支撐組件的制作方法
【專利摘要】一種要用在超聲波焊接機(jī)中的支撐組件，所述超聲波焊接機(jī)包括超聲焊極，該超聲焊極被設(shè)計(jì)成用以將待焊接在一起的第一元件和第二元件壓靠在所述支撐組件上，所述支撐組件具有定位裝置，包括：支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件具有由壁(14A)界定的柱形腔室(C’)，所述壁能夠沿著與所述柱形腔室的軸線方向平行或者一致的方向運(yùn)動，所述柱形腔室能夠與氣動裝置連接，從而使得由空氣施加在可運(yùn)動的所述壁上的壓力能夠?qū)顾龀暫笜O的推力作用；以及具有帶球面幾何形狀的表面的連接構(gòu)件(22)，用于將可運(yùn)動的所述壁的運(yùn)動方向相對于所述基部或所述對比表面取向。
【專利說明】支撐組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用在超聲波焊接機(jī)中的支撐組件。術(shù)語“支撐組件”是指超聲波焊接機(jī)的支撐組件，待焊接在一起的第一元件和第二元件放置在該支撐組件上，并且這些元件被焊接機(jī)的超聲焊極壓在支撐組件上。
[0002]本發(fā)明尤其涉及的支撐組件包括:
[0003]-接收第一元件和第二元件的接納構(gòu)件，該接納構(gòu)件具有對比表面(contrastsurface)，待焊接的第一和第二元件置于該對比表面上以被壓在對比表面與超聲焊極之間；
[0004]-靜止不動基部；以及
[0005]-定位裝置，該定位裝置置于接納構(gòu)件和基部之間，用于將對比表面在空間中取向。

【背景技術(shù)】
[0006]超聲波焊接技術(shù)要求待連接在一起的部件在其相互聯(lián)接的整個區(qū)域上均勻地受壓在支撐組件的對比表面與超聲焊極之間。然而，來自待連接構(gòu)件的參考幾何形狀或者焊接機(jī)自身其他構(gòu)件的可能偏差，該偏差例如由于所述部件的制造公差(過程分布寬度)或者由于機(jī)器構(gòu)件的磨損造成，會妨礙上述狀況發(fā)生。
[0007]如上所述的定位裝置能夠?qū)⒅谓M件的對比表面在空間中取向，從而補(bǔ)償之前描述的幾何偏差并能夠使待焊接的部件在其整個聯(lián)接區(qū)域上均勻地受壓。
[0008]前述類型的支撐組件例如在歐洲專利申請N0.EP0344137A1中描述。在這種支撐組件中，定位裝置由球面幾何形狀的兩個表面構(gòu)成，這兩個表面之間可以引入壓力空氣以形成氣墊，該氣墊被設(shè)計(jì)成使得兩個表面之間能夠在基本沒有摩擦的情況下相對運(yùn)動。在這種情況下，兩個表面能夠彼此相對運(yùn)動以調(diào)節(jié)支撐組件的位置。一旦正確的位置得以實(shí)現(xiàn)，兩個表面便再次彼此接觸，然后超聲焊極開始焊接操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，人們?nèi)愿杏X需要這樣一種支撐組件，S卩，該支撐組件不僅能夠?qū)Ρ缺砻嫒∠蛞匝a(bǔ)償如上所述的幾何形狀偏差還能夠限制超聲焊極施加在所述表面上的壓力，同時結(jié)構(gòu)簡單且易于裝配。
[0010]本發(fā)明的目的在于通過具有如權(quán)利要求1所述特征的支撐組件來實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個。
[0011 ] 權(quán)利要求構(gòu)成本文提供的本發(fā)明技術(shù)教導(dǎo)的整體部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]現(xiàn)在結(jié)合附圖僅通過非限制性的實(shí)施例來描述本發(fā)明，在附圖中:
[0013]-圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩個支撐組件的透視圖；
[0014]-圖1A示出了包裝件的示例，該包裝件可以借助于本文描述的支撐組件加以焊接；
[0015]-圖2是圖1中支撐組件的分解透視圖；
[0016]-圖3是圖1中支撐組件的支撐件的軸測投影圖；
[0017]-圖4是本文所描述的支撐組件的定位裝置的元件的俯視圖；
[0018]-圖5a和圖5b分別示出了本文所描述的支撐組件的接納構(gòu)件的俯視圖和側(cè)視圖；
[0019]-圖6是本文所描述的支撐組件的局部剖視側(cè)視圖；
[0020]-圖7是在取出焊接部件情況下從圖1中兩個支撐組件上方觀察到的軸測投影圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在接下來的描述中圖解說明了各個特定細(xì)節(jié)，其目的在于提供對實(shí)施例的深入理解?？梢詻]有一個或更多個特定細(xì)節(jié)的情況下或者可以在使用其他方法、組成部件、或材料等的情況下獲得實(shí)施例。在其他情況下，沒有詳細(xì)地圖解說明或描述已知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以使實(shí)施例的各個方面是清楚的。
[0022]本文所采用的附圖標(biāo)記僅為方便起見，其因而不會限定保護(hù)范圍或?qū)嵤├姆秶?br> [0023]參照附圖，附圖標(biāo)記10指示要用在超聲波焊接機(jī)中與該焊接機(jī)的超聲焊極200協(xié)同操作的支撐組件。
[0024]總體上，本文所描述的支撐組件包括:
[0025]-用于容裝將要連接在一起的第一元件和第二元件的接納構(gòu)件2，該接納構(gòu)件具有對比表面2A，第一元件和第二元件置于該對比表面上以受壓在該對比表面與超聲焊極之間；
[0026]-靜止不動基部8；以及
[0027]-置于所述接納構(gòu)件和所述基部之間的定位裝置，用來將所述對比表面在空間中取向。
[0028]應(yīng)當(dāng)指出的是，本文所描述的支撐組件能夠用于任何超聲波焊接應(yīng)用場合，假定其適用于各種用途，同時保持其基本特性，這些將從下面的描述中清晰地顯現(xiàn)出來。
[0029]在任何情況下，本文所描述的支撐組件被特別設(shè)計(jì)用于熱塑性包裝件的超聲波焊接。
[0030]在上述應(yīng)用場合中，待焊接的兩個元件通常是兩片包裹材料、或者是容器以及用于密封該容器的膜、或者是容器和蓋、又或者還可以是兩個半殼等，它們一起形成了包裝件。
[0031]在這個方面，圖1A通過示例示出了裝有產(chǎn)品P的包裝件100，該包裝件由第一半殼101和第二半殼102構(gòu)成，這兩個半殼在其周向匹配凸緣101A、102A處連接在一起，所述周向匹配凸緣利用超聲波技術(shù)焊接在一起。出于從下面的描述中將清晰地顯現(xiàn)出來的原因，證明在將待連接在一起的兩個元件沿著根據(jù)閉合環(huán)形路徑延伸的區(qū)域加以焊接這類應(yīng)用場合中使用本文所描述的支撐組件是特別有利的。
[0032]附圖所示支撐組件10被設(shè)置用于用在圖1A所示包裝件100的焊接中。
[0033]在不同的實(shí)施例中，如在所圖示的一個實(shí)施例中，接納構(gòu)件2具有棱柱形本體4A，該本體4A具有空腔4A’用來容納待焊接的兩個元件其中之一(在示例中圖示為半殼101)，在該半殼101上設(shè)置另一個半殼102。板件4B經(jīng)由螺釘固定在本體4A上，在板件4B的中心設(shè)處設(shè)有開口 4B’，該開口的廓形對應(yīng)于空腔4A’的頂部嘴部的廓形。板件4B在開口 4B’的周圍具有突起的邊緣，其限定在支撐組件的對比表面2A的頂部處。將要被焊接在一起的部件，在此示例中為凸緣101A、102A擱置該表面上。
[0034]如上所述地，接納構(gòu)件2經(jīng)定位裝置的插置而安裝在基部8上。
[0035]總的來說，上述定位裝置包括(參見圖6):
[0036]-具有柱形腔室C’的支撐構(gòu)件6，該腔室由能夠沿著與該腔室的軸線方向平行或者一致的方向運(yùn)動的壁14A界定，并且所述腔室能夠與氣動裝置連接，使得由空氣施加在可運(yùn)動的所述壁上的壓力能夠?qū)钩暫笜O對支撐組件對比表面2A的推力作用；以及
[0037]-具有帶球面幾何形狀的表面的連接構(gòu)件22，其用于將可運(yùn)動的所述壁的運(yùn)動方向相對于所述基部或所述對比表面取向；需要指出的是，這里采用的術(shù)語“柱形”指代任何在整個高度上具有恒定不變橫截面的腔室，而不管該橫截面的特定形狀如何。
[0038]正如下文將要詳細(xì)描述地，本文所描述的定位裝置能夠發(fā)揮組合作用，S卩，對對比表面的位置加以調(diào)節(jié)；并對超聲焊極壓靠所述表面的壓力加以控制。
[0039]本 申請人:已發(fā)現(xiàn)，上述組合作用能夠在所獲得的密封品質(zhì)方面得到相當(dāng)?shù)母纳疲绕涫窃诿芊鈪^(qū)域沿著相對寬闊的路徑延伸的情況下，例如圖1A中所示包裝件的密封區(qū)域的環(huán)形路徑。所獲得的密封實(shí)際上其特征在于粘合力沿著整個密封區(qū)域是恒定的并小于預(yù)定值，從而在一方面確保包裝件能夠?qū)⒈煌耆]合，并在另一方面使得消費(fèi)者能夠通過施加相等不變和相對輕松的力方便地打開包裝件。
[0040]在各個實(shí)施例中，如圖示的一個實(shí)施例中，支撐構(gòu)件包括由棱柱體構(gòu)成的塊體12，該棱柱體具有面對接納構(gòu)件2的頂側(cè)12A以及面對基部8的底側(cè)12B。頂側(cè)12A具有柱形空腔16’，該柱形空腔由本體4A的具有相對應(yīng)幾何形狀的底部分14接合。底部分14的底面構(gòu)成了上面提到的可運(yùn)動壁14A，并且與空腔16’ 一起限定出本文所描述的定位裝置的柱形腔室C’(參見圖6)。
[0041]所述腔室能夠經(jīng)由塊體12側(cè)壁上的孔18’與氣動裝置連接，所述氣動裝置被設(shè)計(jì)成用以將帶壓力的空氣引入到腔室中，附圖中只能看到該啟動裝置的連接件150。如在下文中所描述地，帶壓力的空氣在可運(yùn)動壁14A上施加的作用力對抗超聲焊極的推力作用。
[0042]在各個實(shí)施例中，如在圖示的一個實(shí)施例中，塊體12的底側(cè)12B擱置在連接構(gòu)件22上，而連接構(gòu)件22又?jǐn)R置在基部8上。連接構(gòu)件22使得塊體12能夠?qū)Ρ缺砻?A在空間中取向。應(yīng)當(dāng)指出的是，可運(yùn)動壁14A的區(qū)域的質(zhì)心理想地通過與可運(yùn)動壁的運(yùn)動方向平行的直線連接于連接構(gòu)件22的球形表面的幾何中心。
[0043]在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，如在圖示的一個實(shí)施例中(參見圖4)，柱形空腔16’沿著與其軸線方向正交的方向沿著閉合的環(huán)形路徑延伸，該環(huán)形路徑優(yōu)選由兩個長的直線節(jié)段16’A(平行于塊體12的縱向壁)和兩條相對的圓周圓弧16’B (其間連接兩條直線節(jié)段16’ A的相應(yīng)端部)確定。本體4A的底部14為具有對應(yīng)幾何形狀的管形構(gòu)造。
[0044]在各個實(shí)施例中，如在圖示的一個實(shí)施例中(參見圖2和圖6)，連接構(gòu)件22由第一組件22A和第二組件22B構(gòu)成，它們分別與塊體12的底側(cè)12B和頂側(cè)12A相關(guān)聯(lián)。具體而言，第一組件22A被接納在形成于塊體12底側(cè)12B上的中心空腔24’中，位于在根據(jù)水平平面的剖視圖中在由空腔16’限定的環(huán)形形狀以內(nèi)的位置處。而第二組件22B則被接納在頂側(cè)12A的空腔26’中，位于與空腔24’相對應(yīng)的位置處。兩個空腔24’和26’共同確定塊體12的內(nèi)壁32，限定出兩個空腔共同的在中央穿孔的底部。
[0045]連接構(gòu)件的兩個組件22A和22B被穿孔并由螺釘28穿過，螺釘?shù)膸菁y端部與形成在基部8上的帶螺紋孔8’接合，而螺釘?shù)念^部則將由第一組件22A、第二組件22B和設(shè)在它們之間的壁32構(gòu)成的整體壓靠在基部8上。因此，壁32被夾持在兩個組件22A、22B之間，使得塊體12只能跟隨著由構(gòu)件22允許的擺動運(yùn)動。在這方面，第一組件22A和第二組件22B都包括在帶球面幾何形狀的相應(yīng)表面處相互接觸的一對元件,這對元件能夠通過沿著所述表面彼此滑動來改變它們的相對位置。在這兩個組件中，兩個元件中的一個元件與壁32接觸，而另一個元件在第一組件22A中擱置于基部8上，或者在第二組件22B中由螺釘28的頭部接合。因此，壁32將跟隨與其接觸的兩個元件相對于關(guān)于螺釘28和基部8固定的另外兩個元件運(yùn)動。
[0046]圖2是本文所描述的支撐組件的裝配模式的示意圖。應(yīng)當(dāng)指出的是，在圖示的實(shí)施例中，基部8由單塊板構(gòu)成，該單塊板被設(shè)計(jì)成用以支撐兩個獨(dú)立的接納構(gòu)件2。
[0047]支撐組件的裝配具體為:將連接構(gòu)件的第一組件22A布置在板8上，然后將塊體12安裝在組件22A上，將第二組件22B安裝在塊體12的空腔26’中，再然后采用螺釘28將這一整體固定至基部8。接下來通過將管狀部分14插入到空腔16’中而將本體4A連同其板4B安裝到塊體12上。塊體12和本體4A最終經(jīng)由螺釘34相連接，該螺釘穿過塊體12并通過其帶螺紋端部與形成在本體4A底側(cè)上的孔接合。螺釘34的長度使得在任何情況下只要被擰入所述孔中便能夠讓本體4A相對于塊體12做豎直運(yùn)動，從而使得壁14A能夠在空腔16’內(nèi)運(yùn)動；所述豎直運(yùn)動的行程的終點(diǎn)在底部處由承載在塊體12上的本體4A確定，而在頂部處由承載在塊體12中的座部38的底部上的螺釘34的頭部確定。
[0048]本文所描述的支撐組件的操作具體為:將給定壓力下的空氣引入到塊體12的柱形腔室中。帶壓力的空氣將本體4A相對于塊體12升起一段距離，該段距離隨著空氣壓力變化而變化，并具有作為最大限值的上述行程終點(diǎn)位置。利用在這種狀況下的支撐組件10，超聲焊極200下落并將待連合的部件(例如圖示實(shí)施例中的兩個半殼101、102的凸緣101A、102A)壓靠對比表面2A。如果這些部件和超聲焊極之間不對準(zhǔn)的情況下，超聲焊極將在最初僅通過該超聲焊極的最上面部分進(jìn)行接觸，并且這將確定接納構(gòu)件的擺動運(yùn)動(由于連接構(gòu)件22而能夠?qū)崿F(xiàn)該運(yùn)動)，從而將消除任何的不對準(zhǔn)。
[0049]一旦與待連合的部件相接觸，超聲焊極就開始振動，在其界面區(qū)域中產(chǎn)生熱量，并因此觸發(fā)對這些部件的密封過程。
[0050]在整個焊接操作過程中，柱形腔室C’被恒定地保持在壓力下，而本體4A則在其上浮動:因此，超聲焊極所施加的任何高于空氣施加在可運(yùn)動壁14A的對抗力的推力將導(dǎo)致本體4A下降，進(jìn)而致使超聲焊極的施壓動作無效。
[0051]通過調(diào)節(jié)被引入到腔室C’中的空氣壓力可以建立最大壓力值，超過該最大值超聲焊極將不能操作。這樣以來，能夠以簡單和十分可靠的方式控制焊接部件之間的粘附力。
[0052]在優(yōu)選的實(shí)施例中，支撐組件還可以包括一個或更多個通道，該通道從基部8的底側(cè)開始穿過整個組件并終止于接納構(gòu)件的空腔4A’中，并且該通道由構(gòu)成支撐組件的元件中的每個元件中的孔42’確定。焊接機(jī)的抽取裝置(由圖7中的銷300表示)將穿過這些通道，當(dāng)焊接操作結(jié)束時在通道內(nèi)向上運(yùn)動以將剛焊接好的包裝件從腔室4A’排出。在優(yōu)選的實(shí)施例中，如在圖示的一個實(shí)施例中，有兩個這樣的通道，它們在連接構(gòu)件22的相對側(cè)上延伸并處于由空腔16’限定的環(huán)形路徑內(nèi)的位置處。
[0053]當(dāng)然，在不違背本發(fā)明原理的情況下可以改變實(shí)施例和構(gòu)造的細(xì)節(jié)，甚至是相對于本文僅通過非限制性實(shí)施例圖解說明的內(nèi)容作出重大改變，只要其不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍即可。
[0054]具體而言，可以改變支撐構(gòu)件和連接構(gòu)件的相互布置，所述布置在上述實(shí)施例中具體為:連接構(gòu)件接觸基部，而支撐構(gòu)件設(shè)在連接構(gòu)件上，但是也可以改變并反過來，即，也可以為:支撐構(gòu)件接觸基部而連接構(gòu)件設(shè)在支撐構(gòu)件上。
【權(quán)利要求】
1.一種要用在超聲波焊接機(jī)中的支撐組件，所述超聲波焊接機(jī)包括超聲焊極，該超聲焊極被設(shè)計(jì)成用以將待焊接在一起的第一元件和第二元件壓靠在所述支撐組件上， 所述支撐組件包括: -用于容裝所述第一元件和所述第二元件的接納構(gòu)件(2)，該接納構(gòu)件具有對比表面(2A)，所述第一元件和所述第二元件自身放置在該對比表面上，以便受壓在所述對比表面與所述超聲焊極之間； -靜止不動的基部⑶；以及 -設(shè)在所述接納構(gòu)件和所述基部之間的定位裝置，該定位裝置用于將所述對比表面在空間中取向， 所述支撐組件其特征在于，所述定位裝置包括: -支撐構(gòu)件出)，該支撐構(gòu)件具有由壁(14A)界定的柱形的腔室(C’)，所述壁能夠沿著與所述腔室的軸線方向平行或者一致的方向運(yùn)動，所述腔室能夠與氣動裝置連接，從而使得由空氣施加在可運(yùn)動的所述壁上的壓力能夠?qū)顾龀暫笜O對所述對比表面(2A)的推力作用；以及 -具有帶球面幾何形狀的表面的連接構(gòu)件(22)，用于將可運(yùn)動的所述壁的運(yùn)動方向相對于所述基部或所述對比表面取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐組件，其中，所述壁(14A)能夠在兩個端位置之間運(yùn)動，這兩個端位置由相對于所述基部￠)固定的相應(yīng)的行程終點(diǎn)表面確定。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的支撐組件，其中，所述支撐構(gòu)件包括設(shè)在所述接納構(gòu)件(2)與所述基部(8)之間的塊體(12)，該塊體在第一側(cè)上具有柱形的空腔(16’)，并在相對側(cè)上具有用于容裝所述連接構(gòu)件(22)的座部(24’)，并且其中，所述支撐構(gòu)件包括本體(14)，該本體的形狀與所述柱形空腔的形狀相對應(yīng)，該本體以可運(yùn)動的方式接合所述空腔(16，)。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的支撐組件，其中，所述空腔(16’)在與其軸線方向正交的方向上沿著閉合的路徑延伸，并且其中，用于容裝所述連接構(gòu)件的所述座部設(shè)在與所述閉合的路徑的內(nèi)部區(qū)域相對應(yīng)的位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支撐組件，其中，所述閉合的路徑具有伸長的環(huán)形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支撐組件，其中，所述閉合的路徑由兩條長的直線節(jié)段(16’ A)和兩條相對的圓周圓弧(16’ B)確定,所述兩條相對的圓周圓弧將兩條直線節(jié)段(16’ A)的相應(yīng)端部連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的支撐組件，其中，所述塊體(12)的面對所述接納構(gòu)件(2)的頂側(cè)(12A)具有所述柱形空腔(16’)，所述接納構(gòu)件具有底部分(14)，該底部分與所述空腔(16’ )接合，并且所述底部分的底面限定可運(yùn)動的所述壁(14A)， 并且其中，所述塊體(12)的面對所述基部(8)的底側(cè)(12B)具有用于容裝所述連接構(gòu)件的所述座部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支撐組件，其中，所述塊體(12)的所述柱形空腔(16’)在與其軸線方向正交的方向上沿著閉合的路徑延伸，并且其中，所述塊體(12)在所述頂側(cè)(12A)和所述底側(cè)(12B)上分別具有第一容裝空腔(26’ )和第二容裝空腔(24’)，這兩個容裝空腔被定位在與所述路徑的內(nèi)部區(qū)域相對應(yīng)的位置處，并限定所述塊體(12)的內(nèi)壁
(32)， 其中，所述第二容裝空腔(24’ )確定所述容裝座部，并接納所述構(gòu)件的第一連接組件(22A)，該第一連接組件支撐所述塊體(12)，將所述塊體保持在相對于所述基部(8)升高的位置處， 其中，所述連接構(gòu)件包括被接納在所述第一容裝空腔(26’)中的第二連接組件(22B)，所述第一連接組件(22A)和所述第二組件(22B)將所述內(nèi)壁(32)夾持在這兩個連接組件之間，并且 其中，所述第一連接組件(22A)和所述第二連接組件(22B)均包括一對元件，這對元件在相應(yīng)的具有球面幾何形狀的表面上相互接觸，這對元件能夠通過沿著所述表面彼此滑動來改變這對元件的相對位置。
【文檔編號】B29C65/08GK104385574SQ201410466197
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】G·格魯金斯基 申請人:索雷馬泰克股份有限公司