本發(fā)明涉及一種用于搭焊塑料卷材的邊緣的自動焊接機，包括可移動支撐架、用于部分地熔融塑料卷材的加熱裝置、至少兩個相對的反向旋轉的壓輥和行進輥(其中的至少一個被驅動)，和至少一個驅動裝置，該至少一個驅動裝置包括驅動電機和至少一個齒輪箱以用于驅動壓輥和行進輥。

背景技術：

所談及的該類型的自動焊接機通常為已知的，并且用于熔合由塑料材料制成的膜，例如，沿著其重疊邊緣區(qū)域。塑料卷材通過熱輸入在接縫區(qū)域進行塑化，隨后在壓力的作用下進行壓縮。

專利申請EP 1900 501A1公開了一種用于結合側向重疊密封卷材的自動焊接機。該自動焊接機包括支撐架和由支撐架支撐的加熱裝置，該支撐架可通過驅動輥進行移動，該加熱裝置用于部分地熔融待熔合的塑料卷材。塑料卷材通過壓輥和行進輥進行壓縮，該壓輥和行進輥設置于支撐架上并由驅動單元來驅動。

在實際經驗中，已示出的是，薄材料(0.1mm至1.0mm)證明是特別易于在搭焊期間在已熔合的卷材中形成波浪形。由于焊接過程的觀察受損，操作者對波浪形的形成的及時響應通常變得更困難。該觀察由于直接設置于焊接接縫上的多個系統(tǒng)部件(諸如，加熱裝置、厚壓輥和行進輥以及按壓裝置)而變得更困難。另外，壓輥和行進輥的更換(根據(jù)期望的接縫幾何形狀或跑合表面的污染程度，該更換為必要的)證實為有問題的。

技術實現(xiàn)要素：

立足于上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的是提供一種用于熔合塑料卷材的便捷自動焊接機，該自動焊接機賦予操作者良好的焊接過程觀察和對壓輥和行進輥的良好訪問性，并且其包括設計手段以增強焊接接頭的質量。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有根據(jù)權利要求1所述的特征的自動焊接機來實現(xiàn)。進一步優(yōu)選的實施例可見于其從屬權利要求中。

在根據(jù)本發(fā)明的用于搭焊塑料卷材的邊緣的自動焊接機中，由驅動單元提供的力矩和旋轉速度經由撓性軸在齒輪箱以及壓輥和/或行進輥之間進行傳輸。至少兩個壓輥和行進輥設置成彼此相對并且相對于彼此反向旋轉。

相比于剛性軸，撓性軸的特征在于，軸的一端處的旋轉軸線(例如，在齒輪箱連接部上)和軸的另一端處的旋轉軸線(例如，在壓輥和行進輥上)可相對于彼此任意地取向。撓性軸通常由多層線材組成，該多層線材在金屬或塑料保護管中圍繞著彼此螺旋地反向纏繞并且旋轉?？赡艿膫溥x材料為橡膠或塑料。撓性軸具有優(yōu)選旋轉方向，該優(yōu)選旋轉方向取決于螺旋纏繞線材的最上層。將撓性軸與其優(yōu)選旋轉方向相協(xié)調地設置于自動焊接機中。

通過經由撓性軸傳輸旋轉速度和力矩，較為龐大的驅動裝置能夠與壓輥和行進輥之間的區(qū)域(塑料卷材在此處熔合)在空間上完全分離。壓輥和行進輥周圍的區(qū)域可保持無阻礙。齒輪箱與壓輥和行進輥的旋轉軸線無須相同(像剛性軸那樣的情況)，而是可設置成相對于彼此平行或甚至偏斜。

由于通過撓性軸的功率傳輸，各個部件的游隙設置使緊湊的自動焊接機得以實現(xiàn)，同時使焊接過程易于觀察。根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的另一優(yōu)點為相當簡化的設計，因為力矩從齒輪箱直接傳輸至壓輥和行進輥。與用于在兩個未對準的旋轉軸線之間傳輸力矩的另選方法(鏈輪和鏈條、包括萬向接頭的剛性軸、偏轉齒輪)相比，當使用撓性軸時可節(jié)約多個損耗性齒輪元件，并且可實現(xiàn)免維護力矩傳輸。另一優(yōu)點為游隙布置的壓輥和行進輥的易訪問性，這實現(xiàn)了取決于期望的接縫幾何形狀的壓輥和行進輥的快速和簡單置換。

壓輥和行進輥均可由相應的撓性軸驅動。然而，還可設想的是，僅一個輥(壓輥或行進輥)被驅動，而另一輥保持未驅動；或壓輥和行進輥均被驅動，但僅一個由撓性軸驅動。

自動焊接機的一個優(yōu)選和最有利實施例提供了均被驅動，并且更具體地由相應撓性軸驅動的壓輥和行進輥。

自動焊接機的另一有利實施例提供了，在包括驅動電機和至少一個齒輪箱的驅動裝置中，設置于驅動電機和撓性軸之間的齒輪箱設計為蝸桿齒輪機構。蝸桿齒輪機構基本上包括提供有回旋部的軸(被稱為蝸桿)和嚙合該蝸桿的至少兩個(螺旋)齒輪(被稱為蝸輪)。在自動焊接機的優(yōu)選實施例中，兩個蝸輪具有相同齒輪比率并且設置于蝸桿的相對端部上，由此確保了蝸輪的同步但相對的旋轉運動。在自動焊接機的一個實施例中(其中壓輥和行進輥的直徑存在偏差)，撓性軸的旋轉速度可通過蝸輪的齒輪比率的適當調節(jié)來調整。

蝸桿可直接由驅動電機的驅動軸來驅動，而撓性軸則以防扭轉方式結合至蝸輪。這種布置自動地為彼此相對設置的壓輥和行進輥提供正確的相對旋轉方向。同時，通過蝸桿齒輪機構，高齒輪減速在驅動電機速度和軸速度之間以一個步驟來實現(xiàn)。此外，蝸桿齒輪機構的特征在于高機械負載承載能力和極低噪聲操作。為達到更高的齒輪比率(與僅通過蝸桿齒輪機構可能的齒輪比率相比)，可在電機和蝸桿齒輪機構之間設置一個附加的齒輪(諸如行星輪)。

在自動焊接機的另一有利實施例中，可移動支撐架包括對應于多個壓輥和行進輥的牢固懸臂。在端部，懸臂各自承載壓輥和行進輥。相對壓輥和行進輥被在其間移動的待彼此熔合的塑料卷材分隔開。相應地，至少一個懸臂設置于塑料卷材的一側，而至少一個其它懸臂在待熔合的塑料卷材的相對側上延伸。已證實有利的是，至少一個懸臂剛性地和不可移動地連接至可移動支撐架，而至少一個相對懸臂以豎直樞轉方式設置于支撐架上?？蓸修D設置的懸臂的樞轉實現(xiàn)了相對壓輥和行進輥之間的間隙的閉合，并且允許位于其間的塑料卷材被夾持用于熔合。當然，還可能的是，兩個臂為可樞轉的。

本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例的特征在于，包括壓輥和行進輥的牢固懸臂設計成在端部為中空的并且各自在其內部容納撓性軸。軸以低摩擦方式容納于中空懸臂中，使得對其旋轉無干擾。自動焊接機由此可具有特別緊湊的設計，并且以牢固方式在其彎曲位置對撓性軸進行引導。中空懸臂可具有閉合或打開的C形橫截面幾何形狀，只要能夠確保撓性軸的牢固引導。

自動焊接機的另一有利實施例提供了用于在相對壓輥和行進輥之間生成張緊力的張緊裝置。已發(fā)現(xiàn)有利的是，將張緊裝置設置在可樞轉地設置于支撐架上的懸臂上。通過樞轉懸臂，首先閉合相對壓輥和行進輥之間的間隙，然后產生張緊力。可樞轉懸臂經由致動杠桿來樞轉。為此，通過將致動杠桿偏心安裝于張緊裝置上，致動杠桿旋轉的旋轉角度被轉換成張緊裝置和以防扭轉方式連接至張緊裝置的可樞轉懸臂的更小旋轉角度。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，張緊裝置是基于彈簧加載元件的，諸如螺旋彈簧形式的張緊彈簧，并且以與可樞轉懸臂的樞轉相同的方式通過致動杠桿進行操作。從軸向力來看，彈簧加載元件相對于致動杠桿的支點偏心地連接至致動杠桿。通過將致動杠桿從壓輥和行進輥相對于彼此打開的位置移動至壓輥和行進輥閉合的位置，彈簧加載元件被壓縮并產生相應的彈簧力。產生的彈簧力作為力矩作用于可樞轉懸臂，并在相對壓輥和行進輥之間生成所需張緊力。張緊裝置的張緊力可通過彈簧加載元件的預加載和/或通過更換彈簧加載元件改變，由此張緊力可適于不同卷材厚度的待熔合的材料，和適于所使用的壓輥和行進輥。

為更好管理，特別是當更換壓輥和行進輥時，或當將自動焊接機放置于待彼此熔合的塑料卷材上時，可將張緊裝置鎖定于相對壓輥和行進輥的打開位置和閉合位置。為此，彈簧力起作用的彈簧加載元件的作用軸在致動杠桿的相應端部位置橫交于致動杠桿的支點。這樣，要將致動杠桿向后移出端部位置，就需要一個相反于彈簧力起作用的力消耗。

在另一實施例中，設置于可移動支撐架上的加熱裝置設計為熱空氣鼓風機，該熱空氣鼓風機包括熱空氣噴嘴，該熱空氣噴嘴指向待熔合塑料卷材的接縫區(qū)域。熱空氣流可沿著待熔合材料處的接縫區(qū)域均勻地分布，或可通過多個噴嘴開口聚集于特定點，該多個噴嘴開口橫跨熱空氣噴嘴的寬度分布。

作為熱空氣鼓風機的替代方案，對待熔合材料的熱輸入還可通過熱鍥刀發(fā)生。在這種情況下，熱鍥刀設置于待熔合塑料卷材之間的進給裝置中，在開始焊接過程之前，必須將其移動至接縫區(qū)域并鎖定于該位置。

在自動焊接機中，同時包括熱空氣鼓風機和熱鍥刀的組合加熱裝置為有利的，因為考慮到通過設備進行處理的材料和卷材厚度，這能實現(xiàn)塑料材料的更廣泛選擇。

通過將致動杠桿轉移至相對壓輥和行進輥處于閉合狀態(tài)的端部位置，將相應加熱裝置移動至待熔合的塑料卷材。為此，將加熱裝置可移動地(例如，可樞轉地或可線性位移地)設置于支撐架上，并且通過偏心地連接至致動杠桿的杠桿，將加熱裝置帶至焊接位置和帶離焊接位置。

由此，可單手操作的張緊裝置通過致動杠桿將相對壓輥和行進輥移動至塑料膜、施加所需按壓壓力、并促使?jié)撛诘漠斍暗募訜嵫b置伸展。這些步驟的組合簡化了自動焊接機的操作。

為減少融合塑料卷材中波浪形的形成，具有較小直徑的壓輥和行進輥已證實為特別有利的。在焊接處理期間，較小的輥直徑使材料保持低升降，有效地減少了波浪形的形成。由于可移動軸的作用，使自動焊接機能夠實現(xiàn)特別緊湊設計，并將壓輥和行進輥與大體積的齒輪箱在空間上分隔開。因此，在自動焊接機的優(yōu)選實施例中，壓輥和行進輥的直徑為不超過25mm，并且優(yōu)選地在20mm和25mm之間。

相對壓輥和行進輥通常具有相同直徑，并且因而具有相同旋轉速度；然而，使用具有適當調整的旋轉速度的偏差輥直徑也是可能的。在自動焊接機的壓輥和行進輥具有不同直徑的一個實施例中，只要抬升塑料卷材的輥滿足上述關于直徑的標準，就足夠了。

為進一步緩解波浪形的形成，壓輥和行進輥的縱向軸線可以寬于焊接接縫的寬度，由此塑料卷材的傳輸可在下述方面得以改善：驅動發(fā)生在塑料卷材的冷卻固態(tài)區(qū)域中。

本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了驅動單元的驅動電機，該驅動電機設計為盤式電機。其優(yōu)選地為通過直流操作的無刷直流電機。

附圖說明

下文將基于圖中所示的一個典型實施例來更詳細地描述本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的下述描述，結合權利要求書和附圖，本發(fā)明的附加特征將是顯而易見的。本發(fā)明的各個特征在本發(fā)明的不同實施例中可單獨或組合實現(xiàn)。圖中：

圖1示出了處于打開位置的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的等距圖示，該自動焊接機包括相對的壓輥和行進輥；

圖2示出了處于閉合位置并施加有按壓力的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的等距圖示，該自動焊接機包括相對的壓輥和行進輥；

圖3a示出了處于打開位置的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的示意性圖示，該自動焊接機包括相對的壓輥和行進輥；

圖3b示出了旋轉180°的圖3a的視圖；

圖4a示出了處于中間位置的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的示意性圖示，該自動焊接機包括相對的壓輥和行進輥；

圖4b示出了旋轉180°的圖4a的視圖；

圖5a示出了處于閉合位置的、熱鍥刀為伸展狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的示意性圖示，該自動焊接機包括相對的壓輥和行進輥；

圖5b示出了旋轉180°的圖5a的視圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機的透過外殼的剖面圖，該自動焊接機包括蝸桿齒輪機構；和

圖7示出了透過圖6中的蝸桿齒輪機構的剖面圖。

具體實施方式

圖1示出了用于搭焊塑料卷材的邊緣的根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機1，該塑料卷材在圖中未示出。所示自動焊接機為優(yōu)選實施例，其中壓輥18和行進輥18'各自通過撓性軸15,15'來驅動。自動焊接機1的支撐架2可位移地支撐于驅動輥3上。支撐框架2包括外殼4，外殼4容納圖中未示出的驅動裝置，該驅動裝置包括驅動電機10和至少一個齒輪箱12。外殼4或支撐架2上還提供有軸臺，該軸臺為不可見的且其形成支撐架2的一部分，張緊裝置19安裝并固定于其上。支撐元件2'，其側部上設置有兩個懸臂16,17，也形成張緊裝置19的一部分。下方的固定懸臂16以防扭轉方式連接至支撐元件2'，而上方的可樞轉懸臂17通過支撐元件2'在豎直面中可旋轉地安裝至支撐架2。兩個懸臂16,17為U形，并且各自在其自由端部處承載有壓輥18和行進輥18'。壓輥18和行進輥18'的特征在于為小于25mm的較小直徑，并且其直徑優(yōu)選地在20mm和25mm之間的范圍內。懸臂16,17為中空的，在其內部，其各自將圖中未示出的撓性軸15,15'，從與齒輪箱12的連接處引導至壓輥18和/或行進輥18'。

通過樞轉可樞轉懸臂17，壓輥18和行進輥18'之間的間隙閉合，并夾持設置于其間的塑料卷材以用于焊接處理?？蓸修D懸臂17通過設置于支撐元件2'上的致動杠桿21來樞轉，其中，可樞轉懸臂17以防扭轉方式連接至支撐元件2'。螺旋彈簧形式的彈簧加載元件20一端被緊固至支撐元件2'。其另一端安裝于致動杠桿21上，以關于旋轉軸5可旋轉，旋轉軸5平行于致動杠桿21的旋轉軸7延伸。由于彈簧加載元件20在致動杠桿21上的偏心安裝，致動杠桿21轉過的旋轉角度，轉換成了支撐元件2'和以防扭轉方式連接至張緊裝置的可樞轉懸臂17的更小的旋轉角度。通過將致動杠桿21從相對的壓輥18和行進輥18'相對于彼此打開的位置轉移至相對的壓輥18和行進輥18'閉合的位置，彈簧加載元件20被壓縮并且產生相應的彈簧力。所產生的彈簧力作為力矩作用于支撐元件2'，并由此作用于剛性連接至其的懸臂17，該懸臂17關于旋轉軸24旋轉并在相對的壓輥18和行進輥18'之間產生所需的張緊力。通過預加載彈簧加載元件20和/或通過更換彈簧加載元件20，可以改變張緊裝置19的張緊力，并由此可使張緊力適于不同卷材厚度的待熔合材料和所使用的壓輥18和行進輥18'。

此外，圖1示出了包括熱鍥刀(hot wedge)的加熱裝置。在所示實施例中，熱鍥刀6通過加熱元件承載體8可線性移動地安裝于支撐架2上，并且為了進行焊接處理，必須將其移動至壓輥18和/或行進輥18'之間的焊接接縫。熱鍥刀的位置同樣通過致動杠桿21來控制。為此，熱鍥刀6經由杠桿22連接至致動杠桿21，其中，杠桿22相對于相同的支點5可偏心旋轉地連接至致動杠桿21。由此，加熱元件承載體8沿著引導件9線性地移動，這根據(jù)圖4a、圖5a中的熱鍥刀6的位置的比較結果是顯而易見的。作為備選方案或作為組合方案，加熱裝置6可以通過所示實施例中未提供的熱空氣鼓風機和指向待熔合在一起的塑料卷材的熱空氣噴嘴來實現(xiàn)。

致動杠桿21具有兩個端部位置。圖1示出了處于打開端部位置的致動杠桿21，在該打開端部位置，相對的壓輥18和行進輥18'彼此之間具有間隙，并且熱鍥刀位于距壓輥18和行進輥18'最遠處。該位置尤其適合用于對準待熔合的塑料卷材和/或用于更換壓輥18和/或行進輥18'。

圖2示出了圖1所描述的自動焊接機1，然而其中致動杠桿21移動至另一端部位置。在該位置，相對的壓輥18和/或行進輥18'是閉合的。在該端部位置，圖中未示出的待熔合的塑料卷材位于按壓輥18和/或行進輥18'之間。彈簧加載元件20被最大程度張緊，并且將力矩施加于可樞轉懸臂17上，從而使壓輥18和/或行進輥18'之間存在適當?shù)陌磯毫?。熱鍥刀已移動至待熔合在一起的塑料卷材的接縫區(qū)域。致動杠桿21鎖定于該端部位置。圖中不可見的撓性軸15和15'在中空懸臂16,17中延伸，并且在相對方向上驅動壓輥18和行進輥18'，使得自動焊接機1可沿著塑料卷材在設置于支撐架2上的驅動輥3上位移。

圖3a至圖5b以示意性剖面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的自動焊接機1。為了得到改良的清晰度起見，外殼4未示出。成對的附圖各自示出了自動焊接機1的位置。單對的附圖彼此之間的不同之處在于致動杠桿21的位置。從圖3a和圖3b中所示的壓輥18和/或行進輥18'的打開位置出發(fā)，圖4a和圖4b示出了處于兩個端部位置之間的位置的致動杠桿21，在該位置，壓輥18和/或行進輥18'閉合但尚未施加張緊力；而圖5a和圖5b示出了端部位置，在該端部位置，壓輥18和/或行進輥18'閉合并且通過壓縮的彈簧加載元件20施加有張緊力。

中空懸臂16和17各自在其內部引導了一個撓性軸15和15'。可樞轉懸臂17和張緊裝置19通過回轉接頭23可樞轉地連接至外殼4(外殼4在這些圖中未示出)，其中，撓性軸15由回轉接頭23引導至可樞轉懸臂17中。

如上文已描述，致動杠桿21可樞轉地設置于其支點5上，如此以來，彈簧加載元件20在致動杠桿21上的偏心布置便導致了可樞轉懸臂17的上述移動。各個步驟示出于圖3、圖4和圖5中。在圖4a和圖4b中，螺旋彈簧9始終是彎曲的，盡管這在圖中為非顯而易見的。

另外，在具體實施例中，當致動杠桿21移動時，熱鍥刀6可經由杠桿22相對于支點5偏心地移動至閉合壓輥18和/或行進輥18'之間的接縫區(qū)域(如上文所述)，或當壓輥18和/或行進輥18'打開時可被再次拉回。為了操作者的安全性，將這兩個過程的控制相結合。這防止了熱鍥刀在壓輥18和/或行進輥18'的打開位置伸出，并處于操作者到達的區(qū)域中，例如當更換按壓輥18和/或行進輥18'時。

如已述及，致動杠桿21自動地鎖定于兩個端部位置，以防止其意外地移出特定端部位置。鎖定通過彈簧加載元件20的作用軸實現(xiàn)，在該作用軸上，彈簧力垂直于致動杠桿21的旋轉軸7在致動杠桿21的相應端部位置起作用，由此就需要一個與彈簧力相對的力以用于將致動杠桿21移出端部位置。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的透過自動焊接機1的外殼4的剖面圖。示出了包括相關聯(lián)的齒輪箱12的驅動裝置。蝸桿13座接于驅動電機10的電機軸11上，并驅動兩個蝸輪14,14'。蝸輪14,14’可設置成由蝸桿13分離，在某個平面或(如示例性實施例所示)在相對于彼此傾斜的多個平面中彼此相對。在所示變型中，由蝸桿13和兩個蝸輪14,14'組成的齒輪箱12具有非常低的安裝高度。這使得自動焊接機1的配置非常緊湊。

圖7示出了透過圖6中的齒輪箱12的剖面圖。由于下方蝸輪14'的傾斜平面，齒輪箱的安裝高度的減小為容易看到的。下方蝸輪14'驅動由固定懸臂16引導的撓性軸15'，并且上方蝸輪14驅動由可樞轉懸臂17引導的撓性軸15。下方蝸輪14'的傾斜位置使連接至其的固定懸臂16和行進輥18'能夠設置在自動焊接機1上的特別低的位置處，這樣，結合壓輥18和/或行進輥18'的小直徑，可將待熔合在一起的塑料卷材的抬起高度最小化。