[发明专利]超声焊接系统

说明书

本发明涉及一种超声焊接系统，包括超声振荡单元，该超声振荡单元具有沿纵向轴线彼此相邻地布置的超声焊极和转换器，并且该超声振荡单元能够借助在纵向轴线方向上的超声振荡以波长λ/2共振，设置保持件以保持超声振荡单元。本发明的目的是提供一种超声焊接系统，该超声焊接系统允许超声焊极的密封表面相对于砧座的简单、快速和高度精确的调节。根据本发明，该目的的实现方式是，保持件具有角度定位装置，该角度定位装置和超声振荡单元设计成使得该角度定位装置和超声振荡单元能够互锁地连接到彼此，使得通过互锁连接阻止超声振荡单元绕纵向轴线旋转，并且不阻止超声振荡单元和保持件之间在纵向轴线方向上的相对运动。

技术领域

本发明涉及一种包括超声振动单元的超声焊接设备，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利用超声振动发生共振，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。

背景技术

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。

超声振动单元必须被保持以便进行操作，并因此具有合适的保持器。

例如，EP 2 267 765 A1公开了一种用于谐振器的支撑装置，其可以在任何位置支撑谐振器，允许谐振器以给定的振动一致地振动，并且可以有效地将超声振动传输到物体。

超声焊接设备的其它保持结构也在例如DE 11 2016 003 596 T5和DE 10 2013103 887 A1中进行了描述。

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反转超声焊极，其中，在密封表面已经经受磨损之后可以反转超声焊极，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。使用反转超声焊极不会改变这一点，因为在每次反转后必须再次将其精确地平行于砧座定位。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种超声焊接设备，该超声焊接设备允许超声焊极的密封表面相对于砧座的简单、快速、高精度的调节。

根据本发明，该目的的获得方式是：保持器具有角度定位装置，其中，该角度定位装置和超声振动单元构造成使得它们能够以互锁或型式装配关系连接在一起，使得通过互锁或型式装配连接阻止超声振动单元绕纵向轴线旋转，并且不阻止超声振动单元和保持器之间在纵向轴线方向上的相对运动。

由于互锁连接，建立了超声振动单元相对于其纵向轴线的角度位置。超声振动单元仅需要连接到角度定位装置来固定旋转位置。因而，可以在纵向轴线的方向上至少在受限的程度上实现超声振动单元的定位。通过互锁连接阻止绕纵向轴线的进一步旋转。互锁连接构造成使得当实现互锁连接时，角度位置相对于纵向轴线处于期望位置。无需进一步调节旋转方向。因此，超声振动单元只需连接到角度定位装置，以实现砧座和超声焊极的密封表面的几乎完全平行的定向。

在较佳实施例中，超声振动单元具有带有至少一个凹口的外凸边(Auβenwulst)，其中，角度定位装置具有对应于凹口的至少一个凸起并且该至少一个凸起能够接合在凹口中并因此提供互锁连接。