专利名称：用于密封包装的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种密封包装的装置，该装置包括密封单元以及支承座(abutment)，在密封单元与支承座之间，多个材料层设置成夹紧并熔合在一起。本发明还涉及一种密封包装的方法。
背景技术：
一种将带塑料涂层的、基于纤维的包装层压片密封在一起的传统可行方法是所谓的超声波密封。根据这种技术，要熔合并密封在一起的材料层被夹紧在超声波喇叭和支承座之间。超声波喇叭使材料振动，并且因为在材料和其之间分界面的迟滞损失类型不同，材料将被加热，塑料部分熔化，并且由于压缩而被熔合并焊接在一起。然而，这个技术是传统采用的，并且对于在本领域的技术人员来说是公知的，在这里将不更详细地进行描述。
EP 708022 B1公开了在所谓的山形顶盖包装上的顶部封口的超声波密封。根据这种结构，借助于超声波喇叭将待密封材料相对于支承座压紧。该公开内容集中解决了会产生灰尘的振动的自由边缘所固有的问题。通过与超声波喇叭平行延伸并且与自由边缘邻接以便由此而减少自由边缘振动的特殊机械臂，来解决这个问题。
US 4,581,873公开了用于超声波密封砖块形包装的上部封口的另一种结构。在这种结构中，超声波喇叭悬挂在通过将力矩施加在一个连杆的枢轴上来启动的复杂连杆系统中。此外，支承座也悬挂在通过将另一个力矩施加在这个连杆的另一个枢轴上来启动的z形连杆中。该公开文献致力于实现超声波喇叭和支承座的分开驱动。一旦超声波喇叭和支承座位于正确的位置，那么就通过启动压缩气缸，而对它们施加压力。这种压缩气缸通过锚固到超声波喇叭的单元中间以及转而作用于锚固到支承座的单元上的跟部上的连杆，来起作用。通过这种方式，由于超声波喇叭的整个悬挂机构朝包装和支承座移动，从而使超声波喇叭平移。因为第一连杆是固定的，因此超声波喇叭的这种移动又被弹簧吸收，这种弹簧在完全密封后使超声波喇叭返回到彼此分开操作喇叭和支承座的位置。
WO 01/094234公开了一种用于密封具有所谓的重叠封口的管状包装坯件的超声波喇叭和支承座。这种封口是通过两个密封在一起的纵向边缘所产生的管而形成，其中一条边缘放置在与第二边缘相邻的材料外部。为了适于密封这种类型的管，超声波喇叭设有适于容纳在重叠封口处出现的额外材料厚度的凹部。
WO 96/21595公开了另一种系统，其中支承座设有用于容纳重叠接合处的较大材料厚度的凹部。
上述类型的密封系统通常构造成用于以可重复方式获得正确密封。它们的基本设计和结构必须简单，并且能够以正确的方式密封包装，即使包装的材料以及包装的构造或位置在一些限度内变化也是如此。此外，它们必须经常能够结合密封操作一起来预成形包装，以便实现在包装的最后折叠后形成的密封。上述的设计和结构并不完全满足这些标准。第一种结构适于形成确定的山形顶盖包装，但不适于形成具有向下折叠转角垂片的砖块形包装。第二种结构过于复杂，并且当在要实现超声波喇叭和支承座之间的包装材料压缩而将压缩空气送入气缸时，很难获得正确的压缩力。后两种结构的缺点在于，为了获得正确的密封，必须将包装及其重叠封口分别装入到超声波喇叭和支承座内的凹部中。
因此，对于适当的基本结构需求没有满意的解决方案。因而本发明的一个目的是实现一种装置，其满足了或其基本设计和结构使其易于满足对前言中所公开的那类密封装置提出的上述以及其他结构的需求。
发明内容
根据本发明，上述目的通过由前言公开的那种类型的装置来实现，这种装置已被赋予的特征包括支承座连接在至少一个细长元件上，所述细长元件在远离支承座、朝向并通过密封单元的方向上延伸，越过密封单元的细长元件设置成与至少一个第一操作元件连接，操作元件设置成在密封单元和所述第一操作元件之间施加作用力，以使这些元件在彼此远离的方向上移动并且使得支承座和密封单元在彼此相向的方向上移动。通过以这种方式来设计装置，就可以实现只有有限量的构件突出到传送待密封包装的传送路径之上的结构。此外，系统设计成使得支承座和密封单元可以成比例的速度彼此简单地相向移动，并且如果操作单元关于施加的作用力是对称的，那么支承座和密封单元将彼此相向对称地移动。由于将因此而自动获得连同密封操作在一起的包装对称折叠，因此在多个情况下，这种对称移动是所希望的。此外，由于那些在包装路径附近移动的构件可以设计为简单的拉杆，而操作单元所需的稍微更复杂的结构可以放置在距离包装传送路径一段距离处，因此这种结构是所希望的，这意味着可以更简单地保持包装附近的高卫生等级。对于可采用用于保持高卫生等级的层流同时不会过度中断气流的可能性而言，简单的拉杆也是有利的。空气可以是无菌空气，或者是至少净化了颗粒的空气。
从所附的从属权利要求中，本发明的实施例是显而易见的。
根据一实施例，该装置包括至少两个远离支承座、朝向并穿过密封单元延伸的细长元件。通过采用两个细长元件，就可以比较简单地确保在移动和施加作用力上均可获得所希望的平行状态。再一次提到，结构的简化(利用成对施加使用牵引力，就避免了对机械刚性锚定点的需要)意味着可以用简单的方式将卫生等级保持在满意的等级。
优选的是，通过包括设置成限制操作元件和密封元件之间的作用力并从而限制支承座和密封单元之间作用力的至少两个作用力限制耦合部件的第二操作元件的居间作用(intermediary)，而将作用力从操作单元施加到密封单元上。通过这种方式，就可以确保在密封部位始终获得正确的压缩力，即使材料的厚度与期望的厚度相比稍微有些偏差。如上所述，如果作用力限制元件定位未设在待密封包装上方的那部分机构处，那么这是有利的。另一优点在于，如果在机器中出现任何故障，作用力限制耦合部件能够有助于降低因以错误方式夹紧在密封单元和支承座之间的任何东西而使相对昂贵的密封单元受到损坏的风险。例如，作用力限制元件可以包括某种形式的机械弹簧、气压或液压气缸、气压或液压隔膜，或者可提供一定最大作用力的类似元件。强力预拉伸机械弹簧通常传递增大的作用力，甚至在已经传送预拉伸作用力之后，但由于进一步的压缩，利用由于弹簧、预拉伸等级和周围结构的正确选择和设计，几乎可以忽略这种作用力的增大。气压和液压系统可以传递即使在操作单元的连续移动时也相同的固定最大作用力。
根据一优选实施例，第二操作元件包括至少第一和第二构件，第一构件至少部分设置成包围第二构件和作用力限制耦合部件，耦合部件设置成在所述构件之间施加作用力以使它们倾向彼此远离地被促动，并且通过包围第二构件并设置成紧靠第二构件的第一构件那部分，来限制这种要彼此远离地进行促动的倾向。在这种具有所谓的短节(overshot)的辅助下，由第二操作元件支撑的密封单元就像已被锚固一样随操作元件一起移动，直到支承座和密封单元以超过作用力限制耦合部件的限制水平的作用力彼此而相互压紧。一旦到达限制位置，则支撑密封单元的那部分将不再移动，即使操作单元会继续移动。
有利的是，耦合部件包括隔膜，其向外的挠曲设置成可通过加压流体(例如液体或气体)来操作。如上所述，这种耦合部件将传递与有效面积及隔膜中的压力成比例并且一旦达到限制水平就保持不变的作用力。
根据一优选实施例，操作单元包括可与密封单元和支承座的移动方向基本横向地平移的互连部件，并且互连部件一方面枢轴式连接在互连部件上的第一连杆与第二操作元件的所述第一和第二构件中未与密封单元连接的那个构件的居间作用而与密封单元连接，而另一方面枢轴式连接在互连部件上的第二连杆和第二操作元件的居间作用而与第一操作元件连接。通过这种方式，互连部件在横向方向上的操作就必定导致在第一和第二操作元件之间沿细长元件而产生了相对移动。这个结构通常被指定为肘节机构，其中互连部件对应于曲肘或肘节，而连杆对应于上臂和前臂。这种结构的一个优点是，当连杆构成锐角(在支承座和密封单元开始相互聚拢)时，互连部件的微小移动将引起支承座和密封单元的相对较大位移，并且各连杆沿着其方向而延伸成笔直(在聚拢移动终点)时，将在密封单元和支承座内仅仅获得用于互连部件平移的轻微移动。在移动终点，移动过程中的传送比还使得利用互连部件上的有限作用力，就可以产生支承座和密封单元的强有力压缩。
有利的是，第二操作单元与所述细长元件滑动连接。通过这种方式，该系统将自动地有助于抵消细长元件的向外横向挠曲。
优选的是，操作单元在名义终端位置设置成将密封单元和支承座拉近成在它们之间形成间隙的程度，这种间隙的宽度小于将被密封在一起的材料层的总厚度，优选小于在密封单元和支承座通过由作用力限制耦合部件所限定的作用力彼此相向促压时所获得的将被密封在一起的材料层的总厚度。
通过这种方式，就可以确保能够始终获得正确的压缩和密封，同时通过可靠地提供间隙，就可以确保支承座和密封单元不会彼此接触，这意味着，在这点上已经消除了损坏通常比较昂贵的密封单元的风险。
根据本发明，上述目的还通过前言描述的那类装置来实现，该装置已被赋予的特征包括支承座和密封单元与公共操作单元连接，并且由于密封单元和支承座均以基本相同的速度分布图而彼此相向平移，因此支承座和密封单元设置成彼此相向地拉近在一起，并且包装设置成与密封单元和支承座的移动方向横向地进行平移。通过这种方式，获得对称的压缩和封口成形就是比较简单的。通过将系统设计成使得包装与密封单元和支承座的移动方向横向地进行平移，就可以在一方面在密封单元与支承座之间而另一方面在密封单元与包装之间实现选择性的相对移动，因此就可以优化移动，以便获得包装的待密封部分的正确形成。
有利的是，装置可操作，以便最初在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装，随后，装置在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更低的速度来平移包装，随后，装置在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装。通过这种方式，将首先实现包装的正确定位，随后包装被夹紧在一起，直到在密封单元和支承座之间仅有有限的间隔。在这个位置中，示例性描述为管状形式的包装已被夹紧在一起，以便形成所谓的祈祷式(praying)横向封口。其后，装置操作，以便在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装。通过这种方式，就可实现包装的待密封部分的最后压缩。例如，这种压缩对于其中密封翼片的最外部分将折叠在底部下方或沿着侧面向下折叠的包装而言是有利的。这种所谓的转角垂片折叠可以形成在由Fetra Pak以商标Tetra Brik上市的砖块形包装的顶部和底部处。如果上述肘节机构用于这种应用，那么还将获得沿其移动方向可改变肘节的传送比的固有优点。如果首先启动包装提升机构并且随后开始移动肘节机构，那么由于肘节机构的相对较高传送比，这将最初获得高的提升速度并且随后获得高的聚拢速度。在肘节机构的移动终点，具有会使提升速度将再次相对较高的低传送比。通过暂时降低移动中间时的提升速度，就可以补充这种传送比的变化和开始时间差。
有利的是，支承座与至少一个在远离支承座、朝向并穿过密封单元的方向上延伸的细长元件连接，在这种情况下，越过密封单元的细长元件设置成与至少一个第一操作元件连接，并且操作元件可操作，以便在密封单元和所述第一操作元件之间施加作用力，从而使它们在彼此远离的方向上移动，并且使得支承座和密封单元在彼此相向的方向上移动。通过以这种方式来设计装置，就可以实现只有有限数量的构件突出而越过传送待密封包装的传送路径的结构。另外，系统设计成使得支承座和密封单元以成比例的速度而彼此相向移动是比较简单的，并且，如果操作单元关于动力供应源是对称的，那么支承座和密封单元将彼此相向对称地移动。在许多情况下，这种对称移动是所希望的，因为这将连同密封操作一起自动实现包装的对称折叠。另外，由于在包装路径附近移动的那些构件可以设计为简单的拉杆，而操作单元所需的稍微更复杂的结构可以放置在距离包装的传送路径一段距离处，因此这个结构是所希望有的，这使得更容易保持在包装附近的高卫生等级。简单的拉杆对于在没有过度中断气流的情况下尽可能采用无菌层流来保持高卫生等级也是具有积极意义的。
根据本发明，上述目的还通过由前言公开的那类装置实现，所述装置已被赋予的特征包括在名义终端位置，密封单元和支承座拉近至在它们之间形成间隙的程度，该间隙的宽度小于将被密封在一起的材料层的总厚度，并且优选小于该将被密封在一起的材料层在密封单元和支承座通过由作用力限制耦合部件所限定的作用力而彼此相向促压时所获得的总厚度。通过这种方式，就可以确保始终获得正确的压缩和密封，同时，通过确保间隙，就可以确保在支承座和密封单元之间没有形成彼此接触，这意味着，在这点上已经消除了损坏通常比较昂贵的密封单元的风险。
有利的是，支承座和密封单元与公共操作单元连接，并且由于密封单元和支承座均以基本相同的速度分布图而彼此相向平移，因此支承座和密封单元设置成彼此相向地拉近在一起，并且包装设置成与密封单元和支承座的移动方向横向地进行平移。通过这种方式，获得对称的压缩和封口的成形就是比较简单的。通过将系统设计成使得包装与密封单元和支承座的移动方向横向的方向上移动，就可以一方面在密封单元与支承座之间以及另一方面在密封单元与包装之间获得选择性的相对移动，因此就可以优化移动，以便获得包装的待密封部分的正确成形。
有利的是，装置可操作，以便最初在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装，随后，装置在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更低的速度来平移包装，随后装置在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装。通过这种方式，将首先实现包装的正确定位，随后，包装被夹紧在一起，直到在密封单元和支承座之间只有有限的间隔。在这个位置中，示例性描述为管状的包装已被夹紧在一起，以便形成所谓的祈祷式横向封口。之后，装置可操作，以便在横向方向上以比密封单元和支承座在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移包装。通过这种方式，将实现包装的待密封部分的最后压缩。例如，这种压缩对于其中密封翼片的最外部分要折叠在底部下方或沿着侧面向下折叠的包装而言是有利的。这种所谓的转角垂片折叠可以形成在由Tetra Pak以商标Tetra Brik上市的砖块形包装的顶部和底部处。
根据本发明，上述目的还通过一种密封包装的方法来实现，所述方法包括以下步骤将片状或薄板状包装坯件形成为管，其中通过在接缝中将两条边缘熔合并焊接在一起，其中一条边缘与另一条边缘重叠，从而将管定向成使得所述接缝转为面向超声波密封单元，以便横向密封该管，在超声波密封单元和支承座之间将管夹紧在一起，在超声波密封单元和支承座彼此接近并将包装坯件夹紧到实现包装坯件密封的程度之前，启动超声波密封单元，通过超声波密封单元的预先启动，而在所述接缝处切割出切口(incision)，切口一方面沿横向封口延伸并且另一方面至少部分地延伸穿过所述接缝中的材料层，并且将超声波密封单元和支承座进一步聚拢以便实现密封。通过这种方式，就可以实现高质量的封口，即使存在材料厚度变化，例如由于在待密封部分中的接缝或类似结构而导致的厚度变化。通过在材料过大程度地夹紧在一起之前启动超声波单元，则超声波喇叭将切割材料，并且获得清楚且限定的切口，而不是在某些情况下因过高接触压力而导致形成不受控的裂纹。通过在额外的材料层中切割出切口，随后密封单元和支承座将在它们之间沿封口的整个宽度来夹紧厚度基本均匀的材料，结果就获得来在整个宽度上的一致的密封质量。
现在将参考出于示范性目的而显示来本发明一个当前优选实施例的所附示意图，来更详细地描述本发明。在附图中图1是用于同时密封两个包装的装置的透视图；图2是图1所示驱动机构的放大比例的透视图；图3是密封装置的驱动机构的透视图；图4是密封装置、待密封包装、包装提升机构，以及所包括构件的相对移动的侧视图；图5较大比例地显示了图4所示超声波密封喇叭和包装之间的相对移动；图6是一方面在驱动机构与支承座之间而另一方面在超声波单元与支承座之间的密封装置的动力传动系的透视图及局部剖视图；图7从上方显示了待密封包装相对于超声波单元和支承座的定位；以及图8从上方显示了在超声波单元单元和支承座之间进行密封时的包装的构造。
一个优选实施例的详细描述下文将更详细地描述的密封装置适于同时密封两个包装，但本发明当然也适用于一次密封一个包装或一次密封若干个包装的配置。如图1所示，密封装置包括通过横撑条1而锚固在由伺服电动机2驱动的皮带传动3上的两个包装提升机构1a，1b。当通过伺服电动机2上下移动横撑条1所紧固于其上的那部分皮带传动3时，横撑条1以及包装提升机构1a，1b将上下移动。包装10设置成向上提升，以便待密封部分到达超声波喇叭5a，5b与支承座6之间(还参见图4和图5)。图1中的标号4涉及驱动单元，其包括超声波喇叭5a，5b的机械驱动和电子驱动。
图2显示了部分机械驱动机构的截面。通过驱动可接着驱动螺母状结构9的螺杆8的电动伺服电动机7来实现驱动，该螺母状结构9以球轴承方式安装到螺杆上，以便在螺杆8旋转时沿螺杆8上下移动。这种通常被称为滚珠丝杠的结构是可商业获得的，并且将不再详细描述。如图6更加清楚显示，这种螺母状结构9连接在从螺母9中伸出且伴随该螺母而沿着螺杆8上下移动的轭(yoke)11上。位于其两侧并且锚固在轭11上的是两个管状结构11a和11b管状结构11a和11b可着两个杆22a-22b而垂直滑动，所述杆22a-22b各自具有两个枢轴式锚定在各自管状结构11a-b上的连杆12a-12b，12c-12d。
设置在各对应管11a，11b同一侧的两个连杆12b，12d的另一端枢轴式锚定在公共尾端件13中。这个尾端件13锚定到并互连到三个杆14a-14c上，杆14a-14c设置成用于支撑其端部与尾端件13相对的支承座6(见图4和图6)。另外两个设置在各自管11a，11b另一侧的连杆12a，12c又枢轴式锚定到可相对于杆14a-14c滑动平移的公共操作滑座(carriage)15上。伺服电动机7相对于机器框架的相应部分而锚固，这意味着当伺服电动机7驱动螺杆8时，螺母状结构9将上下移动，这也意味着操作滑座15和尾端件13将分别彼此相向和彼此远离地移动。操作滑座15又与超声波单元5a，5b连接，并且如前所述，尾端件13通过杆14a-14c的居间作用与支承座6连接。当操作滑座15和尾端件13彼此相向移动时，支承座6和超声波单元5a，5b将彼此远离移动，反之亦然。
超声波单元5a，5b各自由滑座16a，16b来支撑，滑座16a，16b独立地滑动地轴颈接合(journalled)在杆14a-14c上并且各自部分地通过两气压隔膜17a-17d中每一个的居间作用并且部分地通过短节16c-16d中各短节的居间作用而连接在操作滑座15上(从图3和图4中最清楚显示)。气压隔膜17a-17b和17c-17d成对地连接在两个压力调节器18(仅显示一个)上，以使那些分别与同一滑座16a和16b连接的隔膜17a-17b和17c-17d连接在同一压力调节器18上。作为备选，可以使用一个调节所有隔膜17a-17d内压力的调节器18。隔膜17a-17d始终被加压到约2-4巴的压力，这取决于要实现多宽的封口。由于被定位在操作滑座15和两滑座16a-16b之间，隔膜17a-17d将迫使这些滑座分开，直到滑座16a-16b将不能相对于操作滑座15进一步移开，除非短节16c-16d限制这种移动。只要该系统未相对于操作滑座15而在滑座16a-16b上加载任何压缩力，那么这三个滑座将以单一刚性连锁移动的方式而移动。当操作滑座15将从伺服电动机7移开，并且滑座16a-16b通过超过了处于相关压力下的隔膜17a-17d作用力(并通过其给定面积)的作用力而被减速时，滑座16a-16b将克服隔膜17a-17d的阻力，而相对于操作滑座被促压得更加接近。因此，隔膜17a-17d将作为作用力限制元件。即使操作滑座15具有足够强度以便以超出隔膜17a-17d作用力的作用力来压迫滑座16a-16b，也不可能在给定压力下以超出隔膜17a-17d作用力的作用力来向前移动滑座16a-16b。将在下文中更加详细解释密封操作连同其实际功能。
滑座16a-16b又支撑了两个超声波密封单元，各超声波密封单元包括将交流电转换为机械振荡的能量转换器19a-19b，以及设置成将机械振荡传送到待密封包装10上的密封喇叭5a，5b。各能量转换器19a-19b通过连接件20a-20b的居间作用，而连接在以正确的频率和强度来提供电压和电流形式的电能的某些形式的发电机或类似机构上。这些器件是商业上可获得的，在本申请中将不再详细描述。能量转换器19a-19b通常包括所谓的压电元件组，其在交变电场中呈现不同的形式。
在这一段中，将详细描述起动周期和生产周期。机械功能必须首先校准到正确的设置。然后，伺服电动机7运行到终端位置，以便上述管状结构1a-1b与底板21接触。在这个位置中，连杆12a-12d将笔直地向外竖起，以便它们处于与杆14a-14c平行的直线上。从动力传动的观点来看，它们另外处在三个杆14a-14c拉伸的平面内是比较合适的。当驱动系统处于这个终端位置时，调整超声波单元5a-5b并还可能调整支承座6，以使它们彼此紧靠并且彼此完全平行。其后，为伺服电动机7a-7b指示一个新的终端位置。这个终端位置必须稍微位于机械终端位置的上方，以便在没有包装就位并且因某些原因使机器未记录没有包装时，可以确保超声波单元5a-5b和支承座6在生产中不会彼此接触。由于肘节机构具有大的传送比，因此，在伺服电动机7中出现与停止在正确停止位置有关的任何可能错误将不会牵涉到超声波单元5a-5b终端位置的任何较大差别。在本实例中，名义停止位置(在超声波单元5a-5b和支承座6之间)设定为0.15mm。包装材料的厚度为大约0.5mm，这意味着在所述密封中，1mm的材料必须夹在超声波喇叭5a-5b和支承座6之间。在这种情况下，包装材料在密封时就利用将其压缩到总厚度大约为0.4mm(两层，每层0.2mm的厚度)的作用力而被夹紧。因此，密封作用结合材料压缩，就使材料的厚度达到无载厚度的大约30-60％。另外，安全间隙的宽度为压缩包装材料厚度的大约30-60％大小，或者宽度是未压缩包装材料厚度的大约10-20％大小。由于这组不同厚度和终端位置之间的关系，就获得来可以可靠地实现正确密封的系统，并且这种系统还确保系统中的零件不会因彼此碰撞而受到损坏。
在生产中，包装10首先比较快速地向上朝着超声波单元5a-5b和支承座6之间的间隔而平移。在这种移动中移动了一段微小的距离，超声波单元5a-5b和支承座6改为开始相对于包装的提升移动而比较快速地移动。超声波单元5a-5b和支承座6的这种聚拢开始将管的端部挤压到一起，使得端部变成类似于细长的翼片。在该移动的终点处，包装10将再一次比较快速地向上平移，结果，那些将要形成包装顶部或底部的面板10a-10b就被折叠起来，使得它们变成与包装的主纵向方向10c基本上成直角。如果释放上部转角垂片并向外折叠以便它们笔直向外突出，这样密封翼片就被抬起而笔直向上突出，那么就可通过传统的Tetra Brik包装来实现这种状态。由于支承座6和超声波单元以相同的速度移动，那么就在密封翼片的任一侧以相同方法形成包装。图5和图6显示了超声波单元5a-5b上的点以及包装10上的点如何彼此相对地移动。待密封包装材料由一定的作用力而固定地夹紧在超声波单元5a-5b和支承座6之间，伺服电动机7越向下驱动管11a-11b，即肘节机构12a-12d变得越直，那么该作用力就变得越大，直到隔膜17a-17d不再能传递更大的作用力。在这个位置，由于支承座6刚性地机械连在肘节上，因此支承座6将继续移动一段较短距离，同时包装材料和超声波单元将受压并且朝着操作滑座15而稍微向后平移，由于操作滑座15同样刚性地连接到肘节机构上，因此操作滑座15将继续其朝向支承座6的名义移动。由于隔膜17a-17d具有由压力调节器18控制的内压力，因此包装材料上的夹紧作用力将始终是来自于隔膜17a-17d的作用力总和除以包装材料在超声波喇叭5a-5b上的邻接面积，尽管存在支承座6和操作滑座15之间的稍微过度的彼此相向移动。
待密封包装10设置成旋转成使其纵向重叠接缝10d朝向超声波喇叭5a-5b。在材料已经夹紧在一起达到可使超声波喇叭5a-5b的启动导致包装焊接和熔合在一起的程度之前，启动超声波喇叭5a-5b。这就使超声波喇叭5a-5b将切割出穿过附加材料层的切口，包装10在重叠接合10d处显示该切口。当超声波喇叭5a-5b已经切过附加材料层(其在沿着超声波喇叭前侧的范围是有限的)时，夹紧作用力将沿着超声波喇叭5a-5b的整个宽度来传递，结果，超声波喇叭5a-5b的作用力将在包装材料的表面上给出相当低的接触压力，这又使超声波喇叭5a-5b不再以会导致切割开包装材料表面的作用力来进行夹紧。
当超声波喇叭5a-5b和支承座6已经被迫压至彼此贴靠在一起并且实现了密封时，包装就显示来这样所获得的构造，其中，采用传统的砖块形包装，并且转角垂片从侧边向上提升或者底部转角垂片从底部向外折叠，而使所述垂片笔直向外突出并且使得翼片从包装上笔直突出。图8显示了从上方看去的包装10的外观。顶部面板10a-10b和转角面板10e-10f(见图5)基本与杆14a-14c平行并且翻转而面向上，而转角面板10e-10f翻转而面向下。
权利要求
1.一种用于密封包装(10)的装置，包括密封单元(5a-5b)和支承座(6)，在所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)之间，多个材料层设置成夹紧、密封并熔合在一起，所述支承座(6)连接在至少一个细长元件(14a-14c)上，所述细长元件(14a-14c)在从所述支承座(6)朝向并经过所述密封单元(5a-5b)的方向上延伸，超出所述密封单元(5a-5b)的所述细长元件(14a-14c)设置成连接在至少一个第一操作元件(13)上，并且操作单元(7a-7b)设置成在所述密封单元(5a-5b)与所述第一操作元件(13)之间施加作用力，以便使所述密封单元(5a-5b)及所述第一操作元件(13)在彼此远离的方向上平移，并使所述支承座(6)和密封单元(5a-5b)在彼此相向的方向上平移，其特征在于，来自所述操作单元(7a-7b)的作用力通过第二操作元件(15，16a-16b)的居间作用而施加在所述密封单元(5a-5b)上，所述第二操作元件(15，16a-16b)包括设置成限制所述操作元件(15，16a-16b)与密封单元(5a-5b)之间的作用力并因此限制所述支承座(6)与密封单元(5a-5b)之间的作用力的至少一个作用力限制耦合部件(17a-17d)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二操作单元(15，16a-16b)包括至少第一构件(16a-16b)和第二构件(15)，所述第一构件(16a-16b)设置成至少部分地包围所述第二构件(15)及所述作用力限制耦合部件(17a-17d)，所述耦合部件(17a-17d)设置成在所述构件(15，16a-16b)之间施加作用力，使得这些构件(15，16a-16b)倾向被彼此远离地促动，并且通过所述第一构件(16a-16b)的包围所述第二构件(15)并设置成紧靠所述第二构件(15)的那部分(16c-16d)，来限制这种被彼此远离地促动的倾向。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耦合部件(17a-17d)包括隔膜，所述隔膜的向外挠曲设置成由加压流体、例如液体或气体来操作。
4.根据上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，所述操作单元(7a-7b)包括可与所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)的移动方向基本上成横向地平移的互连部件(11，11a-11b)，所述互连部件一方面通过枢轴式连接在所述互连部件(11，11a-11b)上的第一连杆(12a，12c)的居间作用以及所述第二操作元件(15，16a-16b)的所述第一构件和第二构件中未与所述密封单元(5a-5b)相连的那个构件的居间作用而连接在所述密封单元(5a-5b)上，并且另一方面通过枢轴式连接在所述互连部件(11，11a-11b)和所述第二操作元件(13)上的第二连杆(12b，12d)的居间作用而连接在所述第一操作元件(13)上。
5.根据上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，所述第二操作元件(15，16a-16b)可滑动地连接在所述细长元件(14a-14c)上。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作单元(7a-7b)设置成在名义终端位置处将所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)聚拢成在它们之间形成一定间隙的程度，所述间隙的宽度小于将被密封并熔合在一起的那些材料层的总厚度，并且优选小于在所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)被作用力限制耦合部件(17a-17d)所限定的作用力彼此相向地促压时所获得的将被密封并熔合在一起的材料层的总厚度。
7.一种用于密封包装(10)的装置，包括密封单元(5a-5b)和支承座(6)，在所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)之间，多个材料层设置成夹紧、密封并熔合在一起，其特征在于，所述支承座(6)和所述密封单元(5a-5b)连接在公共操作单元(7a-7b)上并且设置成彼此相向地聚拢，其中，所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)均以基本相同的速度分布图而彼此相向平移，并且所述包装(10)设置成在与所述密封单元(5a-5c)和所述支承座(6)的移动方向成横向的方向上平移，所述装置可操作，以便首先在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移所述包装(10)，之后，所述装置可操作，以便在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更低的速度来平移所述包装(10)，之后，所述装置可操作，以便在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移所述包装(10)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述支承座(6)连接在至少一个细长元件(14a-14c)上，所述细长元件(14a-14c)在从所述支承座(6)朝向并经过所述密封单元(5a-5b)的方向上延伸，超出所述密封单元(5a-5b)的所述细长元件(14a-14c)设置成连接在至少一个第一操作元件(13)上，并且所述操作单元(7a-7b)设置成在所述密封单元(5a-5b)和所述第一操作元件(13)之间施加作用力，使得所述密封单元(5a-5b)和所述第一操作元件(13)在彼此远离的方向上移动，并且使得所述支承座(6)和所述密封单元(5a-5b)在彼此相向的方向上移动。
9.一种用于密封包装(10)的装置，包括密封单元(5a-5b)和支承座(6)，在所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)之间，多个材料层设置成夹紧、密封并熔合在一起，其特征在于，所述密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)在名义终端位置处聚拢成在它们之间形成一定间隙的程度，所述间隙的宽度小于将被密封并熔合在一起的那些材料层的总厚度，并且优选小于在所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)被作用力限制耦合部件(17a-17d)所限定的作用力彼此相向地促压时所获得的将被密封并熔合在一起的那些材料层的总厚度。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述支承座(6)和密封单元(5a-5b)连接在公共操作单元(7a-7b)上并且设置成彼此相向地聚拢，其中所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)均以基本相同的速度分布图而彼此相向地平移，同时所述包装(10)设置成在与所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)的移动方向成横向的方向上平移。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置可操作，以便首先在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移所述包装(10)，之后，所述装置可操作，以便在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更低的速度来平移所述包装(10)，之后，所述装置可操作，以便在所述横向方向上以比所述密封单元(5a-5b)和支承座(6)在其各自移动方向上的速度更高的速度来平移所述包装(10)。
12.一种密封包装(10)的方法，包括以下步骤将片状或薄板状包装坯件成形成管，其中两条边缘在接缝(10d)中焊接并熔合在一起，其中一条所述边缘重叠在另一条所述边缘上，对所述管(10)进行定向，以便所述接缝翻转而面向超声波密封单元(5a-5b)，为了横向密封所述管(10)，在所述超声波密封单元(5a-5b)和支承座(6)之间将所述管(10)夹紧到一起，在所述超声波密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)已经彼此接近并且将所述包装坯件(10)夹紧至实现了所述包装坯件(10)密封的程度之前，启动所述超声波密封单元(5a-5b)，通过预先启动所述超声波密封单元(5a-5b)而在所述接缝(10d)处切割出切口，所述切口一方面沿所述横向封口延伸，并且另一方面延伸而至少部分地穿过所述接缝(10d)中的材料层，以及将所述超声波密封单元(5a-5b)和所述支承座(6)进一步聚拢，以实现密封。
全文摘要
本公开涉及一种用于密封包装的装置，该装置包括密封单元(5b)与支承座(6)，在它们之间多个，材料层(10)设置成将被夹紧、密封并熔合在一起，其特征在于，支承座(6)与至少一个在从支承座(6)朝向并且穿过密封单元(5b)的方向上延伸的细长元件(14c)相连，越过密封单元(5b)的细长元件(14c)设置成与至少一个第一操作元件(13)连接，并且操作单元设置成在密封单元(5b)和所述第一操作元件(13)之间施加作用力，以使这些单元在彼此远离的方向上移动，并且使支承座(6)和密封单元(5b)在彼此相向的方向上移动。
文档编号B65B7/16GK1882475SQ200480034535
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月12日 优先权日2003年11月24日
发明者A·德伦, J·斯文松 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司