BRPI0606984B1 - dispositivo de solda a ultrassom para soldar condutores metálicos e ferramenta destinada para um dispositivo de solda a ultrassom - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE SOLDA A ULTRA-SOM COM FACES DE SOLDAS E FACES LATERAIS, LIMITANDO UMA CÂMARA DE COMPRESSÃO EM POSIÇÃO OPOSTA, BEM COMO CÂMARA DE COMPRESSÃO. A presente invenção refere- se a uma câmara de compressão (18) de um dispositivo de solda a ultra-som para soldar condutores metálicos para produção de um ponto de nó, abrangendo duas faces de solda (36) previstas em lados opostos e duas faces limitadoras laterais (44), projetadas em sentido transversal para com as faces de trabalho mencionadas, as quais, em conjunto, definem uma câmara de compressão. Para excluir o deslocamento longitudinal dos condutores durante o processo da solda, além das faces das soldas estruturadas, em caráter adicional, ao menos uma das faces limitadoras laterais (44) é estruturada.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma câmara de compressão com um dispositivo de solda a ultrassom para soldar condutores metálicos como cordões, especialmente para formar um ponto de nó, abrangendo duas faces de trabalho, limitando a câmara de compressão em lados opostos, e duas faces limitadoras laterais, projetadas em sentido transversal para com as faces de trabalho, sendo que uma face de trabalho constitui um segmento de um sonotrodo do dispositivo de solda a ultrassom, sonotrodo este que produz vibrações de ultrassom, sendo que a face de trabalho oposta constitui um elemento de um eletrodo oposto e as faces de trabalho estão estruturadas. Além disso, a invenção refere-se a uma ferramenta destinada para um dis-positivo de solda a ultrassom correspondente, em forma de um cursor lateral ou de um suporte do contra-eletrodo, o qual limita a câmara de compressão com uma face dita face limitadora lateral.

[002] Por meio de ultrassom podem ser soldados tanto materiais sintéticos como metais. No caso, na solda com ultrassom de metais, as vibrações mecânicas são alinhadas em paralelo para com a face de junção. É estabelecida uma relação complexa entre a força estática, as forças de cisalhamento oscilantes e um aumento moderado de temperatura na zona da solda. Para tanto, as peças trabalhadas serão dispostas entre o sonotrodo oscilante e um eletrodo oposto estático, eventualmente regulável na direção do sonotrodo, que pode ser configurado em várias seções a fim de limitar uma câmara de compressão com o cabeçote do sonotrodo. Esta câmara de compressão poderá ser configurada de acordo com o ensinamento dos documentos EP-B-0 143 936 (US-A-4 596 352) ou DE-C-35 08 122 em duas direções pro- jetadas em sentido perpendicular uma em relação a outra, especialmente regulável na altura e na largura.

[003] Desta forma resulta um ajuste em seções transversais, por exemplo, de condutores a serem soldados.

[004] Na câmara de compressão conhecida que essencialmente apresenta uma seção transversal retangular, os cordões transfixantes nos seus lados abertos serão soldados pelo ultrassom formando nós de passagem ou nós terminais. No caso de condutores de difícil soldadura, surge a desvantagem de que os cordões são movimentados longitudinalmente durante a soldadura de maneira que se salientam além do ponto do nó. Para reduzir este movimento longitudinal, em comparação com cordões com boa soldabilidade, será reduzida a aplicação de energia, ou seja, a sujeição de pressão durante o processo da soldadura. Isto resulta, todavia, em resistência reduzida.

[005] Uma câmara de compressão de um dispositivo de solda a ultrassom, regulável na altura e na largura, pode ser depreendida no documento US-B-6 299 052. No caso, as faces de trabalho e do sono- trodo e do contra-eletrodo estão estruturadas. AS faces limitadoras remanescentes são configuradas planas.

[006] Para solda entre si componentes metálicos, de acordo com o documento US-A-6 089 438, e US-A-6 158 645 e o documento USA-2002/130159 o sonotrodo e o contra-eletrodo estão estruturados nas suas faces de trabalho.

[007] Para soldar materiais plásticos, de acordo com o documento CH-A-525 755 ou JP-A-60 201928 o sonotrodo, ou seja, o sonotrodo e a bigorna, podem estar estruturadas.

[008] Para configurar simultaneamente uma variedade de pontos de solda na soldadura de materiais plásticos, o documento GB-A-2 012 211 prevê saliências piramidais nas faces de trabalho do sonotro- do e da bigorna de um dispositivo de solda a ultrassom.

[009] O objetivo da presente invenção reside em ampliar de tal maneira um dispositivo de solda a ultrassom com a câmara de compressão, ou seja, uma ferramenta que limita tal unidade, que também no caso de condutores soldados eficientemente possa ser obtida uma boa qualidade, sendo que deverá ser excluído o deslocamento dos condutores, por exemplo, no caso de aplicação elevada de energia, ou seja, aplicação de pressão.

[0010] Para solucionar a tarefa, a invenção prevê essencialmente que ao menos uma das faces limitadoras laterais, preferencialmente ambas as faces limitadoras laterais, sejam estruturadas ao menos em determinadas regiões. No caso, a estruturação é selecionada de tal maneira que se projeta essencialmente em sentido transversal para com o eixo longitudinal da câmara de compressão, isto é, na direção do eixo dos condutores a serem soldados, com o que pode ser suprimido um movimento longitudinal dos condutores, de maneira que nas energias e pressões convencionais, ou seja, majorados, pode ser realizado a solda sem que seja prejudicada a qualidade da ligação soldada.

[0011] Está previsto especialmente que ao menos uma face limitadora apresente uma estrutura, ou seja, uma perfilação que é formada por concavidades ou saliências e se projetam transversalmente para com o eixo longitudinal da câmara de compressão. As concavidades projetam-se no caso em forma recuada em relação ao plano formado pela face limitadora. De modo correspondente, as saliências ultrapassam ou elevam-se sobre o plano.

[0012] Caso exista a possibilidade de distribuir a estrutura uniformemente sobre a face limitadora, uma ampliação da invenção prevê que a face limitadora esteja estrutura apenas em determinadas áreas. A estrutura pode estar especialmente estar subdividida em grupos, distanciados um em relação ao outro. Nas áreas intermediárias as faces limitadoras podem ser configuradas planas. Também os grupos de estruturas podem convergir reciprocamente, sendo que eventualmente a estrutura de um grupo diverge da estrutura do outro grupo.

[0013] Está especialmente previsto que a estrutura seja formada por saliências em formato de dentes e serra, podendo estar previsto dois grupos de saliências semelhantes a dentes de serras, de maneira que na ação conjugada com os condutores a serem soldados são produzidas quase faces limitadoras com contra-ganchos que excluem um deslocamento dos condutores a serem soldados.

[0014] Uma outra proposição prevê que o eletrodo contrário se projete a partir de um suporte previsto ao longo da face lateral do so- notrodo e perpendicularmente, ou aproximadamente perpendicular, para com a face de trabalho do sonotrodo, sendo que o lado do referido suporte voltado em direção a câmara de compressão representa uma face limitadora lateral ou partir do qual estende-se no lado externo um elemento de preferência em forma de placa, apresentando no lado externo a face de limitação lateral, sendo que a estrutura da face de limitação lateral está configurada em sentido complementar para estrutura da face lateral do sonotrodo. Desta maneira resulta uma vedação quase em forma de labirinto entre as faces deslizantes, com a sequência de que os cordões não podem penetrar na fenda prevista entre as faces por ocasião da movimentação do eletrodo contrário, na direção do sonotrodo.

[0015] De preferência a estrutura será formada de concavidades em formato linear ou acanaladuras, ou seja, por saliências ou projeções em formato de nervura, de projeção correspondente, que apresentam especialmente uma seção transversal, por exemplo, em formato de um triângulo, um trapézio ou de um seguimento circular. Existe também a possibilidade de configurarem em formato ondular, na seção transversal, as referidas saliências ou concavidades.

[0016] A tarefa subjacente da invenção também será solucionada pelo fato de que a ferramenta com a face limitadora lateral está estruturada, sendo que preferencialmente está previsto que a estrutura ou perfilação esteja estampada transversalmente para com a direção longitudinal da câmara de compressão, limitada pela face limitadora lateral.

[0017] Está especialmente previsto que as saliências se salientem além do plano constituído pela face limitadora lateral, ou seja, que as concavidades se projetem recuadas em relação ao plano. Como saliências podem também ser consideradas geometrias em formato de dente de serra, sendo que preferencialmente as saliências estão subdivididas em dois grupos cujas arestas são voltadas uma em relação à outra.

[0018] De outra maneira, as saliências em formato de nervuras e/ou as concavidades em forma de acanaladuras podem apresentar uma seção transversal preferencialmente de um triângulo, de um trapézio ou de um segmento circular. Outras geometrias adequadas que asseguram a supressão de um deslocamento dos condutores a serem soldados também são possíveis.

[0019] A estruturação, ou seja, a perfilação prevista nas faces laterais podem também está previstas nas faces de trabalho, ou seja, de solda do sonotrodo e/ou da bigorna.

[0020] Para evitar que durante a solda o sonotrodo seja acentua- damente deslocado em sentido perpendicular para o seu eixo longitudinal, com o que poderia resultar uma fenda entre a face de trabalho oriunda do sonotrodo e dos componentes a serem soldados, está previsto que a face frontal do sonotrodo e/ou o lado dorsal de um cabeçote de sonotrodo com a face de trabalho apresente ao menos um enri- jecimento, como uma nervura. No caso, o enrijecimento pode apresentar em corte uma geometria em formato triangular na direção axial lon- gitudinal do sonotrodo.

[0021] De preferência, o enrijecimento projeta-se progressivamente sobre a face frontal a partir da borda circunferencial da face frontal, ou seja, da face de trabalho do sonotrodo, em direção do eixo longitudinal do sonotrodo.

[0022] Caso exista a possibilidade de que o enrijecimento se saliente sobre toda, ou essencialmente toda superfície mencionada do sonotrodo, será também dada à possibilidade de que uma flexão inde- sejada do sonotrodo que prejudicaria o enrijecimento esteja configurada por seguimentos, de preferência originando-se da face frontal do sonotrodo e salientando-se sobre esta face.

[0023] O enrijecimento pode ser configurado em sentido linear ou boleado. Especialmente, contudo o enrijecimento é configurado em sentido simétrico para com um plano no qual se projeta o eixo longitudinal do sonotrodo.

[0024] Além disso, o sonotrodo deverá estar de tal modo enrijecido que na excitação de ultrassom resulte um desvio na direção do eixo longitudinal AZ e perpendicularmente para com a face de trabalho um desvio AY, com relação 3 < AZ/AY < 20.

[0025] Condições geométricas favoráveis resultam especialmente quando a extensão máxima do enrijecimento sobre a face frontal estiver situada na faixa entre 3 mm e 25 mm, de preferência entre 5 mm e 15 mm.

[0026] Outros detalhes vantagens e características da invenção resultam não apenas das reivindicações, das características ali constantes - separadamente e/ou em combinação - mas também da descrição seguinte de exemplos de execução preferenciais constantes nos desenhos.

[0027] As figuras mostram: Figura 1 uma representação principal de um dispositivo de solda a ultrassom, Figura 2-4 diferentes representações em perspectiva de elementos que circundam uma câmara de compressão, Figura 5 um corte por um elemento de limitação, Figura 6 uma configuração alternativa do elemento limitador de acordo com a Figura 5 em corte, Figura 7 uma representação em corte de uma outra forma de realização de um elemento limitador, Figura 8 ampliação representando uma forma de representação alternativa em relação a Figura 7, Figura 9 representação de corte de uma terceira forma de realização de um elemento limitador, Figura 10 uma quarta forma de realização de um elemento limitador em corte, Figura 11 uma quinta forma de realização de um elemento limitador em corte, Figura 12 uma sexta forma de realização de um elemento limitador em corte, Figura 13 uma outra forma de realização de um elemento limitador com um segmento de um sonotrodo em corte, Figura 14 uma representação básica (cálculo de elemento finito) de um sonotrodo, Figura 15 representação básica (quinto cálculo de elemento finito) de uma configuração de um sonotrodo, Figura 16 forma de realização especial de um sonotrodo, Figura 17 outra forma de realização de um sonotrodo, Figura 18 vista frontal do sonotrodo de acordo com a Figura 17 e Figura 19 uma outra forma de realização de um elemento limitador.

[0028] A Figura 1 apresenta meramente um conjunto de solda a ultrassom por meio do qual devem ser reciprocamente soldados com- ponentes metálicos na forma de cordões, para citar um exemplo de execução preferido.

[0029] O dispositivo de solda a ultrassom abraça um volante 10, o qual no exemplo de execução consiste em um conversor 12, de um reforçador 14 e de um sonotrodo 16. No caso, o sonotrodo 16 limita uma câmara de compressão 18 que a seguir será explicitada. Uma construção básica de uma câmara de compressão correspondente poderá ser depreendida, por exemplo, no documento US-A-4.869.419.

[0030] Como é conhecido, através de uma linha 20 o conversor 12 está unido com um gerador 22 o qual, por sua vez, está acoplado em uma calculadora 26 através da linha 24, calculador este que comanda o gerador 22 para depois converter, através do conversor 12, vibrações elétricas em vibrações mecânicas, por exemplo, através de elementos piezo, sendo que as vibrações serão reforçadas através do reforçador 14 para depois excitarem correspondentemente o sonotro- do 16.

[0031] Para soldar em forma de um nó de qualidade suficiente na câmara de compressão 18, de seção transversal retangular, com faces frontais abertas, também condutores de difícil soldadura, como cordões, sem que surja o risco de que durante o processo da soldadura os condutores se deslocam em direção longitudinal da câmara de compressão durante o processo da soldadura atravessando as faces frontais, ou seja, deslocando-se na direção da seta 28, está previsto, de acordo com a invenção, que a câmara de compressão 18 está estrutura em ao menos três faces limitadoras, de preferência em todas as quatro faces limitadoras. Isto resulta das Figuras 2 a 4. Assim sendo, em representação apenas básica e em perspectiva, está representado o sonotrodo 16 com o cabeçote do sonotrodo 30, ao qual está locado uma bigorna a ser designada como contra-eletro 32 que se origina de um suporte 34 regulável ao longo do cabeçote do sonotrodo 30. Neste sentido é selecionada uma construção como pode ser depreendida, por exemplo, do documento US-A-4.869.419.

[0032] Em outras palavras, a câmara de compressão 18 é limitada de uma face de trabalho ou de solda 36 do cabeçote do sonotrodo 30 ou por uma face de trabalho ou solda oposta 38 da bigorna 32 que estão respectivamente estruturadas.

[0033] Para poder deslocar a câmara de compressão 18 tanto na altura quanto também na largura, projeta-se transversalmente para com as faces de solda 36, 38 um cursor lateral 42, regulável no exemplo de execução na direção da seta 40, com uma face limitadora lateral 44 que limita lateralmente a câmara de compressão 18, estruturada de acordo com a invenção. A face limitadora lateral 46 oposta que é formada pelo suporte 34 da bigorna 32 ou por um elemento em forma de placa originário do suporte 34 também está estruturada. Geometrias especiais das estruturas correspondentes das faces limitadoras 44, 46 resultam das Figuras 5 a 13.

[0034] Para poder ajustar a câmara de compressão 18 para a seção transversal dos condutores a serem soldados, é regulável não apenas o cursor lateral 42 na direção da seta 40, mas o suporte 34 ao longo do cabeçote do sonotrodo 30, ou seja, ao longo da seta 48, com o que será alterada a distância entre as faces de trabalho 36, 38 do cabeçote de sonotrodo 30 e da bigorna 32.

[0035] Para excluir na soldadura de cordões que esses possam deslocar-se e sair na sua direção longitudinal, abandonando, portanto, a câmara de compressão 18, de acordo com a invenção, conforme mencionado, estão estruturadas as faces de solda 36 e 38 e também as faces limitadoras 44, 46.

[0036] Caso preferencialmente cada uma das faces limitadoras laterais 44, 46 estiver estruturada, então existe também perfeitamente a possibilidade de que apenas uma das faces 44, ou seja 46 apresente uma estrutura correspondente. Além disso, a estrutura 44, 46 deverá todavia, projetar-se transversalmente para com a direção longitudinal (seta 28) da câmara de compressão 18, ou seja, transversalmente para com o eixo longitudinal dos condutores a serem soldados.

[0037] Estruturas preferidas são representadas à guisa de exemplo baseado em uma representação em corte e do suporte 34 que recebe a bigorna 32, marcado nas Figuras 5 até 13 de modo correspondente com número de referência 34. Estruturas, ou seja, texturas, podem também ser apresentadas pelo cursor lateral 42, isto é, pela sua face limitadora 44.

[0038] O suporte 34 de acordo com a Figura 5 apresenta na sua face limitadora lateral 46 três regiões A, B, A paralelamente convergentes configurados em forma de tira e estendendo-se ao longo da seta dupla 48 na Figura 3. AS regiões externa A apresentam idêntica largura, ao passo que a região central B é selecionada mais larga.

[0039] A região B intermediária apresenta diante do plano formado pela face limitadora lateral 46, concavidade 58, 60 em forma de acana- laduras e recuadas que se projetam em paralelo e em paralelo ou aproximadamente em paralelo na direção da movimentação do suporte 34, e, portanto, perpendicularmente ou aproximadamente perpendicularmente para com as faces de solda ou de trabalho 36, 38 do cabeçote do sonotrodo 30, ou seja, da bigorna 32.

[0040] No exemplo de execução da Figura 5 as concavidades em formato de acanaladuras ou ranhuras 58, 60 estão dispostas projetando-se reciprocamente convergentes na distância T e apresentam, em corte, uma geometria triangular, sendo que os flancos encerram um ângulo α com 30° < α < 120°. A distância T refere-se preferencialmente a 0,4 mm < T < 3,0 mm.

[0041] A profundidade H das concavidades, que também podem ser designadas como covas, é, por exemplo, 0,03 mm < H1 < 0,5 mm.

[0042] Alternativamente de acordo com a Figura 6 existe a possibilidade de configurar de tal forma as concavidades 62 64 acanaladas que, no corte, resulte uma perfilação trapezoidal, sendo que os flancos transversais descrevem reciprocamente um ângulo de 30° < β < 120°.

[0043] Se, de acordo com a Figura 5 e 6, a perfilação, ou seja, estrutura da face limitadora lateral 46 do suporte 34 for constituída por concavidade, então existe, de acordo com as representações nas Figuras 7 e 8 igualmente a possibilidade de configurar uma estrutura correspondente por saliências 66, 68, as quais, em corte, podem apresentar uma geometria trapezoidal (Figura 7) ou uma geometria triangular (Figura 8). As saliências correspondentes 66, 68, ou seja, 70, 72 salientam-se com uma medida H2 com 0,03 mm < H2 < 0,5 mm sobre o plano formado pela face limitadora lateral 52. Os flancos laterais das saliências 66, 68, ou seja, 70, 72 formam, no caso, um ângulo Y (Figura 7) com 30° < Y < 120°, ou seja, δ (Figura 8) com 30° < δ < 120°.

[0044] Caso nos exemplos de execução das Figuras 5 - 8 a perfi- lação estiver prevista apenas em uma região da face limitadora lateral 46, ou seja, precisamente na região B, e não nas regiões marginais A, a estrutura poderá estender-se em uma outra região da face limitadora lateral 46.

[0045] De modo correspondentes as representações conforme a Figura 9 existe a possibilidade de selecionar a região B, dentro da qual está prevista uma estruturação, em sentido mais largo do que no exemplo de execução das Figuras 5 até 8. Assim sendo - como é representado com uma comparação das Figuras 5 até 8 por um lado e da Figura 9 por outro lado - a região central B com a estrutura é consideravelmente mais larga do que as regiões marginais A.

[0046] A perfilação, ou seja, estruturação, da face limitadora lateral 46 de acordo com a Figura 9 será formada por concavidade 74, 76 acanaladas ou por covas que se projetam recuadas diante do plano formado pela face limitadora 46 pela medida H3 com 0,03 mm < H3 < 0,5 mm. As regiões 74, 76 que, em relação a face limitadora lateral 46, projeta-se em sentido côncavo apresentam um raio de curvatura R2 com 0,3 mm < R2 < 2,0 mm e os seguimentos de projeção convexa apresentam um raio de curvatura R1 com 0,3 mm < R1 < 2,0 mm. A distância entre as concavidades 74, 76 acanaladas é de T com 0,4 mm < T < 3,0 mm.

[0047] Caso nos exemplos de execução da Figuras 5 a 9 estiver previsto que a região central B está estruturada, então, de acordo com a Figura 10, uma perfilação do suporte 34, ou seja, de sua face limitadora lateral 46, será concretizada pelo fato de que a região central B é configurada plana, seguindo-se regiões A que apresentam uma perfi- lação 78, 80. As regiões A estarão então limitadas pelas regiões marginais C as quais por sua vez também não são perfiladas.

[0048] Independente da localização onde se projetam a perfilação, ou seja, estruturação da face limitadora lateral 46 do suporte 34, basicamente é dada uma simetria em relação a linha central em relação alinha central da face limitadora 46. Isto, todavia, não é uma característica forçosa.

[0049] Assim sendo, a Figura 11 mostra que em uma região central apresentando concavidades acanaladas 82, 84, 86, 88, 90, na qual está configurada a face limitadora lateral 46 do suporte 34, apresentando distâncias T1, T2 reciprocamente divergentes. Independentemente deste fato, as concavidades as quais com uma medida H4, com 0,03 mm < H4 < 0,5 mm projetam-se recuadas em relação a face limitadora lateral 46, na sua região central, de maneira que as regiões marginais não são perfiladas.

[0050] A Figura 12 apresenta uma perfilação de acabamento especial de forma de dentes de serra que se salientam com uma medida H5 com 0,03 mm H5 < 0,5 < mm além da face limitadora lateral 46 do suporte 34. No caso, as saliências 92, 94 em formato em dentes de serra estão subdividas em grupos que apresentam cantos 96, 98 voltados uns para outros. Entre os grupos das saliências em formato de dentes de serra 92, 94 projeta-se uma saliência 100, apresentando, em corte, um triângulo de flancos idênticos, seccionado de preferência pela linha central da face limitadora lateral 46.

[0051] Os ângulos de inclinação das saliências 92, 94 em formato de dentes de serra é de α1 relativamente ao flanco 102 em declive acentuado com 0° < α1 < 30° e α2 relativamente ao flanco 104 de declive achatado com 30° < α2 < 120°.

[0052] As perfilações, ou seja, as estruturas, das faces limitadoras laterais 46 do suporte 34, que podem ser depreendidas das Figuras 5 até 12, podem ser configuradas de modo correspondente a face limitadora lateral 44 do cursor lateral 42.

[0053] A perfilação, ou seja, estruturação, da face limitadora lateral 46 pode naturalmente estender-se apenas em determinadas regiões sobre toda a face. Por exemplo, na Figura 18 está apresentada uma forma de realização a qual a estrutura encobre toda a superfície do elemento limitador 46. A distância T entre as concavidades será de 0,4 mm < T < 3,0 mm e o ângulo α dos flancos laterais das saliências ou concavidades que, no corte, apresenta uma geometria triangular será de preferência 30° < α < 120°.

[0054] Para evitar que se forme uma fenda entre o suporte 30, ajustável ao longo do cabeçote do sonotrodo 30, e da face 106 voltada do cabeçote do sonotrodo 30, fenda esta na qual poderiam penetrar os cordões que poderiam prejudicar a movimentação do suporte 34, ao longo da seta dupla 48 no abaixamento da bigorna 32, torna-se viável uma estrutura, ou seja, perfilação, das faces voltadas uma em relação a outra, ou seja, da face 106 do cabeçote sonotrodo e da face limitadora lateral 46 do suporte 34, conforme pode ser depreendido da Figura 13. Assim sendo, a face limitadora 46 do suporte 34 apresenta, em corte, saliências triangulares 108, 110 as quais, distanciadas, penetram em correspondentes concavidades 112, 114, de seção triangular, na face lateral 106 do cabeçote do sonotrodo 30, de maneira que resulta quase uma vedação tipo labirinto que evita a penetração de cordões.

[0055] Graças à estruturação não apenas das faces de solda 36, 38, porém das faces limitadoras laterais 44, 46, do cursor lateral 42 e do suporte 34 que recebe a bigorna 32, apresenta-se a vantagem de que também na união de cordões de soldadura difícil, pode ser produzido um nó de união de alta qualidade, produzindo-se uma boa transformação energética com influências de pressão desejadas. O material soldado será danificado em menor extensão. Também, na dependência da estruturação prevista, torna-se possível uma aplicação energética mais controlada.

[0056] Deve-se observar que as faces do sonotrodo e/ou da bigorna que limitam a câmara de compressão, podem apresentar a mesma perfilação, ou seja, estruturação, como as faces limitadoras laterais.

[0057] Baseado nas Figuras 14 a 18 deverá ser explicitada uma outra configuração preferida do sonotrodo 16, a qual, todavia, não deve ser interpretada como limitadora da proteção. Assim sendo, na Figura 14 está apresentado o sonotrodo 16 em uma forma de cálculo de elemento finito. Os sonotrodo 16, consiste em forma habitual, de um corpo básico 116 e do cabeçote do sonotrodo 30 que dele se projeta, o qual, por sua vez apresenta a face de trabalho ou a face de solda 36, apresentado nas Figuras 2 a 4. Em posição diametralmente oposta, o cabeçote do sonotrodo 30 apresenta uma outra face de trabalho ou de solda 118, de maneira que o sonotrodo 16 é girado ao redor do seu eixo longitudinal, afim de que uma das faces de trabalho 36, 118 possa ser alocada a câmara de compressão 18. No caso, o eixo longitudinal do sonotrodo 16 projeta-se em paralelo para com o eixo Z.

[0058] As faces de trabalho ou de solda 36, 118 serão limitadas por uma face frontal 120 do cabeçote do sonotrodo, 30 a qual, com o sonotrodo 16 não excitado, projeta-se perpendicularmente para com as faces de trabalho 36, 118. No exemplo de execução, a face frontal 120 estende-se em paralelo para com o eixo Y e, por conseguinte, a face de trabalho 36, ou seja, 118, com o sonotrodo 16 não excitado, projeta-se perpendicularmente para com o eixo Y.

[0059] No processo da soldadura, o sonotrodo 10 será flexionado não apenas na direção do eixo longitudinal na direção do Z, mas também na direção Y, com o que se produz uma inclinação da face de trabalho 36, 118 (ângulo α). Desta maneira, a qualidade da solda pode ser influenciada. No caso, na dependência da flexão, ou desvio, do cabeçote do sonotrodo 30 na direção Y, a reprodutibilidade dos resultados da solda pode ser prejudicada.

[0060] Para evitar desvantagens correspondentes, o cabeçote do sonotrodo 30 pode apresentar, a partir de sua face frontal 120, um en- rijecimento 122, com o que será diminuído a deflexão do sonotrodo 16 na direção Y. Pelo enrijecimento 122, será reduzida a deformação do cabeçote do sonotrodo 30 na direção Y, ou seja, será restringida, de maneira que será aprimorada a forma vibrátil específica do sonotrodo 16.

[0061] De modo correspondente as Figuras 16 a 18 na quais para elementos idênticos são utilizados os números de referência das Figura 14 a 15, o enrijecimento 122 pode ser concretizado pelo fato de que a partir da face frontal 120 salienta-se uma nervura 124, a qual, em corte, pode apresentar uma geometria triangular (Figura 17) ou uma geometria arqueada (Figura 16). O enrijecimento na Figura 17, o qual, em corte, apresenta uma geometria triangular, está designado com um número de referência 122 e a unidade arqueada de acordo com a Fi- gura 16 está caracterizado com o número de referência 126. No caso, pode se depreender especialmente das representações em corte de acordo com as Figuras 16 e 17 que o respectivo enrijecimento 122, 126, originando-se da respectiva face de trabalho 36, 118, salienta-se em aclive além da face frontal 120, sendo que a projeção máxima está situada na direção Z no ponto de corte com o eixo central 130 do so- notrodo 16.

[0062] A saliência máxima do enrijecimento 122, 126 sobre a face frontal 120 do cabeçote do sonotrodo 30 deverá ser de 15 mm, embora também possam vir a ser considerados outras dimensões de acordo com a configuração do sonotrodo. Uma saliência de no mínimo e no máximo 15 mm apresenta, todavia, a vantagem de que sonotrodos correspondentes podem ser integrados em dispositivos de soldadura de ultrassom já atuantes.

[0063] Especialmente, o enrijecimento 122, 126 deverá ser configurado de tal maneira que a flexão na direção Z do sonotrodo 16 se comporta em relação a flexão do sonotrodo 16 na direção Y como 3 ZA < AZ/AY < 20.

[0064] Quando o enrijecimento 122, 126 nos exemplos de execução se estender sobre toda a altura do cabeçote do sonotrodo 30, então existe também a possibilidade de que o enrijecimento se projete, por exemplo, iniciando na região central da face frontal 120, ou seja, distanciado para com a face de trabalho 136, 118. Também são possíveis outras geometrias.

[0065] Além disso, também o lado traseiro do seguimento do cabeçote do sonotrodo que apresenta as faces de trabalho 36, 118 pode apresentar um ou vários enrijecimentos, sendo que eventualmente será abandonado o enrijecimento de produção frontal. Com a projeção do enrijecimento no lado traseiro, a projeção superficial do seguimento interno do cabeçote do sonotrodo será menor do que a projeção su perficial do seguimento externo, o qual apresenta ao menos uma face de trabalho 36, 118.

Claims (26)

1. Dispositivo de solda a ultrassom para soldar condutores metálicos, como cordões, especialmente para produzir um ponto de nó com uma câmara de compressão (18) regulável na altura e na largura, que apresenta duas faces de trabalho (36, 38) que limitam a câmara de compressão (18) em lados opostos e duas faces limitadoras laterais (44, 46) reguláveis uma em relação a outra e projetadas transversalmente para com as faces de trabalho, sendo que uma face de trabalho (36) é um segmento de um sonotrodo (16) que pode atuar com ultrassom, sonotrodo este pertencente ao dispositivo de solda a ultrassom, e a face de trabalho (38) oposta é um seguimento de um contra-eletrodo (32), estando estruturadas as faces de trabalho (36, 38), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das faces limitadoras laterais (44, 46) da câmara de compressão (18) é estruturada ao menos em determinadas áreas e a estruturação é feita por meio de saliências e concavidades, que em corte apresentam a forma de um triângulo cujos flan-cos apresentam um ângulo α de 30°< α < 120°, ou por saliências e concavidades que apresentam em corte a forma de ondas, sendo que as saliências e/ou as concavidades transcorrem transversalmente em relação ao eixo longitudinal da câmara de compressão.

2. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (46) é formada por concavidades (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) recuadas em relação ao plano formado pela face limitadora lateral.

3. Dispositivo de solda a ultrassom ao menos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (46) é formada por saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) que se salientam além do plano formado pela face limitadora lateral.

4. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (44, 46) é formada por saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) e/ou concavidades (58, 60, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) em ao menos uma região (A, B) da face limitadora lateral (44, 46), sendo que as saliências, ou seja, concavidades, se projetam em sentido transversal, perpendicular para com o eixo longitudinal (28) da câmara de compressão (18).

5. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) e/ou concavidades (58, 60, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) apresentam uma seção transversal na forma de um triângulo, de um trapézio ou de um segmento circular.

6. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura formada pelas saliência e/ou concavidades (74, 76) forma, em corte, uma geometria ondular.

7. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura estende-se uniformemente sobre a face limitadora lateral (46, 48).

8. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a face limitadora lateral (44, 46) está estruturada na sua região central (B), estando configurada em forma plana fora da região central.

9. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as saliências (66, 68, 70, 72, 108, 110) e/ou concavidades (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 90) apresentam, entre si, uma distância igual.

10. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizado pelo fato de que as saliências ou concavidades (82, 84) variam ao longo da face limitadora (46).

11. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizado pelo fato de que, as saliências e/ou concavidades (92, 94) formam uma estrutura semelhante a dentes de serra.

12. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com a rei-vindicação 11, caracterizado pelo fato de que as saliências (92, 94) com geometria em forma de dentes de serra estão em tal modo dispostos em grupos que as suas arestas (96, 98) estão voltadas umas para as outras.

13. Dispositivo de solda a ultrassom de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o contra-eletrodo (32) origina-se de um suporte (34), que se projeta ao longo de uma face lateral (106) do sonotrodo (16) e perpendicularmente em relação a face de trabalho (36) do sonotrodo (34), cujo lado, voltado na direção da câmara de compressão (18), constitui uma face lateral (46) ou a partir da qual projeta-se um elemento em formato de placa que apresenta, externamente, a face limitadora lateral, e a face lateral do sonotrodo apresenta uma geometria complementar em relação a estrutura da face limitadora lateral.

14. Ferramenta destinada para um dispositivo de solda a ultrassom, como definido na reivindicação 1, em forma de um cursor lateral (42) ou de um suporte (34) de um contra-eletrodo (32), sendo que a ferramenta limita a câmara de compressão (18) com uma face designada uma face limitadora lateral (44, 46), caracterizada pelo fato de que pelo menos uma face limitadora lateral (46) está estruturada e a estruturação é feita por meio de saliências e concavidades, que em corte apresentam a forma de um triângulo cujos flancos apresentam um ângulo α de 30°< α < 120°, ou por saliências e concavidades que apresentam em corte a forma de ondas, sendo que as saliências e/ou as concavidades transcorrem transversalmente em relação ao eixo longitudinal da câmara de compressão.

15. Ferramenta de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a estruturação consiste em concavidades em forma de acanaladuras ou de covas (58, 60, 62, 64, 74, 76, 92, 94, 82, 84, 86, 88, 90), e/ou de saliências ou seções elevadas em forma de nervuras ou ressaltos (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110), que se projetam em paralelo, reciprocamente convergente e perpendicularmente em relação ao eixo longitudinal (28) da câmara de compressão (18).

16. Ferramenta de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (46) é formada por concavidades (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90), recuadas em relação ao plano coberto pela face limitadora lateral.

17. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizada pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (46) é formada por saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110), salientes além do plano formado pela face limitadora lateral.

18. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizada pelo fato de que a estrutura da face limitadora lateral (44, 46) é formada por saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) e/ou concavidades (58, 60, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) ao menos em uma região (A, B) da face limitadora lateral (44, 46), sendo que as referidas saliências ou concavidades projetam-se em sentido transversal, como perpendicular em relação ao eixo longitudinal (28) da câmara de compressão (18).

19. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 14 a 18, caracterizada pelo fato de que as saliências (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) e/ou as concavidades (58, 60, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) apresentam uma seção transversal na forma de um triângulo, de um trapézio ou de um segmento circular.

20. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizada pelo fato de que a estrutura estende-se uniformemente sobre a face limitadora lateral (46, 48).

21. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizada pelo fato de que a face limitadora lateral (44, 46) está configurada estrutura na sua região (B) e, fora da região central, está configurada em forma plana.

22. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 21, caracterizada pelo fato de que as saliências (66, 68, 70, 72, 108, 110) e/ou as concavidades (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 90) apresentam, entre si, uma distância idêntica.

23. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 22, caracterizada pelo fato de que as saliências e/ou concavidades (82, 84) variam ao longo da face limitadora lateral (46).

24. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 23, caracterizada pelo fato de que as saliências e/ou concavidades (92, 94) formam uma estrutura em dentes de serra.

25. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 24, caracterizada pelo fato de que as saliências (92, 94), que apresentam uma geometria em formato de dentes de serra, estão de tal modo dispostas em grupos que as suas arestas (96, 98) estão voltadas uma em relação as outras.

26. Ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 25, caracterizada pelo fato de que o contra-eletrodo (32) origina-se de um suporte (34) que se projeta ao longo de uma face lateral (106) do sonotrodo (16) e perpendicularmente em relação a face de trabalho (36) do sonotrodo, sendo que o lado do referido suporte, voltado na direção da câmara de compressão (18), constitui a face limitadora lateral (46) ou a partir da qual origina-se um elemento em forma de placa, que no lado externo, apresenta uma face limitadora lateral, sendo que a face lateral do sonotrodo apresenta uma geometria complementar da estrutura da face limitadora lateral.

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