專利名稱：超聲波焊接裝置以及具有超聲波焊接裝置的包裝機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于焊接薄膜、尤其是用于焊接軟管袋的縱向縫和/或 橫向縫的超聲波焊接裝置以及一種具有這種超聲波焊接裝置的包裝機。
背景技術：
超聲波焊接裝置已由1L有技術公知，尤其是用于焊接塑料薄膜。在此， 超聲波焊接裝置一般包括一個超聲波超聲焊極和一個砧板，其中，在超聲 波超聲焊極與砧板之間形成一個工作間隙，待焊接的薄膜被引導穿過該工 作間隙之間。在此，對于焊接縫的質量決定性的是超聲波超聲焊極與砧板 之間的恒定的工作間隙。由于例如在加工時產生的熱量，構件的尺寸可能 變化，這可對工作間隙的寬度產生影響。但是過窄的工作間隙一般導致材 料加工變差并且可能導致待焊接的薄膜或砧板損壞。如果間隙過寬，則得 到不可接受的焊接縫質量。由DE 195 26 354 Cl公知了一種超聲波焊接裝 置，該超聲波焊接裝置為了確定工作間隙寬度而具有一個傳感器。在此， 超聲焊極夾緊在一個保持裝置中并且該保持裝置可以通過單獨的調整裝置 相對于砧板調整。但是這種公知的裝置設計得非常麻煩并且在制造方面昂 貴。另外，這種裝置需要占用大的位置，由此尤其是在包裝機中的使用對 于機器造成所需的結構空間大。

發(fā)明內容
與此相應，根據本發(fā)明的具有權利要求1特征的超聲波焊接裝置具有 優(yōu)點該超聲波焊接裝置可在結構簡單和可成本低廉地制造的情況下保證 工作間隙的恒定寬度。由此可獲得非常好的焊接質量。尤其是借助于根據 本發(fā)明的超聲波焊接裝置除了塑料薄膜之外還可以可靠地焊接例如用于包 裝食品的金屬涂層的薄膜。這根據本發(fā)明這樣來實現(xiàn)該超聲波焊接裝置 包括一個超聲波超聲焊極、 一個砧板、 一個用于調整超聲波超聲焊極與砧板之間的相對位置的調整裝置和一個用于調節(jié)工作間隙的寬度的調節(jié)裝 置。在此，調整裝置具有一個與砧板相連接的第一楔形元件和一個與執(zhí)行 器相連接的第二楔形元件。通過第二楔形元件相對于第一楔形元件的相對 運動可以實現(xiàn)砧板在間隙寬度的方向上運動，由此可通過調節(jié)裝置監(jiān)測地 保證工作間隙的恒定寬度。根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置在此構造得特別 簡單且耐用。另外，通過使用兩個楔形元件還可以實現(xiàn)非常精確地調節(jié)間 隙寬度。
從屬權利要求說明了本發(fā)明的優(yōu)選進一步構型。
優(yōu)選砧板借助于一個彈性元件被預加載。該彈性元件在此優(yōu)選是壓簧、 例如螺旋彈簧。由此尤其是可以保證調整裝置的第一楔形元件與第二楔形 元件之間無間隙。
另外優(yōu)選砧板的支承借助于滾動支承裝置、尤其是借助于滾珠或滾子 來實現(xiàn)。由此提供砧板的簡單且容易的可運動性。
另外優(yōu)選該超聲波焊接裝置包括一個第一距離傳感器和一個第二距離 傳感器。這兩個距離傳感器在此分別位置固定地設置。第一距離傳感器確 定第一距離傳感器與超聲波超聲焊極之間的第一距離，第二距離傳感器確 定第二距離傳感器與砧板之間的第二距離。調節(jié)裝置在此基于第一距離和 第二距離計算工作間隙的當前寬度。
為了調節(jié)工作間隙的寬度，調節(jié)裝置優(yōu)選操作執(zhí)行器和/或調節(jié)超聲波 超聲焊極的電流供給。
優(yōu)選在超聲波超聲焊極上設置有第一測量面，在該第一測量面上第一 距離傳感器測量第一距離，另外，在砧板上設置有第二測量面，在該第二 測量面上第二距離傳感器測量第二距離。在此，這兩個測量面彼此相對呈 預給定的角度設置。由此間接地通過測量超聲波超聲焊極的位置和砧板的 位置來進行工作間隙的寬度的測量。
調整裝置的執(zhí)行器優(yōu)選是直線執(zhí)行器。由此，執(zhí)行器可以構造得非常 簡單且成本低廉，例如構造成活塞-缸單元。
另外優(yōu)選第一楔形元件的傾斜平面和第二楔形元件的傾斜平面相對于
一個基準平面呈1°至10°、優(yōu)選3°至7。之間的角度設置。由此可以保證通
過僅非常小的行程就可以調節(jié)工作間隙寬度的相對大的變化。
5此外，本發(fā)明還涉及一種包裝機，尤其是軟管袋機械，該包裝機包括 一個根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置。該超聲波焊接裝置在此尤其是用于焊 接軟管袋的縱向縫和/或橫向縫。
需要注意的是，根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置不僅可以用于焊接相同 的材料，而且也可以用于焊接不同的材料，例如用于焊接塑料薄膜和金屬 涂層的薄膜。


下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖表示-
圖1根據本發(fā)明第一實施例的超聲波焊接裝置的示意側視圖。
具體實施例方式
下面參照圖1詳細描述根據本發(fā)明實施例的超聲波焊接裝置1。
如從圖1中可看到的那樣，超聲波焊接裝置1包括一個砧板2和一個 超聲波超聲焊極3。超聲波超聲焊極3是超聲波裝置的一部分，該超聲波裝 置包括一個發(fā)生器9、 一個換能器10和一個變幅桿11。變幅桿11具有用 于超聲波超聲焊極3的增強器的功能。在砧板2與超聲波超聲焊極3之間 設置有一個具有寬度X的工作間隙16。待焊接的薄膜以恒定的速度被引導 穿過超聲波超聲焊極3與砧板2之間并且通過超聲波超聲焊極3的能量輸 入而被相互焊接。
另外，超聲波焊接裝置1還包括調整裝置4、調節(jié)裝置8、第一距離傳 感器14和第二距離傳感器15。如從圖1中可看到的那樣，調整裝置4包括 第一楔形元件6、第二楔形元件7以及直線執(zhí)行器5。第一楔形元件6固定 地設置在砧板2上。第二楔形元件7與直線執(zhí)行器5相連接并且可以通過 直線執(zhí)行器5在一個平面E上如通過圖1中的雙箭頭A所表示的那樣往復 運動。在此這樣設置這兩個楔形元件6、 7，使得第一楔形元件6的傾斜平 面6a靠置在第二楔形元件7的傾斜平面7a上。
兩個楔形元件6和7的傾斜平面6a、 7a相對于平面E呈角度a設置。 角度a優(yōu)選處于1°至10。之間并且在該實施例中取值為5°。
調節(jié)裝置8如圖1中所示與直線執(zhí)行器5以及發(fā)生器9相連接。另外，
6調節(jié)裝置8與第一距離傳感器14和第二距離傳感器15相連接。兩個距離 傳感器14、 15位置固定地設置并且構造成無接觸式傳感器。第一距離傳感 器14確定與超聲波超聲焊極3上的測量面3a的距離XI 。第二距離傳感器 15確定與砧板2的測量面2a的距離X2。在此，超聲波超聲焊極3的測量 面3a相對于砧板2的測量面2a呈角度p設置。角度P優(yōu)選在30°至60°之 間并且在本實施例中取值為45°。如另外從圖1中可看到的那樣，砧板2基本上構造成L形。在此，第 一楔形元件6設置在砧板的第一腿2b上。第一腿2b在此基本上水平并且 形成工作間隙16的限制。砧板2的第二腿2c相對于第一腿垂直地設置。 第二腿2c在此支承在垂直的支座12上。支座12包括多個滾子，以便可在 垂直方向上實現(xiàn)砧板2在雙箭頭B的方向上往復運動。另外，在第二腿2c 的端部上設置有一個呈螺旋彈簧形式的彈性元件13。彈性元件13在箭頭F 的方向上施加恒定的壓力，以便保證第一楔形元件6以預給定的力壓在第 二楔形元件7上。由此，第一楔形元件6和第二楔形元件7保持在無間隙 的狀態(tài)中。根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置1的功能在此如下至少兩個待連接的 薄膜、尤其是用塑料制成的薄膜以恒定的速度被引導到砧板2與超聲波超 聲焊極3之間的工作間隙16中。通過超聲波超聲焊極3的能量輸入使薄膜 相互焊接。如果現(xiàn)在例如由于在工作期間產生的熱量而發(fā)生構件、例如超 聲波超聲焊極3的長度變化，則工作間隙16變小。但是由熱量引起的長度 變化對超聲波超聲焊極3上的測量面3a的位置具有影響。由此，第一距離 傳感器14可以檢測第一工作傳感器14與測量面3a之間的原始的距離 XI己經變化。該信息傳送給調節(jié)裝置8。同時第二距離傳感器15與砧板2 上的測量面2a之間的距離X2也被監(jiān)測并且一個相應的值被輸出給調節(jié)裝 置8。以這兩個距離傳感器14、 15的所測量的值為基礎，調節(jié)裝置8計算 工作間隙16的當前的寬度。工作間隙16的該寬度在調節(jié)裝置8中與用于 工作間隙寬度的給定值Xs進行比較。如果計算的工作間隙寬度X與預給定的工作間隙寬度Xs之間存在差 別，則調節(jié)裝置8激活直線執(zhí)行器5。直線執(zhí)行器5使第二楔形元件7在平 面E上這樣運動，使得第一楔形元件6在垂直方向上運動，直到工作間隙16的寬度又與預給定的給定值Xs—致。直線執(zhí)行器5的運動方向在此取決 于用于工作間隙16的寬度的當前計算的值與給定值Xs之間的差的符號。 由此進行第二楔形元件7相對于第一楔形元件6的相對移動。因為砧板2 固定地與第一楔形元件6相連接并且彈性元件13在基本上垂直的方向上施 加壓力，所以砧板2立即相對于超聲波超聲焊極3進行相對運動。由此， 工作間隙16的寬度適配于期望的給定值。需要注意的是，在進行工作間隙 16的寬度的再調整之前，調節(jié)裝置8允許例如iljim的容差范圍。調節(jié)裝置 8優(yōu)選是PI調節(jié)器。需要注意的是，作為通過調整裝置4來調節(jié)工作間隙 16的替換方案或者附加于此，調節(jié)裝置8也可輸出信號給發(fā)生器9，以便 使得用于超聲波超聲焊極3的發(fā)生器9的電流供給變化。由此也可以改變 超聲波超聲焊極3相對于砧板2的相對位置。根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置1優(yōu)選在包裝機中使用。在此優(yōu)選使用 由塑料制成或者由用金屬涂層的塑料制成的軟管袋。因為根據本發(fā)明的超 聲波焊接裝置1非常緊湊并且結構小，所以該超聲波焊接裝置可以毫無問 題地安裝在不同的包裝機中。根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置在此特別耐用， 因為該超聲波焊接裝置由相對簡單的構件組成，尤其以便實現(xiàn)砧板2與超 聲波超聲焊極3之間的相對運動。另外，超聲波焊接裝置1還具有非常高 的系統(tǒng)剛度。因此，根據本發(fā)明的超聲波焊接裝置1具有一個調整裝置4，該調整裝 置通過相對于砧板2的運動方向垂直地實施的、通過傾斜平面相互間的相 對運動實現(xiàn)的調整運動來執(zhí)行砧板2的位置調整。
權利要求
1. 超聲波焊接裝置，用于焊接薄膜形式的材料，該超聲波焊接裝置包括一個超聲波超聲焊極(3)、一個砧板(2)、一個用于調整該超聲波超聲焊極(3)與該砧板(2)之間的相對位置的調整裝置(4)和一個調節(jié)裝置(8)，該調節(jié)裝置通過該調整裝置(4)調節(jié)該超聲波超聲焊極(3)與該砧板(2)之間的工作間隙(16)的寬度(X)，其中，該砧板(2)可相對于該超聲波超聲焊極(3)運動地支承在一個支承裝置(12)上，其中，該調整裝置(4)包括一個與該砧板(2)相連接的第一楔形元件(6)、一個第二楔形元件(7)和一個執(zhí)行器(5)，其中，該執(zhí)行器(5)與該第二楔形元件(7)相連接并且該第二楔形元件(7)相對于該第一楔形元件(6)運動，以便實施該砧板(2)相對于該超聲波超聲焊極(3)的位置變化。
2. 根據權利要求1所述的超聲波焊接裝置，其特征在于該砧板(2) 借助于一個彈性元件(13)、尤其是一個壓簧被預加載。
3. 根據上述權利要求中任一項所述的超聲波焊接裝置，其特征在于該 砧板(2)的支承裝置(12)是滾動支承裝置。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的超聲波焊接裝置，該超聲波焊接裝 置還包括一個第一距離傳感器(14)和一個第二距離傳感器(15)，該第一 距離傳感器位置固定地設置并且確定與該超聲波超聲焊極(3)的第一距離(XI)，該第二距離傳感器位置固定地設置并且確定與該砧板(2)的第二 距離(X2)，其中，該調節(jié)裝置(7)基于該第一距離和該第二距離(XI， X2)計算該工作間隙(16)的寬度。
5. 根據權利要求4所述的超聲波焊接裝置，其特征在于如果該工作間 隙(16)的所計算的寬度偏離一個預給定的給定值(Xs)，則該調節(jié)裝置(8) 操作該執(zhí)行器(5)和/或調節(jié)該超聲波超聲焊極(3)的發(fā)生器的電流供給。
6. 根據權利要求4或5所述的超聲波焊接裝置，其特征在于在該超聲 波超聲焊極(3)上設置有第一測量面(3a)，在該砧板(2)上設置有第二 測量面(2a)，在該第一測量面上該第一距離傳感器(14)確定該第一距離(XI),在該第二測量面上該第二距離傳感器(15)確定該第二距離(X2)， 其中，該第一測量面(3a)相對于該第二測量面(2a)呈角度(a)設置。
7. 根據上述權利要求中任一項所述的超聲波焊接裝置，其特征在于該 執(zhí)行器(5)是直線執(zhí)行器。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的超聲波焊接裝置，其特征在于該 第一楔形元件(6)的傾斜平面(6a)和該第二楔形元件(7)的傾斜平面(7a)相對于一個基準平面(E)呈1°至10。、優(yōu)選3°至7°之間的角度(a) 設置。
9. 包裝機，包括根據上述權利要求中任一項所述的超聲波焊接裝置(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波焊接裝置，用于焊接薄膜形式的材料，該超聲波焊接裝置包括一個超聲波超聲焊極(3)、一個砧板(2)、一個用于調整該超聲波超聲焊極(3)與該砧板(2)之間的相對位置的調整裝置(4)和一個調節(jié)裝置(8)，該調節(jié)裝置通過該調整裝置(4)調節(jié)該超聲波超聲焊極(3)與該砧板(2)之間的工作間隙(16)的寬度(X)，其中，該砧板(2)可相對于該超聲波超聲焊極(3)運動地支承在一個支承裝置(12)上，其中，該調整裝置(4)包括一個與該砧板(2)相連接的第一楔形元件(6)、一個第二楔形元件(7)和一個執(zhí)行器(5)，其中，該執(zhí)行器(5)與該第二楔形元件(7)相連接并且該第二楔形元件(7)相對于該第一楔形元件(6)運動，以便實施該砧板(2)相對于該超聲波超聲焊極(3)的位置變化。
文檔編號B65B9/20GK101522397SQ200780037362
公開日2009年9月2日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權日2006年10月6日
發(fā)明者H·勒希特, U·維杜威爾特 申請人:羅伯特·博世有限公司