DE29510274U1 - Device for welding metal parts using ultrasound - Google Patents
Device for welding metal parts using ultrasoundInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Patentanwalt-European Patent AttorneyPatent Attorney-European Patent Attorney
Schunk Ultraschalltechnik GmbH
Hauptstraße 93Schunk Ultrasound Technology GmbH
Main Street 93
35435 Wettenberg35435 Wettenberg
Vorrichtung zum Verschweißen von Metallteilen mittels UltraschallDevice for welding metal parts using ultrasound
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweißen von Metallteilen mittels Ultraschall, insbesondere Ultraschall-Rollnahtschweißvorrichtung, umfassend eine Schwingereinheit mit Sonotrode mit Sonotrodenkopf sowie eine die Schwingereinheit aufnehmende Halterung, wobei die Sonotrode auf die zu verschweißenden Metallteile absenkbar bzw. von diesen abhebbar ist.The invention relates to a device for welding metal parts by means of ultrasound, in particular an ultrasonic roll seam welding device, comprising an oscillator unit with a sonotrode with a sonotrode head and a holder that holds the oscillator unit, wherein the sonotrode can be lowered onto or lifted off the metal parts to be welded.
Um Metallteile nicht punktuell, sondern linienförmig mittels Ultraschall zu verschweißen, gelangen sogenannte Rollnahtschweißvorrichtungen zum Einsatz, bei denen die Sonotrode entlang der zu verschweißenden Teile verfahren wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Sonotrode drehbar, jedoch stationär zu lagern und die Metallteile an der Sonotrode vorbeizuführen. Um auf Unebenheiten des zu verschweißenden Materials reagieren zu können, werden die entsprechenden Sonotroden senkrecht zum verschweissenden Gut über eine Kugel- oder Rollenführung linear geführt. Hierdurch könnenIn order to weld metal parts linearly rather than at specific points using ultrasound, so-called roll seam welding devices are used, in which the sonotrode is moved along the parts to be welded. Alternatively, it is possible to mount the sonotrode so that it can rotate but is stationary and to guide the metal parts past the sonotrode. In order to be able to react to unevenness in the material to be welded, the corresponding sonotrodes are guided linearly perpendicular to the material to be welded using a ball or roller guide. This allows
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jedoch Biegemomente auftreten, die ein Nachführen der Sonotrode nicht oder nur schwer möglich machen, so daß die Schweißgüten nicht immer den gestellten Anforderungen genügen.However, bending moments occur which make it impossible or difficult to adjust the sonotrode, so that the weld quality does not always meet the requirements.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein problemloses Nachführen der Sonotrode an den Verlauf des zu verschweißenden Materials möglich ist, unabhängig davon, ob es sich um Unebenheiten handelt oder ein vorgegebener Geometrieverlauf zu beachten ist.The present invention is based on the problem of developing a device of the type mentioned at the outset in such a way that the sonotrode can be easily guided along the course of the material to be welded, regardless of whether there are uneven surfaces or a predetermined geometric course has to be observed.
Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Sonotrode um eine senkrecht zur Sonotrodenlängs achse verlaufende erste Achse gegenüber der Halterung und mittels einer von dieser ausgehenden Verstelleinrichtung derart verschwenkbar ist, daß von dem Sonotrodenkopf auf die zu verschweißenden Teile gleichbleibende oder weitgehend gleichbleibende Zustellkräfte einleitbar sind.The problem is essentially solved according to the invention in that the sonotrode can be pivoted about a first axis running perpendicular to the sonotrode's longitudinal axis relative to the holder and by means of an adjustment device extending from the holder in such a way that constant or largely constant feed forces can be introduced from the sonotrode head onto the parts to be welded.
Erfindungsgemäß erfolgt quasi eine pendelnde Anordnung der Sonotrode, des Boosters und Konverters umfassenden Schwingereinheit, so daß ein problemloses Nachführen des Sonotrodenkopfs an den Verlauf der zu verschweißenden Teile erfolgt, wobei mittels der Verstelleinrichtung die Zustellkraft derart einstellbar ist, daß sie unabhängig vom Verlauf der Materialien gleichbleibend ist.According to the invention, the sonotrode, the booster and the converter comprising the oscillator unit are arranged in a quasi-oscillating manner, so that the sonotrode head can be easily adjusted to the course of the parts to be welded, whereby the feed force can be adjusted by means of the adjustment device in such a way that it remains constant regardless of the course of the materials.
Dies wird insbesondere dadurch realisiert, daß die Verstelleinrichtung mittels eines differenzdruckbetätigten Zylinders verschwenkbar ist, der um eine parallel zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse mit der Halterung gelenkig verbunden ist und dessen Kolben mit der Sonotrode oder einem diese aufnehmenden Gehäuse um eine dritte Achse gelenkig verbunden ist, die parallel zu der ersten und der zweiten Achse verläuft.This is achieved in particular by the fact that the adjustment device can be pivoted by means of a differential pressure-operated cylinder which is articulated to the holder about a second axis running parallel to the first axis and whose piston is articulated to the sonotrode or a housing accommodating it about a third axis which runs parallel to the first and second axes.
Der differenzdruckbetätigte Zylinder ist über Proportionalventile ansteuerbar, so daß sichergestellt ist, daß auch dann, wenn die Sonotrode aufgrund einer VerlaufsänderungThe differential pressure-operated cylinder can be controlled via proportional valves, so that it is ensured that even if the sonotrode is stopped due to a change in the course
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des zu verschweißenden Materials verschwenkt wird, mittels des Zylinders gleichbleibende Zustellkräfte über die Sonotrode in das Material einleitbar sind. Zusätzlich ist vorgesehen, daß die das Schwenken oder Pendeln der Sonotrode bewirkende Elemente über eine spielfreie Mechanik verbunden sind, so daß stets gewünschte und reproduzierbare Bedingungen vorliegen.of the material to be welded is pivoted, constant feed forces can be introduced into the material via the sonotrode using the cylinder. In addition, it is intended that the elements causing the pivoting or oscillation of the sonotrode are connected via a play-free mechanism so that the desired and reproducible conditions are always present.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine feinfühlige Anpassung an Höhen- bzw. Dickenunterschiede oder gewollte Verlaufsänderungen der Bauteile möglich. Gleichzeitig erfolgt ein Kompensieren von toleranzbedingten Vorrichtungsungenauigkeiten.The device according to the invention enables a sensitive adjustment to height or thickness differences or desired changes in the shape of the components. At the same time, tolerance-related device inaccuracies are compensated.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwingereinheit um ihre Längsachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, von dem seinerseits Zapfen ausgehen, die in der Halterung gelagert sind und die erste Achse vorgeben, die ihrerseits vorzugsweise im oder in etwa im Schwerpunkt der Schwingereinheit bzw. von Gehäuse und Schwingereinheit verläuft.In a further development of the invention, it is provided that the oscillating unit is mounted in a housing so as to be rotatable about its longitudinal axis, from which pins extend which are mounted in the holder and define the first axis, which in turn preferably runs at or approximately at the center of gravity of the oscillating unit or of the housing and oscillating unit.
Das Abstützen der Schwingereinheit gegenüber dem Gehäuse selbst erfolgt vorzugsweise über Radiallager.The support of the oscillator unit relative to the housing itself is preferably done via radial bearings.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features to be derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the following description of an embodiment to be taken from the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ultraschall-Rollnahtschweißvorrichtung undFig. 1 is a side view of an ultrasonic roll seam welding device and
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Fig. 2 die Ultraschall-Rollnahtschweißvorrichtung gemäß Fig. 1, teilweiseFig. 2 the ultrasonic roll seam welding device according to Fig. 1, partially
weggebrochen.broken away.
In den Figuren ist rein prinzipiell eine Ultraschall-Rollnahtschweißvorrichtung (10) dargestellt, die eine Schwingereinheit (12), ein diese aufnehmendes Gehäuse (14) sowie eine als Grundplatte bezeichnete Halterung (16) umfaßt, die wiederum von einem Aufnahmewinkel (18) ausgeht, der auf einem nicht dargestellten Schlitten befestigt ist, um die gesamte Ultraschall-Rollnahtschweißvorrichtung (10) in die Zeichenebene hinein bzw. aus dieser heraus verschieben zu können.The figures show, purely in principle, an ultrasonic roller seam welding device (10) which comprises an oscillator unit (12), a housing (14) accommodating the latter, and a holder (16) referred to as a base plate, which in turn extends from a support bracket (18) which is fastened to a carriage (not shown) in order to be able to move the entire ultrasonic roller seam welding device (10) into or out of the plane of the drawing.
Die Schwingereinheit (12) besteht in bekannter Weise aus Konverter, Booster, Sonotrode (20) und Sonotrodenkopf (22), mittels dessen nicht dargestellte Metallteile verschweißt werden sollen. Hierzu wird die Sonotrode (20) in Längsrichtung, also entlang der Längsachse (24) in Schwingung versetzt. Gleichzeitig wird die Schwingereinheit (12), die in dem Gehäuse über Radiallager (26), (28) um ihre Längsachse (24) drehbar gelagert ist, in Drehbewegung versetzt. Hierzu geht von dem Gehäuse (14) bzw. mit diesem verbundene Streben ein Servomotor (32) aus, der über einen Zahnriemen (34) die Schwingereinheit (12) dreht. Der Servomotor (32) weist eine Steckverbindung (36) zur Stromversorgung auf.The oscillator unit (12) consists in a known manner of a converter, booster, sonotrode (20) and sonotrode head (22), by means of which metal parts not shown are to be welded. For this purpose, the sonotrode (20) is set in vibration in the longitudinal direction, i.e. along the longitudinal axis (24). At the same time, the oscillator unit (12), which is mounted in the housing via radial bearings (26), (28) so that it can rotate about its longitudinal axis (24), is set in rotation. For this purpose, a servo motor (32) extends from the housing (14) or struts connected to it, which rotates the oscillator unit (12) via a toothed belt (34). The servo motor (32) has a plug connection (36) for the power supply.
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse (14) und damit die Schwingereinheit (12) gegenüber der Halterung (16) um eine senkrecht zur Schwingerlängsachse (24) und vorzugsweise horizontal verlaufende erste Achse (38) schwenk- bzw. kippbar, um den Sonotrodenkopf (22) an den Verlauf der zu verschweißenden Materialien feinfühlig anpassen zu können, um also unabhängig von z.B. Höhen- bzw. Dickenunterschiede der Bauteile über den Sonotrodenkopf (22) stets gleiche Zustellkräfte einleiten zu können. Hierzu ist das Gehäuse (14) und damit die Schwingereinheit (12) gegenüber der Halterung (16) über einen differenzdruckbetätigten Zylinder (39) schwenkbar gelagert, der um eine zweite Achse (40) gelenkig mit der Grundplatte (16) verbunden ist. Die zweite Achse (40) läuftAccording to the invention, the housing (14) and thus the oscillator unit (12) can be pivoted or tilted relative to the holder (16) about a first axis (38) running perpendicular to the longitudinal axis (24) of the oscillator and preferably horizontally, in order to be able to adjust the sonotrode head (22) sensitively to the course of the materials to be welded, so that the same feed forces can always be introduced via the sonotrode head (22) regardless of, for example, differences in height or thickness of the components. For this purpose, the housing (14) and thus the oscillator unit (12) are pivotally mounted relative to the holder (16) via a differential pressure-operated cylinder (39) which is articulated to the base plate (16) about a second axis (40). The second axis (40) runs
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dabei parallel zur der ersten Achse (38).parallel to the first axis (38).
Der über zwei nicht dargestellte Proportionalventile beaufschlagte differenzdruckbetätigte Zylinder (39) ist seinerseits über seinen Kolben (42) gelenkig um eine dritte Achse (44), die parallel zu der ersten und zweiten Achse (38) und (40) verläuft, mit dem Gehäuse (14) bzw. den Streben verbunden, so daß der Sonotrodenkopf (22) in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens (42) verstellbar ist. Diese Verstellung wird durch den Doppelpfeil (46) am Sonotrodenkopf (22) angedeutet.The differential pressure-operated cylinder (39), which is actuated by two proportional valves (not shown), is in turn connected to the housing (14) or the struts via its piston (42) in an articulated manner about a third axis (44) which runs parallel to the first and second axes (38) and (40), so that the sonotrode head (22) can be adjusted depending on the position of the piston (42). This adjustment is indicated by the double arrow (46) on the sonotrode head (22).
Um die Schwingereinheit (12) verschwenken zu können, gehen von dem Gehäuse (14) Zapfen (48) und (50) aus, die in Abschnitten der Halterung (16) gelagert sind. Dabei verläuft die erste Achse (38) im oder in etwa im Schwerpunkt von der Schwingereinheit (12) bzw. der Schwingereinheit (12) und dem Gehäuse (14) einschließlich der von diesem ausgehenden Streben (30).In order to be able to pivot the oscillating unit (12), pins (48) and (50) extend from the housing (14) and are mounted in sections of the bracket (16). The first axis (38) runs at or approximately at the center of gravity of the oscillating unit (12) or the oscillating unit (12) and the housing (14) including the struts (30) extending from it.
Um eine feinfühlige Anpassung an den Verlauf der zu verschweißenden Teile zu ermöglichen, sind des weiteren der differenzdruckbetätigte Zylinder (39) sowie der Kolben (42) gegenüber den von den Achsen (40) und (44) durchsetzten Anlenkpunkten mittels Federn (52), (54) spielfrei gelagert, so daß ein nahezu unverzögertes Nachführen des Sonotrodenkopfs (22) an den Verlauf der zu verschweißenden Teile möglich ist.In order to enable a sensitive adjustment to the course of the parts to be welded, the differential pressure-operated cylinder (39) and the piston (42) are mounted with no play relative to the articulation points penetrated by the axes (40) and (44) by means of springs (52), (54), so that an almost instantaneous tracking of the sonotrode head (22) to the course of the parts to be welded is possible.
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Claims (1)
dadurch gekennzeichnet,1. Device (10) for welding metal parts by means of ultrasound, in particular an ultrasonic roll seam welding device, comprising an oscillator unit (12) with a sonotrode (20) and a holder (16) receiving a sonotrode head (22), wherein the sonotrode can be lowered onto or lifted off the parts to be welded,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1 or 2,
characterized,
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29510274U DE29510274U1 (en) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | Device for welding metal parts using ultrasound |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29510274U DE29510274U1 (en) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | Device for welding metal parts using ultrasound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE29510274U1 true DE29510274U1 (en) | 1995-09-14 |
Family
ID=8009718
Family Applications (1)
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| DE29510274U Expired - Lifetime DE29510274U1 (en) | 1995-06-24 | 1995-06-24 | Device for welding metal parts using ultrasound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29510274U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19921177A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Hesse & Knipps Gmbh | Ultrasonic wire bonding device |
| US8888696B2 (en) | 2008-06-20 | 2014-11-18 | Trumpf Medizin Systeme Gmbh + Co. Kg | Surgical lamp with suspension system |
| DE102021124530A1 (en) | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Sig Technology Ag | Device for ultrasonic welding of composite material |
-
1995
- 1995-06-24 DE DE29510274U patent/DE29510274U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19921177A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Hesse & Knipps Gmbh | Ultrasonic wire bonding device |
| US8888696B2 (en) | 2008-06-20 | 2014-11-18 | Trumpf Medizin Systeme Gmbh + Co. Kg | Surgical lamp with suspension system |
| DE102021124530A1 (en) | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Sig Technology Ag | Device for ultrasonic welding of composite material |
| WO2023046644A1 (en) | 2021-09-22 | 2023-03-30 | Sig Combibloc Services Ag | Device for the ultrasonic welding of composite material |
| US12263650B2 (en) | 2021-09-22 | 2025-04-01 | Sig Services Ag | Device for ultrasonic welding of composite material |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19951026 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030714 |
|
| R071 | Expiry of right |