塑料焊接装置以及相应的塑料焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种塑料焊接装置W及一种相应的塑料焊接方法。
【背景技术】
[0002] 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，运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W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。
[0003] 运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，运类塑料焊 接装置用于生产灯，但也可W用于生产由塑料组成或含有塑料的其他部件或部件组。W类 似方式，塑料焊接装置可W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D
[0004] 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。运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。
[0005] 之后，升降台沿运个垂直轴线移回到中间位置，在此处，可W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，W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。
[0006] 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W去除第 一部件和第二部件的化合物。
[0007] 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W有效地传递到连接相应部件的部分。由于运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，运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。
[0008] 为了消除运个缺点，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。
[0009] 然而，运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。运可W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（W及因此离开使用者）运动。对工具的运种控制需要至少= 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，运会使控制总体成本太高。
[0010] 此外，已知的塑料焊接装置并不适合于用于将两个部件彼此焊接，所述两个部件 镜像对称地布置在下部工具上。已知装置的使用尤其是在具有复杂突出或底切的两个镜像 对称地布置的部件的同时焊接期间将会进一步导致至少一个部件和/或预热组件或者预 热组件中的至少一个预热装置的损坏或毁坏，因为两个工具始终在相同方向上移动。
【发明内容】
[0011] 本发明的目标因此是提供一种塑料焊接装置，通过所述塑料焊接装置，具有复杂 底切的部件同样可容易地且快速地焊接。另外，应当提供一种相应的塑料焊接方法。
[0012] W上目标通过根据独立权利要求1所述的塑料焊接装置W及根据独立权利要求 10所述的塑料焊接方法来实现。另外的优选实施方案来源于下文描述、附图W及所附权利 要求书。
[0013] 本发明塑料焊接装置包括布置在第一支撑件上的第一工具，W及布置在第二支 撑件上的第二工具，其中第一工具可通过第一驱动器相对于第一支撑件线性移到第一位 置与第二位置之间的第一方向上，同时第一假想球形坐标系的原点布置在第一位置上， 优选地布置在第一工具上，其中Z-轴线作为第一 Z-轴线延伸到第二支撑件的方向上， 并且在第二支撑件的方向上为正的第一 Z-轴线与第一方向之间的第一倾角的范围满足 0《31/2,借此第一工具处的第一部件可与第二工具处的第二部件接合。
[0014] 为了更好的理解，下文描述了操作期间的本发明优选的塑料焊接装置。对于示例 性操作，第一支撑件是升降台，并且第二支撑件是上部安装板。因此，第一工具是下部工具， 并且第二工具是上部工具。
[0015] 另外，第一部件是例如其中布置例如夹住或卡住安装零件的壳体。运个安装零件 具有一个或多个突出，在从顶侧观察第一部件时，所述突出突出超出第一部件的边缘。然 而，由于边缘属于连接部分，第二部件必须是可与其接合的。运可通过如下文将说明的本发 明优选的塑料焊接装置来实现。
[0016] 通常，第一部件首先布置在本文中同义使用的第一工具上或处，因此例如布置在 下部工具上。优选地，第一工具此处处于第一位置上。在运个第一位置上，第一工具布置在 第一支撑件上，即，特别是直接邻近第一支撑件。为简化起见，假定第二部件已布置在第二 工具中。
[0017] 现在为了使第一部件与第二部件接合，第一工具从第一位置移到第二位置上。运 优选地通过仅一个第一驱动器线性地沿第一方向进行。如上文已描述，在第一位置上，第一 工具邻近第一支撑件布置。在第二位置上，第一工具距离第一支撑件的距离大于第一位置 上的距离。第一方向由第一 Z-轴线与第一方向之间的第一倾角界定。第一假想球形坐标 系的原点布置在处于第一位置的第一工具处，其中Z-轴线作为第一 Z-轴线在上面布置了 第二工具的第二支撑件的方向上延伸。对于第一倾角，其范围为O《31/2。优选的 是，第一 Z-轴线相对于X，y-平面形成法线。另外，在假想球形坐标系中，优选地，X-轴线 作为第一 X-轴线且y-轴线作为第一 y-轴线包围出90度的角度。根据第一实施方案，第 一位置位于X，y-平面内。特别地，且假定第一球形坐标系的X，y-平面优选地平行于第一 支撑件和/或第二支撑件的表面延伸，对于第一倾角，优选地其范围为〇< U 1< /2。因此， 第一部件可W通过相对于第一支撑件沿第一方向线性地移动第一工具而与第二工具中的 第二部件接合。另外，在移动期间可实现第一工具的特定旋转角的旋转，其中所述旋转角界 定在平面上通过第一 X-轴线与第一 y-轴线形成的，第一 X-轴线与第一方向的突起之间。 可替代地，旋转角保持恒定。
[0018] 在第一工具到达第二位置并且第一部件与第二部件因此而接合之后，第一部件和 第二部件从而焊接至彼此。最终，第一工具之后移回到第一位置，W使得使用者可W将焊接 至彼此的被焊接的第一部件和第二部件的化合物从塑料焊接装置去除。
[0019] 通过本发明的塑料焊接装置，第一工具因此在空间中相对于第一支撑件对角线地 或倾斜地移动。W此方式，第一部件与第二部件的接合是可实现的，因为沿运个方向的运 动，不存在底切或底切因此被避免。本发明运种塑料焊接装置的一个优点因此还在于仅通 过一个驱动器，第一工具相对于第一支撑件的对角或横向运动是可实现的，运提供了控制 的相应简化W及因此相对常规塑料焊接装置的成本的降低。
[0020] 在优选的实施方案中，塑料焊接装置是具有预热组件或红外焊接装置的摩擦焊接 装置。优选地，此处第一支撑件和第二支撑件可相对于彼此沿第一 Z-轴线移动。再次起始 于W上初始条件，即，第一工具中的第一部件和第二部件已布置在第二工具中，W下另外的 步骤在本发明塑料焊接装置的操作期间得出结果，所述塑料焊接装置的支撑件可相对于彼 此移动。
[002