專利名稱：超聲波焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波焊接設(shè)備及其相應(yīng)地應(yīng)用。
背景技術(shù)：
根據(jù)已有的技術(shù)水平，已知有多種不同的設(shè)備可以用來(lái)將導(dǎo)電體，特別是將成絞合線形式的導(dǎo)電體在壓緊狀態(tài)下連接起來(lái)。
這方面多半指的是這樣的設(shè)備，在這種設(shè)備上，將需要連接的導(dǎo)線放入一個(gè)半張開(kāi)的腔室內(nèi)，以便緊接著經(jīng)過(guò)一個(gè)產(chǎn)生超聲震蕩的超聲焊極和一個(gè)對(duì)應(yīng)電極將導(dǎo)線在壓緊狀態(tài)下連接起來(lái)。壓緊腔室用超聲焊極與對(duì)應(yīng)電極的內(nèi)分界面以及其它分界元件界定。
根據(jù)德國(guó)專利DE 37 10 603 C2已知，有一種金屬絲或類似物的超聲波焊接設(shè)備，該設(shè)備有一個(gè)產(chǎn)生聲震蕩的超聲焊極和兩個(gè)鐵砧，兩個(gè)鐵砧和超聲焊極從橫斷面來(lái)看，特別是從被焊物料的徑向橫斷面來(lái)看，構(gòu)成了一個(gè)以超聲焊極和鐵砧為界的壓緊腔室，以壓縮和/或輕微變形被焊物料，其中兩個(gè)鐵砧的位置是可以相互移動(dòng)的。
事實(shí)上，上述設(shè)備的缺點(diǎn)在于，兩個(gè)鐵砧相互完全發(fā)生偏轉(zhuǎn)之后，在很多情況下，施加相應(yīng)的超聲波能之后，不能達(dá)到充分的焊接。
由以上情況而提出的問(wèn)題是，至少部分地排除或避免上文提出的缺點(diǎn)。這里的問(wèn)題特別在于，要準(zhǔn)備提供一種超聲波焊接設(shè)備，用來(lái)對(duì)特別是條狀、線狀或絞合線狀物料和/或軟管，特別是塑料軟管，以及(或者)特別是波紋軟管或類似物，特別是用金屬或塑料制成的波紋軟管或類似物，進(jìn)行超聲波焊接，其中通常出現(xiàn)的不充分的焊接，要利用超聲波加以避免。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，上述問(wèn)題是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的一種設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求12到14的應(yīng)用而解決的。
根據(jù)本發(fā)明的超聲波焊接設(shè)備，用來(lái)對(duì)特別是條狀、線狀或絞合線狀物料和/或軟管，特別是塑料軟管，以及(或者)特別是波紋軟管或類似物，特別是用金屬或塑料制成的波紋軟管或類似物進(jìn)行超聲波焊接的設(shè)備包括有一個(gè)產(chǎn)生超聲震蕩的超聲焊極，兩個(gè)鐵砧，兩個(gè)鐵砧和超聲電極從橫斷面來(lái)看，特別是從被焊物料的徑向橫斷面來(lái)看，構(gòu)成了一個(gè)以超聲焊極和鐵砧為界的壓緊腔室，以將被焊物料壓縮和/或輕微變形，其中兩個(gè)鐵砧的位置是可以相互移動(dòng)的，設(shè)備的特征在于，兩個(gè)鐵砧在作發(fā)生偏轉(zhuǎn)的相互移動(dòng)時(shí)，至少部分地也在超聲焊極的方向上發(fā)生移動(dòng)。
決定性地，特別是兩個(gè)鐵砧在相互發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，至少部分地也在超聲焊極的方向上發(fā)生移動(dòng)，因此，一般情況下，當(dāng)構(gòu)成壓緊腔室的兩個(gè)鐵砧和超聲焊極的內(nèi)表面壓緊被焊物料時(shí)，壓緊腔室對(duì)被焊物料發(fā)生強(qiáng)制固定作用，使被焊物料壓向超聲焊極，以便在施加超聲波能時(shí)使超聲焊極與被焊物料之間的能量過(guò)渡獲得明顯的改善。
首先，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，偏轉(zhuǎn)和移動(dòng)同步進(jìn)行，特別是設(shè)備有一套對(duì)鐵砧的強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)，當(dāng)施加一定的移動(dòng)作用力時(shí)，鐵砧向著超聲焊極的方向移動(dòng)，同時(shí)鐵砧又發(fā)生相互移動(dòng)，或者，當(dāng)施加一定的偏轉(zhuǎn)作用力時(shí)，鐵砧彼此發(fā)生分離運(yùn)動(dòng)，同時(shí)鐵砧又發(fā)生分離超聲焊極的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楸缓肝锪弦话闱闆r下是在超聲焊極的方向上經(jīng)過(guò)一套確定的預(yù)先設(shè)計(jì)的強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)，所以焊接時(shí)的質(zhì)量波動(dòng)可以減少到最小。特別是與經(jīng)過(guò)相應(yīng)的控制，例如與利用伺服馬達(dá)進(jìn)行控制可能達(dá)到的同步相比，經(jīng)過(guò)強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)所得的實(shí)施形式是一種價(jià)格最便宜的實(shí)施形式。
同時(shí)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)也在于，強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)至少有一個(gè)上移元件，以上移到鐵砧區(qū)域，其中對(duì)于鐵砧區(qū)域來(lái)說(shuō)可能關(guān)系到例如鐵砧支腿，對(duì)于上移元件來(lái)說(shuō)關(guān)系到一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，因?yàn)楸仨殐r(jià)廉物美地實(shí)現(xiàn)兩者的設(shè)計(jì)。采用這樣的實(shí)施形式時(shí)，通過(guò)在鐵砧上，特別是在鐵砧支腿上施加一定的移動(dòng)作用力，以使鐵砧內(nèi)側(cè)沿著超聲焊極方向運(yùn)動(dòng)，造成鐵砧區(qū)域沿著上移元件，特別是沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸移動(dòng)，并基于鐵砧區(qū)域的幾何形狀和設(shè)計(jì)，例如將其縱向一端設(shè)計(jì)成錐形，兩個(gè)鐵砧自動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)制導(dǎo)向的相互偏轉(zhuǎn)。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備有一個(gè)手槍握把形狀的手柄，便于把設(shè)備很好地握在手里，以便能可靠地進(jìn)行超聲波焊接。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，鐵砧在固定后是可以松開(kāi)的，以便于能考慮被焊物料及其形狀設(shè)計(jì)方面的特殊要求。它的優(yōu)點(diǎn)特別在于，鐵砧的內(nèi)側(cè)形狀是凹進(jìn)的，因?yàn)橛眠@樣的方法在根據(jù)本發(fā)明拉近超聲焊極方向時(shí)可對(duì)被焊物料進(jìn)行可靠地導(dǎo)向和定中心。
此外，它的優(yōu)點(diǎn)還在于，設(shè)備有一個(gè)操縱元件，操作該操縱元件時(shí)，鐵砧移動(dòng)到斷開(kāi)焊接位置，在焊接位置上將被焊物料固定在壓緊腔室內(nèi)，并在達(dá)到焊接位置時(shí)，將超聲波能施加到被焊物料上，用這樣的方法排除一開(kāi)始可能發(fā)生的誤操作，或把該誤操作減少到最少。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，永久性地經(jīng)過(guò)至少一個(gè)執(zhí)行元件，特別是一個(gè)彈簧元件，向鐵砧施加一定的能產(chǎn)生所述相互移動(dòng)的作用力，特別是當(dāng)彈簧元件張緊在鐵砧支腿之間時(shí)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)一次相應(yīng)的焊接過(guò)程后，兩個(gè)鐵砧一面自動(dòng)地偏轉(zhuǎn)和作彼此分離運(yùn)動(dòng)，一面自動(dòng)放開(kāi)已經(jīng)焊接起來(lái)的物料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是彈簧元件在兩個(gè)鐵砧支腿上拉緊。
使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行超聲波焊接，特別是對(duì)導(dǎo)電體，尤其是絞合線形式的導(dǎo)電體以及軟管，特別是塑料軟管和/或尤其是波紋軟管進(jìn)行超聲波焊接，具有上文所述優(yōu)點(diǎn)。
鐵砧可以用活塞汽缸裝置驅(qū)動(dòng)，這里特別指的是氣動(dòng)的汽缸(用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的汽缸)。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例加以說(shuō)明，圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的透視示意圖；圖2和圖3表示圖1所示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備在實(shí)行焊接過(guò)程中不同階段的橫向示意圖；圖4表示兩個(gè)鐵砧的透視示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為用透視示意圖表示的根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。它主要包括一個(gè)產(chǎn)生超聲震蕩的超聲焊極1和兩個(gè)鐵砧2，2′，兩個(gè)鐵砧和超聲焊極在焊接狀態(tài)下從被焊物料的徑向橫斷面來(lái)看，構(gòu)成了一個(gè)以超聲焊極1和鐵砧2，2′為界的壓緊腔室，以壓縮和/或輕微變形被焊物料，例如塑料波紋軟管，其中兩個(gè)鐵砧2，2′的位置是可相互移動(dòng)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的，鐵砧2，2′內(nèi)側(cè)的形狀是被設(shè)計(jì)成凹進(jìn)的。
超聲焊極1經(jīng)過(guò)一個(gè)(圖中未示出)振蕩器被激勵(lì)，該振蕩器經(jīng)過(guò)一個(gè)加壓器7，把它的能量傳送給大部分在殼體8之內(nèi)的超聲焊極1。
另外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還有一個(gè)手槍握把形狀的手柄4，在該手柄上布置了一個(gè)把手狀的操縱元件5。
把一根需要焊接的波紋軟管9插入到根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的張開(kāi)的壓緊腔室內(nèi)之后，使用者利用例如一個(gè)普通的開(kāi)關(guān)裝置操作操縱元件5起動(dòng)一個(gè)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)裝置，例如通過(guò)使用壓縮空氣汽缸-活塞-活塞汽缸裝置。在圖4中示出的鐵砧支腿被沿著(圖中未示出)可轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉向加壓器7的方向，作為上移元件沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)軸移動(dòng)，這樣，通過(guò)這種類型的強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)，兩個(gè)鐵砧2，2′發(fā)生徑向偏轉(zhuǎn)，同時(shí)在超聲焊極1方向上發(fā)生相互移動(dòng)，結(jié)果，形狀凹進(jìn)的鐵砧2，2′的內(nèi)側(cè)表面上移到被焊物料波紋軟管9上，于是被焊物料被壓向超聲焊極1，然后相應(yīng)地經(jīng)過(guò)超聲焊極1準(zhǔn)自動(dòng)地將必需的超聲波能施加到被焊物料波紋軟管9上；這種狀態(tài)也就是焊接狀態(tài)，可以在圖3中清楚地看出來(lái)。
在這種狀態(tài)下，彈簧元件6被壓緊在兩個(gè)鐵砧支腿3之間，由于彈簧元件6的拉力自動(dòng)斷開(kāi)之后，兩個(gè)鐵砧2，2′放開(kāi)被焊物料，并發(fā)生離開(kāi)超聲焊極的相互移動(dòng)和偏轉(zhuǎn)。這種狀態(tài)完全相當(dāng)于圖2中所示的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.用來(lái)對(duì)特別是條狀、線狀或絞合線狀物料和/或軟管，特別是塑料軟管，以及(或者)特別是波紋軟管或類似物，特別是用金屬或塑料制成的波紋軟管或類似物進(jìn)行超聲波焊接的設(shè)備，包括一個(gè)產(chǎn)生超聲震蕩的超聲焊極(1)，以及兩個(gè)鐵砧(2，2′)，這兩個(gè)鐵砧和超聲焊極在焊接狀態(tài)下從橫斷面來(lái)看，特別是被焊物料的徑向橫斷面來(lái)看，構(gòu)成了一個(gè)以超聲焊極(1)和鐵砧(2，2′)為界的壓緊腔室，以壓縮和/或輕微變形被焊物料，其中，兩個(gè)鐵砧(2，2′)的位置可以互相移動(dòng)，其特征在于兩個(gè)鐵砧(2，2′)在進(jìn)行發(fā)生偏轉(zhuǎn)的相互移動(dòng)時(shí)，至少部分地發(fā)生向著超聲焊極(1)方向的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于偏轉(zhuǎn)和移動(dòng)同步進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備有一套對(duì)鐵砧的強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)，當(dāng)施加一定的移動(dòng)作用力時(shí)，鐵砧(2，2′)向著超聲焊極(1)的方向移動(dòng)，同時(shí)鐵砧(2，2′)又發(fā)生相互移動(dòng)，或者，當(dāng)施加一定的偏轉(zhuǎn)作用力時(shí)，鐵砧(2，2′)發(fā)生相互移動(dòng)，同時(shí)鐵砧(2，2′)又發(fā)生分離超聲焊極(1)的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于強(qiáng)制導(dǎo)向系統(tǒng)至少有一個(gè)上移元件，以上移到鐵砧支腿(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于在上移元件上涉及到一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備有一個(gè)手槍握把形狀的手柄(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于鐵砧(2，2′)在固定后是可以松開(kāi)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備有一個(gè)操縱元件(5)，操作該操縱元件時(shí)，鐵砧(2，2′)移動(dòng)到斷開(kāi)焊接位置，在焊接位置上將被焊物料固定在壓緊腔室內(nèi)，在達(dá)到焊接位置時(shí)，將超聲波能施加到被焊物料上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于永久性地經(jīng)過(guò)至少一個(gè)執(zhí)行元件(6)，向鐵砧施加一定的能產(chǎn)生所述相互移動(dòng)的作用力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于執(zhí)行元件(6)指的是一種彈簧元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于彈簧元件張緊在兩個(gè)鐵砧支腿(3)之間。
12.使用根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備進(jìn)行超聲波焊接。
13.使用根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備對(duì)導(dǎo)電體，特別是絞合線狀的導(dǎo)電體進(jìn)行超聲波焊接。
14.使用根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備對(duì)軟管，特別是塑料軟管和/或波紋軟管進(jìn)行超聲波焊接。
全文摘要
一種超聲波焊接設(shè)備，特別是用金屬或塑料制成的波紋軟管或類似物進(jìn)行超聲波焊接的設(shè)備，包括一個(gè)產(chǎn)生超聲震蕩的超聲焊極(1)，以及兩個(gè)鐵砧(2，2′)，這兩個(gè)鐵砧和超聲焊極在焊接狀態(tài)下從橫斷面來(lái)看，特別是被焊物料的徑向橫斷面來(lái)看，構(gòu)成了一個(gè)以超聲焊極(1)和鐵砧(2，2′)為界的壓緊腔室，以壓縮和/或輕微變形被焊物料，其中，兩個(gè)鐵砧(2，2′)的位置可以互相移動(dòng)，其特征在于兩個(gè)鐵砧(2，2′)在進(jìn)行發(fā)生偏轉(zhuǎn)的相互移動(dòng)時(shí)，至少部分地發(fā)生向著超聲焊極(1)方向的移動(dòng)。本發(fā)明的設(shè)備具有焊接質(zhì)量波動(dòng)小，并能對(duì)焊物料進(jìn)行可靠的導(dǎo)向和定位，結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、穩(wěn)定且制造成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01R43/02GK1826205SQ200480020970
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者克勞斯·?？斯亍ざ嗖﹥?nèi)克 申請(qǐng)人:克勞斯多博內(nèi)克工程開(kāi)發(fā)研究所