DE29817590U1

DE29817590U1 - Ultraschall-Schweißmaschine

Info

Publication number: DE29817590U1
Application number: DE29817590U
Authority: DE
Original assignee: Sonotronic Nagel GmbH
Current assignee: Sonotronic Nagel GmbH
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2008-10-03

Description

pOfta Patentanwälte

Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phi/, na f. Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. Helmut Hubbuch -199 J European Patent Attorneys

so98s001 /Dr. L/bz/02.10.1998

Sonotronic Nagel GmbH, Becker-Göring-Straße 17, D-76307 Karlsbad-Ittersbach

Ultraschall-Schweißmaschine Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Schweißmaschine zum Ultraschallschweißen mindestens eines Werkstücks, die eine erste Schweißeinrichtung mit Schweißwerkzeugen aufweist, die zur Bearbeitung des eine definierte Geometrie und/oder Konfiguration aufweisenden ersten Werkstücks angepaßt angeordnet sind, wobei die Schweißmaschine eine Transporteinrichtung aufweist, durch die das Werkstück von einer Aufnahmestation der Schweißmaschine zu der ersten Schweißeinrichtung transportierbar ist.

Eine derartige Ultraschall-Schweißmaschine ist allgemein bekannt. Nachteilig daran ist, daß jeweils nur Werkstücke mit einer identischen, genau definierten Geometrie und Konfiguration bearbeitet werden können. Soll mit der bekannten Schweißmaschine ein anders geformtes und/oder konfiguriertes Werkstück bearbeitet werden, ist es in nachteiliger Art und Weise erforderlich, die Schweißmaschine umzurüsten, was zu hohen Maschinenausfallszeiten sowie zu

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zusätzlichen Arbeitskosten führt: In der Regel wird hierzu die in der Maschine befindliche Schweißeinrichtung durch eine auf das neu zu bearbeitende Werkstück abgestimmte, andere Schweißeinrichtung ausgetauscht, was bedingt, daß im unmittelbaren Bereich der bekannten Schweißmaschine ein Lagerplatz für die neue, in die Schweißmaschine einzusetzende Schweißeinrichtung vorhanden ist. Der bei den bekannten Ultraschall-Schweißmaschinen erforderliche Wechsel der Schweißeinrichtungen ist außerdem von Nachteil· daß hierdurch leicht eine Beschädigung der empfindlichen Schweißwerkzeuge auftreten kann. Außerdem unterliegt bei einer derartigen Umrüstungsmaßnahme die die Schweißeinrichtung mit der Schweißmaschine verbindende Wechseleinrichtung einem hohem Verschleiß.

Die vorgenannten Nachteile manifestieren sich besonders deutlich bei einem Einsatz im Bereich der Automobilindustrie, da bei diesem Einsatzgebiet oft der Fall auftritt, daß für jedes Bauteil einer bestimmten Geometrie und Konfiguration ein weiteres Bauteil mit einer spiegelbildlichen Geometrie/Konfiguration bearbeitet werden muß. Bis jetzt war man - wie bereits oben erwähnt - gezwungen, einen entsprechenden Wechsel der Schweißeinheiten vorzunehmen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schweißmaschine in der eingangs genannten Art weiterzubilden, daß mit ein und derselben Ultraschall-Schweißmaschine hintereinander Werkstücke unterschiedlicher Geometrie und/oder Konfiguration bearbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schweißmaschine mindestens eine weitere Schweißeinrichtung mit Schweißwerkzeugen zur Bearbeitung mindestens eines weiteren Werkstücks, welches eine von der Geometrie/Konfiguration des ersten Werkstücks abweichenden Geometrie und/oder Konfiguration aufweist, besitzt, wobei bei der mindestens einen weiteren Schweißeinrichtungen deren Schweißwerkzeuge auf die bei der Bearbeitung des weiteren Werkstücks auftretenden Anforderungen abgestimmt sind, und daß durch die Transporteinrichtung

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die weiteren Werkstücke zu der mindestens einen weiteren Schweißeinrichtungen transportierbar sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Schweißmaschine geschaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß mit ihr Werkstücke unterschiedlicher Geometrie/Konfiguration bearbeitet werden können, ohne daß hierbei ein Wechsel der Schweißeinrichtungen erforderlich wäre. Die zur Bearbeitung einer Vielzahl von Werksstücken erforderlichen Schweißwerkzeuge sind in vorteilhafter Art und Weise innerhalb der Schweißmaschine arbeitsbereit angeordnet, so daß es nicht mehr erforderlich ist, einen zusätzlichen Lagerplatz für eine Schweißeinrichtung, die für eine Bearbeitung des aktuellen zu bearbeitenden Werkstücks nicht erforderlich ist, vorzusehen. Dies bedingt des weiteren, daß in vorteilhafter Art und Weise auch kein Werkzeugwechselwagen erforderlich ist und eine Beschädigung der Schweißwerkzeuge der Schweißeinrichtung außerhalb der erfindungsgemäßen Schweißmaschine nicht auftreten kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine Einrichtarbeiten nach einem Werkzeugwechsel erforderlich sind und die Wechseleinrichtungen keinem Verschleiß unterliegen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in einer Aufnahmestation der Schweißmaschine eine Schwenkaufnahme vorgesehen ist, in der mindestens das im nächsten Arbeitsschritt zu bearbeitende Werkstück aufnehmbar ist. Eine derartige Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn wie es bei der Automobilindustrie oftmals auftritt - hintereinander zwei spiegelsymmetrisch aufgebaute und/oder konfigurierte Werkstücke bearbeitet werden sollen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführbeispiel zu entnehmen, daß im Folgenden anhand der einzigen Figur beschrieben wird.

Figur 1 ein Ausführungsbespiel einer Schweißmaschine

Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer allgemeinen mit 1 bezeichneten Schweißmaschine weist einen Maschinenrahmen 2 auf, an dem - vorzugsweise auswechselbar - eine erste Schweißeinrichtung 3 und mindestens eine weitere Schweißeinrichtung - in dem hier gezeigten Fall eine zweite Schweißeinrichtung 4 - angeordnet sind. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, daß das weiter unten noch eingehend beschriebene Konstruktionsprinzip nicht auf den Fall von nur zwei Schweißeinrichtungen 3,4 der Schweißmaschine 1 beschränkt ist, sondern daß beliebig viele Schweißeinrichtungen 3,4 in der Schweißmaschine 1 angeordnet sein können. Der einfacheren Beschreibung halber wird aber im weiteren davon ausgegangen, daß die Schweißmaschine 1 nur zwei Schweißeinrichtungen 3,4 aufweist, was die Allgemeingültigkeit der folgenden Überlegungen nicht einschränkt, da es dem Fachmann ohne weiteres möglich ist, den beschriebenen Fall von zwei Schweißeinrichtungen 3,4 auf den allgemeineren Fall von &eegr; Schweißeinrichtungen zu übertragen.

Die erste Schweißeinrichtung 3 dient zur Bearbeitung eines ersten Werkstücks W1, z.B. eines Türeinsatzes für eine linke Tür eines Kraftfahrzeugs, während die zweite Schweißeinrichtung 4 zur Bearbeitung eines zweiten Werkstücks W2 z.B. eines Türeinsatzes für eine rechte Tür eines Kraftfahrzeugs - dient. Die erste Schweißeinrichtung 3 ist folglich auf die Bearbeitungsanforderungen, die bei einer Ultraschallverschweißung des eine definierte Geometrie und/oder Konfiguration aufweisenden ersten Werkstücks W1 abgestimmt. In Figur 1 wird dies dadurch verdeutlicht, daß die erste Schweißeinrichtung 3 drei Schweißwerkzeuge 3a - 3c mit Sonotroden 9 aufweist. In entsprechender Art und Weise ist die zweite Schweißeinrichtung 4 auf die beim Ultraschallschweißen des zweiten Werkstücks W2, welches eine Geometrie/Konfiguration aufweist, die sich von diesen Größen

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des ersten Werkstückes W1 unterscheidet, abgestimmt. In Figur 1 wird dies dadurch verdeutlicht, daß die zweite Schweißeinrichtung 4 vier Schweißwerkzeuge 4a - 4d aufweist. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, daß die unterschiedliche Anzahl der Schweißwerkzeuge 3a - 3c, 4a -4d der ersten und der zweiten Schweißeinrichtung 3,4 nur beispielhaften Charakter besitzt, da es auch möglich ist, daß sich die unterschiedlichen Schweißanforderungen auch in anderen Parametern als einer unterschiedlichen Anzahl von Schweißwerkzeugen 3a - 3c, 4a 4d manifestieren.

Die Schweißmaschine 1 weist eine Transporteinrichtung 5, insbesondere einen Schiebetischantrieb 5' mit Servomotor, auf, durch den die zu bearbeitende Werkstücke W1, W2 von einer Aufnahmestation 1a der Schweißmaschine 1 zu den Schweißeinrichtungen 3,4 transportierbar sind. Eine derartige Transporteinrichtung 5 ist an und für sich bekannt und muß daher nicht mehr näher beschrieben werden.

Von Vorteil ist, wenn die Aufnahmestation 1a eine Schwenkeinrichtung 7, insbesondere, ein Schiebetisch 8 mit einer Schwenkaufnahme , aufweist, in welche zumindest das im nächsten Arbeitsschritt zu bearbeitende Werkstück einsetzbar ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß die Werkstücke W1, W2 in einfacher Art und Weise in die Lage gebracht werden können, welche für einen Transport und/oder eine Bearbeitung durch die Schweißeinrichtungen 3,4 erforderlich ist.

Die Funktionsweise der beschriebenen Ultraschall-Schweißmaschine 1 wird nun exemplarisch anhand eines im Bereich der Automobilindustrie relativ häufig auftretenden Falls erläutert, nämlich, daß hintereinander zwei Werkstücke W1, W2 mit einer spiegelbildlichen Geometrie/Konfiguration bearbeitet werden sollen, wie es z.B. dann der Fall ist, wenn z.B. zuerst ein Türeinsatz für eine linke Tür und dann ein Türeinsatz für eine rechte Tür ultraschallverschweißt werden sollen: Zuerst wird in die Aufnahmestation 1a der Schweißmaschine 1 das Werkstück W1,

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in dem hier beschriebenen Fall ein Türeinsatz für eine linke Tür eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt, und von der Transporteinrichtung 5 zur ersten Schweißeinrichtung 3 transportiert, dort entsprechend verarbeitet und danach wieder zur Aufnahmestation 1a bewegt. Danach wird in die Schwenkeinrichtung 7 in der Auf nahmestation 1a das Werkstück W2, in dem hier beschriebenen Fall ein Türeinsatz für eine rechte Tür eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt und das bearbeitete Werkstück W1 entnommen. Wie am besten aus Figur 1 ersichtlich ist, wird hierbei das Werkstück W2 derart in die Schwenkeinrichtung 7 eingebracht, daß nach einer anschließenden Schwenkung der Schwenkeinrichtung 7 um 180° das Werkstück W2 seine Lageposition, die zum Transport und/oder zur Bearbeitung erforderlich ist, einnimmt. Nachdem das erste Werkstück W1 entsprechend verarbeitet wurde, kann dann in vorteilhafter Art und Weise sofort das zweite Werkstück W2 zur zweiten Schweißeinrichtung 4 transportiert und bearbeitet werden, so daß zum "Umrüsten" in der Schweißmaschine von der Verarbeitung des ersten Werkstücks W1 zur Verarbeitung des zweiten Werkstücks W2 nur ein Schwenken der Schwenkeinrichtung 7 in der Aufnahmestation 1a erforderlich ist.

Claims

-7-Schutzansprüche

1. Ultraschall-Schweißmaschine (1) zum Ultraschallschweißen mindestens eines Werkstücks (W1, W2), die eine erste Schweißeinrichtung (3) mit Schweißwerkzeugen (3a - 3c) aufweist, die zur Bearbeitung des eine definierte Geometrie und/oder Konfiguration aufweisenden ersten Werkstücks (W1) angepaßt angeordnet sind, wobei die Schweißmaschine (1) eine Transporteinrichtung (5) aufweist, durch die das Werkstück (W1) von einer Aufnahmestation (1a) der Schweißmaschine (1) zu der ersten Schweißeinrichtung (3) transportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißmaschine (1) mindestens eine weitere Schweißeinrichtung (4) mit Schweißwerkzeugen (4a - 4d) zur Bearbeitung mindestens eines weiteren Werkstücks (W2), welches eine von der Geometrie/Konfiguration des ersten Werkstücks (W1) abweichenden Geometrie und/oder Konfiguration aufweist, besitzt, wobei bei der mindestens einen weiteren Schweißeinrichtungen (4) deren Schweißwerkzeuge (4a - 4d) auf die bei der Bearbeitung des weiteren Werkstücks (W2) auftretenden Anforderungen abgestimmt sind, und daß die durch die Transporteinrichtung (5) die weiteren Werkstücke (W2) zu der mindestens einen weiteren Schweißeinrichtungen (4) transportierbar sind.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmestation (1a) der Schweißmaschine (1) eine Schwenkeinrichtung (7) aufweist, in die das erste Werkstück (W1) und mindestens ein weiteres Werkstück (W2) einsetzbar sind, und daß durch einen Schwenkvorgang der Schwenkeinrichtungen (7) das weitere Werkstück (W2) in eine zu seinem Transport und/oder zu seiner Bearbeitung durch die weitere Schweißeinrichtung (4) benötigten Lage bringbar ist.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (7) einen Schiebetisch (8) mit einer Schwenkaufnahme aufweist.

4. Schweißmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebetisch (8) ein Bestandteil der Transporteinrichtung (5) ist.

5. Schweißmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung einen Schiebetischantrieb (5¹) mit Servomotor für den Schiebetisch (8) aufweist.

6. Schweißmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Schweißwerkzeuge (3a - 3c, 4a - 4d) eine Sonotrode (9) aufweist.

7. Schweißmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißwerkzeuge (3a - 3c) der ersten Schweißeinrichtung (3) und die Schweißwerkzeuge (4a - 4d) der zweiten Schweißeinrichtung (4) derart konfiguriert sind, daß mit der ersten Schweißeinrichtung (3) ein erstes Werkstück (W1) mit einer definierten Geometrie und Konfiguration und mit den Schweißwerkzeugen (4a - 4d) der zweiten Schweißeinrichtung (4) ein Werkstück (W2) mit einer Geometrie und/oder Konfiguration, welche zur Geometrie/Konfiguration des ersten Werkstücks (W2) spiegelsymmetrisch ist, bearbeitbar ist.