超声波焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超声波焊接装置(1)，其包括具有长形超声波发生器头(4)的超声波发生器(2)，在所述超声波发生器头上形成有沿超声波发生器头(4)的纵向定向的长形焊接面(5)。所述装置(1)还包括至少两个换能器(11)用于激励超声波发生器(2)沿工作方向(B)超声振动，其中所述工作方向(B)优选基本垂直于超声波发生器头(14)的纵向(A)取向。最后，所述装置(1)包括作为反应物质的反应体(3)，其中所述至少两个换能器(11)布置在超声波发生器(2)和反应体(3)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波焊接装置
本专利技术涉及超声波焊接装置。
技术介绍
通常，超声波焊接装置具有换能器及超声波发生器。所述换能器将由发生器产生的电振荡例如借助压电材料转化为机械运动。这样产生的机械振动被导入超声波发生器，其被激励以尽可能以本征模式振动。为了将振动施加于焊接材料，超声波发生器通常在超声波发生器头上具有焊接面。此外，可设有放大器，其放大焊接面上的振动振幅。在此，放大器例如可通过超声波发生器或超声波发生器头的特定几何构型来获得。这样的装置尤其用于包装设备，在包装设备中包括例如由纸和热塑性材料构成的层压片的包装材料被成形为例如容器，该容器在灌装之后被封口。通常，容器具有长方体、平行六面体或四面体的外形并被灌装流体如果汁或牛奶。容器通常由包装材料的连续带材形成并在灌装后被封口且分断开。通常，热焊接法被用于容器的成形和封口。虽然根据包装材料的不同能以不同的方式引入热能(例如若包装材料包括传导层如铝箔，但感应引入热量)，但事实表明尤其能多种多样地利用引入超声波振动以加热焊接区内的层压品。然而，根据容器的形状，需要相对长的焊缝。为了实现均匀的焊接和/或封口，超声波振动须尽可能均匀地被引入到整个焊接区范围。为此，例如EP615907A1所述的已知装置具有多个并列布置的、带有长形焊接面的超声波发生器。每个超声波发生器分别被一个换能器激励，换能器布置在超声波发生器的背面上。每个换能器作为反应物质承载平衡重量。为了总体提供具有半波长的超声波发生器，在换能器中，多个反应体设置在超声波发生器的背面。由于各超声波发生器并列布置，故焊接面在从一个超声波发生器至相邻超声波发生器的过渡处被断开。借助这种布置产生的焊缝尤其在薄材料如箔焊接情况下因此可同样在该位置处是断开的。焊缝的这些间隙例如导致尤其在液体包装中的不期望有的泄漏。因此，WO2011/117119A1提议一种一体成型的长形超声波发生器，其借助在其整个长度上分散布置的三个换能器被激励。所述超声波发生器的均匀激励是主要的，因为非均匀的机械负载可导致过早的材料疲劳和损伤。WO2011/117119A1中的换能器均布置在形成于所述超声波发生器的背面的凹处中，所述凹处基本完全封装设于其中的换能器。超声波发生器具有垂直于纵向穿透的缝隙，缝隙为了更均匀的焊接效果减少不期望的振动模式。虽然该超声波发生器提供令人满意的焊接效果，但其制造复杂且成本高昂。此外，所述超声波发生器具有相对复杂且占地很大的结构。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是克服现有技术的缺点。特别是，本专利技术的任务是在结构紧凑情况下提供一种制造成本低廉且制造简单的超声波焊接装置，其尤其在具有超声波发生器具有长形结构情况下确保均匀焊接。此外，还确保对焊接材料的高效能量输入。所述任务通过本专利技术的特征完成。本专利技术涉及超声波焊接装置，其包括具有长形超声波发生器头的超声波发生器、至少两个换能器和作为反应物质的反应体，其中在超声波发生器头上形成有沿超声波发生器头纵向定向的长形焊接面，所述至少两个换能器用于在工作方向上的超声波发生器的超声波振动的激励，其中所述工作方向优选基本垂直于超声波发生器头纵向取向。所述装置的特征在于，所述至少两个换能器布置在超声波发生器和反应体之间。特别是，所述超声波发生器和反应体在工作方向上前后布置，此时换能器位于两者之间。用作反应物质的反应体优选以与所述超声波发生器分开的独立构件形式构成。反应体和超声波发生器均优选一体地以连续构件形式构成。由于仅设有用于所述至少两个换能器和超声波发生器的反应物质的单个反应体，故该装置可具有尤其简单的结构。此外，通过反应体提供附加接合，借助该接合，可有针对性地优化所述装置的振动特性以利于焊接面均匀振动。尤其通过反应体的有针对性的设计，可相对简单地附加补偿不期望有的超声波发生器振动特性。由于所述换能器布置在反应体和超声波发生器之间，故反应体可同时用作换能器的平衡重量，还用作超声波发生器的反应物质。由于所述构件例如在工作方向上可堆叠布置(换能器在超声波发生器和反应体之间)，故所述布置当然还对应于由工作方向限定的方向。所述超声波发生器头可以已知方式例如呈刀片形构成，并且在垂直于纵向的横截面中至少部分沿凹形弯曲的曲线朝向背面离开焊接面。所述曲线此时例如由圆形部分、指数函数或悬索曲线限定。超声波发生器头能以已知方式在横向上被沿工作方向定向的缝隙断开，以补偿或消除不期望的例如垂直于工作方向的振动模式。显然，根据超声波发生器头长度，可设有多个换能器。优选所述换能器此时布置在反应体和超声波发生器之间。然而原则上也可想到如下装置，在此，一个反应体对应于一组至少两个换能器。优选所述超声波发生器具有基本连续的尤其是平面的背面，背面在工作方向上与焊接面对置并且所述至少两个换能器抵靠其上。由于根据本专利技术在所述超声波发生器和反应体之间布置有至少两个换能器，故在超声波发生器的背面上不必有用作反应体和/或构造用于接纳换能器的任何结构。当然，根据需要，可以形成如细小的凹槽用于安置所述换能器。尽管原则上这使在制造上更加复杂，但根据需要仍然可在必要时加以考虑。但是，超声波发生器的背面最好被构造为基本连续的平面。应明白，所述基本连续的背面在局部位置例如被螺纹孔和/或凹部断开以减小质量。同样，优选所述反应体在超声波发生器侧具有尤其是平面的接触面，至少两个换能器抵靠所述接触面。所述反应体和/或超声波发生器可这样构造，各构件没有朝向各个其它构件伸出超过所述接触面或背面的结构。显然，在所述接触面上可设有细小凹部或其它结构。例如，或许可以形成例如细小凹槽用于布置换能器。尽管原则上这在制造上更复杂，但根据需要仍然可在必要时加以考虑。所述反应体的接触面和超声波发生器的背面最好基本相互平行地取向。通过这种方式，例如能将例如基本呈圆柱形构成的换能器以简单构造的平行平面的端面一方面布置在背面，且另一方面布置在接触面上。无需特殊构成所述换能器。所述换能器可直接抵靠在各面上或通过接触元件如接触片或接触圆盘抵靠。所述接触元件此时可以是换能器的一部分或者布置在换能器和相应面之间的单独构件。此外，所述至少两个换能器可被夹在反应体和超声波发生器之间。因此，所述反应体、至少两个换能器和超声波发生器形成在结构简单地制造的堆叠组件。在例如将反应体相应地与超声波发生器螺纹连接时，可通过夹紧作用简单建立反应体和超声波发生器与换能器的最佳的机械接触以及热接触。因此，一方面可使所述换能器的机械振动被最佳引入超声波发生器。另一方面可将所述换能器中产生的热通过超声波发生器和/或反应体最佳散失。优选所述至少两个换能器中的每个换能器被配属有螺钉，借助所述螺钉，尤其通过穿过各换能器的通孔地将反应体与超声波发生器拧螺纹连接。借此，能简单确保与换能器工作方向相关居中的最佳的夹紧作用。所述反应体最好呈长形尤其条状物构成，并且以其纵向平行于超声波发生器头纵向来取向。通过这种方式，反应体与超声波发生器最佳匹配并且紧凑构成。所述反应体的纵向设定尺寸最好基本对应于超声波发生器头的相应设定尺寸。所述至少两个换能器优选在超声波发生器头纵向上前后布置。以这种方式，由所述换能器引入的振动被最佳分配给长形超声波发生器。在多于两个的换能器情况下，相邻的换能器优选均具有恒定的相互间距离。原则上也可想本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波焊接装置(1)，包括：‑超声波发生器(2)，其具有长形超声波发生器头(4)，在所述超声波发生器头上形成有沿超声波发生器头(4)的纵向定向的长形焊接面(5)，‑至少两个换能器(11)，其用于沿工作方向(B)激励所述超声波发生器(2)的超声波振动，其中所述工作方向(B)优选基本垂直于所述超声波发生器头(14)的纵向(A)取向，‑作为反应物质的反应体(3)，其特征在于，所述至少两个换能器(11)布置在所述超声波发生器(2)和所述反应体(3)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.09 EP 13162831.51.一种超声波焊接装置(1)，包括：-超声波发生器(2)，其具有长形超声波发生器头(4)，在所述超声波发生器头(4)上形成有沿超声波发生器头(4)的纵向定向的长形焊接面(5)，-至少两个换能器(11)，其用于沿工作方向(B)激励所述超声波发生器(2)的超声波振动，-作为反应物质的反应体(3)，其特征在于，所述至少两个换能器(11)布置在所述超声波发生器(2)和所述反应体(3)之间。2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述超声波发生器(2)具有基本连续的背面(8)，所述背面在所述工作方向(B)上与所述焊接面(5)对置并且所述至少两个换能器(11)抵靠所述背面。3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述反应体(3)在超声波发生器侧具有接触面(15)，所述至少两个换能器(11)抵靠所述接触面。4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述反应体(3)的接触面(15)和所述超声波发生器(2)的背面(8)基本平行取向。5.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述至少两个换能器(11)被夹紧在所述反应体(3)和所述超声波发生器(2)之间。6.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述至少两个换能器(11)中的每个换能器配属有螺钉，该反应体(3)借助所述螺钉被拧紧连接至所述超声波发生器(2)。7.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述反应体(3)呈长形，并且以其纵向平行于所述超声波发生器头(4)的纵向(A)取向。8.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述至少两个换能器(11)在所述超声波发生器头(4)的纵向(A)上前后布置。9.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述反应体(3)在所述至少两个换能器(11)之间的区域中具有收缩部(18)。10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·苏伦泰勒，
申请(专利权)人：远程声波控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH