CN107433715A - 用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极。超声焊极包括：主体，包括可连接至超声波发生器的第一端，和第二端；腔体，从第二端向第一端展开，以用于至少部分容纳电子烟的待焊接的塑料部件。腔体在主体的第二端处限定与超声焊极的外部连通的开口。在开口处，腔体的截面具有包括如下的轮廓：第一部分，具有基准圆周的第一弧形的形状且包括彼此相对的第一端和第二端；和第二部分，具有基准圆周的第二弧形的形状且包括彼此相对的第一端和第二端。轮廓进一步包括：第三部分，连接至第一部分的第一端以及第二部分的第一端且相对于基准圆周向外展开；和第四部分，连接至第一部分的第二端以及第二部分的第二端且相对于基准圆周向外展开。

Description

用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极
技术领域
本发明落入电子烟的技术领域内。详细地，本发明涉及一种用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极。
背景技术
如已知的，电子烟允许借助于电能精确地通过加热溶液(通常水性的丙二醇和丙三醇)而使溶液蒸发。
详细地，电子烟包括用于向一对端子提供电能的可充电电池。这些端子固定至电阻器，该电阻器包括缠绕在浸有待蒸发溶液的芯部上的多个线圈。对端子进行供应的电池的激活引起电阻器的加热，直至出现溶液的蒸发。
电子烟也包括从塑料材料的支撑元件突出的气流通道，通过该气流通道，蒸发溶液与空气一起可由用户吸入。
同样由塑料材料制成的两个附接件也从支撑元件突出，在该两个附接件内部，容纳有端子(一个端子用于一个附接件)。详细地，端子突出为使得一相应端部超过附接件以便被焊接至电阻器的线圈，然而在相对端部处，它们携带用于与可充电电池连接的连接器。
为了至少部分覆盖连接器，这些连接器的存在使得附接件在具有支撑元件的连接区域处均形成一放大部分(即，相对于它们的展开的突起)。
刚刚描述的由塑料材料制成的组(其通过模制获得)在相应支撑元件处固定至底座，该底座大致具有圆柱形截面并且也由塑料材料制成。
具体地，塑料底座固定至支撑元件(并且因此，固定至所有上述组)可通过超声焊接进行。
如已知的，超声焊接使用高频声音能量以便在焊接区域处将塑料材料熔合至彼此。在相应焊接过程中，待焊接部件(例如，端子已适配至的底座和组)在压力下保持在一起并且经受超声波振动。
为了该目的，使用一种焊机，该焊机包括：发生器，其通过将低频网络能量升高至更高频来转换该低频网络能量，因此产生振动；转换器，以超声频率转换振动机械能；升压器，其增加声波的振幅；超声焊极，其以振动形式向需要固定至彼此的部件传输能量。
具体地，超声焊极包括设置有圆柱形腔体的头部，在焊接过程中，在该圆柱形腔体内部，部分布置待焊接部件(例如，在以上提出的实例中，气流通道以及包括两个端子的横向附接件)。超声焊极的头部传递到待焊接部件上的振动引起其加热，因此允许焊接。
然而，通过上述超声焊极，不能够获得电子烟的塑料部件的最佳焊接。事实上，这些部件所通常具有的不规则构造(例如，在上述底座和组的情况下，由于在具有支撑元件的连接区域中存在附接件的放大部分)仅允许对焊接进行部分控制。
因此，由于上述超声焊极不精确在焊接中经常出现，并且一旦部件被焊接到一起，这些可在某些区域中呈现不需要的材料过剩，或者可出现非连续焊接。
发明内容
本发明的目的是克服以上提及的现有技术的缺点。
根据本发明，提供一种用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极，该超声焊极包括：
主体，具有沿着轴的纵向展开；
主体包括可连接至超声波发生器的第一端以及与第一端相对的第二端；
腔体，用于至少部分容纳电子烟的待焊接的塑料部件，该腔体沿着与所述纵向展开轴平行的轴，从主体的第二端向主体的第一端展开；
腔体在主体的第二端处限定与超声焊极的外部连通的开口；
其特征在于：
腔体在开口处的截面具有包括如下部分的轮廓：
第一部分，具有基准圆周的第一弧形的形状且包括彼此相对的第一端和第二端；
以及第二部分，具有基准圆周的第二弧形的形状且包括彼此相对的第一端和第二端；第二部分的第一端靠近第一部分的第一端，并且第二部分的第二端靠近第一部分的第二端；
第三部分，连接至第一部分的第一端以及第二部分的第一端且向所述基准圆周外部展开；
第四部分，连接至第一部分的第二端以及第二部分的第二端且向所述基准圆周外部展开。
有利地，利用根据本发明的超声焊极，也能够在电子烟的塑料部件的不规则构造和/或轮廓的情况下，获得用于电子烟的塑料部件的特别精确的焊接。因此，能够避免焊接操作完成时，不期望区域中的部件上的不精确和/或材料过剩。此外，不同于现有技术，利用本发明，保证了焊接的连续性。
附图说明
在以下公开内容中，借助于附图，本发明的具体实施方式和进一步优势将变得显而易见，在附图中：
-图1示出根据本发明的用于电子烟的塑料部件的超声焊接的超声焊极的透视图，其中，一些内部部件放置为可看见的；
-图2示出图1的超声焊极的部分平面图；
-图3示出图1的超声焊极的部分剖开的侧视图；
-图4示出图3的细节K的放大图；
-图5A、图5B均示出根据本发明的通过超声焊极焊接的电子烟的一些部件的透视图；
-图6示出在图5A和图5B中提及的部件的前视图；
-图7示出在电子烟的部件的焊接过程中，根据本发明的超声焊机的侧视图；
-图8示出图7的细节的放大图。
具体实施方式
参考附图1至图4、图7至图8，根据本发明的用于电子烟的塑料部件G、B的超声焊接的超声焊极由参考标号1表示。
超声焊极1包括主体10，该主体具有沿着轴H的纵向展开(longitudinaldevelopment)。主体10包括可连接至超声波发生器的第一端2以及与第一端2相对的第二端3。第二端3至少部分接触待焊接的塑料部件G。
超声焊极1也包括腔体4，该腔体沿着与纵向轴H平行的轴，从主体10的第二端3向主体10的第一端2展开(develop，延伸)，以用于在其内部至少部分容纳电子烟的待焊接的塑料部件G(参见图1)。
详细地，腔体4在主体10的第二端3处限定与超声焊极1的外部连通的开口5。
具体地，腔体4在开口5的区域中的截面具有如下轮廓(即，外围边缘)，该轮廓包括：第一部分6，该第一部分具有基准圆周C1的第一弧形的形状且包括彼此相对的第一端61和第二端62；以及第二部分7，该第二部分具有基准圆周C1的第二弧形的形状且包括彼此相对的第一端71和第二端72。详细地，第二部分7的第一端71靠近第一部分6的第一端61，并且第二部分7的第二端72靠近第一部分6的第二端62。
上述轮廓进一步包括第三部分8，该第三部分连接至第一部分6的第一端61以及第二部分7的第一端71且相对于所述基准圆周C1向外展开。
轮廓进一步包括第四部分9，该第四部分连接至第一部分6的第二端62以及第二部分7的第二端72且向所述基准圆周C1外部展开。
换言之，开口5在第二端3处的轮廓不成形为圆周，而是仅成形为(相同)基准圆周C1的两个弧，相对于基准圆周C1向外突出(具体参考图2，其中，开口5的平面图与其截面相对应)的两个部分(上述第三部分8和第四部分9)插入在该两个弧之间并且连接至该两个弧。
有利地，这允许对电子烟的具有不规则构造和/或轮廓的所述塑料部件G、B的最佳焊接，如在以下公开内容中将更加详细说明的。
例如，电子烟的待焊接的塑料部件G、B包括气流组G和底座元件B(参见图5A、图5B、图6)。
气流组G进而包括：支撑元件S；管状部分T，其限定气流通道并且沿着纵向轴L从支撑元件S(例如，垂直于支撑元件S)展开；以及第一附接件A1和第二附接件A2，相对于管状部分T双侧布置并且沿着与管状部分T的展开轴L平行的纵向轴(例如，垂直于支撑件S)，从对应连接区域Z1、Z2处的底座元件S展开。
详细地，第一附接件A1和第二附接件A2均在具有支撑元件S的相应连接区域Z1、Z2处成形放大部分I1、I2(即，相对于它们的展开的突起)(始终参考图5A、图5B、图6)。
优选地，超声焊极1的腔体4成形和预处理为用于在其内接收气流组G的管状部分T、第一附接件A1和第二附接件A2。详细地，腔体4的开口5的截面的轮廓的第三部分8和第四部分9预处理和成形为均容纳气流组G的对应附接件A1、A2的放大部分I1、I2(参见图1至图4)。
换言之，腔体4具有与通过管状部分T、附接件A1、A2以及相应放大部分I1、I2形成的单元的形状(尽可能)互补的形状。有利地，这允许以特别受控的方式执行焊接。
例如，支撑元件S具有圆形轮廓，并且底座构件B具有圆柱形截面。
例如，通过模制，在单个主体中获得气流组G。
第一附接件A1和第二附接件A2可均在其内部容纳电子烟的金属端子E(参见图5A、图5B、图6)。
如在本文本的介绍部分中提及的，端子E突出为使得一相应端部超过附接件(A1、A2)以便被焊接至将用于加热待蒸发溶液的电阻器(未示出)的线圈。此外，在与上述一个端部相对的端部处，端子E各自具有连接器(不可见)，以用于与用于提供电能的装置(例如，未示出的可充电电池)连接。
这些连接器的存在允许至少部分覆盖连接器的第一附接件A1和第二附接件A2必然在具有支撑元件S的相应连接区域Z1、Z2处具有所述放大部分I1、I2。
根据本发明的优选实施方式，腔体4包括具有先前描述的所述截面的从主体10的第二端3向主体10的第一端2展开的第一部分，以及为圆柱形、具有与主体10的展开轴H平行的展开轴的第二部分；该第二部分从第一部分向主体10的第一端2延伸。
优选地，基准圆周C1与通过腔体4的第二端的边缘限定的圆周重合。
优选地，腔体4的第二部分的展开轴穿过基准圆周C1的中心O。
仍优选地，腔体4的第二部分的展开轴与超声焊极1的主体的展开轴H重合。
根据在附图1至图4中提及的实施方式，第三部分8与第四部分9相对于基准圆周C1的直径轴D(即，相对于穿过基准圆周C1的直径的轴)不对称。
替换地，根据未示出的替代方案，第三部分与第四部分相对于基准圆周的直径轴对称。
始终参考图，第三部分8与第四部分9相对于基准圆周C1径向(diametrically，直径方向)相对(即，布置在基准圆周C1的直径的相对端部处)。
例如，基准圆周C1具有包括在5.5毫米与6.0毫米之间(优选地，等于5.5毫米)的直径，并且第三部分8与第四部分9之间的最大直径距离包括在6.70毫米与6.72毫米之间(优选地，等于6.71毫米)。
例如，第三部分8与基准圆周C1的中心O之间的最大距离包括在3.49毫米与3.59毫米之间(优选地，等于3.54毫米)，然而第四部分9与基准圆周C1的中心O之间的最大距离包括在3.12毫米与3.23毫米之间(优选地，等于3.17毫米)。
参考附图，第三部分8和第四部分9具有沿着主体10的纵向展开轴H的方向计算的分别不同的纵向延伸。
这可由于如下事实：端子E沿着轴H的方向的展开可根据每个端子E例如通过合适的连接器(也未示出)连接至供电装置(在附图中不可见)的位置而改变。事实上，实用和/或建设性原因可使得相对于所述轴H的不同位置处(即，在不同“高度”处)的两个端子E的连接成为必需。这些实用和/或建设性原因可涉及例如，供电装置的构造和/或类型。
因此，考虑从第二端3开始向主体10的第一端2，第三部分8与第四部分9沿着主体10的纵向展开轴H的方向的展开可不对称。
例如，第三部分8可具有沿着主体10的展开轴H的方向的包括在1.6毫米与2.1毫米之间(优选地，等于1.6毫米)的从第二端3开始向主体10的第一端2的纵向展开。
例如，第四部分9可具有沿着主体10的展开轴H的方向的包括在1.3毫米与1.8毫米之间(优选地，等于1.3毫米)的从第二端3开始向主体10的第一端2的纵向展开。
可选地，根据未示出的替代方案，考虑从第二端开始向主体的第一端，第三部分和第四部分可具有沿着主体的展开方向的相同纵向展开，即，可具有相对于轴方向的对称展开。
当然，应注意，以上表示的尺寸范围与待焊接至电子烟的塑料部件的尺寸范围(具体地，上述气流组G的尺寸)相对应。
明显地，上述超声焊极1可用于将电子烟的其他塑料部件焊接在一起，诸如，例如，将外管状容纳元件焊接至底座元件B或将覆盖元件焊接至外部容器。
本发明进一步涉及一种超声焊机11，该超声焊机包括根据上述实施方式中的任一个的超声焊极1(参见图7和图8)。
除了超声焊极1以外，超声焊机11可包括：发生器，其通过将低频网络能量升高至更高频来转换该低频网络能量，因此产生振动；转换器，以超声频率转换振动机械能；升压器，其增加声波的振幅；超声焊极，其以振动形式向需要固定在一起的部件传递能量。
明显地，超声焊机11的使用涉及所描述的针对超声焊极1的相同优势。

Claims (12)

1.一种用于电子烟的塑料部件(G、B)的超声焊接的超声焊极(1)，所述超声焊极包括：
主体(10)，具有沿着轴(H)的纵向展开；
所述主体(10)包括能够连接至超声波发生器的第一端(2)以及与所述第一端相对的第二端(3)；
腔体(4)，用于至少部分容纳电子烟的待焊接的塑料部件(G)，所述腔体沿着与纵向展开轴(H)平行的轴，从所述主体(10)的第二端(3)向所述主体(10)的第一端(2)展开；
所述腔体(4)在所述主体(10)的第二端(3)处限定与所述超声焊极(1)的外部连通的开口(5)；
其特征在于，
所述腔体(4)在所述开口(5)处的截面具有包括如下部分的轮廓：
第一部分(6)，具有基准圆周(C1)的第一弧形的形状且包括彼此相对的第一端(61)和第二端(62)；
以及第二部分(7)，具有所述基准圆周(C1)的第二弧形的形状且包括彼此相对的第一端(71)和第二端(72)；所述第二部分(7)的第一端(71)靠近所述第一部分(6)的第一端(61)，并且所述第二部分(7)的第二端(72)靠近所述第一部分(6)的第二端(71)；
第三部分(8)，连接至所述第一部分(6)的第一端(61)以及所述第二部分(7)的第一端(71)且向所述基准圆周(C1)外部展开；
第四部分(9)，连接至所述第一部分(6)的第二端(62)以及所述第二部分(7)的第二端(72)且向所述基准圆周(C1)外部展开。
2.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，电子烟的所述塑料部件(G、B)包括气流组(G)和底座元件(B)；所述气流组(G)包括：支撑元件(S)；管状部分(T)，限定气流通道并沿着纵向轴(L)从所述支撑元件(S)展开；第一附接件(A1)和第二附接件(A2)，相对于所述管状部分(T)双侧布置并且沿着与所述管状部分(T)的展开轴(L)平行的纵向轴，从对应连接区域(Z1、Z2)处的所述支撑元件(S)展开；所述第一附接件(A1)和所述第二附接件(A2)中的每一个在具有所述支撑元件(S)的所述对应连接区域(Z1、Z2)处具有放大部分(I1、I2)；
其中，所述超声焊极(1)的所述腔体(4)成形并预处理为用于在其内容纳所述气流组(G)的所述管状部分(T)、所述第一附接件(A1)以及所述第二附接件(A2)；其中，所述腔体(4)的所述开口(5)的所述截面的所述轮廓的所述第三部分(8)和所述第四部分(9)中的每一个成形并预处理为容纳所述气流组(G)的对应附接件(A1、A2)的放大部分(I1、I2)。
3.根据权利要求1或2所述的超声焊极(1)，其中，所述腔体(4)包括具有所述截面的从所述主体(10)的第二端(3)展开的第一部分，以及为圆柱形、具有与所述主体(10)的所述纵向展开轴(H)平行的展开轴且从所述第一部分向所述主体(10)的第一端(2)展开的第二部分。
4.根据前述权利要求所述的超声焊极(1)，其中，所述腔体(4)的所述第二部分的展开轴穿过所述基准圆周(C1)的中心(O)。
5.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)相对于所述基准圆周(C1)的直径轴(D)不对称。
6.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)相对于所述基准圆周(C1)的直径轴(D)对称。
7.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)相对于所述基准圆周(C1)径向相对。
8.根据前述权利要求所述的超声焊极(1)，其中，所述基准圆周(C1)具有包括在5.5毫米与6.0毫米之间的直径，并且其中，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)之间的最大直径距离包括在6.70毫米与6.72毫米之间。
9.根据权利要求8所述的超声焊极(1)，其中，所述第三部分(8)与所述基准圆周(C1)的中心(O)之间的最大直径距离包括在3.49毫米与3.59毫米之间；并且其中，所述第四部分(9)与所述基准圆周(C1)的中心(O)之间的最大直径距离包括在3.12毫米与3.23毫米之间。
10.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，从所述主体(10)的第二端(3)开始向所述主体(10)的第一端(2)评估，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)沿着所述主体(10)的所述纵向展开轴(H)的方向的展开是不对称的。
11.根据前述权利要求所述的超声焊极(1)，其中，从所述主体(10)的第二端(3)开始向所述主体(10)的第一端(2)评估，所述第三部分(8)具有沿着所述主体(10)的所述纵向展开轴(H)的方向的包括在1.6毫米与2.1毫米之间的展开，而所述第四部分(9)具有沿着所述主体(10)的所述纵向展开轴(H)的方向的包括在1.3毫米与1.8毫米之间的展开。
12.根据权利要求1所述的超声焊极(1)，其中，从所述主体(10)的第二端(3)开始向所述主体(10)的第一端(2)评估，所述第三部分(8)与所述第四部分(9)沿着所述主体(10)的所述纵向展开轴(H)的方向的展开是对称的。
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