專利名稱：一種對焊由塑性材料制成的物品的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對焊由熱塑性塑料制成的物品的裝置。更具體而言本發(fā)明涉及這樣一種裝置，其包括將待焊接在一起的兩件物品以同軸關(guān)系固定在位的裝置，加熱待焊接在一起的兩件物品的加熱裝置，和控制焊接過程的電子控制單元。
另一方面，本發(fā)明涉及一種對焊由熱塑性塑料制成的物品的方法，上述方法由這樣一種裝置來完成，該裝置包括將待焊接在一起的兩件物品以同軸關(guān)系固定在位的裝置，加熱待焊接在一起的兩件物品的加熱裝置，一電子控制單元和檢測周圍溫度的溫度傳感器裝置。
從標(biāo)題字“加熱原件對焊”可知這種方法和裝置。其中焊接操作以兩步法順序進行，即，加熱階段和連接階段。
大多數(shù)已知的焊接熱塑性塑料物品，特別是塑料管的裝置的共同點是在冷卻階段控制連接壓力以監(jiān)測焊接操作。此順序以路徑-壓力-力-時間-圖被記錄下來。迄今為止認(rèn)為以這種方式監(jiān)測工藝控制對焊接的質(zhì)量是很重要的。
在多次調(diào)查中得知，其它的影響對高質(zhì)量和可重復(fù)的焊接也是很重要的。
在WO95/11124的公開文本中，公開了一種將管的端部焊接在一起的對焊機，其中待焊接的端部由一夾緊機構(gòu)以同軸關(guān)系固定。該焊接機包括一測量周圍溫度的傳感器，一計時器和一線性測量傳感器。為監(jiān)控連接操作和冷卻操作，建議根據(jù)所測量的周圍溫度確定一預(yù)定的冷卻周期。根據(jù)本發(fā)明的示教，在被焊接的部分冷卻到這樣的程度，即，焊縫有足夠的強度，使得所述部分能從夾緊機構(gòu)中移出，之前必須經(jīng)過預(yù)定的時間周期。在前述的線性測量傳感器一檢測到管的端部彼此相對移動一定量時就啟動用于計冷卻周期的計時器。由于管的端部的相對移動，應(yīng)當(dāng)能確定管端部的相互穿過已經(jīng)發(fā)生，從而能保證有效的焊接。即使周圍溫度是用于監(jiān)測焊接部分強度的相對參數(shù)，在公開文本中沒有進一步限定傳感器是怎樣放置在焊接機中以及放置在什么位置，以近可能準(zhǔn)確地監(jiān)測周圍溫度。
從上述現(xiàn)有技術(shù)可知，本發(fā)明的目的是提供一種對焊由熱塑性材料制成的物品的方法和裝置，其中周圍溫度能近可能準(zhǔn)確地被測量以使冷卻時間最佳化。
為實現(xiàn)上述和其它目的，本發(fā)明一方面提供一種對焊熱塑性塑料制成的物品的裝置，該裝置包括將待焊接在一起的兩件物品以同軸關(guān)系固定在位的夾緊機構(gòu)。為加熱待焊接在一起的兩件物品的端部，還設(shè)置一加熱裝置。
一電子控制單元包括監(jiān)測周圍溫度的溫度傳感器，其中溫度傳感器安裝在對焊裝置上，但與對焊裝置熱絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種對焊熱塑性材料制成的物品的方法，該方法由這樣一種裝置完成，該裝置包括將待焊接在一起的熱塑性管以同軸關(guān)系固定在位的裝置。為加熱待焊接在一起的兩件物品的端部，還設(shè)置一加熱裝置。
一電子控制單元包括監(jiān)測周圍溫度的溫度傳感器，其中溫度傳感器安裝在對焊裝置上，但與對焊裝置熱絕緣。
在本發(fā)明的方法中，由溫度傳感器給出的溫度值被連續(xù)監(jiān)測，在考慮上述溫度值的基礎(chǔ)之上，確定出待焊接在一起的兩件物品的冷卻時間。
下面將參照附圖進一步描述根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的實施例。其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的對焊裝置的示意截面圖；圖2是設(shè)置在示意性示出的中間原件之上的熱傳感器的視圖；圖3示出溫度-時間-冷卻圖。
已知的焊接熱塑性塑料管的裝置通常在冷卻階段控制接觸壓力。然而已經(jīng)認(rèn)識到焊接區(qū)的強度是已經(jīng)到達冷卻階段終點的實際標(biāo)準(zhǔn)。上述強度并非嚴(yán)格地取決于時間，而是取決于待焊接的材料溫度。周圍溫度為40℃時，在給定的冷卻階段之后，材料的溫度比相同條件之下，但周圍溫度為5℃時焊接操作時的溫度高30℃。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，建議用熱傳感器監(jiān)測實際的周圍溫度。通過準(zhǔn)確地監(jiān)測周圍溫度，冷卻階段的長度就能被控制，從而能確保焊接區(qū)所需的材料強度。
然而如果熱傳感器放置在不理想的位置，就可能測得錯誤的周圍溫度。一方面?zhèn)鞲衅鞯姆胖门c整個裝置加熱同等重要，另一方面，在熱傳感器由加熱裝置以不適當(dāng)?shù)姆绞郊訜釙r，就存在危險。最后熱傳感器通過連接導(dǎo)線加熱時，能看到另一個危險。
圖1是將熱塑性材料制成的管子沿著待被連接在一起的管端2的連接位置焊接在一起的裝置1的示意截面圖。連接區(qū)域由參數(shù)2a表示。每個管子都夾緊在普通焊接機的夾緊裝置3中。在加熱階段完成之后，例如用在兩個管子之間可移動的加熱盤件，該加熱盤件沒有示出，管子的端部被壓在一起，然后開始冷卻階段。通過示意性示出的控制單元4啟動用于測量周圍溫度的傳感器件5。連續(xù)監(jiān)測周圍溫度，根據(jù)公式tK=f(TRT)計算冷卻周期，其中tk表示冷卻周期的長度，TRT表示周圍溫度。計算因素要考慮最不利的條件與靜態(tài)的周圍大氣。
由于認(rèn)為周圍溫度是靜態(tài)的，能確保焊接區(qū)的材料強度，該強度大于管道申請許可領(lǐng)域的最小材料強度。
圖2示意性地示出一熱傳感器5a，其通過一中間元件6設(shè)置在焊接裝置的殼體的底部，優(yōu)選設(shè)置在遠離實際加熱元件的區(qū)域。中間元件6包括上金屬板件7和下金屬板件8，由一熱絕緣元件9將上述兩者相互連接起來。可以使用有封閉的微小單元的泡沫材料，優(yōu)選是微孔橡膠作為熱絕緣件9。
下金屬板件8有一通道10，其中置有熱傳感器5a。為避免熱傳感器5a通過其連接線11而被加熱，連接線11與下金屬板件8熱接觸。優(yōu)選在下金屬板件8上機加工出溝槽，連接線可埋入該溝槽中。由于這種設(shè)計，熱傳感器5a的自身溫度不會升高至周圍溫度之上，即使對焊機連續(xù)使用。
由電子控制單元4監(jiān)測熱傳感器5a的正確操作。在熱傳感器5a有問題時，根據(jù)最壞的情況，即，較高的周圍溫度，計算冷卻周期的長度。同時將熱傳感器的缺陷顯示給使用者。
圖3示出不同的冷卻下降軌跡。周圍溫度40℃時。冷卻階段的長度近似為400秒；周圍溫度為23℃時，在近似290秒之后，達到所需的材料強度，周圍溫度為5℃時，在近似230秒之后完成冷卻階段。
權(quán)利要求
1．一種對焊由熱塑性材料制成的物品的裝置，包括將待焊接在一起的兩件物品以同軸關(guān)系固定在位的夾緊機構(gòu)；加熱待焊接在一起的兩件物品的加熱裝置，一電子控制單元和一監(jiān)測周圍溫度的溫度傳感裝置，其特征在于所述溫度傳感裝置安裝在所述對焊裝置上，但與所述對焊裝置熱絕緣。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述溫度傳感裝置安裝在所述對焊裝置上遠離所述加熱裝置的區(qū)域。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于設(shè)有一中間元件以接納所述溫度傳感裝置，所述中間元件包括一熱絕緣件和與其相連的第一金屬板件，其中所述熱絕緣裝置的連接導(dǎo)線與所述金屬板件熱連接。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述金屬板件包括容納所述溫度傳感器的凹槽。
5．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述熱絕緣件包括有封閉的微小單元組成的泡沫材料，優(yōu)選為多孔橡膠或泡沫橡膠。
6．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述中間元件包括一第二金屬板件，其與所述熱絕緣件在所述第一金屬板件的對側(cè)相連，并且用于將所述中間元件固定在所述對焊裝置上。
7．一種對焊由熱塑性材料制成的物品的方法，該方法由這樣一種裝置完成，該裝置包括將待焊接在一起的兩件物品以同軸關(guān)系固定在位的夾緊機構(gòu)；加熱待焊接在一起的兩件物品的加熱裝置，一電子控制單元和一監(jiān)測周圍溫度的溫度傳感裝置，其中所述溫度傳感裝置安裝在所述對焊裝置上，但與所述對焊裝置熱絕緣，上述方法包括以下步驟連續(xù)監(jiān)測由所述熱傳感器得出的溫度值，在考慮上述溫度值的基礎(chǔ)之上確定待焊接在一起的物品的冷卻時間。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于監(jiān)測所述靜態(tài)周圍空氣的溫度。
9．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于通過接觸加熱或非接觸加熱來加熱待焊接在一起的物品。
10．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于一旦出現(xiàn)問題由所述電子控制單元盡快控制所述溫度傳感裝置，在出現(xiàn)問題的情況下，根據(jù)最壞的情況計算冷卻時間。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其中將溫度傳感器的問題展示給使用者。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將熱塑性材料制成的物品焊接在一起的裝置和方法。所述物品由一對夾緊機構(gòu)以同軸關(guān)系固定在位。加熱元件在兩件物品之間,以加熱它們相對的前表面,然后移走加熱裝置,并使受熱的前表面相對接觸。為確定焊接區(qū)的強度,要考慮周圍溫度。為此,在焊接裝置中設(shè)置熱傳感器。所述熱傳感器相對焊接裝置絕緣。
文檔編號B29C65/20GK1210063SQ9811612
公開日1999年3月10日 申請日期1998年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月1日
發(fā)明者J·維爾梅林格 申請人:喬治費希爾管路系統(tǒng)公開股份有限公司