具有保持器的超声焊接系统技术方案

本发明专利技术涉及一种包括超声振动单元的超声焊接系统，该超声振动单元具有超声焊极和转换器。超声焊极和转换器沿着纵向轴线彼此相邻布置。能够使超声振动单元在纵向轴线的方向上以波长λ借助超声振动而共振。能够提供布置在超声焊极和转换器之间的振幅变换器。提供用于保持超声振动单元的保持器。根据本发明专利技术，为了提供一种具有保持器的超声焊接系统，该保持器允许容易地调节超声振动单元和容易地更换超声振动单元，保持器具有可以在打开位置和闭合位置之间往复移动的夹紧装置，在打开位置中，超声振动单元可以从保持器移除，在闭合位置中，夹紧装置与超声振动单元接触并向其施加力，使得超声振动单元被保持。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有保持器的超声焊接系统
本专利技术涉及一种包括超声振动单元的超声焊接系统，该超声振动单元具有超声焊极和转换器。超声焊极和转换器沿纵向轴线彼此相邻布置，并且彼此匹配，使得超声振动单元能够在纵向轴线方向上以频率f＝v/λ借助超声振动发生共振，其中，v是超声振动单元内声学超声振动的传播方向，而λ是超声振动的波长。在这种情况下，在超声振动单元中形成具有振动节点和振动最大值的驻波。在最简单的情况下，超声焊极精确地具有一个振动节点和两个振动最大值，即，超声焊极的长度对应于共振振动的波长的一半λ/2。
技术介绍
通常，超声焊接设备具有砧座，其中待处理的材料布置在超声焊极的密封表面和砧座的密封表面之间。砧座也称为配对工具。通常在超声焊极和转换器之间设置振幅变换器，它改变了转换器产生的超声振动的幅度，但不改变频率。必须保持超声振动单元以进行操作。因此超声焊接设备具有合适的保持器。对焊接质量的要求总是不断提高。另外，存在比如金属的材料，在其焊接处理时，在超声焊极的密封表面处发生相当大的磨损，这使得必须经常更换超声焊极。不定期地，已经提出了具有多个密封表面的翻转超声焊极，其中，在密封表面已经经受磨损之后可以翻转超声焊极，以便继续操作另一个密封表面。为了获得高的焊接质量、特别是在金属焊接中，必须将超声焊极和砧座的密封表面非常精确地彼此平行定位。特别地，在已知的超声焊接设备中，超声振动单元和超声焊极的密封表面相对于砧座的平行定位非常复杂和费劲，并且通常只能由经过专门培训的操作人员进行，这会导致加工过程中破坏性中断，尤其是在必须经常更换超声焊极时。使用翻转超声焊极不会改变这一点，因为在每次翻转后必须再次将其精确地平行于砧座定位。在这种情况下，超声焊极的轴向和径向定位非常重要。如果必须更换或转动超声焊极以将另一个密封表面平行于配对工具，则通常需要完全拆卸超声振动单元，这既费时又需要重新调整。特别地，保持器结构复杂，并且不允许快速方便地拆卸超声振动单元。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种具有保持器的超声焊接设备，该保持器允许简单地调节超声振动单元并且容易地更换它。根据本专利技术，该目的通过以下方式实现：保持器具有在打开位置和闭合位置之间能往复移动的夹紧装置，在打开位置中，超声振动单元可以从保持器移除，在闭合位置中，夹紧装置与超声振动单元接触并向其施加力，使得超声振动单元被保持。为了更换超声振动单元或用于其调节，夹紧装置可因此移入打开位置，这允许超声振动单元相对于保持器移动。一旦超声振动单元处于期望位置，夹紧装置就可以被带入闭合位置以将超声振动单元固定在期望位置中。在较佳实施例中，在闭合位置中，夹紧装置在至少两个相互间隔开的保持点处与超声振动单元接触。通过在两个相互间隔开的保持点处进行接触，可以改善超声振动单元在闭合位置的稳定性。在另一较佳实施例中，夹紧装置呈具有内表面和外表面的套筒的形式，其中，内表面构造成对应于超声振动单元的一部分的外表面，其中，套筒具有将套筒的外表面连接到套筒的内表面的狭槽，使得套筒具有限定狭槽的两个相互相对的狭槽壁，其中，设置有收紧装置，狭槽壁利用收紧装置能够朝向彼此移动，从而使夹紧装置移动到闭合位置中，并且由内表面封围的空间减小并且超声振动单元被夹紧在套筒内，其中，较佳地，收紧装置是螺钉，螺钉通过设置在狭槽壁中的阶梯通孔接合到设置在另一狭槽壁中的螺纹孔中。在这方面，套筒的内表面以及因此超声振动单元的与套筒的内表面接触的部分的外表面较佳地是圆柱形的。这具有以下优点：当夹紧装置处于其打开位置时，整个超声振动单元能够在夹紧装置内围绕其纵向轴线旋转。一旦超声振动单元处于期望的旋转位置，夹紧装置就能够被带入闭合位置以夹紧地围绕并因此保持超声振动单元。在较佳实施例中，超声振动单元的外表面的一部分与套筒的内表面相互匹配，使得当狭槽壁彼此接触时，超声振动单元被夹紧装置牢固地保持，而超声振动单元不会发生塑性变形。在较佳实施例中，超声振动单元具有外凸边(Auβenwulst)，保持装置在闭合位置中与外凸边接触。已经证实，如果外凸边布置在振幅变换器上是有利的。在另一较佳实施例中，外凸边具有T形横截面，具有桥接部(Steg)和从桥接部的一端在两侧处以直角延伸的凸缘，其中，较佳地，该凸缘具有至少一个周向套环，夹紧装置在闭合位置与该周向套环接触。这样，保持器能够在很大程度上与超声振动单元的超声振动脱开。桥接部最好布置在共振振动的振动节点的区域中。在另一较佳实施例中，借助互锁或型式装配连接将超声焊极连接到转换器，和/或将振幅变换器连接到转换器，和/或将振幅变换器连接到超声焊极，互锁连接在垂直于纵向轴线的平面的所有方向上提供互锁关系。互锁连接有利地允许在纵向轴线方向上的相对运动。作为示例，互锁连接可以包括销和相应的开口，其中，当提供了振幅变换器时，销较佳地布置在振幅变换器上并且相应的开口在超声焊极或转换器上。下面假设在超声焊极和转换器之间存在振幅变换器，并且在超声焊极和振幅变换器之间存在互锁连接。这是较佳的布置。这允许易于更换超声焊极，而无需从保持器上移除振幅变换器和转换器。然而，原则上也可能省去振幅变换器并且将超声焊极直接固定到转换器或者将振幅变换器利用互锁连接固定在转换器上。因此，所有优点和其它特征也可以通过超声焊极和转换器之间或振幅变换器和转换器之间的互锁连接来实现，即使这些在下面仅参照超声焊极和振幅变换器之间的互锁连接进行描述。销能够简单插入相应的开口中，以便允许超声焊极相对于振幅变换器定位。销和相应的开口较佳地不相对于纵向轴线旋转对称，使得超声焊极相对于振幅变换器或转换器相对于振幅变换器的旋转定位通过互锁连接而实现。替代地，也可以存在多个销和与其相应的开口。在这种情况下，一个或多个销的构造使得振幅变换器只能在限定的旋转角度位置中与超声焊极或转换器接合。在这方面，在特别较佳的实施例中，销和相应的开口具有绕纵向轴线的旋转对称性，具有n重旋转轴线。在2重旋转轴线的情况下，超声焊极能够围绕纵向轴线转动通过180°(360°/2)，并在此位置能够再次连接到振幅变换器。在n重旋转轴线的情况下，超声焊极能够围绕纵向轴线转动通过360°/n(例如，在3重旋转轴线的情况下为120°)，并在此位置再次连接到振幅变换器。如果超声焊极呈绕纵向轴线对称旋转的翻转超声焊极的形式，具有m重旋转轴线，则较佳地，m＝n。换言之，振幅变换器只能在n个限定的旋转角度位置与超声焊极或转换器接合。互锁连接通常允许一方面为振幅变换器与另一方面为超声焊极或转换器之间的轴向运动。为了将这些元件固定地连接在一起，例如，振幅变换器可以具有螺纹孔，而超声焊极或转换器可以具有阶梯状的通孔，以便能够用穿过通孔并接合在螺纹孔中的螺钉实现轴向固定。替代地，开口也可以收缩到销上。在另一较佳实施例中规定，销和相应的开口是锥形的和/或具有锥形部分。圆锥形状一方面用作使超声焊极与振幅变换器之间的连接或振幅变换器与转换器之间的连接居中。另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括超声振动单元的超声焊接设备，所述超声振动单元具有超声焊极和转换器，其中，所述超声焊极和所述转换器沿着纵向轴线以彼此相邻关系布置，并且能够使所述超声振动单元在所述纵向轴线的方向上以波长λ利用超声振动而共振，其中，在所述超声焊极和所述转换器之间能够设置振幅变换器，其中，设置用于保持所述超声振动单元的保持器，其特征在于，所述保持器具有能在打开位置和闭合位置之间往复移动的夹紧装置，在所述打开位置中，能够从所述保持器移除所述超声振动单元，在所述闭合位置中，所述夹紧装置与所述超声振动单元接触并在所述超声振动单元上施加力，使得所述超声振动单元被保持。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181219 DE 102018132838.91.一种包括超声振动单元的超声焊接设备，所述超声振动单元具有超声焊极和转换器，其中，所述超声焊极和所述转换器沿着纵向轴线以彼此相邻关系布置，并且能够使所述超声振动单元在所述纵向轴线的方向上以波长λ利用超声振动而共振，其中，在所述超声焊极和所述转换器之间能够设置振幅变换器，其中，设置用于保持所述超声振动单元的保持器，其特征在于，所述保持器具有能在打开位置和闭合位置之间往复移动的夹紧装置，在所述打开位置中，能够从所述保持器移除所述超声振动单元，在所述闭合位置中，所述夹紧装置与所述超声振动单元接触并在所述超声振动单元上施加力，使得所述超声振动单元被保持。


2.根据权利要求1所述的超声焊接设备，其特征在于，在所述闭合位置中，所述夹紧装置在至少两个相互间隔开的保持点处与所述超声振动单元接触。


3.根据权利要求1或2所述的超声焊接设备，其特征在于，所述夹紧装置呈具有内表面和外表面的套筒的形式，其中，所述内表面构造成对应于所述超声振动单元的一部分的外表面，其中，所述套筒具有将所述套筒的所述外表面连接到所述套筒的所述内表面的狭槽，使得所述套筒具有限定所述狭槽的两个相互相对的狭槽壁，其中，设置有收紧装置，所述狭槽壁利用所述收紧装置能够朝向彼此移动，从而使所述夹紧装置移动到所述闭合位置中，并且由所述内表面封围的空间减小并且所述超声振动单元被夹紧在所述套筒内，其中，较佳地，所述收紧装置是螺钉，所述螺钉通过设置在所述狭槽壁中的阶梯通孔接合到设置在另一狭槽壁中的螺纹孔中。


4.根据权利要求3所述的超声焊接设备，其特征在于，所述超声振动单元的所述外表面的一部分与所述套筒的所述内表面相互匹配，使得当所述狭槽壁彼此接触时，所述超声振动单元被所述夹紧装置牢固地保持，而所述超声振动单元不会发生塑性变形。


5.根据权利要求1至4中的一项所述的超声焊接设备，其特征在于，所述超声振动单元具有外凸边，所述保持装置在所述闭合位置与所述外凸边接触。


6.根据权利要求5所述的超声焊接设备，其特征在于，所述外凸边具有T形横截面，具有桥接部和从所述桥接部的端部在两侧处以直角延伸的凸缘，其中，较佳地，所述凸缘具有至少一个周向套环，所述夹紧装置在所述闭合位置与所述周向套环接触。


7.根据权利要求1至6中的一项所述的超声焊接设备，其特征在于，借助互锁连接将所述超声焊极连接到所述转换器，和/或将所述振幅变换器连接到所述转换器，和/或将所述振幅变换器连接到所述超声焊极，所述互锁连接在垂直于所述纵向轴线的平面的所有方向上提供互锁关系。


8.根据权利要求7所述的超声焊接设备，其特征在于，所述互锁连接包括销和相应的开口，其中，较佳地，所述销布置在所述振幅变换器上，并且所述相应的开口在所述超声焊极或所述转换器上，其中，较佳地，所述销和所述相应的开口具有绕所述纵向轴线的旋转对称构造，具有n重旋转轴线，其中，n是大于一的自然数，其中，特...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·曾德勒，U·沃格勒，J·波尔，R·曼奇尼，
申请(专利权)人：海尔曼超声波技术两合有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE