[發明專利]用于超聲波加工的表面結構加工元件

有效

• 申請號: 201580057750.5
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN107107115B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: U·沃格勒
• 申請（專利權）人: 海爾曼超聲波技術兩合有限公司
• 主分類號: B06B3/00
• 分類號: B06B3/00;B29C65/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

本發明涉及一種用于加工材料的加工元件，比如超聲焊極或砧座，包括基本上圓筒形或圓筒部段形并且設計成在加工期間與材料接觸的承載面，其中加工元件設計成在加工期間繞其縱向軸線旋轉，使得承載面在待加工材料上滾動，其中在承載面上布置至少一個沿徑向伸出承載面的結構元件，其中結構元件具有設計成與待加工材料接觸的頂側。根據本發明，為了提供當材料與承載面進入接觸和/或脫離接觸時減少超聲焊極的突然撓曲的加工元件，頂側至少在一些部分中沿周向以小于頂側與圓筒軸線之間的最大間距的曲率半徑凸出彎曲或包括至少兩個包括<180°的角度的表面部分。

技術領域

本發明涉及一種用于加工材料的加工元件，包括基本上呈圓筒形式或圓筒的部段形式的承載面。在加工期間加工元件繞其縱向軸線旋轉使得承載面對著待加工材料滾動。在這方面已知具有圓筒形承載面的和在待加工材料上滾動的以及產生例如連續的縱向接縫的加工元件和也具有僅一個(或多個)呈圓筒的部段形式的承載面的加工元件，使得當加工元件旋轉時，呈圓筒的部段形式的承載面與待加工材料每轉只接觸一次從而例如產生橫向的密封接縫。

特別是當這樣的加工元件用于材料的超聲波加工時，如果其承受超聲波振動則一般被稱作超聲焊極，或者如果其相對于超聲焊極布置則被稱作砧座。

背景技術

比如，超聲波加工設備可以既有呈輥狀的超聲焊極也有呈輥狀的砧座，呈網狀的材料通過兩者間并且當材料被超聲焊極朝著砧座方向加壓時被加工。

砧座的承載面經常被構造，也就是說其具有至少一個結構元件但通常是多個沿徑向伸出承載面的結構元件。在有些情況下取而代之的或是附加地超聲焊極的承載面被相應地構造。結構元件用于在加工操作期間焊接材料并且可能在材料上凸印相應的圖案或者標識(如果結構元件呈標識的形式的話)。

在現有技術中，結構元件具有用于接觸待加工材料的平的頂面，和周向延伸的將頂面連接到承載面的側表面。在用加工元件加工后，已加工材料具有相應的表面壓花。結構元件的頂面共同形成了所謂的密封表面。

原則上加工元件不僅可以用于材料的超聲波加工而且可以用于例如產生熱密封接縫。

然而在下文中參照用于超聲波加工的加工元件描述本發明，特別是參照具有相應的結構元件的砧座。然而應當理解所有在下文中描述的特征也可以用于超聲焊極并且此外也可以用于相對于其它加工方法。

有用于生產橫向密封接縫的超聲波加工機器。在這種情況下超聲焊極和/或砧座的承載面包括呈圓筒的部段形式的元件。每當呈圓筒的部段形式的承載面與材料進入接合時，實施材料加工。因為承載面不持續與待加工材料接觸，很難調節超聲焊極壓靠砧座的合適的焊接力。通常此處會使用調節機構，其比如測量相應的力并將其與參考值相比較。

每當要產生相應的橫向密封接縫時，呈圓筒的部段形式的承載面或設置在承載面上的結構元件與材料進入接合。由于將超聲焊極或砧座固定到機座的保持裝置中不能完全消除的彈性，由超聲焊極和砧座要施加的反作用力導致一方面在超聲焊極和配對工具之間、另一方面在超聲焊極和機座之間的相對位移。然而由于加工元件的旋轉，結構元件會與材料突然進入接合使得結構元件必須承受突然的沖擊力。此時，力調節裝置難以設置合適的力。由于突然的接合，超聲焊極發生另外的振動，并且配對工具也可能由于其在機座上的固定發生振動。也就是說，由于砧座的結構元件通過待加工材料施加在超聲焊極上的突然的沖擊，超聲焊極相對機座發生相對位移。

隨之而來是超聲焊極繞靜止位置減小振動，在這種情況下超聲焊極施加在配對工具上的力以及因此的焊接結果隨振動而改變。

按同樣的方式，如果呈圓筒的部段形式的承載面與材料進入接合，會涉及相對于超聲焊極的突然的放松，這也是不理想的。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種當材料與承載面進入接合并且/或者脫離接合時，減少超聲焊極突然的撓曲的加工元件。