[发明专利]借助超声波扭振焊接构件的装置

说明书

公开了借助超声波焊接构件的装置(10＇)。该装置(10＇)包括具有焊头(12′)的焊极(11′)，该焊头能被振动发生器激励而关于扭轴(T)扭振，其中在焊头(12′)上关于该扭轴(T)在周面侧设有至少一个焊接面(14′)。该装置(10＇)还包括支承机构(15＇)，该支承机构在包含焊头(12＇)的振动节点的支承区(16＇)中支承焊头(11′)。支承区(16′)和焊接面(14′)至少部分在一个垂直于扭轴(T)延伸的共同的平面(E)中延伸。也公开了借助超声波焊接构件的装置(10′)，其中焊极(11′)具有孔(17′)，该孔基本垂直于扭轴(T)地穿过支承区(16＇)，支承机构(15＇)包括延伸穿过孔(17＇)的支承销(18＇)，该支承销在支承区(16′)内在孔(17′)中支承焊极(11′)。还公开了具有温控机构的借助超声波焊接构件的装置(10″；10″′)。

技术领域

本发明涉及根据本申请请求保护的、借助超声波焊接构件的装置，它具有用于支承焊头的支承机构。

背景技术

已知用于焊头的支承机构被安装在具有最小振幅的部位上(所谓的零点支承)。由此可做到通过支承机构耦合输出尽量少的、应被提供用于真正的焊接过程的超声波能。也可由此避免在支承机构上的不希望有的升温。

因此，US3,184,841例如公开一种扭振超声焊极，其可借助超声波换能器被激励扭振。环形焊嘴的工作面垂直于扭轴延伸。焊极在一个振动节点处由物体支撑。

WO02/061895A1专注于电导线的连接，这例如可以通过扭振超声焊极或纵向振动件获得。纵向振动件可以安装在一个振动节点上。

在EP2261008A1中公开了其它的超声波处理装置和方法。一个焊极被激励而超声扭振。它具有一道缝，砧的作用件被插入该缝中，从而形成用于两片待焊塑料膜的焊缝。作用件在接合部区域中具有镰形边缘，楔形面与该镰形边缘相接。设置在作用件或槽底面上的支承部段具有锥形尖头，其指向扭轴并且形成在焊接时不共同振动的零点接触。

如WO2011/138404A1所公开的扭振超声焊极包括凸起，所述凸起在周向区域内具备工作面。在工作面的两侧分别设有一环形面，该环形面关于扭振超声焊极的固有振动波长位于节点线上。在一个实施例中，支承装置围绕该环形面。压力借助施压装置来产生。

在WO2012/069413A1的实施例中，扭振器在一个焊极后方的纵向位置处被夹紧环围绕，夹紧环形成扭振器用支承。夹紧环一般设置在一振动节点处。

但是，所有这些已知的支承机构有以下缺点，振动节点的位置与作用于焊头的力和力矩相关。通常，一个振动节点可以位移多个毫米。这导致不希望有的超声波能耦合输出和与之相关的已如上所述的缺点。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种借助超声波焊接构件的装置，其不具有上述的缺点。即，尤其应该如此支承该装置的焊极，从而不会出现值得一提的超声波能耦合输出，确切说无论有多大的力或力矩作用于焊头。

根据本发明的第一方面，这些和其它的任务通过一种借助超声波焊接构件的装置来完成，该装置包括具有焊头的焊极和支承机构。焊头可被振动发生器激励而关于扭轴扭振。根据本发明的第一方面，在焊头上，关于扭轴在周面侧布置至少一个焊接面。该支承机构在包括焊头的振动节点的支承区内支承该焊头。

根据本发明的第一方面，所述支承区和焊接面至少部分在垂直于扭轴延伸的一个共同平面中延伸。此设计有以下优点，振动节点的位置实际上与多大的力或力矩作用于焊接面无关。即，与所述力或力矩无关地并未出现值得一提的经支承机构耦合输出的超声波能，从而更大部分的超声波能可以供真正的焊接目的所用。

该支承区有利地只形成焊头的关于扭轴的内侧区域。因为该内侧区域中的扭振振幅小于在外侧区域中的扭振振幅，故可以由此再减小在支承机构处耦合输出的超声波能。