專利名稱：用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按獨立權(quán)利要求所述類型的用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置。
背景技術(shù)：
這樣的按所述類型的裝置比如從文獻US 2004/0011452 Al中公開。在該專利文件中描述了一種基于超聲波的用于鎖緊包裝的橫向密封裝置，該橫向密封裝置包括旋轉(zhuǎn)的超聲震蕩單元和旋轉(zhuǎn)的鐵砧。但是超聲震蕩單元和鐵砧應(yīng)該如何在機械方面相對于彼此來布置這個問題未得到詳細解釋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種緊湊且耐用的裝置。該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求所述特征得到解決。相對于前面所述，所述按本發(fā)明的用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置具有這樣的優(yōu)點，即可以實現(xiàn)超聲波密封站的單構(gòu)件的且緊湊的結(jié)構(gòu)。由此可以用所述按本發(fā)明的裝置來取代常規(guī)的熱密封裝置。在超聲震蕩單元的軸承蓋與鐵砧的軸承蓋之間設(shè)置了至少一個耦合機構(gòu)，由此可以為材料幅面的接合過程精確地調(diào)節(jié)所有必要的調(diào)節(jié)參數(shù)。此外，為進行超聲波密封所必需的密封力可以容易地通過所述如此構(gòu)成的裝置來施加和調(diào)節(jié)。所述耦合機構(gòu)以合適的設(shè)計在過載情況下用于吸收在對包裝材料進行密封和切割時出現(xiàn)的力。也就是說，所述耦合機構(gòu)尤其在設(shè)計為彎梁的條件下只要在出現(xiàn)故障的情況下有產(chǎn)品或者異物進入到密封部位之間就能夠提高超聲震蕩單元與鐵砧之間的密封縫隙。在一種有利的改進方案中規(guī)定，將彎梁作為耦合機構(gòu)來使用。該彎梁能夠?qū)崿F(xiàn)耦合，但是所述耦合允許在超聲震蕩單元與鐵砧之間出現(xiàn)某種程度的相對運動。與傳統(tǒng)的軸承相反，對于所述彎梁來說能夠使所述兩個用于鐵砧或者說超聲震蕩單元的軸承蓋無間隙地靈活地相耦合。為了精確地調(diào)節(jié)密封縫隙，所述耦合機構(gòu)的無間隙性使人感覺到有利之處。此外所述彎梁不容易變臟，這一點有別于常規(guī)的軸承。此外所述橫架的熱膨脹在正常的環(huán)境條件下很小并且?guī)缀醪粫绊懙娇p隙調(diào)整。此外所述彎桿能夠以低廉的成本來制造和更換。在一種有利的改進方案中，所述彎桿可以在一個位置上在盡可能遠地與超聲震蕩單元與鐵砧之間的密封部位間隔距離的情況下布置。而后必要時在調(diào)節(jié)密封縫隙時可以放棄鐵砧與超聲震蕩單元的軋制位置的再調(diào)整。在一種有利的改進方案中規(guī)定，用于將彎梁與相應(yīng)的軸承蓋固定在一起的緊固元件安置在所述彎梁的相應(yīng)的外面的端部上。這降低了再調(diào)整的可能性。在一種有利的改進方案中規(guī)定，所述彎梁可以具有特定的預(yù)應(yīng)力。這種預(yù)應(yīng)力提高了密封力。其它有利的改進方案從其它從屬權(quán)利要求和說明書中獲得。


所述用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置的實施例在附圖中示出并且接下來進行詳細說明。附圖示出如下
圖1是所述用于對包裝材料進行加工的裝置的透視的正視圖，圖2是按圖1的裝置的后視圖，圖3是耦合機構(gòu)的側(cè)視圖，圖4是另一種可選的耦合機構(gòu)的側(cè)視圖，
圖5是所述用于對包裝材料進行加工的裝置的另一種實施例的透視圖，該裝置擴展了一個調(diào)節(jié)機構(gòu)，
圖6是第一調(diào)節(jié)機構(gòu)的側(cè)視圖，圖7是第二調(diào)節(jié)機構(gòu)的側(cè)視圖，并且圖8是第三調(diào)節(jié)機構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實施例方式在按圖1的裝置中，超聲震蕩單元10以能夠旋轉(zhuǎn)地得到支承的方式導(dǎo)引在相應(yīng)的承軸蓋14的兩側(cè)上。所述兩個用于超聲震蕩單元10的軸承蓋14在所述裝置8的上側(cè)面上通過上面的這里示范性地構(gòu)造為支承桿的支承機構(gòu)22在側(cè)面彼此相連接。同樣以旋轉(zhuǎn)的方式得到支承的鐵砧12與所述超聲震蕩單元10共同作用。所述鐵砧12支承在兩個軸承蓋16中。所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14與所述鐵砧12的相應(yīng)布置在所述軸承蓋14下面的軸承蓋16通過耦合機構(gòu)20相連接。所述鐵砧12的兩個軸承蓋16又與下面的支承機構(gòu)M在側(cè)面彼此相連接，所述支承機構(gòu)M示范性地構(gòu)造為支承管。在所述耦合機構(gòu)20的關(guān)于超聲震蕩單元10或者說鐵砧12的旋轉(zhuǎn)軸線對置的一側(cè)上分別布置了傳力機構(gòu)(Kraftmittel)18，通過所述傳力機構(gòu)18可以將必要的密封力施加到超聲震蕩單元10和鐵砧12的密封面上。在所述傳力機構(gòu)18的上方分別設(shè)置了調(diào)節(jié)機構(gòu)30。由此可以調(diào)整密封力或者說密封縫隙。在圖1所描繪的裝置8的在圖2中示出的背視圖中可以清楚地看出，所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14分別與所述鐵砧12的布置在軸承蓋14的下面的軸承蓋16通過在這里示范性地構(gòu)造為橫架的耦合機構(gòu)20彼此相連接。所述耦合機構(gòu)20在上面的端部上用兩個緊固元件21在端面上與所述軸承蓋14相連接，在下面的端部上用兩個緊固元件21與所述軸承蓋16相連接。在此在所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14的下棱邊與所述鐵砧12的軸承蓋16的上棱邊之間設(shè)置了縫隙，該縫隙僅僅通過所述耦合機構(gòu)20來跨接。此外，設(shè)置了驅(qū)動裝置觀，該驅(qū)動裝置觀通過驅(qū)動元件沈反向驅(qū)動著所述超聲震蕩單元10以及鐵砧12。在按圖3的視圖中，用于旋轉(zhuǎn)的超聲震蕩單元10和旋轉(zhuǎn)的鐵砧12的軸承固定座可以視為圓形的開口。所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14與所述鐵砧12的軸承蓋16在一側(cè)上通過所述構(gòu)造為彎梁的耦合機構(gòu)20相連接。在對置的一側(cè)上，所述傳力機構(gòu)18則通過作為關(guān)節(jié)起作用的耦合機構(gòu)20向所述軸承蓋14、16施加朝向彼此的力。所述軸承蓋14、16朝所述耦合機構(gòu)20的方向分別具有空隙23。所述彎桿20的所期望的彎曲能力可以通過如此產(chǎn)生的彎曲長度來受到影響。在所示出的裝置中，所述彎梁作為旋轉(zhuǎn)點起作用，通過該旋轉(zhuǎn)點可以改變超聲震蕩單元10與鐵砧12之間的間距。所述耦合機構(gòu)20構(gòu)造為彎梁， 這在所述兩個軸承蓋14、16之間提供了比較剛性的但相應(yīng)靈活的連接。作為耦合機構(gòu)20 的彎桿的使用也在碰撞情況下作為過載保護起作用。因此，所述橫架20也為以下情況允許以所限定的方式打開并且彎曲所述超聲震蕩單元10與鐵砧12之間的密封縫隙，即比如產(chǎn)品或者異物夾緊在超聲震蕩單元10與鐵砧12之間。由此防止超聲震蕩單元10與鐵砧12 受損，因為所述彎梁20允許擴大密封縫隙。所述彎梁優(yōu)選由金屬材料制成。根據(jù)調(diào)節(jié)情況，超聲震蕩單元10與鐵砧12之間的密封縫隙可以變化。所述傳力機構(gòu)18使上面的和下面的軸承蓋14、16可以圍繞著旋轉(zhuǎn)點56朝向彼此運動并且就這樣將力施加到密封面上。為此，挺桿48在一側(cè)上與所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14相連接， 從而挺桿48的運動也引起軸承蓋14的運動。所述挺桿48以能夠朝所述軸承蓋16運動的方式穿過所述鐵砧12的軸承蓋16中的開口，并且在法蘭51中伸出來。所述法蘭51用作用于彈簧49的支承面，該彈簧49相對于所述鐵砧12的軸承蓋16的下側(cè)面支撐在另一側(cè)上。該彈簧49構(gòu)造為螺旋彈簧并且包圍著所述挺桿48。所述傳力機構(gòu)18優(yōu)選構(gòu)造為能夠調(diào)整的結(jié)構(gòu)。為此比如螺栓的形式的調(diào)節(jié)機構(gòu)30可以改變彈簧49的預(yù)應(yīng)力并且由此最終改變密封力。在按圖4的實施例中，作為耦合機構(gòu)20設(shè)置了軸套-銷栓連接，所述軸套-銷栓連接能夠使所述兩個軸承蓋14、16相對于彼此圍繞著旋轉(zhuǎn)點56進行旋轉(zhuǎn)運動。但是，重要的是，所述耦合機構(gòu)20如此允許所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14與所述鐵砧12的軸承蓋16之間的相對運動，使得超聲震蕩單元10和鐵砧12可以相對于彼此進行運動，用于按包裝材料來設(shè)置密封縫隙的調(diào)節(jié)。圍繞著旋轉(zhuǎn)點56的旋轉(zhuǎn)軸線平行于超聲震蕩單元10與鐵砧12的旋轉(zhuǎn)軸線。按圖5的實施例與圖1和2的實施例的區(qū)別主要在于，額外地設(shè)置了調(diào)節(jié)機構(gòu)50。 所述調(diào)節(jié)機構(gòu)50包括聯(lián)軸器52和螺栓M，用于進行縫隙調(diào)節(jié)，方法是所述調(diào)節(jié)機構(gòu)50相對于所述鐵砧12的軸承蓋16來調(diào)節(jié)所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14。此外，在按圖5的實施例中，所述耦合機構(gòu)20布置在側(cè)面。在此在旋轉(zhuǎn)點56中，一根銷栓與所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14相耦合并且相應(yīng)地插在該銷栓中的軸套與所述鐵砧12的軸承蓋16相耦
I=I O在按圖6到8的實施例中，示出了所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14與所述鐵砧 12的軸承蓋16之間的調(diào)節(jié)方案的不同的變型方案。圖6相當(dāng)于在圖5中示出的變型方案， 在該變型方案中所述調(diào)節(jié)機構(gòu)50通過聯(lián)軸器52和螺栓M朝所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14的下棱邊擠壓并且就這樣獲得圍繞著旋轉(zhuǎn)點56的相對運動。所述調(diào)節(jié)機構(gòu)50布置得盡可能遠離所述旋轉(zhuǎn)點56。作為調(diào)節(jié)機構(gòu)50，比如設(shè)置了伺服馬達，該伺服馬達通過螺栓M將平移的運動施加到所述軸承蓋14上。所述下面的軸承蓋16在這里幾乎作為底座起作用并且所述上面的軸承蓋14在旋出所述螺栓M時通過該螺栓M向上擠壓。此外，所述傳力機構(gòu)18使所述上面的軸承蓋14總是抵靠在所述螺栓M上并且就這樣也在旋入所述螺栓M時向下運動。由于連續(xù)地從上面起作用的壓力，并未在不利的情況下覺察到螺紋間隙。將相應(yīng)的伺服馬達借助于螺栓M用在左邊和右邊的軸承蓋14、16中，這提供了自動地使所述超聲震蕩單元10與鐵砧12相對于彼此平行定向的可能性。在按圖6的實施例中，可以非常精確地實現(xiàn)很小的以及較大的調(diào)節(jié)行程。在按圖7的實施例中，所述間距可以通過偏心輪58來改變，該偏心輪58在平行于超聲震蕩單元10和鐵砧12的旋轉(zhuǎn)軸線的情況下以能夠旋轉(zhuǎn)的方式得到支承。所述傳力機構(gòu)18又引起所述兩個軸承蓋14、16之間的預(yù)應(yīng)力。伺服馬達的旋轉(zhuǎn)運動通過偏心盤58轉(zhuǎn)換為平移的運動。在所述偏心盤58固定地得到支承的同時，所述上面的軸承蓋14則通過所述偏心輪58來提升或者說降低。在按圖8的實施例中設(shè)置了執(zhí)行器60，該執(zhí)行器60比較近地作用于所述旋轉(zhuǎn)點56。所述執(zhí)行器比如是壓電執(zhí)行器60，該壓電執(zhí)行器60將電能轉(zhuǎn)換為機械的位移變化。壓電執(zhí)行器60之所以如此有利，是因為其可以在亞納米范圍內(nèi)實施運動。此外，壓電執(zhí)行器60免維護并且無磨損。在靜態(tài)的運行中，其不需要功率。此外可以使較高的載荷運動。所述用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置8以如下方式進行工作。它作為主要元件包括超聲震蕩單元10，該超聲震蕩單元10作為主動的焊接工具朝所述鐵砧12起作用。由電氣的發(fā)電機將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為高頻的電壓。在所述發(fā)電機上連接著聲變換器(Converter)，該聲變換器又將電能轉(zhuǎn)換為高頻的機械振動。借助于振幅變換件(放大器Booster)來放大或者減小振幅，并且將振幅從變換器傳遞到所述超聲震蕩單元10上。所述鐵砧12是被動的工件。在鐵砧12與超聲震蕩單元10之間夾緊有待焊接的工件比如包裝材料，用于就這樣能夠在超聲震蕩單元10與包裝材料之間實現(xiàn)能量傳遞。所述鐵砧12吸收所述超聲震蕩單元10的超聲波振動。不僅所述超聲震蕩單元10而且所述鐵砧12都反向旋轉(zhuǎn)并且在一定程度上構(gòu)造為密封輥(Siegelwalzen)。所述密封輥具有多個密封面，在這些密封面中也可以集成用于分離包裝材料的切割功能。根據(jù)包裝材料的類型，必須以較高的精度來調(diào)節(jié)密封縫隙。在此將所述超聲震蕩單元10的密封面的離開所述鐵砧12的密封面的間距稱為密封縫隙。這條密封縫隙通過示范性地在附圖5到8中示出的調(diào)節(jié)機構(gòu)如調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置50、偏心輪58和執(zhí)行器60以所期望的大小來調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)機構(gòu)相對于另一個軸承蓋16作用于至少一個軸承蓋14。如果應(yīng)該在連續(xù)的運行中改變所述密封縫隙的大小，那么所述調(diào)節(jié)機構(gòu)50又可以將該密封縫隙調(diào)節(jié)到所期望的額定大小。所述設(shè)置在軸承蓋14、16的端部上的比如構(gòu)造為彈簧的傳力機構(gòu)18用于將軸承蓋14、16擠壓在一起并且施加必要的密封力或者說切割力。此外，力通過齒形皮帶驅(qū)動裝置作用于所述超聲震蕩單元10，所述力會提升上面的軸承蓋14，所述傳力機構(gòu)18則阻止了這一點。所述傳力機構(gòu)18也可以取代彈簧而構(gòu)造為氣動的或者液壓的結(jié)構(gòu)。所述耦合機構(gòu)20用于以活動的方式將所述超聲震蕩單元10的軸承蓋14與所述鐵砧的軸承蓋16連接起來。除了所描述的變型方案之外也可以設(shè)置線性導(dǎo)向裝置比如導(dǎo)向柱，所述線性導(dǎo)向裝置允許所述軸承蓋14、16相對于彼此進行相對的線性運動。所述軸承蓋14形成側(cè)壁，所述側(cè)壁與支承機構(gòu)也就是支承桿22彼此相連接。所述支承管M也可作穩(wěn)定之用并且用作包裝機中的接納方案。所述上面的和下面的密封輥(超聲震蕩單元10和鐵砧12)的驅(qū)動耦合通過齒形皮帶來進行。所述密封輥的旋轉(zhuǎn)速度依照有待密封的包裝材料軟管的幅面速度并且比如可以根據(jù)事件來受到控制。這種動態(tài)借助于驅(qū)動裝置觀比如伺服馬達來實現(xiàn)，所述驅(qū)動裝置觀將力和力矩借助于構(gòu)造為齒形皮帶的驅(qū)動元件沈來傳遞。所描述的裝置能夠非常精確并且根據(jù)應(yīng)用情況來調(diào)節(jié)對借助于超聲波進行的接合過程來說必要的參數(shù)比如密封縫隙、密封力和密封時間。密封力的調(diào)節(jié)可以通過所述傳力機構(gòu)18來實現(xiàn)。所述傳力機構(gòu)比如構(gòu)造為彈簧，從而可以相對于彈簧變形曲線線性地調(diào)節(jié)所述密封力。所述傳力機構(gòu)18作用于所述兩個軸承蓋14、16，從而可以調(diào)節(jié)所述上面的密封輥也就是超聲震蕩單元10與下面的密封輥也就是鐵砧12之間的密封力。
所描述的裝置8尤其適合于施加用于軟管包袋(Schlauchbeutel)的橫向密封接縫。這樣的軟管包袋機可以按有待包裝的產(chǎn)品水平地或者垂直地布置。
權(quán)利要求
1.用于借助于超聲波對包裝材料進行加工的裝置，該裝置包括-至少一個軸承蓋(14)，-至少一個以旋轉(zhuǎn)方式支承在所述軸承蓋(14)中的超聲震蕩單元(10)，-至少一個為了對包裝材料進行加工而與所述超聲震蕩單元(10)共同作用的鐵砧(12)，-至少一個另外的用于以旋轉(zhuǎn)方式對所述鐵砧(12)進行支承的軸承蓋，其特征在于，設(shè)置了至少一個耦合機構(gòu)(20)，用于以機械方式使所述兩個軸承蓋(14、、16)相耦合，其中如此設(shè)計所述耦合機構(gòu)(20)，從而能夠在所述兩個軸承蓋(14、16)之間實現(xiàn)相對運動。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述耦合機構(gòu)(20)如此與所述軸承蓋(14、、16)相連接，從而可以使所述兩個軸承蓋(14、16)相對于彼此進行旋轉(zhuǎn)運動。
3.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，作為耦合機構(gòu)(20)設(shè)置了至少一根彎梁。
4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，作為耦合機構(gòu)(20)設(shè)置了至少一個關(guān)節(jié)或者說軸套-銷栓連接。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，至少在所述軸承蓋(14、16)之一中設(shè)置了至少一個空隙(23)，尤其用于影響所述耦合機構(gòu)(20)的彎曲特性。
6.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置了調(diào)節(jié)機構(gòu)(50、M、58、、60)，用于調(diào)節(jié)超聲震蕩單元(10)與鐵砧(12)之間的所限定的縫隙。
7.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，作為調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置了伺服驅(qū)動裝置(50)、壓電執(zhí)行器(60)或者偏心盤(58)。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置了至少一個傳力機構(gòu)(18)，用于在所述兩個軸承蓋(14、16)之間施加反作用力。
9.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置了至少一個用于所述傳力機構(gòu)(18)的調(diào)節(jié)機構(gòu)(30)，用于調(diào)整所述反作用力。
10.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳力機構(gòu)(18)具有至少一根彈簧(49)，如此布置該彈簧(49)，使得所述兩個軸承蓋(14、16)朝彼此預(yù)張緊。
11.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳力機構(gòu)(18)包括至少一根挺桿(48)，該挺桿(48)不僅與至少一個軸承蓋(14)相連接而且與所述彈簧(49)相連接。
12.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置了另外的軸承蓋(14、、16 )，用于在兩側(cè)支承所述超聲震蕩單元(10 )和/或鐵砧(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置包括至少一個軸承蓋(14)、至少一個以旋轉(zhuǎn)方式支承在所述軸承蓋(14)中的超聲震蕩單元(10)、至少一個為了對包裝材料進行加工而與所述超聲震蕩單元(10)共同作用的鐵砧(12)、至少一個另外的用于以旋轉(zhuǎn)方式對所述鐵砧(12)進行支承的軸承蓋(16)，其中設(shè)置了耦合機構(gòu)(20)，用于以機械方式使所述兩個軸承蓋(14、16)相耦合，其中如此設(shè)計所述耦合機構(gòu)(20)，從而能夠在所述兩個軸承蓋(14、16)之間實現(xiàn)相對運動。
文檔編號B65B51/30GK102378675SQ201080015336
公開日2012年3月14日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者伊珀斯 J., 韋杜維爾特 U. 申請人:羅伯特·博世有限公司