DE4421465A1 - Ultrasonic welding and cutting tool for fabrics - Google Patents

Ultrasonic welding and cutting tool for fabrics

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Abstract

The appts. for the application of ultrasonics to materials, especially for ultrasonic cutting and welding such as in the prodn. of labels and the like, has an axial passage drilling (40) in at least one section (24) of the appts. (20) with a threaded holder (42) at one end for a partially screwed connecting bolt (44). A locking pin (45) with an external threading is fitted into the threaded holder (42) section with its trailing operating end (46) used to turn the pin (45) to apply pressure to the connecting bolt (44).

Description

Die Erfindung richtet sich aufeine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art, deren Ultraschallgerät in mehrere Längsab­ schnitte aus zueinander unterschiedlichem Material gegliedert ist, (DE-39 25 788 A1).The invention is directed to a device which in the preamble of Claim 1 specified type, the ultrasound device in several longitudinal cuts are made of different materials, (DE-39 25 788 A1).

Diese Ultraschallgeräte sollen nachfolgend kurz "Geräte" und ihre Längsabschnitte "Abschnitte" bezeichnet werden.These ultrasound devices are hereinafter referred to as "devices" and their longitudinal sections are called "sections".

Um Bänder, z. B. Etikettbänder, herzustellen, webt man zunächst eine Breitgewebe-Bahn, in welcher die gewünschten Bandmuster in benachbarten Bahnzonen in vielfacher Folge erzeugt werden. Dann wird die Breitgewebe- Bahn an der Übergangsstelle zwischen diesen Bahnzonen geschnitten. Dafür sind ursprünglich beheizte Drähte verwendet worden, die einen Schmelz- Schnitt in der Gewebe-Bahn erzeugten und dabei die geschnittenen Fadenen­ den miteinander verschmolzen. Die dadurch entstehenden Schmelzkanten waren aber hart und brachten Probleme, die zusätzliche Maßnahmen erfor­ derten (DE-39 37 947-A1). Um die Qualitätsprobleme beim Schneiden zu verbessern, verwendete man bei Geweben bereits das Ultraschall-Schneiden (EP-0 534 300-A1).To tapes, e.g. B. to produce label tapes, you first weave one Broad weave web in which the desired band pattern in neighboring Path zones are generated in multiple sequences. Then the wide fabric Cut the path at the transition point between these path zones. Therefore heated wires were originally used that melt Cut in the fabric web and created the cut threads that fused together. The resulting melting edges were hard and brought problems that require additional measures other (DE-39 37 947-A1). To cut the quality problems when cutting improve, the ultrasonic cutting was already used for fabrics (EP-0 534 300-A1).

Die bekannten Vorrichtungen zum Ultraschall-Schneiden erforderten viel Platz. Die axiale Baulänge der Geräte mußte auf die Schallwellen-Länge ihrer Resonanzfrequenz abgestimmt sein, was wiederum eine genaue Anpas­ sung der Hochfrequenz der sie betreibenden HF-Generatoren erforderte. Jedes Gerät weist eine verhältnismäßig steile, scharf begrenzte Resonanzkur­ ve auf. Bereits Fertigungstoleranzen bei Geräten der gleichen Bauart verschoben die Maxima der steilen Resonanzkurven zueinander und es muß­ te zum Betrieb jedes Gerätes jeweils ein angepaßter HF-Generator verwen­ det werden. Jeder HF-Generator mußte auf die jeweilige Frequenzlage des Resonanzmaximums vom zugehörigen Gerät abgestimmt sein. Die be­ kannten Vorrichtungen waren teuer und reagierten mit der Lage ihrer Reso­ nanzfrequenz empfindlich auf bauliche Abweichungen. Der Wirkungsgrad der bekannten Geräte war verhältnismäßig gering.The known devices for ultrasonic cutting required a lot Space. The axial length of the devices had to match the sound wave length be tuned to their resonance frequency, which in turn is an exact match solution of the high frequency of the RF generators operating them. Each device has a relatively steep, sharply defined resonance curve  ve on. Already manufacturing tolerances for devices of the same type shifted the maxima of the steep resonance curves to each other and it must Use an adapted HF generator to operate each device be det. Each HF generator had to be at the respective frequency position of the resonance maximum must be matched by the associated device. The be Known devices were expensive and reacted with the location of their reso frequency sensitive to structural deviations. The efficiency the known devices were relatively small.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die sich durch kompakte Bauweise und wirtschaftlichen, zuverlässigen Betrieb auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.The invention has for its object an inexpensive device to develop the type mentioned in the preamble of claim 1, the thanks to its compact design and economical, reliable operation distinguished. This is according to the invention by the in the characteristic of Claim 1 measures achieved, the following special Importance.

Die Erfindung hat erkannt, daß durch den Gewindeeingriff mit dem Verbin­ dungsbolzen sich Probleme beim axialen Verspannen zweier Abschnitte des Gerätes ergeben. Durch den Flächendruck zwischen den Berührungsflä­ chen der Abschnitte entsteht eine axiale Zugspannung im Verbindungsbolzen. Diese Zugspannung wirkt sich allerdings nur stellenweise, z. B. nur bis zu einer gewissen Tiefe der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeflan­ ken zwischen dem Verbindungsbolzen und den beiden Gewindeaufnahmen in den Abschnitten aus. Bei bestimmungsgemäßem Ultraschall-Betrieb geraten die nicht eingespannten Stücke des Verbindungsbolzens in Schwingungen, was sich sowohl in einem Materialverschleiß als auch in einer Verlustleistung des Ultraschall-Betriebs auswirkt. Auch wenn man die Verbindungsbolzen ein- oder beidendig zur Anlage an den Sacklochenden der Gewindeaufnahme bringt oder die Verbindungsbolzen durch Kleben in den Gewindeaufnahmen fixiert, ergeben sich Schwierigkeiten. Zunächst ist die Eintauchtiefe des Verbindungsbolzens in den beiden Gewindeaufnahmen festgelegt und kann nachträglich nicht mehr verändert werden. Ferner führen die Belastungen an der Stoßfläche zwischen Materialien unterschiedlicher Härte zu einem Abrieb.The invention has recognized that the threaded engagement with the connector problems arise when axially bracing two sections of the device. Due to the surface pressure between the contact surfaces Chen the sections creates an axial tension in the connecting bolt. However, this tension only affects in places, e.g. B. only until to a certain depth of the interlocking thread flange between the connecting bolt and the two threaded receptacles in the sections. If used as intended, use ultrasound the non-clamped pieces of the connecting bolt in vibrations, which results in both material wear and power loss of the ultrasound operation. Even if you look at the connecting bolts on one or both ends for contact with the blind hole ends of the thread holder brings or the connecting bolts by gluing in the thread receptacles fixed, difficulties arise. First is the immersion depth of the Connection bolt fixed in the two thread mounts and can cannot be changed afterwards. Furthermore, the burdens lead at the joint between materials of different hardness Abrasion.

Die Erfindung vermeidet diese Probleme durch eine besondere, einstellbare Verbindung zwischen zwei Abschnitten des Gerätes, mit denen sich überra­ schenderweise die Eigenschaften des Gerätes den jeweils gewünschten Bedin­ gungen leicht anpassen lassen. Die Erfindung schlägt dazu vor, außer den zwischen zwei Abschnitten vorgesehenen Verbindungsbolzen auch noch einen seinerseits mit einem Außengewinde versehenen Konterstift in der Gewindeaufnahme des einen Abschnitts anzuordnen, der durch definierte Drehbetätigung mit seinem einen, druckwirksamen Ende gegen das Stirnende des Verbindungsbolzens gepreßt wird. Zur Drehbetätigung des Konterstifts ist die Gewindeaufnahme dieses Abschnitts als durchgehende Axialbohrung ausgebildet, durch welche ein Betätigungswerkzeug einführbar ist. Das Betätigungswerkzeug greift an einem der Axialbohrung zugekehrten Betäti­ gungsende des Konterstifts an. Damit ist es möglich, die Eintauchtiefe des Verbindungsbolzens frei zu wählen und die gewünschte Einstellung durch den Konterstift zu fixieren. Außerdem kann über das Drehwerkzeug ein definierter Gegendruck vom Konterstift auf den Verbindungsbolzen ausgeübt werden, der mit der Flächenpressung an der Berührungsstelle zwischen den gegeneinander verspannten Abschnitten abgestimmt werden kann.The invention avoids these problems through a special, adjustable Connection between two sections of the device, with which sur  The properties of the device, depending on the desired condition, can be easily adjusted. The invention proposes to do this except the connecting bolts provided between two sections a counter pin provided with an external thread in the Arrange the thread of a section defined by Rotation with its one, pressure-effective end against the forehead the connecting bolt is pressed. For turning the counter pin is the thread of this section as a continuous axial bore formed, through which an actuating tool can be inserted. The Actuating tool engages on an actuator facing the axial bore end of the counter pin. This makes it possible to change the immersion depth of the connecting bolt to choose freely and the desired setting to fix with the counter pin. You can also use the turning tool a defined counter pressure from the counter pin to the connecting bolt be exercised with the surface pressure at the point of contact be coordinated between the mutually braced sections can.

Durch die Eintauchtiefe des Verbindungsbolzens einerseits und durch den Gegendruck des Konterstifts andererseits können sowohl die Lage des Resonanzfrequenz-Maximums des ganzen Gerätes als auch die Schwingungs­ amplitude des ans zu behandelnde Material abgegebenen Ultraschalls beein­ flußt werden. Man kann Geräte unterschiedlicher Baulänge nachträglich auf eine ideale Resonanzfrequenz leicht abstimmen und damit die Anpassung an einen gegebenen HF-Generator erreichen. Damit läßt sich mit einem gemeinsamen HF-Generator ohne weiteres eine ganze Schar von Geräten in einem sicheren Parallel-Betrieb steuern.By the immersion depth of the connecting bolt on the one hand and by the Counter pressure of the counter pin on the other hand, both the location of the Resonance frequency maximum of the whole device as well as the vibration amplitude of the ultrasound delivered to the material to be treated to be flowed. You can retrofit devices of different lengths easily tune to an ideal resonance frequency and thus the adjustment to reach a given RF generator. It can be used with a common RF generator easily a whole host of devices control in a safe parallel operation.

Änderungen der Resonanzfrequenz ergeben sich bei konstantem Gegendruck des Konterstifts vor allem durch Veränderung der Eintauchtiefe des Verbin­ dungsbolzens. Selbst baulich unterschiedliche Geräte lassen sich so hinsicht­ lich ihrer Resonanzfrequenz sowie hinsichtlich der Bandbreite ihrer Reso­ nanzfrequenz nachstellen. Die Größe der abgegebenen Schwingungsamplitude dagegen ist vor allem durch Veränderung des über den Konterstift erzeugten Gegendrucks beeinflußbar. Die Beeinflussung der Eigenschwingungen des Verbindungsbolzens zeigt sich bereits bei Verstellung des Konterstifts zwi­ schen 10-30 µm. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Geräten einsetzbar, deren Gesamtlänge etwa der halben Schallwellen-Länge ihrer Resonanzfrequenz ist. In diesem Fall ergeben sich verhältnismäßig flache Resonanzkurven mit großer Frequenzbandbreite, die nicht mehr eine genaue Abstimmung der Geräte-Baulängen auf eine bestimmte Schallwellen-Länge erfordern.Changes in the resonance frequency result with constant back pressure the counter pin mainly by changing the immersion depth of the verbin dung bolt. Even structurally different devices can be viewed in this way Lich their resonance frequency and the bandwidth of their resonance readjust the frequency. The size of the given vibration amplitude against it is mainly by changing the generated over the counter pin Back pressure can be influenced. Influencing the natural vibrations of the Connecting bolt can already be seen when adjusting the counter pin between between 10-30 µm. The invention is particularly advantageous in devices  usable, whose total length is about half the sound wave length of their Is resonance frequency. In this case, the result is relatively flat Resonance curves with large frequency bandwidth that are no longer an accurate one Adjustment of the device lengths to a certain sound wave length require.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist, außer einem Stand der Technik, die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:Further measures and advantages of the invention result from the following description and the drawings. In the drawings, except a prior art, the invention in several embodiments shown. Show it:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und, teilweise schematisch, ein Teilstück einer Webmaschine mit mehreren Ultraschallgeräten der Erfindung, die aus der erzeugten Bahn des Breitgewebes Bänder für Etiketten schneiden, Fig. 1 in a perspective view and partially schematically, a portion of a weaving machine having a plurality of ultrasonic devices of the invention, the cut of the produced web of the wide tissue strips for labels,

Fig. 2 einen teilweisen Axialschnitt durch ein Ultraschallgerät nach dem Stand der Technik, Fig. 2 is a partial axial section through an ultrasonic apparatus according to the prior art,

Fig. 3 schematisch zwei Resonanzkurven, nämlich für das bekannte Gerät von Fig. 2 einerseits und für das erfindungsgemäße Gerät von Fig. 4 andererseits, Fig. 3 shows schematically two resonance curves, namely for the known apparatus of Fig. 2 on the one hand and for the inventive device of FIG. 4 on the other hand,

Fig. 4 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung annähernd gleichen Maßstabs das erfindungsgemäße Gerät, welches den aktiven Teil der Vorrichtung bildet,Approximately the same scale, Fig. 4 in one of the Fig. 2 illustration corresponding to the device according to the invention, which constitutes the active part of the device,

Fig. 5 in starker Vergrößerung den unteren Bereich des Gerätes von Fig. 3, Fig. 5, greatly enlarged the lower portion of the apparatus of Fig. 3,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Webmaschine mit einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführung, Fig. 6 shows a cross section through a weaving machine with a respect to Fig. 1 modified embodiment,

Fig. 7 in annähernd natürlicher Größe im Querschnitt ein Teilstück der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung und Fig. 7 in approximately natural size in cross section a portion of the device shown in Fig. 6 and

Fig. 8 eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Geräte in einem Stanzwerkzeug. Fig. 8 shows a further application of the device according to the invention in a punching tool.

Auf einer in Fig. 1 angedeuteten Webmaschine wird eine Bahn 10 durch übliche textiltechnische Bindungen zwischen Kettfäden 11 und einem oder mehreren Schußfäden 12 erzeugt. Dabei können beliebige Muster 13 einge­ webt werden, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn auf dieser Webmaschine Etiketten gewebt werden sollen. In diesem Fall werden die Muster 13 der Etiketten in zahlreichen Bahnzonen nebeneinander liegend als Breitgewebe in dieser Bahn 10 erzeugt. Diese Bahn 10 wird dann einer Schar von Ultraschallgeräten 20 zugeführt, welche an den gewünschten Stellen Längsschnitte 14 erzeugen und die Bahn 10 in einzelne Streifen 15 schneiden. Während des Webprozesses werden die ausgeschnittenen Strei­ fen 15 fortlaufend im Sinne des Bewegungspfeils 77 abgezogen. Dann werden sie, entsprechend der Länge der einzelnen Muster 13, in Abschnitte zer­ trennt und bilden die Etiketten, welche an Kleidungsstücken od. dgl. befe­ stigt werden können.On a weaving machine indicated in FIG. 1, a web 10 is produced between the warp threads 11 and one or more weft threads 12 by means of customary technical weaves. Any pattern 13 can be woven in, which is of particular interest if labels are to be woven on this weaving machine. In this case, the patterns 13 of the labels are produced lying side by side in numerous web zones as wide fabrics in this web 10 . This web 10 is then fed to a group of ultrasound devices 20 which produce longitudinal cuts 14 at the desired locations and cut the web 10 into individual strips 15 . During the weaving process, the cut strips 15 are continuously subtracted in the direction of the movement arrow 77 . Then, according to the length of the individual patterns 13 , they are divided into sections and form the labels which can be attached to items of clothing or the like.

Diese Geräte 20 sind Bestandteil einer Vorrichtung, zu welcher ein in Fig. 1 erkennbarer Hochfrequenz-Generator 50 gehört, der nachfolgend kurz "HF-Generator" bezeichnet werden soll. Der mit üblichem elektrischen Wechselstrom betriebene HF-Generator 50 erzeugt höherfrequente Wechsel­ spannungen, z. B. zwischen 20 und 30 kHz, und führt diese über elektrische Leitungen 31 den einzelnen Geräten 20 zu, die jeweils einen Aktivteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden und sich z. B. auf der einen Schauseite 16 der Bahn befinden. Auf der gegenüberliegenden Bahnrückseite 17 befindet sich ein passiver Teil 30 der Vorrichtung, der nachfolgend kurz "Amboß" bezeichnet werden soll. Die zu schneidende Bahn 10 befindet sich zwischen den Aktivteilen 20 und dem Amboß 30. Im Gerät 20 werden, wie noch näher erläutert werden wird, die elektrische Wechselspannung in Ultraschall der gleichen Frequenz umgewandelt und, nach Fokussierung der Schwingungsleistung auf die Bahn 10 übertragen.These devices 20 are part of a device, which includes a high-frequency generator 50 which can be seen in FIG. 1 and which will hereinafter be referred to as "HF generator" for short. The operated with conventional electrical alternating current HF generator 50 generates higher-frequency alternating voltages, for. B. between 20 and 30 kHz, and this leads via electrical lines 31 to the individual devices 20 , each forming an active part of the device according to the invention and z. B. are on one side 16 of the web. On the opposite side of the web 17 there is a passive part 30 of the device, which will be referred to as "anvil" in the following. The web 10 to be cut is located between the active parts 20 and the anvil 30 . In the device 20 , as will be explained in more detail below, the alternating electrical voltage is converted into ultrasound of the same frequency and, after focusing the oscillation power, transmitted to the web 10 .

Das Gerät 20 wirkt wie ein mit Ultraschall betriebener Hammer und führt mit seinem die Bahn kontaktierenden Ende 28 eine mechanische Hammer- Frequenz von 20 000 bis 30 000 Impulsen pro Sekunde aus. Die bei dieser Hammerbewegung entstehende Reibung ruft eine Erwärmung des Bahn- Materials hervor, die zum Trennen oder Verschweißen der Bahn 10 genutzt werden kann. Bei einem spitzen Hammerende 28 kommt es zu einem Ultra­ schall-Schnitt und bei einem flachen Hammerende zu einer Verschweißung. Die Kanten längs des Schnittes verschmelzen, weshalb ein Ausfransen des Gewebes an den Schnittstellen 14 vermieden wird. Ergänzend oder anstelle des Schmelzens vom Material der Bahn kann auch eine mechanische Zerstörung der Bahn an der Schnittstelle 14 ausgeführt werden. Man kann daher auch nicht schmelzfähiges Material, z. B. Baumwoll-Fäden, in der Bahn 10 verwenden.The device 20 acts like an ultrasound-operated hammer and, with its end 28 contacting the web, executes a mechanical hammer frequency of 20,000 to 30,000 pulses per second. The friction resulting from this hammer movement causes the web material to heat up, which can be used to separate or weld the web 10 . With a pointed hammer end 28 there is an ultrasonic cut and with a flat hammer end there is a weld. The edges merge along the cut, which is why fraying of the tissue at the interfaces 14 is avoided. In addition to or instead of melting the material of the web, the web can also be mechanically destroyed at the interface 14 . You can therefore also non-meltable material, e.g. B. cotton threads, use in the web 10 .

Das bekannte Gerät 20′ hatte folgendes, aus Fig. 2 näher erkennbares Aussehen. Die vom HF-Generator kommende elektrische Hochfrequenz wird im Gerät in mechanische Schwingungen umgesetzt, wozu das Gerät 20 in mehrere Längsabschnitte 21 bis 26 gegliedert ist, die, wie bereits erwähnt, nachfolgend kurz "Abschnitte" bezeichnet werden sollen. Diese Abschnitte sind zylindrisch gestaltet und durch eine axiale Schraube 18′ und einen Verbindungsbolzen 19′ miteinander fest verbunden. Die elektrischen Signale gelangen zu zwei Piezo-elektrischen Keramiken, die im Betriebsfall zueinander gegenphasig schwingen und einen elektro-mechanischen Wandler 21 bilden, der nachfolgend kurz "Piezo-Element" bezeichnet werden soll. Das Piezo-Element 21′ ist zwischen zwei Abschnitte 22′, 23′, die aus zuein­ ander unterschiedlichem Material bestehen, mittels der Schraube 18′ eingespannt. Das Piezo-Element 21′ erzeugt Schallschwingungen, welche auf die beidseitig davon befindlichen anderen Abschnitte 22′, 23′ in sehr unterschiedlicher Weise übergehen. Auf den äußeren Abschnitt 22′ soll eine möglichst kleine Schwingungsleistung übergehen, weshalb dieser aus schwerem Werkstoff, wie Stahl, besteht und nachfolgend kurz Schwingungs- Reflektor bezeichnet werden soll. Der auf der gegenüberliegenden Seite des Piezo-Elements 21′ befindliche dritte Abschnitt 23′ des Gerätes soll dagegen einen möglichst hohen Anteil der generierten Schwingungsleistung aufnehmen und auf den nachfolgenden, noch näher zu beschreibenden Horn­ strahler 26′ übertragen, wo sie genutzt wird. Deswegen besteht dieser Abschnitt 23′ aus leichtem Werkstoff, wie Aluminium, und soll nachfolgend kurz "Schwingungsgeber" bezeichnet werden.The known device 20 'had the following, from Fig. 2 recognizable appearance. The electrical high frequency coming from the HF generator is converted into mechanical vibrations in the device, for which purpose the device 20 is divided into a plurality of longitudinal sections 21 to 26 , which, as already mentioned, are referred to below as "sections" for short. These sections are cylindrical and firmly connected by an axial screw 18 'and a connecting bolt 19 '. The electrical signals arrive at two piezoelectric ceramics, which oscillate in phase opposition to one another during operation and form an electro-mechanical transducer 21 , which in the following is to be called "piezo element" for short. The piezo element 21 'is clamped between two sections 22 ', 23 ', which consist of mutually different material, by means of the screw 18 '. The piezo element 21 'generates sound vibrations which pass to the other sections 22 ', 23 'located on both sides thereof in very different ways. On the outer portion 22 'should be the smallest possible vibration power, which is why it is made of heavy material, such as steel, and will be referred to below as a vibration reflector. The on the opposite side of the piezo element 21 'located third section 23 ' of the device, on the other hand, should absorb as high a portion of the generated vibration power as possible and transmit it to the following horn radiator 26 ', which will be described in more detail, where it is used. Therefore, this section 23 'consists of a light material, such as aluminum, and will be referred to below as "vibration transmitter".

Der Hornstrahler 26′ ist über den Gewindestift 19′ mit dem vorausgehenden Schwingungsgeber 23′ verbunden und besteht in diesem Fall aus kostspieligem Titan. Der Hornstrahler 26′ ist seinerseits in zwei Abschnitte 24′, 25′ gegliedert, von denen der Abschnitt 24′ die aufgenommene Schwingungslei­ stung fokussiert, was durch eine Verjüngung 27′ erreicht wird. Dieser Ab­ schnitt 24′ soll daher nachfolgend kurz "Fokussierabschnitt" benannt werden. Der im vorliegenden Fall damit einstückige Endabschnitt 25′ ist dann der eigentliche "Arbeitsabschnitt", der eine zugeschärfte Schneide 29′ be­ sitzt und mit dem eigentlichen Hornende 28′ die Bahn 10 kontaktiert. Der bekannte Hornstrahler 26′ ist, gemäß dem Längenmaß 36′ von Fig. 2, im Vergleich mit der Länge 33′ des vorausgehenden Schwingungsgebers 23′ etwa doppelt so lang ausgebildet und daher, aus Platzgründen, in Fig. 2 nur bruchstückweise dargestellt.The horn emitter 26 'is connected via the threaded pin 19 ' to the preceding vibrator 23 'and in this case consists of expensive titanium. The horn 26 'is in turn divided into two sections 24 ', 25 ', of which section 24 ' focuses the recorded Schwingungslei stung, which is achieved by a taper 27 '. From this section 24 'is therefore briefly called "focusing section" below. The one-piece end section 25 'in the present case is then the actual "working section" which sits a sharpened cutting edge 29 ' and contacts the web 10 with the actual horn end 28 '. The known horn 26 'is, according to the length dimension 36 ' of Fig. 2, compared to the length 33 'of the preceding vibrator 23 ' formed about twice as long and therefore, for reasons of space, only partially shown in Fig. 2.

Die einzelnen Abschnitte des Schwingungsgebers 24′ müssen eine zu der verwendeten Ultraschall-Schwingung genau abgestimmte, aus Fig. 2 erkennba­ re axiale Länge 32′, 33′, 36′ aufweisen, damit am Hornende 28′ eine ausrei­ chende Schwingungsleistung sich ergibt. Der im Gerät 20′ erzeugte Ultra­ schall führt zu sogenannten "stehenden Wellen", die zwar im wesentlichen Longitudinalwellen sind, doch zur besseren Verdeutlichung, in der rechten Bildhälfte von Fig. 2, in Form von Transversal-Schwingungen 37′ verdeutlicht wurde. Diese Wellen 37′ haben einen sogenannten "Schwingungsbauch" bei 34′ mit großer Amplitude und einen "Schwingungsknoten" bei 35′ mit der Amplitude Null. Die stehenden Wellen 37′ haben eine Wellenlänge, die einerseits von der Ultraschall-Frequenz und andererseits von dem Medi­ um, in dem sie sich ausbilden, abhängt. Um die optimale Schwingungsleistung am Hornende 28′ zu erhalten, ist es bei diesem bekannten Gerät 20′ erfor­ derlich gewesen, die generierte Ultraschall-Frequenz wie folgt mit den axialen Längen 32′, 33′, 36′ der einzelnen Abschnitte abzustimmen:The individual sections of the vibrator 24 'must have a precisely matched to the ultrasonic vibration used, from Fig. 2 re axial length 32 ', 33 ', 36 ', so that at the horn end 28 'there is a sufficient vibration performance. The generated in the device 20 'ultra sound leads to so-called "standing waves", which are essentially longitudinal waves, but for better clarification, in the right half of Fig. 2, in the form of transverse vibrations 37 ' was clarified. These waves 37 'have a so-called "vibration belly" at 34 ' with a large amplitude and a "vibration node" at 35 'with an amplitude of zero. The standing waves 37 'have a wavelength which depends on the one hand on the ultrasound frequency and on the other hand on the medi in which they are formed. In order to obtain the optimal vibration performance at the horn end 28 ', it was necessary in this known device 20 ' to coordinate the generated ultrasound frequency as follows with the axial lengths 32 ', 33 ', 36 'of the individual sections:

In der Mitte des Piezo-Elements 21′ sollte ein Schwingungsknoten 35′ der stehenden Welle 37′ zustande kommen und der äußere Schwingungs- Reflektor 22′ eine axiale Länge 32′ aufweisen, die unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit in seinem Material genau einer halben Schallwel­ len-Länge entspricht, also λ /2. Dann entsteht am Oberende des Re­ flektors 22′ ein Schwingungsbauch 34′. Unter Berücksichtigung des im Schwingungsgeber 23′ verwendeten Materials muß auch dort die axiale Länge 33′ wieder der halben Schallwellen-Länge λ/2 entsprechen, damit am Übergang zum anschließenden Hornstrahler 26′ ein Schwingungsbauch 34′ entsteht. Die Axiallänge 32′, 33′ der beiden Abschnitte 22′, 23′ von Fig. 2 beträgt also λ. Entsprechendes gilt auch für die axiale Länge 36′ des Hornstrahlers 26′, der, wie die verkürzte Darstellung der stehenden Welle 37′ in Fig. 2 verdeutlicht, ebenfalls gleich der Schallwellen-Länge oder einem ganzzahligen Vielfachen davon sein muß. Dabei ist die Verjün­ gung 27′ zu berücksichtigen. Nur dann entsteht am Hornende 28′ ein wir­ kungsvoller Schwingungsbauch 34′. Innerhalb der axialen Strecke 36′ liegt der Schwingungsknoten 35′. Wie ersichtlich, hat das bekannte Gerät 20′ eine Gesamtlänge 38′, die mindestens gleich der Schallwellen-Länge in den betreffenden verschiedenen Materialien ist, also λ. Entsprechend den großen Längen 38′ haben die einzelnen Abschnitte des bekannten Gerä­ tes 20′ auch einen großen Durchmesser 39′.In the middle of the piezo element 21 ', a vibration node 35 ' of the standing shaft 37 'should come about and the outer vibration reflector 22 ' should have an axial length 32 'which, taking into account the speed of sound in its material, exactly half a sound wave len- Length corresponds, i.e. λ / 2. Then arises at the top of the reflector Re 22 'an antinode 34 '. Taking into account the material used in the vibration generator 23 ', the axial length 33 ' there must again correspond to half the sound wave length λ / 2, so that a vibration antinode 34 'arises at the transition to the adjacent horn radiator 26 '. The axial length 32 ', 33 ' of the two sections 22 ', 23 ' of Fig. 2 is λ. The same applies to the axial length 36 'of the horn 26 ', which, as the abbreviated representation of the standing wave 37 'in Fig. 2 illustrates, must also be equal to the sound wave length or an integral multiple thereof. The tapering 27 'must be taken into account. Only then arises at the horn end 28 'we a swinging antinode 34 '. Within the axial distance 36 'is the vibration node 35 '. As can be seen, the known device 20 'has a total length 38 ', which is at least equal to the sound wave length in the various materials concerned, ie λ. According to the great lengths 38 ', the individual sections of the known Geres tes 20 ' also have a large diameter 39 '.

Wie bereits erwähnt wurde und in Fig. 3 gezeigt ist, weisen die Geräte 20′ der bekannten Vorrichtungen eine steile, verhältnismäßig scharf be­ grenzte Resonanzkurve 51′ auf. In Fig. 3 ist die zu übertragende Schwin­ gungsamplitude E in Abhängigkeit von der wirksamen Schallfrequenz f aufgetragen. Die bekannte Resonanzkurve 51′ ist sehr eng auf die wirksame Resonanz-Frequenz f₀ begrenzt. Bereits eine kleine Abweichung der gene­ rierten Schallfrequenz führt zu einer solchen Verstimmung, daß am kontak­ tierenden Hornende 28′ nicht mehr ein stabiler Schwingungsbauch 34′ der stehenden Welle 37′ entsteht. Es ist daher erforderlich gewesen, die geschil­ derten axialen Längen 32′, 33′, 36′ genau mit der wirksamen Ultraschall- Frequenz abzustimmen. Die Abstimmung erfolgt in der Regel über den Wechselspannungs-Generator, der mit seiner elektrischen Ausgangsfrequenz entsprechend nachjustiert werden mußte. Man erhält aber auch beim bekann­ ten Gerät 20′ bessere Verhältnisse, wenn die in Fig. 4 und 5 erläuterten besonderen Verbindungen nach der Erfindung auch dabei angewendet werden.As already mentioned and shown in Fig. 3, the devices 20 'of the known devices have a steep, relatively sharply defined resonance curve 51 '. In Fig. 3, the supply amplitude to be transmitted oscillations E f is plotted in function of the effective sound frequency. The known resonance curve 51 'is very narrowly limited to the effective resonance frequency f₀. Even a small deviation of the generated sound frequency leads to such a detuning that at the contacting horn end 28 'no longer a stable antinode 34 ' of the standing wave 37 'arises. It has therefore been necessary to match the axial lengths 32 ', 33 ', 36 'exactly with the effective ultrasonic frequency. The tuning is usually done via the AC voltage generator, which had to be readjusted with its electrical output frequency. But you also get the known device 20 'better conditions if the special connections explained in FIGS . 4 and 5 according to the invention are also used here.

Deswegen mußten bisher zwei Geräte 20′ der gleichen bekannten Bauart jeweils von gesonderten HF-Generatoren betrieben werden. Bereits die bei der Fertigung sich ergebenden Toleranzen führten zu Unterschieden in den axialen Längen 32′, 33′, 36′, die eine zueinander unterschiedliche Einstellung der Resonanzfrequenz f₀ erforderlich machten. Es bedeutete daher einen großen Aufwand an Geräten und an Platz, wenn man, gemäß Fig. 1, eine Breitgewebe-Bahn 10 mit zahlreichen Geräten in viele Gewebe- Streifen 15 zerschneiden wollte. Außerdem mußte beim bekannten Gerät 20′ das Piezo-Element 21′ impulsweise, also mit Ruhephasen, betrieben werden.Therefore, previously two devices 20 'of the same known type had to be operated by separate RF generators. Already the tolerances resulting from the production led to differences in the axial lengths 32 ', 33 ', 36 ', which made a different setting of the resonance frequency f₀ necessary. It therefore meant a great deal of equipment and space if, according to FIG. 1, one wanted to cut a wide fabric web 10 with numerous devices into many fabric strips 15 . In addition, in the known device 20 ', the piezo element 21 ' had to be operated in pulses, that is, with rest phases.

Die Erfindung bringt in mehrfacher Hinsicht eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. Dies läßt sich anhand des in Fig. 4 und 5 gezeigten entsprechenden Gerätes 20 nach der Erfindung verdeutli­ chen. Zur Bezeichnung entsprechender Bauteile sind die gleichen Bezugszei­ chen wie beim Gerät 20′ von Fig. 2 verwendet, aber, zur Unterscheidung davon, ohne Strich (′) gekennzeichnet. Es genügt dabei auf die Unterschiede und Besonderheiten einzugehen, während im übrigen die bisherige Beschrei­ bung gilt.The invention brings a considerable improvement over the prior art in several respects. This can be illustrated using the corresponding device 20 according to the invention shown in FIGS. 4 and 5. To designate corresponding components, the same reference numerals are used as in the device 20 'of Fig. 2, but, to distinguish it, marked without a dash ('). It is sufficient to go into the differences and special features, while the previous description applies.

Eine Besonderheit beim erfindungsgemäßen Gerät 20 besteht darin, daß der Hornstrahler 26 unmittelbar am Wandler 21 sitzt, welcher auch hier aus zwei Piezo-elektrischen Keramiken besteht. Außer dem Hornstrahler 26 und dem Piezo-Element 21 ist nur noch ein Schwingungs-Reflektor 22 vorgesehen. Diese Bauteile 26, 21, 22 sind durch eine axiale Schraube 18 fest miteinander verspannt. Der Schaft der Schraube 18 durchgreift einen axialen Durchbruch im Reflektor 22 sowie im Piezo-Element 21 und ist dort, wegen der elektrischen Anschlüsse der Leitungen 31, bereichs­ weise durch einen Schlauch isoliert. Der Hornstrahler 26 besteht aus zwei Abschnitten 24, 25 unterschiedlichen Materials, nämlich dem bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnten Fokussierabschnitt 24 und dem mit einer bogenförmig zugeschärften Schneide 19 am Hornende 28 versehe­ nen Arbeitsabschnitt 25. Der Fokussierabschnitt 24 besteht aus einer Leicht­ metall-Legierung, während der Arbeitsabschnitt 25 aus Stahl mit einer Härte von mehr als HRC 60 besteht. Der Fokussierabschnitt 24 ist mit einer durchgehenden, hier gestuften Axialbohrung 40 versehen, die in den Endbereichen zwei Gewindeaufnahmen 41, 42 aufweist. Die Spannschraube 18 ist in das Gewinde der breiten oberen Gewindeaufnahme 41 einge­ schraubt. Wie schon aus einem Vergleich der beiden etwa maßstabsgerechten Darstellungen von Fig. 2 einerseits und Fig. 4 andererseits zu erkennen ist, ist das Gerät 20 bei der Erfindung im Vergleich mit dem bekannten Gerät 20′ zunächst kürzer ausgebildet. Deswegen kann auch der Durchmesser 39 der Bauteile beim erfindungsgemäßen Gerät 20 reduziert werden.A special feature of the device 20 according to the invention is that the horn 26 sits directly on the transducer 21 , which here too consists of two piezoelectric ceramics. In addition to the horn radiator 26 and the piezo element 21 , only one vibration reflector 22 is provided. These components 26 , 21 , 22 are firmly clamped together by an axial screw 18 . The shaft of the screw 18 passes through an axial opening in the reflector 22 and in the piezo element 21 and is there, because of the electrical connections of the lines 31 , partially insulated by a hose. The horn 26 is composed of two sections 24, 25 of different material, namely the already mentioned in connection with Fig. 2 and the focusing section 24 versehe with an arcuate sharpened cutting edge 19 at the end of horn 28 nen working portion 25. The focusing section 24 consists of a light metal alloy, while the working section 25 consists of steel with a hardness of more than HRC 60 . The focusing section 24 is provided with a continuous, here stepped axial bore 40 which has two threaded receptacles 41 , 42 in the end regions. The clamping screw 18 is screwed into the thread of the wide upper thread holder 41 . As can already be seen from a comparison of the two approximately true-to-scale representations of FIG. 2 on the one hand and FIG. 4 on the other hand, the device 20 in the invention is initially shorter in comparison with the known device 20 '. Therefore, the diameter 39 of the components in the device 20 according to the invention can also be reduced.

Eine Verkürzung der axialen Länge 32 vom Reflektor 22 ergibt sich, weil dieser höchstens gleich 1/8 der wirksamen Schallwellen-Länge λ ausgebildet zu sein braucht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel von Fig. 4 besteht der Reflektor 22 aus Edelstahl und hat eine Axiallänge 32, die nur annähernd 1/8 der wirksamen Schallwellen-Länge entspricht. Es zeigte sich, daß die axialen Länge der einzelnen Abschnitte überraschen­ derweise beträchtlich variieren können, ohne den guten Wirkungsgrad des Gerätes 20 wesentlich zu verschlechtern. Das gilt auch für die axiale Länge 36 des Hornstrahlers 26, die, wie die Praxis zeigt, ohne weiteres im Bereich zwischen 2/8 bis 6/8 der wirksamen Schallwellen-Länge variieren kann. Im vorliegenden Fall verwendet man für den Hornstrahler 26 ein sogenanntes "Hart-Aluminium", nämlich eine Legierung aus Aluminium, Magnesium und Silizium. Gemessen von der Mitte des Piezo-Elements 21 aus, ergibt sich für den Hornstrahler 26 im vorliegenden Fall eine axiale Länge 36 von etwa 3/8 λ. Damit beträgt die aus Fig. 4 erkennbare Gesamtlänge 38 der Kombination 20 etwa λ/2, ist also nur 1/4 von der Gesamtlänge des in Fig. 2 gezeigten bekannten Gerätes 20′. In Analogie zu Fig. 2 ist auch in Fig. 4 die ermittelte stehende Welle 37 für das Ge­ rät 20 ebenfalls in Form einer Transversalwelle dargestellt. Die in Abszis­ senrichtung eingetragenen Schwingungs-Amplituden der auftretenden mechani­ schen Schwingungen sind im logarithmischen Maßstab dargestellt. Es ent­ steht, wie ersichtlich, am Hornende 28 ein Schwingungsbauch 34 mit extrem großer Amplitude, und zwar z. B. bei einer Longitudinalauslenkung des Piezo-Elements 21 von 1 µm und eine Longitudinalauslenkung am Hornende 28 bis zu 30 µm. Ein Schwingungsknoten 35 kommt etwa in der Mitte des Piezo-Elements 21 zu liegen.The axial length 32 of the reflector 22 is shortened because it has to be at most 1/8 of the effective sound wave length λ. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the reflector 22 is made of stainless steel and has an axial length 32 which corresponds only approximately to 1/8 of the effective sound wave length. It was found that the axial length of the individual sections can surprisingly vary considerably without significantly impairing the good efficiency of the device 20 . This also applies to the axial length 36 of the horn radiator 26 , which, as practice shows, can easily vary in the range between 2/8 to 6/8 of the effective sound wave length. In the present case, a so-called “hard aluminum”, namely an alloy of aluminum, magnesium and silicon, is used for the horn radiator 26 . Measured from the center of the piezo element 21 , the horn emitter 26 in the present case has an axial length 36 of approximately 3/8 λ. The total length 38 of the combination 20 which can be seen from FIG. 4 is approximately λ / 2, that is to say only 1/4 of the total length of the known device 20 'shown in FIG. 2'. In analogy to FIG. 2, the determined standing wave 37 for the device 20 is also shown in FIG. 4 in the form of a transverse wave. The vibration amplitudes of the mechanical vibrations occurring in the abscissa direction are shown on a logarithmic scale. It is ent, as can be seen, at the horn end 28, an antinode 34 with an extremely large amplitude, namely z. B. with a longitudinal deflection of the piezo element 21 of 1 micron and a longitudinal deflection at the horn end 28 up to 30 microns. A vibration node 35 comes to lie approximately in the middle of the piezo element 21 .

Das erfindungsgemäße Gerät 20 besitzt, wie Fig. 3 zeigt, eine gegenüber dem bekannten Gerät 20′ eine günstigere Resonanzkurve 51, die ein breites, weitgehend abgeflachtes Maximum im Bereich der Resonanzfrequenz f0 aufweist. Die Resonanzkurve 51 kann in einem beträchtlichen Bandbereich Δf, der zwischen zwei beidseitig der Resonanzfrequenz f₀ liegenden Grenzfrequenzen f₁ und f₂ liegt, praktisch die gleiche Energie am Hornende 28 abgeben. Das bedeutet, wie bereits anhand der vorstehenden Erläuterun­ gen von Fig. 4 zu erkennen ist, daß sich die maßgeblichen axialen Längen 32 einerseits und 36 andererseits verändert werden können, ohne daß die gute Wirksamkeit des Gerätes davon beeinträchtigt wird. Es kommt also nicht genau darauf an, die erläuterte Gesamtlänge 38 des Gerätes 20 ge­ nau auf einer halben Schallwellen-Länge λ/2 zu halten. Es sind ohne weite­ res Abweichungen möglich. Das hat den großen Vorteil, daß jetzt, wie in Fig. 1 erkennbar ist, in jedem Fall alle bei der Webmaschine vorgesehe­ nen Geräte 20 gleicher Type ohne Probleme an demselben HF-Generator 50 angeschlossen sein können.The device 20 according to the invention, as shown in FIG. 3, has a more favorable resonance curve 51 than the known device 20 ', which has a broad, largely flattened maximum in the range of the resonance frequency f0. The resonance curve 51 can emit practically the same energy at the horn end 28 in a considerable band range Δf, which lies between two limit frequencies f 1 and f 2 lying on both sides of the resonance frequency ffrequenz. That is, as already gene from the above EXPLANATIO of Fig. 4 is to be appreciated that the relevant axial lengths 32 can be changed on the one hand and 36 on the other hand, without the good efficacy of the device is affected. It is therefore not important to keep the explained total length 38 of the device 20 exactly at half a sound wave length λ / 2. There are no further deviations possible. This has the great advantage that now, as can be seen in FIG. 1, all devices 20 of the same type provided in the weaving machine can be connected to the same HF generator 50 without any problems.

Im Hornstrahler 26 sind der Fokussierabschnitt 24 mit dem Arbeitsabschnitt 25 durch einen gemeinsamen Verbindungsbolzen 44 verspannt. Dazu wird zunächst das eine Ende des Verbindungsbolzens 44 in die untere Gewindeauf­ nahme 42 der durchgehenden Axialbohrung 40 im Fokussierabschnitt 24 eingeschraubt. In dieser Gewindeaufnahme 42 befindet sich aber ein Konter­ stift 45, der mit seinem Außengewinde darin verschraubbar ist. An seinem einen Ende 46 befindet sich ein Schraubendreherschlitz od. dgl., mit wel­ chem der Konterstift 45 durch ein Drehwerkzeug betätigbar ist, welches vom gegenüberliegenden Ende der durchgehenden Axialbohrung 40 aus in den Fokussierabschnitt 24 eingeführt wird. Durch Verschrauben wird der Konterstift 45 mit seinem gegenüberliegenden Druckende 47 gegen den Verbindungsbolzen 44 gepreßt, was in Fig. 5 durch den Gegendruckpfeil 48 veranschaulicht ist. Durch den Konterstift 45 läßt sich zweierlei bestim­ men. Einerseits wird die Eintauchtiefe 49 des Verbindungsbolzens 44 fixiert. Andererseits kann der vom Konterstift 45 ausgeübte axiale Druck 48 einge­ stellt werden. Wie bereits erwähnt wurde, läßt sich mit beiden Maßnahmen sowohl die Lage des Resonanzfrequenz-Maximums f₀ in der in Fig. 3 gezeig­ ten Resonanzkurve 51 als auch die Schwingungsamplitude am Hornende 28 des Arbeitsabschnitts 25 variieren. Das aus dem Fokussierabschnitt 24 herausragende Endstück wird mit einem definierten Drehmoment aufge­ spannt. Dafür befindet sich im Arbeitsabschnitt 25 eine entsprechende axiale Gewindeaufnahme 43. Es kommt zu einer Pressung zwischen den Berührungsflächen 54 der beiden Abschnitte 24, 25, was sich in einer Zug­ spannung des Verbindungsbolzens 44 auswirkt. Der Druck 48 des Konterstifts 45 beeinflußt diese Zugspannung.In the horn radiator 26 , the focusing section 24 is clamped to the working section 25 by a common connecting bolt 44 . For this purpose, one end of the connecting bolt 44 is first screwed into the lower threaded receptacle 42 of the through axial bore 40 in the focusing section 24 . In this thread receptacle 42 there is a lock pin 45 , which can be screwed into it with its external thread. At one end 46 there is a screwdriver slot or the like, with which the counter pin 45 can be actuated by a turning tool which is inserted from the opposite end of the through axial bore 40 into the focusing section 24 . By screwing, the counter pin 45 with its opposite pressure end 47 is pressed against the connecting bolt 44 , which is illustrated in FIG. 5 by the counter pressure arrow 48 . By means of the counter pin 45 , two things can be determined. On the one hand, the immersion depth 49 of the connecting bolt 44 is fixed. On the other hand, the axial pressure 48 exerted by the counter pin 45 can be adjusted. As already mentioned, both the position of the resonance frequency maximum f₀ in the resonance curve 51 shown in FIG. 3 and the vibration amplitude at the horn end 28 of the working section 25 can be varied with both measures. The end piece protruding from the focusing section 24 is clamped with a defined torque. For this purpose there is a corresponding axial thread receptacle 43 in the working section 25 . There is a pressure between the contact surfaces 54 of the two sections 24 , 25 , which affects the tension of the connecting bolt 44 in a train. The pressure 48 of the counter pin 45 influences this tension.

Im Bereich der Berührungsfläche 54 besitzt der Fokussierabschnitt 24 eine Radialaussparung 59, wie Fig. 5 zeigt. Im Bereich dieser Aussparung 59 sind daher die Gewindegänge des Verbindungsbolzens 44 nicht in Eingriff mit der Gewindeaufnahme 43 vom Arbeitsabschnitt 25, weshalb die Verspan­ nung erst im angrenzenden Bereich des Verbindungsbolzens 44 zustande kommt. Durch diese Radialaussparung 59 kann ein nicht exakt fluchtender Verlauf der Gewindeaufnahmen 42, 43 in den beiden Abschnitten 24, 25 ausgeglichen werden. Der Verbindungsbolzen 44 kann nämlich in der Radial­ aussparung 59 seitlich ausweichen. Auch wenn die beiden Berührungsflächen 54 zwischen den Abschnitten 24, 25 nicht senkrecht zur Bolzenachse verlau­ fen, erlaubt die Radialaussparung 59 eine Ausweichbewegung des Verbin­ dungsbolzens 44 und bewirkt einen gleichmäßigen Flächendruck zwischen den Abschnitten 24, 25. Eine solche, den Verbindungsbolzen 44 zonenweise freilegende Radialaussparung 59 könnte auch alternativ oder zusätzlich im Fokussierabschnitt 24 vorgesehen sein.In the area of the contact surface 54 , the focusing section 24 has a radial recess 59 , as shown in FIG. 5. In the area of this recess 59 , the threads of the connecting bolt 44 are therefore not in engagement with the threaded receptacle 43 from the working section 25 , which is why the tensioning comes about only in the adjacent region of the connecting bolt 44 . By means of this radial recess 59 , a not exactly aligned course of the threaded receptacles 42 , 43 in the two sections 24 , 25 can be compensated for. The connecting bolt 44 can namely escape laterally in the radial recess 59 . Even if the two contact surfaces 54 between the sections 24 , 25 do not run perpendicular to the pin axis, the radial recess 59 permits an evasive movement of the connecting bolt 44 and causes a uniform surface pressure between the sections 24 , 25 . Such a radial recess 59 , which exposes the connecting bolt 44 in zones, could alternatively or additionally be provided in the focusing section 24 .

Diese Maßnahmen im Verbindungsbereich zwischen zwei Abschnitten 24, 25 könnten auch in anderen Längenbereichen des Ultraschallgerätes 20 angewendet werden. So könnte z. B. ein sinngemäß wirkender Konterstift auch mit der am gegenüberliegenden Ende des Fokussierabschnitts 24 befind­ lichen Spannschraube 18 angreifen. Weiterhin ist es für die Beeinflussung der Resonanzfrequenz und der Schwingungsamplituden günstig, diese Maßnah­ men bei den Geräten 20′ mit konventionellem Aufbau anzuwenden, z. B. an dem dortigen Verbindungsbolzen 19′ zwischen den beiden Abschnitten 23′, 24′ von Fig. 2 oder der dortigen Spannschraube 18′.These measures in the connection area between two sections 24 , 25 could also be used in other length areas of the ultrasound device 20 . For example, B. an analog counter pin also attack with the located at the opposite end of the focusing section 24 union screw 18 . Furthermore, it is favorable for influencing the resonance frequency and the vibration amplitudes to apply these measures to the devices 20 'with a conventional structure, e.g. B. on the connecting pin 19 'between the two sections 23 ', 24 'of Fig. 2 or the clamping screw 18 ' there.

Mehrere Geräte 20 können an einer gemeinsamen Schiene 52, gemäß Fig. 1, angebracht sein, welche quer zur Transportrichtung 77 der Bahn 10 beim Weben verläuft. Zwecks individueller Einstellung der Breite 55 der durch die Ultraschall-Schnitte 14 erzeugten einzelnen Streifen 15 von Fig. 1 können die Abstände zwischen den Geräten 20 verändert werden. Der Amboß 30 auf der gegenüberliegenden Bahnseite ist allen Geräten 20 gemeinsam und besteht aus einer durchgehenden Stange, die ebenfalls quer zur Transportrichtung 77 der Bahn 10 verläuft. Wie der Querschnitt von Fig. 6 deutlicher zeigt, ist der Amboß 30 als Hohlrohr 53 ausgebildet und sein Inneres mit einem verformbaren Material 102 hohen spezifischen Gewichts ausgefüllt, nämlich im vorliegenden Fall mit Blei. Dies ist auch aus Fig. 7 gut erkennbar, aus welcher folgende weiteren wichtigen Details der Erfindung zu entnehmen sind.Several devices 20 can be attached to a common rail 52 , as shown in FIG. 1, which runs transversely to the transport direction 77 of the web 10 during weaving. The distances between the devices 20 can be changed in order to individually adjust the width 55 of the individual strips 15 of FIG. 1 produced by the ultrasonic cuts 14 . The anvil 30 on the opposite side of the web is common to all devices 20 and consists of a continuous rod which also runs transversely to the transport direction 77 of the web 10 . As the cross section of FIG. 6 shows more clearly, the anvil 30 is designed as a hollow tube 53 and its interior is filled with a deformable material 102 of high specific weight, namely in the present case with lead. This can also be clearly seen from FIG. 7, from which the following further important details of the invention can be found.

Die Befestigung des Gerätes 20 an der Schiene 52 erfolgt über ein beson­ ders gestaltetes Gehäuse 60, das aus Polypropylen bestehen kann. Das aus einem Material bestehende Gehäuse 60 hat zwei abstehende, verformbare Haken 61. Die Schiene 52 besitzt zugehörige durchlaufende Leisten 56, die von den Haken 61 in zueinander spiegelbildlicher Weise umgriffen wer­ den. Die an den Leisten 56 angreifenden Haken 61 stehen unter einer Federspannung des Materials und halten das Gehäuse 60 bereits durch Rei­ bung an der Schiene 52 fest. Das Gehäuse 60 besitzt einen abnehmbaren Deckel, der zwar in Fig. 7 entfernt ist, dort aber, z. B. durch Schrauben od. dgl., an den mit 62 bezeichneten Stellen befestigt werden kann.The device 20 is fastened to the rail 52 via a specially designed housing 60 , which can be made of polypropylene. The housing 60 , which is made of one material, has two projecting, deformable hooks 61 . The rail 52 has associated continuous strips 56 , which are encompassed by the hooks 61 in a mirror image of one another. The hooks 61 engaging on the strips 56 are under a spring tension of the material and hold the housing 60 already by Rei on the rail 52 firmly. The housing 60 has a removable cover, which is removed in Fig. 7, but there, for. B. by screws. Like., Can be attached to the designated 62 locations.

Das Gehäuse 60 umfaßt eine mittlere Kammer 63, in welcher das vorbe­ schriebene Gerät 20 gehaltert ist. Das Gerät 20 wird dabei von einer Fe­ der 65 gegen eine definierte Sitzfläche 64 im Inneren der Kammer 63 angedrückt. Das Gerät ragt mit dem erwähnten Arbeitsabschnitt 25 aus dem Gehäuse heraus. Die Feder 65 stützt sich dabei über einen Kunststoff- Ring 67 aus Polytetrafluoräthylen und einen Elastomer-Ring 66 aus Silikon­ gummi am oberen Stirnende des vorbeschriebenen Reflektors 22 des Gerätes 20 ab. Das gegenüberliegende Ende der Feder 65 dagegen liegt unmittelbar an einer Innenfläche des Gehäuses 60 an. Ein Schlauch 70, der Kühlluft heranführen kann, ist in einer äußeren Kammer 68 des Gehäuses 60 angeord­ net und mündet, wie Fig. 7 zeigt, im unteren Bereich der vorbeschriebenen mittleren Kammer 63 ein. Die Kühlluft umstreicht das Gerät 20 und führt die Wärme durch eine Öffnung 69 im Gehäuse 60 nach außen ab. Der Schlauch 70 endet, ebenfalls im oberen Bereich des Gehäuses 60, in einer nicht näher gezeigten Schlauchkupplung, an welcher ein in Fig. 7 im gelö­ sten Zustand dargestellter Schlauchstecker 71 angeschlossen werden kann, der an einer die Kühlluft heranführenden Schlauchzuleitung 72 sitzt.The housing 60 comprises a central chamber 63 , in which the device 20 described vorbe is held. The device 20 is pressed by a Fe 65 against a defined seat surface 64 inside the chamber 63 . The device protrudes with the mentioned working section 25 out of the housing. The spring 65 is supported by a plastic ring 67 made of polytetrafluoroethylene and an elastomer ring 66 made of silicone rubber at the upper end of the above-described reflector 22 of the device 20 . The opposite end of the spring 65, however, lies directly against an inner surface of the housing 60 . A hose 70 , which can bring cooling air in, is arranged in an outer chamber 68 of the housing 60 and opens, as shown in FIG. 7, in the lower region of the above-described middle chamber 63 . The cooling air passes over the device 20 and dissipates the heat to the outside through an opening 69 in the housing 60 . The hose 70 ends can be connected, also in the upper region of the housing 60, in a not shown in detail the hose coupling, to which a in Fig. 7 in Geloë most state shown hose connector 71, which sits on a cooling air inbound input tubing 72nd

In der äußeren Kammer 68 befindet sich auch die bereits mehrfach erwähnte elektrische Leitung 31 für das beschriebene Piezo-Element des Gerätes 20. Die Leitung 31 wird durch eine Öffnung in einer Trennwand 73 geführt, welche im Gehäuse 60 die beiden Kammern 63, 68 voneinander trennt. Die Leitung 31 endet in einer ebenfalls im oberen Bereich des Gehäuses 60 vorgesehenen elektrischen Anschlußbuchse 74, in welche dann bedarfswei­ se ein entsprechender, in Fig. 7 im gelösten Zustand gezeigter Anschluß­ stecker 75 einkuppelbar ist. Der Anschlußstecker 75 sitzt an einem weiter­ führenden elektrischen Leitungsabschnitt 76, der in Fig. 6 noch näher gezeigt wird. In the outer chamber 68 there is also the electrical line 31, already mentioned several times, for the described piezo element of the device 20 . The line 31 is guided through an opening in a partition 73 which separates the two chambers 63 , 68 from one another in the housing 60 . The line 31 ends in a likewise provided in the upper region of the housing 60 electrical connection socket 74 , in which then, if necessary, a corresponding connector 75 shown in FIG. 7 in the released state can be coupled. The connector plug 75 sits on a further leading electrical line section 76 , which is shown in more detail in FIG. 6.

Fig. 7 zeigt, wie das Hornende 28 die Bahn 10 gegen den gegenüber liegen­ den Amboß 30 drückt und, bei der Abzugsbewegung 77 der Bahn 10 wäh­ rend des Webens, den beschriebenen Ultraschall-Schnitt 14 erzeugt. Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Kombination 20 kontinuierlich betrieben werden kann, also ohne Ruhephasen. Um die Resonanz einhalten zu können, ist bisher im Stand der Technik ein Impuls-Betrieb erforderlich gewesen. Die vorbeschriebene Kühlung er­ leichtert diesen kontinuierlichen Betrieb der Piezo-Elemente. Fig. 7 shows how the horn end 28 presses the web 10 against the anvil 30 opposite and, during the withdrawal movement 77 of the web 10 during weaving, produces the described ultrasonic cut 14 . Another special feature of the invention is that the combination 20 according to the invention can be operated continuously, that is to say without resting phases. In order to be able to maintain the resonance, pulse operation has been required in the prior art. The cooling described above facilitates this continuous operation of the piezo elements.

Zur genauen Lageeinstellung des Gehäuses 60 mit dem darin gehalterten Gerät 20 an der Schiene 52 dient eine seitlich an der Schiene 52 befestigte, parallele Zahnstange 57, die auch in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Zahnstange 57 ragt durch einen seitlichen Ausbruch in eine Bohrung 78 des Gehäuses 60 hinein, die sich im wesentlichen parallel zu der erwähnten mittleren Kammer 63 erstreckt und am oberen Ende des Gehäuses 60 ausmündet. Das Gehäuse 60 besitzt aber auch ein Arretierglied 82, welches die gewählte Position des Gehäuses 60 an der Schiene 52 blockiert. Dieses Arretierglied 82 besteht im vorliegenden Fall aus einem Zahnrad, welches von einem elastischen Glied 83, nämlich hier einer Wendelfeder, normalerweise immer in Zahneingriff mit der Zahnstange 57 gehalten wird. Dann ist eine Verstel­ lung des Gehäuses 60 entlang der Schiene 52 blockiert. Das elastische Glied 83 kann in einer axialen Verlängerung der vorbeschriebenen Bohrung 78 angeordnet sein.A parallel toothed rack 57 , which is fastened to the side of the rail 52 and which can also be seen in FIG. 1, is used for the exact positional adjustment of the housing 60 with the device 20 held therein on the rail 52 . The rack 57 protrudes through a lateral cutout into a bore 78 in the housing 60 , which extends essentially parallel to the above-mentioned central chamber 63 and opens out at the upper end of the housing 60 . The housing 60 also has a locking member 82 , which blocks the selected position of the housing 60 on the rail 52 . In the present case, this locking member 82 consists of a gearwheel which is usually always held in tooth engagement with the rack 57 by an elastic member 83 , namely here a helical spring. Then an adjustment of the housing 60 along the rail 52 is blocked. The elastic member 83 can be arranged in an axial extension of the bore 78 described above.

Zur Längsverschiebung des Gehäuses 60 auf der Schiene 52 dient ein aus Fig. 7 erkennbares Betätigungswerkzeug 80, welches die Form eines Schaftes mit einer der Zahnstange 57 angepaßten Ritzel-Verzahnung 81 am Schaften­ de aufweist. Zur Verstellung des Gehäuses 60 wird zunächst der Schaft dieses Betätigungswerkzeugs 80 im Sinne des axialen Pfeils 79 durch die Öffnung ins Innere der Bohrung 78 hinein bewegt, so daß die Ritzelverzah­ nung 81 mit der Zahnstange 57 in Eingriff kommt. Wird dann das Betäti­ gungswerkzeug 80 im Sinne des in Fig. 7 ebenfalls angedeuteten Drehpfeils 84 bewegt, so rollt das Ritzel 81 auf der Zahnstange 57 ab und bewegt in entsprechender Weise das Gehäuse 60 entlang der Schiene 52. Der Schaft vom Betätigungswerkzeug 80 ist nämlich in der Gehäuse-Bohrung 78 drehge­ lagert. Bei der axialen Einsteckbewegung 79 des Betätigungswerkzeugs 80 wird zugleich das Arretierglied 82 unwirksam gesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nämlich das Zahnrad 82, gegen die Wirkung des auf ihn wirkenden elastischen Glieds 83, zurückgedrückt und gibt die Zahn­ stange 57 frei.For the longitudinal displacement of the housing 60 on the rail 52 , an actuating tool 80 can be seen from FIG. 7, which has the shape of a shaft with a pinion toothing 81 adapted to the rack 57 on the shaft de. To adjust the housing 60 , the shaft of this actuating tool 80 is first moved in the direction of the axial arrow 79 through the opening into the interior of the bore 78 so that the pinion toothing 81 comes into engagement with the rack 57 . If the actuating tool 80 is then moved in the sense of the arrow 84 also indicated in FIG. 7, the pinion 81 rolls on the rack 57 and moves the housing 60 in a corresponding manner along the rail 52 . The shaft of the actuating tool 80 is namely in the housing bore 78 stored in Drehge. With the axial insertion movement 79 of the actuating tool 80 , the locking member 82 is simultaneously set ineffective. In the present embodiment, namely, the gear 82 is pressed back against the action of the elastic member 83 acting on it and releases the toothed rack 57 .

Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführung. In diesem Fall verwendet man eine über die Breitgewebe-Bahn 10 verlaufende Doppel­ schiene 58, welche zwei Schienenteile 52, 52′ der beschriebenen Art auf­ weist. Diese besitzen an den beiden voneinander weggerichteten Schienen- Außenseiten 88, 88′ zwei Gruppen von daran angeklemmten Gehäusen 60. Dadurch können die in Fig. 1 erläuterten Ultraschall-Schnitte 14 noch enger gesetzt werden, als der in Fig. 1 erkennbaren Baubreite 86 der ge­ zeigten Gehäuse 60 entspricht. Die am zweiten Schienenteil 52′ befindlichen Gehäuse 60 können nämlich im Bereich der Lücken der am ersten Schienen­ teil 52 dieser Doppelschiene 58 befindlichen anderen Gruppe von Gehäusen 60 angeordnet sein. Die beiden Schienenteile 52, 52′ der Doppelschiene 58 sind in einem definierten Winkel sowohl zueinander als auch zu einer Führung 90 der Gewebebahn 10 angeordnet. Diese Führung 90 lagert die entsprechenden beiden, als gefülltes Rohr 53, 53′ gestalteten Ambosse 30. FIG. 6 shows an embodiment modified from FIG. 1. In this case, one uses a double rail 58 which extends over the wide fabric web 10 and which has two rail parts 52 , 52 'of the type described. These have two groups of housings 60 clamped to them on the two mutually facing rail outer sides 88 , 88 '. As a result, the ultrasonic cuts 14 explained in FIG. 1 can be set even closer than the width 86 that can be seen in FIG. 1 corresponds to the housing 60 shown . The housing 60 located on the second rail part 52 'can namely be arranged in the region of the gaps of the part 52 of this double rail 58 located on the first rail, another group of housings 60 . The two rail parts 52 , 52 'of the double rail 58 are arranged at a defined angle both to one another and to a guide 90 of the fabric web 10 . This guide 90 supports the corresponding two, as a filled tube 53 , 53 'designed anvils 30th

Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, entsteht in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise aus den Kettfäden 11 und Schußfäden 12 das Breitgewebe 10 an der mit 85 bezeichneten Webstelle. Das Breitge­ webe 10 wird dann um einen Heizstab 87 herumgeführt, der sich in einem Breithalter befindet. Von dort läuft dann das Breitgewebe 10 über eine Gewindestange 89 und dann über das beschriebene erste Rohr 53′, an dem die erste Gruppe der in den Gehäusen 60 befindlichen Geräte 20 ange­ drückt wird und die erste Gruppe von Trennschnitten erzeugt. Diese Gewin­ destange 89 dient dazu, um die Bahn 10 während der Abzugsbewegung 77 in der gewünschten Breite zu halten. Diejenigen Zonen der Bahn, die dort noch nicht längsgeschnitten worden sind, werden dann über das zweite Rohr 53 geführt und durch die am hinteren Schienenteil 52 befestigte zweite Gruppe von Geräten 20 zerteilt. Die fertig geschnittenen Streifen 15 werden dann, wie Fig. 6 zeigt, über eine weitere Gewindestange 91 abgeführt, wo sie umgelenkt und zu nicht gezeigten Abzugswalzen der Webmaschine geführt werden. As can be seen from FIG. 6, formed in the manner already described in connection with FIG. 1 manner from the warp yarns 11 and weft yarns 12, the broad fabric 10 at the point marked 85 weaving. The Breitge weave 10 is then passed around a heating element 87 which is located in a spreader. From there, then the wide fabric 10 runs over a threaded rod 89 and then over the described first tube 53 ', to which the first group of devices 20 located in the housings 60 is pressed and the first group of separating cuts are produced. This threaded rod 89 serves to hold the web 10 during the pull-off movement 77 in the desired width. Those zones of the web which have not yet been cut longitudinally there are then guided over the second tube 53 and divided by the second group of devices 20 fastened to the rear rail part 52 . The finished cut strips 15 are then, as shown in FIG. 6, discharged via a further threaded rod 91 , where they are deflected and guided to take-off rollers, not shown, of the weaving machine.

Zwischen den beiden Schienenteilen 52, 52′ der Doppelschiene 58 entsteht ein Zwischenraum 92, der zwar nach oben hin offen ist, aber durch eine zur Montage abnehmbare Profilabdeckung 93 geschlossen werden kann. Die Profilabdeckung 93 kann elektrische Kupplungselemente 94 tragen, an welche, über komplementäre elektrische Verbindungsteile 95, die bereits in Fig. 7 beschriebenen elektrischen Leitungsabschnitte 76 für die einzelnen Gehäuse 60 elektrisch kontaktiert werden können. Von den Kupplungselemen­ ten 94 gehen die bereits in Fig. 1 erwähnten elektrischen Leitungen 31 aus und werden, im Inneren des Schienen-Raums 92, bis zu dem beschriebe­ nen, gemeinsamen HF-Generator 50 geführt. Die zum Betrieb der Geräte 20 dienenden weiteren elektronischen Bauteile 96 können ebenfalls in diesem Raum 92 angeordnet sein, und zwar, wie Fig. 6 zeigt, über eine Leiterplatte 97 an einem nach innen weisenden Innenschenkel 98 der Profilabdeckung 93. In ähnlicher Weise, wie die in Fig. 6 gezeigten elektrischen Leitungsab­ schnitte 76, können übrigens auch die in Fig. 7 beschriebenen Schlauchzu­ leitungen 72 über zugehörige, nicht gezeigte Schlauchverbinder mit der Profilschiene 93 verbunden sein. In dem von den Schienen 58, 93 umschlosse­ nen Raum 92 sind nämlich auch die in Fig. 6 erkennbaren Versorgungs­ schläuche 99 für Kühlluft angeordnet. Die Versorgungsschläuche 99 führen zu einer nicht gezeigten, die Kühlluft zuführenden Quelle am einen Ende der Doppelschiene 58.Between the two rail parts 52 , 52 'of the double rail 58 , an intermediate space 92 is created which is open at the top, but can be closed by a profile cover 93 which can be removed for assembly. The profile cover 93 can carry electrical coupling elements 94 to which, via complementary electrical connecting parts 95 , the electrical line sections 76 already described in FIG. 7 for the individual housings 60 can be electrically contacted. From the coupling elements 94 , the electrical lines 31 already mentioned in FIG. 1 go out and are guided, inside the rail space 92 , to the described common HF generator 50 . The further electronic components 96 used to operate the devices 20 can also be arranged in this space 92 , specifically, as shown in FIG. 6, via a printed circuit board 97 on an inward-pointing inner leg 98 of the profile cover 93 . In a similar manner to the electrical line sections 76 shown in FIG. 6, by the way, the hose lines 72 described in FIG. 7 can also be connected to the profile rail 93 via associated hose connectors, not shown. In the space 92 enclosed by the rails 58 , 93 , the supply hoses 99 for cooling air, which can be seen in FIG. 6, are arranged. The supply hoses 99 lead to a source (not shown) that supplies the cooling air at one end of the double rail 58 .

Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführung, in welcher mehrere der erfin­ dungsgemäßen Geräte 20 an einem gemeinsamen Werkzeugteil 100 sitzen. Bei diesem Werkzeugteil 100 handelt es sich im vorliegenden Fall um ein Stanzwerkzeug, das mit seinem Arbeitsprofil 101 jene Form bestimmt, mit welcher durch Ultraschall das Stanzgut aus einer nicht gezeigten Bahn herausgeschnitten werden soll. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Arbeitsprofil 101 ein Sechseck. Dieser Stanz-Werkzeugteil 100 er­ setzt, bezogen auf Fig. 4, die beschriebenen Arbeitsabschnitte 25 der einzel­ nen Kombinationen 20. Diese Anwendung ist wegen der im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits erläuterten breiten Resonanzkurve 51 und der erfindungs­ gemäßen, in Fig. 5 beschriebenen besonderen Verbindungen zwischen den Abschnitten möglich. Wie in Fig. 8 erkennbar, können daher alle zu den Wandlern 21 der einzelnen Geräte 20 führenden elektrischen Leitungen 31 wieder an einem gemeinsamen HF-Generator 50 angeschlossen sein. Fig. 8 shows a modified embodiment in which several of the devices 20 according to the invention sit on a common tool part 100 . In the present case, this tool part 100 is a punching tool which, with its working profile 101, determines the shape with which the punched material is to be cut out of a path (not shown) by ultrasound. In the exemplary embodiment shown, the working profile 101 is a hexagon. This punching tool part 100 he sets, based on FIG. 4, the described working sections 25 of the individual combinations 20 . This application is possible because of the wide resonance curve 51 already explained in connection with FIG. 3 and the special connections between the sections according to the invention described in FIG. 5. As can be seen in FIG. 8, all the electrical lines 31 leading to the converters 21 of the individual devices 20 can therefore be connected again to a common HF generator 50 .

Anstelle einer Schneidlinie könnte ein solcher Werkzeugteil 100 natürlich auch eine Schweißnaht zwischen zwei oder mehreren übereinander liegenden Bahnen ausführen. Außerdem könnte der Werkzeugteil 100 auch beliebige andere Formen aufweisen und andere Funktionen erfüllen. Man könnte den Werkzeugteil z. B. als Zerstäuber für Flüssigkeiten od. dgl. verwenden. In diesem Fall würde man den Werkzeugteil 100 in Plattenform ausbilden, an welcher mehrere Geräte 20 nach der Erfindung angeschlossen sind und im Betriebsfall die Platte gemeinsam zu Ultraschall-Schwingungen anregen. Eine auf diese Platte gelangende Flüssigkeit wird dann durch diese Schwingungen zerstäubt. Durch eine größere Anzahl von Geräten 20 wird eine entsprechend hohe Schwingungsenergie an der Platte bzw. dem Werkzeug 100 erzeugt.Instead of a cutting line, such a tool part 100 could of course also perform a weld seam between two or more tracks lying one above the other. In addition, the tool part 100 could also have any other shape and fulfill other functions. You could the tool part z. B. as an atomizer for liquids. Like. Use. In this case, the tool part 100 would be designed in the form of a plate, to which a plurality of devices 20 according to the invention are connected and, in operation, excite the plate together to produce ultrasonic vibrations. A liquid that gets onto this plate is then atomized by these vibrations. A correspondingly high vibration energy is generated on the plate or tool 100 by a larger number of devices 20 .

BezugszeichenlisteReference list

10 Bahn, Breitgewebe-Bahn
11 Kettfaden von 10
12 Schußfaden von 10
13 Muster in 10
14 Schnittstelle, Längsschnitt
15 Streifen
16 Schauseite von 10
17 Rückseite von 10
18′, 18 Schraube (Fig. 2)
19′ Verbindungsbolzen (Fig. 2)
20 Aktivteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Ultraschallgerät, Gerät
20′ Aktivteil der bekannten Vorrichtung, Gerät
21, 21′ Wandler von 20 bzw. 20′, Piezo-Element
22, 22′ äußerer Axialabschnitt von 20 bzw. 20′, Reflektor
23′ innerer Axialabschnitt von 20
24, 24′ Fokussierabschnitt von 26
25, 25′ Arbeitsabschnitt von 26
26, 26′ Hornstrahler von 20 bzw. 20
27, 27′ Verjüngung von 26 bzw. 26
28, 28′ kontaktierendes Hornende von 26, 26
29, 29′ Schneide von 28, 28
30 Passivteil der Schneidvorrichtung, Amboß
31, 31′ elektrische Leitung zu 50
32, 32′ axiale Länge von 22 bzw. 22
33′ axiale Länge von 23
34, 34′ Schwingungsbauch von 37 bzw. 37
35, 35′ Schwingungsknoten von 37 bzw. 37
36, 36′ axiale Länge von 26 bzw. 26
37, 37′ stehende Welle in 20′ (Fig. 2) bzw. in 20 (Fig. 4)
38, 38′ Gesamtlänge von 20 bzw. 20
39, 39′ Durchmesser von 20 bzw. 20
40 Axialbohrung, (Fig. 4)
41 Gewindeaufnahme in 24
42 andere Gewindeaufnahme in 24
43 Gewindeaufnahme in 25
44 Verbindungsbolzen
45 Konterstift
46 Betätigungsende von 45
47 Druckende von 45
48 Druckpfeil von 45
49 Eintauchtiefe von 44 in 24
50 HF-Generator
51, 51′ Resonanzkurve von 20 bzw. 20
52 Schiene für 60, erster Schienenteil von 58
52′ anderer Schienenteil von 58
53, 53′ Stahl-Hohlrohr für 30 (Fig. 6)
54 Berührungsfläche zwischen 24, 25
55 Breite von 15, (Fig. 1)
56 Leiste an 52
57 Zahnstange an 52 bzw. 58
58 Doppelschiene
59 Radialaussparung in 43, (Fig. 5)
60 Gehäuse für 20
61 abragender Haken von 60
62 Befestigungsstelle für Gehäusedeckel an 60
63 mittlere Kammer in 60
64 Sitzfläche für 20 in 60
65 Feder für 20
66 Kunststoffring aus PTFE
67 Elastomer-Ring aus Silikon
68 äußere Kammer von 60
69 Gehäuseöffnung in 60
70 Schlauch für Kühlluft
71 Schlauchstecker
72 Schlauchzuleitung
73 Trennwand zwischen 63, 68
74 elektrische Anschlußbuchse
75 elektrische Anschlußstecker an 76
76 elektrischer Leitungsabschnitt an 75
77 Pfeil der Transportrichtung der Bahn
78 Bohrung
79 Axialbewegungs-Pfeil von 80
80 Betätigungswerkzeug für 60
81 Ritzelverzahnung an 80
82 Arretierglied, Zahnrad
83 elastisches Glied für 82
84 Drehbewegungs-Pfeil für 80
85 Webstelle (Fig. 6)
86 Baubreite von 60 (Fig. 1)
87 Heizstab (Fig. 6)
88, 88′ Schienenaußenseite von 52, 52
89 Gewindestange
90 Führung für 10
91 Gewindestange
92 Zwischenraum in 58
93 Profilabdeckung für 58
94 elektrisches Kupplungselement an 93
95 elektrisches Verbindungsteil an 76
96 elektronische Bauteile in 92
97 Leiterplatte für 96
98 Innenschenkel an 93
99 Versorgungsschlauch für Kühlluft in 92
100 Werkzeugteil, Stanz-Werkzeug
101 Arbeitsprofil von 100
102 Rohrfüllung für 53, Blei
10 web, wide fabric web
11 warp threads out of 10
12 weft threads out of 10
13 patterns in 10
14 interface, longitudinal section
15 strips
16 front of 10
17 back of 10
18 ' , 18 screw ( Fig. 2)
19 ' connecting bolt ( Fig. 2)
20 active part of the device according to the invention, ultrasound device, device
20 ' active part of the known device, device
21 , 21 ' transducers of 20 and 20 ', piezo element
22 , 22 ' outer axial section of 20 or 20 ', reflector
23 ′ inner axial section of 20
24 , 24 ′ focusing section of 26
25 , 25 ′ working section of 26
26 , 26 ′ horns of 20 or 20
27 , 27 ′ taper of 26 and 26
28 , 28 ′ contacting horn end of 26, 26
29 , 29 ′ cutting edge of 28, 28
30 Passive part of the cutting device, anvil
31 , 31 ' electrical line to 50
32 , 32 ′ axial length of 22 or 22
33 ′ axial length of 23
34 , 34 ′ antinode of 37 and 37
35 , 35 ′ vibration nodes of 37 and 37
36 , 36 ′ axial length of 26 or 26
37 , 37 ' standing wave in 20 ' ( Fig. 2) or in 20 ( Fig. 4)
38 , 38 ′ total length of 20 or 20
39 , 39 ′ diameter of 20 or 20
40 axial bore, ( Fig. 4)
41 thread in 24
42 other threads in 24
43 thread in 25
44 connecting bolts
45 counter pin
46 actuation end of 45
47 end of print of 45
48 pressure arrow of 45
49 immersion depth of 44 in 24
50 HF generator
51 , 51 ′ resonance curve of 20 and 20
52 rails for 60 , first rail part of 58
52 ′ other rail part of 58
53 , 53 ′ steel hollow tube for 30 ( Fig. 6)
54 contact surface between 24, 25
55 width of 15 , ( Fig. 1)
56 strips at 52
57 rack on 52 or 58
58 double rail
59 radial recess in 43 , ( FIG. 5)
60 housings for 20
61 protruding hooks from 60
62 Fastening point for housing cover on 60
63 middle chamber in 60
64 seat for 20 in 60
65 spring for 20
66 Plastic ring made of PTFE
67 Silicone elastomer ring
68 outer chamber of 60
69 housing opening in 60
70 hose for cooling air
71 hose connector
72 hose feed
73 partition between 63, 68
74 electrical connection socket
75 electrical connectors at 76
76 electrical line section at 75
77 Arrow of the direction of transport of the web
78 hole
79 Axial movement arrow from 80
80 operating tool for 60
81 sprocket teeth on 80
82 locking member, gear
83 elastic link for 82
84 rotation arrow for 80
85 weaving station ( Fig. 6)
86 width of 60 ( Fig. 1)
87 heating element ( FIG. 6)
88 , 88 ′ rail outside of 52, 52
89 threaded rod
90 guide for 10
91 threaded rod
92 space in 58
93 Profile cover for 58
94 electrical coupling element at 93
95 electrical connector to 76
96 electronic components in 92
97 PCB for 96
98 inner thighs to 93
99 Supply hose for cooling air in 92
100 tool part, punching tool
101 work profile of 100
102 tube filling for 53 , lead

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Ultraschallbehandlung von Material, mit wenigstens einem Ultraschallgerät (Gerät 20′) und mit einem das Gerät (20′) elektrisch antreibenden Hochfrequenzgenerator (HF-Generator 50),
wobei das Gerät (20′) in mehrere Längsabschnitte (Abschnitte 22′, 23′, 26′) aus zueinander unterschiedlichem Werkstoff gegliedert ist,
die Abschnitte (23′, 24′) endseitig axiale Gewindeaufnahmen aufweisen und paarweise durch einen gewindetragenden Verbindungsbolzen (19′) gegeneinander axial verspannt sind, welcher in die beiden Gewin­ deaufnahmen zweier benachbarter Abschnitte (23′, 24′) eingreift,
und zwischen zwei Abschnitten (22′, 23′) des Gerätes (20′) ein elektro­ mechanischer Wandler, wie ein Piezoelement (21′), angeordnet ist, welcher an den HF-Ausgang des HF-Generators (50) angeschlossen (31′) ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Abschnitt (24) des Geräts (20) eine durchgehende Axialbohrung (40) aufweist, an deren Bohrungsende sich die Gewinde­ aufnahme (42) mit dem teilweise eingeschraubten Verbindungsbolzen (44) befindet,
und in dieser Gewindeaufnahme (42) zugleich ein seinerseits ein Außen­ gewinde aufweisender Konterstift (45) verschraubbar ist, dessen ei­ nes, der Axialbohrung zugekehrtes Ende (Betätigungsende 46) zur Drehbetätigung des Konterstifts (45) dient, um sein anderes Ende (Druckende 47) axial gegen das Stirnende des Verbindungsbolzens (44) anzudrücken (Fig. 2, 4, 5).
1. Device for the ultrasonic treatment of material, with at least one ultrasonic device (device 20 ') and with a device ( 20 ') electrically driving high-frequency generator (HF generator 50 ),
wherein the device ( 20 ') is divided into several longitudinal sections (sections 22 ', 23 ', 26' ) made of different material,
the sections ( 23 ', 24 ') have axial thread receptacles at the ends and are axially braced in pairs by a thread-bearing connecting bolt ( 19 ') which engages in the two threaded receptacles of two adjacent sections ( 23 ', 24 '),
and between two sections ( 22 ', 23 ') of the device ( 20 ') an electro-mechanical transducer, such as a piezo element ( 21 '), is arranged, which is connected to the RF output of the RF generator ( 50 ) ( 31 ' ) is
characterized,
that at least one section ( 24 ) of the device ( 20 ) has a continuous axial bore ( 40 ), at the bore end of which the thread receptacle ( 42 ) with the partially screwed-in connecting bolt ( 44 ) is located,
and in this thread receptacle ( 42 ), in turn, an externally threaded counter pin ( 45 ) can be screwed, its egg nes, the axial bore end (actuating end 46 ) is used for rotary actuation of the counter pin ( 45 ) around its other end (pressure end 47 ) press axially against the end of the connecting bolt ( 44 ) ( Fig. 2, 4, 5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ tauchtiefe (49) des Verbindungsbolzens (44) in der Axialbohrung (40) längeneinstellbar ist und die gewünschte Eintauchtiefe (49) durch den Konterstift (45) fixiert ist, (Fig. 5).2. Device according to claim 1, characterized in that the immersion depth ( 49 ) of the connecting bolt ( 44 ) in the axial bore ( 40 ) is adjustable in length and the desired immersion depth ( 49 ) is fixed by the counter pin ( 45 ), ( Fig. 5th ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Konterstift (45) auf den Verbindungsbolzen (44) ausgeübte axiale Druck (48) einstellbar ist mittels eines durch die Axialbohrung (40) einführbaren Betätigungswerkzeugs.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the axial pressure ( 48 ) exerted by the counter pin ( 45 ) on the connecting bolt ( 44 ) is adjustable by means of an actuating tool which can be inserted through the axial bore ( 40 ). 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Konterstift (45) auf den Verbindungsbol­ zen (44) ausgeübte Druck (48) mit der im Verbindungsbolzen (44) herrschenden Zugspannung abgestimmt ist, die sich beim Verspannen zwischen den beiden zugehörigen, einander berührenden (54) Abschnitten (24, 25) ergibt.4. The device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the (44), pressure (48) zen from the lock pin (45) on the Verbindungsbol applied is aligned with the pressure prevailing in the connecting pin (44) tension, which in itself Bracing between the two associated, mutually contacting ( 54 ) sections ( 24 , 25 ) results. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Berührungsfläche (54) zwischen zwei gegeneinander verspannten Abschnitten (24, 25) wenigstens die Gewindeaufnahme (43) des einen Abschnitts (25) eine radiale Ausspa­ rung (59) gegenüber dem Außengewinde des gemeinsamen Verbindungs­ bolzens (44) aufweist, (Fig. 5).5. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that in the region of the contact surface ( 54 ) between two mutually braced sections ( 24 , 25 ) at least the threaded receptacle ( 43 ) of the one section ( 25 ) has a radial recess ( 59 ) opposite the external thread of the common connecting bolt ( 44 ), ( Fig. 5). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Aussparung (59) sich in dem zweiten Abschnitt (25) befindet, der bezüglich des mit der Axialbohrung (40) versehenen ersten Abschnitts (24) benachbart ist, (Fig. 5).6. The device according to claim 5, characterized in that the radial recess ( 59 ) is in the second section ( 25 ) which is adjacent with respect to the axial section ( 40 ) provided with the first section ( 24 ), ( Fig. 5) . 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des elektro-mechanischen Wandlers (21) ein als Schwingungsreflektor (22) des Gerätes (20) wirksamer Endabschnitt angeordnet ist, dessen axiale Länge kleiner/gleich 1/8 der durch die Resonanzfrequenz (f₀) des Gerätes (20) sich ergebenden Schallwellen-Länge ist,
während unmittelbar auf der anderen Seite des Wandlers (21) ein Hornstrahler (26) sitzt, der einerseits aus einem Fokussierabschnitt (24) für die vom Wandler (21) kommende Schwingungsleistung und andererseits aus einem zur Abgabe des Ultraschalls an das zu behan­ delnde Material (10) dienenden Arbeitsabschnitt (25) besteht,
und daß die Gesamtlänge (38) des Gerätes (20), vom Schwingungsreflek­ tor (22) bis zum Arbeitsabschnitt (25) kleiner/gleich 3/4 der Schallwel­ len-Länge ist, (Fig. 4).
7. The device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that on one side of the electro-mechanical transducer ( 21 ) as a vibration reflector ( 22 ) of the device ( 20 ) effective end portion is arranged, the axial length is smaller / is equal to 1/8 of the sound wave length resulting from the resonance frequency (f₀) of the device ( 20 ),
while directly on the other side of the transducer ( 21 ) sits a horn ( 26 ), which on the one hand consists of a focusing section ( 24 ) for the vibrating power coming from the transducer ( 21 ) and on the other hand from a material for delivering the ultrasound to the material to be treated ( 10 ) serving working section ( 25 ),
and that the total length ( 38 ) of the device ( 20 ) from the Schwingungsreflek gate ( 22 ) to the working section ( 25 ) is less than / equal to 3/4 of the Schallwel len length, ( Fig. 4).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Gesamtlänge (38) des Gerätes (20) im wesentlichen gleich der halben Schallwellen-Länge ist, während die axiale Länge des Schwingungsre­ flektors (22) annähernd gleich 1/8 dieser Schallwellen-Länge ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the total axial length ( 38 ) of the device ( 20 ) is substantially equal to half the sound wave length, while the axial length of the Schwingungsre reflector ( 22 ) approximately equal to 1/8 of this sound wave Length is. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (40) zur Gewindeaufnahme des Verbindungsbolzens (44) und des Konterstifts (45) im aus Leichtmetall bestehenden Fokus­ sierabschnitts (24) des Hornstrahlers (26) angeordnet ist, während der über den Verbindungsbolzen damit verspannte Arbeitsabschnitt (25) aus Stahl besteht.9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the axial bore ( 40 ) for receiving the thread of the connecting bolt ( 44 ) and the counter pin ( 45 ) in the light alloy focus section section ( 24 ) of the horn ( 26 ) is arranged during the Working section ( 25 ) thus braced over the connecting bolt consists of steel. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer HF-Generator (50) gleichzeitig die Wandler (21) mehrerer, selbständig wirksamer Geräte (20) betreibt, (Fig. 1, 8).10. The device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a common HF generator ( 50 ) simultaneously operates the converter ( 21 ) of a plurality of independently active devices ( 20 ) ( Fig. 1, 8). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte (20) zum Ultraschall-Schneiden und/oder Ultraschall-Schweißen von Bahnen (10), insbesondere von Breitgewebe-Bahnen aus Fadenmaterial (11, 12), dienen und auf einer gemeinsamen Schiene (57) angeordnet sind, welche über der in Streifen zu schneidenden bzw. zu schweißen­ den Bahn (10) verläuft, und die Geräte (20), entsprechend der ge­ wünschten Breite (54) der Streifen (15), entlang der Schiene (57) einstellbar sind, (Fig. 1).11. The device according to claim 10, characterized in that the devices ( 20 ) for ultrasonic cutting and / or ultrasonic welding of webs ( 10 ), in particular wide-webs of thread material ( 11 , 12 ), serve and on a common Rail ( 57 ) are arranged, which runs over the web ( 10 ) to be cut or welded into strips, and the devices ( 20 ), according to the desired width ( 54 ) of the strips ( 15 ), along the rail ( 57 ) are adjustable ( Fig. 1). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelschiene (58) vorgesehen ist, an welcher die Geräte (20) an beiden einander gegenüberliegenden Schienenseiten (88, 88′) und ggf. im Wechsel zueinander angeordnet sind, (Fig. 6).12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a double rail ( 58 ) is provided, on which the devices ( 20 ) on both mutually opposite rail sides ( 88 , 88 ') and optionally arranged alternately, ( Fig. 6 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß den Geräten (20) eine gemeinsame, auf der gegenüberliegenden Bahnseite (17) befindliche durchlaufende Stange (53) zugeordnet ist, die als passiver Amboß (30) beim Schneiden bzw. Schweißen der Bahn (10) dient, (Fig. 6).13. The apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the devices ( 20 ) is assigned a common, on the opposite web side ( 17 ) located continuous rod ( 53 ), which as a passive anvil ( 30 ) when cutting or welding the Track ( 10 ) is used ( Fig. 6). 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange aus einem Hohlrohr (53) besteht, welches mit verformbarem Material (102) hohen spezifischen Gewichts gefüllt ist, wie Blei, (Fig. 7).14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the rod consists of a hollow tube ( 53 ) which is filled with deformable material ( 102 ) of high specific weight, such as lead, ( Fig. 7). 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gerät (20) in einem Gehäuse (60) gelagert ist, welches an der Schiene (52; 58) anklemmbar ist, (Fig. 7).15. The apparatus according to claim 14, characterized in that each device ( 20 ) is mounted in a housing ( 60 ) which can be clamped on the rail ( 52 ; 58 ) ( Fig. 7). 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (52; 58) mit einer längsverlaufenden Zahnstange (57) versehen ist und das Gehäuse (60) eine bis zur Zahnstange (57) geführte Boh­ rung (78) aufweist, in welcher, zwecks Längsverschiebung des Gehäu­ ses (20), ein mit einem Ritzel (81) versehenes Betätigungswerkzeug (80) einführbar ist, (Fig. 7).16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the rail ( 52 ; 58 ) is provided with a longitudinal rack ( 57 ) and the housing ( 60 ) up to the rack ( 57 ) Boh tion ( 78 ) in which , for the purpose of longitudinal displacement of the housing ( 20 ), an actuating tool ( 80 ) provided with a pinion ( 81 ) can be inserted ( FIG. 7). 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) ein selbsttätig wirksames Arretierungsglied (82) aufweist, welches bestrebt ist, in die Zahnungen der Zahnstange (57) einzu­ greifen, aber beim Einführen des Betätigungswerkzeugs (80) unwirksam gesetzt wird, (Fig. 7).17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the housing ( 20 ) has an automatically effective locking member ( 82 ) which endeavors to engage in the toothings of the rack ( 57 ), but ineffective when inserting the actuating tool ( 80 ) will, ( Fig. 7). 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (20) bzw. die Schar der Gerä­ te (20) vom HF-Generator (50) kontinuierlich betrieben werden.18. The device according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that the device ( 20 ) or the group of devices ( 20 ) from the HF generator ( 50 ) are operated continuously. 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte (20) anstelle einzelner Ar­ beitsabschnitte (25) einen gemeinsamen Werkzeugteil (100) aufweisen und ihre Wandler (21), zueinander parallel, an einem gemeinsamen HF-Generator (50) angeschlossen sind, und daß der gemeinsame Werk­ zeugteil (100) ein Arbeitsprofil aufweist, welches dem gewünschten Verlauf der in der Bahn zu erzeugenden Schweißnaht bzw. Schweißli­ nie angepaßt ist, (Fig. 8).19. The device according to one or more of claims 1 to 18, characterized in that the devices ( 20 ) instead of individual Ar beitsabschnitte ( 25 ) have a common tool part ( 100 ) and their transducers ( 21 ), mutually parallel, on a common HF -Generator ( 50 ) are connected, and that the common tool part ( 100 ) has a working profile which is never adapted to the desired course of the weld seam or weld line to be generated in the web ( Fig. 8). 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Werkzeugteil als Zerstäuber für Flüssigkeiten od. dgl. dient.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the common tool part as an atomizer for liquids or the like serves.
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