專利名稱：容器焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造容器的方法，其能將一個稍凹的半剛性塑料件焊接 到一中空塑料體的一個端部。本發(fā)明特別但非排它地適用于食品級非碳酸飲料如果汁飲料、維他命飲 料、牛奶、冰茶等的包裝領(lǐng)域。本發(fā)明所適用的另一個領(lǐng)域是用來包裝粘性產(chǎn)品如牙膏、護(hù)膚乳、藥膏、 食品(蛋黃醬、蕃茄醬、芥末)等的柔性塑料管。本發(fā)明所適用的第三個領(lǐng)域是技術(shù)產(chǎn)品如樹脂硅、乳香的包裝筒。
背景技術(shù)：
容器的生產(chǎn)，其帶有一個焊接到一中空筒形塑料體上的半剛性件，是一 種頻繁用于包裝生產(chǎn)中的技術(shù)。這種應(yīng)用的一個示例是柔性軟管的生產(chǎn)，軟管中的產(chǎn)品是通過手指壓在 軟管的管壁上擠出的。此類容器的生產(chǎn)是將一個半剛性頭焊接到一圓柱形中 空體，其通常被稱為套筒的一個端頭上來進(jìn)行的。在柔性軟管的領(lǐng)域中，套 筒是由一層或多層片材巻起后沿其縱向焊接得到，套筒也可通過中空體的擠 出(或者在多層管的情況下共擠)得到。管頭則通過注模單獨(dú)形成。管頭利 用芯軸進(jìn)行焯接，從而將套筒和頭部固定住。有關(guān)柔性軟管的制造有豐富的 文獻(xiàn)Delavy & Keller的專禾'J (DE4216889)對現(xiàn)有技術(shù)給出了一個很好的 概括。本技術(shù)應(yīng)用的另一個領(lǐng)域是其一端帶有一半剛性件的柔性直袋。Spiess &801111專利(AU293944)給出了這種包裝的一個示例，其中有一個半剛性 頭焊接到一個柔性片材彎成的筒形管體從而制造出一個柔性的直袋。 Michalsky (EP1362797)也公開了一種類似的包裝，其中容器本體的兩端連 接有半剛性件。從技術(shù)的角度出發(fā)，為了生產(chǎn)出這種產(chǎn)品，必須將一半剛性件焊接到一 筒體的一端。為了在管子和連接件之間形成合格的焊接，焊接的區(qū)域必須經(jīng) 過以下的處理該區(qū)域必須曝露于塑料的焊接溫度下，將一定的壓力加在該區(qū)域上并保持一定的時間。這里有多種方式來提供部件焊接所需的熱熱空氣加熱，感應(yīng)加熱，IR加熱，摩擦或超聲波加熱。在所有的方法中，都必須加上一個力，其均勻地分布在管子周圈上準(zhǔn)備焊接部件的高度處。用來在管 子周圈施加這種力或壓強(qiáng)的機(jī)械裝置屬于復(fù)合體，其能防止或中斷熱傳遞， 并在產(chǎn)品上留下分型線的痕跡。這一點(diǎn)通常借助于內(nèi)芯來進(jìn)行，其加上必要 的徑向力以便密封。此類內(nèi)芯的使用以及這些焊接或制造方法均是柔性管生產(chǎn)領(lǐng)域的公知技術(shù)(圖l;部件2)。采用類似的方式，還能焊接一個部件形 成管子的底部(圖2;部件15)。然而，不能明顯地得到將一端頭焊接到管 子上而管子的另一端為部分或完全封閉，因?yàn)檫@種方案不能使用內(nèi)芯。這種 示例出現(xiàn)在圖l中(將帶有一頭部2的管子的底部15密封)，圖2中(將具 有一底部15的管子的頭部2密封)或者是圖3中(將具有一頭部2的管子 的中間部件16和底部15密封)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種制造柔性容器的方法，其能將一稍微凹的塑 料件密封到一中空塑料體的一端，而無需使用中空體中的內(nèi)芯。本發(fā)明的方 法提出了一種非常簡單的方式來在沒有內(nèi)芯的情況下形成焊接所需壓力。因此，本發(fā)明能夠制造出圖l、 2和3所示的物品，從而解決上述問題。 為了簡化起見，下面的說明和示例非排它性地限定在將頭部和底部焊接 到管子的情況上，其中的管子由其中含有薄鋁片的層壓材料制成。該復(fù)合材料層體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的鋁片在包裝上提供了優(yōu)良的阻擋特性，同時其能使用HF 這樣一種既簡單又好的加熱技術(shù)。該管體由一種多層平片或多層條體制成， 其中的片體或條體至少含有一鋁層并包括一個縱向的焊縫。感應(yīng)加熱也可用 來焊接頭部或底部。本發(fā)明中沒有用到用來產(chǎn)生承載力和焊接壓力的機(jī)械裝 置，因此特別適用感應(yīng)加熱技術(shù)，因?yàn)镠F感應(yīng)器可緊挨著所焊接的區(qū)域， 從而消除了對機(jī)械部件進(jìn)行屏蔽的問題。本發(fā)明的方法基于下面的事實(shí)，即將頭部或半剛性底部焊接到套筒上所 需的壓力由半剛性部件的臨時或永久變形來獲得。使該部件以一種可控的方 式變形，就能提高其直徑，由此該部件就坐在套筒上和套筒外側(cè)的焊接工具 上。這樣就能在所密封的整個區(qū)域上形成均勻的壓力。


圖1展示了一容器，其包括一個1套筒、 一個凸的頭部2以及一個凹的 底部15。圖2展示了一容器，其包括一個1套筒、 一個凹的頭部2以及一個凸的 底部15。圖3展示了一容器，其包括一個l套筒、 一個凸的頭部2、 一個中間部 件15以及一個凹的底部14。圖4展示了本發(fā)明在將一個頭部2焊接到一個套筒1上時的設(shè)備。該套 筒1和頭部2在焊接設(shè)備10的幫助下進(jìn)行定位，其中的焊接設(shè)備包括一個 HF焊接線圈11。套筒的端部2以及頭部的端部6坐在工具垂直Z軸的支撐 面6上。該頭部在連桿8的幫助下受到Z向的拉力，其中連桿8具有一個內(nèi)螺紋9，其能擰到頭部的頸部3的螺紋7上。圖4中的a)展示的頭部2處 于初始狀態(tài)。在圖4中的b)中，頭部2在桿8所施加的拉力的作用下變形。 頭部2的變形就形成了一個徑向力，其將頭部的周圈5導(dǎo)向套筒1的內(nèi)表面。 圖5展示了根據(jù)本發(fā)明在將一個頭部2焊接在一個套筒1內(nèi)部時的設(shè)備。 該套筒1在焊接設(shè)備10的幫助下進(jìn)行定位，其中的焊接設(shè)備10布置在套筒 1的外周圈上并包括一個HF焊接線圈11。頭部6以其凹部分4坐在一個環(huán) 形支撐件14上。該頭部在連桿8的幫助下受到Z向的拉力，其中連桿8具 有一個內(nèi)螺紋9，其能擰到頭部的頸部3的螺紋7上。圖5中的a)展示的 頭部2處于初始狀態(tài)。在圖5中的b)中，頭部2在桿8所施加的拉力的作 用下變形。頭部2的變形就產(chǎn)生了一個徑向力，其將頭部的周圈5導(dǎo)向套筒 1的內(nèi)表面。圖6展示了本發(fā)明在將頭部2焊接到套筒1上同時中空本體的另一端僅 部分封閉時的設(shè)備。套筒1和頭部2在焊接設(shè)備10的幫助下進(jìn)行定位，其 中的焊接設(shè)備包括一個HF焊接線圈11。套筒的端部2以及頭部的端部6坐 在與Z方向的工具的支撐面6上。該頭部在推桿15的幫助下在其中間部分 16中受到一個Z向的推力。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明方法的原理借助于圖4中所展示的方法中的各個步驟來說明。管子的套筒1和頭部必須精確定位于焊接工具10的內(nèi)部，如圖4中的a) 所示。該焊接工具10必須蓋住所要密封的區(qū)域同時還能引導(dǎo)套筒2。該工具 包括一個垂直區(qū)域12，其能使套筒1和頭部2沿Z向壓在其上。連桿8連接到頭部的頸部3上。這兩個部件可以不同的方式進(jìn)行固定， 例如，將內(nèi)螺紋9擰到頸部的螺紋7上。桿8將一個拉力沿Z向施加到頭部2上。由于頭部被焊接工具10固定在支撐區(qū)域12中不動，因此頭部2就會如圖4中的b)所示因其稍稍凹的形 狀而變形，如果其是由半剛性材料制成。頭部2的變形就會使支撐12上面 頭部的端部6稍稍滑向外側(cè)，由此會增加頭部的直徑。因此頭部需要焊接的 區(qū)域5會以更大的力更為均勻地壓到管子2的內(nèi)壁以及工具的徑向支撐區(qū)域 13上。由此就能將壓力加到所要密封的兩個部件上。焊接借助于感應(yīng)線圈11對筒體的局部加熱來進(jìn)行。焊接之后，連桿8從頭部2上拆下。由于消除了拉力，因此頭部借助于 塑料的彈性恢復(fù)到其初始的幾何結(jié)構(gòu)狀態(tài)上。由此就能輕易地從焊接工具10 取出所制得的物品(帶有焊接件的套筒)。上述這些操作都是借助于機(jī)械部件以及/或容器內(nèi)外壓力的增加或減少 來進(jìn)行的。本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是本方法并不限于管子頭部在其中心有開口時的密 封，其也適用于封閉部件如管子底部的密封。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是本方法并不限于將部件封接到一套筒的端部，其 也適用于沿著套筒任何部位的封接(甚至是圖3)。非限定性地例如，使用一 個中間部件就能分割該容器并使之更硬。圖5展示了將頭部2焊接在套筒1 中非端頭的一個位置的情況。在這種情況下，焊接工具10是一個圍繞著套 筒的筒體。頭部2借助于其凹部分4中的一個支撐14固定不動(圖5中的a))。 在桿8加上拉力時，頭部2如圖5中的b)所示變形，其端部6因支撐14 上的頭部的稍稍旋轉(zhuǎn)而向外側(cè)移動。由此，頭部上需要焊接的區(qū)域5就在套 筒上以及焊接工具的支撐區(qū)域13上施加一個徑向的力。借助于局部HF加熱 對套筒的焊接與上述焊接完全相同。根據(jù)本發(fā)明的另一種制造方法，在中空本體僅僅是一端部分封閉時，通 過給稍稍凹的部件內(nèi)表面的中心部分加上一個推力就能將稍稍凹的部件焊 接到中空本體的另一端上(參見圖6)。在這種情況下，在其內(nèi)表面加上一個推力就能使該部件變形從而提高其表觀直徑，從而將所述部件焊接到中空本 體上。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是本方法并不限于筒形容器，其也能將塑料部件焊 接到橫截面為各種凸的柔性中空本體上。非限定性地例如，橫截面為橢圓形 或者是帶有圓角的多邊形(方形、五邊形、六邊形等)的容器。需要注意的是頭部2的變形也可是永久的，這樣就能獲得一個其最終形 狀不同于初始形狀的頭部。這一點(diǎn)可用于凹度很大的部件，其能繞著其凹區(qū)域4 "返回"。這樣做的結(jié)果就是頸部3相對于端部6的高度不同于初始狀態(tài) 和最終狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一種制造方法，其能將圓頂形(凹或凸)部件焊接到一 中空塑料本體開口端的內(nèi)表面上。此時，將一拉力加到其中間部分上就能使 該部件變形從而減小其表觀直徑，并將其定位于一個直徑等于該部件在初始 狀態(tài)下外徑的中空本體的內(nèi)部。 一旦放好，就去掉該拉力，從而使該部件恢 復(fù)到其初始形狀，使該部件的外周壓到中空本體的內(nèi)壁上。通過對該部件外 部以及中空本體內(nèi)徑的調(diào)整就能對兩個部件之間施加到焊接區(qū)域上的壓力 進(jìn)行控制。然后如上所述，借助于HF加熱來進(jìn)行焊接。本發(fā)明能夠獲得這樣的一種容器，其特征在于頭部和底部與形成容器的 筒體形成有徑向焊縫。這些焊縫的顯著特征在于它們均完全處在筒體的內(nèi) 部。此外，這些容器的頭部和底部均不會在筒體外部包括有與筒體接觸的區(qū) 域。圖l和2展示了本發(fā)明的這種容器。
權(quán)利要求
1.一種用來制造塑料容器的方法，其包括將一個平的柔性部件(2)的邊緣夾到一中空本體(1)的內(nèi)表面上，所述部件(2)具有一凹表面和一凸表面，其特征在于進(jìn)行下面的操作步驟-將該部件(2)的邊緣在布置上與中空本體(1)的內(nèi)表面接觸；-沿著一個垂直于該部件表面的方向(z)將一個推力或拉力加到該部件(2)的中間部分(3)上從而在該部件(2)中引出徑向力，其使該部件(2)的邊緣壓合到中空本體(1)的內(nèi)表面上。
2. 如權(quán)利要求l的方法，其特征在于所述徑向力是永久產(chǎn)生的。
3. 如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述徑向力是在該部件(2)夾到 所述內(nèi)表面的時候臨時產(chǎn)生的。
4. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于所述推力或拉力加到所述 部件(2)的凹表面上。
5. 如權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于所述推力或拉力加到所 述部件(2)的凸表面上。
6. 如權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于將一拉力加到所述部件 (2)的中間部分(3)上，同時所述部件(2)借助于一個支撐部件(13)固定，其中的支撐部件單獨(dú)坐在所述部件(2)稍稍凹的區(qū)域上或者是所述 區(qū)域的外側(cè)上。
7. 如權(quán)利要求1至3之一或5的方法，其特征在于將一推力加到所述 部件(2)的中間部分(3)上同時借助于一個支撐部件(13)將后者固定在 原處。
8. 如前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于-當(dāng)所述部件(2)定位于所述中空本體(1)中并焊接時，所述部件(2)單獨(dú)固定在其外表面上； -當(dāng)所述部件(2)定位于所述中空本體(1)中時，加上一個徑向力從而使所述部件(2)變形并使所述部件(2)的外周朝內(nèi)部引導(dǎo)，這樣就能將其插入到所述中空本體(1)中； -在焊接操作時，去掉徑向力，其能使所述部件(2)恢復(fù)到其初始的形狀，并且在所述部件(2)的外周，將一個壓力加到所述中空本體 (1)的內(nèi)表面上。
9. 如權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述推力或拉力從中空本體(1) 的內(nèi)部加上。
10. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其包括一個操作步驟，其中所述部件 (2)的凹表面變形從而使其凸，反之亦然。
11. 一種用來制造塑料容器的設(shè)備，其由一個中空本體(1)以及至少 一個形成了一個彎曲表面的平的柔性部件(2)構(gòu)成，其邊緣夾到所述中空 部件(1)的內(nèi)表面上，其特征在于，其包括 一個裝置(8)，其用來將一 個推力或拉力沿著一個與所述部件表面垂直的方向加到所述部件(2)的中 間部分(3)上，由此就能引起一個指向該部件(2)邊緣的徑向力。
12. 如權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于所述用來加上一個推力或拉力 的裝置(8)經(jīng)改動從而在所述部件(2)外表面的中間部分(3)上產(chǎn)生一 個拉力。
13. 如權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，其包括一個沿徑向擠壓所述 部件(2)的裝置，并且所述用來加上一個推力或拉力的裝置由返回力構(gòu)成， 該返回力由該部件(2)返回到其初始狀態(tài)的返回引起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種容器焊接方法，尤其涉及一種用來制造塑料容器的方法，其包括將一個形成了一個彎曲表面的平的柔性部件的邊緣夾到一中空本體的內(nèi)表面上，其特征在于進(jìn)行下面的操作步驟1.將該部件的邊緣在布置上與中空本體的內(nèi)表面接觸；2.沿著一個垂直于該部件表面的方向?qū)⒁粋€推力或拉力加到該部件上從而在該部件中產(chǎn)生徑向力，使部件的邊緣壓合到中空本體的內(nèi)表面上。
文檔編號B29L22/00GK101254648SQ20081008166
公開日2008年9月3日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者G·凱勒, H-V·羅伊, J·托馬塞 申請人:艾薩帕克控股公司