EP2310188A2 - Vorrichtung zum schweissen und schneiden von ein- oder mehrlagigen materialien unter anwendung von ultraschallenergie - Google Patents

Vorrichtung zum schweissen und schneiden von ein- oder mehrlagigen materialien unter anwendung von ultraschallenergie

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EP2310188A2
EP2310188A2 EP09777361A EP09777361A EP2310188A2 EP 2310188 A2 EP2310188 A2 EP 2310188A2 EP 09777361 A EP09777361 A EP 09777361A EP 09777361 A EP09777361 A EP 09777361A EP 2310188 A2 EP2310188 A2 EP 2310188A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
welding
wheel
cutting
gap
sonotrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09777361A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Hermann
Klaus Kutscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
Original Assignee
Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH filed Critical Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
Publication of EP2310188A2 publication Critical patent/EP2310188A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a device for welding and cutting of single or multilayer materials using ultrasound energy according to the preamble of claim 1.
  • US Pat. No. 3,852,144 discloses an apparatus for simultaneously welding and cutting weldable single- or multilayer materials using ultrasound energy and for this purpose has a sonotrode arranged above a working plate, which cooperates with a cutting wheel and a welding wheel arranged coaxially therewith. Both the cutting wheel and the welding wheel arranged at a slight lateral distance therefrom are arranged below the working plate and protrude into cooperation with the sonotrode through a slot provided in the working plate into the area of the sonotrode. The arrangement of the sonotrode and the cutting and the welding wheel is made such that the welding of the side edge of the weld material takes place simultaneously with the cutting process.
  • the welding wheel is driven by a geared motor via a gear train and at the same time forms the feed means for the weld metal, while the cutting wheel is stationary with respect to the cutting-welding operation and only when its edge has become dull, each such cyclically so far by an amount is rotated so that an even new area of the cutting wheel reaches the area of the sonotrode.
  • the cutting wheel and the welding wheel are independent of each other Sonotrode arranged and can be pressed with different forces against the sonotrode.
  • the cutting gap and the welding gap must each be set completely independently of each other.
  • Another disadvantage is that the welding wheel is not driven circumferentially with respect to the cutting process and therefore the respective effective region of the cutting wheel must be changed relatively often for reasons of wear. On the one hand, this requires a correspondingly frequent interruption of the actual work process and, on the other hand, an additional outlay for the device which effects the respective incremental further rotation of the cutting wheel.
  • the invention is therefore based on the object to provide a generic device which on the one hand facilitates both the adjustment of the cutting gap, as well as the welding gap and on the other hand creates the opportunity to drive the cutting wheel without significant additional design effort.
  • this object is achieved by the characterizing features of claim 1. Characterized in that the welding wheel and the cutting wheel are taken together by the support arm, a single downward movement of the support arm is sufficient to bring both the cutting wheel, as well as the welding wheel in a position from which then both the cutting wheel, and the welding wheel by means of the respective additional device in the required welding or cutting gap corresponding position can be brought.
  • the drive movement is transmitted via a belt drive on a shaft carrying the cutting shaft, eliminating the one hand wear-related frequent further rotation of the Sch ⁇ eidrades in a position in each of which a new area of its cutting in operative position comes and on the other hand results in so far a simple construction, as both a second support arm and in particular also a second drive for adjusting this additional support arm deleted.
  • a loss of its own drive for the welding wheel is achieved in that the drive movement of the cutting wheel is transmitted by a coupling to the welding wheel, with a further simplification is achieved in that the coupling formed by a cutting pin carried by the cutting pin and provided in the welding wheel recess is.
  • the means for changing the cutting gap on a spindle serving as a threaded pin which is attached to one ends on which the movement of the support arm causing carriage and the other end cooperates with a housing-fixed dial.
  • the welding wheel is mounted by means of an axis in a rocker, which in turn is supported by a parallel to the longitudinal axis of the rocker and mounted in the tag arm axis.
  • a simple and tool-free assembly and disassembly, as well as a backup of all arranged on the support arm mounted on the axis parts can be achieved if the axis has an annular groove for receiving a latching in this Pistonloches.
  • a structurally simple and inexpensive to produce means for changing the size of the welding gap, which exerts no influence on the size of the previously set cutting gap when it is set, is achieved if this comprises a nut fixed to the support arm with a axially movable spindle through this one end of which has a handle, and at the other end of which two staggered stops are provided, between which engages a fork-shaped end of a rocker integral with the rocker arm.
  • a part-saving solution for the printing device is achieved when on the rocker receiving axis additionally a lever of the printing device is pivotally mounted, the other end is formed as a housing for receiving an actuating means, and a spring-loaded pressure piece.
  • Fig. 1 a front view of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a front view of the device according to the invention
  • FIG. 4 shows a partial side view of the device according to the invention; Direction together with a partial section; 5 shows a perspective view of the printing device;
  • Fig. 7 an enlarged. Representation of the arrangement of the pawl
  • FIG. 8 shows a perspective view of the support arm together with the belt drive for the cutting wheel
  • a machine for welding and cutting single or multilayer materials using ultrasonic energy comprising a housing 1 and a work surface 2 connected thereto.
  • a projecting through a recess 3 in the worktop 2 sonotrode 4 is arranged, which protrudes segment-like with respect to the worktop 2.
  • the cooperating with a cutting wheel 5 and a welding wheel 6 sonotrode 4 is supplied in a conventional manner from an arranged below the worktop 2 ultrasonic generator 7 ultrasonic energy.
  • a substantially vertically directed linear guide 8 In the frontal region of the housing 1 in this a substantially vertically directed linear guide 8 is provided, the fixed part 9 is connected to the housing 1, while the carriage 11 is connected to a hollow body designed as a support arm 12, which is directed substantially downwards.
  • a drive shaft 15 In the support arm 12, a drive shaft 15 is mounted, which is driven by a likewise arranged on the support arm 12 motor 16.
  • a belt pulley 17 To transmit the rotational movement of the drive shaft 15 to the cutting wheel 5 mounted in the lower region of the support arm 12, a belt pulley 17 is attached thereto. orders, which is connected via a belt 18 with a mating gear 19 in drive connection.
  • the mating gear 19 is mounted on a support arm 12 mounted and an external thread having stub shaft 21, the free end protrudes from the support arm 12 and serves to receive the cutting wheel 5.
  • the cutting wheel 5 is connected by means of a screwed onto the thread of the stub shaft 21 hole nut 22 fixed to the stub shaft 21 and has a driver pin 23 on the front side, which engages the drive of the welding wheel 6 in a recess 24 provided on this.
  • the driven by the driving pin 23 welding or Anboßrad 6 is screwed in the same manner as the cutting wheel 5 by means of a hole nut 29 on a provided at one of its ends with an external thread axis 31 which is mounted in a rocker 32.
  • a hole nut 29 for receiving the rocker 32 is a parallel to the axis 31 axis 33, which in turn is received with tight fit in the support arm 12.
  • the axial position of the rocker 32 on the axis 33 is secured by a trained in this circumferential groove 34 into which a transverse to the axis 33 directed spring-loaded piston pin 35 engages.
  • the rocker 32 has an obliquely upwardly directed pivot arm 36 whose free end fork-shaped is trained.
  • fork 37 engages serving as a spindle 38 and directed transversely to the axis 33 threaded pin 39, which cooperates with a bearing on the support arm 12 threaded nut 41.
  • the spindle 38 is provided at its one end with a scaled handle 42, while in the region of its other end on both sides of the pivot arm 36 each have a nut 43 is arranged, wherein the position of the two nuts 43 on the spindle 38 by a respective lock nut 44th is secured.
  • a pressure device 45 is provided, which is supported by a lever 46 which is pivotally mounted on the axis 33 between the support arm 12 and the rocker 32.
  • the pressure device 45 has an integrally formed with the lever 46 housing 47 with a bore 48 which serves to receive a compression spring 49 and one of these downstream pressure element 51, which presses in its operative position against a formed on the rocker 32 pressure surface 52.
  • a handle 50 is formed on the housing 47.
  • the design and arrangement of the pressure piece 51 and the pressure surface 52 are made to avoid bending stresses so that the longitudinal center planes of the pressure piece 51 and axis 31 coincide.
  • actuating means 53 is provided in the housing 47, by means of which the pressing force of the compression spring 49 is variable.
  • a detent 55 is arranged in a recess 54 of the lever 46, the free end of which protrudes from the lever 46 by a small amount.
  • a pawl 56 cooperates, which is supported on a support arm 12 in the support arm.
  • fixed trunnion screw 57 is mounted.
  • the pawl 56 has in the region of its lower end a recess 58 which serves to receive one end of a compression spring 59, the other end of which projects into a blind bore 61 of a receiving piece 62 secured to the support arm 12, so that the pawl 56 always strives to to turn anticlockwise.
  • a pin-shaped stop 63 is arranged on its upper end side, which cooperates with a stop piece 64 fastened to the support arm 12 and limits the path of movement of the pawl 56.
  • the piston rod 13, guided by the carriage 11 of the linear guide 8, is moved downward by applying pressure to the pneumatic cylinder 14.
  • the engaging on the support arm 12 piston rod 13 thereby moves the support arm 12 in its lower position in which the cutting wheel 5 comes to rest on the material to be welded and separated.
  • a first cutting test can be carried out. If it shows that the educated cut is not perfect, the cutting gap is too large or too small, so the altitude of the cutting wheel can be changed by turning the dial 26.
  • the carriage 11 is moved at acting beaufaxem pneumatic cylinder 14 by acting as a spindle screw pin 25 up or down until the cutting gap has the right size and a perfect cut is achieved.
  • rocker 32 receiving axle 33 is also attached to the support arm 12, it only needs to adjust the welding gap of adjusting the height of the welding wheel 6.
  • the handle 42 By turning the handle 42 is acting as a spindle 38 threaded pin 39 axially displaced, whereby according to the direction of rotation of the handle 42, the left or the right nut 43 comes to rest on the corresponding side surface of the pivot arm 36.
  • the pivot lever 36 thereby performs a pivoting movement about the axis 33, whereby the rocker 32 fixedly connected to the pivot lever 46 is also pivoted about the axis 33. This leads to a change in the distance between the sonotrode 4 and the welding wheel 6, so that the welding gap is correspondingly increased or decreased.
  • the housing 47 of the printing device 45 is pivoted about the axis 33 upwards and occupies an obliquely downward position in which the pressure piece 51 a distance of several centimeters from the pressure surface 52nd has the rocker 32
  • the housing 47 is pivoted about the axis 33 by actuating the handle 50 formed thereon for adjusting the welding pressure.
  • the latching nose 55 attached to the lever 46 thereby pivots first the pawl 56 mounted on the trunnion screw 57 against the force of the compression spring 59.
  • the handle 50 If the resulting welding pressure is too great or too low, this can be increased or decreased by turning the handle 50.
  • the voltage of the disposed within the bore 48 compression spring 59 is increased or reduced accordingly. Since in this case the distance of the active surface of the pressure piece 51 from the pressure surface 52 of the rocker 32 does not change, the increase has or reduction of the welding pressure neither an influence on the size of the set welding gap, nor on the size of the set cutting gap.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen und Schneiden von ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschallenergie, mit von einem gemeinsamen Träger aufgenommenen Schweißrad (6) und Schneidrad (5), die durch diesen gemeinsam bewegbar sind, wobei dem Schweißrad (6) und dem Schneidrad (5) jeweils eine eigene zusätzliche Einrichtung zur Veränderung der Größe des Schweißspaltes bzw. des Schneidspaltes zugeordnet ist, und beide Einrichtungen unabhängig voneinander betätigbar sind, sodass durch die Relativbewegung des Schweißrades (6) zur Sonotrode (4) die Größe des Schweißspaltes und durch die Relativbewegung des Schneidrades (5) zur Sonotrode (4) die Größe des Schneidspaltes einstellbar ist.

Description

Vorrichtung zum Schweißen und Schneiden von ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschallenergie
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen und Schneiden von ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschallenergie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die US 3 852 144 offenbart eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Schweißen und Schneiden von schweißfähigen ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschall-Energie und weist hierzu eine oberhalb einer Arbeitsplatte angeordnete Sonotrode auf, die mit einem Schneidrad, sowie einem hierzu koaxial angeordneten Schweißrad zusammenwirkt. Sowohl das Schneidrad als auch das in geringem seitlichen Abstand hierzu angeordnete Schweißrad ist dabei unterhalb der Arbeitsplatte angeordnet und ragt zum Zusammenwirken mit der Sonotrode durch einen in der Arbeitsplatte vorgesehenen Schlitz in den Bereich der Sonotrode. Die Anordnung der Sonotrode sowie des Schneid- und des Schweißrades ist dabei so getroffen, daß das Verschweißen der Seitenkante des Schweißgutes gleichzeitig mit dem Schneidvorgang erfolgt.
Hierzu wird das Schweißrad von einem Getriebemotor über einen Getriebezug angetrieben und bildet gleichzeitig das Vorschubmittel für das Schweißgut, während das Schneidrad in Bezug auf den Schneid-Schweißvorgang stillsteht und nur dann, wenn seine Schneide stumpf geworden ist, jeweils derart taktweise so weit um einen Betrag gedreht wird, daß ein noch neuer Bereich des Schneidrades in den Bereich der Sonotrode gelangt. Dabei sind das Schneidrad und das Schweißrad unabhängig voneinander gegenüber der Sonotrode angeordnet und können mit unterschiedlichen Kräften gegen die Sonotrode gedrückt werden.
Da das Schneidrad und das Schweißrad vollkommen unabhängig voneinander angeordnet und von verschiedenen Trägern aufgenommen sind, müssen der Schneidspalt und der Schweißspalt jeweils vollkommen unabhängig voneinander eingestellt werden. Nachteilig ist ferner, daß das Schweißrad in Bezug auf den Schneidvorgang nicht umlaufend angetrieben ist und daher der jeweils wirksame Bereich des Schneidrades aus Verschleißgründen relativ oft gewechselt werden muss. Dies erfordert einerseits ein entsprechend häufiges Unterbrechen des eigentlichen Arbeitsvorganges und andererseits einen zusätzlichen Aufwand für die die jeweilige schrittweise Weiterdrehung des Schneidrades bewirkende Einrichtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, die einerseits sowohl die Einstellung des Schneidspaltes, als auch des Schweißspaltes erleichtert und andererseits zusätzlich die Möglichkeit schafft, das Schneidrad ohne wesentlichen zusätzlichen konstruktiven Aufwand antreiben zu können.
Ausgehend von einer gattungsgemäßen Einrichtung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch daß das Schweißrad und das Schneidrad gemeinsam von dem Tragarm aufgenommen sind, genügt eine einzige Abwärtsbewegung des Tragarmes, um sowohl das Schneidrad, als auch das Schweißrad in eine Stellung zu bringen, aus der dann sowohl das Schneidrad, als auch das Schweißrad mittels der jeweiligen zusätzlichen Einrichtung in die dem erforderlichen Schweiß- bzw. Schneidspalt entsprechende Position gebracht werden kann. Durch die Maßnahme, das Schneidrad durch einen am Tragarm angeordneten Antriebsmotor anzutreiben, dessen Antriebsbewegung über einen Riementrieb auf einen das Schneidrad tragenden Wellenstummel übertragbar ist, entfällt einerseits das verschleißbegründete häufige Weiterdrehen des Schπeidrades in eine Position, in der jeweils ein neuer Bereich seiner Schneide in Wirkstellung kommt und andererseits ergibt sich in so weit eine einfache Konstruktion, als sowohl ein zweiter Tragarm als insbesondere auch ein zweiter Antrieb zum Verstellen dieses zusätzlichen Tragarmes entfällt.
Ein Wegfall eines eigenen Antriebes für das Schweißrad wird dadurch erreicht, daß die Antriebsbewegung des Schneidrades mittels einer Kupplung auf das Schweißrad übertragen wird, wobei eine weitergehende Vereinfachung dadurch erreicht wird, daß die Kupplung von einem vom Schneidrad getragenen Mitnehmerstift und einer im Schweißrad vorgesehenen Ausnehmung gebildet ist.
Um die Einstellung des Schneidspaltes ohne Veränderung der Lage des Schweißrades durchführen zu können, weist die Einrichtung zur Veränderung des Schneidspaltes einen als Spindel dienenden Gewindestift auf, der einer ends an dem die Bewegung des Tragarmes bewirkenden Schlitten befestigt ist und anderenends mit einem gehäusefesten Einstellrad zusammenwirkt.
Um beim nachfolgenden Einstellen des Schweißspaltes die zuvor einjustierte Größe des Schneidspaltes nicht wieder aufzuheben, ist das Schweißrad mittels einer Achse in einer Wippe gelagert, die ihrerseits von einer zur Längsachse der Wippe parallel verlaufenden und im Tagarm befestigten Achse getragen ist.
Eine einfache und werkzeuglose Montage und auch Demontage, sowie eine Sicherung aller auf der am Tragarm befestigten Achse angeordneten Teile kann dadurch erreicht werden, wenn die Achse eine Ringnut zur Aufnahme eines in diese einrastenden Pistonstiftes aufweist.
Eine konstruktiv einfache und kostengünstig herstellbare Einrichtung zur Veränderung der Größe des Schweißspaltes, die bei ihrer Einstellung keinen Einfluß auf die Größe des schon vorher eingestellten Schneidspaltes ausübt, wird dann erreicht, wenn diese eine am Tragarm befestigte Gewindemutter mit einer durch diese axial bewegbaren Spindel umfasst, deren eines Ende eine Handhabe aufweist, und an deren anderem Ende zwei in veränderbarem Abstand angeordnete Anschläge vorgesehen sind, zwischen die ein gabelförmiges Ende eines mit der Wippe einstückig ausgebildeten Schwenkhebels eingreift.
Eine teilesparende Lösung für die Druckeinrichtung wird dann erreicht, wenn auf der die Wippe aufnehmenden Achse zusätzlich ein Hebel der Druckeinrichtung schwenkbar gelagert ist, dessen anderes Ende als Gehäuse zur Aufnahme eines Stellmittels, sowie eines federbelastbaren Druckstückes ausgebildet ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
Es zeigt:
Fig. 1 : eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: eine schaubildliche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3: eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4: eine Teil-Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Richtung zusammen mit einem Teilschnitt; Fig. 5: eine schaubildliche Darstellung der Druckeinrichtung;
Fig. 6: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 7: eine vergrößerte. Darstellung der Anordnung der Sperrklinke;
Fig. 8: eine schaubildliche Darstellung des Tragarmes zusammen mit dem Riementrieb für das Schneidrad ;
Fig. 9: eine vergrößerte Darstellung des Einstellrades für den Schneidspalt;
In der Zeichnung ist eine Maschine zum Schweißen und Schneiden von ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschallenergie gezeigt, die ein Gehäuse 1 und eine damit verbundene Arbeitsplatte 2 aufweist.
An der Unterseite der Arbeitsplatte 2 ist eine durch eine Ausnehmung 3 in der Arbeitsplatte 2 ragende Sonotrode 4 angeordnet, die segmentartig gegenüber der Arbeitsplatte 2 vorsteht. Der mit einem Schneidrad 5 und einem Schweißrad 6 zusammenwirkenden Sonotrode 4 wird in an sich bekannter Weise von einem unterhalb der Arbeitsplatte 2 angeordneten Ultraschall-Generator 7 Ultraschallenergie zugeführt.
Im stirnseitigen Bereich des Gehäuses 1 ist in diesem eine im Wesentlichen senkrecht gerichtete Linearführung 8 vorgesehen, deren Festteil 9 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, während deren Schlitten 11 mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Tragarm 12 verbunden ist, der im Wesentlichen nach abwärts gerichtet ist. Zur Auf- und Abbewegung des Tragarmes greift an diesem die Kolbenstange 13 eines am Gehäuse 1 befestigten Pneumatikzylinders 14 an. Im Tragarm 12 ist eine Antriebswelle 15 gelagert, die von einem ebenfalls am Tragarm 12 angeordneten Motor 16 angetrieben wird. Zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 15 auf das im unteren Bereich des Tragarmes 12 gelagerte Schneidrad 5 ist auf dieser ein Riemenrad 17 ange- ordnet, das über einen Riemen 18 mit einem Gegenrad 19 in Antriebsverbindung steht. Das Gegenrad 19 ist auf einem im Tragarm 12 gelagerten und ein Außengewinde aufweisenden Wellenstummel 21 angeordnet, dessen freies Ende aus dem Tragarm 12 ragt und zur Aufnahme des Schneidrades 5 dient. Das Schneidrad 5 ist mittels einer auf das Gewinde des Wellenstummels 21 aufschraubbaren Lochmutter 22 fest mit dem Wellenstummel 21 verbunden und weist stirnseitig einen Mitnehmerstift 23 auf, der zum Antrieb des Schweißrades 6 in eine an diesem vorgesehene Ausnehmung 24 eingreift. Zur Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen dem Schneidrad 5 und der Sonotrode 4 (= Schneidspalt) ist am oberen Ende des Schlittens 11 ein als Spindel dienender Gewindestift 25 vorgesehen, der mit dem Innengewinde eines an der Oberseite des Gehäuses 1 angeordneten und in axialer Richtung festgelegten Einstellrades 26 zusammenwirkt. Zur Fixierung des eingestellten Schneidspaltes ist unterhalb des Einstellrades 26 eine quer zum Gewindestift 25 gerichtete Feststellschraube 27 vorgesehen, deren vorderes Ende ein auf den Gewindestift 25 drückendes Druckstück 28 aufweist.
Das durch den Mitnehmerstift 23 antreibbare Schweiß- bzw. Amboßrad 6 ist in gleicher Weise wie das Schneidrad 5 mittels einer Lochmutter 29 auf eine an einem ihrer Enden mit einem Außengewinde versehene Achse 31 aufgeschraubt, die in einer Wippe 32 gelagert ist. Zur Aufnahme der Wippe 32 dient eine zur Achse 31 parallel gerichtete Achse 33, die ihrerseits mit Festsitz in dem Tragarm 12 aufgenommen ist. Die axiale Lage der Wippe 32 auf der Achse 33 ist durch eine in diese eingearbeitete umlaufende Nut 34 gesichert, in die ein quer zur Achse 33 gerichteter federbelasteter Pistonstift 35 eingreift.
Zur Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen dem Schweißrad 6 und der Sonotrode 4 (= Schweißspalt) weist die Wippe 32 einen schräg nach aufwärts gerichteten Schwenkarm 36 auf, dessen freies Ende gabelförmig ausgebildet ist. In die so gebildete Gabel 37 greift ein als Spindel 38 dienender und quer zur Achse 33 gerichteter Gewindestift 39 ein, der mit einer am Tragarm 12 gelagerten Gewindemutter 41 zusammenwirkt. Die Spindel 38 ist an ihrem einen Ende mit einer skalierten Handhabe 42 versehen, während im Bereich Ihres anderen Endes zu beiden Seiten des Schwenkarmes 36 je eine Mutter 43 angeordnet ist, wobei die Position der beiden Muttern 43 auf der Spindel 38 durch je eine Kontermutter 44 gesichert ist. Durch Verdrehen der der Spindel 38 mittels der Handhabe 42 kann somit die Größe des Schweißspaltes vergrößert oder verkleinert werden..
Zur Erzielung und Einstellung des Schweißdruckes ist eine Druckeinrichtung 45 vorgesehen, die von einem Hebel 46 getragen ist, der auf der Achse 33 zwischen dem Tragarm 12 und der Wippe 32 schwenkbeweglich angeordnet ist. Die Druckeinrichtung 45 weist ein mit dem Hebel 46 einstückig ausgebildetes Gehäuse 47 mit einer Bohrung 48 auf, die zur Aufnahme einer Druckfeder 49 und eines dieser nachgeordneten Druckstückes 51 dient, das in seiner Wirklage gegen eine an der Wippe 32 ausgebildete Druckfläche 52 drückt. Um das Druckstück 51 samt Gehäuse 47 in seine Wirkstellung zu Verschwenken ist an dem Gehäuse 47 eine Handhabe 50 ausgebildet. Die Ausbildung und Anordnung des Druckstückes 51 und der Druckfläche 52 sind dabei zur Vermeidung von Biegespannungen so getroffen, daß die Längsmittelebenen von Druckstück 51 und Achse 31 zusammenfallen. Um die Größe des Schweißdruckes einstellen zu können, ist im Gehäuse 47 ein auf die Druckfeder 49 wirkendes Stellmittel 53 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Andruckkraft der Druckfeder 49 veränderbar ist.
Zur Arretierung des Schweißrades 6 in seiner Arbeitsstellung ist in einer Ausnehmung 54 des Hebels 46 eine Rastnase 55 angeordnet, deren freies Ende gegenüber dem Hebel 46 um einen geringen Betrag vorsteht. Mit der Rastnase 55 wirkt eine Sperrklinke 56 zusammen, die auf einer im Tragarm 12 be- festigen Zapfenschraube 57 gelagert ist. Die Sperrklinke 56 weist im Bereich ihres unteren Endes eine Vertiefung 58 auf, die zur Aufnahme eines Endes einer Druckfeder 59 dient, deren anderes Ende in eine Sackbohrung 61 eines am Tragarm 12 befestigten Aufnahmestückes 62 ragt, so dass die Sperrklinke 56 stets bestrebt ist, sich im Gegensinn des Uhrzeigers zu drehen. Zur Begrenzung dieser Drehbewegung der Sperrklinke 56 ist an ihrer oberen Stirnseite ein stiftförmiger Anschlag 63 angeordnet, der mit einem am Tragarm 12 befestigten Anschlagstück 64 zusammenwirkt und die Bewegungsbahn der Sperrklinke 56 begrenzt.
Zum Einstellen des Schneidspaltes wird durch Beaufschlagen des Pneumatikzylinders 14 dessen vom Schlitten 11 der Linearführung 8 geführte Kolbenstange 13 nach abwärts bewegt. Die am Tragarm 12 angreifende Kolbenstange 13 bewegt hierdurch den Tragarm 12 in seine untere Position, in der das Schneidrad 5 auf dem zu schweißenden und zu trennenden Material zur Auflage kommt. In dieser Situation kann ein erster Schneidversuch durchgeführt werden. Zeigt sich, daß der erzieite Schnitt nicht einwandfrei ist, der Schneidspalt zu groß oder zu klein ist, so kann die Höhenlage des Schneidrades durch Drehen des Einstellrades 26 verändert werden. Je nachdem, ob die Größe des Schneidspaltes vergrößert oder verkleinert werden soll, wird der Schlitten 11 bei weiterhin beaufschlagtem Pneumatikzylinder 14 durch den als Spindel wirkenden Gewindestift 25 so lange nach auf- oder abwärts bewegt, bis der Schneidspalt die richtige Größe aufweist und ein einwandfreier Schnitt erzielt wird.
Für die Einstellung des Schweißspaltes wird zunächst davon ausgegangen, dass sich Druckeinrichtung in ihrer Wirklage befindet.
Da die die Wippe 32 aufnehmende Achse 33 ebenfalls am Tragarm 12 befestigt ist, bedarf es zur Einstellung des Schweißspaltes nur noch des Justierens der Höhenlage des Schweißrades 6. Durch Drehen der Handhabe 42 wird der als Spindel 38 wirkende Gewindestift 39 axial verschoben, wodurch entsprechend der Drehrichtung der Handhabe 42 die linke oder die rechte Mutter 43 an der entsprechenden Seitenfläche des Schwenkarmes 36 zur Anlage kommt. Der Schwenkhebel 36 führt hierdurch eine Schwenkbewegung um die Achse 33 aus, wodurch die mit dem Schwenkhebel 46 fest verbundene Wippe 32 ebenfalls um die Achse 33 verschwenkt wird. Dies führt zu einer Änderung des Abstandes zwischen der Sonotrode 4 und dem Schweißrad 6, so- daß der Schweißspalt dementsprechend vergrößert oder verkleinert wird.
Sofern sich die Druckeinrichtung 45 in ihrer unwirksamen Lage befindet, in der das Gehäuse 47 der Druckeinrichtung 45 um die Achse 33 nach oben geschwenkt ist und eine schräg nach abwärts gerichtete Lage einnimmt, in der das Druckstück 51 einen mehrere Zentimeter betragenden Abstand von der Druckfläche 52 der Wippe 32 aufweist, wird zum Einstellen des Schweißdruckes das Gehäuse 47 durch Betätigen der an diesem ausgebildeten Handhabe 50 um die Achse 33 verschwenkt. Die am Hebel 46 befestigte Rastnase 55 verschwenkt dabei zunächst die auf der Zapfenschraube 57 gelagerte Sperrklinke 56 entgegen der Kraft der Druckfeder 59. Sobald die Sperrklinke 56 entgegen der Kraft der Druckfeder 59 entsprechend weit verschwenkt ist, übergreift deren oberes Ende die Rastnase 55. Durch die sich weiter entspannende Druckfeder 59 kommt der stiftförmige Anschlag 63 der Sperrklinke 56 an dem am Tragarm 12 befestigten Anschlagstück 64 zur Anlage, wodurch die Lage des Hebels 46 und des damit verbundenen Gehäuses 47 arretiert ist.
Sofern der sich hierbei ergebende Schweißdruck zu groß oder zu gering ist, kann dieser durch Verdrehen der Handhabe 50 vergrößert oder verkleinert werden. Durch das Verdrehen der Handhabe 50 wird die Spannung der innerhalb der Bohrung 48 angeordneten Druckfeder 59 vergrößert oder entsprechend verkleinert. Da sich hierbei der Abstand der Wirkfläche des Druckstückes 51 zur Druckfläche 52 der Wippe 32 nicht verändert, hat die Erhö- hung oder Reduzierung des Schweißdruckes weder einen Einfluss auf die Größe des eingestellten Schweißspaltes, noch auf die Größe des eingestellten Schneidspaltes.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß zuerst die Größe des Schneidspaltes und erst danach die Größe des Schweißspaltes justiert wurde. Da einerseits das Justieren des Schweißspaltes keine Veränderung der Größe des Schneidspaltes bewirken kann, und andererseits das Justieren des Schneidspaltes keinen Einfluss auf die Größe des schon justierten Schweißspaltes haben kann, ist es vollständig gleichgültig, ob zuerst die Größe des Schneidspaltes oder zuerst die Größe des Schweißspaltes justiert wird.
Nachdem das Schneidrad und das Schweißrad den gleichen konstruktiven Aufbau aufweisen und auch ihre Lagerungen auf dem Wellenstummel bzw. auf der Achse einander entsprechen, und es zudem für ihren Antrieb voll gleichgültig ist, ob das den Mitnehmerstift oder das die Bohrung aufweisende Rad als antreibendes wirkt, bietet die Lehre der Erfindung auch die Möglichkeit, die Anordnung von Schneidrad und Schweißrad zu vertauschen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Schweißen und Schneiden von ein- oder mehrlagigen Materialien unter Anwendung von Ultraschallenergie, aufweisend eine einer Sonotrode (4) Ultraschallenergie zuführende Ultraschall-Einrichtung (7) und ein mit der Sonotrode (4) zusammenwirkendes Schweißrad (6), sowie ein seitlich des Schweißrades (6) angeordnetes Schneidrad (5), wobei das Schneidrad (5) und das Schweißrad (6) in kraftschlüssigem Eingriff mit dem Material stehen und der vertikale Abstand zwischen dem Schweißrad (6) und der Sonotrode (4) zur Veränderung der Größe des Schweißspaltes durch Relativbewegungen des Schweißrades (6) zur Sonotrode (4) einstellbar ist, und das Schweißrad (6) rotierend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißrad (6) und das Schneidrad (5) von einem gemeinsamen Träger (Tragarm 12) aufgenommen, und durch diesen gemeinsam bewegbar sind, wobei dem Schweißrad (6) und dem Schneidrad (5) jeweils eine eigene zusätzliche Einrichtung zur Veränderung der Größe des Schweißspaltes bzw. des Schneidspaltes zugeordnet ist, und beide Einrichtungen unabhängig voneinander betätigbar sind, sodass durch die Relativbewegung des Schweißrades (6) zur Sonotrode (4) die Größe des Schweißspaltes und durch die Relativbewegung des Schneidrades (5) zur Sonotrode (4) die Größe des Schneidspaltes einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet daß das Schneidrad (5) durch einen Antriebsmotor (16) angetrieben ist, dessen Antriebsbewegung über einen Riementrieb (Riemenrad 17, Riemen 18, Gegenrad 19) auf einen das Schneidrad (5) tragenden Wellenstummel (21 ) übertragbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsbewegung des Schneidrades (5) mittels einer Kupplung auf das Schweißrad (6) übertragbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung von einem vom Schneidrad (5) getragenen Mitnehmerstift (23) und einer im Schweißrad (6) vorgesehenen Ausnehmung (24) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung zur Veränderung des Schneidspaltes einen als Spindel wirkenden Gewindestift (25) aufweist, der einerends an dem die Bewegung des Tragarmes (12) bewirkenden Schlitten (11) befestigt ist und anderenends mit einem gehäusefesten Einstellrad (26) zusammenwirkt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißrad (6) mittels einer Achse (31 ) in einer Wippe (32) gelagert ist, die ihrerseits von einer zur Längsachse der Wippe (32) parallel verlaufenden und im Tragarm (12) befestigten Achse (33) getragen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (33) eine Ringnut (34) zur Aufnahme eines die axiale Lage der Wippe (32) auf der Achse (33) sichernden Pistonstiftes (35) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung der Größe des Schweißspaltes eine am Tragarm (12) befestigte Gewindemutter (41 ) mit einer durch diese axial bewegbaren Spindel (38) umfaßt, deren eines Ende eine Handhabe (42) aufweist, und an deren anderem Ende zwei in veränderbarem Abstand angeordnete Anschläge (Muttern 43) vorgesehen sind, zwischen die ein gabelförmiges Ende eines mit der Wippe (32) vorzugsweise einstückig ausgebildeten Schwenkhebels (46) eingreift.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (33) ein Hebel (46) einer Druckeinrichtung (45) schwenkbar gelagert ist, dessen anderes Ende als Gehäuse (47) zur Aufnahme eines Stellmittels (53) und eines federbelastbaren Druckstückes (51) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (46) zur Arretierung des Gehäuses (47) in der Wirklage des Schweißrades (6) eine Rastnase (55) aufweist, die ein Ende einer am Tragarm 12 schwenkbar gelagerten Sperrklinke (56) untergreift, die mittels einer an ihrem anderen Ende angreifenden Druckfeder (59) in ihrer Sperrstellung gehalten ist.
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