JP3210953B2 - 密封シームの超音波溶接装置 - Google Patents

密封シームの超音波溶接装置

Info

Publication number
JP3210953B2
JP3210953B2 JP27547292A JP27547292A JP3210953B2 JP 3210953 B2 JP3210953 B2 JP 3210953B2 JP 27547292 A JP27547292 A JP 27547292A JP 27547292 A JP27547292 A JP 27547292A JP 3210953 B2 JP3210953 B2 JP 3210953B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anvil
shaft
ring
ultrasonic welding
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27547292A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05301290A (ja
Inventor
トーマス・リーデル
Original Assignee
テトラ・アルファ・ホールディングス・ソシエテ・アノニム
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テトラ・アルファ・ホールディングス・ソシエテ・アノニム filed Critical テトラ・アルファ・ホールディングス・ソシエテ・アノニム
Publication of JPH05301290A publication Critical patent/JPH05301290A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3210953B2 publication Critical patent/JP3210953B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/431—Joining the articles to themselves
    • B29C66/4312—Joining the articles to themselves for making flat seams in tubular or hollow articles, e.g. transversal seams
    • B29C66/43121—Closing the ends of tubular or hollow single articles, e.g. closing the ends of bags
    • B29C66/43122—Closing the top of gable top containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/81463—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps comprising a plurality of single pressing elements, e.g. a plurality of sonotrodes, or comprising a plurality of single counter-pressing elements, e.g. a plurality of anvils, said plurality of said single elements being suitable for making a single joint
    • B29C66/81469—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps comprising a plurality of single pressing elements, e.g. a plurality of sonotrodes, or comprising a plurality of single counter-pressing elements, e.g. a plurality of anvils, said plurality of said single elements being suitable for making a single joint one placed next to the other in a single line transverse to the feed direction, e.g. shoulder to shoulder sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8163—Self-aligning to the joining plane, e.g. mounted on a ball and socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/22—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by friction or ultrasonic or high-frequency electrical means, i.e. by friction or ultrasonic or induction welding
    • B65B51/225—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by friction or ultrasonic or high-frequency electrical means, i.e. by friction or ultrasonic or induction welding by ultrasonic welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Package Closures (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に液状物質のパッケ
ージの板紙を重ね合わせた帯状部分に密封シームを超音
波溶接するための、所定の通路に沿って移動可能なソノ
トロード(sonotrode)とその前端面に対向するように配
置されたアンビルとからなる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体用パッケージの製造分野では、表面
に合成プラスチック材料を被覆した紙からなる矩形開口
断面を有する筒状体に、折りたたんで板紙を重ね合わせ
た帯状部分を形成し、液体を充填した後に溶接すること
によってパッケージを密封する手法が知られている。こ
の溶接は、シール用ブロックまたはこて、もしくはパル
スアーク溶接、超音波溶接等を用いて行われる。
【０００３】超音波溶接装置としては、これに対応して
構成されたソノトロードを有するものが知られている。
チタニウムからなる従来のソノトロードは、その前面す
なわちその先端部が帯状の面の形態をなし、この前端面
と対応する帯状の面を有するカウンタブロックとの間
で、液密に密封されるべき二重の板紙の帯状部分を締め
付け、かつ正確に測定した線に沿ってエネルギーを作用
させることによって超音波溶接を行う。非常に重要なこ
とは、一方において前記ソノトロードの前端面と他方に
おいてカウンタブロック即ちアンビルとの間に正確な平
行関係が実現されることである。二重の板紙の帯状部分
に良好な溶接線を実現するためには、上述した平行関係
を僅か数百分の１ミリメートルの公差で達成しなければ
ならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにアンビ
ルとソノトロードとを互いに正確に平行に維持するため
には、工具を支持する機械部品を非常に小さい誤差範囲
内で製造しなければならない。これは、製造コストが高
くなるために非常に多大な費用を要するだけでなく、ソ
ノトロードによって発生する振動の結果として、軸受が
比較的短い期間に擦り減ることによって、相当短期間で
所望の厳しい公差が維持できなくなるために、寿命が短
いという欠点がある。公知の機構の場合には、好適には
ころ軸受からなる支持軸受、歯車及びこれらの類似物が
振動による大きな負荷を受け、そのために比較的短期間
で損傷した場合には、形成されるべき密封シームの品質
が悪影響を受けて、パッケージの液密性が低下する。
【０００５】このような技術分野及び平坦な材料同士を
互いに良好なシール性を持って結合しなければならない
他の用途においても、多くの利点を有する超音波溶接装
置を用いた場合には、その他の点において上述したよう
な欠点が存在する。
【０００６】特にこのようなパッケージ製造技術の分野
に関連して及びその他の技術分野においても、本発明に
よれば、上述したような形式の装置を非常に競争力のあ
る価格で提供し、超音波溶接装置を組み込んだ機械設備
の軸受及び駆動手段が振動による悪影響を受けず、特に
液状物質のパッケージの製造において良好な衛生上の品
質が保証されると共に、一般的には少なくともソノトロ
ード及びアンビルの溶接面の平行関係が狭い公差の範囲
内で維持されるように良好な超音波溶接が可能となるよ
うに、前記装置を設計しかつ構成するという問題があ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記問
題は、剛固に構成されたアンビルに、振動を絶縁するた
めに、環状の空隙を形成するように柔軟な弾性リング状
部材を介して、その中に軸を非接触状態で配置する少な
くとも１個の内孔が軸方向に貫通し、前記軸の外径が前
記内孔の内径より小さく、かつ前記弾性リング状部材の
外径が前記内孔の前記内径より大きいと共に、前記アン
ビルに上述した軸の初荷重が作用するようになっている
ことによって解消される。
【０００８】本発明の分野に関する知識を有しかつ上述
したような問題に直面したことがある当業者であれば、
アンビルの領域では振動を絶縁することがより困難でか
つアンビルの付近では全く不可能であり、その代わりに
振動発生源と前記機械設備との間の軸受領域で振動が絶
縁されることはすでに明かであろう。それ自体が振動し
ておりかつ振動によって刺激されるアンビルから、その
後方の支持部材及び軸受との間、及び同時に溶接工具か
ら後方に、別言すれば軸受の閉回路の中を、高い費用で
絶縁する代わりに、本発明によれば、アンビルの領域に
おいて所望の絶縁及び振動の消去が実現される。驚くべ
きことに、これは、アンビルを支持する軸が振動するア
ンビルと接触しないように、即ち金属同士の間で衝撃が
生じないように維持されることによって達成される。こ
のような支持構造を実現するために、軸とその外径より
大きな内径を有する内孔との間に形成される環状の空隙
を柔軟な弾性リング状部材で充填する。さらに、前記リ
ング状部材が十分に大きい場合には、アンビルの領域内
で有害な振動を絶縁することができる。使用される前記
リング状部品が放射方向に環状の断面を有すると好都合
であり、軸線方向に異なる長さのものを使用することが
できる。短いリング状部材は全くのリングであるのに対
して、長いリング状部材はスリーブということができ
る。本発明によって設けられる前記内孔とリング状部材
との直径の比率によって、前記軸は前記アンビルの内孔
内に所定の初荷重をもって受容される。この結果、アン
ビルは軸上に弾性的に装架されるので好都合である。従
って、前記リング状部材が実際に絶縁部材として作用
し、放射方向に非常に好適に絶縁が行われる。
【０００９】従って、一方ではアンビルから後方の、及
び他方では溶接工具から後方の軸受領域全体に、別言す
れば軸受の閉回路内に、製造コストが高くなるような非
常に厳しい公差の軸受を設ける必要がなくなる。その代
わりに、アンビルの内孔内に意図的に配置されたリング
状部材が、正確に超音波溶接を実行するのに必要なその
他の条件に悪影響を与えることなく必要な役目を果たす
と考えられる。
【００１０】本発明の別の実施例では、前記軸の外周面
に、互いに離隔されかつ少なくとも部分的に前記リング
部材を受容する複数の溝が軸線方向に沿って形成されて
いると特に好都合である。技術的な観点から、軸線方向
に互いに離隔された溝を軸上に設けることは簡単であ
る。これらの溝は、幅または深さが異なるものであって
よく、互いに異なる間隔をもって離隔することができ
る。いくつかの前記溝には前記リング状部材を装着し、
その他の溝には何も装着しないこともできる。上述した
絶縁は、対応する個数のリング状部材によって及びそれ
らを適当に設計することによって完全に保証することが
できる。このようにリング状部材を軸線方向に設けられ
た複数の溝内に様々に配置するという構成は、対向位置
において互いに作用する面を有するソノトロードとアン
ビルとの平行関係を念頭に置いた場合に、特に有効であ
る。上述した平行関係は、実際にはこれらのリング状部
材によって容易に調整することができる。本発明の方法
によれば、コストが節約できるだけでなく、製造条件を
満足することができ、かつ液体用パッケージの場合に
も、衛生上の条件が保証される。従来技術による振動の
解消即ち絶縁手段を用いた場合に関して言えば、溶接部
分間の加流されたゴム部品が洗浄により悪影響を及ぼし
て衛生上の問題を生じさせることがあった。これは、牛
乳用パッケージの製造に関して特に重大な問題であっ
た。それは、牛乳があらゆる亀裂部分または損傷部分の
粗い面上に付着して、衛生上の重大な問題を生じさせる
からである。
【００１１】前記リング状部材がＯリングであると特に
好都合であり、評価値「Ｃ」の異なる硬さを有すると好
都合である。この硬さは、通常ショア硬さと称される。
このようなＯリングを用いることによって、確実に技術
的に装置の取扱い及び保守が非常に簡単になるだけでな
く、コストを大幅に低減することができる。周知のよう
に、Ｏリングは容易に入手することができかつ安価な交
換部品である。交換部品の在庫を維持することが容易に
なりかつ同時に製造コストを最小にできると共に、支持
構造の制振性能及び硬さを広範囲で変化させることがで
きる。前記平行関係は、Ｏリングによって実質的な自己
調整が確保されるので、安価な手段によって所望の公差
の範囲内で維持することができる。制振部材としてＯリ
ングを使用することによって、アンビルとその支持機構
との間の金属接触が容易に回避される。制振性能は全体
として変化させることができるだけでなく、アンビルの
全長に亘って変化させることができる。例えば、Ｏリン
グの個数またはそのショア硬さ若しくはこわさを前記軸
の長さ方向に変化させることができる。従って、前記シ
ステムの自己調整機能を容易に変化させることができ
る。
【００１２】より簡単な実施例では、運転時に発生する
虞があるすべての力に適応し得る支持要素として、アン
ビル内に１個の軸で十分であることが判明した。従って
このような場合には、アンビルは、担持軸が挿入される
唯１個の孔を貫通させるだけで十分である。超音波溶接
装置に対してより厳しい要求がなされる場合には、誘導
される電極加圧力によって、即ちソノトロードがその対
向位置に設けられたアンビルの溶接面に対して与える圧
力によって発生するトルクに対しては、別個に対応する
のが得策である。このように改良された装置を構成する
ためには、本発明によれば、全体としての機械設備に取
り付けられかつステンレス鋼によって形成されていると
好都合な２本の支持軸及び担持軸を保持するために、ア
ンビルの軸方向にかつ平行に３個の内孔が貫設されてい
ると好都合である。非常に剛固に構成された前記アンビ
ルは、相当大きな力及び振動に耐え得るものでなければ
ならず、そのために優れた品質の鋼で製造しなければな
らない。このアンビルは、衛生上有害なものとなる機械
設備において用いた場合に、ステンレス鋼で形成するの
が好ましい。
【００１３】前記トルクが、前記担持軸から分離して配
置された唯１個の支持軸によって吸収されるような超音
波溶接装置が可能である。担持軸と更に別個の支持軸と
によって支持するだけでなく、第２の別個の支持軸によ
っても支持されることが適当であると思われるような追
加の条件が必要になる。このような実施例は、本明細書
では多くの点においてより効率的であることから特に好
ましいと考えられる。上述した電極加圧力によって発生
するトルクは、担持軸に加えて唯１個の別個の支持軸に
よるよりも、２本の別個の支持軸によって対応しかつ支
持するとより好都合であることは明かである。担持軸が
非常に長い場合には、力が作用するとアンビル機構にぶ
れが生じる虞があるが、これは概ね主として担持軸によ
って吸収される。他方、電極加圧力によって生じるトル
クは、好適実施例においては、２本の支持軸によって吸
収されるので好都合である。第３の支持軸を有する構造
も考慮することができる。しかしながら、実際の経験か
ら、長い担持軸と長いアンビル（または直列に配置され
た複数のアンビル）を有する特定の実施例の場合には、
担持軸のぶれ及びトルクを２本の支持軸で対応できるこ
とが分かっている。これは、支持軸が所定の担持機能を
有するという本発明の概念に矛盾するものではない。
【００１４】支持軸と担持軸との間隔が大きくなるにつ
れて、支持軸の直径が小さくなり、かつ空隙が大きくな
ることから担持軸の直径が小さくなり、面積モーメント
及び抵抗モーメントが増大する。しかしながら、ここで
の問題は使用可能な空間に関するものであり、一般に小
さいスペースを利用可能であるようにできる限り装置を
小さくすべきである点に注意しなけれはならない。さら
に、本発明の変形例の場合には、担持軸をその端部の周
囲に嵌合する結合部材によって保持されるように、機械
設備に固定された支持部に取り付けるようにすると好都
合である。発生する力は、上記説明と一致するように、
担持軸が取り付けられる支持部材間の間隔に依存する。
担持軸自体は、その中に担持軸の端部を挿入して固定す
る結合部材によって保持される。前記機械設備に固定さ
れた支持部材を用いることによって、実際には担持軸が
前記機械設備に固定された取付具として用いられるのに
対して、振動するアンビルが分離した状態でかつ非接触
状態で配置されるという発明の概念が明らかになる。従
って、アンビルの領域内では、本発明によって設けられ
たリング状部材を介して、前記機械設備に固定された担
持軸によって振動するアンビルが支持されるので、振動
は絶縁される。
【００１５】本発明によれば、結合部材を貫通しかつ担
持軸の端部内に軸方向に突入する少なくとも１個のねじ
によって、結合部材の肩部とアンビルの端面との間の所
定位置に柔軟な弾性材料からなるＯリングを締め付ける
ように配置するとより好都合である。合成プラスチック
材料、ゴムまたはエラストマからなる上記Ｏリングは、
前記結合部材（その肩部を介して）と前記アンビル（そ
の平坦な端面）との間に配置され、前記ねじを締め込む
ことによって締め付けられるので、軸線方向に制振効果
及び振動の絶縁が可能になる。放射方向の振動の絶縁が
上述したリング状部材、好適実施例におけるＯリングに
よって達成されるのに対して、さらに結合部材とアンビ
ルとの間の後者のＯリングによって軸方向の振動が絶縁
できる。
【００１６】放射方向の振動絶縁の場合には、前記リン
グ状部材の存在によって、好適には担持軸である前記軸
が所定の大きさの初荷重をもって前記アンビルの内孔内
に受容され、これによってその支持構造が弾力性を有し
かつ放射方向に振動を絶縁できることが保証される。従
って、担持軸とアンビルとの間の金属接触は、特に負荷
を受けている場合に全く問題でなくなる。別言すれば、
負荷を受けている際に生じるアンビルの変形よりもかつ
担持軸と比較して前記環状空隙の方が大きいと解され
る。同様の説明が支持軸についてもすることができる。
【００１７】従って、本発明によれば、放射方向及び軸
方向の双方において、軸受及び歯車機構に有害な振動
を、簡単な手段を用いることによって解消することが可
能である。
【００１８】本発明によれば、担持軸とそれと方向に延
長する少なくとも１個の支持軸とに、前記軸上に形成さ
れた肩部によって離隔された２個の軸方向に直列に配置
されたアンビルと、前記肩部とアンビルとの間に設けら
れたＯリングとを装着するとさらに好都合である。設計
者の経験によれば、本発明の概念は、２個のアンビルが
担持軸上に軸方向に互いに離隔して配置されるように２
台の超音波溶接ステーションを併設することによって単
位時間当たりの溶接点の数が２倍になり得るような高性
能の装置について、使用することができる。結合部材の
端面の代わりに、２個のアンビル間の領域において、本
発明による方法を同様に利用できるように前記肩部の端
面を用いることが可能である。担持軸と別個にかつそれ
と平行に支持軸が配置されている場合には、２個のアン
ビルを用いることができる。特定の力及びトルクが必要
な場合には、前記１個の担持軸に加えて２個の支持軸を
用いることが可能である。単一の担持軸に２個のアンビ
ルを装着することは相当な重量であるにも拘らず、２個
のアンビルの変形は１個の担持軸によって対応すること
ができ、かつ電極加圧力によって発生するトルクは前記
支持軸によって対応することができる。リング状部材を
配置しかつその寸法を適当に決定した結果として、前記
機械設備の軸受及び駆動手段が回避し得ない振動からも
はや悪影響を受けることがなく、かつアンビルと肩部と
の間、またはアンビルと結合部材の端面との間にＯリン
グを配設することによって、たとえ防腐剤を担持軸とア
ンビルとの間、または支持軸とアンビルとの間の環状空
隙に用いた場合でも、この防腐剤が前記環状空隙から浸
出する虞がないように軸方向に密閉され、機械設備全体
として良好な衛生上の品質を享受することができる。
【００１９】本発明の別の利点、特徴及び用途について
は、添付図面及び以下の詳細な説明から容易に理解する
ことができる。
【００２０】
【実施例】図５に示される液状物質のためのパッケージ
１は、その上端部に図示されない折目線に沿って形成さ
れた二重に重ね合わせた板紙の帯状部分２を有し、該部
分はソノトロード５の先端部４の前端面３とアンビル７
の対向するように配置された溶接面６との間に締め付け
られている。この締付作用は、ソノトロード５をその駆
動手段８によって、かつ同様に図示されない所定の通路
に沿って移動可能なアンビル７に関して移動させること
によって達成される。前記帯状部分の図示されない２つ
の位置の間で超音波溶接によって密封シームが形成され
るが、これは当業者にとって周知であるのでここに図示
しないことにする。
【００２１】本明細書には、液状物質のパッケージに関
連してかつ二重の板紙の帯状部分に密封シームが形成さ
れるような超音波溶接装置について記載されているが、
本発明の用途はこの特定の技術分野に限定されるもので
はない。
【００２２】図１には、担持軸９上に距離ｄをもって離
隔された２個のアンビル７、７´と、さらにそれから離
隔してかつそれと平行な２個の支持軸１０、１１とが示
されている。両アンビル７、７´は互いに同一に形成さ
れているので、以下の記載では一方のアンビル７につい
てのみ説明する。
【００２３】アンビル７には、担持軸９のための内孔１
２と、第１の支持軸１０のための内孔１３と、第２の支
持軸のための内孔１４とが貫設されている。これら３個
の内孔１２〜１４は外径が異なり、かつ図２に断面図示
されるように、それらの軸心が三角形を形成するように
互いに離隔して配置されている。担持軸９のための第１
の内孔１２は直径が最も大きく、２個の支持軸１０、１
１の内孔１３、１４は直径が同一で、内孔１２の直径よ
り小さい。
【００２４】担持軸９、第１支持軸１０及び第２支持軸
１１は、非接触状態で即ち金属接触がないように、対応
する内孔１０〜１４の内部に装着されている。前記各軸
の周囲には、特に図２に明示されるように環状の空隙１
５が設けられている。この環状空隙１５は、図５〜図７
にも明示されている。環状空隙１５は、本発明の場合に
は、関連する軸９〜１１の外径をそれぞれ対応する内孔
１２〜１４の内径より小さくすることによって形成され
る。
【００２５】アンビル７を軸９〜１１上に外嵌し得るよ
うに、Ｏリングの形態をなすリング状部材１６を、その
幅を図５にｂで示した溝１７内に配置される。本明細書
に記載される実施例では、軸９〜１１の軸線方向に沿っ
て溝１７の間隔ａが同じであり、かつ溝１７の幅ｂが全
軸９〜１１の溝について同じである。しかしながら、こ
れは本明細書に示される好適実施例についてのみ適用さ
れるものである。このように、アンビル７の取付につい
て軸９〜１１に関連して説明する。担持軸９及びその支
持構造は、前記機械設備に固定された軸を表わすものと
する。図３においてその一部分のみが図示されている支
持部１８には、担持軸９の端部２１を嵌合させかつ受容
する嵌合部２０を有する結合部材１９が設けられてい
る。ねじ２２が担持軸９の端部２１のねじ穴内に外側か
ら軸線方向に螺合しており、結合部材１９を外側から軸
線方向に貫通しているので、ねじ２２を締め込むことに
よって結合部材１９に関してアンビル７、７´を締め付
けることができる。
【００２６】これを図３に関連して詳細に説明する。図
３に示すように担持軸９は、その中央に肩部２３を有す
る細長い形状をなす。肩部２３の占める割合は、符合２
３´を付して示される肩部を有する支持軸１１の場合と
同じである。軸線方向に沿って、肩部２３はその両側に
環状段部を有し、その対向する支持面として前記アンビ
ルの平坦な環状面との間に中間のＯリング２４、２４´
が装着される。アンビル７、７´はその外側に平坦な環
状端面２５を有し、結合部材２０の環状段部２７に対し
て外側から軸方向に担持する外側のＯリング２６を装着
できるようになっている。
【００２７】アンビル７または７´の長さをｌとする
と、添付図面に示される実施例の場合には、例えばアン
ビル７´の長さｌが結合部材２０の平坦な環状段部の面
２６と肩部２３の平坦な環状端面との間の距離よりも短
い。前記アンビルの両端に形成される例えば幅１．５ｍ
ｍの空隙に上述したＯリング２４、２６を装着する。こ
れらのＯリングは洗浄剤に対して耐性を有し、かつ密封
作用を有すると共に、振動に対して軸線方向に絶縁する
機能を有する。前記Ｏリングは、上述したねじ２２によ
って締め付けられる。
【００２８】このようにして、図３に示すように２個の
アンビル７、７´間の距離ｄが肩部２３、２３´によっ
て形成される。これらの肩部、例えば肩部２３の直径
は、関連する軸、例えば担持軸９（または肩部２３´の
場合には支持軸１１）の外径より幾分大きい。
【００２９】結合部材１９の上部及び下部には嵌合部２
０が設けられており、その中に担持軸９の端部２１が圧
入される。従って、担持軸９の端面は、結合部材１９の
嵌合部２０の穴の底部に押圧されている。上述したねじ
２２を締め込むことによって、２個のアンビル７、７´
は中央の肩部２３に対して締め付けられる。
【００３０】原則として、本発明の機能について図６及
び図７に関連して説明する。これらの図面は、担持軸９
をその長さを短くして概略的に示しており、溝１７内に
挿入されたＯリングには異なる陰影線が付してある。粗
い陰影線が最小のこわさを表し、密な陰影線はこわさが
高レベルであることを示している。図５において、最長
の引出し線を有するＯリング１６が最も密な陰影線で表
されるので最も高いレベルのこわさを有し、これを中心
に軸線方向に沿って外向きに対称的にこわさが減少して
いくことが理解される。例えば、図５において引出し線
が概ね水平方向に延長する最も外側のＯリングは、こわ
さが最も小さい。また、担持軸９の直径が内孔１２の直
径より小さいことが分かる。担持軸９の外周面とアンビ
ル７の内孔１２の内周面との間に形成される環状空隙１
５は、負荷が作用している場合でも０にはならない。こ
れは、負荷が作用している場合でさえ、担持軸９とアン
ビル７との間には金属接触がないことを意味する。従っ
て、空隙１５は、担持軸９に関連してアンビル７の負荷
によって生じる変形よりも大きい。このような状態は、
支持軸１０、１１についても同様である。
【００３１】溝１７内に装着された各Ｏリング１６は、
その隣接するＯリングから完全に分離されている。Ｏリ
ング１６の外形がアンビル７の内孔１２の内径よりも大
きいことが分かる。従って、このようにして担持軸９は
アンビル７の内孔１２内に初荷重をもって装着される。
これは、上述したような弾性支持状態及びそれによって
放射方向の絶縁が得られることを意味する。図３に関連
して上述したＯリング２５によって、担持軸９の端部２
１の領域は、外側の環境に関して環状空隙１５が密閉さ
れ、良好な衛生状態が得られる。
【００３２】前記平行性は、様々な規格のこわさまたは
ショア硬さを有する前記Ｏリングを様々に配設すること
によって保証され、かつこれは図６及び図７に関連して
正確に説明することができる。
【００３３】図６には、上部を省略したアンビル７と担
持軸９とが示されている。この下端部即ちシール面６か
ら或る距離をもって、かつ下向きに或る角度をもって傾
斜させた前記ソノトロードの先端部４が意図的に誇張し
て部分的に示されている。
【００３４】これを、その前端面３がアンビル７のシー
ル面６に対して押圧されるように（図７は両者の間に配
置される２重の板紙の帯状部分を示していない）、作動
状態に移動させると、アンビル７が前記機械設備に対し
て固定された担持軸９に関連して傾く。図８は負荷を受
けている状態を示しており、環状空隙１５が担持軸９と
比較してまたはそれによってアンビル７の変形よりも大
きいことが分かる。ここで、前記平行関係は、溝１７内
に装着されたリング状部材、本実施例では異なるショア
硬さまたはこわさを有するＯリングを柔軟に配置するこ
とによって調整される。リング状部材１６の配置、設計
及び効果によって、前記アンビルの溶接面６全体につい
て一定の小さい公差の範囲内にある一様な電極加圧力が
達成される。Ｏリング１６の変形によって生じる力また
はそれに対応する反力は、好都合にも許容される変位よ
りも小さい。アンビル７の内孔１２が担持軸９に関して
傾くにも拘らず、所望の平行関係が調整される。変形し
たＯリング１６から生じる反力の合計は、電極加圧力の
公差の許容範囲内にある。
【００３５】当然ながら支持軸１０、１１についても同
様のことが言える。
【００３６】さらに衛生的に密封されたＯリング１６を
配置することによって、担持軸９が長い場合でも十分な
抵抗モーメントが生じる。この結果、前記アンビルの内
孔内を振動から絶縁することができる。
【００３７】好適にも、アンビル機構全体の重量は、比
較的細い担持軸及び支持軸を互いに比較的大きな放射方
向の距離をもって離隔して配置することによって低減す
ることができる。この方法によって、高い面積モーメン
ト及び抵抗モーメントが得られる。
【００３８】本発明は、複数のアンビルを直列に配置し
た場合、及びこれによって前記支持部（結合部材）間の
距離が相当大きくなった場合にも適用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】担持軸及び２個の支持軸上に軸線方向に前後に
配置された２個のアンビルを概略的に示す斜視図であ
る。
【図２】軸を貫通させたアンビルの横断面図である。
【図３】図２のIII−III線における断面図である。
【図４】リング状部材を装着しない状態の担持軸の外周
面を示す部分拡大図である。
【図５】パッケージの２重の板紙帯状部分についてアン
ビルと作用的に係合するソノトロードを有する超音波溶
接装置を備えた機械設備を部分的に示す図である。
【図６】作用的に係合させる前にアンビルの下側に或る
角度で傾斜させたソノトロードと、アンビルの内孔内に
Ｏリングを有する担持軸との構成を概略的に示す図であ
る。
【図７】担持軸に関して傾いたアンビルに対して、部分
的に示されるソノトロードの傾いた先端部が作用的に係
合する状態を概略的に示す図である。
【符合の説明】
１ パッケージ ２ 帯状部分 ３ 前端面 ４ 先端部 ５ ソノトロード ６ 溶接面 ７、７´ アンビル ８ 駆動手段 ９ 担持軸 １０、１１ 支持軸 １２〜１４ 内孔 １５ 環状空隙 １６ リング状部材 １７ 溝 １８ 支持部材 １９ 結合部材 ２０ 嵌合部 ２１ 端部 ２２ ねじ ２３、２３´ 肩部 ２４、２４´ Ｏリング ２５ 環状端面 ２６ Ｏリング ２７ 段部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/08 B65B 51/10

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれに所定の通路に沿って移動可能
    なソノトロードとその前端面に対向するアンビルとから
    なり、液状物質のパッケージの板紙を重ね合わせた帯状
    部分に密封シームを超音波溶接するための装置であっ
    て、 剛固に構成された前記アンビルには、振動を絶縁するた
    めに、環状の空隙を形成するように柔軟な弾性リング状
    部材を介して、その中に軸を非接触状態で配置する少な
    くとも１個の内孔が軸方向に貫通し、前記軸の外径が前
    記内孔の内径より小さく、かつ前記弾性リング状部材の
    外径が前記内孔の前記内径より大きいことを特徴とする
    密封シームの超音波溶接装置。
  2. 【請求項２】 前記軸の外面に、軸方向に互いに一定の
    距離を持って離隔されかつ少なくとも部分的に前記リン
    グ状部材を受容する多数の溝が形成されていることを特
    徴とする請求項１に記載の超音波溶接装置。
  3. 【請求項３】 前記リング状部材が異なるこわさを有す
    るＯリングであることを特徴とする請求項１または２に
    記載の超音波溶接装置。
  4. 【請求項４】 前記アンビルには、全体としての機械設
    備に取り付けられた担持軸と２本の支持軸とを保持する
    ために、３個の内孔が軸方向にかつ平行に貫通し、かつ
    前記アンビルがステンレス鋼で形成されていることを特
    徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波溶接
    装置。
  5. 【請求項５】 前記担持軸が、その端部において、前記
    機械設備に固定された支持部内に、前記端部を外嵌する
    結合部材によって保持されるように、取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
    超音波溶接装置。
  6. 【請求項６】 前記結合部材の肩部と前記アンビルの端
    面との間に、柔軟な弾性材料からなるＯリングが装着さ
    れ、かつ前記結合部材を貫通しかつ前記担持軸の前記端
    部内に軸方向に突入する少なくとも１個のねじによっ
    て、前記Ｏリングが所定位置に締め付けられるようにな
    っていることを特徴とする請求項５に記載の超音波溶接
    装置。
  7. 【請求項７】 前記担持軸及びそれと平行に延長する少
    なくとも１個の支持軸に、２個またはそれ以上の前記ア
    ンビルが、軸方向に直列に配置されて、かつ前記担持軸
    及び支持軸上に形成された或る幅を有する肩部によって
    支持されるように配設されると共に、前記肩部と前記ア
    ンビルとの間にＯリングが配置されていることを特徴と
    する請求項１乃至６のいずれかに記載の超音波溶接装
    置。
JP27547292A 1991-09-21 1992-09-18 密封シームの超音波溶接装置 Expired - Fee Related JP3210953B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4131465A DE4131465C2 (de) 1991-09-21 1991-09-21 Vorrichtung zum Ultraschallschweißen von Siegelnähten
DE4131465.4 1991-09-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05301290A JPH05301290A (ja) 1993-11-16
JP3210953B2 true JP3210953B2 (ja) 2001-09-25

Family

ID=6441157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27547292A Expired - Fee Related JP3210953B2 (ja) 1991-09-21 1992-09-18 密封シームの超音波溶接装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5242529A (ja)
EP (1) EP0534095B1 (ja)
JP (1) JP3210953B2 (ja)
AT (1) ATE124354T1 (ja)
DE (2) DE4131465C2 (ja)
DK (1) DK0534095T3 (ja)
ES (1) ES2074316T3 (ja)
TW (1) TW226000B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511698C1 (de) * 1995-03-30 1996-08-22 Schober Werkzeug & Maschbau Vorrichtung zum Verbinden einer Siegelfolie mit einer Materialbahn
US5775055A (en) * 1997-02-21 1998-07-07 Tetra Laval Holdings & Finance, S. A. Ultrasonic sealing anvil
US6691909B2 (en) * 2001-10-10 2004-02-17 Ford Global Technologies, Llc Sonotrode for ultrasonic welding apparatus
DE10161723A1 (de) * 2001-12-15 2003-06-26 Rinco Ultrasonics Ag Romanshor Sonotrode zum schneidenden oder schweißenden Bearbeiten von Werkstücken und Verfahren zum Betrieb derselben
GB0204515D0 (en) * 2002-02-26 2002-04-10 Cryovac Inc Film sealing unit
DE102005013242B4 (de) * 2005-03-22 2009-04-02 Continental Automotive Gmbh Sensorvorrichtung
JP6069174B2 (ja) * 2013-05-31 2017-02-01 東洋自動機株式会社 袋詰め包装機における超音波シール装置
DE102014110102A1 (de) * 2014-04-22 2015-10-22 Inspire AG für mechatronische Produktionssysteme und Fertigungstechnik Einrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels hochfrequenter Schwingungen
CN108136711B (zh) * 2015-10-29 2020-08-14 金伯利-克拉克环球有限公司 具有低传递率的超声砧
GB2568722A (en) * 2017-11-24 2019-05-29 Concepts For Success C4S Anvil roll with protrusions with canted coil spring
DE102022117799A1 (de) 2022-07-15 2024-01-18 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallschwingeinheit mit hartem Entkoppelelement

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3494817A (en) * 1967-09-18 1970-02-10 Smithkline Corp Rotary turret sonic welding apparatus
US3956046A (en) * 1972-01-03 1976-05-11 Kanji Tsuchiya Method for ultrasonically welding composite sheet material
ZA775779B (en) * 1976-10-08 1978-05-30 Ex Cell O Corp Carton sealing method and apparatus
US4279675A (en) * 1977-03-22 1981-07-21 Ex-Cell-O Corporation Method and apparatus for packaging
DE2812137C2 (de) * 1978-03-20 1985-06-27 Jagenberg-Werke AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Stegnahtverschlusses an einer insbesondere einen Giebel aufweisenden Faltschachtel aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Kartonmaterial durch Ultraschallschweißen
DE2812138C2 (de) * 1978-03-20 1983-06-01 Jagenberg-Werke AG, 4000 Düsseldorf Vorrichtung zum Falten und Verschließen von giebelförmigen Köpfen von Faltschachteln
AU522482B2 (en) * 1978-03-23 1982-06-10 Adrian John Boyer Wheelchair
US4403465A (en) * 1980-05-02 1983-09-13 Nimco Corporation Method and device for closing and sealing gable shaped folding cartons
DE3229076A1 (de) * 1981-08-07 1983-03-24 Pola Chemical Industries, Inc., Shizuoka Verfahren und vorrichtung zum verschweissen des bodens eines rohrfoermigen behaelters aus kunstharz
DE3322402A1 (de) * 1983-06-22 1985-01-03 Jagenberg Ag Vorrichtung zum falten und verschliessen des kopfes einer von einer innenseitig mit einer thermoplastischen kunststoffschicht ueberzogenen kartonbahn bzw. einer aus einem zuschnitt gebildeten faltschachtel in einer falt- und schweissstation
JPH07106464B2 (ja) * 1986-02-04 1995-11-15 日本電装株式会社 金属板の超音波スポット溶接方法
US4767492A (en) * 1986-04-18 1988-08-30 Pola Chemical Industries, Inc. Ultrasonic fuse-bonding sealing apparatus with improved contact surfaces
DE3813187A1 (de) * 1988-04-20 1989-11-02 Wecker Klaus Dieter Verfahren und vorrichtung zum ultraschallschweissen
DE3935335C1 (ja) * 1989-10-24 1990-10-31 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh, 6301 Wettenberg, De

Also Published As

Publication number Publication date
US5242529A (en) 1993-09-07
JPH05301290A (ja) 1993-11-16
DK0534095T3 (da) 1995-08-28
DE59202700D1 (de) 1995-08-03
ATE124354T1 (de) 1995-07-15
TW226000B (ja) 1994-07-01
ES2074316T3 (es) 1995-09-01
EP0534095A1 (de) 1993-03-31
DE4131465C2 (de) 1995-02-16
DE4131465A1 (de) 1993-04-01
EP0534095B1 (de) 1995-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3210953B2 (ja) 密封シームの超音波溶接装置
US7766067B2 (en) Rotary ultrasonic sealer
US3955740A (en) Vibratory seam welding apparatus
KR101236922B1 (ko) 비틀림 및 축출 저항형 금속 시트 압입용 볼트
KR100562246B1 (ko) 음향 혼을 위한 비절점 장착 시스템
KR100939386B1 (ko) 진동 요소용 마운트
US20030111513A1 (en) Rigid isolation of rotary ultrasonic horn
US6613171B2 (en) Rotary ultrasonic bonder or processor capable of fixed gap operation
FR2380465A1 (fr) Disque formant joint elastique pour accouplements d'arbres
EP0233724B1 (en) Ultrasonic probe for medical diagnostic examination
EP0072262A1 (fr) Cale élastique, notamment pour la suspension d'un moteur de véhicule
FR2563880A1 (fr) Dispositif amortisseur hydraulique
KR840003360A (ko) 열가소성 구조물의 용접부 시험방법 및 장치
JP2879955B2 (ja) 振動波駆動装置
US20090032198A1 (en) Rotary Ultrasonic Sealer
CN102026796A (zh) 用于线性超声焊头的共振节点安装座
CA1138024A (fr) Generateur de gouttelettes d'encre pour imprimante a jet d'encre
CA2404371A1 (fr) Dispositif et procede de soudage par ultrasons
US11407182B1 (en) Depth control of seal line penetration for rotary ultrasonic horn/anvil welding without mechanical stop
US4084444A (en) Rotary ultrasonic testing apparatus
JPH02154870A (ja) メカニカルシール装置
JP2003247596A (ja) ダイナミックダンパー
JP2021525341A (ja) 輸送システム用補償器構造
US7270024B2 (en) Rotary shaft hermetic sealing device
SU1603112A1 (ru) Уплотнительное устройство

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees