[发明专利]带互锁连接的超声焊接系统

说明书

本发明涉及一种具有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。其中，超声焊极和转换器沿着纵向轴线彼此相邻布置，并且能够使超声振动单元在纵向轴线的方向上以波长λ利用超声振动而进入共振状态，其中能够提供布置在超声焊极和转换器之间的振幅变换器。本发明的目的是提供一种超声焊接系统，该系统允许简单地替换超声焊极并且能够以高精度的方式快速且简单地调节。根据本发明，这通过以下方式实现：经由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，型式装配连接在垂直于纵向轴线的平面的所有方向上提供型式装配锁定。

技术领域

本发明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。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，则需要完全拆卸超声振动单元，这既费时又需要重新调整。

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简单地更换超声焊极并且能够以高精度简单且快速地调节。

根据本发明，该目的通过以下方式实现：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。