用于对工件进行超声波处理的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对工件进行超声波处理的超声波处理极（１）。该超声波处理极（１）的输入侧连接至驱动单元（５），该驱动单元具有至少两个由超声波发生器激励的超声波振荡单元，在超声波处理极的输出侧前部设有狭长的处理面（１２）而在侧向设有位于大致两个超声波振荡单元之间的至少一个狭缝（１０）。为了在超声波处理极的输出侧前部获得狭长的处理面（１２），因此处理面的长度是有效处理长度的两倍多，从而它甚至延伸越过较宽工件的横向尺度，从前部处理面到驱动单元（５）后面测量出的装置高度有效地不大于λ／２。为此，本发明专利技术提供了：除了用来容纳相应驱动单元（５）的凹处（６）之外，超声波处理极（１）从其处理面（１２）沿着其高度（Ｈ）的方向向后到其后部平面（１３）是一体的，在超声波处理极（１）的与输出侧上的处理面（１２）相对的输入侧上，后部平面近似平行于处理面（１２），具有与处理面几乎相同的长度，但比处理面宽，并且，除了至少一个狭缝（１０）之外且除了后部平面（１３）中用于接近用于驱动单元（５）的凹处（６）的开口（１４）之外，超声波处理极（１）的外表面是封闭的。超声波处理极的总高度≤λ／２，其中λ＝波沿其高度（Ｈ）方向振荡的波长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有用于对工件进行超声波处理的超声波处理极(1)的装置，其 中，超声波处理极的输入侧连接至驱动单元，该驱动单元具有至少两个由超声波发 生器激励的超声波振荡单元，在超声波处理极的输出侧前部设有狭长的处理面而在 侧向设有位于大致两个超声波振荡单元之间的至少一个狭缝。术语"超声波处理极" 是指没有超声波振荡单元但有为此的凹处和狭缝的本体。在输入侧、即根据超声波 处理极定向的上侧或后侧，所述本体由后部平面封闭，该后部平面的长度与处理面 的长度相同或稍稍短于其。
技术介绍
本专利技术可应用于多种超声波处理，尤其是熔接、铆接和滚铣。在熔接塑性材料 以产生带有尽可能狭长的超声波处理面或熔接面的超声波处理极时，已经作出了许 多尝试。可从德国专利DE-C1-44 39 470中知道上述类型的装置，该专利披露了一种由 其所连接至的两个超声波振荡单元来驱动的超声波处理极。超声波振荡单元由超声 波发生器来激励。沿称为X方向的第一方向、即超声波处理极本体的长度测量所 述处理面的长度。对于带有两个超声波振荡单元的超声波处理极，该长度是处理面 长度的大约两倍，该超声波处理极可由输出侧上的两个超声波振荡单元以对例如熔 接之类的均匀处理的足够振幅来振荡。对于单个超声波振荡单元，处理面的长度描 述成"有效处理长度"，而对于带有两个超声波振荡单元的已知超声波处理极，所 述长度等于"有效处理长度"的两倍。已知的超声波处理极没有用于超声波处理单 元的凹处。此外，在已知的情况下，超声波振荡单元设置在后部平面的后面。因此， 沿着Y方向、即垂直于超声波处理极的长度，这可产生相当高的高度，常常会大 于所用的工件。对于许多应用场合，工件设置在超声波处理极和相对工具之间，然后通过振荡 超声波处理极并将其压到工件上以传输熔接能量来实施熔接。通常，必须产生长的熔接线，这未必是令人满意的。在熔接面的中心区域，已知的超声波处理极会过熔 并产生点烧，而在边缘区域，在被熔接表面的端部，无法激励大的超声波处理极， 从而熔接线在该位置有缺陷。因此己经作出尝试来进行改进，以熔接大的工件。代 替使可振荡的超声波处理极与相应驱动单元对准，超声波处理极设有较长的熔接 面，并且通过将超声波处理极与两个(或多个)超声波振荡单元连接起来已获得非 常好的熔接。通过将两个超声波振荡单元连接至单个超声波发生器，两超声波单元 以相同的频率振荡且均匀地激励超声波处理极。尽管已知的装置对于许多应用场合是令人满意的，但是将它与高吞吐量的充填 机和包装机一起使用则需商榷。对于包装行业中的高性能机器，无法使用超声波处 理装置，因为适用的工件很紧凑，尤其是考虑到装置从其前部处理面到驱动单元后 端的高度。这与使超声波装置更容易加速的轻质要求结合起来。然而，用于超声波 处理的已知装置的高度是一个波长的量级，并且在不采取特定步骤的前提下就无法 变得更小。欧洲专利EP-B1-0 615 907披露了在用于充填和密封具有反应体的包装件的机 器中的密封装置，用该密封装置可在处理面的长度上产生均匀的密封。然而，处理 面的长度不够，当使用若干超声波密封装置时遇到了困难，并且证实了所得到的非 均匀密封。此外，国际专利WO-A-99/48759试图开发一种带有长的超声波处理极的超声 波密封装置，该超声波处理极具有狭缝，用于充填机以侧向地密封充填的管状包装 材料。然而，对于包装行业中目前高性能的充填机来说，该密封装置的高度太大， 因此它不能使用。而且，驱动单元必须用罩壳来封装，从而导致它太重且高得难以 接受。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题以在超声波处理极的前部形 成狭长的处理面，来形成比以上定义的有效处理长度的两倍还要长的处理面，从而 也可因此容纳较宽的工件，以在处理面处形成基本均匀的处理，其中从前部处理面 到越过驱动单元后部测量出的装置高度基本上不大于入/2、即所形成超声波振荡的 半波长。本专利技术通过确保以下来实现该目的除了用来容纳合适驱动单元的凹处之外， 超声波处理极从其前部狭长处理面沿着其高度方向向后到其后部平面是一体的，在超声波处理极的与输出侧上的处理面相对的输入侧上，该后部平面近似平行于该处 理面，具有与该处理面几乎相同的长度，但比该处理面宽，并且除了所述至少一个 狭缝之外且除了后部平面中用于接近用于驱动单元的凹处的开口之外，超声波处理 极的外表面是封闭的，由此超声波处理极的总高度^入/2，其中人-波沿Y方向振荡 的波长。超声波发生器将电网电压转化为高频电能。每个由此激励的超声波振荡单元具 有例如压电元件之类的转换器、以及振幅变化部件或升压器。在输出侧，超声波处 理极设置在所述超声波振荡单元上。通过转换器将高频电能转化为机械振荡。机械 振荡沿Y方向的振幅由升压器结构来变化，然后馈送至超声波处理极。最后，将 该振荡能馈送入熔接线以形成工件所想要的超声波处理。本专利技术的新颖性在于超声波处理极的特殊结构及其控制。类似于已知的超声波 处理极，本专利技术的超声波处理极也在输出侧具有狭长处理面，在输入侧上它沿Y方向向后由后部面来封闭，该后部面在本专利技术的情况中是平的。 一重要的附加特征 是，超声波处理极在结构上从其前部处理面到所述后部平面是一体的。最后，设置 了用于超声波处理极的驱动单元的凹处。在这点上，在一体超声波处理极中形成了 中空处。例如可以使用双头螺栓将驱动单元插入每个凹处并将驱动单元固定于其中。所述后部平面基本上平行于所述前处理面而走向，并且几乎一样长。超声波处 理极的能量输入侧上的后部平面位于超声波处理极本体的与位于输出侧上的处理 面相对的那侧上。根据本专利技术的说明，超声波处理极的外表面是基本封闭的，从而形成更加紧凑、易于固定且较易清洁的超声波处理极本体。超声波处理极的外表面不是100%封闭的。首先，与已知的超声波处理极一样设有狭缝，该狭缝可以从一侧到另一侧完全 穿过超声波处理极。该狭缝还可具有不同的形式，它可以例如是中断的或由若干狭 缝部分形成。在各种情况下，外表面在所述至少一个狭缝的区域中都是中断的。此 外，外表面由所述开口中断，且因此在该开口区域中也并不封闭。然而，事实上， 除了狭缝之外，外表面完全封闭，而开口是一新颖的特征。开口可以具有不同的形式，并可接近凹处以使驱动单元能设置在凹处中。在较 佳的实施例中，除了所述开口之外，驱动单元被超声波处理极的外表面完全包围。超声波处理极这种具有一体结构和封闭外表面的结构有一主要优点，无需用于超声波处理极及其驱动单元的附加罩壳。因此，产生了以下优点沿Y方向即垂直于处理面的总体结构是扁平的，例如是较低的，从而其质量较小，且还可以更加 便宜地制造整个工具，因为只需制造一个精确部件、即超声波处理极；与可比拟类 型的已知装置相比，它无需附加的罩壳。因此，根据本专利技术的另一方面，超声波处理极的总高度小于或等于X/2，人是沿 Y方向、即超声波处理极的高度方向振荡的振荡波长。假如为了熔接包括例如包装行业中的塑料的工件而安装该新颖的装置，则本发 明甚至允许由包装材料管形成的包装件侧向密封在充填机中。换句话说，新颖的超 声波处理极的狭长处理面可以容纳包装管的侧向尺度。本专利技术的特征可以产生在处 理面的整个长度上延伸的基本上均匀的振幅。此外，可以提供一种足够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有用于对工件进行超声波处理的超声波处理极（１）的装置，其中，所述超声波处理极（１）的输入侧连接至驱动单元（５），该驱动单元具有至少两个由超声波发生器激励的超声波振荡单元，在所述超声波处理极的输出侧前部设有狭长的处理面（１２）而在侧向设有位于大致两个超声波振荡单元之间的至少一个狭缝（１０）；其特征在于，除了用来容纳合适驱动单元（５）的凹处（６）之外，所述超声波处理极（１）从其处理面（１２）沿着其高度（Ｈ）的方向（Ｙ）向后到其后部平面（１３）是一体的，在所述超声波处理极（１）的与所述输出侧上的所述处理面（１２）相对的所述输入侧上，所述后部平面近似平行于所述处理面（１２），具有与所述处理面几乎相同的长度，但比所述处理面宽，并且，除了所述至少一个狭缝（１０）之外且除了所述后部平面（１３）中用于接近用于所述驱动单元（５）的所述凹处（６）的开口（１４）之外，所述超声波处理极（１）的外表面是封闭的，由此所述超声波处理极的总高度≤λ／２，其中λ＝波沿Ｙ方向振荡的波长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PJ马丁，U沃格勒，
申请(专利权)人：泰脱拉拉伐尔持股金融股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]