DE212017000184U1

DE212017000184U1 - Vorrichtung zum Ultraschallschweißen und Sonotrode für eine solche Vorrichtung

Info

Publication number: DE212017000184U1
Application number: DE212017000184.4U
Authority: DE
Original assignee: Telsonic Holding AG
Current assignee: Telsonic Holding AG
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-02-19
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: WO2018011129A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Ultraschallschweißen, umfassend
- wenigstens eine Sonotrode (2), welche von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist, wobei die Sonotrode (2) mindestens einen ersten Abstützungsbereich (3) aufweist,
- eine Sonotrodenaufnahme (5) mit einem Stützblock (6), welcher die Sonotrode (2) in dem ersten Abstützbereich (3) abstützt,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abstützungsbereich (3) der Sonotrode (2) eine Gewindebohrung (4) vorgesehen ist, deren Gewindeachse (G) quer, bevorzugt senkrecht, zur Längsachse (L) der Sonotrode (2) verläuft, und
in dem Stützblock (6) ein Durchgang (8) vorgesehen ist, der in einem montierten Zustand mit der Gewindebohrung (4) in dem ersten Abstützungsbereich (3) fluchtet, sodass die Sonotrode (2) mit einer in die Gewindebohrung (4) eingreifenden Schraube (9) durch den Durchgang (8) an den Stützblock (6) heranziehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen und eine Sonotrode für eine solche Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche.
Beim Ultraschallschweißen wird mechanische, hochfrequente Schwingungsenergie zum Beispiel über ein torsional oder ein linear angeregtes Schwingsystem in Fügeteile eingeleitet, wobei die Fügeflächen einer lokal begrenzten, sehr kurzzeitigen Erwärmung ausgesetzt werden und eine stoffschlüssige Verbindung erzeugt wird.
Hierzu wird eine von einem Generator erzeugte Wechselspannung mit einer Ultraschallfrequenz an ein Schwingsystem weitergegeben. Das Schwingsystem kann aus einem Konverter, einem Booster oder Amplitudentransformationsstück und einer Sonotrode bestehen.
In dem Konverter wird zumeist durch den Einsatz von Piezokeramiken elektrische in mechanische Energie umgewandelt. Die Schwingung wird an die Sonotrode weitergegeben. Ein Amplitudentransformationsstück kann je nach geometrischer Gestaltung die Aufgabe als Amplitudenüber- bzw. untersetzer erfüllen.
Die Sonotrode wandelt, ebenfalls bedingt durch ihre geometrische Auslegung, die Ausgangsamplitude des Konverters oder Amplitudentransformationsstücks in eine Arbeitsamplitude um.
Die Sonotrode wird mit einer Arbeitsfläche in Kontakt mit dem zu schweißenden Material gebracht und stellt somit das eigentliche Schweisswerkzeug dar, das die Schwingungsenergie in den sonotrodenseitig zugewandten Fügepartner einkoppelt. Die Arbeitsfläche kann einteilig mit der Sonotrode ausgeführt sein oder als separates Teil an die Sonotrode montiert sein, zum Beispiel angeschraubt sein.
Das Schwingsystem kann zum Beispiel mit einer Resonanzfrequenz in longitudinaler Richtung vibrieren, entlang einer Längsachse der Sonotrode, wobei die maximale Amplitude an der Arbeitsfläche der Sonotrode auftritt. Umgekehrt gibt es Bereiche minimaler Vibration, Knoten genannt, die für eine Befestigung oder Abstützung des Schwingsystems geeignet sind, wo beispielsweise ein Befestigungsflansch angebracht ist.
Mit der Befestigung soll ein definiertes Anbringen der Komponenten des Schwingsystems ermöglicht und gleichzeitig ein schnelles Montieren bzw. Auswechseln sichergestellt werden.
Aus der DE19921177 ist eine Sonotrodenaufnahme bekannt, die als aus einem Stück gearbeitete Parallelführung ausgebildet ist und eine Klemmvorrichtung für das Ultraschallschwingsystem umfasst. Die Klemmvorrichtung umgibt das Schwingsystem form- und kraftschlüssig.
Dazu müssen entsprechende Passflächen sehr präzise gefertigt werden.
In der DE102004022313 ist eine Klemmeinrichtung offenbart, mit der eine eindeutige Fixierung der Sonotrode in ihrem Schwingungsknoten sichergestellt werden soll und gleichzeitig ein einfaches bzw. schnelles Auswechseln der Sonotrode ermöglicht wird. Die Sonotrode wird von einer als Ringelement ausgebildeten Halterung umgeben, die in einer entsprechend angepassten Vertiefung in der Oberfläche der Sonotrode passgenau einsetzbar ist. Das Ringelement weist Abschnitte auf, so dass die Sonotrode an zwei Punkten abstützbar ist. Gegenüberliegend wird von der Halterung eine Schraube aufgenommen, über welche die Sonotrode in einem dritten Punkt abgestützt wird.
Auch in dieser Lösung müssen Passflächen präzise aufeinander abgestimmt sein.
Aus der WO2014170131 ist eine Sonotrodenlagerung bekannt, bei der die Sonotrode in ihrem Schwingungsknoten abgestützt wird. Die Lagerung weist einen Vorsprung auf, der in eine Ausnehmung in der Sonotrode eingreift.
Bei den bekannten Lösungen muss die Sonotrode häufig in eine sie später umgebende passgenaue Aufnahme eingeführt werden oder die Aufnahme muss um die Sonotrode herum angeordnet werden. Das erschwert die Montage. Abstützelemente können überdies in Eigenschwingungen geraten, was das Gesamtsystem schwächen oder stören kann.
Aus der US 4,647,336 ist eine Anordnung zum Halten von Ultraschallkomponenten bekannt, bei welchem die Ultraschallkomponenten, zum Beispiel ein Booster, einen Flansch in einer Knotenebene besitzt. Die Befestigung erfolgt über ein Paar von Halteringen, die miteinander verschraubt sind. Auf jeder Seite des Flansches sind schockabsorbierende O-Ringe vorgesehen. Eine Rotationssicherung kann mit Stiften erreicht werden, die durch Löcher in den Halteringen und in Schlitzen im Flansch geführt werden. Durch die Vielzahl von separaten Befestigungs- und Sicherungsmitteln ist die Montage sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu überwinden und insbesondere eine Vorrichtung und eine Sonotrode zum Ultraschallschweißen zu schaffen, die einen besonders einfachen Aufbau besitzen, kostengünstig gefertigt werden können und die eine einfache und schnelle Montage der Ultraschallkomponenten erlauben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen, die wenigstens eine Sonotrode umfasst, welche von einem Schwingungserzeuger bevorzugt zu Längsschwingungen anregbar ist.
Die Sonotrode weist mindestens einen ersten Abstützungsbereich auf.
Die Vorrichtung umfasst ausserdem eine Sonotrodenaufnahme mit einem Stützblock, welcher die Sonotrode im montierten Zustand in dem ersten Abstützbereich abstützt.
In einem montierten Zustand liegt bevorzugt eine Aussenfläche des ersten Abstützbereiches der Sonotrode an einer korrespondierenden Fläche des Stützblocks an.
Erfindungsgemäss ist in dem ersten Abstützbereich der Sonotrode eine Gewindebohrung vorgesehen, deren Gewindeachse quer, bevorzugt senkrecht, zur Längsachse der Sonotrode verläuft. In dem Stützblock befindet sich ein Durchgang in Form einer entlang einer Durchgangsachse durch den Stützblock durchgehenden Öffnung. In einem montierten Zustand der Sonotrode fluchtet der Durchgang mit der Gewindebohrung in dem ersten Abstützungsbereich. Die Sonotrode ist dann mit einer in die Gewindebohrung eingreifenden Schraube durch den Durchgang an den Stützblock heranziehbar.
Alternativ kann in der Sonotrode eine durchgehende Öffnung angebracht sein und im Stützblock ein Gewinde, sodass eine Schraube von der Sonotrode aus in den Stützbock geführt werden kann und der Stützblock an die Sonotrode gezogen werden kann.
Der Abstützungsbereich hat dann zu dem Stützblock und damit zu der Sonotrodenaufnahme einen perfekten Kontakt, wodurch eine optimale Befestigung der Sonotrode erreicht werden kann. Es kann ausreichen, mittels der Schraube die Fixierung zwischen Sonotrode und Sonotrodenaufnahme nur an einem Befestigungspunkt vorzunehmen, was eine unaufwendige Montage erlaubt. Die Schraube ist überdies gut von der Seite der Sonotrode und der Sonotrodenaufnahme erreichbar, was eine schnelle und einfache Montage weiter begünstigt.
Der Durchgang kann ebenfalls als Gewindebohrung ausgeführt sein. Die Befestigungsschraube hat dann einen festen Sitz bezüglich der Sonotrodenaufnahme und der Sonotrode.
Vorteilhafterweise weist die Sonotrode mindestens einen zweiten Abstützungsbereich auf. An der Sonotrodenaufnahme ist bevorzugt ein Halteblock befestigbar, welcher die Sonotrode im montierten Zustand in dem zweiten Abstützungsbereich abstützt.
Der Halteblock kann als Auflage und/oder als Verdrehsicherung für die Sonotrode dienen.
Bevorzugt liegt der zweite Abstützungsbereich dem ersten Abstützungsbereich bezüglich der Längsachse der Sonotrode gegenüber, so dass die Sonotrode von zwei Seiten eingefasst ist. Damit ergibt sich eine solide Befestigung, mit welcher es möglich ist, eine ausreichend hohe Kraft auf die zu verschweißenden Werkstücke auszuüben.
Der Halteblock ist insbesondere mit einer oder mehreren Schrauben an der Sonotrodenaufnahme befestigbar.
Zur Montage der Sonotrode kann zunächst der erste Abstützungsbereich in der Sonotrode mit dem Stützblock in Kontakt gebracht werden. Mit einer Schraube, die durch den Durchgang in dem Stützblock und in die Gewindebohrung im ersten Abstützungsbereich geführt ist, kann die Sonotrode an die Sonotrodenaufnahme herangezogen werden. Zusätzlich kann der Halteblock an den zweiten Abstützungsbereich angelegt werden und anschliessend an der Sonotrodenaufnahme befestigt werden. Beim Heranführen der Sonotrode an die Sonotrodenaufnahme muss der Sonotrode nur bezüglich des Stützblocks positioniert werden. Die genaue Ausrichtung geschieht durch die Abstützung auf dem Stützblock und/oder bei der Fixierung mit der Schraube und beim Heranziehen der Sonotrode an den Stützblock.
Die Sonotrodenaufnahme kann so angeordnet sein, dass die Sonotrode im montierten Zustand an dem Stützblock hängt oder auf ihm aufliegt. Im zweiten Fall muss die Sonotrode nicht unbedingt an dem Stützblock festgeschraubt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist zwischen dem zweiten Abstützungsbereich und dem Halteblock ein Dämpfungselement vorgesehen. Das Dämpfungselement kann einen faserverstärkten Kunststoff enthalten. Unter Belastung kann es in der Sonotrode zu Biegeschwingungen kommen, die durch das Dämpfungselement von dem Halteblock entkoppelt werden, was insbesondere von Bedeutung sein kann, wenn die Sonotrode nicht mit einer Schraube fest an den Stützblock herangezogen ist.
Bevorzugt ist der der Stützblock nicht zerstörungsfrei von der Sonotrodenaufnahme entfernbar. Der Stützblock kann dabei einteilig mit der Sonotrodenaufnahme gefertigt sein oder nicht lösbar mit der Sonotrodenaufnahme verbunden sein. Die Sonotrodenaufnahme kann ein flanschartiges oder ringförmiges Element umfassen, an welchem der Stützblock angeformt ist. Die Sonotrodenaufnahme ist bevorzugt aus Messing gefertigt.
Die Sonotrode wird bei der Montage bevorzugt in einen Durchgang der Sonotrodenaufnahme geführt, dessen Achse entlang der Sonotrodenachse verläuft.
In einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung weist der Stützblock eine Auflagefläche auf, an welcher in einem montierten Zustand eine komplementäre Fläche des ersten Abstützungsbereichs der Sonotrode anliegt. Die Flächen können so ausgebildet sein, dass zumindest in einer Richtung ein Formschluss gebildet wird.
Bevorzugt ist der erste Abstützungsbereich der Sonotrode mit einer Schraube an den Stützblock herangezogen.
Wird die Schraube gelöst und gegebenenfalls der Halteblock entfernt, kann die Sonotrode von der Sonotrodenaufnahme abmontiert werden.
Vorteilhafterweise ist die Gewindebohrung im ersten Abstützungsbereich als Sackloch ausgeführt, das sich bevorzugt nicht bis zur zentralen Längsachse der Sonotrode erstreckt. Die Sonotrode kann somit über weite Teile ihres Durchmessers unabhängig von der Befestigung frei schwingen.
Der Durchgang im Stützblock ist vorteilhafterweise als durchgehende Bohrung ausgeführt.
Bevorzugt ist die Gewindebohrung im ersten Abstützungsbereich der Sonotrode im Bereich eines longitudinalen Schwingungsknotens angeordnet. Der Befestigungspunkt der Sonotrode schwingt daher minimal, was die Festigkeit und Haltbarkeit der Fixierung begünstigt.
In einer vorteilhaften Ausführung ist in dem ersten Abstützungsbereich ein Führungselement angebracht, das mit einem entsprechenden Element am Stützblock zusammenwirken kann.
Insbesondere kann das Führungselement vorstehend sein, so dass es beispielsweise in eine in dem Stützblock vorgesehene korrespondierende Ausnehmung einführbar ist.
Das Führungselement kann beispielweise als Ringelement ausgeführt sein, welches die Gewindebohrung umgibt.
Die korrespondierende Ausnehmung kann als Vertiefung, zum Beispiel als Nut, ausgeführt sein, in welche das Führungselement bei der Montage einschiebbar ist.
Das Führungselement kann dazu beitragen, während der Montage der Sonotrode im Ringelement die Gewindebohrung und den Durchgang axial zueinander auszurichten, damit die Schraube anschliessend leicht eingeführt werden kann. Das Führungselement und die Ausnehmung können ausserdem zu einer formschlüssigen Verbindung beitragen, sodass eine stabile Verbindung vorliegt und zum Beispiel die Montage des Ringelements mit angebrachter Sonotrode in einer Maschinenaufnahme, beispielweise an einer Basisstation, begünstigt wird.
In einer zweckdienlichen Ausführung der Vorrichtung weist die Sonotrode zwei bezüglich der Längsachse gegenüberliegende Abstützungsbereiche auf, die gleich ausbildet sind. Die Sonotrode ist dann mit einer Schraube an den Stützblock heranziehbar, unabhängig davon, welcher Abstützungsbereich an der Auflagefläche des Stützblocks anliegt.
Insbesondere ist die Sonotrode symmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung um die Längsachse. Die Sonotrode kann dann in zwei verschiedenen Montagepositionen benutzt werden.
Insbesondere sind der erste und der zweite Abstützungsbereich gleich ausgebildet, das heisst, in beiden Abstützungsbereichen befindet sich eine Gewindebohrung und beide Abstützungsbereiche sind zum Anliegen an den Halteblock geeignet. Bevorzugt ist das Führungselement zur Aufnahme eines Dämpfungselements geeignet.
Bevorzugt ist an der Sonotrode bezüglich der Längsachse umfangsseitig wenigstens eine Arbeitsfläche angeordnet, weiter bevorzugt sind zwei bezüglich der Längsachse gegenüberliegende Arbeitsflächen vorgesehen.
Die Arbeitsfläche, die während des Ultraschallschweißens in Kontakt mit einem Fügeteil steht, kann an einem Werkzeugelement angeordnet sein, das seinerseits an der Sonotrode befestigt ist.
Die Arbeitsfläche kann auch einteilig mit der Sonotrode ausgeführt sein.
In einer beispielhaften Ausführung besitzt die Sonotrode einen Blockabschnitt mit jeweils parallelen Seitenflächen, bevorzugt mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, einen sich verjüngenden Abschnitt und einen Arbeitsabschnitt, in welchem wenigstens eine Arbeitsfläche angeordnet ist.
Alternativ kann die Sonotrode einen Grundkörper mit runder Querschnittsfläche aufweisen, wobei die Abstützungsbereiche gefräst sein können.
Der Blockabschnitt dient zur Aufnahme der Schwingung. In dem Blockabschnitt kann eine Gewindebohrung längs der Achse vorgesehen sein, über welche die Sonotrode an einem Konverter oder einem Amplitudentransformationsstück befestigt werden kann.
In dem verjüngenden Bereich kann ein rechteckiger Querschnitt vorliegen, wobei zwei Seitenflächen parallel bleiben und sich zwei Seitenflächen annähern. Die Verjüngung führt zu einer Amplitudentransformation.
Vorteilhafterweise ist der Abstützungsbereich in dem Blockabschnitt der Sonotrode angeordnet.
Die Befestigung der Sonotrode erfolgt also bevorzugt im Blockabschnitt, bevor die Amplitude transformiert wird.
Der Blockabschnitt, der verjüngende Abschnitt und der Arbeitsabschnitt sind insbesondere entlang der Längsachse der Sonotrode nacheinander angeordnet, bevorzugt jeweils direkt nacheinander.
Die Sonotrode soll während des Betriebs bevorzugt auf konstanter Temperatur gehalten werden. Die zum Heranziehen der Sonotrode an den Stützblock dienende Schraube ist daher bevorzugt mit Temperiermitteln beaufschlagbar. Sie weist dazu insbesondere mindestens einen Temperiermittelkanal auf, durch den ein Temperierfluid, zum Beispiel eine Kühlflüssigkeit, leitbar ist. Bevorzugt ist der Kanal so ausgeführt, dass bei montierter Schraube der Kanal bis in einen Bereich reicht, der innerhalb der Sonotrode angeordnet ist. Der Kanal ist bevorzugt mit einer Temperierfluidversorgung in Fluidverbindung bringbar, so dass er beispielweise einen Teil eines Temperiermittelkreislaufs bildet. Denkbar ist es aber auch, im Temperiermittelkanal eine elektrische Leitung zum Speisen eines elektrischen Heiz- oder Kühlelements durchzuführen.
Bevorzugt weist die Sonotrodenaufnahme eine lösbares Indexierelement zur Feinjustierung auf.
Die Sonotrodenaufnahme kann dazu dienen, die Achse der Sonotrode bezüglich einer Basisstation zu orientieren und zu fixieren. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Sonotrodenaufnahme an einer Halterung der Basisstation zu befestigen ist. Die Halterung kann als Öffnung ausgeführt sein, in welche die Sonotrodenaufnahme entlang ihrer Längsachse einschiebbar ist. Dazu ist die Innenkontur der Öffnung bevorzugt im Wesentlichen komplementär zu der Aussenkontur der Sonotrodenaufnahme ausgebildet.
Um das Feinjustieren der Sonotrode bezüglich einer Werkzeugoberfläche oder der Fügepartner zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass zwischen Öffnung und Sonotrodenaufnahme zunächst noch ein Spiel besteht, so dass die Sonotrodenaufnahme im eingeschobenen Zustand zumindest noch geringfügig um ihre Längsachse drehbar sein kann.
Bevorzugt ist die Sonotrodenaufnahme mit einem Indexierelement ausgestattet, welches das Herstellen einer drehfesten Verbindung mit der Basisstation ermöglicht. Bei dem Indexierelement kann es sich um eine Indexierplatte mit mindestens einem Zapfen handeln. Die Indexierplatte kann mit mindestens einer Schraube an der Sonotrodenaufnahme fixierbar sein. Eine solche Indexierplatte dient zum Beispiel zur Feinjustierung der Ausrichtung bezüglich einer Drehung um die Längsachse.
Bei der Montage des Sonotrodenaufnahme an der Basisstation wird die Sonotrodenaufnahme in die Öffnung der Basisstation geschoben, wobei die Indexierplatte noch nicht fest an die Sonotrodenaufnahme herangezogen ist und ihrerseits, zumindest in geringem Masse, gegenüber der Sonotrodenaufnahme bewegt werden kann.
Der mindestens eine Zapfen greift in eine entsprechende Nut in der Öffnung ein. Nun kann die Sonotrodenaufnahme noch geringfügig, insbesondere um etwa 1-2°, gedreht werden, bis die Arbeitsfläche der Sonotrode gegenüber einem Werkzeug (z.B. einem Amboss) die gewünschte Ausrichtung hat. Dann wird die Indexierplatte festgeschraubt. Ist die Indexierplatte einmal festgeschraubt, also mit der Schraube an die Sonotrodenaufnahme herangezogen, besteht eine drehfeste Verbindung zwischen Sonotrodenaufnahme und Basisstation.
Die Nut kann fest in der Öffnung vorgegeben sein oder mit einem Nutenstein gebildet werden, einem lösbar befestigten und innerhalb der Buchse verschiebbaren Block.
Alternativ oder zusätzlich können andere Indexierelemente vorgesehen sein, mittels derer sich die Ausrichtung der Sonotrode bezüglich einer transversalen Verschiebung, zum Beispiel entlang oder senkrecht zur Längsachse, feinjustieren lassen.
Eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen, bevorzugt wie oben beschrieben, kann einen Booster und eine Boosteraufnahme umfassen.
Der Booster wird mit einem Befestigungsring in einer Boosteraufnahme gehalten.
Die Boosteraufnahme kann in einer Fixiereinrichtung an einer Basisstation oder einem Maschinenrahmen fixiert werden. Die Boosteraufnahme kann beispielweise auf zwei Auflageprismen aufliegen und mit einem Klemmprisma gegen die Auflageprismen gedrückt werden. Bevorzugt sind an der Basisstation oder dem Maschinenrahmen zwei Fixiereinrichtungen vorgesehen, eine für die Boosteraufnahme und eine für die Sonotrodenaufnahme.
Der Booster besitzt, bevorzugt in einer Knotenebene einer Longitudinalschwingung, einen Steg, der senkrecht zur Längsausdehnung des Boosters um den Booster herum verläuft. Der Steg weist Öffnungen oder Ausnehmungen auf oder besteht aus voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Stegelementen.
Der Booster kann durch die Boosteraufnahme und die Befestigungsring hindurchgeführt werden, so dass der Booster an dem einen Ende Kontakt zum Konverter und an dem anderen Ende Kontakt zur Sonotrode haben kann. Der Steg ist im montierten Zustand zwischen der Boosteraufnahme und dem Befestigungsring angeordnet.
Boosteraufnahme und Befestigungsring sind miteinander verbindbar. In dem Befestigungsring sind vorteilhafterweise Öffnungen vorgesehen, in welche Befestigungsmittel eingeführt werden können, zum Beispiel Schrauben, die in eine korrespondierende Aufnahme, zum Beispiel ein Gewinde, in der Boosteraufnahme eingreifen können.
Der Steg liegt im montierten Zustand nicht direkt an der Boosteraufnahme an. Zwischen Boosteraufnahme und Steg ist im montierten Zustand genau ein Verdrehsicherungselement vorgesehen, insbesondere ein Verdrehsicherungsring, der im montierten Zustand einerseits mit dem Steg zusammenwirkt, andererseits mit der Boosteraufnahme.
Da nur ein Verdrehsicherungselement vorgesehen ist, ist die Montage sehr einfach.
Bevorzugt umfasst der Verdrehsicherungsring erste Nocken, die sich in eine erste axiale Richtung erstrecken. Die ersten Nocken besitzen eine Form, die mit der Kontur der Ausnehmungen oder Öffnungen im Steg oder des Raums zwischen zwei Stegelementen korrespondiert, so dass die ersten Nocken in den Steg eingreifen können. Dazu weisen die Nocken bevorzugt einen Querschnitt auf in einer Schnittebene, die senkrecht zur Erstreckungsrichtung liegt, welcher korrespondiert mit dem Querschnitt der Ausnehmungen oder Öffnungen im Steg oder dem Raum zwischen zwei Stegelementen.
Bevorzugt umfasst der Verdrehsicherungsring zweite Nocken, die sich in die zweite axiale Richtung erstrecken, also entgegengesetzt zu den ersten Nocken. Die zweiten Nocken haben bevorzugt eine Form, welchen mit der Kontur von Ausnehmungen oder Öffnungen in einer Anschlagfläche der Boosteraufnahme korrespondiert, so dass die zweiten Nocken in die Boosteraufnahme eingreifen können.
Besonders bevorzugt haben die ersten Nocken in axialer Richtung eine erste Querschnittsform und die zweiten Nocken in axialer Richtung eine zweite Querschnittsform, wobei erste und zweite Querschnittsform unterschiedlich sind. Beispielsweise kann die erste Querschnittsform im Wesentlichen rechteckig und die zweite Querschnittsform im Wesentlichen halbkreisförmig sein.
Es können jeweils vier erste und vier zweite Nocken ausgebildet sein, die sich jeweils direkt gegenüber liegen.
Die Nocken verhindern, dass sich der Booster gegenüber der Boosteraufnahme dreht.
Der Verdrehsicherungsring kann sehr leicht montiert werden. Die Form der Nocken verdeutlicht, in welcher Richtung der Verdrehsicherungsring an der Boosteraufnahme oder an den Steg heranzubringen ist.
Der Verdrehsicherungsring kann als Dämpfungselement ausgebildet sein, das einen faserverstärkten Kunststoff enthält, zum Beispiel aus einem so genannten Greenglass gefertigt sein. Der Verdrehsicherungsring kann dann auch in der Knotenebene auftretende Radialschwingungen kompensieren und verhindern, dass diese an den Maschinenrahmen weitergegeben werden. Zwischen dem Steg und dem Befestigungsring ist im montierten Zustand bevorzugt ein O-Ring angeordnet. Der O-Ring sorgt dafür, dass der Steg nicht direkt an dem Befestigungsring anliegt. Durch seine Elastizität kann er Längenänderungen in axialer Richtung kompensieren, die während der Schwingung aufgrund von Temperaturänderungen im Material des Boosters entstehen.
Zu den thermischen Längenänderungen kann es kommen, da sich das Material während der Schwingung um bis zu 40° erwärmt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Sonotrode, insbesondere für einen Vorrichtung zum Ultraschallschweißen wie sie oben beschrieben ist, welche von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist.
Erfindungsgemäss umfasst die Sonotrode einen Blockabschnitt mit jeweils parallelen gegenüberliegenden Seitenflächen und einen Arbeitsbereich, in welchem mindestens eine Arbeitsfläche angeordnet ist. Die Sonotrode weist in dem Blockabschnitt mindestens einen ersten Abstützungsbereich auf, in welchem eine Gewindebohrung vorgesehen ist, deren Gewindeachse senkrecht zur Längsachse der Sonotrode verläuft.
Die Gewindebohrung ist insbesondere an einer Stelle vorgesehen, an der sich beim Betrieb der Sonotrode ein Schwingungsknoten befindet.
Zwischen dem Blockabschnitt und dem Arbeitsabschnitt ist insbesondere ein sich verjüngenden Abschnitt vorgesehen.
Bevorzugt besitzt die Sonotrode mindestens einen zweiten Abstützungsbereich, der dem ersten Abstützungsbereich bevorzugt bezüglich der Längsachse gegenüber liegt. Die Abstützungsbereiche sind bevorzugt gleich ausbildet sind. Insbesondere ist die Sonotrode symmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung um die Längsachse.
Vorteilhafterweise besitzt die Sonotrode im Blockabschnitt eine entlang der Längsachse vorgesehene Ausnehmung, zum Beispiel eine Gewindebohrung, zum Anbringen von einem Befestigungselement, mittels dessen die Sonotrode an einen Schwingungserreger gekoppelt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen im Detail erläutert. Dabei zeigen

1: eine Schnitt-Darstellung eines ersten Beispiels für eine erfindungsgemässe Vorrichtung
2: eine schematische Darstellung des ersten Beispiels in einer ersten Draufsicht senkrecht zur Längsachse;
3: eine schematische Darstellung des ersten Beispiels in einer zweiten Draufsicht entlang der Längsachse;
4: eine Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
5: eine Schnitt-Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung alternativ montiert;
6: eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung im unmontierten Zustand in einer perspektivischen Ansicht;
7: eine Schnitt-Darstellung eines zweiten Beispiels für eine erfindungsgemässe Vorrichtung;
8: eine Darstellung des zweiten Beispiels in einer perspektivischen Ansicht;
9: eine Darstellung einer Basisstation in einer perspektivischen Ansicht;
10: eine Darstellung eines weiteren Beispiels für eine erfindungsgemässe Vorrichtung in perspektivischer Ansicht;
11: eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht des weiteren Beispiels aus 10;
12: eine erste Aufsicht auf Beispiel aus 10;
13: eine zweite Aufsicht auf das Beispiel aus 10;
14: eine Schnitt-Darstellung des Beispiels aus 10.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zum Ultraschallschweißen in einer ersten Schnittansicht entlang der Längsachse, 2 dieselbe Vorrichtung 1 in einer ersten Draufsicht senkrecht zur Längsachse L, 3 in einer zweiten Draufsicht entlang der Längsachse L von der Spitze der Sonotrode her gesehen.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Sonotrode 2, welche von einem nicht in der Zeichnung dargestellten Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen entlang einer Längsachse L anregbar ist. Die Sonotrode 2 weist einen ersten Abstützungsbereich 3 auf.
Die Vorrichtung 1 umfasst ausserdem eine Sonotrodenaufnahme 5 mit einem Stützblock 6, welcher die Sonotrode 2 in dem ersten Abstützbereich 3 abstützt.
In dem ersten Abstützungsbereich 3 der Sonotrode 2 ist eine Gewindebohrung 4 vorgesehen, deren Gewindeachse G senkrecht zur Längsachse L der Sonotrode 2 verläuft.
In dem Stützblock 6 ein Durchgang 8 vorgesehen, der mit der Gewindebohrung 4 in dem ersten Abstützungsbereich 3 fluchtet. Die Sonotrode 2 wird mit einer in die Gewindebohrung 4 eingreifenden Schraube 9 durch den Durchgang 8 an den Stützblock 6 gezogen.
Die Sonotrode 2 weist einen zweiten Abstützungsbereich 10 auf, der dem ersten Abstützungsbereich 3 bezüglich der Längsachse L gegenüber liegt. An der Sonotrodenaufnahme 5 ist ein Halteblock 11 befestigt, welcher die Sonotrode 2 in dem zweiten Abstützungsbereich 10 abstützt.
Die Sonotrodenaufnahme 5 weist ein Ringelement 24 auf, in welchem entlang der Längsachse L eine Durchgang 25 vorgesehen ist.
In diesen ist die Sonotrode 2 eingeführt. Das Ringelement 24 und der Stützblock 6 sind einteilig gefertigt.
Aus 3 ist ersichtlich, dass der Halteblock 11 mit Schrauben 12, 13 an der Sonotrodenaufnahme 5 befestigt ist. Die Schrauben 12, 13 sind parallel zur Längsachse L in das Ringelement 24 der Sonotrodenaufnahme 5 geschraubt.
Zwischen dem zweiten Abstützungsbereich 10 und dem Halteblock 11 ist eine Dämpfungselement 14 angebracht.
In dem ersten Abstützungsbereich 3 und in dem zweiten Abstützungsbereich 10 der Sonotrode 2 befinden sich jeweils Führungselemente 15a, 15b, in Form von Ringelementen, die um die Gewindebohrung 4 herum angeordnet sind.
Ein Führungselement 15a greift in eine in dem Stützblock 6 vorgesehene Ausnehmung 16, die als zum Beispiel als Nut in Richtung der Längsachse L ausgeführt ist. Wir die Sonotrode 2 in der Sonotrodeaufnahme 5 montiert, so wird die Sonotrode 2 in den Durchgang 25 der Sonotrodeaufnahme 5 geführt, wobei das Führungselement 15a in der Nut 16, insbesondere bis zu einem Anschlag 27 läuft. Hat die Sonotrode 2 ihre Zielposition bezüglich der Sonotrodenaufnahme 5 erreicht und trifft das Führungselement 15a zum Beispiel auf den Anschlag 27, so kann die Sonotrode 2 mit der Schraube 9 befestigt und mit dem Halteblock 11 gesichert werden.
Das gegenüberliegende Führungselement 15b liegt in einer korrespondierenden Ausnehmung 22, welche im Halteblock 11 vorgesehen ist.
Die Sonotrode 2 weist an einem Ende zwei bezüglich der Längsachse L gegenüberliegende Arbeitsflächen 17, 18 auf.
An dem von den Arbeitsflächen 17, 18 abgewandten Ende besitzt die Sonotrode 2 eine Bohrung 26 entlang der Längsachse L. hier können nicht explizit gezeigte Befestigungsmittel zum Ankoppeln an einen ebenfalls nicht gezeigten Schwingungserzeugers angebracht werden, zum Beispiel eine Schraube.
4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 mit Sonotrode 2 und Sonotrodenaufnahme 5 in einer perspektivischen Ansicht.
Die Sonotrode 2 umfasst einen Blockabschnitt 19, in welchem die Seitenflächen jeweils parallel ausgerichtet sind, einen verjüngenden Abschnitt 20, in welchem die Sonotrode 2 schmaler wird und einen Arbeitsabschnitt 21, in welchem die Arbeitsflächen 17, 18 angeordnet sind. Die Befestigung der Sonotrode 2 an der Sonotrodenaufnahme 5 erfolgt im Blockabschnitt 19.
5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 in einer Schnittansicht, bei welcher die Sonotrode 2 alternativ montiert ist.
Der erste Abstützbereich 3 liegt auf dem Stützblock 6 auf. Eine Befestigungsschraube ist in diesem Fall nicht nötig.
Von oben wird die Sonotrode 2 durch den Halteblock 11 gehalten. Sonotrode 2 und Halteblock 11 sind durch ein Dämpfungselement 14 voneinander entkoppelt.
Zusätzlich ist eine weitere Schraube 23 vorgesehen, die in ein Gewinde in der Sonotrodenaufnahme 5 geschraubt ist und auf eine Senkbohrung im Halteblock 11 drückt, wodurch eine zusätzliche Absicherung des Halteblocks 11 erreicht wird.
6 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 im unmontierten Zustand in einer perspektivischen Ansicht. Die Sonotrode 2 ist nicht in die Sonotrodenaufnahme 5 eingeschoben.
7 zeigt eine Schnitt-Darstellung eines zweiten Beispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1' in einer Schnittansicht. Bestandteile, die analog zum ersten Beispiel sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 8 zeigt eine Darstellung desselben Beispiels in einer perspektivischen Ansicht. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Basisstation in einer perspektivischen Ansicht.
Zur Befestigung der Sonotrode 2 wird die Sonotrodenaufnahme 5 in die Öffnung 34 einer Basisstation 33 geführt.
An der von der Arbeitsfläche 17 der Sonotrode 2 in Längsrichtung abgewandten Seite der Sonotrodenaufnahme 5 ist als Indexierelement eine Indexierplatte 28 vorgesehen, die mit einer Schraube 29 an die Sonotrodenaufnahme 5 heranziehbar ist. Die Indexierplatte 28 kann innerhalb einer Ausnehmung 37 in der Sonotrodenaufnahme 5 angeordnet werden, in welcher die Indexierplatte geringfügig hin- und herschiebbar oder drehbar ist, solange sie nicht durch die Schraube 29 fixiert ist.
Der Halteblock 11 weist eine Ausnehmung 30 auf, in welche ein nicht explizit gezeigtes Werkzeug führbar ist, um die Schraube 29 zu drehen, sodass die Schraube 29 gedreht werden kann, wenn die Sonotrode 2 bereits gegenüber der Sonotrodenaufnahme 5 in die richtige Position gebraucht ist.
In der Sonotrodenaufnahme 5 sind ausserdem beidseitig der Indexierplatte 28 Gewinde 31 vorgesehen. Diese dienen zur Aufnahme von Madenschrauben, mit denen die Indexierplatte 28 ebenfalls gestützt werden kann.
Die Indexierplatte 28 weist zwei, in der Abbildung nach unten weisende, Zapfen 32 auf.
Beim Einschieben in die Öffnung 34 der Basisstation 33 greifen die Zapfen 32 in zwei Nuten 36, die beidseitig zwischen einem Nutenstein 35 und der Öffnung 34 gebildet sind.
Der Nutenstein 35 ist seinerseits verschiebbar in einer parallel zur Längsachse L verlaufenen Nut 38 an der Innenseite der Öffnung 34 angebracht und mit einer Schraube fixiert.
Um die Arbeitsfläche 17 der Sonotrode 2 endgültig bezüglich eines nicht dargestellten Werkzeugs (wie z.B. einen Amboss) zu positionieren, wird die Sonotrodenaufnahme 5 in der Öffnung 34 noch geringfügig um die Längsachse L gedreht. Solange die Indexierplatte 28 noch nicht fest an die Sonotrodenaufnahme5 geschraubt ist, lässt sich diese in der Buchse 34 noch um etwa 1.5-2° drehen. Ist die gewünschte endgültige Position der Sonotrode 2 erreicht, so wird die Indexierplatte 28 mit der Schraube 29 festgeschraubt und die Sonotrodenaufnahme 5 ist drehfest mit der Basisstation 33 verbunden.
Die Basisstation 33 wird meist raumfest angeordnet, weist einen Schwingungserzeuger und die notwendige Stromversorgung auf.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels für eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1'.
Die Vorrichtung 1' umfasst einen Booster 50, welcher von einem Schwingungserzeuger (in 10 nicht sichtbar) zu Längsschwingungen anregbar ist und eine Boosteraufnahme 53.
11 zeigt eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung 1'.
Die Vorrichtung 1' umfasst eine Boosteraufnahme 53 und einen Befestigungsring 54.
Der Booster 50 weist einen radial nach aussen verlaufenden Steg 51 auf, der im montierten Zustand zwischen Boosteraufnahme 53 und Befestigungsring 54 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 1' besitzt genau ein Verdrehsicherungselement 55, das als Verdrehsicherungsring 56 ausgebildet ist.
Der Steg 51 verläuft senkrecht zur Längsausdehnung des Boosters 50 um den Booster 50 herum. Der Steg 51 weist Ausnehmungen 57 auf.
Der Verdrehsicherungsring 56 besitzt erste Nocken 58, die sich in eine erste axiale Richtung 59 erstrecken und die eine Form aufweisen, welche mit der Kontur der Ausnehmungen 57 im Steg korrespondiert.
Der Verdrehsicherungsring 56 besitzt des Weiteren zweite Nocken 60, die sich in die zweite axiale Richtung 61 erstrecken, mit einer Form, welche mit der Kontur der Ausnehmungen 64 in einer Anschlagfläche 62 (siehe 12) der Boosteraufnahme 53 korrespondiert.
Zwischen dem Steg 51 und dem Befestigungsring 54 ist ein O-Ring 63 zur Kompensation thermischer Längenveränderung angeordnet.
Der Befestigungsring 54 ist mit vier Schrauben 65 an der Boosteraufnahme 53 fixierbar.
12 zeigt eine erste Aufsicht auf Beispiel aus 10. Die zweiten Nocken 60 besitzen eine Form, welche mit den Ausnehmungen 57 in der Anschlagfläche 62 der Boosteraufnahme 53 korrespondiert, so dass die zweiten Nocken 60 im montierten Zustand in die Boosteraufnahme 53 eingreifen können.
13 zeigt eine zweite Aufsicht auf das Beispiel aus 10. Die vier Schrauben 65 sind gleichmässig um den Umfang des Befestigungsrings 54 verteilt.
14 zeigt eine erste Schnitt-Darstellung des Beispiels aus 10 entlang einer Schnittlinie A-A in 12.
Die Boosteraufnahme 53 hat eine etwa Z-förmige QuerSchnittfläche, sodass die Befestigungsfläche 66, die an einer nicht gezeigten Fixiereinrichtung einer Basisstation anliegt, nicht auf Höhe der Knotenebene 67 liegen muss.
Die Schrauben 65 greifen in ein Gewinde 68 in der Anschlagfläche 62 der Boosteraufnahme 53 ein.
Der zwischen dem Steg 51 und dem Befestigungsring 54 angeordnete O-Ring 63 dient zur Kompensation thermischer Längenveränderungen.
Bezugszeichenliste

Vorrichtung	1
Sonotrode	2
Erster Abstützungsbereich	3
Gewindebohrung	(4)
Gewindeachse	(G)
Längsachse	(L)
Sonotrodenaufnahme	(5)
Stützblock	(6)
Auflagefläche	(7)
Durchgang	(8)
Schraube	(9)
zweiten Abstützungsbereich	(10)
Halteblock	(11)
Schrauben	(12, 13)
Dämpfungselement	(14)
Führungselement	(15)
Ausnehmung	(16)
Arbeitsfläche	(17, 18)
Blockabschnitt	(19)
verjüngenden Abschnitt	(20)
Arbeitsabschnitt	(21)
Ausnehmung	(22)
Schraube	23
Ringelement	24
Durchgang	25
Bohrung	26
Anschlag	27
Indexierplatte	28
Schraube	29
Ausnehmung	30
Gewinde	31
Zapfen	32
Basisstation	33
Buchse	34
Nutenstein	35
Nuten	36
Ausnehmung	37
Booster	(50)
Steg	(51)
Boosteraufnahme	(53)
Befestigungsring	(54)
Verdrehsicherungselement	(55)
Verdrehsicherungsring	(56)
Ausnehmungen	(57)
erste Nocken	(58)
erste axiale Richtung	(59)
zweite Nocken	(60)
zweite axiale Richtung	(61)
Anschlagfläche	(62)
O-Ring	(63)
Ausnehmungen	64
Schrauben	65
Befestigungsfläche	66
Knotenebene	67

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19921177 [0009]
DE 102004022313 [0011]
WO 2014170131 [0013]
US 4647336 [0015]

Claims

Vorrichtung (1) zum Ultraschallschweißen, umfassend - wenigstens eine Sonotrode (2), welche von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist, wobei die Sonotrode (2) mindestens einen ersten Abstützungsbereich (3) aufweist, - eine Sonotrodenaufnahme (5) mit einem Stützblock (6), welcher die Sonotrode (2) in dem ersten Abstützbereich (3) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abstützungsbereich (3) der Sonotrode (2) eine Gewindebohrung (4) vorgesehen ist, deren Gewindeachse (G) quer, bevorzugt senkrecht, zur Längsachse (L) der Sonotrode (2) verläuft, und in dem Stützblock (6) ein Durchgang (8) vorgesehen ist, der in einem montierten Zustand mit der Gewindebohrung (4) in dem ersten Abstützungsbereich (3) fluchtet, sodass die Sonotrode (2) mit einer in die Gewindebohrung (4) eingreifenden Schraube (9) durch den Durchgang (8) an den Stützblock (6) heranziehbar ist.
Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (2) mindestens einen zweiten Abstützungsbereich (10) aufweist, der dem ersten Abstützungsbereich (3) bevorzugt gegenüber liegt, und dass an der Sonotrodenaufnahme (5) ein Halteblock (11), insbesondere mit Schrauben (12, 13), befestigbar ist, welcher die Sonotrode (2) in dem zweiten Abstützungsbereich (10) abstützt.
Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Abstützungsbereich (10) und dem Halteblock (11) ein Dämpfungselement (14), insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützblock (6) nicht zerstörungsfrei von der Sonotrodenaufnahme (5) entfernbar ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützblock (6) eine Auflagefläche (7) aufweist, an welcher in einem montierten Zustand eine komplementäre Fläche des ersten Abstützungsbereichs anliegt.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstützungsbereich (3) der Sonotrode (2) mit einer Schraube (9) an den Stützblock (6) herangezogen ist, wobei die Schraube (9) bevorzugt mit einem Temperiermittel beaufschlagbar ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrung (4) im ersten Abstützungsbereich (3) als Sackbohrung ausgeführt ist und/oder der Durchgang (8) im Stützblock (6) als durchgehende Gewindebohrung.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrung (4) im ersten Abstützungsbereich (3) im Bereich eines Schwingungsknoten der Sonotrode (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abstützungsbereich (3) ein Führungselement (15a, 15b), insbesondere eine Ringelement, angebracht ist, das insbesondere in eine in dem Stützblock (6) vorgesehene korrespondierende Ausnehmung (16) einführbar ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (2) zwei gegenüberliegende Abstützungsbereiche (3, 10) aufweist, die gleich ausbildet sind, insbesondere die Sonotrode symmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung ist, sodass sie mit einer Schraube (9) an den Stützblock (6) heranziehbar ist, unabhängig davon, welcher Abstützungsbereich (3, 10) an der Auflagefläche (7) des Stützblocks anliegt.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Sonotrode (2) bezüglich der Längsachse (L) umfangsseitig wenigstens eine Arbeitsfläche (17) angeordnet ist, bevorzugt zwei gegenüberliegende Arbeitsflächen (17, 18) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (2) einen Blockabschnitt (19) mit jeweils parallelen Seitenflächen, bevorzugt mit quadratischem Querschnitt, einen sich verjüngenden Abschnitt (20) und einen Arbeitsabschnitt (21), in welchem wenigstens eine Arbeitsfläche (17) angeordnet ist, aufweist.
Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstützungsbereich (3, 10) in dem Blockabschnitt (19) der Sonotrode (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) gemäss einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrodenaufnahme (5) ein lösbares Indexierelement (28) zur Feinjustierung aufweist, insbesondere eine Indexierplatte (28), an der bevorzugt mindestens ein Zapfen (32) angebracht ist zum Eingriff in eine korrespondierende Nut (36) an einer Basisstation (33), wobei die Indexierplatte (28) bevorzugt mittels mindestens einer Schraube (29) fest an ein Ringelement (24) der Sonotrodenaufnahme (5) heranziehbar ist.
Vorrichtung (1') zum Ultraschallschweißen, insbesondere gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - wenigstens einen Booster (50), welcher von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist, wobei der Booster (50) mindestens einen sich radial nach aussen erstreckenden Steg (51) aufweist, und - eine Boosteraufnahme (53) und einen Befestigungsring (54), die miteinander verbindbarbar sind und zwischen denen im montierten Zustand der Steg (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung genau ein Verdrehsicherungselement (55) aufweist, welches im montierten Zustand zwischen Boosteraufnahme (53) und Steg (51) angeordnet ist und welches im montierten Zustand einerseits mit dem Steg (51) und andererseits mit der Boosteraufnahme (53) in einer Wirkverbindung steht.
Vorrichtung gemäss Anspruch 15, wobei das Verdrehsicherungselement (55) als Verdrehsicherungsring (56) ausgebildet ist, der bevorzugt einen faserverstärkten Kunststoff enthält oder daraus besteht, und - der Steg (51) senkrecht zur Längsausdehnung des Boosters (50) um den Booster (50) herum verläuft, der Steg (51) Öffnungen oder Ausnehmungen (57) aufweist oder aus voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Stegelementen besteht, und der Verdrehsicherungsring (56) erste Nocken (58) aufweist, die sich in eine erste axiale Richtung (59) erstrecken und die eine Form aufweisen, welche mit der Kontur der Ausnehmungen (57) oder Öffnungen im Steg (51) oder des Raums zwischen zwei Stegelementen korrespondiert, so dass die ersten Nocken (58) im montierten Zustand in den Steg (51) eingreifen können, und/oder - der Verdrehsicherungsring (56) zweite Nocken (60) aufweist, die sich in die zweite axiale Richtung (61) erstrecken, mit einer Form, welchen mit der Kontur von Ausnehmungen (57) oder Öffnungen in einer Anschlagfläche (62) der Boosteraufnahme (53) korrespondiert, so dass die zweiten Nocken (59) im montierten Zustand in die Boosteraufnahme (53) eingreifen können.
Vorrichtung (1, 1') zum Ultraschallschweißen, gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - wenigstens einen Booster (50), welcher von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist, wobei der Booster (50) mindestens einen Steg (51) aufweist, - eine Boosteraufnahme (53) und einen Befestigungsring (54), die miteinander verbindbarbar sind und zwischen denen im montierten Zustand der Steg (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand zwischen dem Steg (51) und dem Befestigungsring (54) ein O-Ring (63) zur Kompensation thermischer Längenveränderungen angeordnet ist.
Sonotrode (2), insbesondere für einen Vorrichtung zum Ultraschallschweißen gemäss einem der Ansprüche 1-13, welche von einem Schwingungserzeuger zu Längsschwingungen anregbar ist, wobei die Sonotrode (2) einen Blockabschnitt (19) mit jeweils parallelen gegenüberliegenden Seitenflächen, bevorzugt mit quadratischem Querschnitt, und einen Arbeitsbereich, in welchem mindestens eine Arbeitsfläche (17, 18) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (2) in dem Blockabschnitt (19) mindestens einen ersten Abstützungsbereich (3) aufweist, und in dem Abstützungsbereich (3) eine Gewindebohrung (4) vorgesehen ist, deren Gewindeachse (G) senkrecht zur Längsachse (L) der Sonotrode (2) verläuft.
Sonotrode (2) gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (2) mindestens einen zweiten Abstützungsbereich (10) aufweist, der dem ersten Abstützungsbereich (3) bevorzugt gegenüber liegt, wobei die Abstützungsbereiche (3, 10) bevorzugt gleich ausbildet sind, insbesondere die Sonotrode (2) symmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung ist.