述压印，其中，沿着所述纵向侧压入期望的刀片形状。通过这种设计，以合理的方式实现不是过于锋利而是成圆形的、尤其是均匀的并且朝向两侧对称的切割棱边。
根据本发明的焊接刀储存在盒子中，该盒子优选能够作为整体来替换。
附图说明
下面，根据实施例结合附图更详细地阐述本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的设备在斜上方视角中具有工作台和桌腿的透视图，
图1A示出具有闭合的软管支架和置入的软管的根据本发明的设备的俯视透视图，
图2示出根据本发明的设备的仰视图，
图3示出具有打开的软管支架的根据本发明的设备的一部分的透视图，
图4示出根据本发明的设备的剖面图，其中，所述焊接刀支架处在能够接收焊接刀的位置(“刀片进给位置”)中，
图4A示出在“刀片接收位置”中的根据本发明的设备，其中，移除一些部件，从而使得能够看到焊接刀供给件和所述焊接刀支架中的一个焊接刀支架，
图4B示出当所述焊接刀导入到所述焊接刀夹具中时图4A中的局部示意图，
图5示出在一位置中的根据本发明的设备的剖面图，在所述位置中，所述焊接刀置入到所述焊接刀夹具中并且电接触(“预切割位置”)，
图6示出在一位置中的根据本发明的设备的剖面图，在所述位置中，所述第一和第二软管支架这样相互间隔开地布置，使得置入的软管被拉伸(“拉伸位置”)，
图7示出在一位置中的根据本发明的设备的剖面图，在所述位置中，所述软管被所述焊接刀割断，所述第一和第二软管支架在竖直方向上相对于彼此移位，并且所述软管相互对准(“切割位置”)，
图8示出具有置入的软管的实施方式的另一剖面图，其中，所述第一和第二软管支架在竖直方向上相对于彼此移位，并且待焊接的软管端部相互对准并且接合(“按压位置”)，并且所述焊接刀不再位于所述软管支架之间，
图9示出在一位置中的根据本发明的设备的剖面图，在所述位置中，所述焊接刀被抛出(“抛出位置”)，
图10A示出焊接刀的一种优选的实施方式，
图11示出沿着在所述焊接刀处的第一、第二和第三线竖直的和水平的温度分布。
在不同的附图中，同一部件具有同一附图标记。多次出现的同类型的部件中分别只有一个部件具有附图标记。
具体实施方式
图1示出该实施例的根据本发明的设备的俯视透视图，该设备构建在工作台700上或者处。所述工作台放在四个桌腿701上。所述设备具有两个软管支架100、200，软管置入到所述软管支架中，其中，第一软管组1的软管在第一平面上伸展，第二软管组2的软管在该第一平面上方的第二平面上伸展。所述两个软管支架100、200附加地具有夹紧杆10、20。
在图1A中，通过工作台700的为此目的而制造的剖口702能够看到其中储存有焊接刀的盒子500和供给到焊接刀支架40处的焊接刀供给件600。焊接刀支架布置在软管支架100、200下方，从而使得它在图1和1A中不可见。焊接刀供给件600包括用于滑板60的输送滑块601和驱动器602，该驱动器例如是“DC行星齿轮刷电机(DC Planetary Gear BrushMotor)”。滑板60通过齿形皮带603与驱动器602连接。盒子500构型成使得各个焊接刀4以在纵向方向上排列的方式在盒子500中分类(在图1中不可见)。盒子500在朝向焊接刀供给件600取向的侧处敞开。弹簧元件布置在盒子中(图1中不可见)，并且将设置用于后续焊接过程的焊接刀4压入焊接刀供给件600的导轨61中。
在工作台700下方布置有平台400，焊接刀支架40(图1中不可见)装配在所述平台上。平台400和焊接刀支架40能够借助于另一驱动单元401朝向工作台700或者远离这个工作台运动(箭头Y)，也就是说，当所述工作台水平定向时，平台400和焊接刀支架40能够在竖直方向上上下运动。
在图1以及其他图中省略了通常附加地存在的壳体的图示。软管支架100、200优选地从所述壳体向上突出，从而使得不必为了置入或者取出所述软管而打开所述壳体。此外，具有切割刀储备的盒子500应该易于接近以进行替换，这借助于抽屉704实现。操作元件、例如启动按钮705同样能够设置在所述壳体处(例如参见图1、1A)。
图2示出了根据本发明的设备的仰视图，其中，能够看到平台400和该驱动单元401的更多部件，在所述平台上放置有焊接刀支架40，所述驱动单元使平台400在竖直方向上运动。该驱动单元包括三个齿轮402、403和407，其中，齿轮402通过连杆405与平台400连接。齿轮407位于齿轮402与403之间(图2中可见)。连杆405将齿轮402的圆周运动转换成平台400的沿着杆形引导件406的线性上下运动。齿轮403由马达404驱动，所述马达例如又是“DC行星齿轮刷电机(DC Planetary Gear Brush Motor)”。在图2中还能够看到用于加热焊接刀4的变压器单元90，下面还将更详细地说明该变压器单元。
图3示出具有打开的软管支架100、200的根据本发明的设备的一部分的透视图，而无置入的软管。第一和第二软管支架100、200分别都包括第一软管夹钳101、201和第二软管夹钳201、202。第一软管支架100的第一软管夹钳101和第二软管支架200的第一软管夹钳201分别都具有下部件和上部件。第一软管支架100的第二软管夹钳102和第二软管支架200的第二软管夹钳202同样分别都具有下部件和上部件。第一软管支架100的第一软管夹钳101的上部件和第二软管支架200的第一软管夹钳201的上部件同时形成第一或者第二软管支架100、200的第二软管夹钳102、202的下部件。每个软管夹钳都具有通孔11、12、21和22，第一和第二软管组的软管置入到所述通孔中。两个第一软管夹钳101、201的通孔11、21布置在第一平面上，通孔12、22布置在第二平面上。所述第一平面与所述第二平面平行并且在竖直方向上间隔开。两个第一软管夹钳101、201以及两个第二软管夹钳102、202具有第一和第二挤压区31、32，所述挤压区设置用于在割断之前挤压所述置入的软管。挤压区31、32构造为锯齿形，从而使得软管在一倾斜的角度下、尤其是25°至30°的角度下被挤压。通过这种挤压，所述软管完全闭锁，从而使得尤其是例如库存血的、包含在所述软管中的液体不再能够通过所述挤压区。
进一步地，在图3中能够看到具有第一夹紧件43的焊接刀支架40，该第一夹紧件与第二夹紧件44对置地布置并且能够相对于这个固定的第二夹紧件沿着杆形引导件520运动。两个夹紧件分别具有弯成角度的夹紧臂434、441对，其中，焊接刀4保持在这些夹紧臂的向上突起的区段之间。为了将第一夹紧件43压靠到第二夹紧件44处，使用第一弹簧51。
在夹紧件44处固定有滑槽载体41对，在所述滑槽载体处在两侧成形有突起的区段，进而总共成形有四个第一滑槽411。替代地，夹紧件44和滑槽载体41对一件式地构造。当这个焊接刀夹紧在夹紧件43、44之间时，滑槽411彼此相同地并且相对于焊接刀4的平面镜面对称地布置。进一步地，在图3中后方的滑槽载体41中存在缝隙42，该缝隙用于将焊接刀4插入到两个夹紧件43、44之间(图3中不可见)。
图3中也示出了用于焊接刀4的加热装置的其他部件，所述其他部件包括已经提到的变压器单元90。围绕这个单元的空心柱形铁氧体磁芯(Ferritkern)，以分布在该铁氧体磁芯的外周上的方式缠绕有通过多圈的、例如5-15圈的铜线形成的初级绕组，其中，各圈基本上在该铁氧体磁芯的轴向方向上并且穿过这个铁氧体磁芯延伸。相反，所述次级绕组仅由单个导体形成，该导体笔直地延伸穿过所述铁氧体磁芯，并且在端侧分别与夹紧件44的夹紧臂441的下部区段旋拧(螺栓901)。夹紧臂441是导电的并且形成次级回路的部件，一旦这个焊接刀夹紧在第一夹紧件43与第二夹紧件44之间并且与夹紧臂441接触，该次级回路就被同样导电的焊接刀4闭合。由于焊接刀4具有比形成所述次级绕组的笔直的导体和两个夹紧臂441明显更小的横截面和更高的比电阻，因此其电阻比较高，从而使得该次级回路的电功率损耗中的大部分发生在该焊接刀中。此外，通过仅具有一个线圈的变压器单元90的转化比在所述次级回路中产生高次级电流，从而使得所述焊接刀非常有效并且快速地在3至4秒内加热到大约300℃的期望的温度。在这种情况下，能够达到超过100A的电流。
图4示出根据本发明的设备的剖面图，其中，平台400、进而焊接刀支架40都处在所谓的“刀片进给位置(blade feed position)”中，该平台能够在箭头Y的竖直方向上朝向工作台700运动。在这个位置中，焊接刀支架40所在的高度使得焊接刀4能够通过缝隙42插进两个夹紧件43、44之间。为此，两个夹紧件43、44相互略微间隔开。通过借助于跟踪轮52跟踪在第二滑槽载体45处的第二滑槽451，克服弹簧51的作用来调节两个夹紧件43、44相互之间的间距。在所述“刀片进给位置(blade feed position)”中，在第二滑槽451处的跟踪轮52处在接收位置(B)中，在所述接收位置中，两个夹紧件43、44恰好具有为插入焊接刀40而所需的间距。
两个软管支架100、200分别以能够移位的方式装配在工作台700中，并且因此不仅仅相对于彼此、还共同在相同的方向运动。通过第二弹簧，所述两个软管支架相互预紧。对应的第二弹簧在图4中用203、203’来标记。进一步地，在软管支架100、200处分别支承有跟踪轮53对。由此一共有四个跟踪轮53，当这些滑槽载体例如在图4所示的“刀片进给位置(blade feed position)”中接合到两个软管支架100、200之间时，所述四个跟踪轮与已提到的在滑槽载体41处的四个第一滑槽411配合。通过跟踪四个第一滑槽411来调节两个软管支架100、200之间的间距d1。在图4所示的“刀片进给位置(blade feed position)”中，第一和第二软管支架100、200彼此间隔开间距d1。由于四个第一滑槽411彼此相同地并且相对于焊接刀4的平面镜面对称地构造，并且两个软管支架100、200能够在相同方向上共同移位，因此软管支架100、200始终如此相对于焊接刀支架40相互对准，使得所述焊接刀准确地位于两个软管支架100、200之间的中心。由此补偿承载焊接刀支架40的平台400与工作台700之间的可能的公差，软管支架100、200装配在所述工作台上。
图4A示出根据本发明的设备的一部分。示出了两个软管支架中的一个软管支架100，该软管支架具有夹紧杆10并且布置在工作台700处。在图4A中省略了该设备的另一半，所述另一半包括第二软管支架200和第二夹紧件44。由此，具有第一夹紧件43的焊接刀支架40部分可见。如图4所示，焊接刀支架40处在所述“刀片进给位置(blade feed position)”中。第一和第二软管组1、2的软管应该在这个位置中已经置入到所述设备中，其中，在图4中同样省略了所述软管。焊接刀供给件600包括滑板60，该滑板与滑块601一起沿着导轨61运动并且借助于另一驱动器602来驱动(参见图1A)。滑板60为了将焊接刀4导入焊接刀支架40中而在箭头X方向上运动，并且在此携动焊接刀4。每个焊接过程引入新的焊接刀，从而使得每个焊接刀4只使用一次。在盒子500中储存有较大数量的焊接刀4。这样构型盒子500，使得在每个焊接过程中分别将焊接刀4向前移位到导轨61的区域中，从而使得该焊接刀能够通过滑板60抓住并且移位到焊接刀支架40中。同样在图4A中能够看到温度传感器902，利用该温度传感器检测并且控制该焊接刀的温度。
图4B示出图4A中的部分示意图，其中，焊接刀4插入到焊接刀支架40中，另一焊接刀4’已经预先定位用于随后的焊接过程。在焊接刀支架40中，在半月形的轨道55上引导焊接刀4。为了将焊接刀4完全引入，滑板60自身接合到焊接刀支架40中一段距离。因此，在能够实施其他步骤之前——其他步骤包括从所述“刀片进给位置(blade feed position)”中竖直地移位焊接刀支架40，滑板60必须在掉转其运动方向的情况下首先再次从焊接刀支架40的区域中驶出。图4B示出已经再次驶回一段距离的滑板60。
图4B示出在一种优选的实施方式中的焊接刀4。边缘区域4”和4”’沿着矩形的两个较短的边伸展，在置入的状态下，这些边缘区域4”和4”’通过第一和第二夹紧件43、44接触(不可见)。为了实现良好的电接触，夹紧件44在夹紧臂441的突起的区段的内侧处为此具有伸出的接触点、优选以具有弹性的压力块的形式的接触点。在所述边缘区域附近，焊接刀4具有凹口48，所述凹口构型为沿着两个短矩形边的孔。焊接刀4点状地沿着其下矩形边放置在半月形的轨道55上。
图5示出根据本发明的设备的剖面图，其中，平台400处在所谓的“预切割位置(pre-cut position)”中，焊接刀支架40借助于该平台在箭头Y的竖直方向上运动。与根据图4的“刀片进给位置(blade feed position)”相比并且由此出发，平台400向上移位一段距离。在这个位置中，现在跟踪轮52位于第二滑槽载体45上方，脱离第二滑槽451并且处在所谓的接触位置(A)中。在这个位置中，两个夹紧件43、44不再通过第二滑槽451而相互间隔开地保持，而是现在能够将焊接刀4夹紧在他们之间，其中，同样电接触该焊接刀。在这个位置中，也电加热焊接刀4。
图6示出根据本发明的设备的剖面图，其中，平台400处在所谓的“拉伸位置(stretch position)”中，焊接刀支架40借助于该平台在箭头Y的竖直方向上运动。与图4和图5相比，平台400进一步地在工作台700的方向上运动，并且跟踪轮53现在在第一滑槽411处位于第一位置中，在该位置中两个软管支架100、200的间距采用最大值d4。第一和第二软管组1、2的软管由此被拉伸。如此构造布置在滑槽载体41处的第一滑槽411，使得在随后平台400在工作台700的方向上继续运动时，这个间距d4保持不变，在该继续运动期间切割刀4割断所述软管。由此，所述软管在拉伸状态下被割断。
图7示出根据本发明的设备的剖面图，其中，平台400处在所谓的“切割位置(cutposition)”中，在所述位置中，第一和第二软管组1、2的软管已割断。
该第一软管组的软管的切割端部1’在割断所述软管之后必须立刻在高度上对准该第二软管组的软管的切割端部2’。为此，第二软管支架200在竖直方向上能够移位并且借助于第三弹簧80向上预紧。然而，在目前所说明的位置中，第二软管支架200的这种运动通过止挡面720在锁止器72处的接合而受到阻挡，该锁止器在工作台700中在水平方向上能够移位并且被第四弹簧71抵靠所述第二软管支架预紧。通过抽回止挡面720对第二软管支架200的解锁通过将安装在平台400处的锥体47接合到在锁止器72的下侧上的空心锥体70来实现，该空心锥体与这个锥体47偏心地布置。第四弹簧71再次被压缩。如在图6中已经能够看出的那样，在所述“拉伸位置(stretch position)”中，锥体47已经开始插入到空心锥体70中。锥体47和空心锥体70如此相互协调，使得一旦两个软管组1、2的软管完全被割断，就在平台400在竖直方向上运动时解开对第二软管支架200的锁定。在解开该锁定之后，第三弹簧80向上挤压第二软管支架200。
如图7所示，在所述“切割位置(cut position)”中，锥体47完全接合空心锥体70中，并且解开了对第二软管支架200的锁定，从而使得这个第二软管支架200能够被第三弹簧80向上挤压。由此，该第一软管组的软管的切割端部1’在高度上对准该第二软管组的软管的切割端部2’。焊接刀4还处在所述软管之间。
在所述“切割位置(cut position)”中，平台400达到了其最大高度。第二滑槽451的跟踪轮52仍然远在这个第二滑槽451上方处在接触位置(A)中，从而使得焊接刀4夹紧在夹紧件43、44之间并且能够被加热。通过跟踪轮53，在第一滑槽411处，软管支架100、200之间的间距调节为间距d2，该间距d2的尺寸使得切割端部1’和2’以及剩余端部1”、2”被压到热的焊接刀4处，由此被熔化。
然后，焊接刀4从被切割的软管的区域中驶出。这通过下述方式实现：平台400、进而焊接刀支架40现在向下运动。其运动方向的掉转在驱动器401的马达404的旋转方向不掉转的情况下自动通过连杆405实现。在此，在第一滑槽411处的跟踪轮53首先再次通过其在所述“拉伸位置(stretch position)”中已经驶过的区域，在此期间两个软管支架100、200之间的间距具有较大的值d4。具有已熔化的端部的软管由此以略微远离焊接刀4的方式运动，这便于其驶出。此外，通过所述驶出不输送走位于已熔化的端部处的熔融材料，该熔融材料供接下来的焊接使用。
当平台400再次向下运动时，在第一滑槽411处的跟踪轮53再次进入其在所述“预切割位置(pre-cut position)”中已经驶过的区域，在此期间两个软管支架100、200之间的间距具有较小的值d3。由此，该第一软管组的相应的切割端部1’与该第二软管组的相应的切割端部2’接触并且焊接成连贯的软管。图8示出这个所谓的“按压位置(pressposition)”。在图8的“按压位置(press position)”中，平台400停住，从而使得接合的软管以及剩余端部1”、2”在冷却之后能够从所述设备中移除。
图9示出根据本发明的设备的剖面图，其具有在所述“抛出位置(ejectposition)”中的平台400和焊接刀支架40。在所述“抛出位置(eject position)”中，平台400处在其最低位置中。被焊接的软管和所述剩余端部已经从软管支架100、200中移除。如已经参考图4所提到的那样，两个夹紧件43、44之间的间距通过借助于跟踪轮52跟踪第二滑槽451来调节。如果焊接刀支架40处在所述“抛出位置(eject position)”中，则第二滑槽451的跟踪轮52处在释放位置(C)中。第一夹紧件43再次克服第一弹簧51(图9中不可见)的作用相对于第二夹紧件44如此运动，使得两个夹紧件43、44之间的间隙宽度打开到最大距离。然后，焊接刀4被释放并且能够从焊接刀支架40中向下掉出到清理盒子(图9中不可见)中。
在从根据图8的“按压位置(press position)”过渡到根据图9的“抛出位置(ejectposition)”中时，第二软管支架200从其向上移位的位置中移回到其初始位置中，该初始位置与第一软管支架100处在相同高度上。同时，使第三弹簧80受力。这通过具有拉杆81的复位机构800实现，该拉杆与第二软管支架200耦合。在向下移动时，平台400与拉杆81的止挡部82接触，并且将这个拉杆同时向下拉动。在此，锥体47也脱离空心锥体70，从而使得止挡面720像之前一样接合(einrasten)到第二软管支架200中。所述第二软管支架处在其初始位置中，该初始位置与第一软管支架100处在相同高度上。
最后，在向下移动到所述“抛出位置(eject position)”中时，跟踪轮53同样脱离在滑槽载体41处的第一滑槽411。两个软管支架100、200之间的间距在此一直减小，直到软管支架100、200相互接触。
图10示出以矩形形式的焊接刀4的一种优选的实施方式，该焊接刀具有凹口48，所述凹口分别沿着两个较短的矩形边的边缘区域4”、4”’排成一排。焊接刀4优选通过双倍宽度的小叶片的对半折叠而产生。弯曲棱边用作切割所述软管的刀片50，该小叶片的两半沿着所述弯曲棱边挂连。作为所述折叠的替代方案，焊接刀4通过冲压来制造，该焊接刀的刀片50通过压印来制造。通过这种设计，以合理的方式实现不是过于锋利而是成圆形的、然而尤其是均匀的并且朝向两侧对称的切割棱边。后者是重要的，以便所述切割刀在割断所述软管时不朝向一侧偏转，如例如在不对称地磨削的棱边中会发生的情况那样。
切割所述软管的刀片50沿着两个较长的矩形边中的一个矩形边伸展。
焊接刀4具有例如60-80mm之间的长度、尤其是70mm的长度，15-20mm之间的宽度、尤其是17mm的宽度，和0.2-0.5mm的厚度、尤其是0.3mm的厚度。熔化面49的尺寸主要取决于所述软管的直径和待焊接的软管的数量。
用于焊接刀4的材料例如是铬/镍钢。
对于高品质的焊接结果而言重要的是，在该焊接刀的表面上的水平的以及竖直的温度分布。已确定，凹口沿着边缘区域4”、4”’的布置导致更均匀的竖直的热量分布。该焊接刀的期望的温度大约是300℃。
图11示出焊接刀56的另一种实施方式。在这里，每个边缘区58、58’都分别布置有六个、优选圆形的的凹口57。这个凹口的数量以及几何形状不限于所示出的数量和圆形形状。
接片宽度与缝隙宽度或者直径的比例在所示实施方式中是60％。下图示出了具有沿着三个虚线59’、59”、59”’的水平温度分布的测量记录。从所述测量记录中同样能够读出竖直的温度分布。在一高度上选择线59’、59”、59”’，所述软管随后在所述高度上在根据本发明的设备中被割断。
所述记录基于利用热成像相机的记录。在这个记录中，示出沿着线59’、59”、59”’的水平的温度分布。轮廓“线3”对应于沿着线59’的测量。轮廓“线1”对应于沿着线59”的测量，轮廓“线2”对应于沿着线59”’的测量。在y轴线上给出的像素值对应于沿着线59’、59”、59”’的水平长度单位。
为了测量该温度分布，焊接刀56夹入焊接刀支架40中，该焊接刀支架包括第一和第二夹紧件43、44并且被涂黑用于所述测量。所述焊接刀闭合该变压器单元的次级电流回路，并且由于其高电阻值而被加热到大约300℃的额定温度。能够确定，在3-4秒内达到最佳的温度分布(300℃+/-5℃)。此外，在进行测试时能够发现，该焊接刀通过所述两个夹紧件的接触对所述竖直的温度分布具有影响。沿着两个边缘区对称地分布该夹紧力已经证明对于所述竖直的温度分布是重要的。在这方面的一种可能性是，将优选具有弹性的压力块布置在所述两个夹紧件中的至少一个夹紧件上。借助于这些压力块实现对称的接触，其方式是，将所有压力块的压力调节到大约相同的值。
附图标记列表
1 第一软管组的软管
1’ 第一软管组的软管的切割端部
1” 第一软管组的软管的剩余端部
2 第二软管组的软管
2’ 第二软管组的软管的切割端部
2” 第二软管组的软管的剩余端部
100 第一软管支架
101 第一软管支架的第一软管夹钳
102 第一软管支架的第二软管夹钳
51 第一弹簧
11 穿过第二软管支架的第一软管夹钳的通孔
12 穿过第一软管支架的第二软管夹钳的通孔
200 第二软管支架
201 第二软管支架的第一软管夹钳
202 第二软管支架的第二软管夹钳
203、203’ 第二弹簧
21 穿过第二软管支架的第一软管夹钳的通孔
22 穿过第二软管支架的第二软管夹钳的通孔
31 第一挤压区
32 第二挤压区
4 焊接刀
4’ 另外的焊接刀
4”、4”’ 边缘区域
40 焊接刀夹具
41 滑槽载体对
42 缝隙
43 第一夹紧件
44 第二夹紧件
45 第二滑槽载体
47 椎体
48 凹口
49 熔化面
50 刀片
51 第一弹簧
52 第二滑槽的跟踪轮
53 第一滑槽的跟踪轮对
55 半月形轨道
56 焊接刀
57 圆形凹口
58、58’ 边缘区
59’、59”、59”’ 三个虚线
400 用于定位该焊接刀夹具的平台
401 用于所述平台的驱动器
402、403、407 齿轮
404 马达
405 连杆
406 杆形引导件
411 四个第一滑槽
431、441 弯成角度的夹紧臂
451 第二滑槽
500 具有焊接刀的盒子
520 杆形引导件
600 焊接刀引导件
60 滑板
61 导轨
601 滑块
602 用于焊接刀引导件的驱动器
603 齿形皮带
700 工作台
70 空心椎体
71 第四弹簧
72 锁止器
720 止挡面
701 四个桌腿
702 切口
704 抽屉
705 启动按钮
10、20 夹紧杆
800 回位机构
80 第三弹簧
81 拉杆
82 止挡部
90 变压器单元
901 螺栓
902 温度传感器
接触位置(A)
接收位置(B)
释放位置(C)

Claims (22)

1.用于焊接第一和第二软管组(1、2)的热塑性软管的设备，其包括两个软管支架(100、200)以及焊接刀(4)，所述两个软管支架分别具有第一软管夹钳(101、201)和第二软管夹钳(102、202)，
其中，所述第一软管组(1)的软管能够以在所述两个软管支架(100、200)之间笔直贯穿的方式置入到两个第一软管夹钳(101、201)的通孔(11、21)中并且在其中被挤压，
其中，所述第二软管组(2)的软管能够以在所述两个软管支架(100、200)之间笔直贯穿的方式置入到两个第二软管夹钳(102、202)的通孔(12、22)中并且在其中被挤压，
其中，所述焊接刀(4)能够在第一与第二软管支架(100、200)之间运动，并且设置用于在此在运动中割断所述第一和第二软管组(1、2)的被挤压的软管，以便通过这种方式产生切割端部(1’、2’)和剩余端部(1”、2”)，
其中，所述两个软管支架中的一个软管支架(100、200)能够相对于另一个软管支架(100、200)移位，以便由此使所述软管的切割端部(1’、2’)相互对准，并且
其中，所述两个软管支架(100、200)能够在水平方向上彼此相向地或者远离彼此地移位，以便由此同时将所述第一软管组(1)的软管的相应的切割端部(1’)与所述第二软管组(2)的软管的相应的切割端部(2’)焊接成相应的连贯的软管。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述两个第一软管夹钳(101、201)的通孔(11、21)布置在第一平面上，并且所述两个第二软管夹钳(102、202)的通孔(12、22)布置在第二平面上，其中，所述第一平面与所述第二平面平行并且间隔开。
3.根据权利要求1或者2所述的设备，其特征在于，所述两个第一软管夹钳(101、201)和所述两个第二软管夹钳(102、202)具有挤压区(31、32)，其中，这些挤压区(31、32)沿着所述通孔(11、21、12、22)伸展并且设置用于，以相对于所述第一或者所述第二平面的倾斜角度挤压置入的软管。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述焊接刀(4)能够夹紧在焊接刀支架(40)中，并且驱动单元(401)设置用于使所述焊接刀支架(40)在竖直方向上运动，用以割断所述软管，并且在此所述两个软管支架中的一个软管支架(100、200)能够相对于另一个软管支架(100、200)竖直地移位，用以使所述软管的切割端部(1’、2’)相互对准。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，通过所述焊接刀支架(40)在所述竖直方向上的运动，所述两个软管支架(100、200)此外能够在所述水平方向上彼此相向地或者远离彼此地运动或者两个软管支架(100、200)能够同时在一个方向上运动。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备具有能够在所述竖直方向上运动的平台(400)，并且所述焊接刀支架(40)布置在这个平台(400)上。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述焊接刀支架(40)具有两个对置的夹紧件(43、44)，所述焊接刀(4)能够夹紧到所述夹紧件之间，优选地，所述两个夹紧件中的一个夹紧件固定地布置，并且另一个夹紧件以能够相对于固定的夹紧件运动的方式布置。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述两个夹紧件(43、44)中的至少一个夹紧件处设置有第一滑槽载体(41)对，并且所述滑槽载体(41)对优选一共具有四个第一滑槽(411)，其中，当所述焊接刀(4)夹紧到所述两个夹紧件之间时，这些滑槽(411)彼此相同地并且相对于所述焊接刀(4)的平面镜面对称地布置。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，跟踪轮对(53)设置用于，当所述焊接刀支架(40)在竖直方向上运动时跟踪所述滑槽(411)，并且在此，所述两个软管支架(100、200)能够在所述水平方向上彼此相向地或者远离彼此地运动，或者两个软管支架(100、200)能够同时在一个方向上运动。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，设置有第二滑槽载体(45)和另一跟踪轮(52)，其中，所述另一跟踪轮(52)设置用于，当所述焊接刀支架(40)在竖直方向上运动时跟踪所述第二滑槽载体(45)，以便在此使所述一夹紧件(43)能够相对于固定的第二夹紧件(44)运动并且所述两个夹紧件(43、44)之间的间距能够通过这种方式变化。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，通过所述另一跟踪轮(52)跟踪所述第二滑槽载体(45)，其中，实现了三个不同的位置，即第一接触位置(A)、第二位置(C)和接收位置(B)，在所述第一接触位置中如此选择所述两个夹紧件之间的间距，使得所述焊接刀(4)被夹紧并且同时电接触；在所述第二位置中如此选择所述两个夹紧件(43、44)之间的间距，使得所述焊接刀能够被抛出；在所述接收位置中如此选择所述两个夹紧件(43、44)之间的间距，使得所述焊接刀能够被插入到所述两个夹紧件(43、44)之间。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，在所述两个夹紧件(43、44)中的至少一个夹紧件处布置有压力块，所述焊接刀(4)在所述接触位置(A)中接触所述压力块，其中，这些压力块以具有弹性的方式支承在所述至少一个夹紧件(43、44)处。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备此外还具有变压器单元(90)，所述变压器单元具有初级绕组和次级绕组，其中，所述次级绕组通过唯一的导体来形成，并且这个导体与所述两个夹紧件(43、44)中的一个夹紧件、优选与所述固定的夹紧件(44)连接，其中，所述焊接刀(4)在所述接触位置(A)中闭合次级电流回路并且通过这种方式加热到期望的温度。
14.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一和和第二软管组(1、2)中每个软管组(1、2)分别具有相同数量的单个的软管，优选多于两个、尤其是六个软管。
15.用于利用根据权利要求1至14中任一项所述的设备焊接第一和第二软管组(1、2)的多个软管的方法，其中，在一步骤中，所述第一和第二软管组的软管平行地并且上下重叠地以笔直贯穿的方式置入到并且挤压到对置的第一软管支架(100)和第二软管支架(200)中，并且能够加热的焊接刀(4)置入到焊接刀支架(4)中并且加热到期望的温度，
被加热的焊接刀(4)在所述第一与第二软管支架(100、200)之间运动，并且在此，被挤压的软管同时被割断为切割端部(1’、2’)和剩余端部(1”、2”)，
所述软管的切割端部(1’、2’)通过被加热的焊接刀(4)熔化，
所述第一软管组(1)的软管的切割端部(1’)对准所述第二软管组(2)的软管的切割端部(2’)，其中，所述两个软管支架中的一个软管支架(100、200)相对于另一个软管支架(100、200)被移位，从而使得所述第一软管组(1)的软管的切割端部(1’)与第二软管组(2)的切割端部(2’)以对称的方式对置地布置，
彼此相向地移位所述两个软管支架(100、200)，以便由此同时将所述第一软管组(1)的软管的相应的切割端部(1’)与所述第二软管组(2)的软管的相应的切割端部(2’)焊接成相应的连贯的软管，
所述焊接刀(4)从所述焊接刀支架(40)中抛出。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在置入所述焊接刀(4)时在所述第一与第二软管支架(100、200)之间的水平间距是d1，在割断被挤压的软管时所述间距被扩大为d4，在所述切割端部熔化时所述间距是d2，其中，d1＜d2＜d4，在移位所述两个软管支架(100、200)中的一个软管支架时，所述间距再次被扩大为d4，在焊接时所述间距是d3，其中，d3＜d4，并且在抛出所述切割端部(1’、2’)的焊接刀时所述两个软管支架(100、200)之间的间距是d5，其中，d5是所有五个间距(d1、d2、d3、d4)中最小的间距。
17.焊接刀，其特征在于，所述焊接刀(4)在其熔化面(49)中具有多个凹口(48)。
18.根据权利要求17所述的焊接刀，其特征在于，所述熔化面(49)具有矩形形状，并且沿着所述矩形(4’、4”)的两个较短的边设置有边缘区，所述边缘区设置用于接触变压器单元(90)的次级侧(92)。
19.根据权利要求18所述的焊接刀，其特征在于，沿着所述熔化面(49)的边缘区布置所述凹口(48)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的焊接刀，其特征在于，所述焊接刀(4)在所述矩形的两个较长的边之一上具有刀片(50)，其中，所述刀片(50)关于所述矩形的横截面具有对称的形状。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的焊接刀，其特征在于，所述刀片(50)通过由小叶片的对半的纵向折叠而产生的弯曲棱边来构造，或者沿着所述小叶片的纵向侧来压印所述刀片(50)。
22.盒子，其包括多个根据权利要求17至21的焊接刀，其中，所述盒子优选能够作为整体来替换。
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