[发明专利]用于超声波加工的表面结构加工元件

说明书

本发明涉及一种用于加工材料的加工元件，比如超声焊极或砧座，包括基本上圆筒形或圆筒部段形并且设计成在加工期间与材料接触的承载面，其中加工元件设计成在加工期间绕其纵向轴线旋转，使得承载面在待加工材料上滚动，其中在承载面上布置至少一个沿径向伸出承载面的结构元件，其中结构元件具有设计成与待加工材料接触的顶侧。根据本发明，为了提供当材料与承载面进入接触和/或脱离接触时减少超声焊极的突然挠曲的加工元件，顶侧至少在一些部分中沿周向以小于顶侧与圆筒轴线之间的最大间距的曲率半径凸出弯曲或包括至少两个包括<180°的角度的表面部分。

技术领域

本发明涉及一种用于加工材料的加工元件，包括基本上呈圆筒形式或圆筒的部段形式的承载面。在加工期间加工元件绕其纵向轴线旋转使得承载面对着待加工材料滚动。在这方面已知具有圆筒形承载面的和在待加工材料上滚动的以及产生例如连续的纵向接缝的加工元件和也具有仅一个(或多个)呈圆筒的部段形式的承载面的加工元件，使得当加工元件旋转时，呈圆筒的部段形式的承载面与待加工材料每转只接触一次从而例如产生横向的密封接缝。

特别是当这样的加工元件用于材料的超声波加工时，如果其承受超声波振动则一般被称作超声焊极，或者如果其相对于超声焊极布置则被称作砧座。

背景技术

比如，超声波加工设备可以既有呈辊状的超声焊极也有呈辊状的砧座，呈网状的材料通过两者间并且当材料被超声焊极朝着砧座方向加压时被加工。

砧座的承载面经常被构造，也就是说其具有至少一个结构元件但通常是多个沿径向伸出承载面的结构元件。在有些情况下取而代之的或是附加地超声焊极的承载面被相应地构造。结构元件用于在加工操作期间焊接材料并且可能在材料上凸印相应的图案或者标识(如果结构元件呈标识的形式的话)。

在现有技术中，结构元件具有用于接触待加工材料的平的顶面，和周向延伸的将顶面连接到承载面的侧表面。在用加工元件加工后，已加工材料具有相应的表面压花。结构元件的顶面共同形成了所谓的密封表面。

原则上加工元件不仅可以用于材料的超声波加工而且可以用于例如产生热密封接缝。

然而在下文中参照用于超声波加工的加工元件描述本发明，特别是参照具有相应的结构元件的砧座。然而应当理解所有在下文中描述的特征也可以用于超声焊极并且此外也可以用于相对于其它加工方法。

有用于生产横向密封接缝的超声波加工机器。在这种情况下超声焊极和/或砧座的承载面包括呈圆筒的部段形式的元件。每当呈圆筒的部段形式的承载面与材料进入接合时，实施材料加工。因为承载面不持续与待加工材料接触，很难调节超声焊极压靠砧座的合适的焊接力。通常此处会使用调节机构，其比如测量相应的力并将其与参考值相比较。

每当要产生相应的横向密封接缝时，呈圆筒的部段形式的承载面或设置在承载面上的结构元件与材料进入接合。由于将超声焊极或砧座固定到机座的保持装置中不能完全消除的弹性，由超声焊极和砧座要施加的反作用力导致一方面在超声焊极和配对工具之间、另一方面在超声焊极和机座之间的相对位移。然而由于加工元件的旋转，结构元件会与材料突然进入接合使得结构元件必须承受突然的冲击力。此时，力调节装置难以设置合适的力。由于突然的接合，超声焊极发生另外的振动，并且配对工具也可能由于其在机座上的固定发生振动。也就是说，由于砧座的结构元件通过待加工材料施加在超声焊极上的突然的冲击，超声焊极相对机座发生相对位移。

随之而来是超声焊极绕静止位置减小振动，在这种情况下超声焊极施加在配对工具上的力以及因此的焊接结果随振动而改变。

按同样的方式，如果呈圆筒的部段形式的承载面与材料进入接合，会涉及相对于超声焊极的突然的放松，这也是不理想的。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种当材料与承载面进入接合并且/或者脱离接合时，减少超声焊极突然的挠曲的加工元件。