TWI328549B - An apparatus and a method for sealing a package - Google Patents

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TWI328549B
TWI328549B TW093135790A TW93135790A TWI328549B TW I328549 B TWI328549 B TW I328549B TW 093135790 A TW093135790 A TW 093135790A TW 93135790 A TW93135790 A TW 93135790A TW I328549 B TWI328549 B TW I328549B
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Anders Delen
Jan Svensson
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Tetra Laval Holdings & Finance
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Description

1328549 九、發明說明：· 【發明所‘屬之技術領域】 本發明關於-種密封一包裝之裝置，丨包括一密封單元 及一臺座，複數個材料層被安置在該密封單元與該臺座之 間以被夹緊並熔接在一起。本發明更關於—種密封一包裝 之方法。 【先前技術】 用來將有塑膠塗層之纖維基包裝用層麼物密封在一起的 一種習知可實行方法是俗稱的超音波密封法。依據此技 術，欲被熔接並密封在一起之材料層被夹緊在一超音波號 角與臺座之間。該超音波號角振動該材料，且因為材料内 以及其間介面内之不同類型滯後損耗，該材料會被加熱使 得塑膠部分地熔化而且因為壓縮作用而被熔接在一起。然 此技術傳統上被使用且為熟習此技藝者所熟知，在本說明 書中將不做更詳細的說明。 EP708022BI揭示在一俗稱之山形蓋頂包裝上之頂部密 封處的超音波密封作業。依據此架構，欲被密封之材料在 超音波號角的協助下被壓抵於臺座。此公告案集中在解決 一使自由邊緣振動所固有之可能造成灰塵的問題。此問題 藉由一平行於超音波號角延伸且緊靠著自由邊緣藉此減輕 自由邊緣之振動的特殊臂件解決。 US 4,581，873揭示用來超音波密封一磚塊狀包裝之上部 密封處的另-種架構。在此架構中，超音波號角被懸吊在 一複合連桿組系統内，該號角因為一力矩施加於一連桿組 97304.doc 1328549 内之柩軸•上南被引動。又，臺座也被懸吊在一z形連桿組 内，該臺座鏠後因為另—力矩施加於此連桿組内之另一柩 軸上而被引動。此公告案集中在實現超音波號角及臺座之 —獨立驅動作業。一旦超音波號角及臺座就正確位置，因 為-壓縮缸被引動而使一壓縮力施加於超音波號角及臺座 上。此壓縮缸經由一被牢固地錨定於超音波號角的單元及 隨後作用於牛固地錫定於臺座之單元上之一後跟上的 連桿組作用。藉由此種方式，超音波號角會因為用於該超 音波號角之整個懸吊裝置被往包裝和臺座移動而移位。因 為第一連桿組是靜止的，此超音波號角運動隨後會被一彈 簧及收β亥彈簧在达、封作業完成後會使超音波號角回復到 該號肖及臺座被相互獨立地操作的位置。 WOO 1/094234揭示用來以一俗稱的搭接密封處密封一管 狀包裝用坯料的一種超音波號角及一種臺座。此一密封處 因藉由將兩個縱向邊緣以其中一邊緣鋪放在第二邊緣附近 之材料外側上的方式密封在一起造出管狀物而形成。為了 適合用於密封此種類型之管狀物，超音波號角會具備一適 於容納發生在搭接密封處之額外材料厚度的凹部。 W096/21595揭示另一種系統，其中臺座具備一用來容納 搭接處之較大材料厚度的凹部。 上述類型的密封系統通常被建構為以便以一可重複方式 得到一正確密封。此等系統必須在其基本設計和構造是簡 單的，而且即使在包裝用材料及包裝之組態或位置於特定 限制範圍内變化的情況下也能夠以一正確方式密封包裝。 97304.doc 1328549 此外，其經常么須能夠預先形成與密封作業有關的包裝以 便實現一在該包裝之最終摺疊後形成的密封。以上所述設 汁和架構並未完全滿足這些標準。第一種架構適用於山形 蓋頂包裝之一特定形成方式，但不適於形成有向下摺疊之 隅角摺翼的磚塊狀包裝。第二種架構太過複雜，此外難以 在要實現包裝用材料在超音波號角與臺座間之壓縮而將壓 縮二氣饋送至氧紅時得到一正確壓縮力。這兩種架構有著 必須將包裝及其搭接密封處分別塞入在超音波號角及臺座 内的凹部以得到一正確密封的缺點。 因此，對於適當基本架構要求並沒有令人滿意的解答。 本么月之目的疋貫現一種會滿足或是因其基本設計和 架構使其易於滿足被加諸於在以上序言中提到之類型的密 封裝置上之前述或其他架構性要求的裝置。 【發明内容】 上述目的已依據本發明藉由一種如以上序言中提到之類 型的裝置達成’在序言中已提到該裝置具有下列特徵：臺 座被連接到以一從該臺座朝向並超出密封單元之方向延伸 的至少一長形元件，超出該密封單元之該等長形元件被安 置為被連接到至少一第一作業元件，且一作業單元被安置 為在該密封單元與該第一作業元件之間施加一力使得該密 封單元及該第一作業元件被以一相互遠離的方向移動並且 使得該臺座及該密封單元被以一互往對方的方向移動。藉 由依此方式設計裝置，有可能實現一種僅有有限數量的組 件突出到待密封包裝被輸送之運輸路徑上的構造。此外， 97304.doc :易將㈣統設計為使臺座和密封單元以成比例速率互朝 的方移動，-且倘若作業單元對於力的供應來說是呈對稱 ’臺座及密封單元會對稱地互朝對方移動。此對稱運動 卢許多情況中都是正合所需的，因為隨後會自動得到與該 二作業有關之包裝的對稱摺叠作用。此外，此構造正合 斤：係因為在包裝之路徑附近移動的組件可被設計成簡單 知而作業早疋所需要之稍微比較複雜的構造可被定位 捭離包裝之運輸路徑一段距離’這意味著要在包裝附近維 :::生水準會較為簡單。簡單拉桿也對於運用空氣層流 譜略问衛生水準而不會對空氣流造成過度中斷的方面令人 s 所用二氣可為無菌空氣或至少是粒子淨化的空氣。 本發明之實施例從附屬申請專利範圍子項明顯可知。 2 f施例’該裝置包括至少二個背對該臺座朝向並 出,封早兀地延伸的長形元件。藉由使用二個長形元 牛、，簡單地就症確保會在運動中以及在力量施加令得到期 平仃狀匕、。在此可能要再次提到，構造之簡化（利用牽引 成對鉍加而免除對於機械剛性錨定點的需要）意味著 可二較簡單方式將衛生水準維持在-令人滿意的程度。 '來°兒力置係從作業單元經由一包括至少二個力量 接構件之第二作業元件而施加至密封單元，該等力 量限T耦接構件被安置為用來限制作業 單元與密封單元間 的力量且藉此限制臺座與密封單元間的力量。藉由此種方 式有可月<〇碟保即使在材料比起預期厚度有著稍微偏差的 旱度的It况也-直會得到正確的壓縮力。如前所述，若將 97304.doc 1328549 力量限制元件定位在機構内不是在待密封包裝上方之部分 則會有益。另一好處在於倘若機器内有任何故障，力量限 制耦接構件可有助於減輕較昂貴密封單元因為有任何東西 被以一不正確方式夾在密封單元與臺座之間而受損的危 險。舉例來說，力量限制元件可由機械彈簧、氣壓或液壓 缸、氣力或液力膜或是會給予一特定最大力之類似物當中 的一些形式組成。一強力預拉機械彈簧通常即使已超過預 拉力也會傳遞漸增的力，然此力量增加在彈簧、預拉水準 以及周遭構造之正確選擇及設計的條件下可能因為更進一 步的壓縮而變成幾乎可忽略的。氣力和液力系統可傳遞一 即使在作業單元持續運動之情況仍然相同的固定最大力。 依據一較佳實施例，第二作業元件包括至少一第一和一 第二組件，該第一組件被安置為至少部分地包圍該第二組 件及力量限制耦接構件，該耦接構件被安置為在該等組件 之間施加一力使得該等組件奮力於被相互推開，且此奮力 於被相互推開的作用受到該第一組件包圍該第二組件且被 女置為貼鄰該第二組件之部分限制。在具備俗稱之突顎部 (overshot)的此種構造的協助下，被第二作業元件支撐之密 封單το會如同二者被牢固地固定而隨著該作業元件移動直 到臺座與密封單TL以一超過該力量限制耦接構件之極限水 準的力相互壓抵為止。一旦已達到極限位置’支撐著密封 早π的部分即使在作業單元繼續其運動的情況也不會移 動。 較佳來說，該耦接構件包括一膜，該膜之外向彎曲被設 97304.doc •10· 1328549 譬如一液體或氣體操作。如前所 計為係藉由一增壓流體、 述，此一耦接構件會轉移一與該膜之有效面積及壓力成比 例的力，且因此該力一旦達到極限水準就會保持恆定。 依據一較佳實施例，該作業單元包括一互連構件，該互 連構件可大致橫向於密封單元及臺座之運動方向移位，該
互連構件一方面經由一樞接於該互連構件之第一連桿組以 及該第二作業元件之第一和第二組件當中未連接至該密封 單元的一個組件連接至密封單元且另一方面經由一樞接於 該互連構件及第4業元件之第=連桿組連接至第一作業 元件。藉由此種方式，互連構件以橫向方向進行的操作必 然在第-和第二作業元件之間造成—沿著長形元件的相對 運動。此種構造通常被稱為一肘節機構，其中該互連構件 相當於肘節或肘管接頭且連桿組相當於上臂和前臂。此一 ，造中之-優點在於當連桿組形成—銳角（在臺座及密封 單元開始會聚時），互連構件之一微小運動會造成臺座及密 封單元之一較大位移，且當連桿組各自以自己的方向幾乎 平直地外伸（在會聚運動結束時），會在密封單元及臺座得到 一用來使互連構件移位的小幅運動。在運動結東時，運動 中的齒輪比也會意味著在互連構件上有—有限力量的條件 下，有可能產生臺座與密封單元之一極強力壓縮作用。 較佳來說’第二作業單元被滑動地連接至該等長形元 件藉由此種方式，該系統會自動地致力於抵銷該等長形 元件之外向橫向撓曲。 標稱結束位置會將密 較佳來說，作業單元被安置為在一 97304.doc •11- 1328549 封單元及臺座帶到一起達到二者間形成一間隙的程度，此 1隙之寬度+於希望被密封在—起之材料層的總厚度、較 佳小於希望被密封在一起之材料層在密封單元及臺座被以 一由一力量限制輕接構件；^義之力互朝對方推擠時得到的 總厚度。 藉由此種方式’其會確保—直能得到—正確壓縮和密封 作用，在此同時因為可靠地提供一間隙，其會確保臺座及 =單元不會變成相互接觸，就此而言，這意味著通常相 當昂責之密封單元受損的危險已被消除。 上述目的亦已依據本發明藉由一種如以上序言中提到之 類型的裝置達成，在序言中已提到該裝置具有下列特徵： 臺座及密封單元被連接至一共同作業單元且被安置為會因 為密封單元及臺座二者被以大致相同的速率分佈互朝對方 移位而被互朝對方帶到一起，且包裝被安置為會被以一橫 向於密封單s及臺座之運動方向的方向移位。藉由此種方 式，簡單就能得到一對稱壓縮作用及密封之形成。藉由將 該系統設計成使包裝橫向於密封單元及臺座之運動方向的 方向移位’有可能一方面在冑封單元與臺座<間且另一方 面與包裝之間得到一任選的相對運動，其結果是有可能最 佳化這些運動以便獲得該包裝欲被密封之部分的一正確形 成作業。 較佳來說，該裝置一開始可操作為使包裝依橫向方向以 一高於密封單元及臺座在各自相應運動方向内之速率的速 率移位，在此之後可操作為使包裝依橫向方向以一低於密 97304.doc •12- 1328549 封單元及臺座在各自相應運動方向内之速㈣速率移位， 在此之後可操作為使包裝依橫向方向以-高於密封單元·及 臺座在各自相應運動方向内之速率的速率移位。藉由此種 方式，-開始時會得到包裝之一正確定位，在此之後該包 裝被夾緊在-起直到密封單元與臺座之間只剩下有限空間 為止。在此位置，舉例來說以管狀形式敘述之該包裝已被 夾緊在-起使得-俗稱之合掌橫向密封處形成。在此之 後’該裝置可操作為使包裝依橫向方向以一高於密封單元 及臺座在各自相應運動方向内之速率的速率移位。藉由此 種方式’會實現該包裝之欲被密封部分的—最終壓縮作 用。此壓縮作用舉例來說對於密封摺翼之最外部要被摆入 -底部下方或是沿著側面往下摺的包裝來說是有利的。此 種俗稱的卩$角摺翼指疊在Tetra Pak公司以Μη Bdk⑧商標 〜。之磚塊狀包裝的頂部和底部都能看到。倘若將前述財 印機構運用於此應用，更會在肘節接頭沿其運動之齒輪比 的變化方面得到-固有好處。倘若包裝升降桿練起動然 後才起動肘節機構之運動，則會在一開始時得到一高升降 速率且隨後因為肘節機構之較高齒輪比而得到一高會聚速 在肘節機構之運動結束時，會有一意味著升降速率會 人疋相對較咼的小齒輪比。此種齒輪比變化以及起動時 、異很可月b藉由運動中段之升降速率暫時性降低予以補 充。 ’ 來°兒臺座被連接到以一從該臺座朝向並超出密: 罕 — 兀之方向延伸的至少一長形元件，超出該密封單元之: 9乃0《do, -13· 1328549 等長形元件被安置為被連接到至少—第_作業元件，且作 業元件可料為在該密封單元與該第-作f元件之間施加 一力使得該密封單元及該第—作業元件被以-相互遠離的 方向移動並且使得該臺座及該密封單元被以—互往對方的 方向㈣。藉由依此方歧計裝置，有可能實現—種僅有 有限數里的組件大^到待密封包裝被輸送之運輸路徑上的 構w此外4易將該系統設計為使臺座和密封單元以成 =_!速率互朝對方移動，且倘若作業單元對於動力供應來 兒是呈對稱的臺座及密封單元會對稱地互朝對方移動。 此對稱運動在許多情況中都是正合所需的，因為隨後會自 動仔到與該&、封作業有關之包裝的對稱摺疊作^此外， :構造f合所需係因為在包裝之路徑附近移動的組件可被 設計成簡單拉桿，而作業單元所需要之賴微比較複雜的構 &可被定位為離包裝之運輸路徑—段距離，這意味著要在 包^附近維持高衛生水準會較為簡單1單拉桿也對於盡 可lib運用無菌空氣層流維持高衛生水準而不會對空氣流 造成過度中斷的方面有正面效果。 上述目的亦已依據本發明藉由一種如以上序言中提到之 類型的裝置達成， 成4在序έ中已楗到該裝置具有下列特徵： 在-標稱結束位置，密封單元及臺座會被帶到一起連到二 者間形成-間隙的程度’此間隙之寬度小於希望被密封在 起之材料層的總厚度、較佳小於希望被密封在—起之材 料層在密封早（及臺座被以__由—力量限職接構件定義 之力互朝對方推料得到的總厚度。#由此種方式，其會 973〇4,doc -14- 1328549 2保-直有可能得到一正確壓縮和密封作用，在此同時因 tr—㈣，其亦會確保臺座及密封單元不會變成相 互接觸’就此而言’這意味著通常相當昂貴之密封單元受 損的危險已被消除。 較佳來說，臺座及密封單元被連接至—共同作掌單元且 被安置為會因為密封單元及臺座二者被以大致相同的速率 义佈互朝對方移位而被互鉬 被互朝對方f到-起’且包裝被安置 為會被以-橫向於密封單元及臺座之運動方向的方向移 彳藉由此種方式，簡單就能得到一對稱麼縮作用及密封 之形成。藉由將該系統設計成使包裝橫向於密封單元及臺 座之運動方向的方向移位，有可能一方面在密封單元與臺 座之間且另-方面與包裝之間得到一任選的相對運動，立 結果是有可能最佳化這些運動以便獲得該包裝欲被密封之 部分的一正確形成作業。 較佳來說，該裝置一開始可操作為使包裝依橫向方向以 一高於密封單元及臺座在各自相應運動方向内之速率的速 率移位’在此之後該裝置可操作為使包裝依橫向方向以一 低於密封單元及臺座在各自相應運動方向内之速率的速率 移位，在此之後該裝置可操作為使包裝依橫向方向以一高 於密封單it及臺座在各自相應運動方向内之速率的速率Z 位。藉由此種方式，一開始時會得到包裝之一正確定位， 在此之後It包裝m在-起直到冑封單元與臺座=只 剩下有限空間為止。在此位置，舉例來說以管狀形式敘2 之該包裝已被炎緊在-起使得一俗稱之合掌橫向密封處形 97304.doc •15- 1328549 成。在此之後·，該裝置可操作為使包裝依橫向方向以一高 於密封單元-及臺座在各自相應運動方向内之速率的速率移 位。藉由此種方式，會得到該包裝之欲被密封部分的一最 終壓縮作用。此壓縮作用舉例來說對於密封摺翼之最外部 要被摺入一底部下方或是沿著側面往下摺的包裝來說是有 利的。此種俗稱的隅角摺翼摺疊在Tetra Pak公司以。加 Bdk®商標販售之磚塊狀包裝的頂部和底部都能看到。 上述目的亦已依據本發明藉由一種密封一包裝之方法達 成，該方法包括以下步驟：使一片狀或網狀包裝用坯料藉 由將二個邊緣在一邊緣重疊於另一邊緣之接合處熔接在一 起的方式形成為一管狀物，將該管狀物定向為使得該接合 處被翻轉為面向一超音波密封單元，為了橫向地密封該管 狀物，使該管狀物在該超音波密封單元與一臺座之間夾緊 在一起，在該超音波密封單元與該臺座已相互接近並將該 包裝用场料夾緊在-起達到實現該包裝用述料之一密封作 用之前起動該超音波密封單元，藉由該超音波密封單元之 先期起動在該接合處切出_切口，該切口一方面沿著橫向 密封處延伸m面至少部分地延伸穿透該接合處内一 材料層更進一步會聚該超音波密封單元及該臺座以便 實現-密封。藉由此種方式，即使是在欲被密封之部分内 例如因為接合處或類似部位而有著變動材料厚度的情況也 有可&實現问品質的密封。藉由在材料已被夹緊在一起達 到過份夹緊的程度之前起動超音波單元，超音波號角會切 J該材料且會付到一明確清晰的切口而不是在某些情況下 97304.doc 1328549 因為過大接觸壓力而造成的不文控制裂痕形成^藉由在額 外材料層内-切出一切口 ’密封單元及臺座隨後會在二者之 間沿著密封處之全長失出一大致均勻的材料厚度，結果是 會貫徹全長得到一致的密封品質。 【實施方式】 今將在下文更詳細地說明之密封裝置適用於同時密封二 個包裝，但本發明自然可應用於一次密封一個包裝或一次 也、封多個包裝的排列。如圖1所示，該密封裝置包括二個包 裝升降桿la' lb，此二升降桿藉由一橫撐條丨錨定於由一伺 服馬達2帶動的皮帶傳動系3。當橫撐條丨固定所在之皮帶] 部分藉由伺服馬達2被往上及往下移動時，橫撐條丨連同包 裝升降桿U、ib會往上和往下移動。包裝1〇被安置為會被 往上舉起使得其欲被密封之部分到達—超音波_5a、5b 與一臺座6之間（亦參見圖4和5)。K1中之參考數字*關於一 種涵蓋超音波號角5a、51)之機械職及電力驅動的驅動單 元。 圖2繪出機械驅動構件之一部分的剖面圖。驅動作用由一 電動=服馬達7實現’該馬達驅動一螺桿8，隨後該螺桿驅 動文裝於該螺才干之螺母狀構造9滾珠抽承以便在該螺桿容 被轉動時沿著螺桿8上下移動。此—通常被稱為滚珠螺桿的 構造在市面上有售且不會在本說明書令多做說明。如圖6最 佳顯不此螺母狀構造9被連接至一概件η，該輕件從螺母 9伸出且心其沿著螺桿8上下移動。在軛件11任一側上牢固 地錯定著二個管狀構造"a和lib，該二管狀構造可沿著二 97304.doc •17· 1328549 個各自具備柩接於每一相應管狀構造11 a_b之二個連桿組 12a-b、12c-d的桿22a-b鉛直地滑移。 被安置在每一相應管狀物Ua、lib之相同側上的二個連 桿組12b、12d以各自的另一端樞接於一共同末端件13。此 末端件13被錨定且互連於三桿14a-c，此三桿被安置為以其 相反於末端件13之末端支禮臺座6(參見圖4和6)。被安置在 母一相應管狀物11 a、11 b之另一側上的另外二個連桿組 12a、12c以其自身樞接於一可相對於桿i4a_c滑移的共同作 業滑架15。伺服馬達7被相對於機器骨架之相關部分牢固地 錫定’這意味著當伺服馬達7驅動螺桿8，螺母狀構造9會往 上及往下移動，而這意味著作業滑架15及末端件13會分別 互朝對方以及相互遠離地移動。接下來，作業滑架15被連 接至超音波單元5a、5b，且如先前所述，末端件13經由桿 14a-c被連接至臺座6。當作業滑架15及末端件13互朝對方 移動，臺座6及超音波單元5a、5b會相互遠離地移動，反之 亦然。 超音波單元5a、5b各自被一滑架i6a、16b支撐，此二滑 架各自獨立地在桿14a-c上滑動行進而且部分地經由相應 二個氣動膜17a-d每一者且部分地經由相應一突顎部丨6c_d 每者各自獨立地連接至作業滑架15(在圖3和4中最清楚 顯不）。氣動膜17a-b和17c-d被成對連接至二個壓力調節器 18(圖中僅示其一），使得分別連接至同一滑架16a和16b之膜 17a-b和l7C-d係被連接到同一個壓力調節器18。另一選擇， β採用以調節器18調整所有膜i7a-d的壓力。膜i7a-d視欲 97304.doc •18· 1328549 被實現之密封·處的寬度而定一直被加壓至一大約2·4巴 (ba〇的壓力Λ膜17a_d會因為其在作業滑架15與二滑_16a_b 間之定位而迫使這三個滑架分離，最終到與作業滑架。有 關之滑架16a-b因突顎部16c_d限制此運動而無法被更進一 步移動之時為止。只要該系統未曾在與作業滑架15有關之 滑架16a-b上被施予任何壓縮力，這三個滑架就會以一單一 剛性聯鎖運動移動。當作業滑架15會移離伺服馬達7且滑架 16a-b受到一超過膜17a-d在相關壓力（且有其已知面積）條 件下之力的力阻滯時，與作業滑架15有關之滑架16a-b會抗 拒膜17a-b之阻力被推進為更接近作業滑架15。因此，膜 17a-d會發揮如同一力量限制元件的功能。即使作業滑架。 強到會以一超過膜17a_d之力的力推擠滑架16a_b，也不可能 以一超過膜17a-d在已知壓力條件下之力的力往前移動滑 架16a-b。此與密封作業息息相關的實用功能會在下文中更 詳細地說明。 滑架16a-b依序支撐二個超音波密封單元，每一單元包括 一將交流電轉換成機械振盪的換能器19a_b以及一被安置 為將該機械振盪轉移給欲被密封之包裝1〇的密封號角5a、 5b。每一換能器19a-b各自經由一連接件2〇a_b連接到會供應 呈正確頻率和強度之電壓和電流形式之電能的某種發電機 或類似物。此等單元在市面上有售且不會在本說明書中多 做說明。換能器19a-b通常包括俗稱之壓電元件之一堆疊， 此等元件在交流電領域中採取不同形式。 接下來更詳細地說明起始循環及生產循環。首先必須將 97304.doc -19. 1328549 機器功能校準成正確設定值。然後使伺服馬達7運轉到一結 束位置使得-前述管狀構造la_b與一基礎板21接觸》在此位 置’連桿組12a-d會拉直向外使得其與桿14a-c呈一直線平 行。從動力傳輸的觀點來看，其更臥放在三桿l4a_c拉張之 平面内是合宜的。當驅動系統處於此結束位置，超音波單 元5a-b被調整且臺座6很可能也被調整使得二者相互貼鄰 並且絕對相互平行。此後即對伺服馬達7a_b指定一新的結 束位置。此結束位置必須略高於機械結束位置以便確保超 音波單元5a-b與臺座6在生產過程中即使發生沒有包裝就 定位以及機器因為某些原因無法確認一包裝遺失的情況也 不會達到相互接觸。由於肘節機構有一大齒輪比，伺服馬 達7内與停在正確制動位置有關的任何可能錯誤將不會涉 及超音波單元5a-b之結束位置的任何主要差異。在本實例 中，標稱制動位置（介於超音波單元5a_b與臺座6之間）被設 定在0.15 mm。包裝用材料之厚度約為〇 5 mm，這意味著在 所述密封作業中必須將i mm的材料夾緊在超音波號角W 與臺座6之間。在本案例中，包裝用材料在密封作業中被一 力夾緊，此導致該材料被壓縮成總厚度大約〇4111爪（兩層乘 上每層0.2 mm厚度)。與密封作業有關之材料的壓縮因而導 致材料達到—大約是未加載厚度之30-60%之量的厚度。此 外安全間隙之寬度大約是已壓縮包裝用材料之厚度之 3〇-60%的量、或說大約是未壓縮包裝用材料之厚^之 I。’%的量。藉由不同厚度與結束位置間之此關係集：， 將會得到-種可靠地實現-正確密封作用的系統，㈣仍 97304.doc 1328549 會確保系統内的部件不會因為相互碰撞而受損。 在生產過程+包裝10一開始時被相當快速地往上朝 向超音波單元5a-b與臺座6問之办 厘间之二間移位。只要此運動稍有 進入該空間的距離，換成超音波單元5“及臺座_始相對 於該包裝之舉升運動而相當快速地移動。超音波單元W 及臺座6之此會聚運動開始將管狀物之末端推擠在—起，使 得末端變得像是-長形翅片。在運動結束時，包裝1〇會再 次被以較高速率往上移位’結果是將要形成包裝之頂部或 底部的鑲板1 Oa-b被摺疊使得其變成相對於包裝主要縱向 方向l〇c大致呈直角。此狀態可藉由一習知丁伽㈣包裝將 上部隅角鬆開並往外摺使得其往外伸直、然後將密封翅片 揚起使得其往上伸直而達成。由於臺座6和超音波單元h-b 以相同速率移動，該包裝會在密封之任一側上以相同方式 形成。圖5和6顯示超音波單元5a_b上之一點及包裝⑺上之 一點是如何相對於對方地移動。欲被密封之包裝用材料被 力牛固地夾緊在超音波單元5 a_b與臺座6之間，該力隨著 伺服馬達7驅使管狀物lla_b愈往下，亦即肘節機構i2a_d變 得愈來愈直而變成愈來愈大，直到膜17a_d*再能夠轉移更 大力量之時為止。在此位置，臺座6會因為其對肘節之剛性 機械連接而繼續移動一小段距離，在此同時包裝用材料及 超音波單元5a-b會被推擠並稍微往回朝向作業滑架丨5移 位，而作業滑架15會因為其亦被剛性地連接至肘節機構而 繼續其朝向臺座6的標稱運動》由於膜i7a-d有一被一壓力 調節器18掌控的内部壓力，包裝用材料上之夾緊力會一直 97304.doc 21 1328549 是來自膜17a_d之合力除以包裝用材料上之超音波號角5a-b 貼鄰面積而-不計入臺座6及作業滑架15互朝對方的此種些 微過量運動。 欲被密封之包裝10被安置成會被翻轉為以其縱向搭接處 1 〇d朝向超音波號角5a_b。超音波號角5a·^安置為會在材 料已被夾緊在一起達到超音波號角5a_b之起動會導致包裝 熔接在一起的程度之前起動。此導致超音波號角5a_b會切 穿包裝10在搭接處l〇d呈現之額外材料層而形成一切口。當 超音波號角5a-b已切穿額外材料層（其在沿著超音波號角前 側的有限範圍），夾緊力會沿著超音波號角5a_b之全寬被轉 移，結果是超音波號角5a-b之力會在包裝用材料的表面上 靶予一明顯較低的接觸壓力，此隨後導致超音波號角5&讣 不再以一會在包裝用材料之表面造成切割作用的力夾緊。 當超音波號角5a-b及臺座6已被相互推抵且實現密封作 用時，該包裝會呈現以一習知碑塊狀包裝將隅角摺翼從侧 面往上舉起或是將底部隅角摺翼從底部往外摺使得其往外 伸直且使得翅片從該包裝直直突出而得到的構造。圖8繪出 俯視觀看包裝10的外觀。頂部鑲板l〇a_b及隅角鑲板 10e-f(參見圖5)大致平行於桿14&(：且被翻轉成面朝上同時 隅角鎮板10e-f被翻轉成面朝下。 【圖式簡單說明】 以上參照做為範例之所附圖式更詳細地說明本發明，該 專圖式缯'出本發明之一當今較佳實施例。圖式中： 圖1是一用來同時密封二個包裝之裝置的透視圖； 97304.doc -22· 1328549 圖2是一圖1所示驅動構件之較大比例的透視圖； 圖3是一密·封裝置之驅動機構的透視圖； 圖4是一密封裝置、欲被密封之包裝及包裝升降桿、以及 所含組件之相對運動的側立面圖； 圖5以一較大比例繪出圖4之超音波密封號角與包裝間的 相對運動； 圖6是一密封裝置在驅動構件與超音波號角和臺座間之 動力傳輸系的部分剖示透視圖； 圖7以俯視圖顯示欲被密封之包裝相對於超音波單元及 臺座的取向；且 圖8以俯視圖顯示正在超音波單分盘喜 之 、曰，反早70與臺座之間被密封 包裝的構造。 【主要元件符號說明】 1 橫撐條 1 a 包裝升降桿 lb 包裝升降桿 2 伺服馬達 3 皮帶傳動系 4 驅動單元 5a 超音波單元 5b 超音波單元 6 臺座 7 伺服馬達 8 螺桿 97304.doc •23· 1328549 9 螺母狀構造 10 一包裝 10a 頂部鑲板 10b 頂部鑲板 lOd 搭接處 lOe 隅角镶板 lOf 隅角鑲板 11 軛件 11a 管狀構造 lib 管狀構造 12a 連桿組 12b 連桿組 12c 連桿組 12d 連桿組 13 末端件 14a 桿 14b 桿 14c 桿 15 作業滑架 16a 滑架 16b 滑架 16c 突顎部 17b 氣動膜 17c 氣動膜 97304.doc •24 1328549 17d 氣動膜 18 --壓力調節器 19a 換能器 19b 換能器 20a 連接件 20b 連接件 21 基礎板 22a 桿 22b 桿 97304.doc -25

Claims (1)

1328549 第093135790號專利申請案 中文申清專利範圍替換本(99年3月）十、申請專利範園：
密封單元 一種用來密封一包裝（10)之裝置，其包括一 (5a-b)及一臺座（6)’欲被夾緊並密封並熔接在—起之複數 個材料層被安置在該密封單元與該臺座之間，該臺座（6) 被連接到以一從該臺座（6)朝向該密封單元（5a b)之方向 延伸並超出的至少一 長形元件（14a-c) ’超出該密封單元 (5a-b)之該長形元件被安置為被連接到至少一第一作業 兀件（13)，且一作業單元（7a_b)被安置為在該密封單元 (5a-b)與&第-作業元件（13)之間施加—力使得該密封單 元及該第乍f元件被以一相互遠離的#向移動並且使 得該臺座（6)及㈣封單元（5a_b)被以—朝向彼此的方向 移動’該裝置之特徵為來自該作t單元（7ab)之力經由一 包括至少一力量限制耦接構件（17a_d)之第二作業元件 (15、16a-b)施加於該密封單元（5a_b)，該力量限制耦接構 件被安置為限制該作業元件（15、16a_b)與該密封單元 (5a-b)間之力且藉此限制該臺座⑷與該密封單元（5以）間 之力。 2.如凊求項1之裝置，其中該第二作業單元（15、16心》包括 至 > 一第一組件（16a-b)及一第二組件（15)，該第一組件 (16a b)被女置為至少部分地包圍該第二組件（Η)及該力 篁限制耦接構件（17a_d)，該耦接構件（i7a_d)被安置為在 該等組件（15、I6a-b)之間施加一力使得該等組件奮力於 被相互推開，且此奮力於被相互推開的作用受到該第一 組件（16a-b)包圍該第二組件（15)且被安置為貼鄰該第二 97304-990331.doc 以幻49 .、也什（1：))的部分（16c-d)所限制。 3.如請求項2之裝置，其中該耦接構件（17a_d)包括一膜該 膜之外向f曲被安置為係藉由-譬如液體或氣體之增麼 流體操作。 4·如前述請求項i、2或3之裝置，其中該作業單元（7^)包 括一可大致橫向於該密封單元（5a_b)及 方向移位的互連構件（n、„a.b),互連單元一方)面= 一樞接於該互連構件⑴、lla_b)之第一連桿組〇2a、叫 以及該第二作業元件〇5、16叫之該第一和第二組件當 。未連接至e亥讼封單元（5a b)的一個組件連接至該密封 早70 (5a-b)且另—方面經由__樞接於該互連構件⑴、 1U-b)及該第二作業元件（13)之第二連桿組（12b、12d)連 接至該第一作業元件（13)。 5·如上述請求項1之裝置，其中該第二作業元件（15、16a-b) 被可滑動地連接至該長形元件（14a-c)。 6. 求項1之裝置，其中該作業單元（7叫被安置為在一 丁稱、。束位置會將該密封單元(5ab)及該臺座⑹會聚到 二者間形成一間隙的程度’此間隙之寬度小於希望被密 、=熔接在起之該等材料層的總厚度，較佳小於希望 被密封並炫_垃+ . # 一起之該等材料層在該密封單元（5a-b) 2該里座（6)被以—由一力量限制輕接構件（17a-d)定義之 朝對方㈣時得到的總厚度。 求項1之裝置，其中該臺座（6)及該密封單元（5a_b) ”同作業單元（7ab)且被安置為會因為該密 97304-990331.doc 1328549 單元（5a-b)及該臺座（6)二者被以大致相同的速率分佈 朝對方舂位而被互朝對方會聚，且該包裝(1〇)被安置為 會被以-橫向於該密封單元（5a.e)及該臺座⑹之運動方 向的方向移位，且該裝置—開始可操作為使該包裝⑽ 依該橫向方向以-高於該㈣單元（5a_b)及該臺座⑹在 各自相應運動方向内之速率的速率移位，在此之後該裝 置可操作為使該包裝（10)依該橫向方向以一低於該密封 單元（5a_b)及該臺座（6)在各自相應運動方向内之速率的 速率移位，在此之後該裝置可操作為使該包裝（1〇)依該橫 向方向以一局於該後封單元（5a-b)及該臺座（6)在各自相 應運動方向内之速率的速率移位。 97304-990331.doc
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