[发明专利]超声波焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有振荡器（Schwinger）的超声波焊接装置，该振荡器包括超声焊极（Sonotrode），所述超声焊极能够以波长λ置于振动之中并且具有至少一个能够为配对电极（Gegenelektrode）分配的、用于对金属件进行焊接的焊接区域，其中所述超声焊极在其波节中在第一支承件（Lagerung）中被支撑。

背景技术

相应的装置可以从DE 198 59 355 C2中得知。支承件不仅承受径向的力，而且承受轴向的力、而且承受弯矩及扭矩。在此所述支承件包括相对于超声焊极顶端—所述焊接面处于该超声焊极顶端的区域中—以λ/4的间距在径向上伸出的第一区段，该第一区段本身过渡到沿着所述超声焊极的纵向方向并且与所述超声焊极隔开地延伸的第二区段。

根据DE 35 08 122 C2，超声波焊接装置的超声焊极通过大量垂直于超声焊极纵轴线引出的螺柱（Schriftschraube）而逐点地被支撑。

从DE 10 2005 063 230 B3中可以得知一种用于对工件进行超声波加工的装置。在此，超声焊极与两个增压器（Booster）相连接，包括超声焊极和增压器的振荡器通过其被支承。为此，所述增压器被管件或者套筒所包围，其借助于挤压配合或者螺纹连接与所述增压器相连接。

前面所熟知的、用于对超声波焊接装置的振荡器进行支承的装置需要成本过高的调整，以便使所述超声焊极在轴向上和在径向上定向，从而能够以可再现的方式实施高质量的焊接过程。

发明内容

本发明的任务是，如此改进前面所描述的类型的超声波焊接装置，从而利用设计上简单的措施在不需要成本过高的安装措施的情况下不仅可以使所述超声焊极在径向上定向而且可以使其在轴向上定向。

按照本发明，所述任务主要通过以下方式得到解决：所述第一支承件具有凸起，该凸起在沿着超声焊极纵轴线延伸的截面中具有拥有侧臂（Seitenschenkel）和将这些侧臂连接起来的横臂（Querschenkel）的U形的几何形状，所述凸起嵌入所述超声焊极中的、与U形的几何形状匹配的空隙中，所述超声焊极面状地在所述凸起的横臂上被支撑，并且通过所述凸起的至少一个所述侧臂来进行所述超声焊极的轴向的定向。在此，所述凸起尤其在沿着超声焊极纵轴线方向延伸的截面中具有梯形几何形状、尤其是对称梯形的梯形几何形状。

通过所述按本发明的教导，通过以下方式进行所述超声焊极的径向的定向：所述超声焊极通过为所述横臂分配的面状的区段面状地支撑在所述横臂上。与现有技术有差别的是，不进行点状支承而是进行面状的支承。

所述轴向的定向通过以下方式来进行：所述超声焊极以一个区段抵靠在所述凸起的至少一个所述侧臂上，其中尤其同样进行面状的支撑。关于余下的侧臂，所述超声焊极可以与其隔开。

此外规定，所述第一支承件包括横向于所述横臂并且沿着超声焊极纵向方向延伸的支撑件，所述超声焊极能够通过作用于其上的力朝所述支撑件挤压。

朝所述支撑件的方向作用于所述超声焊极的力可以通过压力元件、比如螺栓来引起，其中所述压力元件可以从所述超声波焊接装置的壳体或者机体上引出。

按照本发明，利用设计上简单的措施，在所述超声焊极的波节中、也就是相对于所述焊接区域或者与该焊接区域相邻地延伸的区域以λ/4的间距来对所述超声焊极进行面状的支撑。相邻地延伸的区域关于所述焊接区域包括间距λ/4±10mm。所述超声焊极具有长度N·λ/2，其中N=正整数。

在所述尤其在截面中具有梯形几何形状的凸起嵌入所述超声焊极的、相应地在几何形状上相匹配的空隙中时，进行所述超声焊极的、自动的轴向的定向。通过面状的支撑，同时进行径向的定向。通过与此有关的措施，由此可以以简单的方式将所述超声焊极放入容纳部中并且加以固定，所述超声焊极而后被放入到超声波焊接装置的壳体中，并且比如通过燕尾连接与所述超声波焊接装置的壳体相连接，如其对于点焊设备所知道的那样。就此而言，参照如可以从联邦德国Wettenberg的公司Schunk Sonosystems GmbH的类型DS20 II的超声波焊接装置中得知的那样的构造。明确参照与此有关的构造。