用于对管的端部进行密封以具有圆形构型的超声波管密封件的工具的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月14日提交的美国实用发明专利申请no.14/967,525的优先权，并且还要求于2014年12月19日提交的美国临时申请no.62/094,398和于2015年1月26日提交的美国临时申请no.62/107,629的权益。上述每个申请的全部公开内容通过参引并入本文。

本公开涉及超声波管封口机以及用于超声波管封口机的工具。

背景技术：

本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

在图1中示出了典型的超声波管封口机100的模型。超声波管封口机100的典型部件包括超声波换能器102、增压器104和超声波焊头106。来自20khz至60khz频率的电源101的电能通过超声波换能器102转换成机械能。在超声波换能器102中转换的机械能被传递至管108，管108待被通过增压器104和超声波焊头106密封。增压器104和超声波焊头106通过增益因子从超声波换能器102执行传递机械能以及转换机械振动的功能。

导致超声波焊头尖端110的机械振动是执行对管108进行密封的任务的动作。超声波焊头尖端110示例性地包括位于超声波焊头尖端110的侧面上的一个或更多个成形工具(未示出)。管108的待密封的部分——通常为端部112——被放置在超声波焊头尖端110与砧座116的砧座尖端114之间，并且由砧座尖端114支承。砧座尖端114示例性地包括成形工具(未示出)。超声波焊头尖端110的成形工具与管108的端部102接触，将端部102夹在超声波焊头尖端110的成形工具与砧座尖端114的成形工具之间。通常，将超声波焊头尖端110与砧座尖端114相距一预定距离，使得在超声波焊头尖端110的成形工具与砧座尖端114的成形工具之间存在预设的间隙，管108的待密封的端部112位于预设的间隙中。超声波振动通过超声波焊头尖端110被施加到管108的端部112。超声波振动产生热量以将管108的端部112的材料粘合在一起，其中，端部112被夹在超声波焊头尖端110的成形工具与砧座尖端114的成形工具之间。超声波焊头尖端110的成形工具和砧座尖端114的成形工具还例如通过对管108进行切割而形成管108的端部112。通过电源101提供的电能然后停止，并且管108的端部112在超声波焊头尖端110的成形工具与砧座尖端114的成形工具之间保持短暂的一段时间的闭合。这种现有技术的超声波管封口机的示例是可从bransonultrasonicscorporation,danbury,connecticut获得的branson超声波管焊接系统。

通常，超声波焊头尖端110的成形工具和砧座尖端114的成形工具形成管108的端部112为方端。也就是说，端部112的远端边缘和两个相对的侧边缘是正方形(或矩形)的侧面。例如，当超声波焊头尖端110的成形工具和砧座尖端114的成形工具在将管108的端部112夹在其间时以方形切口切割管108的端部112。如果处理密封管108的那些操作者、比如超声波管封口机的操作者和密封管108的包装者处理时不用心，那么该方形端部可能具有尖锐的边缘，尖锐的边缘可能存在切割的风险。

技术实现要素：

本部分提供本公开的总体概述，并且不是其全部范围或其全部特征的全面公开。

根据本公开的一个方面，用于超声波管封口机的工具包括超声波焊头尖端和砧座。超声波焊头尖端和砧座各自具有至少一个成形工具。成形工具具有在管的端部被超声波管封口机密封时使管的端部形成为圆形的构型。

在一个方面中，成形工具具有半圆形构型，该成形工具在半圆形构型处接合管的端部。在一个方面中，超声波焊头尖端和砧座中的一者的成形工具具有半圆形焊盘，该半圆形焊盘具有从半圆形焊盘的外周或者绕半圆形焊盘的外周正交地延伸的弧形壁，并且超声波焊头尖端和砧座中的另一者的成形工具具有对应的凸起的半圆形焊盘，凸起的半圆形焊盘在超声波焊头尖端和砧座的对应的成形工具组合在一起时被接纳在由弧形壁限定的空间中。在一个方面中，焊头尖端的成形工具具有半圆形焊盘，半圆形焊盘具有从半圆形焊盘的外周或者绕半圆形焊盘的外周正交地延伸的弧形壁，并且砧座的成形工具具有对应的凸起的半圆形焊盘。

在一个方面中，超声波焊头尖端包括多个成形工具并且超声波焊头尖端具有多个侧面。超声波焊头尖端的侧面中的至少两个侧面板各自具有超声波焊头尖端的多个成形工具中的一个成形工具。在该方面中，砧座也包括多个成形工具。砧座具有相对的端部，其中，每个端部具有多个侧面。砧座的每个端部的侧面中的至少两个侧面各自具有砧座的成形工具中的一个成形工具。

在一个方面中，超声波焊头尖端和砧座具有纵向取向，其中，超声波焊头尖端的每个成形工具沿着与超声波焊头尖端的纵向中心轴线平行的轴线敞开，并且砧座的每个成形工具具有与超声波焊头尖端的对应的成形工具的取向对应的取向。

在一个方面中，超声波焊头尖端和砧具有横向取向，其中，超声波焊头尖端的一个侧面具有相对的成形工具，其中，相对的成形工具中的每个成形工具沿着横向于纵向中心轴线的轴线向外敞开，并且砧座的一个侧面具有相对的成形工具，其中，砧座的每个成形工具的取向与超声波焊头尖端的对应成形工具的取向对应。

在一个方面中，工具套件包括超声波焊头尖端和砧座。

附图说明

本文中描述的附图仅用于所选择的实施方式的说明性目的，而不是所有可能的实现，并不意图限制本公开的范围。

图1是现有技术的超声波管封口机的示意图；

图2是根据本公开的一个方面的超声波管封口机的示出超声波焊头尖端和砧座尖端的一部分的立体图；

图3是更详细地示出图2的砧座尖端的具有位于其上的管的立体图；

图4是更详细地示出图2的砧座尖端的不具有位于其上的管的立体图；

图5是根据本公开的一个方面的超声波管封口机的示出超声波焊头尖端和砧座尖端的另一实施方式的一部分的立体图；

图6是更详细地示出图5的砧座尖端的具有位于其上的管的立体图；

图7是更详细地示出图5的砧座尖端的不具有位于其上的管的立体图；

图8是表示根据本公开的一个方面的超声波管封口机的示出超声波焊头尖端和砧座尖端的另一实施方式的一部分的立体图；

图9是更详细地示出图8的砧座尖端的具有位于其上的已经被切割一半的管的立体图；以及

图10是更详细地示出图8的砧座尖端的具有位于其上的管的立体图。

贯穿若干附图，对应的附图标记表示对应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图对示例性实施方式进行更全面地描述。

参照图2至图4，根据本公开的一个方面，用于超声波管封口机202(在图2中仅示出超声波管封口机202的一部分)的工具200(图2)构造成在端部204被密封时使管206的端部204形成为圆形构型(图3)。应当理解的是，除了工具200之外，超声波管封口机202具有与超声波管封口机100相同的基本部件，并且以相同的方式操作。

工具200包括超声波焊头尖端208和砧座210。在一个方面中，工具200包括工具套件201，工具套件201包括超声波焊头尖端和砧座210。超声波焊头尖端208设置在超声波管封口机202的超声波焊头212上。在示例性实施方式中，超声波焊头尖端208是可更换部件，并且以可拆卸的方式安装在超声波焊头212上。在一个方面中，超声波焊头尖端208是超声波焊头212的一体的部分。

超声波焊头尖端208示例性地具有多个侧面216。侧面216中的至少一个侧面具有位于其上的成形工具218，成形工具218构造成在管206的端部204被密封时形成管206的待被倒圆角的端部204。示例性地，砧座210具有相对的端部214，每个端部具有多个侧面215。侧面215中的至少一个侧面具有位于其上的成形工具220，成形工具220构造成与超声波焊头尖端208的成形工具218接合并且与成形工具218配合以在端部204被密封时形成待被倒圆角的端部204。

在图2至图4所示的说明性实施方式中，超声波焊头尖端208的成形工具218具有半圆形焊盘222和弧形壁224，弧形壁224从半圆形焊盘222的外周226以正交的方式延伸。砧座210的成形工具220具有对应的凸起的半圆形焊盘228，当管206的端部204被超声波管封口机202密封时，半圆形焊盘228被容纳在由弧形壁224限定的空间中，如在图2中最佳示出的。

超声波管封口机202以与超声波管封口机100相同的方式操作，以密封管206的端部204。也就是说，超声波焊头尖端208的成形工具中的一个成形工具与砧座210的成形工具220中的一个成形工具接触，以将端部204夹在其间。超声波振动通过超声波焊头尖端208施加到管206的端部204。超声波振动产生热量以将管206的端部204的材料粘合在一起，其中，端部204被夹在超声波焊头尖端208的成形工具218与砧座210的成形工具220之间。成形工具218、220也比如通过对管206进行切割而形成管206的端部204，以在图3中最佳示出的示例性实施方式中具有圆形构型、比如半圆形形状。应当理解的是，工具200可以具有使管206的端部204形成为具有不同于半圆形的圆形构型，比如半椭圆形构型。然后，由电源101(图1)提供的电能停止，并且管206的端部204在超声波焊头尖端208的成形工具218与砧座210的成形工具220之间保持短暂的一段时间的闭合。

在端部204已经被密封之后，管206的端部204的圆形构型具有平滑的边缘，并且如果不消除则会减小由具有方形端的密封端的管的尖锐边缘引起的问题。

在图2至图4所示的示例性实施方式中，超声波焊头尖端208的两个相对的侧面216各自具有位于其上的成形工具218。应当理解的是，超声波焊头尖端208可以构造成仅在侧面216中的一个侧面上或在侧面216的多于两个侧面上具有成形工具218。在图2和图3所示的示例性实施方式中，砧座211具有四个侧面215，四个侧面215各自具有位于其上的成形工具220。应当理解的是，砧座210可以构造成为具有位于其上的少于四个成形工具220或多于四个成形工具。

在图2至图4所示的示例性实施方式中，工具200具有纵向(或成一直线的)取向，其中，超声波焊头尖端208的每个成形工具218沿着与超声波焊头尖端208的纵向中心轴线230(图2)平行的轴线232敞开，并且砧座210的每个成形工具220具有与超声波焊头尖端208的对应成形工具218的取向对应的取向。在该实施方式中，管206沿与超声波焊头尖端208的纵向中心轴线230平行的直线路径插入工具200中。

在图5至图7所示的另一示例实施方式中，工具500包括超声波焊头尖端508和砧座510。在该示例性实施方式中，超声波焊头尖端508是可更换的部件并且安装在超声波焊头212上。在一个方面中，超声波焊头尖端508是超声波焊头212的一体的部分。

在图5至图7所示的示例性实施方式中，工具500具有横向(或九十度)取向，其中，超声波焊头尖端508的每个成形工具518沿着横向于超声波焊头尖端508的纵向中心轴线530的轴线532敞开，并且砧座510的成形工具520具有相似的取向。除了它们的取向之外，超声波焊头尖端508的成形工具518和砧座510的520成形工具分别与上述的成形工具218、220相同。就此而言，位于超声波焊头尖端508的侧面516上的成形工具518与位于超声波焊头尖端208的侧面216上的成形工具218相比旋转了90度。位于砧座510的侧面515上的成形工具520(每个成形工具520如在图7中最佳所示地包括半圆形凸起焊盘528，)与砧座210的成形工具220相比也旋转了90度。工具500还构造成在端部204被密封时使管206的端部204形成为圆形构型。在后一实施方式中，管206沿横向于超声波焊头头508的纵向中心轴线530的横向路径进给到工具500中。超声波管封口机202如上所述地以其他方式进行操作。在一个方面中，工具500包括工具套件50，工具套件50包括超声波焊头尖端508和砧座510。示例性地是工具套件501，其中

尽管超声波焊头尖端508的具有成形工具518的每个侧面516被示出为具有一个成形工具518，但是应当理解的是，超声波焊头尖端508的具有位于其上的成形工具518的每个侧面516可以具有位于其上的两个相对的成形工具518。然后，砧座510的每个侧面515将具有位于其上的两个对应的成形工具520。因此，可以使用工具500的这种变型同时密封两个管206，其中，第二管206从与工具500的在图5至图7中示出的管206所插入的侧面相反的侧面被插入到工具500中。参照图8至图10示出和描述了该实施方式的示例。

在图8至图10所示的另一示例性实施方式中，工具800包括超声波焊头尖端808和砧座810。在该示例实施方式中，超声波焊头尖端808是可更换的部件并且安装在超声波焊头212上。在一个方面中，超声波焊头尖端808是超声波焊头212的一体的部分。

在图8至图10所示的示例性实施方式中，工具800具有横向(或九十度)取向，其中，超声波焊头尖端808的每个成形工具818沿着横向于超声波焊头尖端808的纵向中心轴线830的轴线832敞开，并且砧座810的成形工具820具有相似的取向。除了它们的取向之外，超声波焊头尖端808的成形工具818和砧座810的成形工具820分别与上述的成形工具218、220相同。工具800示例性地是工具套件801，工具套件801包括超声波焊头尖端808和砧座810。就此而言，位于超声波焊头尖端808的侧面816上的成形工具818与位于超声波焊头尖端208的侧面216上的成形工具218相比旋转了90度。每个侧面816具有位于其上的相对两个的成形工具818，相对两个的成形工具818定向成沿着轴线832向外敞开，使得两个成形工具818相对于彼此敞开180度。位于砧座810的侧面815上的成形工具820(每个成形工具820如图10中最佳所示地包括半圆形凸起焊盘828)与位于砧座210的成形工具220相比也旋转了90度。砧座810的具有成形工具820的每个侧面815具有两个成形工具820，所述两个成形工具820与超声波焊头尖端808的包括对应的取向的成形工具818对应。因此，砧座的每个成形工具820具有与超声波焊头尖端808的对应的成形工具818的取向对应的取向。

工具800构造成对管206进行切割并且还对在切口的相对侧面上对管834、836进行切割所得到的端部838、840进行密封。也就是说，管206被插入到工具800中，使得管206跨过工具800。在该示例性实施方式中，工具800构造成将管206切割成两半，形成所得到的两个管834、836的端部838、840并且密封这些端部838、840，端部838、840邻近于该切口以具有圆形构型。在该示例性实施方式中，管206被定向成使得其横向于纵向中心轴线830并被进给到工具800中，使得管206沿着轴线832横向地跨过工具800。然后，超声波封口机如上所述地以其他方式进行操作。

实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的而提供的。这并非意在穷举或限制本公开。特定实施方式的单个元件或特征通常不限于该特定实施方式，但是在适用的情况下是可互换的，并且可以在所选择的实施方式中使用，即使没有具体示出或描述。特定实施方式的单个元件或特征也可以以许多方式变化。这些变型不被视为偏离本公开，并且所有这些修改意在被包括在本公开的范围内。