DISPOSITIVO DE SOLDADURA POR ULTRASONIDOS Y DISPOSITIVO PARA MANIPULAR BOLSAS DE LAMINA.

Dispositivo de soldadura por ultrasonidos (1), con un sonotrodo (8) y un yunque (7) para soldar capas de lámina mediante la aplicación de fuerza,

encontrándose las capas de lámina en un intersticio de alojamiento (6) prevista entre un plano activo (11) del sonotrodo (8) y un plano activo (12) del yunque (7), caracterizado porque la línea central de la aplicación de fuerza del sonotrodo (8) y/o del yunque (7) y/o su dispositivo de pretensado (9) para generar una componente (vartheta) de la aplicación de fuerza, dirigida en contra de la dirección de la gravedad (G), está situada de manera oblicua durante la soldadura con un ángulo (a) que difiere de 0º y 90º respecto a la dirección de la gravedad (G)

Dispositivo de soldadura por ultrasonidos y dispositivo para manipular bolsas de lámina.

La invención se refiere a un dispositivo de soldadura por ultrasonidos del tipo explicado en el preámbulo de la reivindicación.

La soldadura por ultrasonidos se usa en muchas ocasiones para unir capas de lámina u otros materiales de grosor limitado, preferiblemente de plásticos termoplásticos, aunque también de metales, tal como por ejemplo aluminio (véase por ejemplo el documento EP-A-356 889 o el documento FR-A-2067838). Un campo de aplicación especialmente preferido de la soldadura por ultrasonidos es la fabricación de bolsas de lámina para alimentos, especialmente de las bolsas para bebidas conocidas. Un dispositivo de soldadura por ultrasonidos contiene convencionalmente un sonotrodo para generar oscilaciones ultrasónicas. El sonotrodo se presiona con una cierta presión sobre las capas de lámina que se encuentran entre el mismo y un yunque, actuando durante la soldadura tanto el sonotrodo como el yunque con un ángulo de 90º respecto a la dirección de la gravedad sobre las capas de lámina. El yunque está montado de manera oscilatoria y, por ejemplo, se carga por un resorte en la dirección del sonotrodo. Las oscilaciones ultrasónicas generan un calor de fricción en las superficies de ensamblaje entre las capas de lámina, que hace que el material fluya de forma viscosa y de este modo une las láminas entre sí tras el enfriamiento. Sin embargo, ha resultado que las capas de lámina, a pesar de la sujeción mediante dispositivos de sujeción o el soporte mediante cintas transportadoras o similares, pueden moverse bajo el efecto de las oscilaciones y de la gravedad, lo que, en determinadas circunstancias, puede llevar a un desarrollo inexacto de las líneas de soldadura. Esto se nota de forma negativa especialmente cuando, por ejemplo en la fabricación de bolsas de lámina, debe cerrarse una bolsa llena. Las bolsas llenas deben transportarse naturalmente en posición vertical, por lo que al menos una parte del peso de la bolsa llena debe soportarse por el material en la zona del cordón de soldadura. Puesto que allí el material se hace fluir de forma viscosa mediante las oscilaciones ultrasónicas, incluso mediante un soporte óptimo de la bolsa no siempre es posible evitar de manera segura un desplazamiento del cordón de soldadura.

Por el documento US 4.187.768, que da a conocer un dispositivo de soldadura por ultrasonidos según el preámbulo de la reivindicación 1, se conoce un procedimiento para fabricar un recipiente de papel, en el que el papel se dota de un revestimiento de una lámina de plástico y se suelda con ayuda de ultrasonidos en la zona de base. La zona de base contiene un pliegue rebordeado que presenta un alma perpendicular situada radialmente en el interior y desde el que empieza la pared exterior del recipiente de manera ascendente hacia arriba y hacia fuera. La soldadura por ultrasonidos se realiza en la zona del borde rebordeado, presentando el sonotrodo, dispuesto con una línea central horizontal, una superficie activa biselada correspondiente a la oblicuidad ascendente de la pared exterior del recipiente y conteniendo el yunque o elemento de sujeción una superficie activa que discurre de manera paralela al alma perpendicular de la brida rebordeada.

El documento EP-A-7558 describe un procedimiento para la soldadura por ultrasonidos de material en forma de capas. El material se guía en dirección horizontal a través de un rodillo con o sin accionamiento, que sirve al mismo tiempo como yunque para el sonotrodo del dispositivo de soldadura por ultrasonidos. El sonotrodo está colocado de manera oblicua con respecto a la perpendicular y actúa sobre las capas de material que van a soldarse de manera que éstas se empujan hacia delante en la dirección de transporte deseada.

La invención se basa por tanto en el objetivo de crear un dispositivo de soldadura por ultrasonidos que proporcione cordones de soldadura correctos.

El objetivo se soluciona mediante las características indicadas en la reivindicación 1.

Mediante la colocación oblicua del sonotrodo y/o del yunque o su dispositivo de carga, según la invención, se introduce en el material de soldadura, mediante la soldadura por ultrasonidos, una componente de fuerza de la fuerza de soldadura dirigida en contra de la dirección de la gravedad, que es suficiente para eliminar la influencia de la gravedad al menos para que los cordones de soldadura discurran ahora exactamente por el punto predeterminado. Se ha constatado sorprendentemente que mediante la configuración según la invención puede compensarse por ejemplo la influencia de una liberación durante poco tiempo de las capas de lámina en el intersticio de soldadura, causada por la mayor inercia en el comportamiento oscilante del sistema mecánico (yunque con dispositivo de carga) frene a las oscilaciones ultrasónicas del sonotrodo, de modo que, bajo la influencia de la gravedad, el cordón de soldadura ya no se tuerce hacia arriba.

Perfeccionamientos ventajosos de la invención pueden deducirse de las reivindicaciones dependientes.

Se ha constatado que una desviación relativamente pequeña del ángulo de la aplicación de fuerza de la fuerza de soldadura respecto a la dirección que discurre habitualmente de manera perpendicular a la gravedad es suficiente ya para conseguir el efecto pretendido según la invención.

Sin embargo, preferiblemente los planos activos del sonotrodo y/o del yunque deberían discurrir de manera paralela a la dirección de la gravedad para evitar un pandeo de las capas de lámina que se encuentran en el intersticio de alojamiento.

La presente invención puede aplicarse también cuando debe realizarse más de un cordón de soldadura simultáneamente, lo que se consigue mediante al menos dos labios de soldadura dispuestos distanciados entre sí.

El dispositivo de soldadura por ultrasonidos según la invención puede utilizarse de manera especialmente ventajosa en un dispositivo para manipular bolsas de lámina, en el que bolsas de lámina llenas se transportan de manera vertical en un dispositivo de transporte.

De manera conveniente, las bolsas de lámina llenas se soportan adicionalmente mediante un dispositivo de transporte configurado de manera adecuada frente a la influencia de la gravedad, lo que puede realizarse por ejemplo mediante un dispositivo de apriete para apretar lateralmente las bolsas de lámina.

A continuación se explica en más detalle un ejemplo de realización de la invención mediante los dibujos. Muestran:

la figura 1, una vista lateral muy esquemática de un dispositivo de soldadura por ultrasonidos según la invención,

la figura 2, el detalle A ampliado de la figura 1,

la figura 3, la representación según la figura 2 con el sonotrodo elevado respecto al yunque, y

la figura 4, una representación global de la aplicación de fuerza.

La figura 1 muestra en una representación muy esquemática un dispositivo de soldadura por ultrasonidos 1 según la invención, que en este caso se utiliza para soldar capas de lámina a ambos lados de una abertura de llenado 2a de una bolsa de lámina 2. La bolsa de lámina 2 contiene paredes de un material laminado, que puede contener una o varias capas del mismo material o de materiales diferentes, esto es, por ejemplo láminas de plástico termoplásticas o láminas de metal o similares. Los cordones laterales 2c necesarios dado el caso y el fondo 2d ya están cerrados. La bolsa de lámina 2 es preferiblemente una de las bolsas para bebidas habituales.

La bolsa de lámina 2 se alimenta en vertical, es decir, con la abertura de llenado 2a dirigida hacia arriba y ya llenada (es decir, con paredes laterales abombadas), al dispositivo de soldadura por ultrasonidos 1 a través de un dispositivo de transporte 3. El dispositivo de transporte 3 puede estar configurado de cualquier manera y estar adaptado al objeto que va a transportarse. En el ejemplo de realización representado, el dispositivo de transporte 3 contiene preferiblemente al menos un elemento de agarre 4, que actúa a uno u ambos lados sobre los cordones laterales 2c de la bolsa de lámina 2 y, o bien la mueve o bien la soporta mientras atraviesa el dispositivo de soldadura por ultrasonidos 1. El dispositivo de transporte 3 puede presentar además una superficie de soporte 5, por ejemplo en forma de una cinta transportadora o similar, de modo que el peso de la bolsa de lámina 2 se soporta con todo su relleno por el dispositivo de transporte 3.

Mediante el dispositivo de transporte...

1. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos (1), con un sonotrodo (8) y un yunque (7) para soldar capas de lámina mediante la aplicación de fuerza, encontrándose las capas de lámina en un intersticio de alojamiento (6) prevista entre un plano activo (11) del sonotrodo (8) y un plano activo (12) del yunque (7), caracterizado porque la línea central de la aplicación de fuerza del sonotrodo (8) y/o del yunque (7) y/o su dispositivo de pretensado (9) para generar una componente (vartheta) de la aplicación de fuerza, dirigida en contra de la dirección de la gravedad (G), está situada de manera oblicua durante la soldadura con un ángulo (a) que difiere de 0º y 90º respecto a la dirección de la gravedad (G).

2. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de fuerza durante la soldadura se realiza con un ángulo (a) respecto a la dirección de la gravedad (G) superior a 70º, preferiblemente entre 80º y 89,5º, preferiblemente entre 85º y 89º, preferiblemente entre 87º y 89º y de manera especialmente preferible de 88º.

3. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el plano activo (11) del sonotrodo (8) discurre de manera paralela a la dirección de la gravedad (G).

4. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el plano activo (11) del yunque (7) discurre de manera paralela a la dirección de la gravedad (G).

5. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el yunque (7) y/o el sonotrodo (8) están dotados de una superficie de base (10a) y al menos dos labios de soldadura (10) dispuestos distanciados entre sí.

6. Dispositivo para manipular bolsas de lámina (2), con un dispositivo de transporte (3) para transportar de manera vertical bolsas de lámina (2) llenas y un dispositivo de soladura por ultrasonidos (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5 para soldar las bolsas de lámina (2).

7. Dispositivo para manipular bolsas de lámina (2) según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de transporte (3) presenta un dispositivo de apriete (4) para apretar lateralmente las bolsas de lámina (2).