DE102008029694B4

DE102008029694B4 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, insbesondere zum Verschweißen, mindestens einer sich fortbewegenden Materialbahn

Info

Publication number: DE102008029694B4
Application number: DE102008029694.5A
Authority: DE
Inventors: Dieter Nagel
Original assignee: Sonotronic Nagel GmbH
Current assignee: Sonotronic Nagel GmbH
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: DE102008029694A1

Abstract

Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, insbesondere zum Verschweißen, mindestens einer sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahn (M1, M2), die eine Sonotrodenanordnung (2) mit einem Sonotrodenwerkzeug (2b) und einen mit diesem zusammenwirkenden Gegenhalter (3) aufweist, wobei das Sonotrodenwerkzeug (2b) und der Gegenhalter (3) durch einen Spalt (4) getrennt sind und die mindestens eine zu bearbeitende Materialbahn (M1, M2) durch diesen Spalt (4) an dem Sonotrodenwerkzeug (2b) und dem Gegenhalter (3) in einer Vorschubrichtung (X) mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorbei bewegt wird und zur Beaufschlagung der mindestens einen Materialbahn (M1, M2) mit dem Sonotrodenwerkzeug (2b) an einem Bearbeitungspunkt dieses (2b) und/oder das Gegenlager (3) zugestellt werden, wobei das Sonotrodenwerkzeug (2b) der Sonotrodenanordnung (2) und/oder der mit ihm zusammenwirkende Gegenhalter (3) entlang einer zur Vorschubrichtung (X) der Materialbahnen (M1, M2) nicht-orthogonal verlaufenden Bewegungsbahn, mit einer in Vorschubrichtung (X) der mindestens einen Materialbahn (M1, M2) gerichteten Komponente, zum Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonotrodenwerkzeug (2b) der Sonotrodenanordnung (2) in einer Schwinge (7) angeordnet ist, dass die Schwinge (7) exzentrisch gelagert ist, von einer Antriebseinrichtung (8), die eine Exzenteranordnung (9) aufweist, angetrieben ist, und die Schwinge (7) und der Gegenhalter (3) auf einer gemeinsamen Achse (6) angeordnet sind, so dass durch die Schwinge (7) eine Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs (2b) zwischen einem ersten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung (X) hinter dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) liegt, und einem zweiten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung (X) vor dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) liegt, durchführbar ist, so dass sich das Sonotrodenwerkzeug (2b) entlang einer in Vorschubrichtung (X) verlaufenden, zum Gegenhalter (3) hin gekrümmten Bahnkurve vom zweiten Umkehrpunkt zum ersten Umkehrpunkt und entlang einer vom Gegenhalter (3) weg gerichteten zweiten Bahnkurve vom ersten Umkehrpunkt zum zweiten Umkehrpunkt bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, insbesondere zum Verschweißen, mindestens einer sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahn, die eine Sonotrodenanordnung mit einem Sonotrodenwerkzeug und einen mit diesem zusammenwirkenden Gegenhalter aufweist, wobei das Sonotrodenwerkzeug und der Gegenhalter durch einen Spalt getrennt sind und die mindestens eine zu bearbeitende Materialbahn durch diesen Spalt an dem Sonotrodenwerkzeug und dem Gegenhalter in einer Vorschubrichtung mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorbei bewegt wird und zur Beaufschlagung der mindestens einen Materialbahn mit dem Sonotrodenwerkzeug an einem Bearbeitungspunkt dieses und/oder das Gegenlager zugestellt werden, wobei das Sonotrodenwerkzeug der Sonotrodenanordnung und/oder der mit ihm zusammenwirkende Gegenhalter entlang einer zur Vorschubrichtung der Materialbahnen nichtorthogonal verlaufenden Bewegungsbahn, mir einer in Vorschubrichtung der mindestens einer Materialbahn gerichteten Komponente, zum Bearbeitungspunkt der Vorrichtung bewegbar ist.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt und wird z. B. dazu eingesetzt, in zwei Materialbahnen in diskreten Abständen eine Schweißnaht einzubringen und diese Materialbahnen derart zu verschweißen, während sie kontinuierlich zwischen dem Sonotrodenwerkzeug und dem Gegenlager vorbei bewegt werden. Um eine möglichst hohe Taktrate zu erreichen, sollen die Materialbahnen sich so schnell als möglich vorwärts bewegen. Dies bedeutet aber, dass der Zeitraum, der zur Herstellung einer Schweißverbindung der sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahnen zur Verfügung steht, äußerst gering ist. Dies bedingt in nachteiliger Art und Weise eine hohe Zustellgeschwindigkeit des sich auf die Materialbahnen und somit auf den Gegenhalter zubewegenden Sonotrodenwerkzeugs, was zu einer hohen Auftreffgeschwindigkeit derselben auf die Materialbahnen und auf den Gegenhalter und somit zu einer hohen Belastung derselben führt.
Aus der DE 699 09 476 T2 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten einer sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Diese weist eine über der Materialbahn angeordnete Sonotrodenanordnung und eine unter der Materialbahn angeordnete Ambossanordnung auf, wobei letztere als Gegenhalter für die Sonotrodenanordnung fungiert. Die Horn- und die Ambossanordnung sind jeweils mit einer oberen bzw. einer unteren Kurbelanordnung verbunden, die jeweils mit einem Antriebsmotor verbunden sind. Die Kurbelanordnungen drehen sich entsprechend der Drehung einer Antriebswelle und eines Bandes, die mit der Antriebseinrichtung verbunden sind. Die Kurbelanordnungen weisen jeweils ein Paar Stabglieder auf, die mit einem Hauptpendelelement verbunden sind.
Die US 7,299,600 B2 beschreibt eine Vorrichtung zum Versiegeln von Filtertaschen für Infusionszwecke. Es ist eine Sonotrode vorgesehen und Antriebsmittel, um die Sonotrode in einer definierten Bewegung zur Materialbahn und von dieser wegzuführen. Die Sonotrode ist hierbei an einer Parallelogrammanordnung angeordnet.
Die GB 2 257 652 A beschreibt eine Vorrichtung zum Verschweißen einer Materialbahn, bei der ein rotierender Gegenhalter und auf der anderen Seite der Materialbahn eine Sonotrode angeordnet ist. Die Zustellbewegung der Sonotrode erfolgt dabei in radialer Richtung des Gegenhalters.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass in einfacher Art und Weise eine zuverlässige Bearbeitung mindestens einer sich fortbewegenden Materialbahn mit einer verringerten Belastung des Sonotrodenwerkzeugs und/oder der Materialbahn und/oder des Gegenhalters durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sonotrodenwerkzeug der Sonotrodenanordnung in einer Schwinge angeordnet ist, dass die Schwinge exzentrisch gelagert ist, von einer Antriebseinrichtung, die eine Exzenteranordnung aufweist, angetrieben ist, und die Schwinge und der Gegenhalter auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, so dass durch die Schwinge eine Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs zwischen einem ersten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung hinter dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung liegt, und einem zweiten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung hinter dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung liegt, durchführbar ist, so dass sich das Sonotrodenwerkzeug entlang einer in Vorschubrichtung verlaufenden, zum Gegenhalter hin gekrümmten Bahnkurve vom zweiten Umkehrpunkt zum ersten Umkehrpunkt und entlang einer vom Gegenhalter weg gerichteten zweiten Bahnkurve vom ersten Umkehrpunkt zum zweiten Umkehrpunkt bewegt
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass das Sonotrodenwerkzeug und/oder der Gegenhalter mit einer gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahnen verringerten Relativgeschwindigkeit zugestellt wird bzw. werden. Hierdurch wird ein langsameres Aufsetzen und/oder ein längeres Verweilen des Sonotrodenwerkzeugs und/oder des Gegenhalters auf den Materialbahnen ermöglicht, so dass das Auftreffen des Sonotrodenwerkzeugs und/oder des Gegenhalters somit sanfter und damit materialschonender erfolgt, als dies bei einer auf die Materialbahnen orthogonalen Zustellbewegung, wie sie bei konventionellen Vorrichtungen verwendet wird, der Fall ist. Erfindungsgemäß ist das Sonotroderwerkzeug der Sonotrodenanordnung in einer Schwinge angeordnet, so dass durch die Schwinge eine Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs zwischen einem ersten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung hinter dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung liegt, und einem zweiten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung vor dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung liegt, durchführbar ist. Das Sonotrodenwerkzeug bewegt sich entlang einer in Vorschubrichtung verlaufenden, zum Gegenhalter hin gekrümmten Bahnkurve vom zweiten Umkehrpunkt zum ersten Umkehrpunkt und entlang einer vom Gegenhalter weg gerichteten zweiten Bahnkurve vom ersten Umkehrpunkt zum zweiten Umkehrpunkt. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch in konstruktiv einfacher Art und Weise die vorstehend beschriebene Bewegungsbahn mit einer in Vorschubrichtung der mindestens einen Materialbahn gerichteten Komponente realisierbar ist. Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen dass die Schwinge exzentrisch gelagert und von einer Antriebseinrichtung, die eine Exzenteranordnung aufweist, angetrieben ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch in einer besonders einfachen Art und Weise die zum materialschonenden Aufsetzen des Sonotrodenwerkzeugs auf die Materialbahnen erforderliche Bahnbewegung erzeugbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass des Sonotrodenwerkzeug über eine Verstelleinrichtung in der Schwinge angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise der zwischen dem Sonotrodenwerkzeug und dem Gegenhalter ausgebildete Spalt in seiner Breite variiert werden kann und/oder das Sonotrodenwerkzeug durch die Wirkung der Verstelleinrichtung auf die Materialbahnen zugestellt werden kann
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, des im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
1: eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, und
2: eine Seitenansicht der 1, wobei der vordere Teil des Gehäuses der Vorrichtung sowie einige Bauteile derselben durchsichtig dargestellt sind.
Das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Ultraschallbearbeitung, insbesondere zur Ultraschallverschweißung, zweier Materialbahnen M1, M2 (siehe 2) weist eine allgemein mit 2 bezeichnete Sonotrodenanordnung und einen Gegenhalter 3 auf, welche durch einen Spalt 4 getrennt sind. Die beiden Materialbahnen M1, M2 werden durch den Spalt 4 mittels in den Figuren nicht gezeigter Vorschubeinrichtungen in einer mit X bezeichneten Vorschubrichtung mit einer definierten Vorschubgeschwindigkeit geführt. Die Sonotrodenanordnung 2 besteht in bekannter Art und Weise aus einem Ultraschallkonverter 2a und einem Sonotrodenwerkzeug 2b, welches im hier beschriebenen Fall einer Verschweißung der beiden Materialbahnen M1, M2 als ein Schweißwerkzeug ausgebildet ist. Der Gegenhalter 3 ist vorzugsweise als eine auf einer Achse 6 gelagerte Gegenhalter-Trommel 3' ausgeführt, die an ihrer Arbeitsfläche 3a als Gegenhalterelemente für das Sonotrodenwerkzeug fungierende Gegenhalter-Stege 5 trägt. Diese Gegenhalter-Stege 5 sind aber nicht zwingend erforderlich. Es ist auch möglich, diese ganz oder teilweise wegzulassen, so dass dann ein Gegenhalter 3 mit einer glatten Arbeitsfläche 3a ausgebildet ist. Ebenfalls ist es nicht erforderlich, dass der Gegenhalter 3 als eine Gegenhalter-Trommel 3' ausgebildet ist. Auch ein Gegenhalter-Schieber, der dann eine lineare Bewegung durchführt, oder eine unbeweglich angeordnete Gegenhalter-Fläche sind ebenfalls möglich.
Die Vorrichtung 1 dient nun dazu, die beiden sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahnen M1, M2 an diskreten, in Vorschubrichtung X voneinander beabstandeten Positionen zu verschweißen. Die nachfolgende Erläuterung des Ausführungsbeispiels geht von der bevorzugten Ausgestaltung desselben, nämlich von der eingangs erwähnten Ausbildung des Gegenhalters 3 als eine Gegenhalter-Trommel 3' aus. Die Modifikationen, die der Fachmann durchführen muss, wenn eine andere Ausbildung des Gegenhalters 3 verwendet werden soll, sind ihm dann aus der nachfolgenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich.
Zur Herstellung einer Ultraschall-Verschweißung wird das Sonotrodenwerkzeug 2b wie nachstehend beschrieben auf die Materialbahnen M1, M2 zugestellt und auf den unter diesem Bearbeitungspunkt befindlichen Schweißsteg 5' des Gegenhalters 3 gedrückt. Dann wird – wie weiter unten ebenfalls noch detailliert beschrieben – das Sonotrodenwerkzeug 2b zurückgezogen, während sich die Materialbahnen M1, M2 in Vorschubrichtung X und der Gegenhalter 3' im Uhrzeigersinn weiterbewegen, bis der nächsten Schweißsteg 5'' am Bearbeitungspunkt der Vorrichtung 1 positioniert ist. Durch ein Absenken des Sonotrodenwerkzeugs 2b wird dann die nächste Schweißverbindung hergestellt. Durch diese Art und Weise werden die beiden sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahnen M1, M2 in diskreten Abständen jeweils am Bearbeitungspunkt miteinander verschweißt.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Gegenhalter-Trommel 3' ist derart auf die Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahnen M1, M2 und den gewünschten Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Schweißverbindungen der Materialbahnen M1, M2 abgestimmt, dass an der Stelle der herzustellenden Ultraschallverbindung – also am Bearbeitungspunkt der Vorrichtung 1 – jeweils das Sonotrodenwerkzeug 2b und ein Gegenhalter-Steg 5, 5', 5'' des Gegenhalters 3 sich gegenüberliegen.
Um nun das bei herkömmlichen Vorrichtungen – bei denen lediglich eine in radialer Richtung zum Gegenhalter 3 verlaufende Zustellbewegung erfolgt – funktionsbedingt harte Aufsetzen des Sonotrodenwerkzeugs 2b auf den Gegenhalter 3 zu vermeiden oder zumindest reduzieren zu können, ist bei der beschriebenen Vorrichtung 1 vorgesehen, dass das Sonotrodenwerkzeug 2b nicht mehr einfach in radialer Richtung auf den Gegenhalter 3 zugestellt wird. Vielmehr wird es entlang einer nicht-radialen Bewegungsbahn, die nicht-orthogonal zur Vorschubrichtung X verläuft, und mit einer in Vorschubrichtung X der Materialbahnen M1, M2 gerichteten Geschwindigkeitskomponente zum Gegenhalter 3 bewegt. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass eine gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahnen M1, M2 verringerte Relativgeschwindigkeit zwischen diesen und dem Sonotrodenwerkzeug 2b gegeben ist. Bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahnen M1, M2 wird dadurch die zur Ultraschall-Bearbeitung zur Verfügung stehende Zeit verlängert, was zur Folge hat, dass ein langsameres Aufsetzen und/oder ein längeres Verweilen des Sonotrodenwerkzeugs 2b auf den Materialbahnen M1, M2 ermöglicht wird, Das Auftreffen des Sonotrodenwerkzeugs 2b auf den Gegenhalter 3 erfolgt somit „sanfter” und damit materialschonender, als dies bei einer rein radialen Zustellbewegung, die keine in Vorschubrichtung gerichtete Geschwindigkeitskomponente besitzt, der Fall wäre.
Um nun die vorstehend beschriebene Zustellbewegung des Sonotrodenwerkzeugs 2b zu erreichen, ist vorgesehen, dass – wie am besten aus 2 ersichtlich ist – die Sonotrodenanordnung 2 auf einer Schwinge 7 angeordnet ist, welche exzentrisch auf der den Gegenhalter 3 tragenden Achse 6 gelagert ist. Die Schwinge 7 wird von einer Antriebseinrichtung 8 (siehe 1) über eine Exzenteranordnung 9 angetrieben, welche ein Pleuelelement 10 aufweist, das exzentrisch auf einer Achse 11 der Antriebseinrichtung 6 gelagert ist. Hierzu ist das Pleuelelement 10 der Exzerteranordnung 9 an seinem der Achse 11 abgewandten Ende über ein Lagerelement 12 drehbeweglich mit der Schwinge 7 verbunden, wobei dieses Lagerelement 12 in einem Langloch 13, das in der – in den 1 und 2 hinteren – Seitenwand 7b der Schwinge 7 angeordnet ist, geführt ist. Durch die exzentrische Antriebsbewegung des Pleuelelements 10 der Exzenteranordnung 9 der Antriebseinrichtung 8 wird bewirkt, dass die Schwinge 7 und somit die in ihr gelagerte Sonotrodenanordnung 2 eine Schwenkbewegung um die Achse 6 zwischen zwei Umkehrpunkten durchführt, wie werter unten noch näher beschrieben. Die Exzenteranordnung 9 weist des werteren noch ein Ausgleichsgewicht 13 auf, welches die Unwucht, die durch das exzentrisch gelagerte Pleuelelement 10 hervorgerufen wird, kompensiert. Wie am besten aus 1 ersichtlich ist, wird auch die Achse 6 von einer nicht näher gezeigten Antriebseinrichtung 14 angetrieben, wobei der getrennte Antrieb der beiden Achsen 6, 11 den Vorteil besitzt, dass hierdurch die Bewegungen der Sonotrodenanordnung 2 und des Gegenhalters 3 voneinander unabhängig gesteuert bzw. geregelt werden können.
In 2 ist nun die Position des Gegenhalters 3 und der Schwinge 7 samt der auf ihr angeordneten Sonotrodenanordnung 2 in der Bearbeitungsposition der Vorrichtung 1, die hier eine Schweißposition ist, gezeigt. In dieser befindet sich das Sonotrodenwerkzeug 2b über dem Gegenhalter-Steg 5' der Gegenhalter-Trommel 3' und beaufschlagt die Materialbahnen M1, M2, welche dadurch auf den Gegenhalter-Steg 5' gedrückt werden, wodurch eine Schweißverbindung zwischen den beiden Materialbahnen M1, M2 herstellbar ist. Eine Bewegung des Pleuelelements 10 nach rechts bewirkt in Verbindung mit der exzentrischen Lagerung der Schwinge 7 auf der Achse 6, dass hierdurch das Sonotrodenwerkzeug 2b von den Materialbahnen M1, M2 abgehoben und in 2 nach rechts bewegt wird. Die Gegenhalter-Trommel 3' bewegt sich im Uhrzeigersinn weiter, Erreicht nun das Pleuelelement 10 seinen erste Umkehrpunkt, wird die Bewegung der Schwinge 7 in 2 nach rechts gestoppt. Durch die Wirkung des sich dann nach links zum zweiten Umkehrpunkt hin bewegenden Pleuelelements 10 wird die Schwinge 7 auf einer nach oben gekrümmten Bahnkurve ebenfalls nach links bewegt. Sie erreicht am linken, zweiten Umkehrpunkt des Pleuelelements 10 eine Position, in der sie sich nun links von der in 2 gezeigten Schweißposition befindet. Nach dem das Pleuelelement 10 seinen zweiten Umkehrpunkt durchlaufen hat, bewegt sich dieses und somit die mit ihm verbunden Schwinge 7 wiederum nach rechts, so dass während der ersten Hälfte dieser Bewegung das Sonotrodenwerkzeug 2b entlang einer nach unten gekrümmten Bahnkurve mit einer in Vorschubrichtung der Materialbahnen M1, M2 verlaufenden Geschwindigkeitskomponente zum Bearbeitungspunkt der Vorrichtung 1 bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich dann der Gegenhalter-Steg 5'' der Gegenhalter-Trommel 3' am Bearbeitungspunkt und die exzentrische Bewegung der Schwinge 7 bewirkt, dass das Sonotrodenwerkzeug 2b am Bearbeitungspunkt die Materialbahnen M1, M2 beaufschlagt und diese gegen den Gegenhalter-Steg 5'' presst, wodurch eine weitere, von der erstgenannten Schweißverbindung beabstandete weitere Schweißverbindung herstellbar ist.
Wie aus obiger Beschreibung ersichtlich ist, ist also die Anordnung der Schwinge 7 relativ zum Gegenhalter 3 derart, dass das Sonotrodenwerkzeug 2b im Bearbeitungspunkt – in dem hier beschriebenen Fall also am Schweißpunkt – den geringsten Abstand zum Gegenhalter 3 aufweist, in dem hier beschriebenen Fall auf diesem aufsetzt, dann vom Gegenhalter 3 entfernt und zum ersten Umkehrpunkt der Schwinge 7 bewegt wird. Anschließend erfolgt eine entgegengesetzt zur Vorschubrichtung X der Materialbahnen M1, M2 verlaufende Rückwärtsbewegung zum zweiten Umkehrpunkt. Nach der Umkehr der Bewegungsrichtung am zweiten Umkehrpunkt wird dann das Sonotrodenwerkzeug 2b entlang einer nach unten gekrümmten Bahnkurve mit der Zustellgaschwindigkeit, die eine in Vorschubrichtung X der Materialbahnen M1, M2 gerichtete Komponente aufweist, zum Bearbeitungspunkt der Vorrichtung 1 bewegt und nach der Durchführung des vom Sonotrodenwerkzeug 2b zu bewerkstelligenden Bearbeitungsvorgangs von den Materialbahnen M1, M2 abgehoben und entlang der zweiten Hälfte der nach unten gekrümmten Bahnkurve zum ersten Umkehrpunkt bewegt und dann wieder zu diesem Bearbeitungspunkt hin abgesenkt.
Diese Bewegung der Schwinge 7 und somit des in ihr gelagerten Sonotrodenwerkzeugs 2b ist einfach dadurch zu erreichen, dass – wie bereits erwähnt – die Schwinge exzentrisch auf der den Gegenhalter 3 lagernden Achse 6 angeordnet ist.
Wie am besten wiederum aus 2 zu erkennen ist, kann vorgesehen sein, dass die Sonotrodenanordnung 2 nicht starr mit der Schwinge 7 verbunden ist, sondern auf einer Verschiebeeinrichtung 15 gelagert ist, durch welche die Sonotrodenanordnung 2 vom Gegenhalter 3 weg und zu diesem hinbewegbar ist. Eine derartige Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass hierdurch zum Einführen der Materialbahnen M1, M2 durch eine entsprechende Verschiebung der Sonotrodenanordnung 2 mittels dieser Verschiebeeinrichtung 15 in 2 nach oben der Spalt 4 zwischen Sonotrodenwerkzeug 2b und Gegenhalter 3 vergrößert werden kann, was das Einführen der Materialbahnen M1, M2 erleichtert. Eine derartige Anordnung ermöglicht auch die Anpassung der Vorrichtung 1 an unterschiedlich dicke Materialbahnen M1, M2. Außerdem kann die Verschiebeeinrichtung 15 dazu dienen, im Zusammenwirken mit der Schwinge 7 die vorstehend beschriebene Bewegung der Sonotrodenanordnung 2 zu erzielen, indem im Bearbeitungspunkt die Sonotrodenanordnung 2 durch die Verschiebeeinrichtung 11 abgesenkt wird.
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass durch die Vorrichtung 1 zwei Materialbahnen M1, M2 miteinander verbunden werden. Es ist natürlich aber auch möglich, mehr als zwei Materialbahnen M1, M2 gleichzeitig zwischen der Sonotrodenanordnung 2 und dem Gegenhalter 3 hindurchzuführen und zu bearbeiten, insbesondere zu verschweißen. Denkbar ist auch, die Vorrichtung 1 dafür einzusetzen, eine einzige Materialbahn zu bearbeiten, insbesondere mit entsprechenden Schweißnähten zu versehen, um z. B. die Abtrennbarkeit einzelner Segmente der Materialbahnen M1, M2 zu erleichtern.
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass das Sonotrodenwerkzeug 2b wie erläutert bewegt wird und der Gegenhalter 3 ortsfest angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, vorzusehen, dass der Gegenhalter 3 eine der Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs 2b entsprechende Bewegung durchführt. Auch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen – also eine exzentrische Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs 2b und eine exzentrische Bewegung des Gegenhalters 3 – ist möglich.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen eine Vorrichtung 1 geschaffen wird, die sich dadurch auszeichnet, dass die Auftreffgeschwindigkeit des Sonotrodenwerkzeugs 2b und/oder des Gegenhalters 3 auf die Materialbahnen M1, M2 und/oder auf den unter der Sonotrodenanordnung 2 befindlichen Gegenhalter 3 vermindert wird, was insbesondere zu einer Materialschonung des Sonotrodenwerkzeugs 2b, des Gegenhalters 3 und/oder der zwischen diesen beiden vorgenannten Werkzeugen befindlichen Materialbahnen M1, M2 führt.

Claims

Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, insbesondere zum Verschweißen, mindestens einer sich kontinuierlich fortbewegenden Materialbahn (M1, M2), die eine Sonotrodenanordnung (2) mit einem Sonotrodenwerkzeug (2b) und einen mit diesem zusammenwirkenden Gegenhalter (3) aufweist, wobei das Sonotrodenwerkzeug (2b) und der Gegenhalter (3) durch einen Spalt (4) getrennt sind und die mindestens eine zu bearbeitende Materialbahn (M1, M2) durch diesen Spalt (4) an dem Sonotrodenwerkzeug (2b) und dem Gegenhalter (3) in einer Vorschubrichtung (X) mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorbei bewegt wird und zur Beaufschlagung der mindestens einen Materialbahn (M1, M2) mit dem Sonotrodenwerkzeug (2b) an einem Bearbeitungspunkt dieses (2b) und/oder das Gegenlager (3) zugestellt werden, wobei das Sonotrodenwerkzeug (2b) der Sonotrodenanordnung (2) und/oder der mit ihm zusammenwirkende Gegenhalter (3) entlang einer zur Vorschubrichtung (X) der Materialbahnen (M1, M2) nicht-orthogonal verlaufenden Bewegungsbahn, mit einer in Vorschubrichtung (X) der mindestens einen Materialbahn (M1, M2) gerichteten Komponente, zum Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonotrodenwerkzeug (2b) der Sonotrodenanordnung (2) in einer Schwinge (7) angeordnet ist, dass die Schwinge (7) exzentrisch gelagert ist, von einer Antriebseinrichtung (8), die eine Exzenteranordnung (9) aufweist, angetrieben ist, und die Schwinge (7) und der Gegenhalter (3) auf einer gemeinsamen Achse (6) angeordnet sind, so dass durch die Schwinge (7) eine Bewegung des Sonotrodenwerkzeugs (2b) zwischen einem ersten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung (X) hinter dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) liegt, und einem zweiten Umkehrpunkt, der in Vorschubrichtung (X) vor dem Bearbeitungspunkt der Vorrichtung (1) liegt, durchführbar ist, so dass sich das Sonotrodenwerkzeug (2b) entlang einer in Vorschubrichtung (X) verlaufenden, zum Gegenhalter (3) hin gekrümmten Bahnkurve vom zweiten Umkehrpunkt zum ersten Umkehrpunkt und entlang einer vom Gegenhalter (3) weg gerichteten zweiten Bahnkurve vom ersten Umkehrpunkt zum zweiten Umkehrpunkt bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenteranordnung (9) ein exzentrisch gelagertes Pleuelelement (10) aufweist, dass auf einer Achse (11) gelagert ist und mit seinem der Achse (11) abgewandten Ende an der Schwinge (7) angreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (3) als eine Gegenhalter-Trommel (3') ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonotrodenwerkzeug (2b) über eine Verstelleinrichtung (15) in der Schwinge (7) angeordnet ist.