本發(fā)明涉及用于焊接沿著主方向連續(xù)地移動的卷材材料的超聲波焊接設(shè)備。

本發(fā)明尤其是針對衛(wèi)生用品行業(yè)而研發(fā)的。然而，本發(fā)明能夠應(yīng)用到很多其他的行業(yè)中，例如自動包裝產(chǎn)業(yè)。

背景技術(shù)：

在本領(lǐng)域的各個行業(yè)中，超聲波焊接已經(jīng)使用一段時間了，實踐中其在所有情況的使用中，在這些情況中應(yīng)用超聲波振動能可獲得材料的局部熔化。

用于實現(xiàn)兩個或更多個疊合材料的帶體的焊接的超聲波裝置運用了鍛造式工藝。也就是說，通過重復(fù)地?fù)舸虿迦氲匠曄到y(tǒng)(或超聲波發(fā)生部)的振動裝置和相應(yīng)的襯(或砧)元件的突起之間的材料層來實施焊接。

由于振動元件對砧部元件施加的重復(fù)撞擊，插入到它們之間的材料會加熱并且局部地(恰好在襯元件的突起處)熔化。

多年以來，對于在動態(tài)的生產(chǎn)過程中、典型地在以相當(dāng)高的速度前進(jìn)的卷材材料上實施超聲波焊接操作的可能性產(chǎn)生了越來越多的興趣。

顯然，為了在這些情況中獲得可接受的焊縫，需要提供最小量的超聲能量，然而，超聲能量可根據(jù)需要焊接的材料的類型、材料所組成的片材的數(shù)量以及砧部元件上的突起的數(shù)量而很大地變化。

實際上，相對于后一點，已知合并了用于形成超聲波焊縫的連續(xù)線(平行于卷材材料的前進(jìn)方向而延伸)的技術(shù)并且產(chǎn)生了極好的結(jié)果。

然而，在形成橫向于材料的前進(jìn)方向而延伸并且彼此間隔開(稱為間斷焊縫)的焊縫時，事實就并非如此了。

在后一種情況下，超聲波焊接技術(shù)遭遇了一系列的困難，這是由于間斷焊縫突出了超聲系統(tǒng)相對于焊接過程的一些特征參數(shù)的敏感性。這些參數(shù)之一是有關(guān)于超聲波發(fā)生部相對于砧部元件的外表面的相對位置(或間隙)，卷材材料在超聲波發(fā)生部和砧部元件之間進(jìn)行焊接推進(jìn)。

另一個極為重要的因素是材料在焊接裝置的部件之間的持續(xù)時間，在這期間，振動元件或超聲波發(fā)生部提供產(chǎn)生高品質(zhì)焊縫所需的超聲波能量。然而，明顯的是，前述的持續(xù)時間會隨著材料進(jìn)給速度的增大而減小。

如很多文獻(xiàn)(例如EP-A-0 702 622、US-B-7 383 865、EP-A-0 920 977)所描述的那樣，為了試圖消除或至少減小前述的關(guān)鍵因素，已經(jīng)花費了很多的精力，在這些文獻(xiàn)中描述了以下技術(shù)方案：在焊接操作過程中保持超聲波發(fā)生器和砧部元件之間的空隙恒定，或在焊接步驟期間，通過即時改變卷材材料的前進(jìn)速度來增加卷材材料在超聲波裝置中的持續(xù)時間。

盡管從焊縫的定性角度來看已產(chǎn)生了積極的結(jié)果，但是已發(fā)現(xiàn)的技術(shù)方案具有很大的改進(jìn)空間和很多缺點，這些缺點尤其是與機(jī)械裝置的復(fù)雜性和對所提出的方案的控制相關(guān)，既關(guān)于超聲波發(fā)生器相對于砧部元件的相對位置(或間隙)，又關(guān)于為增加持續(xù)時間而對卷材材料的速度進(jìn)行瞬間變化的裝置。

除了別的之外，后者的裝置還會呈現(xiàn)出在待焊接的卷材材料上引發(fā)所不期望的張力變化的缺點，這會造成制成品的長度的不可控的變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種通過應(yīng)用振動能量(超聲波)來對復(fù)合卷材進(jìn)行橫向焊接的裝置以及相關(guān)的方法，其可克服前面強(qiáng)調(diào)過的出現(xiàn)在目前已知的系統(tǒng)中的缺陷。

因此，本發(fā)明的設(shè)備尤其適用于在包括至少兩個重疊的的片狀材料的復(fù)合卷材材料上形成橫向的間斷焊合線，該片狀材料例如能夠用于生產(chǎn)可像褲子那樣穿著的閉合式衛(wèi)生用品，包括將該設(shè)備用于以高的生產(chǎn)速度操作的生產(chǎn)線中的情況。

根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)基于具有參照在隨附的權(quán)利要求書中所具體化的特征的設(shè)備和相應(yīng)的實施方法來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于對包括至少兩個重疊的片狀材料的復(fù)合卷材進(jìn)行超聲波橫向焊接的設(shè)備，包括：輸送單元，其包括構(gòu)造成使所述復(fù)合卷材以速度沿著主方向前進(jìn)的第一輸送構(gòu)件和第二輸送構(gòu)件，以及超聲波焊接單元，其布置在所述第一輸送構(gòu)件和第二輸送構(gòu)件之間，并且包括：至少一個超聲波發(fā)生器，其與超聲波發(fā)生部相連，所述超聲波發(fā)生部具有平行于所述卷材的運動平面的平坦的焊接表面并且被固定在所述主方向上，以及砧部單元，其具有能沿著閉合路徑移動的至少一個砧部元件，所述閉合路徑具有平行于所述主方向的直的部分，所述至少一個砧部元件以所述速度沿著所述閉合路徑的所述直的部分移動，其中，在使用過程中，所述以預(yù)定的力使至少一個砧部元件將插入的所述復(fù)合卷材材料朝所述平坦的焊接表面按壓，并且其中所述至少一個砧部元件和所述平坦的焊接表面在相對所述主方向的橫向方向上具有延伸量，所述延伸量等于或大于所述橫向的焊縫的長度，并且所述平坦的焊接表面具有平行于主方向的總長度，所述總長度在0.1米和1.0米之間，更優(yōu)選地在0.4米和0.6米之間。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述超聲波焊接單元包括具有各自的平坦的焊接表面的多個所述超聲波發(fā)生器，所述平坦的焊接表面是連續(xù)的并且彼此共面。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述砧部單元的所述至少一個砧部元件固定到限定出所述至少一個砧部元件的所述閉合路徑的輸送機(jī)帶體上。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述砧部單元的所述至少一個砧部元件固定在運輸元件上，所述運輸元件能在限定出所述至少一個砧部元件的所述閉合路徑的至少一個引導(dǎo)件上滑動。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一個砧部元件包括兩個焊接條。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述砧部單元的所述至少一個砧部元件設(shè)置有基部元件，所述兩個焊接條從所述基部元件上露出來。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述砧部單元的所述至少一個砧部元件的所述兩個焊接條彼此平行，并且垂直于所述主方向。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一個砧部元件的所述兩個焊接條具有V形的構(gòu)造，所述V形的構(gòu)造在V的頂點處具有在5°和10°之間、優(yōu)選地在6°和8°之間的張開角度。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，至少位于所述閉合路徑的平行于所述主方向的所述直的部分上的所述砧部單元包括構(gòu)造成維持所述至少一個砧部元件在正交于所述主方向的方向上的固定位置的構(gòu)件。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一個超聲波發(fā)生器的所述平坦的焊接表面的沿著所述主方向X的長度大于或等于所述至少一個砧部元件的沿著所述主方向X的寬度。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，在操作期間，所述平坦的焊接表面和所述砧部單元限定出在0.02秒和0.2秒之間、更優(yōu)選地在0.08秒和0.12秒之間的焊接時間。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述砧部單元包括彼此間等距的多個所述砧部元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種使用前述設(shè)備而制成的吸收性衛(wèi)生用品。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于在包括至少兩個重疊的卷材材料的復(fù)合卷材上形成超聲波橫向焊縫的方法，包括以下步驟：沿著主方向?qū)⑺鰪?fù)合卷材以速度輸送到超聲波焊接單元處，所述超聲波焊接單元包括：與超聲波發(fā)生部相連的至少一個超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生部具有平行于卷材的運動平面并且相對于所述主方向固定的平坦的焊接表面，以及包括具有至少一個砧部元件的砧部單元，所述砧部元件能沿著具有平行于所述主方向的直的部分的閉合路徑移動，所述至少一個砧部元件以所述速度沿著所述閉合路徑的所述直的部分移動，以及通過以預(yù)定的力使所述至少一個砧部元件將插入的所述復(fù)合卷材材料朝所述平坦的焊接表面按壓來進(jìn)行焊接，所述至少一個砧部元件和所述所述平坦的焊接表面在橫向于所述主方向的方向上具有延伸量，所述延伸量等于或大于所述橫向焊縫的長度，并且所述平坦的焊接表面具有平行于主方向的總長度，所述總長度在0.1米和1.0米之間，更優(yōu)選地在0.4米和0.6米之間。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一個砧部元件將插入的所述復(fù)合卷材材料朝所述平坦的焊接表面按壓一定的焊接時間，所述焊接時間在0.02秒和0.2秒之間，更優(yōu)選地在0.08秒和0.12秒之間。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述速度是恒定的。

隨附的權(quán)利要求書形成了這里所提出的與本發(fā)明有關(guān)的公開內(nèi)容的組成部分。

附圖說明

參照附圖，純粹以非限制性例子的方式來對本發(fā)明進(jìn)行描述，其中：

圖1是可通過根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的設(shè)備來制造的預(yù)閉合式褲型吸收性用品在可供使用的閉合狀態(tài)下的立體圖；

圖2a是圖1中的吸收性用品在打開的展開狀態(tài)下的示意性爆炸立體圖，其中突出了主要的部件；

圖2b是圖1中的吸收性用品在打開的展開狀態(tài)下的示意性平面示意圖；

圖3a和圖3b顯示了由可通過根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的設(shè)備生產(chǎn)的兩種類型的預(yù)閉合式褲型吸收性用品的半成品坯片形成的復(fù)合卷材；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的吸收性用品的生產(chǎn)步驟的示意性立體圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的焊接單元的示例性立體圖；

圖5b是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的焊接單元的砧部單元的示意性側(cè)視圖；

圖6是圖5的焊接單元的根據(jù)箭頭A的示意圖；

圖7是圖5的焊接單元的示意性立體圖，其中砧部單元已被移除；

圖8是圖5b的砧部單元的砧部元件的示意性立體圖；

圖9是圖8中的砧部元件的細(xì)部的示意性立體圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的砧部單元的示意性立體圖；

圖11是圖10的砧部單元的示意性側(cè)視圖；以及

圖12是圖11的砧部單元的砧部元件的示意性立體圖。

具體實施方式

在下面的描述中，為了透徹理解實施方案而描述了各種具體的細(xì)節(jié)。這些實施方案可省略一個或更多個具體的細(xì)節(jié)而實施，或者可通過其他的方法、部件、材料等來實施。在其他的情況下，沒有詳細(xì)地顯示或描述已知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以避免使實施方案的各個方面不顯著。

在本說明書的上下文中所提到的“一個實施方案”表示針對該實施方案而描述的特定的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)或特征被包括在至少一個實施方案中。因此，可能出現(xiàn)在該說明書的不同位置處的例如為“在一個實施方案中”的措辭不必須指代同一個實施方案。此外，特定的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)或特征可以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一個或更多個實施方案中，因此不限制本發(fā)明的原理和/或范圍。

在圖1中，顯示了衛(wèi)生用品10，其可通過根據(jù)由本發(fā)明所提供的公開內(nèi)容的方法和裝置來制造。

在圖1中，吸收性用品10顯示為處于它的閉合狀態(tài)，其中吸收性用品10具有類似于褲子的構(gòu)造。

在圖2a和圖2b中，顯示了圖1中的同一個一次性吸收性衛(wèi)生用品10。在圖2a中，衛(wèi)生用品10以爆炸立體圖來顯示，以便突出構(gòu)成衛(wèi)生用品的兩個主要的元件：

支撐結(jié)構(gòu)或底架8，以及

吸收性插入件2。

圖2b是吸收性用品10在打開的伸展?fàn)顟B(tài)下的示意性平面圖。

在圖2b中，在底架8中能夠確定：

第一或正面腰部區(qū)域5，

第二或背面腰部區(qū)域15，

位于兩個腰部區(qū)域5、15之間的襠部區(qū)域3，

縱向軸線Y₁₀，以及

橫向軸線X₁₀，其垂直于側(cè)邊61和71且分別與側(cè)邊61和71等距，以及與兩個腰部區(qū)域—正面5和背面15的端部邊緣9a和9b等距。

在第一腰部區(qū)域5中，能夠確定一對第一側(cè)片或前片6，它們由插入到它們之間的第一中間腰部區(qū)域6'分隔開。同樣地，在第二腰部區(qū)域15中，能夠確定第二中間腰部區(qū)域7'，其將腰片7分隔開。

為了呈現(xiàn)其褲型結(jié)構(gòu)，通常將吸收性用品10關(guān)于其橫向軸線X₁₀折疊，將兩個腰部區(qū)域5和15重疊在一起，以便能夠進(jìn)行橫向的焊接13，所述焊接使吸收性用品10的側(cè)片的末端邊緣61和71相結(jié)合，并且其實現(xiàn)了特色性的褲型構(gòu)造，限定出腰部的開口14以及用于腿部的兩個開口11，如圖1所示。

一般而言，我們可以說在吸收性用品10中，第一腰部區(qū)域5和第二腰部區(qū)域15通常為有松緊性的，例如具有線狀物形式的彈性元件16，并且第一腰部區(qū)域5和第二腰部區(qū)域15由襠部區(qū)域3彼此相互連接，通常在襠部區(qū)域3中有吸收性的插入物2。

第一腰部區(qū)域5和第二腰部區(qū)域15是有松緊性的，這是由于它們設(shè)計成保持吸收性插入物2以舒適的方式附著到使用者的身體上，即便是在它吸收了體液后而變得沉重時也是如此。

在吸收性插入物2以及正面腰部區(qū)域5和背面腰部區(qū)域15方面而言，這種類型的吸收性用品可具有不同的構(gòu)造。

在圖3a和圖3b中，通過舉例的方式顯示了用于生產(chǎn)衛(wèi)生用品10和10'的兩個實施方案，其中由半成品坯片形成的連續(xù)卷材100和100'彼此具有不同的結(jié)構(gòu)，然而它們可使用超聲波裝置進(jìn)行處理。

在圖3a中，吸收性用品10的正面腰部區(qū)域5、背面腰部區(qū)域15和襠部區(qū)域3由單個卷材1制造成，在卷材1上通常形成有一系列具有適當(dāng)?shù)男螤畹那锌?2，每個切口有助于限定出兩個連續(xù)的衛(wèi)生用品10的腿部開口11的輪廓。吸收性插入物2通常放置在兩個連續(xù)的切口62之間。

在由圖3b中的坯片鏈獲得的吸收性用品10'中，第一腰部區(qū)域5和第二腰部區(qū)域15由兩個卷材1a'和1b'形成，它們是不同的，并且通常彼此平行。

兩個卷材1a'和1b'由吸收性插入物2連接在一起，吸收性插入物2本身通過這種方式有助于形成襠部區(qū)域3和腿部開口11。

對于吸收性用品10和10'二者而言，吸收性插入物2具有的結(jié)構(gòu)通?？砂ǎ?/p>

排出的體液能透過的上層或頂片18，其設(shè)計成朝向使用者的身體；

體液不能透過的下層或底片19；以及

吸收芯20，其插入到頂片18和底片19之間，設(shè)置成吸收和保持分泌液。

在吸收性用品10上、尤其是在吸收性插入物2上可具有其他的元件，這些元件有助于提高耐磨性和吸收性，這些對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的，并且存在大量相關(guān)的文獻(xiàn)。

在所說明的實施方案中，吸收性插入物2典型地可具有矩形形狀，矩形形狀的長邊平行于吸收性用品10的縱向軸線Y₁₀。

吸收性插入件2和卷材1可通過粘合帶22和/或通過焊接而彼此結(jié)合為一體，該焊接可通過任何本身已知的系統(tǒng)、例如機(jī)械式熱焊接或超聲波焊接來形成。

正如已經(jīng)提到的那樣，兩種類型的衛(wèi)生用品10和10'盡管具有結(jié)構(gòu)上的差異，但二者仍可由根據(jù)在圖4中所描述的實施方案的生產(chǎn)方法40來制造。

因此，除特別說明外，下文中將參照圖1、圖2和圖3a中示出的衛(wèi)生用品10來描述圖4所示的實施方案的方法40，但這并不從該描述中排除所討論的衛(wèi)生用品的類似物。

在圖4所示的制造方法中，能夠確定主(或縱向)方向X以及橫向方向Y，它們限定出平行于卷材材料100的運動平面的平面β(貝塔)，并且縱向方向X和橫向方向Y分別與卷材材料100的流動方向平行和正交。

此外，能夠看到正交于縱向方向X和橫向方向Y兩者的垂向方向Z。

在圖4中的實施方案中，吸收性衛(wèi)生用品10的生產(chǎn)方法40包括第一步驟，其中通過將第一片材4a與第二片材4b在固定站160處結(jié)合在一起，并且將適當(dāng)拉伸的彈性元件16插入到它們之間來生產(chǎn)卷材1。

第一片材4a和第二片材4b結(jié)合彈性元件16形成了第一彈性腰帶1a和第二彈性腰帶1b，它們中的每一個分別有助于形成吸收性衛(wèi)生用品10的第一腰部區(qū)域5和第二腰部區(qū)域15。

第一片材4a和第二片材4b可通過相應(yīng)的卷材材料退繞裝置而供給到固定站160處，退繞裝置在圖4中未顯示，但屬于現(xiàn)有技術(shù)中已知的類型，例如由同一申請人在申請EP 1013585A1中所描述的退繞裝置。

類似地，彈性元件16可由已知類型的退繞裝置S'供應(yīng)到固定站160處，例如在US6,676,054中描述的用于成卷的彈性材料的退繞機(jī)。

在圖4所示的實施方案中，在第一片材4a和第二片材4b與彈性元件16的層壓步驟期間，可以插入用于使腿部開口11具有伸縮性的附加的彈性元件17，以便使吸收性用品10具有更強(qiáng)的耐磨性。

在這個實施方案中，在第一片材4a和第二片材4b可優(yōu)選地由使用化學(xué)產(chǎn)品表面處理過的無紡布制成，這強(qiáng)化了其防水特性，以便防止液體的任何泄漏，并且避免衛(wèi)生用品10通常接觸的使用者的衣服的任何可能的污染。

彈性元件16和17也可從市場上可買到的很多材料中選取，例如由Fulflex生產(chǎn)的合成橡膠條，或可以使用來自Invista公司的商標(biāo)為的線材產(chǎn)品。

然而，顯然的是，市場上可買到各種各樣的天然的或合成的材料，并且可方便地將其用來生產(chǎn)吸收性衛(wèi)生用品10。

在圖4所描繪的實施方案中，在卷材1制造完成之后，吸收性插入物2會通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的施加裝置20而加入到卷材1中，形成由半成品坯片的連續(xù)鏈組成的復(fù)合卷材100，半成品坯片是對齊的，以使每個吸收性用品10的橫向軸線X₁₀定向成平行于生產(chǎn)流水線的主方向X。

在圖4所示的實施方案中，通過成形切割形單元60在襠部區(qū)域3處形成具有合適形狀的一系列切口62。

每個切口62從卷材1上去除一部分材料65，有助于限定兩個連續(xù)的衛(wèi)生用品10的腿部開口11的輪廓，在圖3a和圖4所示出的優(yōu)選實施方案中，腿部開口11可通過腿部彈性線17來界定。

根據(jù)圖4中描繪的實施方案，在吸收性衛(wèi)生用品10的制造過程40中，一旦由一連串的吸收性用品10的半成品坯片構(gòu)成的復(fù)合卷材100已生產(chǎn)完成，則通過使相應(yīng)的縱向邊緣9a和9b相匹配來使第一腰帶1a和第二腰帶1b來彼此重疊。

兩個腰帶的重疊操作可通過使復(fù)合卷材材料100繞著縱向折疊站30的桿36縱向地折彎來實現(xiàn)。

在縱向折疊站30處，卷材材料100在折彎過程中所圍繞的桿36通常平行于第一主方向X，并且與形成復(fù)合卷材100的每個衛(wèi)生用品10的橫向軸線X₁₀重合。

在圖4中，箭頭C示意性地表示造成兩個腰帶1a和1b重疊的折彎運動。

在同一申請人的申請TO2011A001085中描述了產(chǎn)生這種類型的折彎的適當(dāng)設(shè)備的一個例子。

在實施關(guān)于橫向軸線X₁₀的折彎操作以及使卷材100的第一腰帶1a和第二腰帶1b重疊之后，帶1a和1b可通過焊縫13以規(guī)律的間隔而結(jié)合在一起，如在圖1中的吸收性用品中所示的那樣。

為了使腰部的開口邊緣14和腿部開口邊緣11結(jié)合在一起，每個焊接線13通常會延伸長度L，該長度是在橫向于卷材材料100的前進(jìn)方向的方向上測量的。該長度連同在主方向X上測量的寬度T通常具有約1厘米的大小。

作為指導(dǎo)而不意圖限制本發(fā)明的范圍，焊接線13的尺寸L可根據(jù)吸收性用品的類型(用于兒童或用于成人)從90mm的最小值到240mm的最大值而變化。

焊接線13的寬度T，或者說在前進(jìn)方向X上的尺寸可從5mm的最小值到13mm的最大值而變化。

可利用焊接設(shè)備70來產(chǎn)生復(fù)合卷材材料100上的焊縫13。

在圖4中所描述的實施方案中，焊接設(shè)別70通常包括位于輸送單元180的第一輸送構(gòu)件181和第二輸送構(gòu)件182之間的超聲波焊接單元80，輸送單元180使復(fù)合卷材材料100以速度V₁沿著直的主方向前進(jìn)。

第一輸送構(gòu)件181和第二輸送構(gòu)件182可以是本領(lǐng)域中已知的用于輸送卷材材料的裝置中的任何一種，例如具有機(jī)動帶或具有輥輪的系統(tǒng)。在附圖中所描述的實施方案中，輸送裝置181和182是兩對機(jī)動輥輪。

兩個裝置均裝配有合適的驅(qū)動構(gòu)件183和184，它們能夠使兩個輸送裝置的輥輪具有與卷材100的前進(jìn)速度相等的線性前進(jìn)速度。

這兩個輸送裝置181和182還設(shè)置有以下本身為已知的機(jī)械構(gòu)件：其能夠?qū)⒕聿?00的連續(xù)部分夾在它們之間，并且其通常與兩個重疊的腰帶1a和1b相一致。

此外，為了增加抓緊卷材100的能力，一個或兩個輥輪可以是“有吸力”或“真空”的類型，或者說，具有穿孔的圓柱形外表面并且通過本身為已知的構(gòu)件與低于大氣壓的壓力源相連，以便提高能夠施加到卷材100的連續(xù)帶體上的整體抓持能力。

在圖4中所描繪的實施方案中，第一輸送裝置181具有將由一連串的吸收性用品10的坯片構(gòu)成的卷材100輸送到超聲波焊接單元80處的作用，同時第二輸送裝置182具有將卷材材料100輸送到接連切割站90處的作用。輸送單元180通常使卷材材料100以恒定的速度V₁流動通過超聲波焊接單元80。然而，輸送單元180可以是本領(lǐng)域中已知類型的、能夠使在超聲波焊接單元80中的材料以可變的速度V₁流動的機(jī)構(gòu)的組成部分。

超聲波焊接單元80通常包括至少一個超聲波發(fā)生器900、砧部單元850以及滑動臺190。

在圖4、圖5、圖6和圖7中所描述的實施方案中，超聲波焊接單元80包括兩個超聲波發(fā)生器900。

超聲波發(fā)生器900和砧部單元850可無關(guān)緊要地設(shè)置在滑動臺190之上或之下。

在所描述的實施方案中，超聲波發(fā)生裝置設(shè)置在滑動臺190的下方，并因此砧部單元850設(shè)置在所述臺之上。

如在圖6中所描繪的那樣，在每個超聲波發(fā)生器900中，可以看到電脈沖發(fā)生器912、能夠通過將電脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運動而將電脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動能量的壓電換能器911，機(jī)械運動又由放大器913放大，并隨后被發(fā)送給超聲波發(fā)生部914，超聲波發(fā)生部914通過其平坦的焊接表面915將機(jī)械運動傳送到在其上滑動的卷材材料100處。通過這種方式，與砧部裝置850協(xié)同操作的超聲波發(fā)生部914可形成焊接線13。

在超聲波發(fā)生器900中，每個超聲波發(fā)生部914的外表面915通常平行于卷材材料100的運動平面β(貝塔)。

每個超聲波發(fā)生部914的平坦的焊接表面915的特點又在于其寬度82和長度83的尺寸。

平坦的焊接表面915的橫向于主方向X的寬度82必須足夠?qū)捯灾尉聿牟牧?00的待進(jìn)行超聲波處理的部分，換言之，平坦的焊接表面915在橫向方向Y上必須通常具有延伸量82，該延伸量82等于或大于橫向的焊縫13的長度L。

平坦的焊接表面915的平行于主方向X的長度83必須確保以速度V₁滑動的卷材100和超聲波焊接單元80的部件之間有足夠長的接觸(或交叉或焊接)時間t，以實施前面提到的超聲波處理。

通常，能夠通過將各自具有平坦的焊接表面915(這些焊接表面連續(xù)且共面)的兩個或更多個超聲波發(fā)生器900結(jié)合到一起而得到具有適當(dāng)寬度82和長度83尺寸的平坦的焊接表面的超聲波焊接單元80。

在圖4所描繪的實施方案中，通過將兩個超聲波發(fā)生器900一個接一個地結(jié)合在一起得到了具有適當(dāng)尺寸的超聲波焊接單元80。

實際上，每個超聲波發(fā)生部914均具有平坦的焊接表面915，該焊接表面915具有等于或大于橫向的焊縫13的長度L的寬度82，但是長度83不足以保證產(chǎn)生焊縫13所需要的接觸時間t，如在下文中將明白的那樣。

作為替代地，可設(shè)置具有足夠能量的超聲波發(fā)生器900和超聲波發(fā)生部914，超聲波發(fā)生部914具有合適尺寸的平坦的焊接表面915，超聲波焊接單元80可包括單個的超聲波發(fā)生器900。

在所描述的實施方案中，超聲波焊接單元80的超聲波發(fā)生器900通常安裝在滑動部500上。

具體地，可以將每個超聲波發(fā)生器900的換能器911、放大器913和超聲波發(fā)生部914放置在具有適當(dāng)剛度的支撐支架350上，支撐支架350又通過滑動部500而束縛到生產(chǎn)線的框架300上，滑動部500僅允許其平行于Z方向而垂直地移動，或者說，與平坦的焊接表面915成直角。

適合本文中所描述的應(yīng)用的超聲波發(fā)生器900可由公司名為HerrmannUltraschalltechnik GmbH&Co.KG.、地址為德斯科斯塔斯3-9,76307卡爾斯巴德、德國(Descostrasse 3-9,76307Karlsbad-Germany)的公司提供，并且包括超聲波發(fā)生器模型動態(tài)數(shù)字控制器4000CS(Ultrasonic Generator model DYNAMIC digital control 4000CS)、鈦轉(zhuǎn)換器模型CCS 20-S-IP50-L-I(titanium converter model CCS 20-S-IP50-L-I)、鈦放大器20KHz比率1:1.4(titanium Booster 20KHz ratio 1:1.4)以及鈦超聲波發(fā)生部20KHzλ＝1/2，MS 85/45/16平方(titanium sonotrode 20KHzλ＝1/2,MS 85/45/16 Square)。

滑動部500通常是市場上可以買到的任何滑動部件，或者是可以制成的任何滑動部件。

適于我們的應(yīng)用的滑動部500的一個例子是燕尾滑動部，其可以是易于設(shè)計的，并且可利用技術(shù)文獻(xiàn)中可得到的內(nèi)容創(chuàng)造出來或可利用用于線性運動的部件而生產(chǎn)出來，該線性運動的部件可例如為由HIWIN科學(xué)研究實驗室(地址為Gasperi,85-20017Rho(米蘭)，意大利)生產(chǎn)和銷售的HG系列的線性導(dǎo)軌。

在超聲波焊接單元80中，超聲波發(fā)生器900的垂直運動可由能夠保證受控推力F的任何裝置360來執(zhí)行。

具有這些特征的裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，并且可通過電動促動器或氣動促動器來產(chǎn)生。在圖5和圖6中所描述的實施方案中，振動單元900的運動是由具有適當(dāng)形狀和尺寸的氣動促動器360來執(zhí)行的，氣動促動器360的上端與支撐支架350相連，下端固定到支架370上，氣動促動器360進(jìn)而可固定到生產(chǎn)線的框架300上。

如圖5和圖6所示，在氣動促動器360的下端和支架370之間可插入力檢測傳感器600，它的作用將在下文中解釋。

在所描述的構(gòu)造中，氣動促動器360通常向上推動支撐支架350，并且因此超聲波發(fā)生器900束縛在支撐支架350上。

在所描述的實施方案中，氣動促動器360的行程可用過擋件380來限制，擋件380也束縛在框架300上，其通常設(shè)置有精確的行程終點記錄裝置390(千分尺)，所述行程終點記錄裝置390確定了在焊接步驟的過程中必須由平坦的焊接表面915占據(jù)的位置。

在超聲波焊接單元80中，超聲波發(fā)生器900的超聲波發(fā)生部914的能夠產(chǎn)生焊接線13的平坦的焊接表面必須與砧部單元850協(xié)同操作，在圖5中所描述的實施方案中，砧部單元850通常包括已知類型的機(jī)動帶體輸送系統(tǒng)860，在所述機(jī)動帶體輸送系統(tǒng)860通常安裝有彼此等距的多個砧部元件855。

砧部單元850的帶體運輸系統(tǒng)860可由具有適當(dāng)寬度的兩個滑輪861和862以及優(yōu)選地在這兩個滑輪之間滑動的齒形帶體863制造而成。

可通過將兩個滑輪中具有機(jī)械接頭864的一個滑輪(通常為滑輪861)與電動機(jī)867相連來使帶體運輸系統(tǒng)860機(jī)動化，在所描述的構(gòu)造中，電動機(jī)867可由電動伺服馬達(dá)來形成。

如在圖5中所描述的那樣，砧部單元850的每個砧部元件855通常有助于形成兩個連續(xù)的吸收性衛(wèi)生用品10的兩個焊接線13。因此，兩個連續(xù)的砧部元件855之間的距離通常等于機(jī)器的生產(chǎn)節(jié)距P。

如在圖8中更加詳細(xì)地描繪的那樣，每個砧部元件855通常具有分別橫向于和平行于主方向X的長度853和寬度852，并且包括第一焊接條854a和第二焊接條854b，所述第一焊接條和第二焊接條彼此完全相同并且每個負(fù)責(zé)產(chǎn)生兩個連續(xù)的吸收性用品10的兩個焊接線13中的一個。

如圖8所示，兩個焊接條854a和854b可通常與垂直于主方向X的Y₁-Y₁線相平行，并且分別具有大于或等于橫向的焊縫13的長度L的長度853和對應(yīng)于焊縫13的寬度T的寬度857。

在這個實施方案中，兩個焊接條854a和854b可以是獨立的元件，例如通過適當(dāng)?shù)穆葆?68而直接地連接到機(jī)動輸送機(jī)帶體860的帶體863上。

砧部元件855和尤其是兩個焊接條854a和854b負(fù)責(zé)焊縫13的痕跡，或者說吸收性用品的由于超聲波處理作用而被焊接的區(qū)域呈現(xiàn)出的形態(tài)。凹槽(或圖案)851有助于限定出焊縫13的痕跡，并且形成在焊接條854a和854b的外表面上。

在圖8和圖9所描繪的實施方案中，圖案851既是直的(因為待產(chǎn)生的焊接線13是直的)，又呈現(xiàn)出在圖9中細(xì)節(jié)顯示的齒狀的圖案。在一個典型的實施方案中，每個齒可具有下面的尺寸：寬度858等于0.4mm，7mm的長度857(對應(yīng)于圖案851的寬度和對應(yīng)于焊縫13的寬度T)，以及1mm的齒的高度849或深度，兩個連續(xù)的齒之間的節(jié)距P_p為1.5mm。

當(dāng)然圖案851的直的走向的選擇不是必須的：實際上，這種走向是由待生產(chǎn)的焊接線13的走向決定的，并且焊接線13并不必然為直的。此外，焊接圖案851可彼此平行并且垂直于主方向X，但是也可不是，可形成整體為V形的走向，在V的頂點處具有典型地在5°到10°之間、優(yōu)選地在6°和8°之間的張開角度。

與振動平面915協(xié)同操作的焊接條854a和854b的外表面可具有任意的凹槽設(shè)計，實際上，除了通常采用的齒狀的圖案之外，圖案可由不同的幾何形狀或想象的形狀來產(chǎn)生，例如三角形、正方形、圓形、心形、星形、泰迪熊形等，或這些形狀的組合。

在超聲波焊接單元80中，砧部單元850構(gòu)造成使得砧部元件855沿著具有平行于主方向X和平行于平坦的振動表面915的直的部分的閉合路徑815移動，并且其中砧部元件855通常具有與卷材材料100相同的速度V₁。

此外，砧部單元850構(gòu)造成使得位于閉合路徑的部分815(其平行于主方向X和平坦的振動表面915)中的砧部元件855會保持它們的外表面859平行于前述的平坦的振動表面915，同時維持它們在與主方向X的正交方向上的固定位置。

在圖5中所描繪的實施方案中，卷材材料100在其上流動的滑動臺190可設(shè)置有開槽195，超聲波焊接單元80的超聲波發(fā)生器900插設(shè)在開槽195中，以便使每個超聲波發(fā)生部914的平坦的振動表面915與臺190的上部表面191共面，這因此還產(chǎn)生了平行于卷材材料100的運動平面β(貝塔)的結(jié)果。

滑動臺190通常顯示出入口過渡區(qū)域196以及出口過渡區(qū)域197，它們允許使砧部元件855平行于平坦的振動表面915而不會有干涉的風(fēng)險，例如與存在于卷材材料100上的吸收性結(jié)構(gòu)2(其具有顯著的厚度)發(fā)生干涉。

入口過渡區(qū)域196和出口過渡區(qū)域197可通過將滑動臺190在平坦的振動表面915的入口邊緣和出口邊緣處以1-5°的角來倒圓而生產(chǎn)。

在所描述的實施方案中，如上面所提到的那樣，每個超聲波源900的平坦的振動表面915通常由氣動促動器360的推力F而保持在位，氣動促動器360攜帶振動單元800的支撐滑動部500頂靠擋件380的行程終點記錄裝置390而停下來。

通常，在沒有卷材材料100的情況下，對擋件380的精確的行程終點記錄裝置390進(jìn)行校準(zhǔn)，以使平坦的振動表面915接觸焊接條854a和854b的與其平行的的外表面859。

這種特殊的記錄是優(yōu)選的，這是因為在各個工作階段中，其可避免平坦的振動表面915與砧部元件855直接接觸，例如在卷材材料100意外斷裂的情況下。

因此，這種記錄能夠防止超聲波發(fā)生部914的平坦的振動表面915的過早磨損，但同時可允許卷材材料100由預(yù)定的推力F被擠壓在每個砧部元件855的焊接條854a和854b的外表面859與平坦的振動表面915之間。

在焊接步驟期間，位于第一個輸送構(gòu)件181的出口處的卷材材料100會在滑動臺190上滑動穿過入口區(qū)域196并且被供應(yīng)到超聲波焊接單元80處，在超聲波焊接單元80中，砧部單元850的砧部元件855會以預(yù)定的推力F將其擠壓頂靠平坦的焊接表面915，砧部元件855通常具有大于橫向焊縫13的長度L的橫向?qū)挾?53，還設(shè)置有通常大于或等于焊縫13的長度L的寬度82。

在焊接步驟期間，超聲波焊接單元80的平坦的焊接表面915相對于主方向X和橫向方向Y而固定，同時砧部元件855和卷材材料100二者均以速度V₁沿著主直方向X在平坦的滑動表面915上，平行于平面β滑動。

在卷材材料100經(jīng)過平坦的焊接表面915的全部時間t中，與砧部元件855協(xié)同操作的平坦的焊接表面915自身將產(chǎn)生焊縫13所需的超聲波能量傳遞給卷材材料100；同樣是基于這樣的事實：在焊接步驟期間，砧部元件855在垂直于主方向X的方向(Y,Z)上具有非常高的剛度。

在圖5中所描述的實施方案中，確保砧部元件855的前述剛度所需的構(gòu)件可以是適于固定到輸送器860上的板869，所述板869被設(shè)置成在與具有適當(dāng)?shù)膫?cè)部引導(dǎo)凸緣的滑輪861和862相結(jié)合的帶體863的內(nèi)表面上滑動。

在圖10和圖11中描繪了根據(jù)另一個實施方案的砧部單元1850，其具有在Y和Z方向上剛度很大的砧部元件855'。

在圖10中所顯示的附加的實施方案中，砧部單元1850通常具有設(shè)置有基部元件856的多個砧部元件855'，兩個焊接條854a和854b從基部元件856處突出來，如圖12所示。在這個附加的實施方案中，還可以具有前面描述過的V形的焊接條854a和854b的構(gòu)造。

每個砧部元件855'均固定在相應(yīng)的運輸元件(或滑架)1805上。

每個運輸元件(或滑架)1805在兩個引導(dǎo)件或軌道上滑動：一個前引導(dǎo)件或軌道1815，其通常面對生產(chǎn)線操作者，以及一個后引導(dǎo)件或軌道1820，其面對生產(chǎn)機(jī)器的框架。

可使用適當(dāng)?shù)幕瑒訕?gòu)件而使每個運輸元件或滑架1805在引導(dǎo)件或軌道1815和1820上的滑動更加容易，在圖10和圖11中所描繪的實施方案中，該適當(dāng)?shù)幕瑒訕?gòu)件可以是輪子1810，輪子1810與引導(dǎo)件或軌道1815和1820相接合，用以防止各個滑架1805移動到由引導(dǎo)件或軌道1815和1820自身確定的閉合軌道815之外。因此，在焊接步驟期間，或者說在引導(dǎo)件1815和1820的下部直的部分平行于主方向X時，每個砧部元件855'通常會以預(yù)定的推力F將插入的卷材材料100擠壓頂靠平坦的焊接表面915，并且滑動構(gòu)件或輪子1810能夠在保持砧部元件855'的位置在方向Y和Z上固定，同時抑制任何可能的不期望的移動。

在圖10中所描繪的實施方案中，各個滑架1805通過已知類型的齒狀帶體傳輸系統(tǒng)1825而彼此相連。

該傳輸系統(tǒng)通常包括齒狀的帶體1840，以及一對滑輪1830和1835，其中第一滑輪1830通常是驅(qū)動輪，或者說它通過恒速接頭1864'而連接到電動機(jī)1867'上，電動機(jī)1867'通常在這種情況下也可以是電子控制的伺服電動機(jī)，而第二滑輪1835則是引導(dǎo)輪或底輪。

齒狀帶體傳輸系統(tǒng)1825的選擇和尺寸標(biāo)準(zhǔn)通常與技術(shù)專家所知道的因素有關(guān)，例如系統(tǒng)必須傳輸?shù)墓β屎凸ぷ魉俣取?/p>

在一個實施方案中，可選擇具有HTD型的齒形狀的齒狀帶體傳輸系統(tǒng)。

為了管理由根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備70形成的焊縫13的質(zhì)量，能夠?qū)Σ煌膮?shù)進(jìn)行干涉。實際上，不但可對振動單元900的固有參數(shù)進(jìn)行干涉，例如功率和振動頻率，而且可對氣動促動器360的推力F和特別是焊接時間t進(jìn)行干涉。

通常，如在圖6描繪的那樣，推力(或焊接力)F可通過在氣動促動器360的底部和支架370之間插入力檢測傳感器600來直接地監(jiān)控。

因此，一旦確定了最優(yōu)的焊接力F，就可在運行期間通過力檢測傳感器600對其進(jìn)行監(jiān)控了，力檢測傳感器600通常與操作界面裝置或HMI(人機(jī)界面)進(jìn)行通信。

例如，氣動促動器360通?？赏ㄟ^壓力調(diào)節(jié)裝置605而與壓縮空氣分配網(wǎng)路相連，壓力調(diào)節(jié)裝置605能夠保持執(zhí)行構(gòu)件360內(nèi)的空氣壓力值恒定。

適于應(yīng)用到在優(yōu)選實施方案中所出的裝置中的力檢測傳感器600可以是由HBM意大利科學(xué)研究實驗室(HBM Italia Srl)，地址為意大利米蘭8–20132波爾代諾內(nèi)(Pordenone,8-20132Milan,Italy)，生產(chǎn)并銷售的U10M 1.25kN-5kN型測力元件。

為了提高焊縫13的機(jī)械特性，還可對卷材材料100在焊接機(jī)構(gòu)80中的持續(xù)時間t采取措施。

對焊接時間t的選擇通?？稍诤附釉O(shè)備70的設(shè)計階段進(jìn)行確定，這要考慮很多因素，包括：通過焊接而必須彼此連接的材料的層數(shù)、材料的類型、它們的化學(xué)成分以及機(jī)器的米每秒生產(chǎn)速度，該生產(chǎn)速度是卷材材料100流動到超聲波焊接單元80內(nèi)的速度。

一旦已知上面的參數(shù)，就可以確定(還可通過測試)適宜的焊接時間t。

根據(jù)申請人進(jìn)行的測試，已發(fā)現(xiàn)在下述生產(chǎn)線上，該生產(chǎn)線具有5m/s的生產(chǎn)速度V₁、采用經(jīng)常用于制造復(fù)合卷材材料100的材料(例如兩層基于紡粘16g/m²的聚丙烯的無紡布材料)，以從0.02秒到0.2秒、更優(yōu)選地在0.08秒至0.12秒之間的焊接時間t可獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量。這些焊接時間意味著必須提供具有總長度83或83'在0.1米和1.0米之間、更優(yōu)選地在0.4米和0.6米之間的平坦的焊接表面915的超聲波焊接單元。

從上面內(nèi)容可得出這樣的結(jié)果：為了增加焊接時間t(或卷材材料100在超聲波焊接單元80中的持續(xù)時間)，通常需要將平坦的焊接表面915和砧部單元850二者均延長。

如上面所提到的那樣，利用兩個或更多個具有各自的平坦的焊接表面915(它們是連續(xù)的且共面的)的超聲波發(fā)生器900可獲得具有寬度82和特別是長度83或83'尺寸適當(dāng)?shù)钠教沟暮附颖砻?15的超聲波焊接單元80，如圖4中所示，這里平坦的焊接表面915的長度83'是通過將兩個相應(yīng)的超聲波發(fā)生器900的超聲波發(fā)生部914一個接一個地接合起來而獲得的。

為了延長砧部單元850，需要插入額外的砧部元件855，因此可將運輸系統(tǒng)860、1825延長到與機(jī)器和焊接的具體生產(chǎn)節(jié)距P相等。

根據(jù)已經(jīng)提到的內(nèi)容，很明顯，關(guān)于平坦的焊接表面915和砧部單元850，超聲波焊接單元80的延長量僅以離散的量來實施。

實際上，平坦的焊接表面的最小延長量等于超聲波源900的單個平坦的焊接表面915的長度83；而在圖5和圖10中所描述的實施方案中，砧部單元850的最小延長量等于0.5P。

在申請人進(jìn)行的焊接測試過程中，能夠證實當(dāng)超聲波源900工作時，被擠壓在平坦的焊接表面915和砧部元件855之間的卷材材料100僅能夠滑動通過超聲波焊接單元80。實際上，當(dāng)超聲波源900關(guān)閉時(因此它們的平坦的焊接表面915用作單純的滑動表面)，卷材材料100由于被擠壓在平坦的焊接表面915上而表現(xiàn)出在平坦的滑動表面915上滑動很困難，在一些情況下會產(chǎn)生斷裂，盡管與此同時第二輸送構(gòu)件182和砧部單元850、1850會產(chǎn)生拖拽作用。

正如已經(jīng)說過的那樣，經(jīng)過超聲波處理后的卷材材料100會由第二輸送構(gòu)件182從超聲波焊接單元80中取出，這使得使卷材材料100能夠被隨后輸送到切割站90處，如圖4所示。

切割站90通常包括支撐結(jié)構(gòu)(未顯示)，切割輥92(或刀)和對輥93(或相對的刀或砧輥)安裝在支撐結(jié)構(gòu)上。刀輥92和砧輥93可由機(jī)動構(gòu)件95而機(jī)動化，在所描述的構(gòu)造中，機(jī)動構(gòu)件95可由電子控制的伺服馬達(dá)形成，伺服馬達(dá)又可通過適當(dāng)?shù)膭蛩俳宇^與刀輥92機(jī)械式連接。

通常，刀輥92能夠通過運動傳動系統(tǒng)而使砧輥93機(jī)動化，該運動傳動系統(tǒng)可以是具有可分別花鍵連接到刀輥92和砧輥93上的齒輪的類型。

刀輥92通常在其表面上承載至少一個切割刀片94，其構(gòu)造成與砧輥93協(xié)同操作。這樣一來，卷材材料100，或者說用品10的坯片的完整連續(xù)鏈會被切割單元90以多個切口12而分割成多個一次性衛(wèi)生用品10，每個切口12通常形成在兩個連續(xù)的衛(wèi)生用品10的兩個焊接線13之間。

當(dāng)然，只要不違背本發(fā)明的原理，在不脫離隨附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的前提下，結(jié)構(gòu)和實施方案的細(xì)節(jié)可相對于本文僅以非限制性的例子描述的內(nèi)容而改變，甚至是顯著地改變。