DE4128858C1 - - Google Patents
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ver
schweißen der Enden elektrischer Leiter, vorzugsweise von
Litzenenden, entsprechend dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (DE 31 51 151 C2)
sind sowohl die Sonotrode als auch der Amboß jeweils um ihre
rechtwinklig zueinander ausgerichteten und mit Abstand zu
einander angeordneten Längsachsen drehbar gelagert, damit die
verschiedenen Sonotrodenvorsprünge und die entsprechenden
Amboßausnehmungen zur Bildung unterschiedlicher Verdichtungs
räume zueinander eingestellt werden können. Hierbei kann je
weils nur ein Verdichtungsraum gebildet werden, so daß in
einem Arbeitsgang jeweils nur eine Leiterendenverschweißung
durchgeführt werden kann. Sollen Leiterenden abweichender
Querschnittsabmessungen verdichtet und verschweißt werden,
müssen Sonotrode und Amboß jeweils neu zueinander eingestellt
werden.
Zwar ist auch schon eine Anordnung bekannt (DE 31 51 151 C2,
Fig. 3 und 4), mit der gleichzeitig zwei Leiter in verschie
denen Verdichtungsräumen in einem Arbeitsgang verschweißt
werden können, jedoch sind hierfür einer um ihre Längsachse
drehbaren Sonotrode zwei getrennte Ambosse zuzuordnen, die je
weils um ihre Längsachse drehbar gelagert sind, wodurch die
Vorrichtung nicht nur aufwendiger und größer wird, sondern
auch nur solche gleichzeitigen Verschweißungen ermöglicht,
die mit jeweils an einem Sonotrodenvorsprung benachbarten
Sonotrodenflächen vorgenommen werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
einfache und handliche Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung bereitzustellen, mit der auch mehr als zwei Leiteren
denschweißungen gleichzeitig unter Verwendung von nur einem
Amboß ermöglicht werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk
male des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil
dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
und nachstehend erläutert.
Nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung sind die
Sonotrode und ein Amboß bezüglich ihrer Längsachsen gleich
achsig angeordnet, so daß Drehungen des Ambosses relativ zur
Sonotrode sich auf alle zwischen Sonotrode und Amboß gebil
deten Verdichtungsräume gleichzeitig auswirken. Schweißungen
können daher nicht nur in einem Verdichtungsraum erfolgen,
sondern können in mehreren oder sogar in allen vorhandenen Ver
dichtungsräumen gleichzeitig vorgenommen werden. Dabei können
sowohl Verdichtungsräume gleicher Größe als auch Verdich
tungsräume unterschiedlicher Größe in der für den gewünschten
Zweck geeigneten gegenseitigen Lage vorgesehen sein. Zum Ver
dichten der in die geöffneten Verdichtungsräume eingelegten
Leiterenden wird der Amboß um die Sonotrode gedreht, bevor
der Ultraschallschweißvorgang beginnt. Der während der Ultra
schalleinwirkung erfolgenden weiteren Verdichtung der in den
Verdichtungsräumen befindlichen Leiter- bzw. Litzenenden wird
durch eine geringfügige Fortsetzung der Amboßdrehung in der
selben Drehrichtung Rechnung getragen. Nach dem Schweißvor
gang wird der Amboß zur Freigabe der verschweißten Litzen
enden in Gegenrichtung zurückgedreht. Durch die konzentrische
Anordnung von Sonotrode und Amboß wird eine sehr kompakte und
handliche Ultraschallschweißvorrichtung erzielt, die mit einer
Hand bedienbar ist und wegen ihrer durch die erfindungsgemäße
Anordnung ermöglichten schlanken Bauform auch zu sonst schwer
zugänglichen Einsatzorten, beispielsweise innerhalb eines
Schaltschranks, geführt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausbildung von Sonotrode und Amboß wird ge
mäß Anspruch 2 erzielt, bei welcher der Amboß ein am Umfang
geschlossener Hohlzylinder ist, in dessen zentralen Hohlraum
die Sonotrode aufgenommen ist. Hierbei lassen sich je nach
Durchmesserabmessungen von Sonotrode und Amboß und den Quer
schnittsabmessungen der gewünschten Verdichtungsräume eine
Mehrzahl von kreisförmig angeordneten Verdichtungsräumen zwi
schen Sonotrodenaußenumfang und Amboßinnenumfang unterbringen.
Die Begrenzung der einzelnen Verdichtungsräume durch Amboß-
und Sonotrodenflächen ist vorteilhaft wie in Anspruch 3 an
gegeben vorgesehen. Dabei können Verdichtungsräume unterschied
lichen Querschnitts durch die Maßnahmen des Anspruchs 4 er
zielt werden.
Die Kompaktierung der Litzenenden kann durch die im Anspruch
5 bezeichnete besondere Formgebung zusammenwirkender Begren
zungsflächen der Verdichtungsräume verbessert werden.
Durch die Ausbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 6 wird
vorteilhaft erreicht, daß sich die Verdichtungsräume zur er
leichterten Entnahme geschweißter Litzenenden beim Zurück
drehen des Ambosses nicht nur in Umfangsrichtung der Sonotrode
vergrößern, sondern auch in bestimmter Weise in radialer Rich
tung. Weiterhin wird durch die Merkmale des Anspruches 6 die
Spaltweite zwischen Sonotrode und Amboß im Bereich der Ver
dichtungsräume beim Drehen des Ambosses in Verdichtungsrich
tung vorteilhaft verkleinert, so daß beim Verdichten Einzel
drähte der Litzenenden nicht in den Spalt verdrängt werden
können.
Die Verdichtungsräume sind zur Stirnseite der Vorrichtung hin
offen. Eine besonders gute Zugänglichkeit aller Verdichtungs
räume ergibt sich wenn die Vorrichtung entsprechend Anspruch
7 gestaltet ist.
Die Maßnahmen nach Anspruch 8 sichern eine leichtgängige und
präzise Drehlagerung des Ambosses am Gehäuse der Vorrichtung.
Zweckmäßig steht hierbei die Gehäusestirnfläche nicht in
axialer Richtung über die gemeinsame Stirnfläche von Amboß
und Sonotrode vor.
Der die Drehung des Ambosses bewirkende Kraftangriff an den
Amboß kann auf einfache und wirkungsvolle Weise wie im An
spruch 9 angegeben erfolgen.
Die Vorrichtung kann in einer bevorzugten Ausbildung des Be
dienungselements entsprechend Anspruch 10 ausgebildet sein.
Hierbei wird der Amboß ausschließlich durch hebelübersetzte
Handkraft gegenüber der Sonotrode gedreht, so daß die Vor
richtung nur die Anschlußleitung für die Sonotrode und die
Schaltungsleitungen, nicht aber einen pneumatischen oder hydrau
lischen Anschluß benötigt.
Durch die im Anspruch 10 angegebene federnde Ausbildung des
Lastarms des das Bedienungselement bildenden zweiarmigen Hand
hebels kann in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 11
vorteilhaft erreicht werden, daß nach vollständigem Verschwen
ken des Handhebels in seine die Aktivierung der Ultraschall
einwirkung auslösende Endlage die dabei in dem federnd aus
gebildeten Lastarm gespeicherte Federkraft während des Schweiß
vorganges für einen weiteren Drehantrieb des Ambosses zur
Kompaktierung der Litzenenden sorgt.
In einer anderen Ausführungsform für das Bedienungselement
kann gemäß Anspruch 12 aber auch vorgesehen sein, daß das Be
tätigungsglied des Ambosses pneumatisch oder hydraulisch be
wegt wird.
Alternativ dazu kann der Drehantrieb des Ambosses auch durch
motorgetriebene Antriebsverzahnungen erfolgen, wie das im
Anspruch 13 und zweckmäßig in Anspruch 14 angegeben ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten und
teilweise schematischen Zeichnungen in einem Ausführungsbei
spiel mit unterschiedlicher Ausbildung des Antriebs für den
Amboß näher erläutert. In den Zeichnungen stellt dar:
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht der
Vorrichtung,
Fig. 2 die teilweise aufgebrochene Draufsicht der
Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die Vorderansicht der Vorrichtung gemäß der
Fig. 1 und 2,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3
mit einem geöffneten Verdichtungsraum,
Fig. 5 den Ausschnitt gemäß Fig. 4 bei etwa ge
schlossenem Verdichtungsraum,
Fig. 6 eine andere Vorderansicht der Vorrichtung
mit einer zweiten Ausführungsform des Amboß
antriebs und
Fig. 7 eine weitere perspektivische Vorderansicht
der Vorrichtung mit einer dritten Ausführungs
form des Amboßantriebs.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, besitzt die Ultraschall
schweißvorrichtung ein zylindrisches Gehäuse 1, in welchem
die Sonotrode 2 gleichachsig und unbeweglich, jedoch in Längs
richtung schwingungsfähig angeordnet ist. Aus dem rückwärtigen
Ende des Gehäuses 1 sind bei 3 die Energiezuleitung für die Sono
trode 2 und die Schaltungsleitungen herausgeführt. Im vorderen Be
reich des Gehäuses 1 ist der im wesentlichen als um seine Längs
achse drehbar gelagerter Hohlzylinder ausgebildete Amboß 4 unter
gebracht. Der Amboß 4 ist koaxial mit der Längsachse der Sonotro
de 2 und natürlich auch des Gehäuses 1 angeordnet und mit seiner
Außenumfangsfläche über Wälzlager 5 drehbar an dem ihn umgebenden
Gehäuse 1 gelagert. Das Gehäuse 1 kann abweichend von seiner
dargestellten zylindrischen Außengestalt jede geeignete Außen
profilierung aufweisen. Durch die Wälzlager 5 erfolgt eine
leichtgängige und präzise Drehlagerung des Ambosses 4, wo
durch einerseits für Drehbewegungen des Ambosses nur geringe
Reibungskräfte zu überwinden sind und andererseits sicherge
stellt ist, daß in jeder Relativstellung zwischen Sonotrode
2 und Amboß 4 der zwischen diesen beiden Elementen erforder
liche enge Spaltraum erhalten bleibt.
Der Amboß 4 ist mit einer aus zwei Durchmesserbereichen zu
sammengesetzten Stufenbohrung versehen, deren vorderer und im
Durchmesser kleinere Bereich für die Bildung der nachfolgend
noch näher beschriebenen Verdichtungsräume maßgeblich ist,
und deren innerer im Durchmesser größerer Bereich den Schaft
der Sonotrode 2 berührungsfrei und konzentrisch umgibt. Alle
nachfolgenden Bezugnahmen auf die Zentralbohrung des Ambosses
4 und die zugehörige Innenumfangsfläche beziehen sich durch
weg auf den hier wesentlichen im Durchmesser kleineren vor
deren Bereich der Stufenbohrung des Ambosses 4. Dementsprechend
betreffen alle auf die Sonotrode 2 Bezug nehmenden Hinweise
den vorderen Kopfbereich der Sonotrode, der sich innerhalb
des Stufenbohrungsabschnitts kleineren Durchmessers befindet.
Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Amboß 4 aus
gehend von seiner Innenumfangsfläche 6 mit parallel zur Längs
achse verlaufenden nutenförmigen Ausnehmungen 7 bis 10 ver
sehen, in die jeweils ein parallel zur Längsachse verlaufen
der rippenförmiger Sonotrodenvorsprung 11 bis 14 eingreift,
der aus der Außenumfangsfläche 15 der Sonotrode 2 vorspringt.
Die Breite der nutenförmigen Ausnehmungen 7 bis 10 ist je
weils um ein mehrfaches größer als die Breite der rippenför
migen Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14. Die Innenumfangsfläche
6 des Ambosses und die Außenumfangsfläche 15 der Sonotrode
sind mit engem Spaltraum 16 berührungsfrei zueinander angeord
net.
Im gezeigten Beispiel sind vier Amboßausnehmungen und dement
sprechend vier Sonotrodenvorsprünge vorgesehen, so daß sich
vier Verdichtungsräume ergeben. Die Anzahl der Ausnehmungen
und Sonotrodenvorsprünge und damit der Verdichtungsräume kann
jedoch größer oder auch kleiner sein. Jeder Verdichtungsraum
17 bis 20 ist, wie nachfolgend unter zusätzlicher Bezugnahme
auf die Fig. 4 und 5 anhand des Verdichtungsraums 17 erläutert
wird, von vier Flächen begrenzt. Begrenzungsflächen sind eine
Seitenfläche 21 des Sonotrodenvorsprungs 11, die dieser Sei
tenfläche 21 gegenüberliegende Nutseitenfläche 22 der Amboß
ausnehmung 7, die an die Seitenfläche 21 des Sonotrodenvor
sprungs 11 angrenzende Außenumfangsfläche 15 der Sonotrode
2 und die an die Nutseitenfläche 22 angrenzende Nutgrundfläche
23 der Amboßausnehmung 7. Die Amboßausnehmungen 7 bis 10 und
die Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14 können so ausgebildet sein,
daß in jeder Relativdrehstellung von Amboß 4 und Sonotrode 2
zur Erzielung von Verdichtungsräumen 17 bis 20 unterschied
lichen Querschnitts die Abstände zwischen den Seitenflächen
21 der Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14 und den zugeordneten
Nutseitenflächen 22 der Amboßausnehmungen 7 bis 10 und/oder
die Höhe der Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14 sowie die Tiefe der
jeweils zugeordneten Amboßausnehmungen 7 bis 10 unterschiedlich
groß sind. Dies ist in Fig. 3 angedeutet. Dabei sind jeweils
die Umfangsabstände zwischen den Seitenflächen 21 und den Nut
seitenflächen 22 so zu wählen, daß die maximale Verdichtung
der in die Verdichtungsräume 17 bis 20 eingelegten Litzenenden
in allen Verdichtungsräumen gleichzeitig vorliegt.
Die Seitenflächen 21 der Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14 und
die ihnen gegenüberliegenden Nutseitenflächen 22 sind bezogen
auf die gemeinsame Längsachse von Amboß 4 und Sonotrode 2 in
radialer Richtung konkav gekrümmt ausgebildet. Wie aus den
Fig. 4 und 5 in zur Verdeutlichung übertrieben dargestellter
Form hervorgeht, sind im Bereich der Verdichtungsräume 17 bis
20 die an die Seitenflächen 21 der Sonotrodenvorsprünge 11 bis
14 angrenzende Außenumfangsfläche 15 der Sonotrode 2 und/
oder die an die Nutseitenflächen 22 angrenzenden Nutgrund
flächen 23 des Ambosses 4 von der Zylinderform abweichend nach
innen bzw. nach außen weisend gekrümmt. Im gezeigten Beispiel
ist sowohl die Außenumfangsfläche 15 als auch die Nutgrund
fläche 23 von der Zylinderform abweichend gekrümmt, wie die
eingezeichneten strichpunktierten Linien verdeutlichen. Die
Abweichungen von der Zylinderform beginnen nicht jeweils an
den Seitenflächen 21 bzw. den Nutseitenflächen 22, sondern je
weils erst nach einem zylindrischen Verlauf, dessen Umfangs
bogenlänge kleiner als die Bogenlänge der geöffneten Verdich
tungsräume (Fig. 4), aber größer ist als die Bogenlänge der
geschlossenen Verdichtungsräume (Fig. 5). Die Anordnung ist
so getroffen, daß die radialen Spaltbreiten zwischen Amboß 4
und Sonotrode 2 bei Annäherung der Nutseitenflächen 22 an die
Seitenflächen 21 der Sonotrodenvorsprünge 11 bis 14 kleiner
und in umgekehrter Richtung größer werden. Hierdurch wird ei
nerseits bei zunehmender Verdichtung der Litzenenden verhin
dert, daß Einzeldrähte in den Spaltraum 16 verdrängt werden
und andererseits wird bei Öffnung der Verdichtungsräume die
Entnahme der geschweißten Litzenenden erleichtert.
Wie die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, befinden sich die äußeren
Stirnflächen von Amboß 4 und Sonotrode 2 und auch die Stirn
fläche des Gehäuses 1 in einer gemeinsamen Ebene, wodurch sämt
liche Verdichtungsräume 17 bis 20 von der Vorderseite der
Vorrichtung her unterschiedslos gut zugänglich sind.
Die dem Verdichten und Verschweißen der in die Verdichtungs
räume eingeführten Litzenenden dienende Drehbetätigung des
Ambosses 4 gegenüber der Sonotrode 2 kann auf unterschiedliche
Weise erfolgen. Die erste Ausführungsform des Amboßantriebs
ergibt sich aus den Fig. 1 und 3. Hierbei ist an dem Amboß 4
ein über seinen Außenumfang vorstehendes und durch einen Um
fangsschlitz 24 des Gehäuses 1 hindurchgeführtes Betätigungs
glied 25 befestigt. An das Betätigungsglied 25 greift gelenkig
ein Bedienungselement an, das als ein am Gehäuse 1 über Lager
bolzen 26 angelenkter zweiarmiger Handhebel 27 ausgebildet
ist. Der Handhebel 27 ist im wesentlichen im Bereich seines
Kraftarms 28 etwa zu einem halben Hohlzylinder gebogen und
paßt sich daher der Außenform des Gehäuses 1 gut an. Der Kraft
arm 28 stützt sich über eine Rückstellfeder 29 an dem Gehäuse
1 ab. Die Rückstellfeder belastet den Handhebel 27 im Sinne
einer Öffnung der Verdichtungsräume, so daß bei Freigabe des
Handhebels 27 durch die die Vorrichtung haltende Hand der Am
boß 4 in Richtung des Pfeils 30 (Fig. 5) gedreht wird. Beim
Niederdrücken des Kraftarms 28 des Handhebels 27 gegen die Kraft
der Rückstellfeder 29 dagegen wird der Amboß 4 von der in
Fig. 4 dargestellten Stellung ausgehend in Richtung des Pfeils
31 gedreht. Der an das Betätigungsglied 25 nach Art eines Schub
gelenks angreifende Lastarm 32 des Handhebels 27 ist federnd
durchbiegbar ausgebildet. Im gezeigten Beispiel besteht er
aus zwei Federstäben 33. Diese Anordnung bewirkt, daß der Kraft
arm 28 des Handhebels 27 beim Niederdrücken, d. h. dem zum Ge
häuse 1 hin gerichteten Verschwenken um die Lagerbolzen 26
bei in mindestens einen der Verdichtungsräume 17 bis 20 einge
legtem Leiterende den federnd ausgebildeten Lastarm 32 vor
spannt, bevor der Kraftarm 28 wegbegrenzend auf einen am Ge
häuse 1 angebrachten Schalter 34 für die Aktivierung der Ultra
schalleinwirkung auftrifft. Hierdurch wird sichergestellt,
daß das Litzenende bzw. die Litzenenden zunächst ohne Ultra
schalleinwirkung weitgehend durch Annäherung der Nutseiten
flächen 22 an die Seitenflächen 21 vorverdichtet werden, be
vor die Ultraschalleinwirkung einsetzt. Die Vorverdichtung
ist abgeschlossen, wenn der Kraftarm 28 des Handhebels 27 maxi
mal auf das Gehäuse 1 zu verschwenkt worden ist. Die in die
ser Stellung in dem Lastarm 32 gespeicherte Federkraft führt
dazu, daß die verdichteten Litzenenden während des Ultraschall
schweißvorganges eine weitere und endgültige Verdichtung er
fahren, wobei sich der Amboß 4 noch um einen geringen Winkel
betrag um die mit der Sonotrode 2 gemeinsame Längsachse dreht.
Die Dauer des Schweißvorganges wird durch einen einstellbaren
Zeitschalter (nicht dargestellt) vorgegeben. Bei Freigabe des
Handhebels 27 durch die Bedienerhand nach Beendigung des
Schweißvorganges werden die Verdichtungsräume zur Entnahme der
Litzenenden geöffnet.
Bei der in Fig. 6 schematisch dargestellten zweiten Ausfüh
rungsform des Amboßantriebs ist das am Amboß 4 befestigte
Betätigungsglied 25′ an einen pneumatisch oder hydraulisch be
tätigten Kolben 35 bzw. dessen Kolbenstange 36 angelenkt. Der
zugehörige Zylinder 37 ist gelenkig mit dem Gehäuse 1′ der Vor
richtung verbunden. Die doppeltwirkende Kolben/Zylinder-An
ordnung 35 bis 37 bewirkt Schwenkbewegungen des Betätigungs
gliedes 25′ und damit Drehbewegungen des Ambosses 4 gegenüber
der gleichachsig angeordneten feststehenden Sonotrode 2. Bei
Verschwenkungen des Betätigungsgliedes 25 in Richtung des
Pfeils 37 erfolgt die Verdichtung der Litzenenden, wobei die
Krafteinwirkung auch während der Ultraschalleinwirkung auf
rechterhalten wird. Die Ultraschalleinwirkung kann durch ei
nen Schalter 34′ aktiviert werden, der am Gehäuse 1′ angebracht
ist und durch ein die Bewegung des Ambosses 4 verursachendes
Element geschaltet wird, beispielsweise durch das Betätigungs
glied 25′.
Aus Fig. 7 geht in ebenfalls schematischer Darstellung eine
dritte Ausführungsform des Amboßantriebs hervor. Hierbei ist
mit dem Amboß 4 kraftschlüssig eine mit dem Amboß konzentrische
Schneckenradverzahnung 38 vorgesehen, die mit einer Antriebs
schnecke 39 eingreift. Die Antriebsschnecke 39 wird über eine
Rutschkupplung 40 od. dgl. von einem Elektromotor 41 angetrie
ben, dessen Antriebsdrehrichtung umkehrbar ist, wie der Kreis
pfeil 42 verdeutlicht. Aufgrund dieses Verzahnungseingriffes
kann der Amboß 4 in beiden durch den Pfeil 43 angedeuteten
Drehrichtungen angetrieben werden. Der Elektromotor 41 ist
in geeigneter Weise mit dem Gehäuse (nicht dargestellt) zu ei
ner gemeinsamen Vorrichtung verbunden. Die Ultraschallenergie
kann wiederum durch einen Schalter aktiviert werden, der durch
ein an der Bewegung teilnehmendes Element betätigt wird (nicht
dargestellt).
Die Vorrichtung kann, wie beschrieben und in Fig. 3 dargestellt,
Verdichtungsräume unterschiedlicher Größe aufweisen. Mehrere
der Verdichtungsräume oder sogar alle vorhandenen Verdichtungs
räume können jedoch auch in gleicher Größe ausgebildet sein,
wenn mehrere gleiche Litzenenden gleichzeitig geschweißt wer
den sollen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Verschweißen der Enden elektrischer
Leiter, vorzugsweise von Litzenenden, mittels Ultraschall, um
fassend eine mit mehreren verschiedenen Vorsprüngen versehene
Sonotrode und einen der Sonotrode zugeordneten und um seine
Längsachse drehbar gelagerten Amboß, der mit mehreren ver
schiedenen Ausnehmungen versehen ist, die zusammen mit den
Sonotrodenvorsprüngen unterschiedliche Verdichtungsräume für
die Leiterenden bilden, wobei jeweils zwei aneinandergrenzen
de Flächen der Sonotrodenvorsprünge und jeweils zwei anein
andergrenzende Flächen der Amboßausnehmungen einen Verdich
tungsraum begrenzen, dessen Querschnitt durch Bewegung des
Ambosses relativ zur Sonotrode für das Einlegen und Verdichten
der zu verschweißenden Leiterenden und die Entnahme der ver
schweißten Leiterenden veränderbar ist, dadurch gekennzeich
net, daß der Amboß (4) mit seiner Längsachse koaxial mit der
Längsachse der Sonotrode (2) angeordnet ist, und die Quer
schnitte der Verdichtungsräume (17 bis 20) durch Drehen des
Ambosses (4) relativ zur Sonotrode (2) um die gemeinsame Längs
achse veränderbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Amboß (4) im wesentlichen als um seine Längsachse dreh
bar gelagerter, die feststehende Sonotrode (2) in sich auf
nehmender Hohlzylinder ausgebildet ist, der ausgehend von sei
ner Innenumfangsfläche (6) mit parallel zur Längsachse ver
laufenden nutenförmigen Ausnehmungen (7 bis 10) versehen ist,
in die jeweils ein parallel zur Längsachse verlaufender rippen
förmiger Sonotrodenvorsprung (11 bis 14) eingreift, der aus
der Außenumfangsfläche (15) der Sonotrode (2) vorspringt, wo
bei die Innenumfangsfläche (6) des Ambosses (4) und die Außen
umfangsfläche (15) der Sonotrode (2) mit engem Spaltraum (16)
berührungsfrei zueinander angeordnet sind, und daß die Breite
der nutenförmigen Ausnehmungen (7 bis 10) um ein Mehrfaches
größer als die Breite der rippenförmigen Sonotrodenvorsprünge
(11 bis 14) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Verdichtungsraum (17 bis 20) begrenzt ist durch
eine Seitenfläche (21) eines Sonotrodenvorsprungs (11 bis 14),
die dieser Seitenfläche (21) gegenüberliegende Nutseitenfläche
(22) der Amboßausnehmung (7 bis 10), die an die Seitenfläche
(21) des Sonotrodenvorsprungs (11 bis 14) angrenzende Außen
umfangsfläche (15) der Sonotrode (2) und die an die Nutseiten
fläche (22) angrenzende Nutgrundfläche (23) der Amboßausneh
mungen (7 bis 10).
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß in jeder Relativdrehstellung von Amboß (4)
und Sonotrode (2) zur Erzielung von Verdichtungsräumen (17 bis
20) unterschiedlichen Querschnitts die Abstände zwischen den
Seitenflächen (21) der Sonotrodenvorsprünge (11 bis 14) und
den zugeordneten Nutseitenflächen (22) der Amboßausnehmungen
(7 bis 10) und/oder die Höhe der Sonotrodenvorsprünge (11 bis
14) sowie die Tiefe der jeweils zugeordneten Amboßausnehmungen
(7 bis 10) unterschiedlich groß sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Seitenflächen (21) der Sonotrodenvor
sprünge (11 bis 14) und die ihnen gegenüberliegenden Nutseiten
flächen (22) bezogen auf die gemeinsame Längsachse von Amboß
(4) und Sonotrode (2) in radialer Richtung konkav gekrümmt
ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Verdichtungsräume (17 bis
20) die an die Seitenflächen (21) der Sonotrodenvorsprünge (11
bis 14) angrenzende Außenumfangsfläche (15) der Sonotrode (2)
und/oder die an die Nutseitenflächen (22) angrenzenden Nutgrund
flächen (23) des Ambosses (4) so von der Zylinderform abwei
chend nach innen bzw. außen weisend gekrümmt sind, daß die
radialen Spaltbreiten zwischen Amboß (4) und Sonotrode (2)
bei Annäherung der Nutseitenflächen (22) an die Seitenflächen
(21) der Sonotrodenvorsprünge (11 bis 14) kleiner und in umge
kehrter Richtung größer werden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die äußeren Stirnflächen von Amboß
(4) und Sonotrode (2) in einer gemeinsamen Ebene befinden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Amboß (4) mit seiner Außenumfangs
fläche über Wälzlager (5) drehbar an einem den Amboß (4) um
gebenden Gehäuse (1) gelagert ist, das auch die Sonotrode (2)
vollständig umschließt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Amboß (4) ein über seinen Außen
umfang vorstehendes Betätigungsglied (25; 25′) befestigt ist,
an welches ein am Gehäuse (1; 1′) angebrachtes Bedienungsele
ment zum Drehen des Ambosses (4) um seine Längsachse gelenkig
angreift.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bedienungselement ein am Gehäuse (1) angelenkter zwei
armiger Handhebel (27) ist, dessen Kraftarm (28) sich über
eine Rückstellfeder (29) am Gehäuse (1) abstützt und dessen
an das Betätigungsglied (25) angreifender Lastarm (32) fe
dernd ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kraftarm (28) des Handhebels (27) bei
in mindestens einen der Verdichtungsräume (17 bis 20) einge
legtem Leiterende den federnd ausgebildeten Lastarm (32) vor
spannt, bevor der Kraftarm (28) wegbegrenzend auf einen am Ge
häuse (1) angebrachten Schalter (34) für die Aktivierung der
Ultraschalleinwirkung auftrifft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß an das Betätigungsglied (25′) ein pneumatisch oder hydrau
lisch betätigter Kolben (35) angelenkt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Amboß (4) konzentrisch von einer mit
ihm kraftschlüssig verbundenen Verzahnung (38) in Verbindung
steht, mit der ein motorgetriebenes Antriebselement (39) ein
greift.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzahnung (38) eine Schneckenradverzahnung und das
Antriebselement (39) eine Antriebsschnecke ist.
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