TWI304765B - Apparatus and method for producing a weld seam, as well as foil bags - Google Patents

Description

1304765 九、發明說明： 發明所屬之技術領域 本發明係有關用於箔袋上產4 _ ，曰衣上座生烊接縫的設備及方 法，以及箔袋本身。 先前技術 已知笛袋係作為液體或糊狀物質用的包裳材料。舉例 籲來說，飲料、動物食物、乳霜、染料、肥息等等都包在箱 袋中。此類的箱袋可，舉例來說，為由兩側簿片及底部箱 片構成之經久耐用的袋子。 一將不同的猪片的個別邊緣焊接在一起而形成此袋子。 這可利用熱封法或也可利用超音波密封法完成。 該等焊接縫經常都有小的、不想要的漏隙。

發明内容 基於此動機因此本發明的 袋上產生一焊接縫的設備及方 改良的焊接縫。 目的係在於創造一種用於箔 法，以及箔袋本身，其具有 此目的係藉由根據申請專利範圍第i或ι〇項之裝置 根據申請專利範圍第i〗項 、、 、方法及根據申請專利範圍第 2項之箔袋而解決。 提供超音波鉚頭及站細供形成該焊接縫。超音波可 利用该超音波鉚頭注入該落 人 ^ ，白月材科，令該箔片材料局部地 〜了使該超音波從該超音波鉚頭有效注人該落片材 1304765 料，該落片材料可夹在該超音波鉚頭與石占座之間。在該石占 座朝向該超音波鉚頭的,, 負的那一側，該砧座具有一凸出部以便 使該ϋ袋夹在該凸出部與該超音波柳頭之間。 在該站座的例早& . _ 中’在該凸出部中提供至少一個凹 部’舉例來說，呈漠描 曰的形態。此溝槽平行於該凸出部， 並且平行於該焊接縫行進。 在該石占座的凸出部的區域中，該箱片材料可藉由該超 音波的作用而溶融，並且由於該超音波鉚頭與制座之間 的壓力而被擠出此區域。結果，在該石占座的邊緣上形成該 熔融材料的封閉模。這些封閉楔使該未炫融的材料膠合在 —起並且導致該焊接縫的密封。 π 3四個此等封閉楔的焊接縫可藉由該凸出部中的凹部 而產生’因此利料些封閉楔將導致特別好而且可 罪的密封效果。 形成在該凹部邊緣上之該二封閉楔也可在該凹部的區 "起產生’所以在此有效地產生單-封閉楔，或更確 切地密封區，以致可產生總共3個封閉楔。 為了使該㈣㈣片材料流入該凹部的區域以免該箱 =太大的凸出’並且為了藉由額外的壓力 材料流入該凹部的區域而與未炫融的落片材料接 小的2该凹部有益的是相較於該凸出部的高度，具有較 2使該焊接縫產生良好的密封，有益的是 寬度為該凸㈣的寬度之約㈣至91特佳為約25%至 1304765 50%的比例，而且又更佳為約3〇%至35%的比例。 該砧座較佳地並非僵硬地安裝，而是以使彼可翻轉的 方式安裝。在此例中，有益的是環繞於至少二轴而翻轉。 該等軸不一定要行經該砧座本身（但也有可能），而是也可 行經該石占座外侧。該石占座有益的是依該超音波柳頭的方向 預伸張的方式安裝，其中較佳地藉由二壓力元件，例如彈 簧或橡膠元件等而完成。 由於這些安裝及初始伸張的結果，可確保沿著該#座 與該超音波鉚頭之間形成的焊接縫有均勻的壓力。沿著該 焊接縫的長度形成均勻的焊接縫係有益的。 為了該石占座的良好對齊，該二壓力元件在將近該石占座 末端處作用係有益的。 為了進一步提高該焊接縫的接縫可靠度，也可提供多 於僅有精確地一個凹部（溝槽），其中這些凹部基本上平行 於另-個仃進。依此方式，可達到許多封閉換，甚至有高 於三或四個封閉楔’其中造成這些具有又更好的密封效果。 有益的是可為一個接著一個的多數箱袋提供焊接線的 設债。這使得在該時脈速度下有高生產率及最低的設計心 思’因為在不同的焊接装詈妓、扣 置。 裝置中L、通地使用不同的機械裝 在該方法中，將必須要產生焊接缝的箔袋部分爽在一 石占座上的凸出部與一超音波鉚頭之間，並且利用超音波藉 由加壓而由該超音波鉚頭產生該焊接縫。關於這一點該石占 座的凸出部具有至少一個凹部。 1304765 該消袋具有一焊接缝，該蟬接縫具有至少二焊接區及 至少三或四個封閉楔。 實施方式 —第1a圖顯不一箔袋1的三維概略描敘。第lb圖顯示 該箔衣的斷面圖形。該箔袋1具有兩側面箔片3a及3b，以 及底部，冶片5。在此該底部箔片5係摺疊起來，並且焊接 #至該等側面箱片3aA 3b的下端。該等側面簿片化及儿 在第圖中向左向右地行進之簿袋丨的邊緣處係焊接在一 起。該等側面箔片3a、3b連至該等側面邊緣的這些焊接及 連至該底部箔片5的焊接可藉由熱焊接產生，但也可藉由 在此所說明的超音波密封。 該泊袋1可依照上端4開放，而且尚未藉焊接縫2封 閉的方式來製造。依此方式’所製成的箔袋1可經由該上 端而真充，並且在由上端4填充之後，利用該焊接縫2 φ 封閉。 密封問題大部分可能在填充之後焊接該上端4時發 生，因為迄時該袋子的内俱j可能會㈣質而妨礙緊密的焊 接缝。因此下文所說明的設備及方法特別有益於該上端4 處形成焊接缝2’但也可用於其他焊接縫。 第〜圖顯示-荡袋1的上端4。該二側面箱片3&及 儿在區域4中-起行進。在此所示的側面箔片3a及3b由 '層6a 7a及处、7b組成。該層6a、6b可再包含不 同的層。舉例來說，其可包含鋁箔及不易焊接的塑料。該 1304765 層6a、6b也可包含從外側看得到的裝飾圖案。 該層7a、7b係由可焊接的材料製造 聚乙稀。該二側面m3b的二層7a、心:端：如 彼此直接接觸，但最初並未永久地接合在 ， 示注入超音波之前的情況。 第以圖顯 據所示該箱袋1的上端丨係爽在一砧座8與一超音 鉚頭9之間。關此’該石占座8具有一凸出部ι〇，該凸出部 W與該箱袋的上端4接觸。該石占座8與言亥超音波鉚頭9可。， 舉例來說，藉由線性移動及/或旋轉該砧座8、該超音波鉚 頭9或二者同時，而相互移開並且朝向彼此。該砧座8係 靠著該超音波鉚頭9預伸張，或該超音波鉚頭9係靠著該 砧座8預伸張。 ^ 使該超音波鉚頭9連至一超音波源，其確保超音波可 藉由該超音波鉚頭9注入該箔袋1的材料。這在該凸出部 10的區域中特別有效，因為在此該超音波鉚頭9與該箔片 ®材料1之間會有較高的壓力。 該凸出部10具有一寬度a及一高度h。在該凸出部1〇 中提供一凹部11，該凹部11可，舉例來說，採用溝槽的形 態。該凹部11的寬度b概略地為該凸出部1 〇的三分之一。 再者，該凹部11具有稍微小於該高度h的深度該高度 h係該凸出部1〇的高度。 不同僅有精確地一個凹部11，也可提供二、三或更多 個凹部。接著該等凹部之間有一高度（未顯示），其可與設 置在該溝槽外側的凸出部區域等高，或者其也可擢升更多 1304765 或更少。該等凹部的寬度，加在一起，可介於該凸出部的 寬度之約1G%與9G%之間，或也可僅介於25%至抓之間， 或可在30%至35%的範圍。 、第2b圖顯示超音波應用^後的情況。藉由應用超音 ，、使-亥層7a、7b的材料熔融，特別是在該凸出部的 區域，但不含該凹部11的區域。在該箔片材料利用壓力倚 靠，音波鉚頭9的區域中，超音波將特別完好地注二 〇 §片材料中’導致那裏的局部加熱。由於該站座$與該 超音波鉚頭9之間的壓力夕紝里 π λα u ..,力之、，、σ果，熔融的材料將流出此區 -、接區12、13)並且在該等區域14a、14b、…、14d中 形成封閉楔。這些封閉楔將該二侧面箱片膠合在一起。該 等層6a、6b本身並不會被該超音波熔融。然而，它們會將 該層以、7b的熔融材料固定在一起並且令該熔融 ^變成該等羯層（平行於該超音波鉚頭9或 表: 等“，將防止_片黏到該= 及超音波鉚頭9。 由於四個封閉楔形成的結 該焊拯44 9 “ /四個封閉楔全都沿著 知=延伸，可達到此焊接縫2特別良好的密封。 夕數凹部的情況下，也可產生更多的封閉 令該焊接縫的密封又更良好。 坪接 在該等區域14b及14c中的封閉換 單-個封閉楔。若該凹部„僅提供 ％併成 材料就在壓力的作用下被壓人該凹部間，該熔融的 的區域中，或在那 10 1304765 裏受壓加作用並且採用那裏整個可用的空間。這樣將導致 該側壁泊片3a、3b的未熔融區域之間有特別良好的膠合效 果。這同樣也適用於用於多數凹部1G的例子之對應方法。 第3圖顯示本發明所支持的石占座8之概略三維示意 圖。在該石占座8的前面，可見到含有該凹部11的凸出部^ 不用-個凹部1G’也可提供平行於另—個而行進的多數凹 部。 X占座8係女裝於旋轉元件16，其中該旋轉軸Η平 行於該凸出部1〇而行進。 該凸出部10沿著該砧座8的全長或最大長度部分延 伸。 該元件16本身係固定在元件17處，元件丨了本身係你 可走轉的方式安裝。該元件17可在其四周旋轉的旋轉彰 14係垂直於該旋轉軸15。 因此該砧座8可利用少許的機械作用力在該軸Μ與讀 軸I5二者的周圍翻轉。 為了使該砧座8靠著該超音波鉚頭9預伸張，而提供 彈)生元件18、19。這些直接地作用在該站座。也可想 到的是利用彈簧或其他壓力元件使該等元件ΐ6、Η預伸張 的：體例。然而’該砧座8利用作用在該砧座8末端之二 彈育1 8 1 9直接預伸張係特別地簡單並且在機械上有效 的。 該砧座8在該旋轉軸15四周旋轉較佳地係侷限於朝向 該超音波柳頭9的方向。依照此方式，可藉由分離該砧座 1304765 8與該超音波鉚頭9而在它們之間產生間隙，而—箱袋i 可置於該間隙中。若該砧座8與該超音波鉚頭$接著再合 在-起，該箱袋1將夾在它們之間。藉著使它們一起靠得 更近I，該石占座8將繞著該旋轉抽15翻轉至第3圖 側’但同時亦藉由該等彈簧18、19而#著該超音波柳頭9 張依此方式，該石占座8與該超音波柳頭9之間將產 生所需的壓力，保證有良好的超音波7注入該箱袋！的材 枓:。在產生該烊接縫的位置中，該石占座8較佳地為垂直（參 見第2圖）或稍微地傾斜至其上端的左側。 在該超音波鉚頭9上方，也可提供，舉例來說，彈簧 鋼製的，彈簧夹，利用彼可靠著該石占座8壓著伸出到該凸 出部之末端4，使該袋子固定在該站座8與 該超音波鉚頭9之間供夫持的定位。在此方法中，該彈簧 夹較佳地與該超音波鉚頭9保持固定的關係。該彈*夾可 壓著使嶋1的…靠在該…的水平面2 3 圖的凸出部10上方。 如弟 由於環繞該軸14㈣座8翻轉的結果可補償㈣座 3的支座或該超音波鉚頭9的些微缺陷，或該側面副 :產生：泊片厚度。依此方式，使得由該彈性元件18、19 ==力橫跨該…的整個寬度或沿著該焊接縫2 W地刀布。這料該焊接鏠2的均句形成係有益的。 個二第^圖所不的設備，有益的是-個接著-個設置數 =運Γ方式，可同時地利用相同的固持器並且利用 同的運輸裝置-個接著—個焊接數個落袋i。

12 1304765 有益的是，可提供單一個砧座8，依可翻轉的方式安 裝，供各個箔袋1用。但是，也可提供一個砧座8供二或 更多箔袋用。 圖式簡單說明 本發明的有益具體例係使用下列圖形來解釋。由該等 圖形顯示： 第1圖一箔袋的概略示意圖， 第2圖該設備與該箔袋的概略斷面圖， 第3圖該砧座的三維概略描敘。 元件符號說明 a 凸出部寬度 b 凹部寬度 h 凸出部高度 t 凹部深度 1 箔袋 2 焊接縫 3 a 侧面箔片 3b 側面箔片 4 箔袋上端 5 底部箔片 6a 層 6b 層 7a 層 7b 層 7 超音波 8 石占座 9 超音波鉚頭 10 凸出部 11 凹部 12 焊接區 13 焊接區 14 旋轉轴 14a 區域 14b 區域 14c 區域 14d 區域 15 旋轉軸 16 旋轉元件 17 元件 18 彈性元件 19 彈性元件 13

Claims (1)

1304765 . , 1 (20〇8年8月修正) 十、申請專利範圍： • i. 一種用於箔袋（1)上產生焊接縫（2)的設備，其含有. _ —超音波鉚頭（9)，以及 -焊接側朝向該超音波鉚頭（9)的砧座（8)，該焊接側具有 長形凸出部（1〇)，使得該箔袋（1)的箔袋材料（3&、扑、&、 7a、7b)可夾在該凸出部（1〇)與該超音波鉚頭（9)之間， 其中該凸出部（10)具有平行於該凸出部〇〇)行進之至少 一個凹部（11)， 凹部（11)的最低點具有比該凸出部〇)更小的深度 (t)，該凸出部（ίο)在該焊接侧以上具有—高度化），及 一凹部（11)的最低點具有一寬度（b)，該寬度（b)較佳地等 於該凸出部（10)的寬度Ο)之10%至90%，較佳地25%至 50〇/〇，而且又更佳地3〇%至35%。 2. 如申請專利範圍第丨項之設備，其特徵為該砧座（8)可被 翻轉。 3. 如申請專利範圍第2項之設備，其特徵為該砧座（8)可環 繞於至少二軸（14、15)翻轉。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之設備，其特徵為 至少二壓力元件（18、19)，例如彈簧，舉例來說，在至 少二不同地方對該石占座（8)施加作用力，該石占座（8)藉彼依 該超音波鉚頭（9)的方向預伸張。 5. 如申請專利範圍第4項之設備，其特徵為該二壓力元件 (18、19)作用在大約該砧座（8)的末端。 6. 如申請專利範圍第1項之設備，其特徵為提供一彈簧 14 1304765 (2008年5月修正) …利用彼可靠著該站座⑻壓著該落袋⑴的上端⑷。 I:申請專利範圍帛1項之設備，其特徵為在該&出部中 提供二、三或更多凹部G1)，其中該等凹部（11)的寬度總 十車乂 <土地為5亥凸出部（1〇)的寬度⑷之至9㈣，更佳 地25%至5〇%，而且又更佳地3〇%至35%。 ▲種用於泊袋上產生谭接縫的裝置，其中有多個根據申 明專利靶圍第i至7項中任一項之裝置一個接著另一個 设置，並且該等裝置可同步地制動。 9. -種在荡袋⑴上產生一焊接縫⑺之方法，該羯袋⑴係夾 在超音波鉚頭（9)與站座（8)之間，其中該站座（8)具有焊接 側朝向該超音波鉚頭（9)的長形凸出部（1〇)，並且該箔袋 (1)係藉由超音波提供一焊接縫（2)，其中該凸出部（1〇)具 有平行於該凸出部（1〇)行進之至少一個凹部（^), 一凹部（11)的最低點具有比該凸出部（1〇)更小的深度 (t)，該凸出部（10)在該焊接側以上具有一高度（h)，及 一凹部（11)的最低點具有一寬度（b)，該寬度（b)較佳地 等於該凸出部（10)的寬度卜）之10%至9〇%，較佳地25% 至50%，而且又更佳地30%至35%。 15