RU2447977C2 - Устройство для ультразвуковой сварки - Google Patents

Устройство для ультразвуковой сварки Download PDF

Info

Publication number
RU2447977C2
RU2447977C2 RU2007130413/02A RU2007130413A RU2447977C2 RU 2447977 C2 RU2447977 C2 RU 2447977C2 RU 2007130413/02 A RU2007130413/02 A RU 2007130413/02A RU 2007130413 A RU2007130413 A RU 2007130413A RU 2447977 C2 RU2447977 C2 RU 2447977C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
gravity
emitter
stop
film layers
Prior art date
Application number
RU2007130413/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007130413A (ru
Inventor
Ганс-Петер ВИЛЬД (DE)
Ганс-Петер ВИЛЬД
Эберхард КРАФТ (DE)
Эберхард Крафт
Франк ЛЕХЕРТ (DE)
Франк Лехерт
Original Assignee
ИНДАГ Геселшафт фюр Индустрибедарф мбХ энд Ко. Бетрибс КГ.
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 ИНДАГ Геселшафт фюр Индустрибедарф мбХ энд Ко. Бетрибс КГ. filed Critical ИНДАГ Геселшафт фюр Индустрибедарф мбХ энд Ко. Бетрибс КГ.
Publication of RU2007130413A publication Critical patent/RU2007130413A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2447977C2 publication Critical patent/RU2447977C2/ru

Links

Images

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
    • B29C65/081—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations having a component of vibration not perpendicular to the welding surface
    • 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
    • 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
    • B23K20/106—Features related to 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
    • 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
    • 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
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/23—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being multiple and parallel or being in the form of tessellations
    • B29C66/232—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being multiple and parallel or being in the form of tessellations said joint lines being multiple and parallel, i.e. the joint being formed by several parallel joint lines
    • 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
    • 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
    • B29C66/8141—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81427—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth
    • 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
    • B29C66/8161—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 said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • 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
    • B29C66/8141—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81411—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat
    • B29C66/81421—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave
    • B29C66/81422—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave being convex
    • 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
    • B29C66/8141—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81411—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat
    • B29C66/81421—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave
    • B29C66/81423—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 surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave being concave
    • 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
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • 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
    • B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/849—Packaging machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7128—Bags, sacks, sachets
    • 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)
  • Package Closures (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для соединения ультразвуковой сваркой пленочных слоев или других материалов небольшой толщины, предпочтительно из термопластика, а также металлов, например алюминия. Между рабочей плоскостью (11) излучателя (8) и рабочей плоскостью (12) упора (7) ультразвукового устройства (1) образован приемный зазор (6) для размещения в нем соединяемых пленочных слоев. Излучатель (8) или упор (7) размещен с возможностью приложения сварочного усилия, имеющего составляющую (ϑ), которая во время сварки направлена против силы тяжести (G), что предотвращает смещение сварочной линии и обеспечивает улучшение качества сварных швов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для ультразвуковой сварки такого типа, объяснение которого дается в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Ультразвуковую сварку предпочтительно применяют для соединения пленочных слоев или других материалов небольшой толщины и предпочтительно из термопластика, а также металлов, таких как алюминий. Особенно часто ультразвуковую сварку используют для производства пленочных пакетов для продуктов питания, в частности хорошо известных пакетов для напитков. Устройство для ультразвуковой сварки обычно содержит излучатель, предназначенный для генерирования ультразвуковых колебаний. Излучатель прижимают с заданным усилием к пленочным слоям, расположенным между ним и упором, которые во время сварки оба воздействуют на пленочные слои под углом 90° к направлению силы тяжести. Упор установлен для совершения колебаний и поджат, например, пружиной в направлении излучателя. В результате трения ультразвуковые колебания нагревают соединяемые поверхности между пленочными слоями, так что материал становится вязкотекучим, благодаря чему после охлаждения происходит соединение пленок. Однако было обнаружено, что пленочные слои под воздействием колебаний и силы тяжести обладают возможностью перемещения, даже если они удерживаются соответствующими средствами или поддерживаются конвейерными лентами и т.п., что в некоторых случаях может привести к неточному прохождению сварочных линий. Это может особенно отрицательно сказаться, например, при изготовлении пленочных пакетов, если после наполнения пакет необходимо загерметизировать. Обычно наполненные пакеты необходимо транспортировать в вертикальном положении, при этом по меньшей мере часть веса наполненного пакета должна удерживаться материалом в зоны сварного шва. Поскольку именно здесь ультразвуковые колебания придают используемому материалу вязкотекучесть, то даже при оптимальной поддержке пакета не всегда можно надежно предотвратить смещение сварного шва.
В связи с этим задачей изобретения является создание устройства для ультразвуковой сварки, которое точно выполняет заданные сварные швы.
Выполнение задачи достигается средствами, описанными в пункте 1 формулы изобретения.
Согласно варианту реализации изобретения в процессе ультразвуковой сварки к свариваемому материалу прикладывается составляющая сварочного усилия, которая направлена против силы тяжести и величина которой достаточна для устранения влияния силы тяжести по меньшей мере настолько, чтобы обеспечить точное расположение сварных швов в заданном положении. Было обнаружено, что предлагаемый вариант реализации изобретения может компенсировать, например, влияние кратковременного расцепления пленочных слоев в сварочном зазоре, вызванного повышенной инерционностью колебаний механической системы (упора и поджимающего устройства) по сравнению с ультразвуковыми колебаниями излучателя, благодаря чему сварной шов перестает отклоняться вверх под влиянием силы тяжести.
В зависимых пунктах формулы изобретения охарактеризованы предпочтительные варианты реализации изобретения.
Было обнаружено, что для решения задачи настоящего изобретения достаточно и сравнительно небольшого углового отклонения направления приложения сварочного усилия от направления, которое обычно перпендикулярно силе тяжести.
Конструктивно такое угловое отклонение особенно легко получить наклоном излучателя и/или упора или его поджимающего устройства соответственно.
Однако в предпочтительном варианте реализации изобретения рабочие плоскости излучателя и/или упора должны проходить параллельно направлению силы тяжести, чтобы избежать изгиба пленочных слоев в приемном зазоре.
Настоящее изобретение может также быть использовано при необходимости одновременного выполнения по меньшей мере двух сварных швов, для чего используют по меньшей мере две сварочные губки, установленные одна под другой на некотором расстоянии друг от друга.
Особое преимущество дает возможность использования предлагаемого устройства для ультразвуковой сварки в устройстве для загрузки и транспортировки пленочных пакетов, в котом наполненные пленочные пакеты транспортируются в конвейерной системе в вертикальном положении.
В предпочтительном варианте обеспечена дополнительная поддержка наполненных пленочных пакетов против действия на них силы тяжести. Эта поддержка может быть обеспечена благодаря соответствующей конструкции конвейерной системы, в которой, например, может содержаться захват для захвата пленочных пакетов с боков.
Ниже дано более подробное описание варианта реализации изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 - обобщенная схема устройства для ультразвуковой сварки (вид сбоку) согласно настоящему изобретению,
фиг.2 - увеличенный фрагмент А на фиг.1,
фиг.3 - схема, отличающаяся от представленной на фиг.2 тем, что излучатель отведен от упора, и
фиг.4 - общая схема действия приложенных сил.
На фиг.1 показана обобщенная схема устройства 1 для ультразвуковой сварки согласно настоящему изобретению, которое в данном случае применяется для сварки пленочных слоев на обеих сторонах отверстия 2а, предназначенного для наполнения пленочного пакета 2. Пакет 2 имеет стенки, выполненные из пленочного материала, который может содержать один слой или несколько слоев одного материала или различных материалов, например термопластичных пленок, металлических пленок и т.п. Боковые швы 2с и донный шов 2d в случае их использования к этому моменту уже выполнены. В предпочтительном варианте реализации изобретения пакет 2 представляет собой один из обычных пакетов для напитков.
С помощью конвейерной системы 3 пакет 2 транспортируют к устройству 1 в вертикальном положении, т.е. с обращенным вверх отверстием 2а, и уже наполненным (т.е. его стенки являются выпуклыми). Конструкция системы 3 не ограничивается конкретным вариантом и может быть приспособлена под предмет, транспортировку которого необходимо осуществить. В изображенном предпочтительном варианте реализации система 3 содержит по меньшей мере один захват 4, который взаимодействует с швом 2с на одной стороне пакета 2 или обеих его сторонах, благодаря чему захват 4 перемещает или поддерживает пакет 2 во время его прохода через устройство 1. Система 3 может также содержать поддерживающую поверхность 5, например, в форме конвейерной ленты и т.п., благодаря которой система 3 переносит вес пакета 2 и его содержимого.
Система 3 выполняет транспортировку пакета 2 к устройству 1 так, что зона, предназначенная для соединения сваркой (в изображенном варианте реализации это пленочные слои, расположенные на участках противоположных стенок в зоны под отверстием 2а) и расположенная вертикально к плоскости проекции фиг.1, подается в приемный зазор 6 между упором 7 и излучателем 8 (ультразвуковой головкой) устройства 1. Принцип работы устройства 1 известен и не требует подробного описания. Вкратце можно отметить, что ультразвуковые колебания излучателя 8, оказывающего контактное давление на упор 7, передают в свариваемый материал ультразвуковую энергию, необходимую для выполнения сварки. Контактное давление устанавливается и смягчается поджимающими средствами 9, которые предпочтительно подпружинены с вибрированием и поджимают упор 7 в направлении излучателя 8. На основной поверхности 10а упора 7, обращенной к пакету 2, выполнены сварочные губки 10, которые определяют положение и количество сварочных швов. В изображенном примере варианта реализации имеется по меньшей мере две сварочные губки или по меньшей мере две группы сварочных губок, которые расположены одна под другой на некотором расстоянии друг от друга.
Как лучше видно на фиг.2-4, устройство 1 разработано таким образом, чтобы получить составляющую ϑ приложенного сварочного усилия, которая направлена против силы тяжести G, причем сварочное усилие главным образом возникает из усилия контакта в зазоре 6. Составляющая ϑ, направленная против силы тяжести, удерживает вместе предназначенные для сварки пленочные слои с нижнего конца наклонно к верхнему концу, так что компенсируются влияния различающихся инерционных свойств излучателя и упора, а также усилий растяжения, возникающих в пленочных слоях, например, из-за выпуклости боковых стенок полного пакета, а также силы тяжести, когда пакеты 2 не поддерживаются снизу, что позволяет получать линейно проходящие сварные линии, не сдвинутые относительно их необходимого положения. Было обнаружено, что для этого достаточно получить относительно небольшое направленное наклонно вверх угловое отклонение от обычного горизонтального расположения силы, т.е. отклонение относительно направления силы тяжести G. Особенно хорошие результаты были получены при угловом отклонении около 2°, т.е. при угле α относительно силы тяжести G около 88°. Однако угол α может, например, превышать 70°, находиться в пределах от 80° до 89,5°, от 85° до 89° или от 87° до 89°.
В случае когда направление прилагаемого усилия параллельно центральной линии, составляющую ϑ, направленную против силы тяжести, предпочтительно получают путем расположения указанной центральной линии наклонно под углом α относительно силы тяжести G. Для этого проще всего наклонить излучатель 8, т.е. сориентировать его центральную линию 8а параллельно центральной линии приложения усилия под углом α. В этом случае составляющая ϑ образуется как контактным давлением на упор 7, так и звуковым давлением, вызванным ультразвуковыми колебаниями. Однако также возможен такой дополнительный или альтернативный вариант, при котором противодействующую силу получают упором 7 под углом α, причем упор 7 и/или средства 9 предпочтительно наклонены.
В изображенном примере варианта реализации рабочая плоскость 11 излучателя 8 и рабочая плоскость 12 упора 7 параллельны силе тяжести G и, следовательно, параллельны друг другу, благодаря чему зазор 6 в направлении действия силы тяжести G имеет по существу постоянную ширину. В плоскости, определяемой как рабочая плоскость 11, 12, лежат точки собственно сварки, которые расположены также на излучателе 8 и упоре 7 соответственно. Это означает, что головка 8b излучателя 8 реализована таким образом, что ее передняя поверхность, лежащая в плоскости 11, образует с центральной линией 8а излучателя 8 угол α. Однако также можно использовать рабочие плоскости излучателя и/или упора, проходящие наклонно по отношению к направлению силы тяжести, при условии, что полученный благодаря этому незначительный наклон зон, лежащих выше сварного шва, не влияет на зоны, лежащие ниже сварного шва.
Для сварки пленочных слоев пленочного пакета 2 с помощью системы 3 вводят в зазор 6 и соединяют приложением сварочного усилия, направленного наклонно вверх. В идеальном случае угол α устанавливают с учетом сил, которые тянут пленочные слои вниз, таких как выгибание боковых стенок пакета содержимым, вес пакета 2 и т.п., таким образом, чтобы не происходило опускания пленочных слоев и одновременно с этим не происходило их толкания вверх. Иными словами, составляющая сварочного усилия, направленная наклонно вверх, компенсирует действие сил (силы тяжести, усилия растяжения), направленных вниз. Однако для обеспечения надежности может быть выбрано такое значение составляющей усилия, направленной наклонно вверх, которое превышает влияние этих сил, при этом достаточное противодействие может быть создано средствами удержания, например захватами 4, взаимодействующими со сварным швом сбоку или сверху, что предотвращает поднятие пленочных слоев.
Кроме того, составляющую ϑ, направленную против силы тяжести, можно получить наклоном обеих рабочих плоскостей параллельно друг другу или, иными словами, наклоном приемного зазора. В этом варианте реализации составляющая усилия, направленного против силы тяжести, образуется только за счет усилия контакта.

Claims (9)

1. Устройство (1) для ультразвуковой сварки пленочных слоев друг с другом, содержащее излучатель (8) и упор (7), размещенные с образованием приемного зазора (6) между рабочей плоскостью (11) излучателя (8) и рабочей плоскостью (12) упора (7), причем приемный зазор (6) выполнен с возможностью размещения в нем пленочных слоев, подлежащих соединению путем приложения сварочного усилия, отличающееся тем, что по меньшей мере один из элементов, выбранный из группы, содержащей излучатель (8) и упор (7), размещен с возможностью приложения сварочного усилия, имеющего составляющую (ϑ), которая во время сварки направлена против силы тяжести (G).
2. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из элементов, выбранный из группы, содержащей излучатель (8) и упор (7), размещен с возможностью приложения сварочного усилия под углом (α), превышающим 70°, предпочтительно от 80° до 89,5°, предпочтительно от 87° до 89° и особенно предпочтительно составляющим 88° по отношению к направлению силы тяжести (G).
3. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что центральная линия излучателя (8) наклонена по отношению к направлению силы тяжести (G) под углом (α), значение которого изменяется между 0° и 90°.
4. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что рабочая плоскость (11) излучателя (8) параллельна направлению силы тяжести (G).
5. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что центральная линия упора (7) и/или средств (9) его поджатия наклонена по отношению к направлению силы тяжести (G) под углом (α), значение которого изменяется между 0° и 90°.
6. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что рабочая плоскость (12) упора (7) параллельна направлению силы тяжести (G).
7. Устройство (1) по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что упор (7) и/или излучатель (8) имеют основную поверхность (10а) и по меньшей мере две сварочные губки (10), установленные одна под другой на расстоянии друг от друга.
8. Устройство для герметизации пленочных пакетов (2), содержащее конвейерную систему (3), предназначенную для транспортировки наполненных пленочных пакетов (2) в вертикальном положении, и устройство (1) для ультразвуковой сварки по одному из пп.1-7, предназначенное для герметизации пленочных пакетов (2).
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что конвейерная система (3) содержит захват (4), предназначенный для захвата пленочных пакетов (2) сбоку.
RU2007130413/02A 2006-12-11 2007-08-08 Устройство для ультразвуковой сварки RU2447977C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06025608A EP1932651B1 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Ultraschallschweisseinrichtung und Einrichtung zum Handhaben von Folienbeuteln
EP06025608.8 2006-12-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130413A RU2007130413A (ru) 2009-02-20
RU2447977C2 true RU2447977C2 (ru) 2012-04-20

Family

ID=38536550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130413/02A RU2447977C2 (ru) 2006-12-11 2007-08-08 Устройство для ультразвуковой сварки

Country Status (21)

Country Link
US (1) US20080173694A1 (ru)
EP (1) EP1932651B1 (ru)
JP (1) JP5216309B2 (ru)
KR (1) KR101430201B1 (ru)
CN (1) CN101200113B (ru)
AT (1) ATE473091T1 (ru)
CA (1) CA2596575A1 (ru)
DE (1) DE502006007385D1 (ru)
DK (1) DK1932651T3 (ru)
ES (1) ES2347457T3 (ru)
HK (1) HK1118506A1 (ru)
HR (1) HRP20100498T1 (ru)
PL (1) PL1932651T3 (ru)
PT (1) PT1932651E (ru)
RS (1) RS51383B (ru)
RU (1) RU2447977C2 (ru)
SA (1) SA07280684B1 (ru)
SI (1) SI1932651T1 (ru)
TW (1) TWI375598B (ru)
UA (1) UA93987C2 (ru)
ZA (1) ZA200707235B (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002675A1 (de) * 2009-04-27 2010-10-28 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallsiegelvorrichtung und Verfahren zum Versiegeln von Materialbahnen
DE102010016415A1 (de) * 2010-04-09 2011-10-13 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren zum Verschweißen von flächigen Bauteilen
DE102010021838A1 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Hochland Se Verfahren und Vorrichtung zum portionierten Verpacken einer Lebensmittelmasse
ES1075973Y (es) * 2011-05-12 2012-04-13 Eficiencia Y Tecnologia S A Dispositivo de soldadura longitudinal en continuo para maquinas envasadoras
JP6258648B2 (ja) * 2013-09-20 2018-01-10 株式会社イシダ 包装機
US20170087662A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Branson Ultrasonics Corporation Tooling For Ultrasonic Tube Sealer For Sealing An End Portion Of A Tube With A Double Seal
US10046874B2 (en) * 2015-11-30 2018-08-14 Sonics & Materials, Inc. Sealing system and method for gusseted and zippered bags
US10486370B1 (en) 2018-11-26 2019-11-26 Sonics & Materials, Inc. Hybrid sealing tool having multiple seal patterns
CN111516941B (zh) * 2020-04-21 2024-05-24 北京东航精密机械制造有限公司 一种立式自动休闲食品包装机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187768A (en) * 1977-11-15 1980-02-12 Nihon Dixie Company, Limited Method for the manufacture of a paper container
SU1599241A1 (ru) * 1988-06-20 1990-10-15 Могилевский Машиностроительный Институт Устройство дл термоконтактной сварки термопластов
RU2276014C1 (ru) * 2004-12-07 2006-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Способ герметизации пластиковых пакетов при упаковке сыпучих и жидких продуктов

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1479511A1 (de) * 1964-04-25 1969-07-17 Nirona Werke Nier & Ehmer Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Kunststoff mittels Ultraschall
FR2067838A5 (en) * 1969-11-18 1971-08-20 Chupin Clement Papeterie Ultrasonic heat sealing of plastic bags
US3956975A (en) * 1973-11-30 1976-05-18 Ex-Cell-O Corporation Packaging method and apparatus
JPS5470180A (en) * 1977-11-15 1979-06-05 Nippon Dekishi Kk Paper container member and making method thereof
DE2833577C3 (de) * 1978-07-31 1980-11-27 Maschinenfabrik Rissen Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren und Vorrichtung zum Ultraschallschweißen
DE3411370A1 (de) * 1984-03-28 1985-10-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum herstellen schlauchfoermiger verpackungen
US4767492A (en) * 1986-04-18 1988-08-30 Pola Chemical Industries, Inc. Ultrasonic fuse-bonding sealing apparatus with improved contact surfaces
JPS62246717A (ja) * 1986-04-18 1987-10-27 Pola Chem Ind Inc チユ−ブ容器の底部シ−ル用超音波シ−ル装置
DE3829307A1 (de) * 1988-08-30 1990-03-08 4 P Nicolaus Kempten Gmbh Verfahren und vorrichtung zum zusammenschweissen von kunststoffoberflaechen
JPH06270258A (ja) * 1993-03-23 1994-09-27 Sumitomo Bakelite Co Ltd 熱可塑性樹脂容器の製造方法
JPH10273115A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Nippon Hiyuuchiyaa Kk 超音波溶着装置
JP2003344367A (ja) * 2002-05-22 2003-12-03 Kao Corp 異物の検出方法及びピロー包装体の製造方法
JP2004331109A (ja) 2003-05-01 2004-11-25 Toyo Jidoki Co Ltd 超音波シール装置
JP4398857B2 (ja) 2004-12-28 2010-01-13 ポーラ化成工業株式会社 超音波シール装置
JP2006212692A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Denso Corp 超音波接合方法およびその装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187768A (en) * 1977-11-15 1980-02-12 Nihon Dixie Company, Limited Method for the manufacture of a paper container
SU1599241A1 (ru) * 1988-06-20 1990-10-15 Могилевский Машиностроительный Институт Устройство дл термоконтактной сварки термопластов
RU2276014C1 (ru) * 2004-12-07 2006-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Способ герметизации пластиковых пакетов при упаковке сыпучих и жидких продуктов

Also Published As

Publication number Publication date
DE502006007385D1 (de) 2010-08-19
EP1932651A1 (de) 2008-06-18
RS51383B (en) 2011-02-28
JP5216309B2 (ja) 2013-06-19
TWI375598B (en) 2012-11-01
HRP20100498T1 (hr) 2010-10-31
SA07280684B1 (ar) 2010-10-06
PT1932651E (pt) 2010-08-10
PL1932651T3 (pl) 2010-11-30
CN101200113A (zh) 2008-06-18
HK1118506A1 (en) 2009-02-13
KR20080053876A (ko) 2008-06-16
ZA200707235B (en) 2008-06-25
US20080173694A1 (en) 2008-07-24
ATE473091T1 (de) 2010-07-15
TW200824969A (en) 2008-06-16
ES2347457T3 (es) 2010-10-29
KR101430201B1 (ko) 2014-08-18
JP2008143174A (ja) 2008-06-26
CA2596575A1 (en) 2008-06-11
CN101200113B (zh) 2012-04-18
RU2007130413A (ru) 2009-02-20
EP1932651B1 (de) 2010-07-07
UA93987C2 (ru) 2011-03-25
DK1932651T3 (da) 2010-11-01
SI1932651T1 (sl) 2010-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2447977C2 (ru) Устройство для ультразвуковой сварки
US20070017623A1 (en) Apparatus and method for producing a weld seam
US8105226B2 (en) Spout mounting method and spout
US6321813B1 (en) Apparatus for bonding pour spout to containers
US8578997B2 (en) Tightening strap device for a heat-weldable plastic strip
WO2008053846A1 (fr) Machine à emballer faisant les sacs, et procédé d'emballage faisant les sacs
EP1145961A1 (en) Container forming device
US8435368B2 (en) Device for ultrasonic welding of at least two plastic foil layers
EP1145960B1 (en) Container feeder for packaging machines
CN110997288B (zh) 具有阻挡层的多层复合物的焊接方法
CN115720548A (zh) 配对工具、超声焊接机以及用于产生密封焊缝和装饰焊缝的方法
US8955291B2 (en) Packaging machine with oscillating sealing tool
JP2005008214A (ja) ストリップバッグ装置
KR20020084224A (ko) 마찰 접합 방법 및 마찰 접합체
TWI854643B (zh) 用於形成山形頂密封件之設備及製程
JPH0986510A (ja) カートンの成形装置
US20190061047A1 (en) Linear friction welding
JP2024537238A (ja) 超音波によって装備要素を被加工物に封着するための封着デバイスおよび方法
JPH0375401B2 (ru)
EP1930147A2 (en) A device comprising at least two opposite jaws, as well as a method for forming a seam in a number of opposite film layers by means of such a device
CN117980131A (zh) 用于对复合材料进行超声波焊接的装置
CN115135486A (zh) 用于密封包装物的密封元件和用于密封包装物的设备
JP2015093471A (ja) 容器シール装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170809