[发明专利]用于焊接的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于焊接的设备和方法，并且具体涉及与用于将覆盖膜焊接到由可热成形的塑性材料制成的片材的包装成形机相关的焊接设备，以及对应的焊接方法。

背景技术

包装机是已知的，所谓的热成形机，其通过热成形塑料片材而形成容器，填充容器以形成有产品，并且用覆盖膜密封地闭合容器。

已知的热成形机通常包括相继地布置的：加热工位，在该加热工位中，可热成形材料制成的片材被加热至软化温度；热成形工位，在热成形工位中，片材通过凸模与凹模的相互作用进行热成形以形成容器；填充工位，用于产品填充刚刚形成的容器的腔体，联接工位，在该联接工位中从相应卷轴退绕的覆盖膜在片材上延伸以闭合容器；以及焊接工位，在该焊接工位中膜被围绕每个容器的开口焊接叠加在片材上，以便密封刚刚被定量的产品并且以这种方式形成密封地闭合的容器。

热成形机还可以包括剪切工位，其单独地或成组地剪切密封的容器，将它们与片材或膜的其余部分分隔开。

用在热成形机的焊接工位中的已知的焊接设备包括第一板和第二板，该第一板设置有腔体，该腔体的形状形成为用于接纳在由可热成形的塑性材料制成的连续片材上热成形的容器并且填充有产品，第二板设置有焊接元件，以用于将覆盖膜（例如铝膜）的预设部分加热和焊接到前述塑性材料的片材。

已知的焊接设备还包括锁定元件（所谓的钟形件），其布置成用于在围绕片材的包括待闭合容器的操作区域的侧面区域处将覆盖膜锁定到塑性材料片材。

已知的焊接设备的操作使第一板从降低位置到升高位置竖向地运动，在升高位置中，第一板的腔体接纳此前在塑性材料片材中热成形的容器。塑性材料片材和覆盖膜以分度运动通过焊接设备的两个板面向彼此前进并且彼此叠加。

一旦片材定位成使得每个容器都接纳在第一板的相应腔体内侧，钟形件就下降以将覆盖膜沿周边相对于操作区域（也就是在围绕腔体和容器的区域处）锁定在片材上。同时，定位在片材的侧边缘附近的装置抽吸容器中的空气和插入在膜与片材之间的空气。

可任选地，紧接着在抽吸空气之后，能够将气体（通常为诸如氮的惰性气体）引入或吹入到容器中，使得该气体替换空气。通常通过此前抽吸空气的相同装置引入惰性气体。

接下来，第二板下降以通过焊接元件接触覆盖膜，该焊接元件被适当地加热，通过接触将热传递到覆盖膜的围绕容器的开口的部分，以便在这些部分处将片材焊接到膜并且密封包含在容器内的产品。抽吸空气的步骤是非常重要的，原因是容器内空气的存在随时间流逝可能会破坏容器内包含的产品的感官特性。

另一方面，为了防止容器具有不合意的审美外观，其中覆盖膜由于容器内的真空而被吸向容器内侧，适宜的是将惰性气体而不是空气引入容器中，使得产品的感官特性保持不变，但是同时产品不是真空包装的。

为了确保从容器有效地抽吸空气，对于抽吸和/或吹入装置而言重要的是，正确地作用在片材的侧边缘的整个宽度上。

已知的焊接设备的缺点在于，它们不能确保从容器内侧有效地抽吸空气。这具体是由于空气的侧向抽吸。实际上通常易于从布置在抽吸空气的装置附近的容器抽吸空气。实际上通常易于从布置在抽吸空气的装置附近的容器抽吸空气，但是例如以不完全的方式从远离前述装置的容器，也就是从更居中地布置在片材中而由此远离片材边缘的容器抽吸空气具有较大的难度。

另外，尽管覆盖膜还没有连接到可热成形材料的片材，但是膜和片材基本上叠加了，膜在片材上延伸。这种布置不会确保在所有点处在膜和片材之间具有合适的间隙或通道，空气穿过该间隙或通道从容器离开到外部。另一方面，空气必须行进以到达发生抽吸的侧面区域的路径越长，则不是所有空气都被抽吸的可能性就越大。从而，需要大的抽吸力来从覆盖膜和塑性材料片材之间获得可接受的空气抽吸。

为此，通过片材的侧边缘吹入到中心部分的惰性气体并不总是能够到达所有的容器，并且气体的大部分离开片材，被释放到周围环境中。

从而，已知焊接设备的另一个缺陷在于，通过片材的侧边缘抽吸空气所需的高能量消耗，以及在膜和片材之间吹入惰性气体的大消耗。

已知焊接设备的另一个缺陷在于，通过专门的装置抽吸空气可能使得焊接设备较为复杂。事实上，必须相对于操作区域侧向定位的这些装置可能会导致焊接设备具有较大的整体尺寸和较复杂的结构。

发明内容

本发明的目的在于改进尤其在包装成形机中用于将覆盖膜焊接到可热成形的塑性材料制成的片材的焊接设备。