DE2928360C2

DE2928360C2 - Sonotrode für ein kombiniertes Ultraschall-Widerstands-Schweißgerät

Info

Publication number: DE2928360C2
Application number: DE2928360A
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München Raske
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-07-13
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2928360A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sonotrode für ein kombiniertes Ultraschall-Widerstands-Schweißgerät, die als Widerstands-Schwcißeleki-Dde ausgebildet und am Ort eines ihrer Schw.-ngungsknoten mit einem sekundärseitigen Stromanschiuß e'-.es Schweißtransformators oder dgl. verbunden ist

Beim Ultraschall- Widerstands-Kombinations-

Schweißverfahren wird bekanntlich vor und während des Ultraschallimpulses einmal über eine auf das zu verschweißende Teil aufgesetzte Elektrode und zum anderen über die als Widerstands-Schweißelektrode ausgebildete Sonotrode Schweißstrom zur Schweißstelle getaktet. Ein Pol des Schweißtakter oder dgl. ist also ständig mit der Sonotrode verbunden. Um den Schweißstromanschluß an der Sonotrode von Ultraschallschwingungen möglichst zu entlasten, ist es bekannt, den Schweißstromanschluß am Ort eines Schwingungsknotens anzubringen. Zu diesem Zweck wurde die Sonotrode in ihrem Schwingungsknoten mit einer Gewindebohrung versehen, so daß mittels einer Schraubverbindung ein Stromanschluß an der Sonotrode befestigt werden konnte. Es hat sich jedoch gezeigt, daß in dem angebohrten, theoretisch errechneten Schwingungsknoten der Sonotrode trotzdem noch Ultraschallschwingungen wirksam wurden. Diese äußern sich in einer stetigen Lockerung der Schraubverbindung, was meist zur Zerstörung der Schraube bzw. des Gewindes in der Sonotrode selbst führte. Außerdem ändert sich der Übergangswiderstand an der Befestigungsstelle ständig infolge der Relativbewegung zwischen Sonotrodenoberfläche und Fläche des Stroman= Schlusses durch die Ultraschallschwingungen. Letzteres hat zur Folge, daß unterschiedliche und unkontrollierte Schweißergebnisse erzielt werden, was sich in erhöhtem Ausmaße in der Qualität der Schweißstelle bemerkbar macht.

Aus der DE-PS 7 48 684 bzw. 9 21 765 ist es bekannt, bei Widerstandspunktschweißelektroden, die beim Schweißvorgang in Schwingungen versetzt werden, zur Stromzuführung und Aufhängung einen membranartig wirkenden Flansch vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonotrode für ein kombiniertes Ultraschall-Widerstands-Schweißgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie die oben geschilderten Nachteile nicht aufweist Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zum Stromanschluß ein membranartig wirkender Flansch vorgesehen ist, der an ίο der Sonotrode angeformt ist, die Sonotrode umgibt und zu ihrer Achse senkrecht angeordnet ist Durch die einstückige Ausbildung von Flansch und Sonotrode wird ein zuverlässiger Schweißstromanschluß geschaffen, der sich auch im Laufe der Zeit nicht mehr nennenswert ändert

Durch den membranartig wirkenden Flansch im

Schwingungsknoten der Sonotrode wird bewirkt daß die im Knotenpunkt auftretenden Schwingungen weggedämpft werden, so daß die Stromankopplungsflächen schwingungsfrei werden.

Vorzugsweise weist der mit der Sonotrode verbundene Flansch außen einen in Schwingungsrichtung verlaufenden dünneren Ringteil auf, der in einen ringförmigen Ansatz übergeht welcher an der Außenseite vorzugsweise eine Ringnut für mindestens einen Stromzuführungsbügel aufweist

Der Stromzuführungsbügel ist hierbei zweckmäßigerweise zweiteilig ausgebildet, so daß er sich gut montieren läßt Die Enden der beiden Stromzuführungsbügel werden dann miteinander verschraubt. Durch die Ringnut ist eine seitliche Führung der Stromzuführungsbügel gewährleistet.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

Fig.) einen Teil eines kombinierten Ultraschall-Widerstands-Schweißgerätes in perspektifischer Darstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht tiner Sonotrode teilweise ■to im Schnitt und

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Stromzuführungsbügels.

Mit 1 ist eine Sonotrode bezeichnet die am vorderen Ende einen stiftförmigen als Widerstands-Schweißelek-■*5 trode ausgebildeten Sonotrodeneinsatz 2 trägt, der mit Hilfe einer Schraube 3 befestigt ist. Am anderen Ende der Sonotrode 1 ist ein Ultraschallgeber 4 angeordnet. Die in F i g. I dargestellte Anordnung zeigt beispielsweise das Verschweißen eines Al-Kathodenrohres 5 mit einer Ni-Anschlußfahne 6. Das Kathodenrohr 5 liegt an der Schweißstelle auf einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Amboß auf und wird durch eine Halterung 7 seitlich geführt. Zum Kontaktieren durch das Ultraschall- Widerstands-Kombinationsschweißverfahren mit der Sonotrode I ist diese mit einem membranartigen Flansch 8 versehen, der im Schwingungsknoten der Sonotrode liegt. Wie insbesondere Fig.2 zeigt, weist der Flansch 8 einen in Schwingungsrichtung verlaufenden dünneren Ringteil 9 auf, der in einen ringförmigen so Ansatz 10 übergeht, welcher an seiner Außenseite eine Ringnut 11 aufweist In dieser Ringnut sind zwei StromzufUhrungsbügelhälften 12 und 12a mit Hilfe von Schrauben 13 und 14 befestigt. Der Bügel 12 ist in F i g. 3 vergrößert dargestellt; er weist zwei Flansche 15 und 16 auf, wobei der Flansch 16 eine Verlängerung 17 für das Anschlußkabel 18 gemäß Fig. I aufweist. Das Anschlußkabel 18 ist mit einem Schweißtrafo sekundärseitig verbunden, dessen anderer Anschluß 20 mit einem

takt 21 verbunden ist, der beim Schweißvorgang auf M-Kathodenrohr 5 aufgesetzt wird,
adurch, daß der Flansch 8 über den dünnen Ringteil it dem Ansatz 10 verbunden ist, werden die im tenpunkt noch auftretenden Schwingungen prakweggedämpft, da der Ansatz 10 zusammen mit den beiden Stromzuführungsbügeln 12 eine recht erhebl he Masse bildet Die Stromzuführungsbüget 12 sind aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. HF/N vergoldet, so daß durch Verschrauben der beiden Enden 15 und 16 mit Hilfe der Schrauben 13 und 14 eine sehr gute elektrische Verbindung entsteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!, Sonotrode für ein kombiniertes Ultraschall-Widerstands-Schweißgerät, die als Widerstands-Schweißelektrode ausgebildet und am Ort eines ihrer Schwingungsknoten mit einem sekundärseitigen Stromanschluß eines Schweißtransformators oder dgl. verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stromanschluß (18) ein membranartig wirkender Flansch (8) vorgesehen ist, der an der Sonotrode (1) angeformt ist, die Sonotrode (1) umgibt und zu ihrer Achse senkrecht angeordnet ist
2. Sonotrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Sonotrode (1) verbundene Flansch (8) außen einen in Achsrichtung verlaufenden dünneren Ringteil (9) aufweist, der in einen ringförmigen Ansatz (10) Obergeht
3. Sonotrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. da3 der ringförmige Ansatz (10) an der Außenseite eine oder mehrere Ringnuten (11) für Stromzuführungsbügel (12) aufweist.
4. Sonotrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzuführungsbügel (12) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist.