11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : B65B 51/22

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : B6B 1/22 B23K / B29C 6/08 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación : k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Dispositivo para soldadura por ultrasonidos de costuras de sellado. k Prioridad: DE k 73 Titular/es: Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Avenue Général-Guisan 70 CH-09 Pully, CH k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Riedel, Thomas k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Elzaburu Márquez, Fernando Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION La invención se refiere a un dispositivo para la soldadura por ultrasonidos de costuras de sellado, en particular en la doble tira de cartón de un envase para líquido, con un electrodo sonoro y un yunque situado frente a la superficie frontal delantera del mismo, que son ambos móviles sobre caminos predeterminados (documento FR-A ). En el campo de la fabricación de envases para líquido es conocido plegar el manguito abierto de sección transversal rectangular, de papel recubierto por ambos lados de plástico, de modo que se obtenga una doble tira de cartón con cuya ayuda, tras el llenado del envase para líquido, se cierra éste mediante soldadura. Esta soldadura se puede realizar mediante mordazas de sellado, ytambién mediante soldadura por impulsos o soldadura por ultrasonidos. Son conocidos dispositivos de soldadura por ultrasonidos con electrodos sonoros configurados en correspondencia. Un electrodo sonoro conocido, hecho de titanio, presenta una superficie frontal delantera en forma de un plano en forma de regleta, a saber en el vértice del electrodo sonoro, y la doble tira de cartón a cerrar de modo estanco al líquido debe ser apretada entre dicha superficie frontal delantera y una mordaza antagonista con plano en forma de tira correspondiente, ycargada en una línea exactamente dimensionada con la energía de soldadura por ultrasonidos. Se trata pues de un paralelismo muy preciso entre la superficie frontal delantera del electrodo sonoro por una parte y la mordaza antagonista o yunque por otra parte. Para obtener buenas líneasde soldadura en la doble tira de cartón, la tolerancia de este paralelismo es de sólo unas pocas centésimas de milímetro. Para fijar un yunque y un electrodo sonoro paralelosunoaotrodemaneratanprecisa,las partes de la máquina que soportan las herramientas se deben configurar con tolerancias muy pequeñas. Esto no sólo es caro debido a los elevados costes de fabricación, sino que presenta el inconveniente de una vida de duración pequeña, porque las vibraciones generadas por el electrodo sonoro desvían los cojinetes comparativamente rápidamente, de modo que pronto no se pueden mantener ya al menos las estrechas tolerancias requeridas. Si con los sistemas conocidos los cojinetes de apoyo, preferentemente rodamientos, engranajes y similares, son fuertemente solicitados mediante las vibraciones y resultan dañados tras una vida de duración comparativamente corta, sufre en consecuencia la calidad de la costura de sellado a fabricar y con ello la estanqueidad de un envase para líquido. Para este campo de aplicación, y también para otras aplicaciones en las que se han de unir entre sí materiales planos mediante una buena costura de sellado, se presentan los inconvenientes descritos si se emplea la soldadura por ultrasonidos, unida por lo demás con muchas ventajas. Independientemente del campo técnico de la fabricación de envases, pero especialmente también para éste, se plantea por tanto según la invención el problema de configurar y disponer el dispositivo del tipo citado al principio de la manera más económica posible para una buena soldadura por ultrasonidos, de modo que los cojinetes y dispositivos de accionamiento de la máquina en la que está dispuesto el dispositivo de soldadura por ultrasonidos no sean perjudicados, de manera desventajosa, por las vibraciones, que simultáneamente se tengan, en particular en la fabricación de envases para líquido, buenas propiedades higiénicas, y que en general, a pesar de estas condiciones, se pueda mantener entre estrechos límites de tolerancia el paralelismo de las superficies de soldadura en electrodo sonoro y yunque. Este problema se resuelve según la invención de modo que el yunque configurado macizo está atravesado por al menos un taladro interior, en el que para desacoplar las vibraciones está dispuesto, mediante piezas anulares elásticas, flexibles, con formación de una hendidura anular, un árbol soporte, cuyo diámetro exterior es menor que el diámetro interior del taladro interior, siendo el diámetro exterior de la pieza anular elástica en estado no montado mayor que el diámetro interior del taladro interior, de modo que el yunque se asienta bajo tensión previa sobre el árbol descrito. Al técnico en la materia se habría planteado posiblemente, conociendo el estado actual de la técnica y el problema señalado más arriba, la posibilidad de llevar a cabo el desacoplamiento de las vibraciones menos en la zona del yunque, incluso nada en absoluto en dicha zona, sino en toda la zona de apoyo entre la fuente de vibraciones y la máquina. En lugar de un costoso desacoplamiento del yunque excitado por vibraciones y él mismo en vibración hacia atrás respecto a sus cojinetes y piezas de apoyo y al mismo tiempo también de la herramienta de soldadura hacia atrás, es decir a lo largo de un circuito cerado de apoyo - según la invención el desacoplamiento deseado se lleva a cabo en la zona del yunque. Esto se consigue de manera sorprendente, de modo que el árbol que soporta el yunque se mantiene sin contacto respecto al yunque en vibración, es decir no golpea metal sobre metal. Para cumplir la función de apoyo sirven las piezas anulares elásticas, flexibles, que llenan la hendidura anular entre el árbol de diámetro exterior menor y el taladro interior de diámetro interior mayor. Si además las piezas anulares son suficientemente grandes, el desacoplamiento de las vibraciones perjudiciales puede tener lugar dentro de la zona del yunque. La pieza anular empleada tiene preferentemente forma anular en la sección transversal situada radialmente y puede tener distintas longitudes en dirección axial. Las piezas anulares más largas se pueden denominar manguitos, y las piezasanularesmás cortas más bien anillos. Mediante la relación de diámetros prevista según la invención entre taladro y piezas anulares, el árbol se asienta bajo una cierta tensión previa en el taladro interior del yunque. Se obtiene con ello ventajosamente una suspensión elástica del yunque sobre dicho árbol. Se consigue por tanto de modo muy favorable un desacoplamiento radial, siendo las citadas piezas anulares los miembros de desacoplamiento propiamente dichos.

3 3 ES T3 4 Así pues, no es necesario ya prever apoyos con tolerancias muy pequeñas, con elevados costes de fabricación, en toda la zona de apoyo desde el yunque hacia atrás por una parte y también desde la herramienta de soldadura hacia atrás por otra parte, es decir en el circuito cerrado de apoyo. En su lugar, las piezas anulares asumen, en la disposición ventajosa en el taladro interior del yunque, las funciones requeridas, sin perjudicar a las demás condiciones para la realización de una soldadura por ultrasonidos exacta. Es además particularmente ventajoso que, en otra configuración de la invención, en la superficie exterior del árbol estén dispuestas, en la dirección axial de éste, una pluralidad de ranuras a cierta distancia unas de otras, que alojan al menos parcialmente a las piezas anulares. Desde el punto de vista técnico de la máquina es sencillo prever ranuras exteriormente en dirección axial sobre un árbol, a cierta distancia unas de otras. Estas ranuras pueden ser de distinta anchura, de distinta profundidad, y estar dispuestas a distintas distancias unas de otras. Las mismas pueden estar parcialmente ocupadas con las piezas anulares citadas y parcialmente vacías. El desacoplamiento arriba descrito se puede garantizar correctamente mediante la correspondiente pluralidad de piezas anulares y su configuración apropiada. Esta disposición de las piezas anulares con distinta distribución en ranuras en la dirección longitudinal del árbol trabaja de modo particularmente favorable, si se piensa en el paralelismo de las superficies de electrodo sonoro y yunque de actúan mutuamente. Efectivamente, el paralelismo arriba citado se puede ajustar de manera sencilla con ayuda de dichas piezas anulares. Mediante las medidas según la invención no sólo se ahorran costes, sino que se cumplen las condiciones de fabricación e incluso en el caso de envases para líquido se garantizan las propiedades higiénicas. Empleando dispositivos de desacoplamiento conocidos, una pieza de goma vulcanizada entre piezas a soldar resultó con frecuencia perjudicada por la limpieza, de modo que se han presentado problemas de higiene. Particularmente crítico ha sido esto en el caso de la fabricación de envases para leche, porque la leche se deposita en cada hendidura y en cada superficie rugosa de partes dañadas y puede conducir allí a serios problemas de higiene. Ha resultado además particularmente ventajoso que las piezas anulares sean anillos toroidales, que tienen preferentemente distinta rigidez C. Esta se denomina también parcialmente dureza Shore. Mediante el empleo de tales anillos toroidales no sólo se garantiza un manejo y mantenimiento técnicamente muy sencillos del sistema, sino que se pueden reducir también fuertemente los costes. Como es conocido, los anillos toroidalessonpiezasfáciles de obtener y baratas. Se consigue por tanto una gestión de piezas de repuesto sencilla, y se tienen simultáneamente costes de fabricación pequeños con amortiguación y rigidez del sistema portante variables entre amplios límites. El paralelismo se puede mantener dentro de los límites de tolerancia deseados con medios económicos, porque los anillos toroidales proporcionan una práctica auto-compensación. Mediante los anillos toroidales como miembros amor tiguadores se impide de manera sencilla un contacto metálico entre el yunque y su sistema portante. La amortiguación se puede variar no sólo en conjunto sin también mediante la longitud del yunque. Se puede variar por ejemplo el número de anillos toroidales o bien su dureza Shore o rigidez a lo largo de la longitud del árbol. Se puede modificar así delamaneramás sencilla la posibilidad de auto-ajuste del sistema. Se ha observado que en formas de realización más sencillas basta un único árbol en el yunque como elemento portante para absorber todas las fuerzas que se presentan en funcionamiento. En tales casos es pues suficiente que el yunque sólo esté atravesado por un taladro, en el que está encajado un árbol soporte. Si se plantean requerimientos más altos al sistema de soldadura por ultrasonidos, es conveniente apoyar por separado pares de giro que se producen debido a la fuerza de soldadura aplicada, es decir debido a la presión que el electrodo sonoro aplica sobre la superficie de soldadura situada enfrente del yunque. Para la configuración de este dispositivomejorado es conveniente que según la invención el yunque esté atravesado paralelamente, axialmente, por tres taladros interiores para el alojamiento de dos árboles de apoyo y de un árbol soporte apoyado en el conjunto de la máquina, y hecho preferentemente de acero inoxidable. El yunque configurado muy macizo debe resistir fuerzas y vibraciones importantes, por lo que debería estar hecho de un buen acero; para el empleo en máquinas con peligro higiénico preferentemente de acero inoxidable. Es posible un dispositivo de soldadura por ultrasonidos en el que los pares de giro sean absorbidos por sólo un único árbol de apoyo, dispuesto separado del árbol soporte. Pero puede haber también condiciones límite predeterminadas, según las cuales resulte conveniente el apoyo, además de sobre un árbol soporte y adicionalmente un árbol de apoyo separado, aún sobre un segundo árbol de apoyo separado. Una forma de realización de este tipo se describe aquí como particularmente ventajosa, porque desde muchos puntos de vista es de más capacidad. Los pares de giro provocados por la citada fuerza de soldadura son evidentemente mejor absorbidos y soportados por dos árboles de apoyo separados que por un sólo árbol de apoyo, adicionalmente al árbol soporte. En caso de árboles soporte muy largos,bajolaactuación de fuerzas podría producirse una flexión del sistema de yunque, y ésta será en general y principalmente absorbida por el propio árbol soporte. Por el contrario, los pares de giro provocados por las fuerzas de soldadura son absorbidos preferentemente, en la forma de realización preferente aquí descrita, por los dos árboles de apoyo. Se podría pensar incluso en la configuración con un tercer árbol de apoyo. Sin embargo, la práctica ha mostrado que incluso en formas de realización particulares con árbol soporte largo y yunque largo (o incluso con varios yunques dispuestos unos tras otros) la flexión puede ser absorbida por el árbol soporte y los paresdegiropordosárboles de apoyo. No se opone a ello la consideración de que también los árboles de apoyo tiene una cierta función portante. Cuanto mayores son las distancias de los 3

4 ES T3 6 árboles de apoyo al árbol soporte, tanto menor puede ser el diámetro de los árboles de apoyo ytambién del árbol soporte, porque al ser mayor la distancia los momentos superficiales y los momentos resistentes aumentan. Ahora bien, se trata aquí de cuestiones de espacio especiales, habiéndose de señalar que en general las máquinas se deben configurar lo más pequeñas posible y que por tanto se dispone de poco espacio. Es conveniente también, en una configuración ventajosa de la invención, que el árbol soporte esté apoyado en sus extremos, fijado en ajustes que rodean a los extremos, en apoyos fijos en la máquina. Las fuerzas que se presentan dependen, en el sentido de las realizaciones precedentes, de la distancia de los apoyos en los que está fijadoelárbol soporte. La propia fijación se efectúa mediante ajustes, en los cuales están enchufados los extremos del árbol soporte y sujetos allí.conayudadelosapoyosfijosenlamáquina queda clara la idea de la invención, de que el árbol soporte está previsto efectivamente como apoyo fijoenlamáquina y el yunque dispuesto separado de él, sin contacto, flotante. El desacoplamiento de las vibraciones tiene lugar por tanto dentro de la zona del yunque, porque el árbol soporte fijo en la máquina soporta, mediante las piezas anulares previstas según la invención, el yunque en vibración. Es también ventajoso según la invención que entre la espaldilla del ajuste y el lado frontal del yunque esté dispuesto un anillo toroidal de material elástico flexible y que se puede apretar mediante al menos un tornillo, que penetra axialmente en el extremo del árbol soporte y a través de la pieza de ajuste. El anillo toroidal descrito de plástico, goma o un elastómero está dispuesto según la invención entre la pieza de ajuste (sobre su espaldilla) y el yunque (su superficie plana delantera) y mediante su apriete por medio de apriete del tornillo permite una amortiguación y por tanto un desacoplamiento de las vibraciones en dirección axial. Mientras que el desacoplamiento de las vibraciones en dirección radial se obtiene mediante las piezas anulares citadas, en una forma de realización preferente los anillos toroidales, se proporciona también un desacoplamiento axial, a saber mediante el anillo toroidal descrito en último lugar entre ajuste y yunque. En el caso del desacoplamiento radial, mediante el dimensionado de las piezas anulares se consigue que el árbol, preferentemente el árbol soporte, se asiente bajo cierta tensión previa en el taladro interior del yunque, con la consecuencia de una suspensión elástica y por tanto del desacoplamiento radial. Se excluye por tanto cualquier contacto metálico entre árbol soporte y yunque, en particular también bajo carga. Dicho de otro modo, se cuida de que la hendidura anular sea mayor que la deformación del yunque respecto al árbol soporte que se presenta bajo carga. Las mismas relaciones son válidas también respecto a los árboles de apoyo. Según la invención se consigue pues, con medios sencillos, un desacoplamiento de las vibraciones perjudiciales para los cojinetes y engranajes, tanto en sentido radial como axial. Es ventajoso también según la invención que sobre el árbol soporte y el al menos un árbol de apoyo que se extiende paralelo a él estén dispuestos dos yunques axialmente uno tras otro y mantenidos a cierta distancia mediante escalones conformados en los árboles, y que estén previstos anillos toroidales entre escalón y yunque. La experiencia de los constructores ha dado como resultado que la idea según la invención se puede emplear incluso en máquinas de muy gran capacidad, en las que el número de soldaduras por unidad de tiempo se puede incluso duplicar, para lo cual dos puestos de soldadura por ultrasonidos están dispuestos uno junto a otro, de modo que sobre el árbol soporte están previstos dos yunques, axialmente uno tras otro a cierta distancia. En lugar de las superficies frontales del ajuste se puede emplear en la zona entre los dos yunques la superficie frontal de los escalones, de modo que por lo demás las medidas según la invención se pueden emplear de igual modo. En el caso de un árbol de apoyo dispuesto separado del árbol soporte y paralelo a él se pueden disponer dos yunques. Si son necesarias fuerzas y pares de giro particulares, además del árbol soporte se pueden emplear adicionalmente dos árboles de apoyo. A pesar de los importantes pesos de dos yunques sobre un único árbol soporte, las deformaciones de los dos yunques pueden ser absorbidas por el único árbol soporte, y los pares de giro debidos las fuerzas de soldadura por los árboles de apoyo. Mediante la disposiciónde laspiezas anulares y su dimensionado, los cojinetes y dispositivos de accionamiento de la máquina no resultan ya perjudicados por las inevitables vibraciones, y mediante la disposición de los anillos toroidales entre yunque y escalón o entre yunque y lado frontal del ajuste se prevén encapsulados axiales, de modo que incluso en caso de emplearse medios conservantes en el recinto anular entre árbol soporte y yunque o entre árbol de apoyo y yunque se excluye una salida de dichos medios conservantes hacia fuera del recinto anular, y la máquina en conjunto tiene buenas propiedades higiénicas. Otras ventajas, características ventajosas y posibilidades de aplicación de la presente invención se deducen de la descripción que sigue en unión con los dibujos. Muestran: Figura 1 dos yunques dispuestos uno tras otro axialmente a cierta distancia sobre un árbol soporte y dos árboles de apoyo, en perspectiva, Figura 2 una vista en corte transversal a través del yunque, perpendicularmente a través de los árboles, Figura 3 una vista en corte a través de Figura 2, a lo largo de la línea III-III de la Figura 2, Figura 3a una parte de la superficie del árbol soporte sin piezas anulares, a escala ampliada y partida, Figura 4 una parte de la máquina, partida, con el dispositivo de soldadura por ultrasonidos con el electrodo sonoro acoplado funcionalmente con el yunque mediante la doble tira de cartón de un envase, Figura, esquemáticamente, la configuración de un árbol soporte con anillos toroidales dentro del taladro interior de un yunque y electrodo sonoro, partido, dispuesto desviado debajo antes de su acoplamiento funcional, y 4

5 7 ES T3 8 Figura 6 el acoplamiento funcional del vértice desviado, representado partido, del electrodo sonoro contra el yunque con la desviación resultante delmismorespectoalárbol soporte. El envase 1 para líquido representado en Figura 4 presenta en su extremo superior una doble tira 2 de cartón formada mediante líneas de plegado no representadas, que está apretada precisamente entre la superficie frontal delantera 3 del vértice 4 de un electrodo sonoro y la superficie de soldadura 6 situada enfrente de un yunque 7. El apriete se efectúa mediante el movimiento del electrodo sonoro 6 por medio de su accionamiento 8 respecto al yunque 7, que es móvil también sobre un camino predeterminado, no mostrado. Entre las dos capas no representadas de la doble tira de cartón se halla una costura de sellado, que se debe fabricar mediante soldadura por ultrasonidosyquenoseharepresentadoenparticular, porque es conocida para el técnico en la materia. Aún cuando el dispositivo para la soldadura por ultrasonidos se describe aquí en unión con envases para líquido con doble tira de cartón y costura de sellado prevista allí, naturalmente la aplicación de la idea según la invención no se limita a esta técnica concreta. En Figura 1, sobre un árbol soporte 9 y dos árboles de apoyo y 11 adicionales separados de él y que se extienden paralelamente al mismo se representan dos yunques 7 y 7 apoyados a la distancia d uno de otro. Basta a continuación la descripción de un yunque 7, porque también el otro yunque 7 está configurado igual al yunque 7 primeramente citado. El yunque 7 está atravesado por tres taladros interiores 12 (para el árbol soporte 9), 13 (para el primer árbol de apoyo ) y 14 (para el segundo árbol de apoyo 11). Estos tres taladros interiores 12, 13, 14 tienen distintos diámetros y se hallan a cierta distancia unos de otros, de modo que sus ejes forman en corte transversal, según la representación de la Figura 2, un triángulo. El diámetro del primer taladro interior 12 para el árbol soporte 9 es el mayor, mientras que los diámetros de los taladros 13 y 14 para los dos árboles de apoyo y 11 son iguales y menores que el del taladro 12. Dentro de estos taladros 12, 13 y 14 están apoyados exentos de contacto, es decir sin contacto metálico, los árboles 9 (árbol soporte), (primer árbol de apoyo) y 11 (segundo árbol de apoyo). Cada árbol está rodeado por una hendidura anular 1, cada una de las cuales se ve particularmente bien en Figura 2. Pero también en las Figura 4 a 6 se pueden apreciar las hendiduras anulares 1. La hendidura anular 1 está formada porque el diámetro exterior del árbol 9 y y 11 respectivo es menor que el diámetro interior del taladro interior 12 y 13 y 14 respectivo. A fin de que el yunque 7 se pueda colocar sobre los árboles9-11,laspiezasanulares16enforma de anillos toroidales se hallan, a la distancia a unas de otras, en ranuras 17, cuya anchura está indicada en Figura 3a con b. En el ejemplo representado aquí, la distancia a de las ranuras 17 unas de otras es constante en la dirección axial de los árboles 9-11, y también la anchura de las ranuras 17 es igual para todos los árboles y ranuras 17. Sin embargo, esto sólo es válido para la forma de realización preferente mostrada aquí. Está descrito con ello el apoyo del yunque 7 respecto a los árboles Como árbol fijo en la máquina representativo se describe el árbol soporte 9 y su apoyo. En los apoyos 18 mostrados sólo parcialmente en Figura 3 están dispuestas piezas de ajuste 19 con ajustes, que rodean y alojan a los extremos 21 del árbol soporte 9. Axialmente desde fuera penetra en un taladro roscado en el extremo 21 del árbol soporte 9 un tornillo 22, que penetra a través de la pieza de ajuste 19 axialmente desde fuera, de modo que mediante el apriete del tornillo 22 resulta posible un apriete del yunque 7 o 7 respectivamente respecto a la pieza de ajuste 19. Esto se describe con mayor precisión con ayuda de la Figura 3. El árbol soporte 9 está configurado allí alargado con escalón 23 conectado de modo intermedio en el centro (las relaciones son similares para el árbol de apoyo 11, donde el escalón se designa con 23 ). El escalón 23 tiene en dirección axial hacia ambos lados una espaldilla anular, sobre la que se aplica un anillo toroidal central 24 y 24 respectivamente, cuya superficie de aplicación opuesta es la superficie anular plana del yunque. El yunque 7 y 7 respectivamente tiene en los lados exteriores superficies frontales 2 también planas, de forma anular, de modo que también allí se puede disponer un anillo toroidal exterior 26, que se aplica también axialmente hacia fuera contra la espaldilla 27 de forma anular del ajuste. Si se designa la longitud del yunque 7 o también la del yunque 7 con l, en la configuración de la forma de realización representada en los dibujos la longitud l por ejemplo del yunque 7 es más corta que la distancia entre la superficie de espaldilla 26 plana, de forma anular, del ajuste y la superficie plana, de forma anular, del escalón 23. La hendidura que se obtiene por tanto en los dos extremos del yunque, de por ejemplo 1, mm de anchura, es llenada por los anillos toroidales 24 y 26 descritos. Estos anillos toroidales son resistentes a los medios de limpieza y tienen por objeto un encapsulado y al mismo tiempo desacoplamiento axial para las vibraciones. La compresión de los anillostoroidalesse efectúa mediante el tornillo 22 descrito. La distancia d de los dos yunques 7, 7 según Figura3estáformadatambién mediante los escalones 23 y 23 respectivamente. El diámetro de estos escalones, por ejemplo del escalón 23, es algo mayor que el diámetro exterior del árbol correspondiente, por ejemplo del árbol soporte 9 (o en el caso del escalón 23 del árbol de apoyo 11). En la pieza de ajuste 19 está previsto arriba y abajo el ajuste, en el que está encajadoelextremo 21 del árbol soporte 9. Las superficies frontales del árbol soporte 9 se aplican pues ahora contra el fondo del taladro del ajuste en la pieza de ajuste 19. Mediante apriete del citado tornillo 22, los dos yunques 7, 7 son apretados o tensados contra el escalón central 23. El funcionamiento se puede explicar en principio con ayuda de las Figuras y 6. Se aprecia en ellas, también esquemáticamente, el árbol soporte 9 representado corto, en cuyas ranuras 17

6 9 ES T3 están insertados anillos toroidales con diferente rayado. Un rayado basto significa pequeña rigidez, y un rayado fino significa alta rigidez. Se aprecia que en Figura el anillo toroidal 16 con la línea de referencia más larga tiene el rayado más fino y por tanto máxima rigidez, que disminuye simétricamente hacia fuera en dirección axial. Así por ejemplo, el anillo toroidal más exterior en Figura 6, cuya línea de referencia se extiende horizontal, tiene la mínima rigidez. Se aprecia también aquí que el diámetro del árbol soporte 9 es menor que el del taladro interior 12. La hendidura anular 1 entre estas dos superficies entre árbol soporte 9 y taladro interior 12 del yunque 7 es distinta de cero, también bajo carga. Esto significa que tampoco bajo carga se produce contacto metálico alguno entre árbol soporte 9 y yunque 7. La hendidura 1 es por tanto mayor que la deformación del yunque 7 respecto al árbol soporte 9 que se produce bajo carga. Por lo demás, las mismas relaciones son válidas también con vistas a los árboles de apoyo y 11. Cada anillo toroidal 16 asentado en la ranura 17 está totalmente separado del próximo. Se aprecia que el diámetro exterior respectivo del anillo toroidal 16 es mayor que el diámetro interior del taladro 12 del yunque 7. Por tanto, el árbol soporte 9 se asienta bajo tensión previa en el taladro 12 del yunque 7. Se obtiene por tanto la suspensión elástica arriba descrita, y por tanto el desacoplamiento radial. Mediante los anillos toroidales 2 descritos con ayuda de Figura 3 en la zona de los extremos 21 del árbol soporte 9 se obtiene también el encapsulado del recinto anular 1 hacia fuera, con la consecuencia de una buena higiene. La compensación del paralelismo se obtiene mediante la disposición flexible de los anillos toroidales con distinta rigidez o dureza Shore respectivamente, y se puede describir bien con ayuda de las Figuras y 6. En Figura se ve el árbol soporte 9 con el yunque 7 mostrado partido arriba. A cierta distancia de la arista inferior de éste, es decir la superficie de sellado 6, se ha representado exageradamente, intencionadamente, bajo cierto ángulo, el vértice 4 mostrado partido hacia abajo del electrodo sonoro. Al moverse ahora éste en su funcionamiento de modo que su superficie frontal delantera 3 viene a acoplarse a compresión con la superficie de sellado 6 del yunque 7 (no habiéndose dibujado en Figura 6 doble tira de cartón alguna dispuesta entre ellas), también el yunque 7 se desvía respecto al árbol soporte 9 fijo en la máquina. En Figura 6 se representa la posición bajo carga, y se aprecia que la hendidura anular 1 es mayor que la deformación del yunque 7 respecto al árbol soporte 9 o por medio de éste respectivamente. La compensación del paralelismo se efectúa aquí mediante la disposición flexible de las piezas anulares 16 asentadas en las ranuras 17, aquí los anillos toroidales con distintas durezas Shore o rigidez respectivamente. Mediante la disposición, configuración y efecto de las piezas anulares 16 se obtiene una fuerza de soldadura uniforme, que es constante en el marco de estrechas tolerancias a lo largo de toda la superficie de soldadura 6 del yunque. Las fuerzas que se producen mediante la deformación de los anillos toroidales 16, o bien la fuerza de reacción correspondiente en cada caso, son ventajosamente menores que la desviación admisible. A pesar de la desviación del taladro 12 en el yunque 7 respecto al árbol soporte 9 se obtiene la deseada compensación del paralelismo. La suma de las fuerzas de reacción procedentes de los anillos toroidales 16 deformados se halla dentro del campo de tolerancia admisible de la fuerza de soldadura. Iguales relaciones son naturalmente válidas también para los árboles de apoyo y 11. Mediante la disposición de los anillos toroidales 16, que están además encapsulados higiénicamente, se obtiene un par resistente a flexión suficiente, incluso en caso de un largo árbol soporte 9. Por tanto, el desacoplamiento de las vibraciones tiene lugar dentro del taladro del yunque. El peso del sistema global de yunque se puede reducir también de manera ventajosa, de modo que árboles soporte y de apoyo relativamente delgados están dispuestos a distancias radiales relativamente grandes unos de otros. Se obtienen con ello grandes momentos superficiales y momentos resistentes. Esto es particularmente válido en caso de varios yunques dispuestos unos tras otros y una gran luz resultante por tanto entre los apoyos (piezas de ajuste). 6 6

7 11 ES T3 12 REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la soldadura por ultrasonidos de costuras de sellado, en particular en la doble tira (2) de cartón de un envase (1) para líquido, con un electrodo sonoro () y un yunque (7) situado frente a la superficie frontal delantera (3) del mismo, que son ambos móviles sobre caminos predeterminados, caracterizado porque el yunque (7, 7 ) configurado macizo está atravesado por al menos un taladro interior (12, 13, 14), en el que para desacoplar las vibraciones está apoyado, mediante piezas anulares (16) elásticas, flexibles, con formación de una hendidura anular (1), un árbol soporte (9;, 11), cuyo diámetro exterior es menor que el diámetro interior del taladro interior (12, 13, 14), siendo el diámetro exterior de la pieza anular elástica (16) en estado no montado mayor que el diámetro interior del taladro interior (12-14). 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en la superficie exterior del árbol soporte (9;, 11) están dispuestas, en la dirección axial de éste, unapluralidad de ranuras (17) a cierta distancia (a) unas de otras, que alojan al menos parcialmente a las piezas anulares (16). 3. Dispositivo según la reivindicación1o2, caracterizado porquelaspiezasanulares(16) son anillos toroidales, que tienen preferentemente distinta rigidez C del material Dispositivo según una de las reivindicaciones1a3,caracterizado porque el yunque (7, 7 ) está atravesado paralelamente, axialmente, por tres taladros interiores (12, 13, 14) para el alojamiento de dos árboles de apoyo (, 11) y del árbol soporte (9) apoyado en el conjunto de la máquina, y hecho preferentemente de acero inoxidable.. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el árbol soporte (9) está apoyado en sus extremos (21), fijado en ajustes () que rodean a los extremos (21), en apoyos (18) fijos en la máquina. 6. Dispositivo según la reivindicación, caracterizado porque entre la espaldilla (27) del ajuste () y el lado frontal (2) del yunque (7) está dispuesto un anillo toroidal de material elástico flexible y que se puede apretar mediante al menos un tornillo (22), que penetra axialmente en el extremo (21) del árbol soporte (9) y a través de la pieza de ajuste (19). 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1a6,caracterizado porque sobre el árbolsoporte(9)yelalmenosunárbol de apoyo (, 11) que se extiende paralelo a él están dispuestos dos omás yunques (7, 7 ) axialmente unos tras otros y mantenidos a cierta distancia (d) mediante escalones (23, 23 ) conformados en los árboles ((9;, 11), y porque están previstos anillos toroidales (16) entre escalón (23, 23 ) y yunque (7, 7 ) NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 7

8 8 ES T3

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10 ES T3

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