本發(fā)明涉及一種塑料管密封裝置，其包括夾具并且還包括電hf電源電路，其中，夾具具有一對(duì)鉗口，該一對(duì)鉗口能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)，以插入和壓接塑料管，并且含有高頻(hf)(即，射頻(rf))電極，電hf電源電路包括鉗口的hf電極和hf發(fā)生器。

這種類型的塑料管密封裝置以各種方式進(jìn)行使用，例如，用作采血管密封器，采血管密封器用于在獻(xiàn)血過程已經(jīng)結(jié)束之后，利用高頻能量焊接在獻(xiàn)血期間通向采血袋的采血管，從而以氣密和防菌的方式密封采血管。出于本申請(qǐng)的目的，術(shù)語采血管被用作術(shù)語輸血導(dǎo)管的同義詞，并因而應(yīng)該被理解為同樣涵蓋用于導(dǎo)向的血液輸送或通過塑料管引導(dǎo)血流的任何其他輸血導(dǎo)管。這些裝置可從根本上被設(shè)計(jì)為臺(tái)式裝置，但是作為具有手持裝置主體的手持裝置的設(shè)計(jì)是優(yōu)選的，例如對(duì)于上述獻(xiàn)血應(yīng)用，這是因?yàn)槌鲇谛l(wèi)生原因，在去除靜脈插管之前在供體處進(jìn)行焊接。常規(guī)手持裝置通常具有至電力電源的電纜連接，電力電源諸如為固定式電池組或肩帶式電池組。這種類型的手持裝置例如為freseniuscomposealmobileaii裝置，其以商品名composeal在市場(chǎng)上銷售。

眾所周知的是，在焊接期間，當(dāng)電極之間的距離變化時(shí)，那些密封器夾具經(jīng)歷阻抗變化。這種阻抗變化會(huì)使諧振失諧，并導(dǎo)致不希望的反射，從而給焊接過程的效率和焊接質(zhì)量帶來不利影響。

專利公開us5,750,971公開了一種通過檢測(cè)焊接過程的終點(diǎn)和對(duì)焊接過程進(jìn)行時(shí)間控制來減小該效應(yīng)的方法。焊接的持續(xù)時(shí)間根據(jù)測(cè)得的阻抗變化而進(jìn)行可變調(diào)節(jié)。

專利公開us7.586.071b2公開了一種用于對(duì)由包括pvc、pu、pet、petg或聚烯烴的塑料制成的片材、包裝物、箔等進(jìn)行hf焊接的固定式包裝機(jī)。該焊接機(jī)包括同時(shí)充當(dāng)hf電極和成型模具的上壓板和下壓板。在這些板閉合后，阻抗變化通過改變hf頻率而進(jìn)行平衡，以便保持諧振并因而保持效率。

專利公開us5,254,825公開了一種塑料管密封器，該塑料管密封器具有rf發(fā)生器和阻抗測(cè)量電路，該阻抗測(cè)量電路用于感測(cè)夾具中的阻抗變化，并利用伺服電動(dòng)可變電容器來調(diào)整匹配阻抗。這需要額外的電能來驅(qū)動(dòng)這些伺服電動(dòng)機(jī)，并且導(dǎo)致夾具rf電路構(gòu)造復(fù)雜，并且導(dǎo)致相當(dāng)沉重和龐大的布置。

公開gb2387807a公開了具有類似布置，其中，兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變電容器包括于伴隨rf發(fā)生器的rf匹配網(wǎng)絡(luò)中，其中，電感器位于這兩個(gè)可變電容器之間。另外，三個(gè)電容器會(huì)可變地切換到從電感器與可變電容器中的一個(gè)之間的節(jié)點(diǎn)至地電位的電流路徑。

專利公開us4,390,832公開了一種阻抗感測(cè)電路，該阻抗感測(cè)電路在感測(cè)到遠(yuǎn)端夾具中的阻抗變化后，簡(jiǎn)單地增大rf功率輸出來補(bǔ)償損耗。這是一種浪費(fèi)大量能量的低效補(bǔ)償手段，因此不是具體適用于手持無繩裝置的理想方法。

專利公開us2,572,226公開了一種可變電容器，該可變電容器用于使用輥電極自動(dòng)調(diào)節(jié)在用于塑料片的固定焊接機(jī)中實(shí)現(xiàn)的rf電壓變化。在這種布置中，可變電容器形成電容分壓器，以便通過根據(jù)接縫中的塑料片數(shù)量增加輥電極之間的距離，來增加這些電極上的電壓。

本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種在介紹中提到的類型的塑料管密封裝置，該塑料管密封裝置使得能夠可靠、舒適和過程安全地焊接/密封諸如采血管的塑料管。

本發(fā)明通過提供具有權(quán)利要求1的特征的塑料管密封裝置來解決這個(gè)問題。當(dāng)想要構(gòu)造無繩并且提供低重量和高用戶舒適度的裝置時(shí)，此裝置可根據(jù)需要配有高能量效率。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該裝置可被實(shí)現(xiàn)為無繩、低重量裝置，其包括手持式單元中的夾具、rf電路和電池，并因而能夠提供高用戶舒適度和操縱舒適度。

在根據(jù)本發(fā)明的該裝置中，hf電源電路包括高頻發(fā)生器，該高頻發(fā)生器具有可變阻抗hf諧振電路，該可變阻抗hf諧振電路的相關(guān)電容器單元的電容和/或相關(guān)線圈單元的電感和/或hf諧振電路的歐姆電阻能夠可變地進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括阻抗控制裝置，該阻抗控制裝置配置成在相應(yīng)的焊接操作的過程中保持hf電源電路的阻抗恒定。為此，優(yōu)選地，可在焊接操作期間，以連續(xù)方式測(cè)量hf電源電路的阻抗。在此選項(xiàng)中，阻抗控制裝置可另外設(shè)計(jì)為阻抗測(cè)量裝置。在本發(fā)明的相應(yīng)實(shí)施方式中，電容器單元包括電可控的電容器二極管或至少一個(gè)可移動(dòng)的變?nèi)蓦娙萜麟姌O，該至少一個(gè)可移動(dòng)的變?nèi)蓦娙萜麟姌O布置在夾具中，優(yōu)選地布置在夾具的鉗口部分中，以實(shí)現(xiàn)電容器單元的可變電容。當(dāng)使用電容器二極管時(shí)，可電子地控制該二極管的電容，并且在這種情況下，二極管可具體設(shè)計(jì)成使得其電容的變化以用hf鉗口電極的電容補(bǔ)償?shù)姆绞絹淼窒?/p>

作為這種構(gòu)造的結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的塑料管密封裝置能夠基本上保持hf電源電路的阻抗恒定，而無需改變用于焊接操作的高頻輻射頻率來保持阻抗恒定，其中，hf電源電路的阻抗變化歸因于鉗口的移動(dòng)以及由于焊接操作期間加熱造成的、鉗口之間的管材變形。這是非常有利的，除其他原因之外，其原因在于，在通常使用這種管密封裝置的環(huán)境中，通常不希望甚至不允許具有除非常具體的、預(yù)先指定的頻率以外的、諸如用于焊接操作的高頻率的頻率值的頻率的高頻場(chǎng)。另外，本發(fā)明的裝置可有利地實(shí)現(xiàn)為移動(dòng)的、輕量手持裝置，其總重量可小于450g，優(yōu)選小于300g。為了將重量保持在最小值，可優(yōu)選使用諸如鋰離子聚合物類型的輕量電池組。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，電容器單元包括可移動(dòng)的變?nèi)萁殡娫?。替代地或另外地，線圈單元具有可移動(dòng)的變電感元件，例如鐵氧體元件。這也使得能夠以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的方式在焊接操作期間實(shí)現(xiàn)對(duì)hf電源電路的阻抗的所需調(diào)節(jié)。

在另一實(shí)施方式中，可移動(dòng)變?nèi)蓦娙萜麟姌O布置在夾具中，以使得鉗口電極的閉合運(yùn)動(dòng)通過串聯(lián)或并聯(lián)連接至hf鉗口電極的電容器單元的電容器電極的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來補(bǔ)償，從而使得電容器單元的電容在鉗口電極的閉合運(yùn)動(dòng)期間與hf鉗口電極的電容相反地變化。以這種方式，可以以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)電容補(bǔ)償，并因此通過電路中的這兩個(gè)電容的適當(dāng)并聯(lián)或串聯(lián)電連接來基本上保持恒定的電容。

在本發(fā)明的有利實(shí)施方式中，可移動(dòng)變?nèi)蓦娙萜麟姌O機(jī)械聯(lián)接至包括鉗口電極的鉗口中的一個(gè)。這能夠簡(jiǎn)化該裝置，并提供電容器電極運(yùn)動(dòng)與鉗口運(yùn)動(dòng)的直接聯(lián)接。

更一般地，在可變阻抗hf諧振電路的可移動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)聯(lián)接至夾具(即，夾具的鉗口中的至少一個(gè))的運(yùn)動(dòng)的情況下，阻抗控制電路可僅通過該聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)，該聯(lián)接例如為機(jī)械聯(lián)接或電聯(lián)接或磁聯(lián)接或液壓或氣動(dòng)聯(lián)接，而不需要附加的控制元件。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，可變阻抗hf諧振電路的所需電容和/或電感的變化可通過在兩個(gè)或更多個(gè)分立電容器和/或電感器/線圈之間替代地切換成電容或電感的連續(xù)變化來實(shí)現(xiàn)。這種切換可在焊接過程中機(jī)械地或以任何其他常規(guī)方式聯(lián)接至夾具鉗口的運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，塑料管密封裝置具有相同的公共電極，該相同的公共電極形成電容器單元的電容器電極中的一個(gè)和鉗口電極中的一個(gè)。這同樣允許簡(jiǎn)化布置，同時(shí)保持優(yōu)異的焊接特性。在進(jìn)一步的發(fā)展中，所述相同的電極形成位于兩個(gè)外部電極之間的中間電極，這兩個(gè)外部電極分別形成電容器單元的對(duì)電極和另一鉗口電極。在這種情況下，電容器單元的電容器可包括外部電極中的一個(gè)和中間電極，以及另一外部電極形成第二鉗口電極。

在進(jìn)一步的改進(jìn)中，所述另一鉗口電極和所述對(duì)電極電聯(lián)接至相同的電位，使得鉗口電極的電容和電容器單元的電容并聯(lián)連接。在一種替代改進(jìn)中，中間電極、另一鉗口電極和對(duì)電極布置成使得鉗口電極的電容和電容器單元的電容串聯(lián)連接。

電容器單元的附加電容器電極可由中間電極或由附加電極單獨(dú)提供，該附加電極優(yōu)選地布置在中間電極與電容器電極之間。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，該裝置的中間電極代表可移動(dòng)變?nèi)蓦娙萜麟姌O。根據(jù)這種類型的改進(jìn)的可移動(dòng)變?nèi)蓦娙萜麟姌O能夠可移動(dòng)地布置在外部hf鉗口電極與另一電容器電極之間。

有利地，在本發(fā)明的改進(jìn)中，中間hf鉗口電極聯(lián)接至塑料管密封單元的鉗口中的一個(gè)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到的，上述改進(jìn)還適用于不一定具有狹義上的鉗口，而是具有適于承載根據(jù)本發(fā)明的管密封裝置的電極的其它構(gòu)件的裝置，并且所述其它構(gòu)件應(yīng)當(dāng)被理解為由本文所使用的表達(dá)鉗口涵蓋。另外，應(yīng)理解的是，從根本上也可彼此組合地實(shí)現(xiàn)所提出的改進(jìn)。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，阻抗測(cè)量控制裝置設(shè)計(jì)成用于在焊接操作期間確定鉗口的電極分隔距離。這可例如通過分析連續(xù)測(cè)量的阻抗或通過使用基于光的電感或電阻距離傳感器來實(shí)現(xiàn)。可從確定的電極分隔距離得出進(jìn)一步的過程相關(guān)參數(shù)，諸如將焊接的采血管的尺寸和材料和/或焊接部位的期望的最終幾何形狀。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，hf鉗口電極設(shè)計(jì)成變熱絕緣。這有助于進(jìn)一步優(yōu)化裝置的能量效率，因?yàn)楹附硬课坏臒釗p失降至最小。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，該裝置包括無繩和/或手持裝置主體，其至少包括夾具和hf電源電路，優(yōu)選地還包括阻抗測(cè)量裝置。這有助于實(shí)現(xiàn)該裝置的高用戶舒適度。與需要電繩或電纜連接設(shè)計(jì)的常規(guī)設(shè)計(jì)類型采血管焊接裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量，具體地，通過特殊阻抗調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的高能量效率，產(chǎn)生了無繩裝置設(shè)計(jì)的先決條件。

在本發(fā)明的改進(jìn)中，該裝置包括可再充電電池單元，諸如鋰可再充電電池單元，作為hf電源電路的電源。所述鋰可再充電電池單元可例如以節(jié)省空間和節(jié)省重量的方式容納于手持裝置主體中，并且同樣有助于實(shí)現(xiàn)高用戶舒適度和操作簡(jiǎn)便性。在另一配置中，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括充電站，在該充電站上設(shè)定裝置主體并為電池單元充電。這對(duì)于裝置的用戶舒適度和操作簡(jiǎn)便性有利，具體地，在與裝置主體的無繩設(shè)計(jì)相結(jié)合的情況下。

在本發(fā)明的開發(fā)中，為hf鉗口電極提供熱隔離。這有助于實(shí)現(xiàn)該裝置的高能量效率。

在本發(fā)明的開發(fā)中，塑料管密封裝置配置為無繩密封裝置。這提供了具有優(yōu)良操縱舒適度的裝置。

本發(fā)明的有利實(shí)施方式在附圖中示出，并會(huì)在下文進(jìn)行描述。在附圖中：

圖1是塑料管密封裝置的裝置主體的立體圖；

圖2是具有hf發(fā)生器的塑料管密封裝置的示意性框圖，其中hf發(fā)生器具有可變諧振電路電容器；

圖3是具有可變諧振電路線圈電感的變體的示意性框圖，其與圖2對(duì)應(yīng)；

圖4是示出塑料管密封裝置的典型焊接操作的電極分隔距離對(duì)時(shí)間的示意圖；

圖5是圖1所示類型的兩個(gè)裝置主體的充電站的立體圖；

圖6是可在圖1所示的裝置中使用的hf諧振電路的示意性電路框圖，該hf諧振電路為在焊接操作開始時(shí)具有可變電容的鉗口外部電容器單元的設(shè)計(jì)；

圖7是在焊接操作結(jié)束時(shí)圖6的電路框圖；

圖8是對(duì)應(yīng)于圖6的實(shí)施方式變型的電路框圖，該實(shí)施方式變型在焊接操作開始時(shí)具有可變電感的線圈單元的機(jī)械鉗口聯(lián)接；

圖9是在焊接操作結(jié)束時(shí)圖8的電路框圖；

圖10是對(duì)應(yīng)于圖6的、在焊接操作開始時(shí)具有可變電容的鉗口集成電容器單元的電路框圖；

圖11是在焊接操作結(jié)束時(shí)圖10的電路框圖；

圖12是對(duì)應(yīng)于圖6的、在焊接操作開始時(shí)具有電子可控的電容二極管的實(shí)施方式變型的電路框圖；

圖13是在焊接操作結(jié)束時(shí)圖12的電路框圖；

圖14是對(duì)應(yīng)于圖6的、在焊接操作開始時(shí)根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電路框圖；

圖15是在焊接操作結(jié)束時(shí)圖14的電路框圖；

圖16是與圖1所示的裝置類似的裝置的夾具鉗口部分在焊接操作開始時(shí)的示意性剖視圖，該夾具鉗口部分具有對(duì)應(yīng)于圖10和圖11的鉗口集成電容器單元；

圖17是類似于圖16的在焊接操作結(jié)束時(shí)的視圖，附加地示出了鉗口致動(dòng)元件的一部分；以及

圖18是對(duì)應(yīng)于圖17的、一個(gè)改進(jìn)實(shí)施方式的視圖。

在有利的示例性實(shí)施方式類型中，根據(jù)本發(fā)明的塑料管密封/焊接裝置包括無繩裝置主體。圖1示出了這種類型的無繩裝置主體1，無繩裝置主體1在所示的具體實(shí)施中可用一只手保持并由用戶操作。為此，裝置主體1具有后側(cè)手柄部件2和用作電開關(guān)的控制桿3，控制桿3可通過保持裝置主體的手的手指在底側(cè)上操作。在前側(cè)上，裝置主體1具有夾具4，夾具4包括能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)以插入和壓接塑料管5的兩個(gè)鉗口4a、4b，塑料管5在圖1中僅部分示出。塑料管5可為例如采血管，并且該裝置可相應(yīng)地設(shè)計(jì)為采血管焊接裝置。顯示區(qū)域6位于頂側(cè)上，與底側(cè)上的控制桿3相對(duì)，并且形成于裝置主體1上的后側(cè)手柄區(qū)域2與前側(cè)夾具4之間。顯示區(qū)域6包括顯示面板7，在顯示面板7上能夠以光學(xué)方式顯示所需信息。

在圖2中示意性地示出了電高頻(high-frequency,hf)電源電路8和裝置控件9，電hf電源電路8和裝置控件9可例如用于具有圖1的無繩手持裝置主體1的采血管焊接裝置。電hf電源電路8包括hf發(fā)生器10、電源11和電極裝置12。hf發(fā)生器10具有這樣的常規(guī)設(shè)計(jì)，并且包括具有電容器單元13和線圈單元14的可變阻抗hf諧振電路。在所示的示例中，電容器單元13設(shè)計(jì)成具有可變的、可調(diào)節(jié)的電容器電容的單元。為此，電容器單元13可設(shè)計(jì)成例如使得其具有至少兩個(gè)電容器電極，該至少兩個(gè)電容器電極中的至少一個(gè)能夠在分隔方向上相對(duì)于另一電容器電極移動(dòng)。替代地或另外，可提供可在兩個(gè)電容器電極之間的間隙中移動(dòng)以改變電容的介電元件。

電源11優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為可再充電電池或蓄電池單元；具體地，鋰可再充電電池單元或鋰電池組可用于此，優(yōu)選地一個(gè)電池為鋰離子型電池，諸如具體是鋰聚合物電池組或lifepo4電池組。這種電源的優(yōu)點(diǎn)在于其在相對(duì)較高的存儲(chǔ)容量下重量相對(duì)較低。因而，在實(shí)際的實(shí)施方式中，對(duì)于至多約200g，優(yōu)選至多150g的可充電電池重量，在需要對(duì)可再充電電池單元11進(jìn)行再充電之前，可實(shí)現(xiàn)大于500次焊接操作的焊接能力。

電極裝置12包括兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的hf電極12a、12b，hf電極12a、hf電極12b在圖2中僅示意性地示出，hf電極12a、hf電極12b中的一個(gè)布置在采血管焊接裝置的兩個(gè)鉗口中的每一個(gè)中，hf電極12a、hf電極12b可相對(duì)于彼此移動(dòng)，例如在圖1所示的裝置主體1中的夾具4的兩個(gè)鉗口4a、4b中相對(duì)于彼此移動(dòng)。hf發(fā)生器10和電源11也可容納于裝置主體1中；即，整個(gè)電hf電源電路8隨后位于裝置主體1中。鉗口4a、鉗口4b優(yōu)選地與hf電極12a、hf電極12b一起構(gòu)造，以實(shí)現(xiàn)最小的能量/熱損失。為此，它們本身以常規(guī)方式設(shè)置有熱絕緣，該常規(guī)方式?jīng)]有詳細(xì)示出，并且確保在焊接操作期間由焊接部位產(chǎn)生的熱損失降至最小。

由電源11供電的hf發(fā)生器10以本身已知的方式向用于焊接放置在hf電極12a、hf電極12b之間的采血管的電極裝置12提供hf功率。裝置控件9控制和監(jiān)測(cè)相應(yīng)的焊接操作，出于該控制和監(jiān)測(cè)目的而適當(dāng)?shù)匮b備裝置控件9。除了不需要在這里詳細(xì)討論的常規(guī)控制構(gòu)件之外，根據(jù)本發(fā)明的裝置控件9具體地包括用于在相應(yīng)焊接操作過程中連續(xù)測(cè)量阻抗并用于保持hf電源電路8的阻抗恒定的阻抗測(cè)量和阻抗控制裝置。如理解在這里說明的裝置控件9的功能的本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的那樣，裝置控件9配備有適當(dāng)?shù)挠布蛙浖M件。具體地，為此，裝置控件9包括合適的計(jì)算組件，例如常規(guī)微控制器。在具有圖1的無繩和手持裝置主體1的實(shí)施方式中，裝置控件9可與其所有組件一起，或者根據(jù)需要僅與其組件的一部分一起布置在裝置主體1中。另外，替代地，裝置控件9可完全布置在裝置主體1的外部，并且能夠通過合適的常規(guī)無線接口連接，以便與容納于裝置主體1中的hf電源電路8通信。例如，該常規(guī)無線接口可為藍(lán)牙接口。

對(duì)于使用對(duì)應(yīng)于圖1和圖2的裝置進(jìn)行焊接操作，例如，采血管5安置在鉗口4a、鉗口4b之間，并因而安置在hf電極12a、hf電極12b之間，隨后通過操作控制桿3使鉗口4a、鉗口4b朝向彼此移動(dòng)，作為該操作的結(jié)果，采血管5進(jìn)行壓接。同時(shí)，hf電源電路8激活，并通過hf電極12a、hf電極12b將熔化管材所需的高頻能量供應(yīng)給位于鉗口4a、鉗口4b之間的壓接或夾緊部位處焊接的采血管5。由于鉗口4a、鉗口4b以及因而hf電極12a、hf電極12b朝向彼此的相對(duì)閉合運(yùn)動(dòng)，hf電極12a、hf電極12b的電極分離距離相應(yīng)地改變，因此，如果不采取任何抵消措施，hf電源電路8的阻抗會(huì)改變。hf電極12a、hf電極12b之間的壓接部位處的管材的變形和加熱也可有助于該阻抗改變。這種阻抗改變會(huì)導(dǎo)致裝置的能量效率顯著降低。雖然這可通過適當(dāng)改變提供用于焊接操作的高頻輻射的頻率來抵消，但是這可能導(dǎo)致不期望的次生效應(yīng)。

因此，本發(fā)明提供了其他抵消措施，從而在整個(gè)焊接操作過程中保持hf電源電路8的阻抗恒定。為此，裝置控件9的阻抗測(cè)量和控制裝置在相應(yīng)焊接操作的整個(gè)過程中連續(xù)地記錄阻抗的當(dāng)前值或?qū)嶋H值，并且通過調(diào)節(jié)或跟蹤電容器單元13的可變電容器電容來提供任何所需調(diào)節(jié)或跟蹤。為此，裝置控件9控制電容器電極或介電元件的移動(dòng)，以使得電源電路8的阻抗在焊接操作期間的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)保持恒定，這顯然需要保持阻抗僅基本上恒定并允許輕微的臨時(shí)偏差的可能性。已知用于復(fù)阻抗測(cè)量的任何測(cè)量器件均可用于阻抗測(cè)量。

優(yōu)選地，阻抗可通過電感地、電容地或電阻地影響阻抗的元件的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來跟蹤。優(yōu)選地，可通過諸如電容二極管的電子組件來跟蹤阻抗，而無需任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)。根據(jù)需要和應(yīng)用情況，裝置控件9可從阻抗的測(cè)量值及測(cè)量時(shí)間內(nèi)的阻抗變化來獲得進(jìn)一步參數(shù)和所關(guān)注的信息，諸如hf電極12a、hf電極12b的電極分隔距離、采血管的材料、在焊接操作之前和/或期間的采血管厚度和/或關(guān)于采血管是否已安置在hf電極12a、hf電極12b之間的檢測(cè)。采血管常用的材料是塑料pvc和eva，塑料pvc和eva對(duì)于給定的hf能量以不同的速率加熱，以使得根據(jù)焊接操作期間以及具體地在焊接操作的早期階段中電極分隔距離隨時(shí)間推移的變化，裝置控件9能夠確定插入的采血管由pvc材料制成還是由eva材料制成。在使用圖1的裝置主體的具體實(shí)施中，裝置控件9可在顯示單元7上顯示所需信息，諸如可再充電電池單元11的充電狀態(tài)和/或?qū)τ诋?dāng)前充電狀態(tài)仍可進(jìn)行的焊接操作次數(shù)。

例如，當(dāng)使用40.68mhz的高頻率時(shí)，由于阻抗變化，可能跟著發(fā)生諧振頻率偏移至約36mhz，從而導(dǎo)致相應(yīng)的效率損失結(jié)果。hf電路的各部分之間的阻抗失配可導(dǎo)致波反射，從而還導(dǎo)致效率損失。通過根據(jù)本發(fā)明保持阻抗恒定，可在焊接操作的整個(gè)過程中將高頻率基本保持在40.68mhz的諧振頻率。相應(yīng)地，可最佳地維持能量效率。在焊接操作的整個(gè)過程中由裝置控件9進(jìn)行的跟蹤以及維持hf電源電路8的阻抗恒定允許具有最小能量消耗和最佳的焊接時(shí)間的、良好且不變的焊接品質(zhì)。

對(duì)焊接操作終點(diǎn)的適當(dāng)檢測(cè)也可有助于實(shí)現(xiàn)此目的。已發(fā)現(xiàn)的是，當(dāng)焊接部位的材料厚度既不太薄也不太厚，并且在最小厚度與最大厚度之間的范圍內(nèi)時(shí)，通常獲得焊接部位的最佳質(zhì)量，該最大厚度包括采血管管壁厚度的厚度值。換言之，尋求使完成的焊接部位的厚度值不比采血管的管壁厚度小太多，也不比采血管的管壁厚度大太多。已證明的是，對(duì)于外徑為4.2mm、內(nèi)徑為2.8mm、并因而管壁厚為0.7mm的典型采血管，完成的焊接部位的焊縫厚度在略小于0.7mm至略大于0.7mm的范圍內(nèi)為最佳，例如，完成的焊接部位的焊縫厚度在約0.5mm至約0.9mm的范圍內(nèi)。

根據(jù)需要，裝置控件9能夠以相應(yīng)的目標(biāo)值或目標(biāo)范圍的形式事先指定采血管的完成的焊接部位的材料厚度的對(duì)應(yīng)期望值，使得一旦所確定的焊縫厚度的實(shí)際值位于預(yù)選的目標(biāo)范圍內(nèi)或已達(dá)到預(yù)選的目標(biāo)值，裝置控件9則能夠終止焊接操作。裝置控件9可根據(jù)例如hf電源電路8的持續(xù)測(cè)得阻抗或者電極分隔距離的連續(xù)直接測(cè)量值或者鉗口4a、鉗口4b彼此之間的距離來確定在焊接部位處壓接的采血管的材料厚度的實(shí)際值。為了直接測(cè)量電極分隔距離或鉗口分隔距離，裝置控件9可與相應(yīng)的常規(guī)距離傳感器相關(guān)聯(lián)。這種常規(guī)類型的距離傳感器可例如為基于光的傳感器或者其可為電感式或電阻式傳感器類型。

圖3示出了根據(jù)圖2的采血管焊接裝置的變型，其中相同的和功能上等效的組件使用相同的附圖標(biāo)記，并且可參考上文關(guān)于圖2的描述。在圖3的裝置變型中，提供對(duì)hf電源電路8的阻抗的調(diào)節(jié)或跟蹤是為了通過適當(dāng)進(jìn)行或追蹤hf發(fā)生器10的適當(dāng)改變的線圈單元14'而不是線圈單元14的電感的改變/變化來保持恒定的阻抗，而在圖2的示例中具有不變的電感。在這種情況下，如圖所示，可使用具有恒定電容器電容、經(jīng)適當(dāng)修改的電容器單元13'?？勺冸姼锌捎删€圈單元14'提供，因?yàn)槔缇€圈單元14'具有可移動(dòng)的變電感元件，優(yōu)選為鐵氧體元件，如本身已知的那樣，使用裝置控件9控制鐵氧體元件的運(yùn)動(dòng)，以使得hf電源電路8的電感保持恒定。

否則，與針對(duì)根據(jù)圖2的裝置所述的那些相同的特征和優(yōu)點(diǎn)適用于根據(jù)圖3的裝置。在另一替代的裝置變型中，hf發(fā)生器10的電容器電容和線圈電感二者均變化，以便確保hf電源電路8的阻抗保持恒定。為此，hf發(fā)生器10可與圖2中具有可變電容器電容的電容器單元13一起構(gòu)造，以及與圖3中具有可變電感的線圈單元14'一起構(gòu)造。

圖4示出了作為典型焊接操作的時(shí)間函數(shù)的hf電極12a、hf電極12b的電極分隔距離的典型特征k。如上所述，裝置控件9裝配用來記錄特征k的曲線。在焊接操作開始之前和開始時(shí)，所記錄的電極分隔距離表示基于特征曲線k的相關(guān)聯(lián)的水平初始漸近線aa、可由裝置控件9讀取的插入采血管的外徑以及在此情況下的類型。當(dāng)焊接操作開始時(shí)，采血管焊接裝置的夾具的鉗口彼此接近，以及因而hf電極的鉗口彼此接近，其中對(duì)于給定的hf功率，隨著時(shí)間推移發(fā)生的電極分隔距離變化由采血管材料的加熱速率或熔化速率決定。據(jù)此，裝置控件9能夠從第一管加熱部分中切線t到特征k的斜率，獲得關(guān)于采血管材料的結(jié)論，例如采血管是由pvc制成還是由eva制成。

根據(jù)在焊接操作的初始區(qū)段之前和期間而確定的采血管參數(shù)，裝置控件9可隨后確定期望的最終焊縫厚度，即，要產(chǎn)生的焊縫的最佳材料厚度。裝置控件9可利用該最佳材料厚度來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)或預(yù)先指定hf加熱功率和焊接操作的終點(diǎn)。相應(yīng)地，電極分隔距離的時(shí)間進(jìn)程的特征k隨后朝向焊接操作結(jié)束過渡到水平末端漸近線ea(endasymptote，ea)，ea的相關(guān)聯(lián)電極分隔距離值表示給定采血管的焊接部位的期望目標(biāo)厚度。

圖5示出充電站15，充電站15具有兩個(gè)保持器16a、16b，保持器16a、保持器16b用于保持對(duì)應(yīng)于圖1的裝置主體1的兩個(gè)裝置主體1a、1b。當(dāng)相應(yīng)的裝置主體1a、裝置主體1b安置在充電站15的保持器16a、保持器16b中的一個(gè)中時(shí)，位于裝置主體中的可再充電電池單元11可由充電站15以電的方式充電。同時(shí)，充電站15用作用于安置裝置主體1a、裝置主體1b的位置。充電站15以這種方式充當(dāng)裝置主體1a、裝置主體1b的對(duì)接站。在該過程中，例如對(duì)于鋰可再充電電池單元可實(shí)現(xiàn)小于一小時(shí)的充電時(shí)間。另外，在所示的示例中，充電站15還具有可容納采血管5a的狹槽保持器17。

在圖6至圖18中，示意性地示出了用于保持hf電源電路的阻抗恒定或跟蹤hf電源電路的阻抗的具體實(shí)施方式變型，該具體實(shí)施方式變型用于具有在各種情況下處于焊接操作開始之前和結(jié)束時(shí)的狀態(tài)下用于此目的的所關(guān)注組件的、根據(jù)本發(fā)明的塑料管密封/焊接裝置。該具體實(shí)施方式變型由hf電極12a、hf電極12b和夾在它們之間的塑料管5來表示，其中布置在裝置的鉗口中的hf電極12a、hf電極12b在焊接操作期間朝向彼此移動(dòng)，結(jié)果是它們的相互分隔距離d減小，因此它們的電容c1增加，電容c1影響hf諧振電路的表現(xiàn)。

在圖6和圖7的示例性實(shí)施方式中，除了線圈單元14之外，可變電容器電容c2的電容器單元131與由hf電極12a、hf電極12b形成的電容并聯(lián)成環(huán)；即，該電容器單元131的兩個(gè)相應(yīng)電極13a、13b中的一個(gè)進(jìn)行電聯(lián)接，以便與兩個(gè)hf電極12a、12b中的一個(gè)處于相同的電位。另外，出于可變地改變兩個(gè)電容器電極13a、13b的分隔距離并因而可變地改變兩個(gè)電容器電極13a、13b的電容器電容的目的，兩個(gè)電容器電極13a、13b布置成可相對(duì)于彼此移動(dòng)。這是可完成的，例如因?yàn)閮蓚€(gè)電容器電極13a、13b中的一個(gè)，例如電極13b，布置于在焊接操作期間與裝置的鉗口運(yùn)動(dòng)一起移動(dòng)的裝置組件上，而另一電容器電極13a布置在不與鉗口運(yùn)動(dòng)一起移動(dòng)的裝置組件上。因此，可移動(dòng)的電容器電極13b可布置在例如用于鉗口運(yùn)動(dòng)的控制桿上，以及另一電容器電極13a可布置在裝置的相對(duì)放置的殼體部分上。

如圖6和圖7所示，電容器電極13a、電容器電極13b布置為使得在焊接操作期間，當(dāng)hf電極12a、hf電極12b的分隔距離d減小時(shí)，電容器電極13a、電容器電極13b相互之間的分隔距離a增大。在這種情況下，電容器電極13a、13b的分隔距離變化的量度選擇成使得電容器單元131的電容c2補(bǔ)償由于hf電極12a、hf電極12b的分隔距離減小而導(dǎo)致的電容器單元131的電容器電容c1的增大，從而使得hf諧振電路的總電容c1+c2在焊接操作期間保持恒定，其中電容器單元131的電容c2由于分隔距離增加而減小。在有利實(shí)施方式中，這可通過將可移動(dòng)電容器電極13b與一個(gè)鉗口以及因而于該鉗口的hf電極12b的運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)地機(jī)械聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)。替代地，可根據(jù)所記錄的鉗口移動(dòng)或因鉗口移動(dòng)導(dǎo)致的阻抗變化，以電子方式提供對(duì)電容器電極13a、電容器電極13b的分隔距離的跟蹤。在機(jī)械聯(lián)接的情況下，可根據(jù)需要用圖2和圖3所示的控件進(jìn)行分配，或者控件能夠以相應(yīng)簡(jiǎn)化的方式實(shí)現(xiàn)。

圖8和圖9示出了實(shí)施方式變型，在該實(shí)施方式變型中，通過跟蹤具有可變電感的線圈單元14'的電感l(wèi)1來補(bǔ)償在焊接操作期間產(chǎn)生的、hf電極12a、hf電極12b的電容c1的變化，出于該目的，線圈單元14'具有可在線圈中軸向移動(dòng)的鐵氧體元件14a形式的可移動(dòng)變電感元件。鐵氧體磁心14a進(jìn)入線圈的軸向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)及其離開線圈的向外運(yùn)動(dòng)繼而以取決于焊接操作期間鉗口運(yùn)動(dòng)的方式并因而取決于hf電極12a、12b的電容變化運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，從而使得hf諧振電路的總阻抗基本上保持恒定。為此，例如，隨著閉合鉗口運(yùn)動(dòng)，鐵氧體磁芯14a進(jìn)一步移動(dòng)離開線圈，如圖8和圖9所示。如上面關(guān)于圖6和圖7所解釋，鐵氧體磁芯14a的運(yùn)動(dòng)取決于鉗口閉合運(yùn)動(dòng)，鐵氧體磁芯14a的運(yùn)動(dòng)可通過電子控制或通過將鐵氧體磁芯14a的運(yùn)動(dòng)與鉗口中的一個(gè)，例如，提供包括hf電極12b的鉗口的機(jī)械聯(lián)接來提供。

圖10和11示出了對(duì)圖6和圖7的示例性實(shí)施方式的修改，修改在于具有可變電容的電容器單元132集成于該裝置的鉗口中。為此，夾具設(shè)計(jì)成具有三個(gè)鉗口，其中第一外部鉗口和中間鉗口承載兩個(gè)hf電極12a、12b，而第二外部鉗口承載此電容器電極132的電容器電極12c。電容器電極132的另一電容器電極由中間鉗口的hf電極12b提供。外部電容器電極12c電聯(lián)接至外部hf電極12a，以便處于相同電位。以這種方式，如在圖6和圖7的示例中，存在hf電極12a、hf電極12b的電容c1與電容器單元132的電容c2的并聯(lián)連接。待焊接的管5位于承載hf電極12a、hf電極12b的兩個(gè)鉗口之間。

因此，兩個(gè)hf電極12a、12b繼而在焊接操作期間朝向彼此移動(dòng)，因此，hf電極12a、12b的電容c1增加，但同時(shí)兩個(gè)電容器電極12b、12c之間的分隔距離增大，使得電容器單元132的電容器電容c2減小，結(jié)果總電容c1+c2繼而保持基本恒定。在該實(shí)施方式變型中，因而鉗口的運(yùn)動(dòng)本身以維持hf諧振電路的阻抗恒定的方式改變可變電容132的分隔距離a，使得在此示例中，相應(yīng)的附加控制不是絕對(duì)必要的。

在圖12和圖13所示的實(shí)施方式變型中，電子可控電容二極管133用作具有可變電容的電容器單元。圖13中的示意圖示出了在不考慮最大電壓情況下的原理圖。在另一實(shí)施方式中，可調(diào)諧諧振電路可與負(fù)載諧振電路在電感或電容上分隔。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員本身已知的是，可調(diào)諧諧振電路的電容可通過與hf諧振電路的諧振電壓重疊的可變直流電壓來改變，因此不需要在這里進(jìn)一步解釋。沒有示出的控件或調(diào)節(jié)件記錄hf諧振電路的實(shí)際阻抗或負(fù)責(zé)hf諧振電路的實(shí)際阻抗的參數(shù)，諸如hf電極12a、12b的分隔距離d，并且使用用于通過相應(yīng)的電容變化來維持hf諧振電路的阻抗恒定所需的直流電壓來控制電容器二極管133。另外，在這里，電容二極管133的電容再次與hf諧振電路中的hf電極12a、hf電極12b的電容電并聯(lián)成環(huán)路。另外，上文關(guān)于圖6和圖7以及圖10和11的示例性實(shí)施方式的解釋對(duì)于這些實(shí)施方式以相同的方式適用。

圖14和圖15示出了對(duì)圖6和圖7的示例性實(shí)施方式的另一種修改，該修改用于將具有可變電容的電容器單元132集成在裝置的鉗口中。此修改大致類似于圖10和圖11所示的修改。在這種情況下，相同的附圖標(biāo)記表示與圖10或圖11中的那些相同或相似的組件，其描述將不再重復(fù)。圖14和圖15所示的對(duì)根據(jù)本發(fā)明的裝置的修改與圖10和圖11所示的實(shí)施方式的不同之處在于，由rf電極12a、rf電極12b形成的電容c1與由rf電極12b、rf電極12c形成的電容c2串聯(lián)連接。焊接操作的功能和過程與關(guān)于圖10和圖11所述的操作相同。在該示例中，只有中間電極12b移動(dòng)，其中焊接鉗口的總電容保持恒定。在此修改中，圖14示出了焊接操作開始之前的狀態(tài)，而圖15示出焊接操作結(jié)束后的狀態(tài)。

圖16和圖17示出了引入將可變阻抗hf諧振電路的電容器單元的固定和可移動(dòng)電容器電極集成在塑料管密封裝置的鉗口部分中的原理的實(shí)施方式，更具體地說，是根據(jù)上文所述在圖10和圖11中所示的實(shí)施方式的原理的鉗口和電容器電極裝置。因而，為了便于理解，使用與圖10和圖11相同的附圖標(biāo)記。

在圖16和圖17的布置中，hf電極12a嵌入在第一鉗口4a的材料中，電容器電極12c安裝在固定的夾具主體部分4c處，并且可移動(dòng)中間電極12b嵌入在另一鉗口4b的材料中。兩個(gè)鉗口4a、4b和相鄰的夾具部分4c可由縮醛塑料材料制成。鉗口4b以及因而其嵌入電極12b可如箭頭18所示相對(duì)于鉗口4a和固定夾具部分4c移動(dòng)，以便改變兩個(gè)鉗口4a和4b之間的距離，從而夾緊和焊接插在鉗口4a、4b之間的塑料管5。當(dāng)將鉗口4b朝向鉗口4a移動(dòng)以進(jìn)行對(duì)管5的焊接操作時(shí)，可移動(dòng)電極12b和固定電極12a之間的距離減小。同時(shí)，可移動(dòng)電極12b和固定電極12c之間的有效距離增大，這意味著兩個(gè)電極12b、12c的相應(yīng)的相對(duì)面積減小，使得由電極12b和電極12c提供的電容減小。圖17示出了在焊接操作結(jié)束時(shí)的鉗口4a、鉗口4b，針對(duì)此焊接操作，通過hf鉗口電極12a、hf鉗口電極12b施加hf。通過由兩個(gè)電極12b和12c形成的電容器的電容降低來補(bǔ)償增加的鉗口電極電容。通過使用縮醛塑料材料，可實(shí)現(xiàn)所需的鉗口4a、鉗口4b的熱隔離。

鉗口4b相對(duì)于鉗口4a和固定夾具部分4c的運(yùn)動(dòng)通過使用裝置的致動(dòng)元件19來實(shí)現(xiàn)。如箭頭21所示，致動(dòng)元件19可樞轉(zhuǎn)地在樞轉(zhuǎn)軸20處安裝到固定夾具主體部分4c。在根據(jù)圖1的實(shí)施方式中，致動(dòng)元件19可為裝置主體1的控制桿3，或者可適當(dāng)?shù)芈?lián)接至所述控制桿3。

在圖16和圖17的實(shí)施方式中，電極12a和電極12c為板狀形狀并布置在正交平面中。中間電極12b通過具有t狀橫截面形狀而適用于此，中間電極12b的頭部與電極12a協(xié)作，同時(shí)其底部與電極12c配合協(xié)作。根據(jù)圖10和圖11的電氣布置，電極12a和電極12c被短路以通過電連接線22保持在相同的電壓電平。電極12b和電極12c通過對(duì)應(yīng)的連接線23、連接線24連接至線圈14，圖16和圖17中未示出線圈14。

圖18示出了集成類似于圖16和圖17的實(shí)施方式的、電容器單元的可變電容器的電容器電極的改進(jìn)布置。同樣地，相同的附圖標(biāo)記用于相同或功能上等效的元件，以便于理解。圖18的實(shí)施方式可例如用來實(shí)現(xiàn)與圖14和圖15類似的布置。

在圖18的實(shí)施方式中，固定鉗口電極12a、固定電容器電極12c和中間可移動(dòng)的組合鉗口以及電容器電極12b都形成為彼此并聯(lián)布置的有效板狀電極。該示例中的鉗口電極12a形成鉗口4a，并且為此目的通過固定腿25固定在夾具主體部分4c處。另一鉗口4b為板狀形狀，并支承中間的可移動(dòng)電極12b。在這種情況下，沿著延伸穿過對(duì)應(yīng)開口26的腿25可移動(dòng)地引導(dǎo)鉗口4b。另外，鉗口4b設(shè)置有基部27以作為與用于相對(duì)于鉗口4a和固定夾具部分4c移動(dòng)鉗口4b的致動(dòng)元件19的接口。

電極12a、電極12b、電極12c設(shè)置有圖18中未示出的適當(dāng)電連接，以便實(shí)現(xiàn)所需的電路，例如根據(jù)圖14和圖15的電路，或者替代地，根據(jù)圖10和圖11的電路。

在未示出的本發(fā)明實(shí)施方式中，采血管焊接裝置設(shè)計(jì)成固定式獨(dú)立裝置。在本發(fā)明的其他替代實(shí)施方式中，采血管焊接裝置具有手持裝置主體，該手持裝置主體大部分與圖1的裝置主體相對(duì)應(yīng)，但是以電纜連接的方式設(shè)計(jì)。在這種情況下，容納于裝置主體中的裝置組件經(jīng)由相應(yīng)的電纜連接器連接至布置在裝置主體外部的采血管焊接裝置的其他部件。根據(jù)應(yīng)用情況，例如可將整個(gè)裝置控件或其一部分和/或電源設(shè)置在裝置主體的外部。

如上述示例性實(shí)施方式表明，本發(fā)明提供了一種有利的采血管密封裝置，該采血管密封裝置可按需要設(shè)計(jì)成具有輕量和無繩裝置主體的移動(dòng)裝置，根據(jù)本發(fā)明的采血管密封裝置使得焊接操作可具有高能量效率和處理準(zhǔn)確性。具體地，在焊接操作的整個(gè)過程中持續(xù)維持供應(yīng)用于焊接操作的hf能量的阻抗恒定有助于實(shí)現(xiàn)該結(jié)果。具有輕量的可再充電的電池單元可用于根據(jù)本發(fā)明的裝置?？杀苊庠诤附硬僮髌陂g高頻輻射的頻率變化。