PL2566652T3

Ultrasonic welding device and method of bonding by means of an ultrasonic wave

Abstract

The invention relates to a torsion sonotrode, comprising two mutually opposing end faces (S1, S2) and a circumferential surface (U) which surrounds a torsion axis (T) and on which at least one working surface (A1, A2, A3, A4) is provided at a radial distance from the torsion axis (T).

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today

15 claims: 10 independent, 5 dependent

  1. 1
    Claims Zastrzeżenia patentowe 1. An ultrasonic welding device containing a torsion sonotrode with two opposite facing sides (S1, S2) and a peripheral surface (U) surrounding the torsion axle (T) on which at least one working surface (A1, A2, A3, A4) is provided at a radial distance (R) from the steering axle (T), at least one inverter (Κ1, K2) being coupled to one of the two face ends (S1, S2) of the torsional sonotage (SO), for generating ultrasonic vibrations, directed around the steering axle (T), characterized in that on the peripheral surface (U) on both sides of at least one working surface (A1, A2, A3, A4), an annular surface (R1, R2) is provided each time, with reference to to the vibration wavelength of the own torsional sonotrode, lies on the nodal line,wherein a pressure device (D) is provided for producing a thrust acting essentially perpendicular to the steer axle (T), and wherein the torsional sonorrod (SO) with the annular surfaces provided thereon (R1, R2) is supported on the support device (SV) and the support device (SV) is connected to the pressure device (D). 1. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego, zawierające sonotrodę skrętną z dwiema naprzeciwległymi stronami czołowymi (S1, S2) i z powierzchnią obwodową (U), otaczającą oś skrętną (T), na której co najmniej jedna powierzchnia robocza (A1, A2, A3, A4) jest przewidziana w promieniowym odstępie (R) od osi skrętnej (T), przy czym co najmniej jedna przetwornica (Κ1, K2) jest sprzężona z jedną z obydwu stron czołowych (S1, S2) sonotrody skrętnej (SO), do wytwarzania drgania ultradźwiękowego, skierowanego wokół osi skrętnej (T), znamienne tym, że na powierzchni obwodowej (U) po obu stronach co najmniej jednej powierzchni roboczej (A1, A2, A3, A4) przewidziana jest każdorazowo powierzchnia pierścieniowa (R1, R2), która, w odniesieniu do długości fali drgania własnego sonotrody skrętnej, leży na linii węzłowej, przy czym przewidziane jest urządzenie ciśnieniowe (D) do wytwarzania nacisku, działającego zasadniczo prostopadle do osi skrętnej (T), i przy czym sonotroda skrętna (SO) z przewidzianymi na niej powierzchniami pierścieniowymi (R1, R2) jest podparta na urządzeniu podporowym (SV), a urządzenie podporowe (SV) jest połączone z urządzeniem ciśnieniowym (D). ΕΡ 2 566 652 Β1 ΕΡ 2,566.652 Β1
  2. 4
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein the further converter for generating ultrasonic vibrations directed around the torsional axis (T) is coupled to the other end face (S1, S2) of the torsional (tertiary) sonotrode (SO). 4. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym kolejna przetwornica do wytwarzania drgania ultradźwiękowego, skierowanego wokół osi skrętnej (T), jest sprzężona z drugą ze stron czołowych (S1, S2) sonotrody skrętnej (SO).
  3. 7
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein the torsional sonotrode is symmetrically shaped with respect to a symmetry plane (SY) extending perpendicularly through the torsion axle (T). 7. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym sonotroda skrętna jest ukształtowana symetrycznie, w odniesieniu do płaszczyzny symetrii (SY), przebiegającej prostopadle przez oś skrętną (T).
  4. 9
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein a central part (M1, M2, M3) is provided comprising at least one working surface (Ø1, A2, A3, A4), which part is releasably connected to the extending parts on both sides with end parts (E1, E2), each having one of the leading sides (S1, S2). 9. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym przewidziana jest część środkowa (M1, M2, M3), zawierająca co najmniej jedną powierzchnię roboczą (Α1, A2, A3, A4), która to część jest połączona rozłącznie z rozciągającymi się po obu stronach częściami końcowymi (E1, E2), posiadającymi każdorazowo jedną ze stron czołowych (S1, S2).
  5. 10
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein at least one working surface (A1, A2, A3, A4) is curved in the circumferential direction with a predetermined radius (R). 10. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym co najmniej jedna powierzchnia robocza (A1, A2, A3, A4) jest zakrzywiona w kierunku obwodowym o wstępnie określonym promieniu (R).
  6. 11
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein the working surface (A1, A2, A3, A4) is a radially protruding peripheral annular working surface. 11. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym powierzchnia robocza (A1, A2, A3, A4) jest wystającą promieniowo, obwodową pierścieniową powierzchnią roboczą. EP 2 566 652 Β1 EP 2 566 652 Β1
  7. 12
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein the annular surfaces (R1, R2) are shaped as projecting radially. 12. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym powierzchnie pierścieniowe (R1, R2) są ukształtowane jako wystające promieniowo.
  8. 13
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein n work surfaces (A1, A2, A3, A4) are provided, which are evenly distributed around 360 ° at circumference, wherein n is an integer> 1. 13. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym 5 przewidzianych jest n powierzchni roboczych (A1, A2, A3, A4), które są równomiernie rozmieszczone na obwodzie pod kątem 3607n, przy czym n jest liczbą całkowitą > 1.
  9. 14
    An ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, wherein at least one working surface (A1, A2, A3, A4) has a structure, preferably slots, or is coated with a polycrystalline diamond. 14. Urządzenie do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, przy czym co najmniej jedna powierzchnia robocza (A1, A2, A3, A4) posiada strukturę, korzystnie żłobki, lub jest powleczona polikrystalicznym diamentem.
  10. 15
    A method for producing a weld connection by means of an ultrasonic welding device according to one of the preceding claims, with the following steps:15. Sposób wytwarzania połączenia spawanego za pomocą urządzenia do spawania ultradźwiękowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń, z następującymi etapami: - delivery of a torsional sonotrode, - dostarczenia sonotrody skrętnej, - placing two components to be welded together between the working surface (A1, A2, A3, A4) and the substrate (AB), - umieszczenia dwóch przeznaczonych do zespawania ze sobą elementów konstrukcyjnych pomiędzy powierzchnią roboczą (A1, A2, A3, A4) a podłożem (AB), - applying pressure which is substantially perpendicular to the steering axle (T), so that the components to be welded together are clamped between the work surface (A1, A2, A3, A4) and the ground (AB), and - wywierania nacisku, działającego zasadniczo prostopadle do osi skrętnej (T), tak źe elementy konstrukcyjne, przeznaczone do zespawania ze sobą, zaciska się pomiędzy powierzchnią roboczą (A1, A2, A3, A4) a podłożem (AB), i - generating ultrasonic vibrations around the steering axle (T), so that the working surface (A1, A2, - wytworzenia drgania ultradźwiękowego wokół osi skrętnej (T), tak że powierzchnia robocza (A1, A2, A3, A4) drga wokół osi skrętnej (T) po wygiętym torze i dzięki sile tarcia, wywieranej dzięki temu na przeznaczone do zespawania elementy konstrukcyjne, wytwarza się połączenie spawane. A3, A4) vibrates around the torsion axle (T) on the bent track and the welded connection is produced thanks to the frictional force exerted on the welding elements to be welded. ΕΡ 2 566 652 Β1 ΕΡ 2,566.652 Β1 PUBLICATIONS CITED IN THE DESCRIPTION PUBLIKACJE CYTOWANE W OPISIE Poniższa lisia publikacji cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć biędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej odpowiedzialności iv tym względzie. The following publication of the publications cited by the applicant is intended solely to assist the reader and does not form part of the European patent document. Although the utmost care has been taken in its creation, it is not possible to exclude errors or omissions and the EPO disclaims all liability in this regard. Dokumenty patentowe cytowane w opisie * US 3039333 A [0003] · US 5603444 A [0004] * EP 1930148 A1 [0005] [0019] Patent documents cited in the description * US 3039333 A [0003] · US 5603444 A [0004] * EP 1930148 A1 [0005] [0019] ΕΡ 2 566 652 Bi ΕΡ 2 566 652 Bi Μ1 V2 Μ1 V2 EP 2 566 652 Β1 EP 2 566 652 Β1 ΕΡ 2 566 652 Β1 ΕΡ 2,566.652 Β1 Ζ> Ζ> EP 2 566 652 B1 EP 2 566 652 B1