專利名稱：用于制造扁平電纜的超聲波焊接和切割設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扁平電纜制造設(shè)備，其中，多條電線導(dǎo)體彼此以給定的間隔平行排列，并由一對絕緣膜封閉。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中存在這種扁平電纜，并且公知具有如下優(yōu)點(diǎn)即，與單根電線導(dǎo)體相比，扁平電纜需要較少的空間，并且減小了單位電線導(dǎo)體容量的總重量。上述絕緣膜例如由聚酯基材料形成，其中，絕緣性良好的絕緣材料，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，被用作基體部分，該部分的一個(gè)表面涂敷有例如由熱塑材料制成的粘結(jié)層。
圖1示出用于制造這種扁平電纜的公知方法的示例。絕緣膜1和2的基體部分由PET等制成。粘結(jié)層為可熱熔材料，厚度例如為40μm，設(shè)置在基體部分的一個(gè)表面上。絕緣膜1和2疊加在多根規(guī)則排列的電線導(dǎo)體3上，且粘結(jié)層彼此面對。然后，絕緣膜在熱壓輥4、5之間穿過，以用于熱壓粘結(jié)。由此粘結(jié)層熔化，導(dǎo)致絕緣膜1、2彼此粘合到一起。
應(yīng)指出的是為了使絕緣膜正確地粘合，上述方法需要粘結(jié)層通過將熱量剛好傳導(dǎo)過其厚度而予以熔化。為了良好地粘合，粘結(jié)層必須完全熔化，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致較長的轉(zhuǎn)化時(shí)間和較低的生產(chǎn)率。
此外，當(dāng)粘結(jié)層厚度不足時(shí)，絕緣膜1和2不能夠充分地粘結(jié)到電線導(dǎo)體3上。然而，如果粘結(jié)層較厚，絕緣膜1和2不能輕易地從電線導(dǎo)體3上分離。這會(huì)在回收廢其電纜時(shí)產(chǎn)生問題。另外，形成粘結(jié)層的材料會(huì)被絕緣膜1和2污染，使回收效率低下。
為了避免這些問題，已經(jīng)提出了不涂敷粘結(jié)層的絕緣膜?；蛘?，如JP-A-Hei 9-259662中所公開的，絕緣膜的基體部分材料和粘結(jié)層(1～3μm厚)可以由相同類型的材料形成，并且通過超聲波焊接予以粘合。
圖2中示出了一種這樣的方法。根據(jù)這種方法，制備兩個(gè)絕緣膜11、12，每個(gè)絕緣膜在其一個(gè)表面上具有薄的粘結(jié)層，它們分別以圍繞上部絕緣膜卷筒13和下部絕緣膜卷筒14纏繞，以使在生產(chǎn)過程中可以展開，并且粘結(jié)層相互重疊。在從上述的上部和下部絕緣膜卷筒13和14上展開時(shí)，絕緣膜11和12被供給到一對熱輥15和16上，以備在170℃下擠壓粘合。同時(shí)，多條電線導(dǎo)體20從相應(yīng)的電線導(dǎo)體供應(yīng)卷筒17上展開，并運(yùn)送到一對間距導(dǎo)引件(pitch guide)18和19處，使電線導(dǎo)體20彼此以給定的間距平行排列。然后，導(dǎo)體20和該對絕緣膜11和12被同時(shí)供給到熱輥15和16，從而，導(dǎo)體20夾在絕緣膜11和12的粘結(jié)層之間。
還提供了一個(gè)超聲波焊接機(jī)21，其包括砧角(horn)22和砧座23。至少一個(gè)砧角22和砧座23包括多個(gè)表面溝槽，這些溝槽與電線導(dǎo)體20的通道相對應(yīng)，從而至少一個(gè)砧角或砧座的表面形成了交替的突起和凹陷輪廓的橫截面。砧角22和砧座23通過電線導(dǎo)體20的通道之間的內(nèi)部區(qū)域或空間夾持絕緣膜11和12。然后，砧角22施加超聲波能量，從而被砧角22和砧座23夾持的絕緣膜11、12的這些內(nèi)部區(qū)域被熱熔。熔化的部分通過冷卻裝置，例如冷空氣噴嘴，而冷卻并固化。
此后，絕緣膜11和12的兩個(gè)縱向邊緣部分被一對側(cè)切割器24剪掉。然后，熱焊接的絕緣膜11和12通過由一對連接到步進(jìn)電機(jī)上的步進(jìn)輥26和27所產(chǎn)生的間歇驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而進(jìn)一步前進(jìn)。絕緣膜11和12穿過導(dǎo)引輥28，并圍繞纏繞卷筒29纏繞。
根據(jù)這種扁平電纜制造方法，所焊接的絕緣膜11和12的縱向邊緣部分(縱邊)必須適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)整，以便產(chǎn)生恒定的寬度。超聲波焊接機(jī)21和側(cè)切割器24也必須間隔適當(dāng)，以便熱焊接的絕緣膜11和12在被側(cè)切割器24切割之前充分地冷卻。
然而，上述焊接機(jī)和切割器之間的距離趨于使絕緣膜11和12在前進(jìn)過程中在寬度方向上偏離，從而，寬度方向上的切割余量經(jīng)常起伏不定。
此外，當(dāng)兩側(cè)縱向邊緣部分在切割時(shí)未充分冷卻的情況下，絕緣膜11和12易于下垂。在這種情況下，實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)扁平電纜的高速生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種扁平電纜制造設(shè)備，其能夠高度精確并以較高速度切割絕緣膜的縱向邊緣部分(縱邊)。
為此目的，本發(fā)明提供了一種用于扁平電纜制造的超聲波焊接和切割設(shè)備，扁平電纜包括多條彼此以給定間隔平行排列的電線導(dǎo)體，電線導(dǎo)體夾在第一和第二絕緣膜之間，該設(shè)備在上游到下游的方向上具有生產(chǎn)流水線，并且包括用于賦予超聲波振蕩的砧角裝置，其包括砧角熔化器單元和砧角切割器單元；砧角熔化器單元和砧角切割器單元沿著生產(chǎn)流水線從上游向下游以預(yù)定的距離依次定位；以及砧座裝置，其包括砧座熔化器單元和一個(gè)或多個(gè)砧座刀片單元；砧座熔化器單元和砧座刀片單元沿著生產(chǎn)流水線分別面對砧角熔化器單元和砧角切割器單元；由此，當(dāng)包含多條電線導(dǎo)體的第一和第二絕緣膜在砧角和砧座裝置之間穿過時(shí)，沿著生產(chǎn)流水線，第一和第二絕緣膜可以分別被砧角和砧座熔化器單元熔化并粘接，并依次被砧角切割器單元和砧座刀片單元熔合并切割或剪切。
優(yōu)選地是，砧座熔化器單元和砧角熔化器單元具有彼此面對的相應(yīng)表面，而至少一個(gè)表面包括多個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽，這些溝槽對應(yīng)于多條電線導(dǎo)體而形成，從而，當(dāng)砧角熔化器單元向砧座熔化器單元移動(dòng)時(shí)，電線導(dǎo)體被放置在導(dǎo)體路徑溝槽中，并由此在第一和第二絕緣膜的上游部分被超聲波熔合并焊接時(shí)，砧角切割器單元和砧座刀片單元定位成相接觸，而超聲波焊接的第一和第二絕緣膜的下游部分被超聲波切掉。
砧座熔化器單元為圓柱形，具有環(huán)形表面，而導(dǎo)體路徑溝槽可以形成在該環(huán)形表面上。
優(yōu)選地是，該設(shè)備還包括具有溝槽的砧座圓柱體單元，其具有與砧座熔化器單元相同的構(gòu)造，并沿著生產(chǎn)流水線放置在砧座刀片單元的下游。
同樣優(yōu)選地是，每個(gè)砧座刀片單元具有如下的結(jié)構(gòu)，即，其能夠自由地配合到砧座熔化器單元的導(dǎo)體路徑溝槽和砧座圓柱體單元的相應(yīng)溝槽之間的空間內(nèi)，或從該空間中去除，并可以夾持在各溝槽之間。
一般地，砧角熔化器單元具有向砧座熔化器單元突出的弧形形狀。
此外，砧角切割器單元具有面對砧座刀片單元的表面，該表面可以設(shè)置有陶瓷片。
適宜地是，該設(shè)備還包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)砧座刀片單元抵靠砧角切割器單元的接觸壓力。
本發(fā)明還涉及一種用于制造扁平電纜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有上游到下游方向的生產(chǎn)流水線，并包括用于將多條電線導(dǎo)體彼此以給定的間隔平行排列的裝置；用于將電線導(dǎo)體夾在第一和第二絕緣膜之間的裝置；由此，第一和第二絕緣膜在電線導(dǎo)體之間以給定的間隔彼此面對；以及超聲波焊接和切割設(shè)備，其包括用于賦予超聲波振蕩的砧角裝置，其包括砧角熔化器單元、砧角切割器單元；砧角熔化器單元和砧角切割器單元沿著生產(chǎn)流水線從上游向下游以預(yù)定的距離依次定位；砧座裝置，其包括砧座熔化器單元和一個(gè)或若干個(gè)砧座刀片單元；砧座熔化器單元和砧座刀片單元沿著生產(chǎn)流水線分別面對砧角熔化器單元和砧角切割器單元；由此，當(dāng)包含多條電線導(dǎo)體的第一和第二絕緣膜在砧角和砧座裝置之間穿過時(shí)，沿著生產(chǎn)流水線，第一和第二絕緣膜可以分別被砧角和砧座熔化器單元熔化并粘接，并依次被砧角切割器單元和砧座刀片單元熔合并切割或剪切。
優(yōu)選地是，該系統(tǒng)還包括用于向超聲波焊接和切割設(shè)備下游的第一和第二絕緣膜提供粘結(jié)層的裝置，粘結(jié)層提供到第一和第二絕緣膜的每一個(gè)的面對電線導(dǎo)體的表面上。
本發(fā)明也涉及一種制造扁平電纜的方法，具有上游到下游方向的生產(chǎn)流水線，并包括以下步驟將多條電線導(dǎo)體彼此以給定間隔平行排列；將電線導(dǎo)體夾在第一和第二絕緣膜之間；由此，第一和第二絕緣膜在電線導(dǎo)體之間以給定間隔彼此面對；以及通過利用如下設(shè)備進(jìn)行超聲波焊接和切割用于賦予超聲波振蕩的砧角裝置，其包括砧角熔化器單元和砧角切割器單元；砧角熔化器單元和砧角切割器單元沿著生產(chǎn)流水線從上游向下游以預(yù)定的距離依次定位；以及砧座裝置，其包括砧座熔化器單元和一個(gè)或若干個(gè)砧座刀片單元；砧座熔化器單元和砧座刀片單元沿著生產(chǎn)流水線分別面對砧角熔化器單元和砧角切割器單元；由此，當(dāng)包含多條電線導(dǎo)體的第一和第二絕緣膜在砧角和砧座裝置之間穿過時(shí)，沿著生產(chǎn)流水線，第一和第二絕緣膜可以分別被砧角和砧座熔化器單元熔化并粘接，并依次被砧角切割器單元和砧座刀片單元熔合并切割或剪切。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下參照附圖作為非限定性示例給出的優(yōu)選實(shí)施例的描述得以明白，其中圖1示意性示出了現(xiàn)有技術(shù)中公知的扁平電纜制造設(shè)備的技術(shù)原理；圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中公知的制造扁平電纜的生產(chǎn)流水線圖；圖3示出其中采用根據(jù)本發(fā)明的超聲波焊接和切割設(shè)備的制造扁平電纜的生產(chǎn)流水線圖；圖4是描繪根據(jù)本發(fā)明的超聲波焊接和切割設(shè)備的功能原理的放大側(cè)視圖；圖5是沿著生產(chǎn)流水線圖的軸向截取的圖4的設(shè)備的局部橫截面圖；圖6是沿著圖5中VI-VI線截取的圖5的設(shè)備的砧座裝置的俯視圖；圖7是圖6設(shè)備的砧座裝置的主要部分的放大視圖；圖8是絕緣膜裝載在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的砧角裝置和砧座裝置之間時(shí)的圖7的主要部分的局部視圖；圖9是示出切割裝置應(yīng)用于焊接的絕緣膜時(shí)的視圖；以及圖10是示出切割后的絕緣膜的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖3示意性示出扁平電纜制造流水線，其中，安裝了本發(fā)明的超聲波焊接和切割設(shè)備。首先在生產(chǎn)流水線P的最上游端設(shè)置多個(gè)導(dǎo)體供應(yīng)卷筒32。電線導(dǎo)體31圍繞這些卷筒32存放。導(dǎo)體供應(yīng)卷筒32的下游設(shè)置一對間距導(dǎo)引件33a、33b，它們將電線導(dǎo)體31導(dǎo)引并排列成以給定間隔彼此平行。
導(dǎo)體供應(yīng)卷筒32最初纏繞有銅或銅合金制成的相應(yīng)的電線導(dǎo)體。電線導(dǎo)體的數(shù)量與要合并到扁平電纜中的導(dǎo)體元件的數(shù)量相同。在所示實(shí)施例中，采用五根電線導(dǎo)體31，并且它們圍繞相應(yīng)的導(dǎo)體供應(yīng)卷筒32存放。每根電線導(dǎo)體31例如可以為矩形橫截面的軟銅線。該橫截面例如厚度約為0.15mm，寬度約為1.5mm。電線導(dǎo)體31可以以彼此大約2.5mm的間隔排列。
在下游設(shè)置的是上部和下部熱輥34a和34b，分別從上和下位于生產(chǎn)流水線P的兩側(cè)。在他們的供給側(cè)，設(shè)置有上部和下部絕緣膜卷筒36a和36b，它們將絕緣膜35a和35b向上部和下部熱輥34a和34b供給，使得絕緣膜35a和35b分別位于電線導(dǎo)體31的上和下側(cè)。
上部和下部絕緣膜卷筒36a和36b最初分別纏繞有絕緣膜35a、35b。每個(gè)絕緣膜35a或35b由柔軟且可超聲波焊接的樹脂薄膜形成。樹脂薄膜例如由100mm厚的PET制成的基體薄膜和由聚酯制成并粘結(jié)到基體薄膜的一個(gè)表面上的1μm厚的粘結(jié)層構(gòu)成。絕緣膜35a和35b供給到上部和下部熱輥34a和34b，從而各粘結(jié)層都面對電線導(dǎo)體31。
在下游設(shè)置的是超聲波焊接和切割設(shè)備37。如圖3和4所示，超聲波焊接和切割設(shè)備37包括砧角裝置38和砧座裝置39，它們分別安裝在生產(chǎn)流水線P之上和之下。砧角裝置38產(chǎn)生超聲波振蕩。砧角裝置38和砧座裝置39可以在垂直于生產(chǎn)流水線P的方向上彼此靠近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)。
砧角裝置38包括砧角熔化器(即，熔化)單元41和砧角切割器單元42，它們設(shè)置在砧角面對砧座裝置39的底側(cè)。此外，砧角熔化器單元41沿著生產(chǎn)流水線P以給定距離位于陣腳切割器單元42的上游。
如圖4所示，當(dāng)從生產(chǎn)流水線P一側(cè)看時(shí)，砧角熔化器單元41為朝向砧座裝置39突出的弧形的形式。
同樣如圖4所示，當(dāng)從生產(chǎn)流水線P的一側(cè)看時(shí)，砧角切割器單元42具有轉(zhuǎn)向砧座裝置39的平坦表面。該平坦表面鑲嵌或粘結(jié)有陶瓷片。
砧座裝置39包括砧座熔化器單元44和砧座刀片單元45，它們分別面對相應(yīng)的砧角熔化器單元41和砧角切割器單元42。砧座熔化器單元44和砧座刀片單元45安裝在包括兩個(gè)側(cè)板46b的支撐架46上。
砧座熔化器單元44為圍繞心軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體。心軸由支撐架46的兩個(gè)側(cè)板46b沿著垂直于生產(chǎn)流水線P的方向支撐。
如圖5到圖8所示，砧座熔化器單元44的外部環(huán)形表面設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽49，它們形成相應(yīng)的導(dǎo)體通道空間48(見圖8)，導(dǎo)體通道空間48以與電線導(dǎo)體31相同的間距排列。于是，當(dāng)砧角熔化器單元41靠近砧座熔化器單元44時(shí)，電線導(dǎo)體31容納在相應(yīng)的導(dǎo)體通道空間48中。典型地是，每個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽49的外部環(huán)形邊緣在徑向上向外擴(kuò)大，以便電線導(dǎo)體31可以容易地容納到溝槽49中。
支撐架46包括與砧座熔化器單元44具有相同結(jié)構(gòu)的砧座圓柱體單元50。于是，砧座圓柱體單元50形成有溝槽，包括由側(cè)板46b支撐的心軸，并可以圍繞這根心軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，砧座圓柱體單元50平行于砧座熔化器單元44放置，并沿著生產(chǎn)流水線P定位在砧座刀片單元45的下游。
如圖6和圖7所示，砧座刀片單元45可以自由地從生產(chǎn)流水線P的上側(cè)、在(砧座熔化器單元44的)導(dǎo)體路徑溝槽49和(砧座圓柱體單元50的)溝槽51之間自由安裝或拆卸，并在其間定位和夾持。
此外，支撐架46包括地板46a，其上安裝一對氣缸53作為接觸壓力調(diào)節(jié)裝置。氣缸53具有相應(yīng)的連桿53a，它們連接到砧座刀片固定器54(例如平版)上。砧座刀片固定器平板54的頂面設(shè)置有適當(dāng)厚度的橡膠體55。
由此，砧座刀片單元45可以通過在導(dǎo)體路徑溝槽49和溝槽51之間穿過而從生產(chǎn)流水線P的上側(cè)安裝，并可以固定在橡膠體55上。
如圖4所示，也設(shè)置了一對滑動(dòng)導(dǎo)桿56，它們具有圓形橫截面，并位于砧座熔化器單元44和砧座圓柱體單元50之下?；瑒?dòng)導(dǎo)桿56在支撐架46的側(cè)板46b之間延伸，并通過滑動(dòng)導(dǎo)引砧座刀片單元45上和下運(yùn)動(dòng)。
砧座刀片固定器54通過由一對氣缸53同步地往復(fù)運(yùn)動(dòng)來上和下移動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)提升或降低砧座刀片單元45，從而，可以調(diào)節(jié)其高度水平面。當(dāng)絕緣膜要被超聲波切掉時(shí)，通過調(diào)節(jié)氣壓使抵靠砧角切割器單元42的接觸壓力最佳。
如圖4所示，砧座刀片單元45的頂部成形為一個(gè)刀片尖端45a，該尖端面對砧角切割器單元42。當(dāng)從生產(chǎn)流水線P的一側(cè)看時(shí)，刀片尖端45a突出為弧形。適宜數(shù)量的砧座刀片單元45可以布置在絕緣膜35a和35b的適當(dāng)寬度位置處。
超聲波焊接和切割設(shè)備37的下游，在生產(chǎn)流水線P的上和下分別放置上和下導(dǎo)引輥58a和58b(或步進(jìn)輥在上)。在下游設(shè)置卷取輥62，該卷取輥接收經(jīng)過第二導(dǎo)引輥59產(chǎn)生的扁平電纜61。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，從導(dǎo)體供應(yīng)輥32提供的電線導(dǎo)體31被間距導(dǎo)引件33a和33b平行并且彼此以預(yù)定間隔排列，并然后供給到下游的熱輥34a和34b。同時(shí)，絕緣膜35a和35b從相應(yīng)的絕緣膜卷筒36a和36b上抽取，并分別重疊在電線導(dǎo)體31的上表面和下表面上。熱輥34a和34b加熱到例如170℃的溫度。當(dāng)絕緣膜35a和35b在其間擠壓時(shí)，電線導(dǎo)體31和絕緣膜35a和35b初步粘結(jié)。
然后，后者在位于下游的超聲波焊接和切割設(shè)備37的砧角熔化器單元41和砧座熔化器單元44之間導(dǎo)引并夾持(見圖8)，然后，其開始運(yùn)動(dòng)。
超聲波振蕩通過發(fā)生器系統(tǒng)(例如振蕩器)(圖中未示出)產(chǎn)生，并賦予到砧角裝置38上，從而合并在砧角裝置38中的砧角熔化器單元41在絕緣膜35a和35b寬度方向上振蕩，從而產(chǎn)生超聲波振蕩能量。在這個(gè)階段，絕緣膜35a和35b被位于每個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽49兩側(cè)上的環(huán)形肋64擠壓。然后，絕緣膜35a和35b在每條電線導(dǎo)體31的兩側(cè)由上方的超聲波振蕩能量予以超聲波焊接。
然后，超聲波焊接的絕緣膜35a和35b在位于下游的砧角切割器單元42和砧座刀片單元45之間傳送，并由超聲波熔化-切割，從而，絕緣膜35a和35b的兩側(cè)縱向邊緣保持預(yù)定的寬度余量。
在圖7所示的實(shí)施例中，砧座刀片單元45以彼此預(yù)定間隔安裝，從而，它們位于砧座熔化器單元44的導(dǎo)體路徑溝槽49之間，導(dǎo)體路徑溝槽49接收相應(yīng)的電線導(dǎo)體31。
如圖9所示，當(dāng)絕緣膜35a和35b被砧角熔化器單元41和砧座熔化器單元44超聲波焊接時(shí)，每個(gè)砧座刀片單元45在給定接觸壓力下與相應(yīng)的砧角切割器單元42相接觸地定位。如砧角熔化器單元41的情況一樣，合并在砧角裝置38中的砧角切割器單元42在絕緣膜的寬度方向上振蕩。然后，絕緣膜35a和35b的兩個(gè)縱向邊緣在給定位置借助于超聲波振蕩所產(chǎn)生的超聲波振蕩能量被超聲波熔化-切割。
電線導(dǎo)體31和絕緣膜35a和35b沿著生產(chǎn)線P由卷取輥62所施加的纏繞驅(qū)動(dòng)力而前進(jìn)。砧座熔化器單元44通過圍繞心軸的挾帶作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，心軸垂直于生產(chǎn)線P延伸。砧角熔化器單元44的底面摩擦上絕緣膜35a的上表面，同時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)，各自位于砧座熔化器單元44的兩個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽49之間的環(huán)形肋64與下絕緣膜35b相接觸。絕緣膜35a和35b沿著其長度方向連續(xù)由超聲波焊接。隨后，它們被連續(xù)剪切，同時(shí)保持給定的寬度余量。這個(gè)操作是通過沿著他們長度方向施加的超聲波、由陣腳切割器單元42和砧座刀片單元45之間的協(xié)同作用而進(jìn)行的。
由此生產(chǎn)的扁平電纜61穿過導(dǎo)引輥58a和58b和第二導(dǎo)引輥59，并持續(xù)被卷取輥62卷起。
如上所述，在超聲波焊接和切割設(shè)備37中，絕緣膜35a和35b的超聲波焊接和超聲波切割在一個(gè)階段內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。借助于這種超聲波切割方法，能夠可靠地防止絕緣膜35a和35b偏離生產(chǎn)流水線P。此外，在上述方法中，絕緣膜35a和35b的超聲波切割可以剛好在超聲波焊接之后進(jìn)行，而不依賴于冷卻。這能夠以高精度切割寬度余量，增加切割速度，并提高生產(chǎn)率。
隨著絕緣膜35a和35b通過超聲波熔化而切割，絕緣膜35a和35b的切割表面立即熔合并彼此粘結(jié)。由此獲得的扁平電纜61具有牢固的密封側(cè)邊。
此外，砧座熔化器單元44和砧座圓柱體單元50被設(shè)計(jì)成具有相同的結(jié)構(gòu)，并以順次關(guān)系分別設(shè)置在砧座刀片單元45的上游和下游。在這種生產(chǎn)線中，每根電線導(dǎo)體31方便地由砧座熔化器單元44的每個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽49和砧座圓柱體單元50的相應(yīng)的溝槽51導(dǎo)引，從而，能夠可靠地防止絕緣膜35a和35b寬度方向偏離。這也有助于通過砧座刀片單元45實(shí)現(xiàn)的高精度邊緣余量切割。
此外，當(dāng)砧座熔化器單元44磨損時(shí)，在更換之前，作為臨時(shí)措施，它可以由砧座圓柱體單元50代替。
砧角切割器單元42為向砧座39突出的弧形。這種構(gòu)造可以避免在超聲波焊接過程中產(chǎn)生不必要的熱量。
砧角切割器單元42在面向砧座裝置39的表面上設(shè)置有陶瓷片。這種結(jié)構(gòu)可以充分地減少由于于砧座刀片單元45的接觸而導(dǎo)致的砧角切割器單元42的磨損。
由于砧座熔化器單元44以可自由旋轉(zhuǎn)的方式固定，當(dāng)絕緣膜35a和35b前進(jìn)時(shí)，它可以由挾帶作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行超聲波焊接。從而，焊接總是利用新的表面進(jìn)行。或者，砧座熔化器單元44可以牢固安裝。那么，當(dāng)存在斷裂或切口的危險(xiǎn)時(shí)，砧座熔化器單元44可以轉(zhuǎn)動(dòng)給定的角度并再次安裝，從而，焊接總是利用新的表面進(jìn)行。
此外，每個(gè)砧座刀片單元45可以通過僅將其插入到砧座熔化器單元44的導(dǎo)體路徑溝槽49和砧座圓柱體單元50的相應(yīng)溝槽51之間予以安裝。從而，它的位置可以輕易地彼此互換。包含在一個(gè)超聲波焊接和切割設(shè)備37中的砧座刀片單元45的數(shù)量可以自由選擇，以滿足要求。
氣缸53的氣壓可以調(diào)節(jié)成調(diào)節(jié)接觸壓力并優(yōu)化超聲波焊接。
在上述實(shí)施例中，導(dǎo)體路徑溝槽49形成在砧座熔化器單元44內(nèi)。然而，這種溝槽也可以形成在砧角熔化器單元41內(nèi)。
同樣，在上述實(shí)施例中，絕緣膜35a和35b設(shè)置有薄的粘結(jié)層?？蛇x的是，可以排除這個(gè)薄層。因此，不利用通過熱輥34a和34b進(jìn)行的初步粘結(jié)過程。
在這種情況下，如此的絕緣膜35a和35b變得較廉價(jià)，并且也可以降低它們的生產(chǎn)成本。此外，生產(chǎn)線的相關(guān)部分可以更容易地拆卸，而不會(huì)有雜質(zhì)污染的風(fēng)險(xiǎn)，由此可以提高回收率。
在上述實(shí)施例中，扁平電纜61包括五根導(dǎo)體元件(電線導(dǎo)體31)。然而，扁平電纜61可以包括少于5根或多于5根的導(dǎo)體元件，而對它們的數(shù)量沒有特別限制。
在上述實(shí)施例中，氣缸53用作接觸壓力調(diào)節(jié)裝置。或者，砧座刀片單元45的高度或接觸壓力可以通過螺紋或彈簧裝置調(diào)節(jié)，這種裝置沒有特別限制。
根據(jù)本發(fā)明的扁平電纜制造系統(tǒng)，用于賦予超聲波振蕩的表面包括位于上游的砧角熔化器單元和單獨(dú)位于下游的砧角切割器單元。
砧座裝置包括對應(yīng)于砧角熔化器單元的砧座熔化器單元、和對應(yīng)于砧角切割器單元的砧座刀片單元。
此外，至少砧座熔化器單元包括與砧角熔化器單元相對的表面，并且該表面包括多個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽，由此，當(dāng)砧角熔化器單元靠近砧座熔化器單元移動(dòng)時(shí)，細(xì)長的導(dǎo)體以給定間隔穿過導(dǎo)體路徑溝槽形成的空間，并且，當(dāng)絕緣膜在上述靠近地移動(dòng)狀態(tài)下超聲波熔合并焊接時(shí)，砧角切割器單元和砧座刀片單元形成接觸，從而可以超聲波切割掉超聲波焊接的絕緣膜。
在生產(chǎn)的相同階段中，絕緣膜被如此超聲波熔合并焊接，以及超聲波熔合并切割。尤其是，超聲波切割方法選定了切割裝置，從而，在繼續(xù)生產(chǎn)的過程中，防止了絕緣膜偏離生產(chǎn)流水線。此外，絕緣膜的連續(xù)超聲波焊接和切割的操作可以在不冷卻的前提下實(shí)現(xiàn)。這實(shí)現(xiàn)了高精度的寬度余量切割，高速切割和更高的生產(chǎn)率。
隨著絕緣膜被超聲波熔合和切割，絕緣膜的切割表面隨著切割操作而同時(shí)彼此粘結(jié)。由此，絕緣膜的縱向邊緣牢固地密封。
此外，砧座熔化器單元為圓柱體形式，并且在圓柱體的外部環(huán)形表面上形成多個(gè)導(dǎo)體路徑溝槽。
砧座裝置還包括帶溝槽的砧座圓柱體單元，它具有與砧座熔化器單元相同的結(jié)構(gòu)，并且在生產(chǎn)流水線上，帶溝槽的砧座圓柱體單元以順次的順序位于砧座熔化器單元和砧座刀片單元的下游。
此外，砧座刀片單元可以自由地配裝到砧座熔化器單元的導(dǎo)體路徑溝槽和帶溝槽的砧座圓柱體單元的相應(yīng)溝槽之間的空間中，或從該空間中取出，并在其間固定。
在生產(chǎn)扁平電纜的過程中，每根電線導(dǎo)體由砧座熔化器單元的導(dǎo)體路徑溝槽和砧座圓柱體單元的溝槽導(dǎo)引，從而防止了絕緣膜在寬度方向上偏離。這也有助于寬度余量的高精度切割。此外，如上所述，當(dāng)砧座熔化器單元磨損時(shí)，砧座熔化器單元和砧座圓柱體單元可以互換，以作為臨時(shí)更換措施。
此外，砧座刀片單元不僅可以容易地配裝到砧座熔化器單元的導(dǎo)體路徑溝槽和砧座圓柱體單元溝槽之間，而且它們的位置可以彼此互換。
再者，砧角熔化器單元可以具有向所述砧座熔化器單元突出的弧形形狀。這種弧形形狀防止在超聲波焊接時(shí)產(chǎn)生不需要的熱量。
砧角切割器單元可以具有面對砧座切割刀片單元的表面，并且該表面設(shè)置有陶瓷片，從而可以防止磨損。
由于砧座切割刀片單元可以具有抵靠砧角切割器單元的接觸壓力，并且調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)該接觸壓力，因此，超聲波熔化和切割可以非常正確地實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造扁平電纜(61)的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，扁平電纜(61)包括彼此以給定間隔平行排列并夾在第一和第二絕緣膜(35a、35b)之間的多根電線導(dǎo)體(31)，所述設(shè)備(37)具有上游到下游方向上的生產(chǎn)流水線(P)，其特征在于，所述設(shè)備(37)包括用于賦予超聲波振蕩的砧角裝置(38)，其包括砧角熔化器單元(41)和砧角切割器單元(42)，所述砧角熔化器單元(41)和所述砧角切割器單元(42)沿所述生產(chǎn)流水線(P)從上游向下游以預(yù)定的距離依次定位；以及砧座裝置(39)，其包括砧座熔化器單元(44)和一個(gè)或多個(gè)砧座刀片單元(45)，所述砧座熔化器單元(44)和所述砧座刀片單元(45)沿著所述生產(chǎn)流水線(P)分別面對所述砧角熔化器單元(41)和所述砧角切割器單元(42)；由此，當(dāng)包含所述多條電線導(dǎo)體(31)的所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)在所述砧角和砧座裝置(38、39)之間穿過時(shí)，沿著生產(chǎn)流水線(P)，所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)可以分別被所述砧角和砧座熔化器單元(41、44)熔合并粘接，并依次被所述砧角切割器單元(42)和砧座刀片單元(45)熔合并切割或剪切。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述砧座熔化器單元(41)和砧角熔化器單元(44)具有彼此面對的相應(yīng)表面，并且至少一個(gè)所述表面包括多個(gè)相應(yīng)于所述多條電線導(dǎo)體(31)形成的導(dǎo)體路徑溝槽(49)，由此，當(dāng)所述砧角熔化器單元(41)靠近所述砧座熔化器單元(44)移動(dòng)時(shí)，所述電線導(dǎo)體(31)位于所述導(dǎo)體路徑溝槽(49)中，并且，在所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)的上游部分被超聲波熔合并焊接的同時(shí)，所述砧角切割器單元(42)和所述砧座刀片單元(45)形成接觸，被超聲波焊接的第一和第二絕緣膜(35a、35b)的下游部分由超聲波切掉。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述砧座熔化器單元(41)呈圓柱形式，帶有環(huán)形表面，而所述導(dǎo)體路徑溝槽(49)形成在所述環(huán)形表面上。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述設(shè)備(37)還包括具有溝槽的砧座圓柱體單元(50)，該單元具有與所述砧座熔化器單元(41)相同的結(jié)構(gòu)，并沿著所述生產(chǎn)流水線(P)位于所述砧座刀片單元(45)的下游。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，每個(gè)所述砧座刀片單元(45)具有如下的結(jié)構(gòu)，即，它可以自由地配裝到所述砧座熔化器單元(41)的導(dǎo)體路徑溝槽(49)和所述砧座圓柱體單元(50)的相應(yīng)溝槽之間形成的空間內(nèi)，或從該空間取出，并固定在各溝槽之間。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述砧角熔化器單元(41)具有向所述砧座熔化器單元(44)突出的弧形形狀。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述砧角切割器單元(42)具有面對所述砧座刀片單元(45)的表面，并且所述表面設(shè)置有陶瓷片。
8.如權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)，其特征在于，所述設(shè)備(37)還包括調(diào)節(jié)裝置(53)，用于調(diào)節(jié)所述砧座刀片單元(45)抵靠所述砧角切割器單元(42)的接觸壓力。
9.一種用于制造扁平電纜(61)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有在上游到下游方向上的生產(chǎn)流水線(P)，并包括用于將多條電線導(dǎo)體(31)彼此以給定的間隔平行排列的裝置；用于將所述電線導(dǎo)體(31)夾在第一和第二絕緣膜(35a、35b)之間的裝置；由此，所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)在所述電線導(dǎo)體(31)之間以給定的間隔彼此面對；以及如權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所限定的超聲波焊接和切割設(shè)備(37)。
10.如權(quán)利要求9所述的用于制造扁平電纜的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于向所述超聲波焊接和切割設(shè)備(37)上游的第一和第二絕緣膜(35a、35b)提供粘結(jié)層的裝置，所述粘結(jié)層提供到所述第一和第二絕緣層(35a、35b)的每一個(gè)的面對所述電線導(dǎo)體(31)的表面上。
11.一種制造扁平電纜(61)的方法，具有上游到下游方向的生產(chǎn)流水線(P)，并包括以下步驟將多條電線導(dǎo)體(31)彼此以給定間隔平行排列；將所述電線導(dǎo)體(31)夾在第一和第二絕緣膜(35a、35b)之間；由此，所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)在所述電線導(dǎo)體(31)之間以給定間隔彼此面對；以及通過利用如權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(37)超聲波焊接和切割所述第一和第二絕緣膜(35a、35b)。
全文摘要
用于制造扁平電纜的超聲波焊接和切割設(shè)備。扁平電纜包括多條彼此以給定間隔平行排列的夾在第一和第二絕緣膜間的電線導(dǎo)體，該設(shè)備具有上游到下游方向上的生產(chǎn)流水線。該設(shè)備包括賦予超聲波振蕩的砧角裝置，其包括沿生產(chǎn)流水線從上游向下游以預(yù)定距離依次定位的砧角熔化器單元和砧角切割器單元；砧座裝置，其包括沿生產(chǎn)流水線分別面對砧角熔化器單元和砧角切割器單元的砧座熔化器單元和一個(gè)或若干個(gè)砧座刀片單元；當(dāng)包含多條電線導(dǎo)體的第一和第二絕緣膜在砧角和砧座裝置之間穿過時(shí)，沿生產(chǎn)流水線，第一和第二絕緣膜分別被砧角和砧座熔化器單元熔合并粘接，并依次被砧角切割器單元和砧座刀片單元熔合并切割或剪切。
文檔編號(hào)H01B13/00GK1393890SQ0212488
公開日2003年1月29日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者山野能章, 福本康治 申請人:住友電裝株式會(huì)社