專利名稱：用于分割用于包裝的包裝材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分割用于包裝的包裝材料的裝置，它尤其是用在軟管袋機(jī)中。
背景技術(shù)：
軟管袋機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，它包裝甜食和其它物品。在此通常由薄膜通過成形肩制造一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的封閉的軟管，它的一個(gè)敞開端部借助一個(gè)具有超聲焊極和鐵砧的超聲波焊接裝置通過橫向熱封縫被熱封。包裝材料在超聲焊極和鐵砧之間在此通過這兩個(gè)部件的接觸被焊接。在填充之后，填充區(qū)域上方的軟管通過一個(gè)另外的橫向熱封縫被封閉成一個(gè)軟管袋。此外通常設(shè)置一個(gè)具有刀的切割裝置，以便分割仍然連在一起的袋?；诘杜c超聲焊極的接觸出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，從而刀在一定使用時(shí)間之后必須被更換。此外例如由W02008/102250已知，在超聲波刀具中使用專用的硬質(zhì)合金刀片，以便減少由接觸引起的磨損。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的裝置相對(duì)于此具有優(yōu)點(diǎn)，即它能夠在集成了撕裂輔助裝置的情況下以減少的切割力和切割長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝的包裝材料的分割。所述刀具有一個(gè)具有切削刃的刀刃部，所述切削刃包括至少兩個(gè)尖端和至少兩個(gè)弧形的區(qū)段，所述弧形的區(qū)段使兩個(gè)尖端相互連接。所說明的幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是切割長(zhǎng)度的減少。因此，所需的切割力也減少。由此切割力小于熱封力。切削刃的輪廓尤其是以弧形的區(qū)段為特點(diǎn)。前尖端或上尖端分別通過弧形的區(qū)段過渡到直的區(qū)段中。前尖端和上尖端通過括號(hào)形的區(qū)段連接。由此能夠減少切割長(zhǎng)度。另一方面，借助尖端的幾何結(jié)構(gòu)有目的地影響切削刃的缺口應(yīng)力集中效應(yīng)。即尖端用作撕裂輔助裝置，其方式是它穿刺包裝材料。撕裂輔助裝置原則上允許通過減少銳角來延長(zhǎng)。由此提高缺口應(yīng)力集中效應(yīng)，而在此不會(huì)顯著地增加切割力。特別優(yōu)選地，尖端以一個(gè)在10°和60°的范圍中的、優(yōu)選約30°的銳角收尾，從而實(shí)現(xiàn)良好的缺口應(yīng)力集中效應(yīng)。在一種適宜的擴(kuò)展構(gòu)型中規(guī)定，直的區(qū)段被構(gòu)成，其方式是至少兩個(gè)面優(yōu)選以大約90°的角度相遇。因此基于可由此實(shí)現(xiàn)的矩形的基本形狀允許特別簡(jiǎn)單地制造刀刃部。在一種適宜的擴(kuò)展構(gòu)型中規(guī)定，至少兩個(gè)面優(yōu)選設(shè)置在同一個(gè)平面中并且通過一個(gè)凸起或凹部相互連接。這些凸起或凹部以特別簡(jiǎn)單的方式在它們的端部上構(gòu)成用作撕裂輔助裝置的尖端。在一種適宜的擴(kuò)展構(gòu)型中規(guī)定，所述至少一個(gè)刀這樣地設(shè)置在鐵砧上，使得在所述超聲焊極和所述刀的刀刃部之間維持一個(gè)最小距離，從而在所述超聲焊極和所述刀之間無接觸的情況下所述包裝材料可被切斷。因此可以取消用于避免由超聲波刀具的接觸引起的磨損的部件，例如現(xiàn)有技術(shù)的裝置中的硬質(zhì)合金刀片。此外按照本發(fā)明的裝置具有高的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，該裝置此外包括一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，它調(diào)節(jié)刀在鐵砧中在鐵砧的徑向上的位置。由此能夠根據(jù)待分割的包裝材料以簡(jiǎn)單的方式使刀位置與超聲焊極的振動(dòng)幅度相匹配。由此顯著地減少了裝置的改裝時(shí)間，這有助于提高生產(chǎn)的成本效應(yīng)。優(yōu)選刀僅少許地、尤其是以5 ii m至50 ii m、優(yōu)選10 ii m至20 ii m從鐵站的一個(gè)面向
超聲焊極的側(cè)伸出。刀由此能夠使包裝材料以該尺寸伸向超聲焊極，超聲焊極的高頻振動(dòng)在超聲焊極與鐵砧之間沒有壓緊力的情況下在刀的刀刃部上切斷包裝材料。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，超聲焊極的一個(gè)指向鐵砧的表面面狀地并且無空槽地構(gòu)成。該簡(jiǎn)單的造型顯然有助于改善熱封縫的質(zhì)量和超聲焊極元件的更低廉的制造成本。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，超聲焊極以一個(gè)扁平角度屋頂形地構(gòu)成。由此能夠在焊接和分割包裝材料時(shí)將裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減少到小的角度尺寸并且使整個(gè)生產(chǎn)流程加速。優(yōu)選刀固定地支承在切割裝置中。由此能夠省去在刀和鐵砧之間的用于超聲焊極和鐵砧之間的振動(dòng)解耦的彈性元件，這有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化裝置和降低裝置的成本。此外由此簡(jiǎn)化了刀的更換和校準(zhǔn)。還優(yōu)選該切割裝置設(shè)置在鐵砧的第一熱封區(qū)域和第二熱封區(qū)域之間。由此實(shí)現(xiàn)裝置的特別緊湊的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種用于焊接和分割包裝材料的方法。在此，包裝材料的可靠熱封和無接觸的且無磨損的分割按照本發(fā)明通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即在第一方法步驟中將包裝材料定位在超聲波焊接裝置的一個(gè)超聲焊極和一個(gè)鐵砧之間，并且熱封在前的包裝的一個(gè)底縫。接著在在前的包裝和在后的包裝之間切斷包裝材料，其中，在包裝材料的進(jìn)給方向上不僅由超聲焊極圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸執(zhí)行一個(gè)旋轉(zhuǎn)而且由鐵砧圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸執(zhí)行一個(gè)旋轉(zhuǎn)。在此，切割裝置的一個(gè)從鐵砧的面向超聲焊極的表面突出的刀接觸包裝材料并且在超聲焊極的方向上引導(dǎo)包裝材料。超聲焊極將包裝材料置于振動(dòng)中，從而包裝材料被刀切斷。在此在超聲焊極和鐵砧的每個(gè)位置中都在刀和超聲焊極之間維持一個(gè)最小距離，從而在超聲焊極和刀之間沒有接觸。在最后的方法步驟中熱封在后的包裝的頂縫。還優(yōu)選切割裝置的切割力小于超聲波焊接裝置的熱封力。這有助于改善包裝的頂縫和底縫的熱封質(zhì)量。另外可優(yōu)選地調(diào)節(jié)該刀，從而能夠根據(jù)包裝材料的材料厚度和材料特性使最小距離的大小與超聲焊極的振幅匹配和校準(zhǔn)最小距離的大小。其它的適宜的擴(kuò)展構(gòu)型由其它的從屬權(quán)利要求和說明書得出。


下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中:圖1是在第一位置中的按照本發(fā)明的裝置的示意的剖視圖；圖2是在第二位置中的圖1的裝置的示意的剖視圖；圖3是在第三位置中的圖1的裝置的示意的剖視圖；圖4是圖1的裝置的熱封刀具的放大的示意的剖視圖5是鐵站'的表面的俯視圖；圖6是圖5的鐵砧的側(cè)視圖；圖7是在根據(jù)圖6的俯視圖中的刀的一個(gè)放大部分；和圖8是刀的一部分的一個(gè)立體視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1可見，用于焊接和分割包裝材料4的裝置I包括一個(gè)具有超聲焊極3和鐵砧5的超聲波焊接裝置2，包裝材料4在用箭頭表征的輸送方向F上從超聲焊極和鐵砧之間穿過，包裝材料形成一個(gè)在前的包裝14和一個(gè)在后的包裝15。超聲焊極3可圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸X旋轉(zhuǎn)并且鐵砧5可圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸Y旋轉(zhuǎn)。在鐵砧5的內(nèi)部設(shè)置一個(gè)具有刀7和調(diào)節(jié)裝置9的切割裝置6，刀7借助調(diào)節(jié)裝置9被固定以及在鐵砧5的徑向上被調(diào)節(jié)。切割裝置6設(shè)置在鐵砧5的一個(gè)第一熱封區(qū)域12和一個(gè)第二熱封區(qū)域13之間。如由圖4的放大的示意的剖視圖可見，刀7從鐵砧5的一個(gè)面向超聲焊極3的表面10突出。在此，在以振幅D振動(dòng)的超聲焊極3的用虛線象征地示出的最大偏移時(shí)，在刀7的刀刃部8與超聲焊極3的頂點(diǎn)20之間維持一個(gè)最小距離S。該最小距離S優(yōu)選位于5 u m至50 的范圍中。如由圖4可見，超聲焊極的指向鐵砧5的表面11沒有空槽并且以一個(gè)角度a以小的斜率屋頂形地構(gòu)成。該角度優(yōu)選位于165°至175°的范圍中并且在圖4中舉例地以a =172°示出。包裝的包裝材料4的焊接和分割在三個(gè)步驟或者說位置中進(jìn)行，它們?cè)趫D1至3中示出。在圖1中所示的超聲波焊接裝置2的第一位置中，首先在第一熱封區(qū)域12上熱封在前的包裝14的一個(gè)底縫16，該底縫固定在超聲焊極3和鐵砧5之間。在圖2所示的超聲波焊接裝置2的第二位置中，包裝材料4在在前的包裝14和在后的包裝15之間被切斷。為此，根據(jù)在圖4中所示的例子，超聲焊極3執(zhí)行一個(gè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸X在箭頭Pl的方向上的8°的旋轉(zhuǎn)并且鐵砧5執(zhí)行一個(gè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線Y在箭頭P2的方向上的8°的旋轉(zhuǎn)。由此超聲焊極3的表面11的頂點(diǎn)20 (見圖4)和刀刃部8在徑向上相對(duì)置。在圖4中出于清楚的考慮未示出的包裝材料通過鐵砧5的旋轉(zhuǎn)被刀7向著超聲焊極3的方向抬升或?qū)虿⑶抑С性诘度胁?上。由于超聲焊極3的振動(dòng)，包裝材料4在頂點(diǎn)20和刀的刀刃部8之間被切斷，其中，最小距離S調(diào)節(jié)為小于或最多等于包裝材料的材料厚度，從而在超聲焊極3和刀7之間不發(fā)生機(jī)械接觸。在圖3中所示的超聲波焊接裝置2的第三位置中，在第二熱封區(qū)域13上熱封在后的包裝15的頂縫17。為此，超聲焊極3和鐵砧5分別繼續(xù)執(zhí)行一個(gè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線X或Y在箭頭Pl或P2的方向上的8°的旋轉(zhuǎn)并且在超聲焊極3和鐵砧5之間熱封在后的包裝15的頂縫17。根據(jù)圖5，刀7的刀刃部8位于第一熱封區(qū)域12和第二熱封區(qū)域13之間。刀刃部8被這樣地布置，使得切削刃28突出最遠(yuǎn)。圖5可見，切削刃28基本上沿對(duì)角地從第二熱封面13的左上側(cè)延伸直到第一熱封面12的右下角。由此延長(zhǎng)切割時(shí)間并且減少切割力。在根據(jù)圖6的所屬的剖視圖中可見，刀具有一個(gè)楔形的斜面24，該斜面與鐵砧5的相應(yīng)的面配合作用。刀刃部8突出多少，這可以借助設(shè)置在左邊和右邊的調(diào)節(jié)裝置26通過沿著斜面24的移動(dòng)來調(diào)節(jié)。在圖7和8中所示的切削刃28如下地構(gòu)成。刀7具有一個(gè)基本上矩形的具有前面31和上面29的結(jié)構(gòu)，前面和上面分別位于一個(gè)平面中。前面31交替地被前凹部32和前凸起36分割。前凹部32和前凸起36分別線形地從上向下收尾。上面29交替地被上凸起30和上凹部34分割。上凸起30和上凹部32分別線形地從前向后收尾。上凸起30和前凹部32分別沿著一條線在刀7的前側(cè)和上側(cè)上延伸。前凸起36和上凹部34分別沿著一條線在刀7的前側(cè)和上側(cè)上延伸。前凸起30和上凸起36以及前凹部32和上凹部34分別以一個(gè)鈍角40開始并且實(shí)現(xiàn)一個(gè)銳角40的上尖端35或前尖端33。在具有鈍角40的區(qū)域向具有銳角38的區(qū)域的過渡以弧形的區(qū)段或者以半徑22進(jìn)行。在弧形的區(qū)段22之間存在一個(gè)直的區(qū)段42。在一個(gè)向前突出的尖端直到一個(gè)向上突出的尖端之間存在一個(gè)括號(hào)形的區(qū)段44，它由一個(gè)直的區(qū)段42和兩個(gè)弧形的區(qū)段22組成。兩個(gè)相鄰的上凸起30以一個(gè)路程46相互間隔開。從直的區(qū)段42的端點(diǎn)直到上凸起30—關(guān)于上凸起30的定向——求出過渡長(zhǎng)度48，該上凸起已經(jīng)達(dá)到最大高度并且形成上尖端35。通過求出前凸起36 (在弧形的區(qū)段22離開前尖端33的區(qū)域之后)和上凸起30 (在弧形的區(qū)段22離開上尖端35的區(qū)域之后)之間的路程，確定一個(gè)距離50。銳角38優(yōu)選位于10°至60°的范圍中、特別優(yōu)選為30°。鈍角40優(yōu)選位于60°至150°的范圍中、特別優(yōu)選為130°。路程46優(yōu)選位于2至6mm的范圍中，特別優(yōu)選為3.75mm。直的區(qū)段42優(yōu)選位于0.5至3mm的范圍中，特別優(yōu)選為1.5mm。過渡長(zhǎng)度48優(yōu)選位于0.01至0.1mm的范圍中，特別優(yōu)選為0.03m。距離50優(yōu)選位于0.5至3mm的范圍中，特別優(yōu)選為1mm?；⌒蔚膮^(qū)段22優(yōu)選位于0.01至Imm的范圍中，特別優(yōu)選為0.5mm。所描述的幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的曲折線的特點(diǎn)在于切割長(zhǎng)度在數(shù)量級(jí)上減少20%。因此所需的切割力也減少。因此，切割力比熱封力小。切削刃28的輪廓的特點(diǎn)尤其是弧形的區(qū)段22。前尖端33或上尖端35分別通過這些弧形的區(qū)段22過渡到直的區(qū)段42中。前尖端33和上尖端35通過括號(hào)形的區(qū)段連接。切割力的減少可以相對(duì)于傳統(tǒng)的切割型廓在相同的壓力下由于切削刃28的延長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)。這尤其是由于使用了弧形的區(qū)段22或者說相互過渡的弧線來實(shí)現(xiàn)。另一方面有目的地借助尖端33、35的幾何結(jié)構(gòu)影響切削刃28的缺口應(yīng)力集中效應(yīng)。即尖端33、35用作撕裂輔助裝置，其方式是它們刺穿包裝4。撕裂輔助裝置原則上可以通過減少銳角38來延長(zhǎng)。由此提高缺口應(yīng)力集中效應(yīng),而在此不會(huì)顯著地提高切割力。刀7這樣地固定在鐵砧5中，使得刀刃部8作為鐵砧5的表面的最高線在超聲焊極3的方向上突出。按照本發(fā)明的裝置可以用于或改裝傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的軟管袋機(jī)并且能夠以最小的切割力實(shí)現(xiàn)包裝材料的無接觸且無磨損的分割，切割力小于用于制造頂縫和底縫的熱封力?；诔暡岱獾毒叩淖钚〉男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)非常短的工作記錄和相應(yīng)高的生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.用于分割用于包裝的包裝材料(4)的裝置，包括: 一個(gè)用于包裝材料(4 )的熱封的、具有超聲焊極(3 )和鐵砧(5 )的超聲波焊接裝置(2 )，其中，所述超聲焊極(3)可圍繞一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)并且所述鐵砧(5)可圍繞一個(gè)第二軸(Y)旋轉(zhuǎn)，和 一個(gè)用于分割包裝材料(4)的、具有至少一個(gè)刀(7)的切割裝置(6)，所述切割裝置設(shè)置在鐵砧(5)中，其特征在于， 所述刀(7)具有一個(gè)具有切削刃(28)的刀刃部(8)，所述切削刃包括至少兩個(gè)尖端(33，35)和至少兩個(gè)弧形的區(qū)段(22)，所述弧形的區(qū)段使兩個(gè)尖端(33，35)相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述切削刃(28)具有一個(gè)括號(hào)形的區(qū)段(44)，它包括至少兩個(gè)弧形的區(qū)段(22)。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述切削刃(28)具有一個(gè)直的區(qū)段(42 )，它使至少兩個(gè)弧形的區(qū)段(22 )相互連接。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，通過使至少兩個(gè)面(29，31)優(yōu)選以大約90°的角度相遇，構(gòu)成直的區(qū)段(42)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少兩個(gè)面(29;31)優(yōu)選設(shè)置在同一個(gè)平面中并且通過一個(gè)凸起(30 ；36)或凹部(34 ；32)相互連接。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少兩個(gè)面(29;31)通過一個(gè)凸起(30 ；36)或凹部(34 ；32)并且通過弧形的區(qū)段(22)相互連接。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述尖端(33，35)交替地一次相對(duì)于其中一個(gè)面(31)并且接著相對(duì)于另一個(gè)面(31 ;29)突出。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述尖端(33，35)交替地一次在其中一個(gè)面(31)的法向上并且接著在另一個(gè)面(31 ；29)的法向上定向。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述尖端(33，35)以一個(gè)在10°和60°之間的區(qū)域中的、優(yōu)選大約30°的銳角(38)收尾。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)刀(7)這樣地設(shè)置在鐵砧(5)上，使得在所述超聲焊極(3)和所述刀(7)的刀刃部(8)之間維持一個(gè)最小距離(S)，從而在所述超聲焊極(3)和所述刀(7)之間無接觸的情況下所述包裝材料(4)可被切斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于分割用于包裝的包裝材料(4)的裝置，包括一個(gè)用于包裝材料(4)的熱封的、具有超聲焊極(3)和鐵砧(5)的超聲波焊接裝置(2)，其中，所述超聲焊極(3)可圍繞一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)并且所述鐵砧(5)可圍繞一個(gè)第二軸(Y)旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)用于分割包裝材料(4)的、具有至少一個(gè)刀(7)的切割裝置(6)，所述切割裝置設(shè)置在鐵砧(5)中，其特征在于，所述刀(7)具有一個(gè)具有切削刃(28)的刀刃部(8)，所述切削刃包括至少兩個(gè)尖端(33，35)和至少兩個(gè)弧形的區(qū)段(22)，所述弧形的區(qū)段使兩個(gè)尖端(33，35)相互連接。
文檔編號(hào)B65B51/22GK103189184SQ201180052505
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者J·伊佩斯, U·維杜威爾特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司