DE102014212313B4 - Torsion sonotrode, device and method for welding by means of ultrasound - Google Patents

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Abstract

Torsionssonotrode (1) zum Schweißen mittels Ultraschall,
mit einer senkrecht zu einer Torsionsachse (T) verlaufenden ringförmigen Kontaktfläche (2) zum Einleiten einer torsionalen Ultraschallschwingung (U) in ein zu verschweißendes Bauteil (14),
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Torsionssonotrode (1) eine Positioniereinrichtung angebracht ist, welche beim Bewegen der Kontraktfläche (2) in Richtung des Bauteils (14) derart formschlüssig in das Bauteil (14) eingreift, dass das Bauteil (14) bezüglich der Torsionsachse (T) mit einer Abweichung bezüglich einer vorgegebenen Position von weniger als 0,1 mm positioniert werden kann, und
die Positioniereinrichtung ein parallel zur Torsionsachse (T) und relativ zur Kontaktfläche (2) bewegbares Positionierelement umfasst.

Figure DE102014212313B4_0000
Torsion sonotrode (1) for ultrasonic welding,
with an annular contact surface (2) running perpendicular to a torsion axis (T) for introducing a torsional ultrasonic vibration (U) into a component (14) to be welded,
characterized in that
A positioning device is attached to the torsion sonotrode (1) which, when the contract surface (2) is moved in the direction of the component (14), engages in the component (14) in a form-fitting manner that the component (14) with respect to the torsion axis (T) with a Deviation with respect to a predetermined position of less than 0.1 mm can be positioned, and
the positioning device comprises a positioning element which can be moved parallel to the torsion axis (T) and relative to the contact surface (2).
Figure DE102014212313B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionssonotrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schweißen mittels Ultraschall.The invention relates to a torsion sonotrode according to the preamble of claim 1. It also relates to a device and a method for welding by means of ultrasound.

Zum Herstellen einer Schweißverbindung mittels Ultraschallschweißen wird ein Bauteil auf ein weiteres Bauteil gelegt. Das weitere Bauteil ist üblicherweise auf einer festen Unterlage, beispielsweise einem Amboss, abgestützt. Das Bauteil und das weitere Bauteil sind beispielsweise aus Kunststoff hergestellt.To produce a welded connection by means of ultrasonic welding, one component is placed on another component. The further component is usually supported on a solid base, for example an anvil. The component and the further component are made of plastic, for example.

Zur Herstellung der Schweißverbindung wird sodann das Bauteil mittels einer Torsionssonotrode mit einem vorgegebenen Druck gegen das weitere Bauteil gedrückt. Dabei liegt die Torsionssonotrode mittels einer Kontaktfläche am Bauteil an. Es wird mittels der Torsionssonotrode eine Ultraschallschwingung auf das Bauteil übertragen. Infolgedessen kommt es zu einer Relativbewegung zwischen dem Bauteil und dem weiteren Bauteil. Durch die dabei erzeugte Wärme wird das Bauteil mit dem weiteren Bauteil verschweißt.To produce the welded connection, the component is then pressed against the further component with a predetermined pressure by means of a torsion sonotrode. The torsion sonotrode rests against the component by means of a contact surface. An ultrasonic vibration is transmitted to the component by means of the torsion sonotrode. As a result, there is a relative movement between the component and the further component. The heat generated in this way welds the component to the other component.

Eine Torsionssonotrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der EP 1 930 148 A1 bekannt. Die bekannte Torsionssonotrode ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet. Sie weist an ihrem einen Ende eine senkrecht zu einer Torsionsachse verlaufende ringförmige Kontaktfläche zum Einleiten einer torsionalen Ultraschallschwingung in ein zu verschweißendes Bauteil auf. Am anderen Ende ist die Torsionssonotrode mit einer Einrichtung zum Einleiten der torsionalen Ultraschallschwingung gekoppelt.A torsion sonotrode according to the preamble of claim 1 is, for example, from EP 1 930 148 A1 known. The known torsion sonotrode is designed to be essentially rotationally symmetrical. At one end, it has an annular contact surface running perpendicular to a torsion axis for introducing a torsional ultrasonic vibration into a component to be welded. At the other end, the torsion sonotrode is coupled to a device for introducing the torsional ultrasonic vibration.

Zur Herstellung einer positionsgenauen Verbindung zwischen dem Bauteil und dem weiteren Bauteil ist es aus der EP 1 930 148 A1 bereits bekannt, am Bauteil Ausnehmungen vorzusehen, in welche vom weiteren Bauteil sich erstreckende Positionierstifte eingreifen. Damit ist es möglich, das Bauteil relativ zum weiteren Bauteil in einer vorgegebenen Position zu verschweißen.To produce a positionally accurate connection between the component and the further component, it is from the EP 1 930 148 A1 already known to provide recesses on the component into which positioning pins extending from the further component engage. This makes it possible to weld the component in a predetermined position relative to the further component.

Bei aus Kunststoff hergestellten Bauteilen erfordert das Vorsehen von Ausnehmungen einen erhöhten Aufwand bei der Herstellung von Formwerkzeugen. Abgesehen davon gibt es in der Praxis Anforderungen, bei denen das Vorsehen von Positionierstiften, Ausnehmungen und dgl. am Bauteil oder am weiteren Bauteil nicht möglich, unwirtschaftlich oder aus ästhetischen Gründen nicht erwünscht ist.In the case of components made of plastic, the provision of recesses requires increased effort in the production of molds. Apart from this, there are requirements in practice in which the provision of positioning pins, recesses and the like on the component or on the further component is not possible, uneconomical or undesirable for aesthetic reasons.

Die DE 39 07 783 A1 offenbart eine Sonotrode, an der eine starre Einrichtung zum Positionieren von Formteilen vorgesehen ist.The DE 39 07 783 A1 discloses a sonotrode on which a rigid device for positioning molded parts is provided.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben werden, mit denen ein Bauteil positionsgenau mit einem weiteren Bauteil mittels Ultraschallschweißen verbunden werden können.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a device and a method are to be specified with which a component can be connected in a positionally precise manner to a further component by means of ultrasonic welding.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 6 und 8 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5, 7 sowie 9 bis 12.This object is achieved by the features of claims 1, 6 and 8. Appropriate refinements of the invention result from the features of claims 2 to 5, 7 and 9 to 12.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Torsionssonotrode vorgeschlagen, an der eine Positioniereinrichtung angebracht ist, welche beim Bewegen der Kontaktfläche in Richtung des Bauteils im Wesentlichen formschlüssig in das Bauteil eingreift. - Indem erfindungsgemäß an der Torsionssonotrode eine Positioniereinrichtung angebracht ist, entfällt die Notwendigkeit des Vorsehens von Positionierstiften, Ausnehmungen und dgl. an den Bauteilen. Das Bauteil wird beim Bewegen der Torsionssonotrode gegen das weitere Bauteil mittels der Positioniereinrichtung korrekt positioniert. Erfindungsgemäß wird die Torsionssonotrode also nicht nur zum Verschweißen der Bauteile, sondern auch zur Positionierung der Bauteile zueinander verwendet. Damit kann das Vorsehen einer gesonderten, nicht an der Torsionssonotrode angebrachten Positioniereinrichtung zur exakten Anordnung der miteinander zu verschweißenden Bauteile in einer vorgegebenen Position entfallen. Da die Positionierung der Bauteile zueinander und deren Verschweißen mit einem einzigen Werkzeug erfolgt, kann auf das Vorsehen gesonderter Bewegungseinrichtungen zur Bewegung der Positioniereinrichtung verzichtet werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Torsionssonotrode lässt sich vorteilhafterweise ohne Weiteres mit herkömmlichen Ultraschallschweißvorrichtungen kombinieren.According to a first aspect of the invention, a torsion sonotrode is proposed, to which a positioning device is attached which, when the contact surface is moved in the direction of the component, engages in the component in an essentially form-fitting manner. Since a positioning device is attached to the torsion sonotrode according to the invention, there is no need to provide positioning pins, recesses and the like on the components. The component is correctly positioned by means of the positioning device when the torsion sonotrode is moved against the further component. According to the invention, the torsion sonotrode is used not only for welding the components, but also for positioning the components with respect to one another. This eliminates the need to provide a separate positioning device that is not attached to the torsion sonotrode for the exact arrangement of the components to be welded together in a predetermined position. Since the components are positioned relative to one another and are welded together with a single tool, the provision of separate movement devices for moving the positioning device can be dispensed with. The torsion sonotrode proposed according to the invention can advantageously be easily combined with conventional ultrasonic welding devices.

Der „im Wesentlichen formschlüssige Eingriff“ der Positioniereinrichtung in das Bauteil ist derart, dass damit das Bauteil bezüglich der Torsionsachse mit einer Abweichung bezüglich einer vorgegebenen Position von weniger als 0,1 mm, vorzugsweise weniger als 0,05 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,001 mm, positioniert werden kann. Gleichzeitig bleibt es allerdings möglich, beim Abheben der Torsionssonotrode das Positionierelement vom Bauteil zu lösen, ohne dass dabei das Bauteil und/oder die Schweißverbindung mit dem weiteren Bauteil, beschädigt werden.The “essentially positive engagement” of the positioning device in the component is such that the component with respect to the torsion axis with a deviation from a predetermined position of less than 0.1 mm, preferably less than 0.05 mm, particularly preferably less than 0.001 mm, can be positioned. At the same time, however, it remains possible to detach the positioning element from the component when the torsion sonotrode is lifted off without damaging the component and / or the welded connection to the further component.

Das zu verschweißende Bauteil liegt üblicherweise auf dem weiteren Bauteil auf. Das weitere Bauteil ist bezüglich der Torsionsachse lagefixiert. Beispielsweise kann es sich bei dem weiteren Bauteil um einen aus Kunststoff hergestellten Stoßfänger handeln, welcher zur Lagefixierung in einer zur Form des Stoßfängers korrespondierenden Halterung aufgenommen ist.The component to be welded usually rests on the further component. The other component is fixed in position with respect to the torsion axis. For example, the further component can be a bumper made of plastic, which is used to fix the position in a to the mold the bumper corresponding bracket is added.

Erfindungsgemäß greift die Positioniereinrichtung beim Bewegen der Kontaktfläche, d. h. vor einem Kontakt der Kontaktfläche mit dem zu verschweißenden Bauteil, formschlüssig in das Bauteil ein. Ein solcher „Eingriff“ kann erfolgen, indem die Positioniereinrichtung in eine Ausnehmung, Vertiefung oder Aushöhlung im Bauteil eingreift. Unter einem „Eingriff“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung aber auch verstanden, dass die Positioniereinrichtung beispielsweise ein vorspringendes Element am Bauteil übergreift.According to the invention, the positioning device engages when the contact surface is moved, d. H. before the contact surface comes into contact with the component to be welded, a form-fit into the component. Such an “engagement” can take place in that the positioning device engages in a recess, depression or cavity in the component. In the context of the present invention, however, “engagement” is also understood to mean that the positioning device overlaps, for example, a protruding element on the component.

Nach der Erfindung umfasst die Positioniereinrichtung ein parallel zur Torsionsachse und relativ zur Kontaktfläche bewegbares Positionierelement. Das Positionierelement kann an einem dem Bauteil zugewandten freien Ende schräge oder konische Flächen aufweisen, welche den im Wesentlichen formschlüssigen Eingriff in das Bauteil erleichtern. Die Positioniereinrichtung ist vorteilhafterweise lösbar an der Torsionssonotrode angebracht. Sie kann also ausgetauscht werden.According to the invention, the positioning device comprises a positioning element that can be moved parallel to the torsion axis and relative to the contact surface. On a free end facing the component, the positioning element can have inclined or conical surfaces which facilitate the essentially positive engagement in the component. The positioning device is advantageously detachably attached to the torsion sonotrode. So it can be exchanged.

Das Positionierelement kann insbesondere entgegen der Rückstellkraft eines elastisch bewegbaren Rückstellelements, beispielsweise einer Feder, eines Gummielements oder dgl., bewegbar sein. Indem das Positionierelement relativ zur Kontaktfläche bewegbar ist, kann durch die Bewegung der Torsionssonotrode gegen das im Kontakt mit dem weiteren Bauteil befindliche Bauteil nicht nur ein formschlüssiger Kontakt mit dem Bauteil, sondern auch ein kraftschlüssiger Kontakt mit dem Bauteil und/oder dem weiteren Bauteil zur ordnungsgemäßen Positionierung des Bauteils bezüglich dem weiteren Bauteil hergestellt werden. Durch das Vorsehen des elastisch bewegbaren Rückstellelements kann die Ausübung eines übermäßigen Drucks auf das Bauteil und damit eine Beschädigung desselben vermieden werden. Gleichzeitig ist die elastische Rückstellkraft so gewählt, dass damit eine Positionierung des Bauteils möglich bleibt.The positioning element can in particular be movable against the restoring force of an elastically movable restoring element, for example a spring, a rubber element or the like. Since the positioning element can be moved relative to the contact surface, the movement of the torsion sonotrode against the component in contact with the further component not only enables positive contact with the component, but also frictional contact with the component and / or the further component for proper Positioning of the component with respect to the further component can be produced. By providing the elastically movable restoring element, the exertion of excessive pressure on the component and thus damage to it can be avoided. At the same time, the elastic restoring force is selected so that it remains possible to position the component.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Positioniereinrichtung in einer durch die Kontaktfläche begrenzten zylindrischen Ausnehmung der Torsionssonotrode aufgenommen. Dabei ist zwischen der Positioniereinrichtung und einer die Ausnehmung umgebenden zylindrischen Wand der Torsionssonotrode ein umlaufender Spalt gebildet, so dass die Positioniereinrichtung und die Kontaktfläche hinsichtlich der Übertragung von Ultraschallschwingungen zumindest teilweise entkoppelt sind. Die vorgeschlagene Ausgestaltung ist platzsparend. Abgesehen davon ist damit die Positioniereinrichtung geschützt vor äußeren Einflüssen, beispielsweise seitlichen Stößen, weitgehend innerhalb der Torsionssonotrode untergebracht.According to a particularly advantageous embodiment, the positioning device is received in a cylindrical recess of the torsion sonotrode delimited by the contact surface. A circumferential gap is formed between the positioning device and a cylindrical wall of the torsion sonotrode surrounding the recess, so that the positioning device and the contact surface are at least partially decoupled with regard to the transmission of ultrasonic vibrations. The proposed configuration is space-saving. Apart from this, the positioning device is thus largely housed within the torsion sonotrode, protected from external influences, for example lateral impacts.

Das Positionierelement kann auf einem an der Torsionssonotrode zentrisch angebrachten Bolzen gleitend geführt sein. Der Bolzen steht zweckmäßigerweise in der Ausnehmung in Richtung der Kontaktfläche hervor. Das Positionierelement kann lösbar am Bolzen befestigt sein. D. h. es kann ausgetauscht werden. Damit ist es einfach möglich, die Torsionssonotrode universell für unterschiedlich ausgestaltete Bauteile mit jeweils dazu korrespondierenden Positionierelementen zu versehen.The positioning element can be slidably guided on a bolt attached centrally to the torsion sonotrode. The bolt expediently protrudes in the recess in the direction of the contact surface. The positioning element can be releasably attached to the bolt. I.e. it can be exchanged. It is thus easily possible to universally provide the torsion sonotrode with corresponding positioning elements for differently configured components.

Das Positionierelement kann insbesondere ein Zentrierelement sein, welches in eine am Bauteil vorgesehene erste Ausnehmung und in eine am weiteren Bauteil vorgesehene zweite Ausnehmung eingreift. Bei der ersten und/oder zweiten Ausnehmung kann es sich um eine zylindrische Ausnehmung gleichen Durchmessers handeln. Mit dem vorgeschlagenen Zentrierelement ist es möglich, das Bauteil so auf dem weiteren Bauteil mittels der Positioniereinrichtung zu positionieren, dass die erste und die zweite Ausnehmung exakt fluchten.The positioning element can in particular be a centering element which engages in a first recess provided on the component and in a second recess provided on the further component. The first and / or second recess can be a cylindrical recess of the same diameter. With the proposed centering element it is possible to position the component on the further component by means of the positioning device in such a way that the first and second recesses are exactly aligned.

Das Zentrierelement ist zweckmäßigerweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Es kann an seinem freien Ende einen zur zweiten Ausnehmung korrespondierenden Kegelstumpf bzw. Kegelstumpfflächen aufweisen. Ferner können am Zentrierelement weitere Kegelstumpfflächen und/oder zylindrische Flächen vorgesehen sein, welche zur ersten Ausnehmung am Bauteil korrespondieren.The centering element is expediently designed to be rotationally symmetrical. At its free end it can have a truncated cone or truncated cone surfaces corresponding to the second recess. Furthermore, further truncated conical surfaces and / or cylindrical surfaces can be provided on the centering element, which correspond to the first recess on the component.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schweißen mittels Ultraschall vorgesehen, umfassend:

  • eine erfindungsgemäße Torsionssonotrode,
  • eine Einrichtung zum Bewegen der Torsionssonotrode in eine Richtung parallel zur Torsionsachse, so dass die Positioniereinrichtung im Wesentlichen formschlüssig in das Bauteil eingreift, und zum nachfolgenden Drücken der Kontaktfläche gegen das Bauteil, und
  • eine Einrichtung zur Erzeugung einer um die Torsionsachse gerichteten torsionalen Ultraschallschwingung.
According to a second aspect of the invention, an apparatus for welding by means of ultrasound is provided, comprising:
  • a torsion sonotrode according to the invention,
  • a device for moving the torsion sonotrode in a direction parallel to the torsion axis, so that the positioning device engages the component with a substantially positive fit, and for subsequently pressing the contact surface against the component, and
  • a device for generating a torsional ultrasonic oscillation directed about the torsion axis.

Bei der Einrichtung zum Bewegen der Torsionssonotrode kann es sich beispielsweise um einen Roboter oder eine Vertikalbewegungseinrichtung handeln. Zur Erzeugung der um die Torsionsachse gerichteten torsionalen Ultraschallschwingung kann in herkömmlicher Weise ein Konverter, zweckmäßigerweise unter Zwischenschaltung eines Boosters, tangential an der Torsionssonotrode oder einem damit verbundenen Verbindungsstück angebracht sein. Es können auch mehrere gegenphasig schwingende Konverter, versetzt um 180°, tangential an der Torsionssonotrode mit einem damit verbundenen Verbindungsstück angebracht sein. Insoweit wird auf die EP 1 930 148 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.The device for moving the torsion sonotrode can be, for example, a robot or a vertical movement device. To generate the torsional ultrasonic vibration directed about the torsion axis, a converter can be attached in a conventional manner, expediently with the interposition of a booster, tangentially to the torsion sonotrode or a connecting piece connected to it. There can also be several vibrating out of phase Converter, offset by 180 °, can be attached tangentially to the torsion sonotrode with a connecting piece connected to it. In this respect, the EP 1 930 148 A1 referenced, the disclosure of which is hereby incorporated.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schweißen mittels Ultraschall mit folgenden Schritten vorgeschlagen:

  • Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen mittels Ultraschall,
  • Bewegen der Torsionssonotrode in Richtung des Bauteils, so dass die Positioniereinrichtung im Wesentlichen formschlüssig in das Bauteil eingreift, und
  • nachfolgendes Ausüben eines Drucks auf das Bauteil mittels der an der Torsionssonotrode vorgesehenen Kontaktfläche, wobei die Kontaktfläche eine um die Torsionsachse gerichtete torsionale Ultraschallschwingung ausführt.
According to a third aspect of the invention, a method for welding by means of ultrasound is proposed with the following steps:
  • Providing a device according to the invention for welding by means of ultrasound,
  • Moving the torsion sonotrode in the direction of the component so that the positioning device engages the component in a substantially form-fitting manner, and
  • subsequent exertion of pressure on the component by means of the contact surface provided on the torsion sonotrode, the contact surface executing a torsional ultrasonic oscillation directed around the torsion axis.

Indem die an der Torsionssonotrode angebrachte Positioniereinrichtung im Wesentlichen formschlüssig in das Bauteil eingreift, kann das Bauteil beim Bewegen der Torsionssonotrode in Richtung des weiteren Bauteils exakt bezüglich des weiteren Bauteils positioniert werden. Überraschenderweise wird durch den im Wesentlichen formschlüssigen Eingriff der Positioniereinrichtung in das Bauteil die nachfolgende Herstellung einer Ultraschallschweißverbindung nicht beeinträchtigt.Since the positioning device attached to the torsion sonotrode engages the component in a substantially form-fitting manner, the component can be positioned exactly with respect to the further component when the torsion sonotrode is moved in the direction of the further component. Surprisingly, the essentially positive engagement of the positioning device in the component does not impair the subsequent production of an ultrasonic welded connection.

Beim Eingriff der Positioniereinrichtung in das Bauteil wird ein Positionierelement der Positioniereinrichtung parallel zur Torsionsachse bewegt. Dabei wird das Positionierelement zweckmäßigerweise entgegen der Rückstellkraft eines elastischen Rückstellelements bewegt. Damit kann einer Beschädigung des Bauteils bei einem nicht exakten Eingriff der Positioniereinrichtung in das Bauteil entgegengewirkt werden.When the positioning device engages in the component, a positioning element of the positioning device is moved parallel to the torsion axis. In this case, the positioning element is expediently moved against the restoring force of an elastic restoring element. In this way, damage to the component can be counteracted if the positioning device does not engage precisely in the component.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Bauteil mittels der Positioniereinrichtung aufgenommen und anschließend auf das weitere Bauteil gesetzt. In diesem Fall ist die Torsionssonotrode zweckmäßigerweise an einem Roboter angebracht. Mit dem Roboter kann die Torsionssonotrode zunächst zu einem Magazin oder einem Vorrat bewegt und dort mittels der Positioniereinrichtung ein Bauteil reibschlüssig aufgenommen und nachfolgend auf dem weiteren Bauteil positioniert werden.According to a further embodiment of the invention, the component is picked up by means of the positioning device and then placed on the further component. In this case, the torsion sonotrode is expediently attached to a robot. With the robot, the torsion sonotrode can first be moved to a magazine or a supply and there a component can be frictionally received by means of the positioning device and then positioned on the further component.

Das Positionierelement ist zweckmäßigerweise ein Zentrierelement, welches beim Bewegen der Torsionssonotrode in Richtung des Bauteils zunächst in eine am Bauteil vorgesehene erste Ausnehmung und dann in eine am weiteren Bauteil vorgesehene zweite Ausnehmung eingreift. Durch den Eingriff des, beispielsweise dornartig ausgeführten, Zentrierelements in die erste und die zweite Ausnehmung wird das Bauteil in die vorgegebene Position bezüglich des weiteren Bauteils verschoben, so dass die beiden Ausnehmungen exakt fluchten. Anschließend kann das Bauteil mit exakt fluchtenden Ausnehmungen mit dem weiteren Bauteil verschweißt werden.The positioning element is expediently a centering element which, when the torsion sonotrode is moved in the direction of the component, first engages in a first recess provided on the component and then engages in a second recess provided on the further component. As a result of the engagement of the centering element, designed for example like a spike, in the first and second recess, the component is shifted into the predetermined position with respect to the further component, so that the two recesses are exactly aligned. The component can then be welded to the other component with precisely aligned recesses.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Schnittansicht durch eine Torsionssonotrode und
  • 2 eine schematische Ansicht zur Funktionsweise der Torsionssonotrode.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 a perspective sectional view through a torsion sonotrode and
  • 2 a schematic view of the functioning of the torsion sonotrode.

1 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Torsionssonotrode, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die Torsionssonotrode 1 weist eine senkrecht zu einer Torsionsachse T verlaufende ringförmige Kontaktfläche 2 auf, welche zweckmäßigerweise mit einer Strukturierung versehen ist. Die Kontaktfläche 2 begrenzt eine im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 3, welche sich vom einen Ende der Torsionssonotrode 1 in deren Inneres erstreckt. Die Ausnehmung 3 ist vorteilhafterweise rotationssymmetrisch bezüglich der Torsionsachse T. An einem Boden 4 der Ausnehmung 3 ist in axialer Anordnung zur Torsionsachse T ein erstes Innengewinde 5 vorgesehen, in welches ein Bolzen 6 eingeschraubt ist. Der Bolzen 6 erstreckt sich vom Boden 4 in Richtung der Kontaktfläche 2. Er weist an seinem freien Ende ein zweites Innengewinde 7 auf. Auf dem Bolzen 6 ist gleitend ein Zentrierelement 8 geführt, welches mittels einer Feder 9 in eine Richtung zum freien Ende des Bolzens 6 hin gezwungen wird. Das Zentrierelement 8 wird auf dem Bolzen 6 mittels einer Schraube 10 gehalten, welche in das zweite Innengewinde 7 eingeschraubt ist. 1 shows a perspective sectional view of a torsion sonotrode according to the invention, which is generally designated by the reference number 1 is designated. The torsion sonotrode 1 has one perpendicular to a torsion axis T running annular contact surface 2 which is expediently provided with a structure. The contact area 2 delimits a substantially cylindrical recess 3 extending from one end of the torsion sonotrode 1 extends inside them. The recess 3 is advantageously rotationally symmetrical with respect to the torsion axis T . On a floor 4th the recess 3 is in an axial arrangement to the torsion axis T a first internal thread 5 provided in which a bolt 6 is screwed in. The bolt 6 extends from the ground 4th in the direction of the contact surface 2 . It has a second internal thread at its free end 7th on. On the bolt 6 is a sliding centering element 8th guided, which by means of a spring 9 in one direction towards the free end of the bolt 6 is forced out. The centering element 8th will be on the bolt 6 by means of a screw 10 held, which in the second internal thread 7th is screwed in.

Das Zentrierelement 8 weist an seinem freien Ende einen konisch geformten Zentrierring 11 auf. Der Zentrierring 11 erstreckt sich von einem Zentrierabschnitt 12 des Zentrierelements 8. Der Zentrierabschnitt 12 weist eine umlaufende konische Fläche auf. Ein erster Durchmesser des Zentrierabschnitts 12 ist größer als ein zweiter Durchmesser des Zentrierrings 11. Sowohl der Zentrierabschnitt 12 als auch der sich davon erstreckende Zentrierring 11 stehen über eine die Kontaktfläche 2 enthaltende Ebene hervor.The centering element 8th has a conical centering ring at its free end 11 on. The centering ring 11 extends from a centering section 12th of the centering element 8th . The centering section 12th has a circumferential conical surface. A first diameter of the centering section 12th is larger than a second diameter of the centering ring 11 . Both the centering section 12th as well as the centering ring extending therefrom 11 stand over a the contact surface 2 containing level.

Am dem Zentrierelement 8 gegenüberliegenden Ende weist die Torsionssonotrode 1 ein drittes Innengewinde 13 zur Verbindung an ein Verbindungsstück, einen Booster, Konverter oder dgl. auf.On the centering element 8th opposite end has the torsion sonotrode 1 a third internal thread 13 for connection to a connector, a booster, converter or the like.

Die Funktionsweise der Torsionssonotrode 1 wird nunmehr in Zusammensicht mit 2 näher erläutert. In 2 weist ein Bauteil 14, welches beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist, eine rohrartige erste Ausnehmung 15 auf. Ein plattenartiges weiteres Bauteil 16, bei dem es sich beispielsweise um einen aus Kunststoff hergestellten Stoßfänger handeln kann, weist eine zweite zylindrische Ausnehmung 17 auf. Die erste Ausnehmung 15 und die zweite Ausnehmung 17 können denselben Durchmesser aufweisen.How the torsion sonotrode works 1 is now in conjunction with 2 explained in more detail. In 2 has a component 14th , which is made for example of plastic, a tubular first recess 15th on. Another plate-like component 16 , which can be a bumper made of plastic, for example, has a second cylindrical recess 17th on. The first recess 15th and the second recess 17th can have the same diameter.

Zur Herstellung einer Ultraschallschweißverbindung zwischen dem Bauteil 14 und dem weiteren Bauteil 16 kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden:

  • Zunächst wird das Bauteil 14 so auf das weitere Bauteil 16 gelegt, dass die erste Ausnehmung 15 etwa mit der zweiten Ausnehmung 17 fluchtet. Anschließend wird mittels einer (hier nicht näher gezeigten) Bewegungseinrichtung die Torsionssonotrode 1 in einer Richtung parallel zu deren Torsionsachse T gegen das Bauteil 14 bewegt. Dabei greift das Zentrierelement 8 in die erste Ausnehmung 15 ein. Im weiteren Verlauf der Bewegung greift der Zentrierring 11 in die zweite Ausnehmung 17 ein. Durch die konischen Flächen am Zentrierring 11 sowie am Zentrierabschnitt 12 wird die erste Ausnehmung 15 des Bauteils 14 bezüglich der zweiten Ausnehmung 17 zentriert. Dabei wird das Bauteil 14 geringfügig seitlich verschoben. Anschließend wird die Kontaktfläche 2 mit einem vorgegebenen Druck auf eine dazu korrespondierende Fläche am Bauteil 14 gedrückt. Es wird eine torsionale Ultraschallschwingung um die Torsionsachse T erzeugt, deren Schwingungsrichtung mit dem Bezugszeichen U angedeutet ist. Infolgedessen wird das Bauteil 14 mit dem weiteren Bauteil 16 verschweißt und zwar derart, dass die erste 15 und die zweite Ausnehmung 17 exakt fluchten. Nach der Herstellung der Ultraschallschweißverbindung wird die Torsionssonotrode 1 vom Bauteil 14 abgehoben. Infolgedessen kommt auch das Zentrierelement 8 außer Eingriff mit der ersten 15 und der zweiten Ausnehmung 17.
For producing an ultrasonic welded connection between the component 14th and the other component 16 can for example be done as follows:
  • First the component 14th so on the other component 16 placed that first recess 15th about with the second recess 17th flees. Subsequently, the torsion sonotrode is moved by means of a movement device (not shown here) 1 in a direction parallel to their torsion axis T against the component 14th emotional. The centering element engages 8th into the first recess 15th a. The centering ring engages as the movement continues 11 into the second recess 17th a. Due to the conical surfaces on the centering ring 11 as well as on the centering section 12th becomes the first recess 15th of the component 14th with respect to the second recess 17th centered. The component is 14th slightly shifted sideways. Then the contact surface 2 with a predetermined pressure on a corresponding surface on the component 14th pressed. There is a torsional ultrasonic oscillation around the torsion axis T generated, the direction of oscillation with the reference number U is indicated. As a result, the component becomes 14th with the other component 16 welded in such a way that the first 15th and the second recess 17th exactly aligned. After the ultrasonic welded connection has been made, the torsion sonotrode 1 from the component 14th lifted. As a result, the centering element also comes 8th out of engagement with the first 15th and the second recess 17th .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
TorsionssonotrodeTorsion sonotrode
22
KontaktflächeContact area
33
AusnehmungRecess
44th
Bodenground
55
erstes Innengewindefirst internal thread
66th
Bolzenbolt
77th
zweites Innengewindesecond internal thread
88th
ZentrierelementCentering element
99
Federfeather
1010
Schraubescrew
1111
ZentrierringCentering ring
1212
ZentrierabschnittCentering section
1313
drittes Innengewindethird internal thread
1414th
BauteilComponent
1515th
erste Ausnehmungfirst recess
1616
weiteres Bauteilanother component
1717th
zweite Ausnehmung second recess
TT
TorsionsachseTorsion axis
UU
UltraschallschwingungUltrasonic vibration

Claims (12)

Torsionssonotrode (1) zum Schweißen mittels Ultraschall, mit einer senkrecht zu einer Torsionsachse (T) verlaufenden ringförmigen Kontaktfläche (2) zum Einleiten einer torsionalen Ultraschallschwingung (U) in ein zu verschweißendes Bauteil (14), dadurch gekennzeichnet, dass an der Torsionssonotrode (1) eine Positioniereinrichtung angebracht ist, welche beim Bewegen der Kontraktfläche (2) in Richtung des Bauteils (14) derart formschlüssig in das Bauteil (14) eingreift, dass das Bauteil (14) bezüglich der Torsionsachse (T) mit einer Abweichung bezüglich einer vorgegebenen Position von weniger als 0,1 mm positioniert werden kann, und die Positioniereinrichtung ein parallel zur Torsionsachse (T) und relativ zur Kontaktfläche (2) bewegbares Positionierelement umfasst.Torsion sonotrode (1) for welding by means of ultrasound, with an annular contact surface (2) running perpendicular to a torsion axis (T) for introducing a torsional ultrasound vibration (U) into a component (14) to be welded, characterized in that the torsion sonotrode (1 ) a positioning device is attached which, when the contract surface (2) is moved in the direction of the component (14), engages positively in the component (14) in such a way that the component (14) deviates from a predetermined position with respect to the torsion axis (T) of less than 0.1 mm can be positioned, and the positioning device comprises a positioning element which can be moved parallel to the torsion axis (T) and relative to the contact surface (2). Torsionssonotrode (1) nach Anspruch 1, wobei das Positionierelement entgegen einer Rückstellkraft eines elastischen Rückstellelements (9) bewegbar ist.Torsion sonotrode (1) Claim 1 , wherein the positioning element can be moved against a restoring force of an elastic restoring element (9). Torsionssonotrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positioniereinrichtung in einer durch die Kontaktfläche (2) begrenzten zylindrischen Ausnehmung (3) der Torsionssonotrode (1) aufgenommen ist.Torsion sonotrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the positioning device is received in a cylindrical recess (3) of the torsion sonotrode (1) delimited by the contact surface (2). Torsionssonotrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionierelement auf einem an der Torsionssonotrode (1) zentrisch angebrachten Bolzen (6) gleitend geführt ist.Torsion sonotrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the positioning element is slidably guided on a bolt (6) attached centrally to the torsion sonotrode (1). Torsionssonotrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionierelement ein Zentrierelement (8) ist, welches in eine am Bauteil (14) vorgesehene erste Ausnehmung (15) und in eine am weiteren Bauteil (16) vorgesehene zweite Ausnehmung (17) eingreift.Torsion sonotrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the positioning element is a centering element (8) which engages in a first recess (15) provided on the component (14) and in a second recess (17) provided on the further component (16) . Vorrichtung zum Schweißen mittels Ultraschall, umfassend: die Torsionssonotrode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Einrichtung zum Bewegen der Torsionssonotrode (1) in eine Richtung parallel zur Torsionsachse (T), so dass die Positioniereinrichtung derart formschlüssig in das Bauteil (14) eingreift, dass das Bauteil (14) bezüglich der Torsionsachse (T) mit der Abweichung bezüglich der vorgegebenen Position von weniger als 0,1 mm positioniert werden kann, und zum nachfolgenden Drücken der Kontaktfläche (2) gegen das Bauteil (14), und eine Einrichtung zur Erzeugung der um die Torsionsachse (T) gerichteten torsionalen Ultraschallschwingung (U).Apparatus for welding by means of ultrasound, comprising: the torsion sonotrode (1) according to one of the preceding claims, a device for moving the torsion sonotrode (1) in a direction parallel to the torsion axis (T), so that the positioning device is positively engaged in the component (14). engages that the component (14) can be positioned with respect to the torsion axis (T) with the deviation from the predetermined position of less than 0.1 mm, and for the subsequent pressing of the contact surface (2) against the component (14), and a Device for generating the torsional ultrasonic oscillation (U) directed around the torsion axis (T). Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zum Bewegen der Torsionssonotrode (1) ein Roboter oder eine Vertikalbewegungseinrichtung ist.Device according to Claim 6 wherein the device for moving the torsion sonotrode (1) is a robot or a vertical movement device. Verfahren zum Schweißen mittels Ultraschall mit folgenden Schritten: Bereitstellen der Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, Bewegen der Torsionssonotrode (1) in Richtung des Bauteils (14), so dass die Positioniereinrichtung derart formschlüssig in das Bauteil (14) eingreift, dass das Bauteil (14) bezüglich der Torsionsachse (T) mit der Abweichung bezüglich der vorgegebenen Position von weniger als 0,1 mm positioniert werden kann, wobei beim Eingriff der Positioniereinrichtung in das Bauteil (14) das Positionierelement der Positioniereinrichtung parallel zur Torsionsachse (T) und relativ zur Kontaktfläche (2) bewegt wird, und nachfolgendes Ausüben eines Drucks auf das Bauteil (14) mittels der an der Torsionssonotrode (1) vorgesehenen Kontaktfläche (2), wobei die Kontaktfläche (2) die um die Torsionsachse (T) gerichtete torsionale Ultraschallschwingung (U) ausführt.Method for welding by means of ultrasound with the following steps: providing the device according to Claim 6 or 7th Moving the torsion sonotrode (1) in the direction of the component (14) so that the positioning device engages in the component (14) in a form-fitting manner that the component (14) with respect to the torsion axis (T) with the deviation with respect to the predetermined position of less than 0.1 mm, whereby when the positioning device engages in the component (14), the positioning element of the positioning device is moved parallel to the torsion axis (T) and relative to the contact surface (2), and pressure is then exerted on the component (14 ) by means of the contact surface (2) provided on the torsion sonotrode (1), the contact surface (2) executing the torsional ultrasonic vibration (U) directed around the torsion axis (T). Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Positionierelement entgegen einer Rückstellkraft eines elastischen Rückstellelements (9) bewegt wird.Procedure according to Claim 8 , wherein the positioning element is moved against a restoring force of an elastic restoring element (9). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Bauteil (14) mittels der Positioniereinrichtung aufgenommen und anschließend auf das weitere Bauteil (16) gesetzt wird.Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein the component (14) is picked up by means of the positioning device and then placed on the further component (16). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Positionierelement ein Zentrierelement (8) ist, welches beim Bewegen der Torsionssonotrode (1) in Richtung des Bauteils (14) zunächst in eine am Bauteil (14) vorgesehene erste Ausnehmung (15) und dann in eine am weiteren Bauteil (16) vorgesehene zweite Ausnehmung (17) eingreift.Method according to one of the Claims 8 to 10 , wherein the positioning element is a centering element (8) which, when the torsion sonotrode (1) is moved in the direction of the component (14), first enters a first recess (15) provided on the component (14) and then into a first recess (15) on the further component (16) provided second recess (17) engages. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bauteil (14) beim Bewegen der Torsionssonotrode (1) gegen das weitere Bauteil (16) in eine vorgegebene Position verschoben wird.Procedure according to Claim 11 , the component (14) being displaced into a predetermined position when the torsion sonotrode (1) is moved against the further component (16).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE202017104190U1 (en) * 2017-07-13 2018-10-16 PP-Tech GmbH Ultrasonic processing device and radial-resonant ultrasonic sonotrode
CN115007994A (en) * 2022-06-20 2022-09-06 肇庆小鹏汽车有限公司 Cylindrical cell pole welding assembly structure and method and battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3907783A1 (en) * 1989-03-10 1990-09-20 Basf Ag Apparatus for bonding moulded parts by ultrasound
EP1930148A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-11 Telsonic Holding AG Use of a device for torsional, ultrasonic welding

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3907783A1 (en) * 1989-03-10 1990-09-20 Basf Ag Apparatus for bonding moulded parts by ultrasound
EP1930148A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-11 Telsonic Holding AG Use of a device for torsional, ultrasonic welding

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