JP2008505468A - 超音波溶接装置により加工物を溶接するための装置 - Google Patents

超音波溶接装置により加工物を溶接するための装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、超音波振動を発するソノトロード（３０）の少なくとも複数の部分（２８、３２）と、対電極（３４）と、横方向の複数の規定部材（４２、３８）とにより規定され、複数のケーブルを収容するための圧縮チャンバ（１８）を備えた超音波溶接装置によりこれらケーブルを溶接するための装置に関する。複数のケーブルのための所望の配置を保障するために、これらケーブルは、圧縮チャンバを閉じる前に挿入スペース（４８）に設置され、この挿入スペースの幅は、開いた圧縮チャンバの幅よりも小さい。

Description

本発明は、超音波振動を伝達するソノトロードの部分と対電極の部分とにより規定されている複数の加工物を収容するための圧縮チャンバと、このソノトロード及び対電極の部分から垂直に延び、第１の規定面を有している規定部材と、この第１の規定面に対して調節可能で第２の規定面を有している摺動部材とにより構成されている超音波溶接装置を用いる、複数の電気伝導体、特にケーブル、のような複数の加工物を溶接するための装置に関する。圧縮スペースが開いていると、これら加工物を、少なくともソノトロードの部分と規定部材の第１の規定面とにより規定されている挿入スペースに導入することができる。
対応する装置は、ＵＳ−Ｂ−６，２９９，０５２に見られる。この文献では、挿入スペースは、ソノトロードと、規定部材と、摺動部材とにより規定されている。摺動部材は、伝導体を挿入する場合に規定部材に対して調整され、この結果、伝導体は、本質的には、垂直な列で互いに平行に整列される。この結果、特に数少ない伝導体が溶接される場合に、かなり不都合な点が生じる。これは、この場合、摺動部材と第１の規定部材の第１の規定面との間の距離が非常に小さく、この結果、伝導体を挿入することにより問題が生じるからである。
複数の伝導体を溶接するための既知の装置は、ＤＥ−Ｃ−３７ １９ ０８３の装置に対応する。この文献では、クロスヘッドと称する対電極が、いくつもの部分からなるアンビルの一部分として機能し、この場合、このクロスヘッドは、第１の規定面を有する規定部材を移動可能に延長し、この規定部材は、この部分に対して垂直方向に移動可能であり、又は場合によっては、溶接される伝導体が載るソノトロードの面に対して垂直方向に移動可能である。
異なる幅の複数の伝導体に調節することを可能にするために、ＤＥ−Ａ−１９５ ４０ ８６０、及びＵＳ−Ａ−４，７８２，９９０は、複数のケーブルの超音波溶接のための、高さと幅とが調節可能な圧縮チャンバを提供している。最後に挙げた文献によると、この装置は、手持ち式の溶接装置として構成されている。
ＤＥ−Ｕ−９０ ０１ ０７０による超音波溶接装置は、外側が斜面の形状の、２つの横方向スライダを有する圧縮チャンバを提供し、これらスライダの間には、ソノトロードの可動な動作面が配置されている。
本発明は、挿入の障害にならない程度まで開くことが可能な圧縮チャンバで溶接される複数の伝導体を適切に方向付けて挿入又は配置することを可能とするために、冒頭で述べたタイプの装置をさらに改良する課題に基づいている。
本発明の場合には、この課題は、前記規定部材の第１の規定面に沿って延びている案内部分(Leitabschnitt)を有している案内部材によって制限されている挿入スペースを有することにより本質的に解決される。この場合、前記案内部材の案内部分と第１の規定面との間の距離は、圧縮チャンバが開いているとき、この第１の規定面と摺動部材の第２の規定面との間の距離よりも小さい。代わりの解決法では、前記挿入スペースは、案内部材の２つのブレード又は、第１の規定面及び第２の規定面の両方に沿って、少なくとも複数の部分で延びている、この案内部材の複数の部分により規定され、この場合、これらブレードの間の距離、又は場合によってはこれら部分の間の実効的な距離は、前記圧縮チャンバが開いている場合に、前記第１及び第２の規定面の間の距離よりも小さい。前記ブレードどうしを接続している傾斜しているブレード(Querschenkel)が、前記圧縮チャンバを規定しているソノトロードの部分の上方で延び、この結果、前記挿入スペースの床部を形成するように、前記案内部材を構成することができる。代わりに、前記傾斜しているブレードは、前記挿入スペースの床部を規定するように、前記ソノトロードの部分の下方を延びることができる。
前記案内部材の構成にかかわらず、前記圧縮チャンバの幅に独立に、場合によっては、この圧縮チャンバの広さに独立に、簡単な措置を構成に適用することを通して、互いに溶接される電気伝導体、特にケーブル、を整列させる可能性を提供し、この結果、圧縮及び溶接が必要とされる程度まで保障される。したがって、本発明の教示は、電気伝導体、特にケーブル、を、前記圧縮チャンバが開いている場合に、実効的な幅が、対応するこの開いた圧縮チャンバの幅よりも小さい挿入スペースの中へと挿入することができる加工物を収容する圧縮チャンバを有している超音波溶接装置を用いて、これら加工物を溶接するための装置に表現されている。
換言すれば、超音波溶接装置には、溶接される加工物、特にケーブルのような電気伝導体、を挿入する場合、前記圧縮チャンバが開いているときに、これら伝導体が、所望とする程度まで互いに整列されることができ、この結果、引き続く溶接の軌道で正確で再現性のある溶接が保障されるように、前記ソノトロード及び規定部材と整列され、又は場合によっては、前記摺動部材と整列されることができる補助的な部材を備えている。
既知の解決法と違って、前記挿入スペースは、前記圧縮チャンバを囲んでいる部材により規定されず、又は、この部材のみにより規定されない。さらに、前記摺動要素が引かれると、残っているスペースは、前記案内部材により規定され、伝導体の挿入は、互いに十分な距離を維持している前記摺動部材と規定部材とにより妨害をうけない。しかしながら、同時に、溶接される複数の伝導体は、前記ソノトロードにより形成されている溶接面に垂直な、又はほぼ垂直な複数の列に位置し、したがって、溶接の結果を損なってしまう互いに交差する位置を取らず、必要とされる程度に互いに整列される。
前記案内部材それ自身を、前記圧縮チャンバが閉じられている場合に、外向きに曲げることができ、すなわち調節することができ、この結果、実際の溶接の工程、又は場合によっては、その前の圧縮の工程は、妨害をうけない。
前記案内部材が、薄板で形成されたばね板として構成され、この結果、前記導体を挿入する場合に十分な柔軟性が保障されるならば、好ましい。
したがって、前記案内部材は、少なくとも２つのブレードを備えたアーチのあるばね板であってもよく、この場合、これらブレードの一方は、特に、前記規定部材の調節可能な軌道に沿って延びていてもよく、他方のブレードは、前記第１の規定面に沿って延びている前記案内部分に沿って延びていてもよい。
前記ばね板を適切な位置に固定し、前記案内部材の柔軟性を損なうのを防止するために、本発明の他の改良では、このばね板は、保持ブレードとこの保持ブレードに垂直に延びている第１の内側ブレードとからなり、この内側ブレードは、前記摺動部材の調節可能な軌道に沿って第２の内側ブレードとして延びているブレードと結合し、それに少なくとも部分的に垂直に延び、前記案内部分として前記第１の規定面に沿って延びているブレードと結合している。
前記保持ブレードと、第１及び第２の内側ブレードとが、長さの違う腕を備えた「Ｕ」の幾何学的形状を示し、前記案内部分を有する場合、開いた四角形を形成するならば、好ましい。
前記ばね板は、特に、少なくとも３つのブレードを有するべきで、これらブレードのうちの１つは、前記ガイド部分として構成されており、１つは、前記ソノトロードにより形成されている前記規定面に平行に延びている当接ブレードとして構成され、第３のブレードは、保持ブレードとして構成され、又は、この第３のブレードに角度が付けられているこのような保持ブレードに結合している。もし、このばね板が３つのブレードからなるならば、これらブレードは、圧力がかけられていない場合、異なる長さの腕を備えた「Ｕ」の幾何学的形状を示すべきで、前記案内部分に平行に延びている前記第３のブレードは、前記ばね板を所定の位置に固定する役割を果たす。
前記保持部材それ自身は、前記超音波溶接装置から出て、前記ソノトロードの部分と第１の規定面との両方に垂直に延びている前記摺動部材の外面に沿って延びるべきである。挿入される伝導体を確実に安定して案内するために、対応する案内部材は、前記摺動部材の側面の対応する各外面に沿って設けてもよい。
加えて、前記圧縮チャンバが開いている場合、前記案内部材の案内部分は、この圧縮チャンバが閉じられている場合の前記第１の規定面の実効的な長さよりも長い第１の規定面に沿った距離で延びているべきである。
互いに整列される、複数のケーブルのような加工物を挿入するのをさらに容易にするために、本発明の他の改良は、前記第２の内側ブレードと結合する領域で少なくとも、少なくとも部分的に、前記第１の規定面に角度αで延びている案内ブレードとしても称される案内部分を提供する。角度αは、例として２つの数値を挙げるならば、１５°と６０°との間の範囲であることが好ましい。
もし、前記案内部材が、好ましいように、所定位置に固定され、加工物が溶接される間、通常の位置から離れて曲げられるならば、本発明の他の改良は、移動可能でかつ回動可能な案内部材を提供する。この目的のために、例えば、案内プレート、又は場合によっては保持ブレードが、前記圧縮チャンバが閉じられる場合に前記案内部材を引き離すために、ジャッキシリンダのピストンから出ていてもよい。
従来技術から、前記圧縮チャンバの幅を制限するために、前記摺動部材の運動方向が、前記第１の規定面の方向に、留め具により制限されることが既知である。本発明によれば、この留め具を設定するように用いられる駆動部を、前記案内部材がアクチュエータと接続可能であるように用いることができ、この結果、前記案内部分の調節、又は場合によっては、前記第１の規定面上での案内ブレードの調節を溶接される加工物の数に依存するようにすることができ、加工物の数により、前記圧縮チャンバの幅が決定されることができ、この結果、前記摺動部材のための留め具の位置が決定されることができる。この留め具のための駆動部は、したがって前記ガイド部材は、特にスピンドル駆動である。
前記案内部材が好ましくはアーチのあるばね板ならば、１つの代替として、前記摺動部材の調節の軌道に沿って延びているこの摺動部材の少なくとも一方の外面に沿って延びている、薄板からなる板部材が提供される。この摺動部材は、外面に平行に、又はほぼ平行に延び、前記ソノトロードの部分に垂直又はほぼ垂直であり、前記板部材は、前記摺動部材に接続されており、この摺動部材に対して調節可能である。この板部材は、ばね部材に機械的に結合されており、このばね部材によりこの板部材は、前記第１の規定面の方向に前記摺動部材に対して調節可能である。
前記ばね板と第１の規定面との間の距離を調節し、この結果、前記挿入スペースの幅を調節するために、本発明の他の改良は、位置が前記挿入スペースの幅に調整されている、調節可能な留め具の方向に可動となるように前記第１の規定面の方向に圧力がかけられているばね板を提供する。代わりに、前記ばね板を駆動部に接続することも可能であり、この結果、このばね板を、所望の程度まで前記第１の規定面に調節することができ、これにより、前記挿入スペースの幅を決定することが可能となる。
特に、前記板部材が、調節可能な軌道に平行に延びている少なくとも１つのスロットを有し、このスロットは、前記摺動部材の、ピンのような突出部により係合されている。信頼性のある動作を確実とするために、各々が前記摺動部材の突出部により係合されている、特に２つのスロットが考えられる。これらの措置により、前記圧縮チャンバが開いている場合、案内部分を備えた板部材を、前記摺動部材を通して加工物を挿入することが妨害されることなく、この摺動部材の第１の規定面の方向に所望の程度まで移動させることが確実となる。もし、この場合、前記圧縮チャンバを閉じるときに、前記摺動部材が前記第１の規定面の方向に動かされるならば、前記案内部材をこの圧縮チャンバに対して動かすことができ、この結果、全く妨害が生じない。
前記案内プレートそれ自身は、前記調節可能な軌道に沿って延びている第１及び第２の長手方向のブレードとこれらを接続し前記第１の規定面に沿って延びている横断しているブレードを備え、形状が矩形であり、前記案内部分を形成していることが好ましい。挿入を容易にするために、前記挿入スペースの側面の長手方向のブレードと、横断しているブレードとの間の変化領域は、傾斜している。
前記摺動要素を逆行させる場合に前記挿入スペースを拡大するために、他の改良は、前記摺動要素から出て、前記板部材又はこの板部材から出ている部材をラッチのように係合する係合片を提供する。この係合片と部材とは前記摺動部材が前記第１の規定面から離れて動かされると係合する。
原則として、前記摺動部材の外面の一方だけに沿って、この摺動部材に対して調節可能な対応する板部材を備えることで十分であっても、前記ソノトロードの部分に垂直に、又はほぼ垂直に延びている摺動部材の各外面に沿って案内部材を配置することは好ましいと考えられる。
本発明の、他の詳細、有利な点、及び特徴は、請求項、これら請求項が個々に並びに／もしくは組み合わせて記載する特徴だけではなく、図面に示されている好ましい実施形態の例の以下の記述にも開示されている。
図１０は、全く概略的に電気伝導体又はケーブルのような加工物をノードの中へと溶接するための装置を示している。この目的のために、従来では、コンバータ１２と、場合に応じてブースタ１４と、ソノトロード(sonotrode)１６とを有している超音波溶接装置又は機械１０がある。このソノトロード１６又は場合によっては、このソノトロードに割り当てられ、以下で詳細に説明される対電極は、例えば、ＵＳ−Ａ−４，５９６，３５２、ＵＳ−Ａ−４，８６９，４１９、又はＤＥ−Ｃ−３７ １９ ０８３で述べられているように、圧縮チャンバ１８を規定している。この圧縮チャンバ１８の高さと長さとを、溶接される複数の伝導体の数又は断面積にこの圧縮チャンバの断面積を調節するために、調節することができる。コンバータ１２は、金属線２０により発生器２２と接続され、この発生器２２は、金属線２４を介してコンピュータ２６に接続されている。このコンピュータ２６では、溶接される伝導体の断面積のような複数の溶接パラメータが入力される。それから、コンピュータ２６に記憶されているプログラムにより必要とされる複数の溶接パラメータを読み出すために、発生器２２の電力出力を特定することができ、対応して、コンバータ１２を用いてブースタ１４を介してソノトロード１６に又は場合によってはその溶接面に、伝達され、増幅される超音波振動を発生する。
図１乃至９は、圧縮チャンバ１８の本質的な部材を示しており、この圧縮チャンバの断面積は調整されることができる。すなわち、この圧縮チャンバの高さと幅とは、これらの実施例では、調節されることができる。圧縮チャンバ１８は、溶接面を形成するソノトロード１６の部分又は場合によってはこのソノトロードの頭部３０の部分と、このソノトロードの頭部３０の部分２８に向けられている対電極３４の部分３２と、第１の規定面３６を提供し、ソノトロードの頭部３０の部分２８に対して垂直に調整可能な規定部材３８と、第２の規定面４０を有し、横方向スライダ４２と称する摺動部材とにより規定されている。溶接の間、この圧縮チャンバ１８は閉じられ、この結果、ソノトロードの頭部３０と、対電極３４と、規定部材３０と、横方向スライダ４２とは、これらの部分又は面２８、３２、３６、４０で、導体４４、４５のような溶接される加工物と接触しており、この結果、これら加工物は、圧縮され溶接されることができる。
特にノードの中への溶接で、適切な溶接を達成するために、溶接される導体４４、４５は、圧縮チャンバ１８の中で、互いに平行に互いに上下するように配置されるべきであることが示された。このことは、原則として図１に見られる。図１では、共に溶接される２つの導体４４、４５が互いに上下して互いに平行に配置されている。
このことを考えるまでもなく、圧縮チャンバ１８を十分に広く開くために、すなわち、規定部材３８と横方向スライダ４２との間に十分に大きなギャップを達成するために、換言するならば、導体４４、４５の挿入が、邪魔され又は妨害されないように、これらの規定面３６、４０を調節するために、本発明では、図１乃至７の実施例に示されているように、アーチ状のばね板４６として構成されている案内部材の上方に挿入スペース４８を設けている。この挿入スペース４８の幅Ｂは、溶接され、互いに上下して位置している導体４４、４５の断面領域により決定される。ばね板４６は、超音波装置のハウジングの部分から外に出ている(ausgehen)。
この実施例では、ばね板４６は、開いた四角形の幾何学的形状を示し、取り付けられていない外側ブレード５０が規定部材３８により設けられている第１の規定面３６に沿って延びている。案内又はガイド用のブレード又は部分とも称することができる、この外側ブレード５０は、内側ブレード５４と結合している。この内側ブレードは、横方向スライダ４２の、二重矢印で表されている調整可能な軌道に沿って延びている。この内側ブレードは、好ましくは、９０°の角で曲げられて他の内側ブレード５６と結合し、この内側ブレード５６は、それに垂直に延び、ばね板４６が固定されている保持ブレード５８につながっている。このように、保持ブレード５８と、内側ブレード５４、５６とは、側部の腕が異なる長さの「Ｕ」を形成している。この幾何学的形状により、ばね板４６は、保持ブレード５８に垂直な外側ブレード５０の領域で十分な柔軟性を有し、同時に、調整可能な軌道５２に沿って延びている内側ブレード５４の方向には、安定性を有している。これら全てのことの結果、外側ブレード５０と第１の規定面３６とにより横方向に規定されている挿入スペース４８の中へ導体４４、４５を所望されるように十分に狙いを定めて挿入することが保障される。
開いた矩形の幾何学的形状で、ばね部材４６は、上で述べられているようなタイプの柔軟性を示し、この結果、図２に示されているように、挿入スペース４８の幅が設定され、案内すなわちガイドブレード５０と規定部材３８の第１の規定面との間のギャップが可能とするよりも多くの導体６０を挿入する時、ばね部材４６を脇に押すことが可能となる。それにもかかわらず、最初に導入された複数の導体は、図１に見られるように、列をなして互いに上下に配置され、ばね板４６を押しのけた後、複数の導体６０のさらに望まれた整列を可能とし、この結果、ノードへの適切な溶接が確実とされる。
図１乃至３に見られる装置に対応する装置は、図１１乃至１３に見られ、この結果、同一の参照符号を同一の部材に対して用いることができる。しかしながら、またアーチ状のばね板の形状である案内部材は、開いた矩形の幾何学形状を示しておらず、むしろ腕が異なる長さの「Ｕ」の幾何学的形状を示している。この場合、ばね板１４６は、横方向に延びた保持ブレード１４８と、圧力がかかっていなければこの保持プレートに垂直に延びている内側ブレード１５０と、この内側ブレードに９０°の角をなし第１の規定面３６に沿って延びているガイドすなわち案内ブレード１５２とからなる。導体４４、４５を互いに望まれたように整列させるために、この案内ブレードと第１の規定面３６との間のギャップは、挿入スペース１５６の幅である。この挿入スペース１５６の中に導入されることになっている導体の数、又は場合によってはこれら導体の断面積が案内ブレード１５２と第１の規定面３６との間のギャップにより決定される断面より大きい場合には、この案内ブレード１５２は、ソノトロードの頭部３０から離れるように横方向スライダ４２の方向に曲げられ、台形の断面を有する挿入スペース１５４を形成する。これを介して、所望の数の導体６０が、挿入スペース１５４の中で互いに整列される。同時に、ばね部材１４６が固定されている外側ブレード１４８は、図１２から直ちに見られるように、ソノトロードの頭部３０から離れるように曲げられる。
図１３による上面図では、図１１と図１２とにそれぞれ示されているように、対応するばね部材が横方向スライダ４２の対向する外面にも沿って配置されている。この結果、参照符号１４６を、これらにも用いることができる。
導体６２、６４を挿入スペース４８の中へ導入するのを容易にするために、図４による本発明のさらなる改良では、断面６６に、内側ブレード５４に隣接して、規定部材３８の第１の規定面３６に角度αで延びている案内すなわちガイドブレードを有している外側ブレード５０を提供する。それにもかかわらず、この角度の結果、導体６２、６４の所望された適切な整列には支障がない。角度αは、理想的には、１５°と６０°との間の範囲である。
図５乃至７によると、挿入スペース４８を所望の幅Ｂに調整するための、また場合によっては必要がない場合にばね板４６のような挿入補助を取外すための複数の選択肢がある。
図５によると、ばね板４６をシリンダ７０のピストン６８に取り付けることができ、この場合に、図５の表示に対応して、このばね板をソノトロードにより、または場合によってはこのソノトロードの頭部３０と、規定部材３８と、対電極３４と、横方向スライダ４２とにより規定されている圧縮スペースからピストン６８を引き出すことにより取外すことができる。この場合に、このピストン６８を、より詳細な説明を必要とせずにばね板４６の所望の部分に取り付けることができる。
図５に示されている実施例では、ばね板４６は回動可能であり、溶接を行う一方すなわち溶接の間またはばね板４６が必要とされないときに、溶接される複数の導体を収容している領域から取り除くことができる。
ばね板４６を、横方向スライダ４２のための図示されていない留め金の駆動部７１に接続することもできる。この横方向スライダは、伝導体を受容する圧縮スペースの幅を決定し、従って、規定部材３８の方向に横方向スライダ４２の調節可能な軌道５２を制限する。これらの処置により、前記留め金に対する挿入スペース４８の幅が設定される可能性が与えられる。これは、挿入スペース３８の幅が、圧縮チャンバ１８の幅のように、溶接される複数の伝導体の数又は断面の幅に従って設定されなければならないからである。スピンドル駆動部は、駆動部７１の好ましい選択肢である。この駆動部は、ばね板４６から出ている対応する歯車装置７２に係合している。
挿入スペース４８の幅を決定する案内部材の他の実施例は、図８と図９とに見られる。この案内部材は、この場合、案内プレート７４の幾何学的形状が示しているように、薄板からなる案内部材として示されており、この案内部材は、横方向スライダ４２の調節可能な軌道５２に平行で、溶接される複数の伝導体４４、４５、６０が載るソノトロードの頭部３０に垂直に延びるレベルで広げられている(aufspannt)。この実施例では、案内プレート７４は、横方向スライダ４２に取り付けられている。すなわち、少なくとも対応して延びている外面７６で固定されているが、横方向スライダ４２に対して移動可能である。このことは、調節可能な軌道４２に平行に延びている、ガイドプレート７４の複数のスロット７８、８０と、横方向スライダ４２の外面から出てこれらスロット７８、８０に係合している、ピンのような突出部とにより実現される。加えて、この実施例では、ガイドプレート７４は、横方向スライダ４２に対して動かない留め具８４と、引張りばね８２を介して接続されており、横方向スライダは、案内プレート７４で規定部材３８の方向に作用する。このように、案内プレート７４は、図示されている例では垂直方向に延びている案内すなわちガイド部分８６で、制限部材３８に対して、横方向スライダ４２の制限面４０の前を延びており、この結果、本発明の教示によれば、挿入スペース４８は、開いた圧縮チャンバで、伝導体４４の断面積又は数に調節可能である。
挿入スペース４８を複数の伝導体６０の様々な数、または場合によっては、様々な断面の幅に調節するために、挿入スペース４８の幅にしたがって位置させることができる留め具８７が設けられている。案内プレートの突出部８９は、この留め具の延びている所に延びており、所望の挿入スペース４８の幅、すなわち、伝導体４４、４５の望まれた整列のために必要な案内部分８６と第１の規定面３６との間のギャップ、に到達すると、この留め具８７に支持される（図８参照）。留め具８７が可動である場合、この留め具を、横方向スライダ４２に対して動かない位置に配置することもでき、この結果、案内プレート７４に対して動かない位置に配置することもできる。このような場合、挿入スペース４８が、２つの伝導体が挿入された場合、これら伝導体を、この挿入スペース４８の中で互いに上下するように配置することが確実にできるような幅を有するように、留め具８７は、案内プレート７４の部分８９に対して配置されている。
図１４は、図８と図９とに示されている実施例に示されている、本発明の教示のさらなる改良を示している。第１の規定面３６を所望の程度に調節するために、すなわち、挿入スペース４８の幅を設定するために、案内プレート７４を駆動部９２と結合させることもできる。
挿入スペース４８を拡大するために、または、この挿入スペースを完全に開くために、他の改良により、案内プレート７４のスロット９０の中にロックする係合片８８が設けられる横方向スライダ４２が提供される。この結果、横向きスライダ４２が逆転された場合、ばね８２によりかけられる圧力に関わりなく、案内プレート７４はこの横向きスライダと共に動かされ、これにより、挿入スペース４８を拡大させる。横向きスライダ４２と案内プレート７４との係合による相互作用は、案内プレートに駆動部が設けられているならば、必要がない。
上述のように、案内プレート７４は、長手方向のブレード９４、９６が横向きスライダ４２の調節可能な軌道に平行に延びている、矩形の幾何学的形状を示す。これら長手方向のブレード９４、９６は、案内部分８６に結合している。この案内部分８６は、これら長手方向のブレードに垂直に延び、長手方向ブレード９４への変化領域で傾斜されている。長手方向のブレードは、複数の伝導体６０を挿入するのを容易にするためにソノトロードの頭部から遠く離れている。
図１５と図１６とは、案内部材１５８、１６０の追加的な構成を示している。これら案内部材は、上述の本発明によると、超音波溶接装置の圧縮チャンバに取り付けられており、この結果、対応する参照符号を同一の部材に対して用いることができる。案内部材１５８、１６０は、それぞれ、挿入スペース１６２、１６４を有し、この挿入スペースに圧縮チャンバ１８の幅を変化させる必要なく、伝導体４４、４５を所望の程度まで整列させることができる。さらに、圧縮チャンバ１８を開くことができる、すなわち、横方向スライダ４２を規定部材３６から引き離して圧縮チャンバを開くことができる。換言すれば、挿入スペース１６２、１６４は、実効的な断面を有する、すなわち、開かれた状態の圧縮チャンバ１８の実効的な断面積より小さいだけではなく、本発明の教示に対応して、図示されている例では、垂直な列で整列されている、伝導体４４、４５が、互いに適切に確実に整列される、特に、幅を有している。この場合、図１乃至９と図１１乃至１４との実施形態とは違って、挿入スペース１６２、１６４は、各々の場合に案内部材１５８のブレード１６６、１６８により制限され、又は場合によっては、案内部材１６０のブレード１７０、１７４により制限される。この場合、ブレード１６６、１６８又はブレード１７２、１７４は、第１の規定部材３８の第１の規定面３６又は場合によってはスライダ４２の第２の規定面４０に沿って、すなわち平行に又はほぼ平行に延びている。ブレード１６６、１６８又はブレード１７２、１７４は、案内部材１５８、１６０のＵ字形状の部分１７６、１７８の側部の腕を形成しており、この案内部材は、図が示しているように、ばね板からなっていることが好ましい。Ｕ字形状の部分１７６、１７８のそれぞれの横断しているブレード(Querschenkel)１８０、１８２は、図１５によれば、圧縮チャンバ４８を規定し、「Ｏ」のような、場合によっては開いた円のような、幾何学的形状を示しているソノトロードの頭部３０の部分２８の下方で延びている。このように、ソノトロードの頭部３０の部分２８は、挿入スペース１６２の床部を形成している。
図１６に示されている実施例によると、横断しているブレード１８２は、ソノトロードの頭部３０の部分２８の上方で延びており、この結果、この場合に示されている実施例で伝導体４４が載る、挿入スペース１６４の床部を形成している。
案内部材１５８、１６０の類似した構成のために、これら案内部材１５８、１６０を、例えば、開いた圧縮チャンバ１４８から外に動かすことができる。これは、最初に導体を障害なく挿入することを可能とするためである。案内部材１５８の横断しているブレード１８０がポケットのような形状をしているために、案内部材１５８を圧縮チャンバ１８の中へと下げていくと、伝導体４４、４５が整列することができ、横断しているブレード１８０により囲まれている空間１８４がソノトロードの頭部３０の部分２８の下方の領域に下げられると、この結果、伝導体４４、４５が、ソノトロードの頭部３０の部分２８と側部のブレード１６６、１６８との間に案内されて整列する。このタイプの構成は、特に、側部のブレード１６６、１６８の間のギャップが、挿入される複数の伝導体の夫々の断面よりも大きい場合に、有利である。
複数の伝導体を挿入スペース４８の中に挿入するときに確実に信頼できる案内をするために、案内すなわちガイド機能に対応して、ばね板４８又は案内プレート７４を横方向スライダ４２の対向する外面７６に配置することができる。
案内すなわちガイド部材は、板材料からなることが好ましいが、他の適当な材料も用いることができる。薄板からなる部材７４に必要な剛性が保障されるだけでなく、アーチ状の案内部材４８には、必要とされる弾性が保障されなければならない。
本発明の教示を、４つの部材により規定される圧縮チャンバの例を用いて説明してきたが、このような圧縮チャンバを、３つの部材のような異なる数の部材を用いて実現することも可能である。これは、例えば、三角形の幾何学的形状を示すノードを溶接するためである。この場合には、圧縮チャンバを規定する複数の部材に対応する案内部材は、挿入スペースが設けられるように調節可能でなければならない。この挿入スペースで、本発明の教示から得ることができる有利な点を実現することができる。すなわち、共に圧縮又は溶接される複数の伝導体は、これら伝導体が溶接されるときに、１つ以上の列で整列されるように互いに正確に整列される。
超音波溶接装置の圧縮チャンバの前面図である。 溶接される伝導体の数が変えられた、図１による圧縮チャンバである。 図１による圧縮チャンバの上面図である。 図１乃至３による圧縮チャンバのための案内プレートの代替的な実施形態である。 図１乃至４による圧縮チャンバに調節されることができる案内部材の構成である。 図５に示されている実施例の代替的な実施例である。 図１乃至５による圧縮チャンバに調節されることができる案内部材の追加的な実施例である。 圧縮チャンバに合わせられた案内部材の追加的な実施例である。 多数の伝導体を伴う、図８に対応する図である。 周辺機器を備えた超音波溶接装置の概略図である。 案内部材の代替的な実施例を備えている、図１に対応する圧縮チャンバである。 案内部材の代替的な実施例を備えている、図２に対応する圧縮チャンバである。 案内部材の代替的な実施例を備えている、図３に対応する圧縮チャンバである。 図８と図９とによる装置の代替的な実施例である。 圧縮チャンバのための案内部材の追加的な実施例である。 図１５による案内部材の代替的な形態である。

Claims (32)

  1. 超音波溶接装置（１０）により、電気伝導体、特にケーブル、のような複数の加工物（４４、４５、６０、６２、６４）を溶接するための装置であって、この超音波溶接装置（１０）は、超音波振動を放つソノトロード（１６、３０）の少なくとも複数の部分（２８、３２）と対電極（３４）とにより規定されている、前記加工物が中に挿入される圧縮チャンバ（１８）と、好ましくは、特に、前記ソノトロードの部分と対電極とに垂直に延びている第１の規定面（３６）を有している規定部材と、第２の規定面（４０）を備え前記第１の規定面に対して調節可能な摺動部材（４２）と、により構成され、前記加工物は、前記圧縮チャンバが開いている場合、挿入スペース（４８）に挿入され、この挿入スペースは、好ましくは、前記ソノトロードの少なくとも複数の部分と、前記規定部材の第１の規定面とにより規定されている装置において、前記ソノトロード（１６、３０）の部分（２８、３２）と、第１の規定部材（３８）と、案内部分（５０、８６）で前記規定部材の第１の規定面に沿って延びている案内部材（４６、７４）とにより規定され、前記案内部材の案内部分と第１の規定面との間のギャップＢが、前記圧縮チャンバ（１８）が開いている場合の前記第１の規定面と摺動部材（４２）の第２の規定面（４０）との間のギャップよりも大きい、前記挿入スペース（４８）、又は、少なくとも部分的に前記第１の規定面と第２の規定面との両方に沿って、すなわちほぼ平行に、延びている、案内部材（１５８、１６０）の２つのブレード（１６６、１６８、１７２、１７４）もしくはこれらブレードの部分（１７６、１７８）により規定され、前記ブレードの間の、もしくは場合によってはこれらブレードの部分の間の実効的なギャップＢは、前記圧縮チャンバ（１８）が開いている場合の前記第１及び第２の規定面の間のギャップよりも小さい、前記挿入スペースにより特徴付けられる装置。
  2. 前記案内部材（４６、７４、１５８、１６０）は、前記圧縮チャンバ（１８）が閉じられる場合、曲げられ並びに／もしくは移動されることができる部材であることを特徴とする請求項１に係る装置。
  3. 前記案内部材（４６、１５８、１６０）は、薄板から形成されているばね板のようなばね部材であることを特徴とする請求項１又は２に係る装置。
  4. 前記案内部材は、少なくとも２つのブレード（５０；５４、５６、５８）を備えたアーチのあるばね板であり、これらブレードの１つ（５４）は、例えば、前記摺動部材（４２）の調節可能な軌道（５２）に沿って延びており、他のブレードは、前記第１の規定面（３６）に沿って延びている、前記案内部材の案内部分（５０）であることを特徴とする前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  5. 腕の長さが異なる「Ｕ」の幾何学的形状を示し、長い方の腕（１４８）は、前記案内部材の保持前記ばね板（１４６）のような前記案内部材の保持ブレードである、前記ばね板（１４６）のような案内部材により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  6. 前記装置は、前記第１の規定面（３６）に沿って延びている前記ブレード（１５２）は、台形の挿入スペース（１５４）を規定するように前記案内部材（１４６）を曲げることが可能であることを特徴とする請求項５に係る装置。
  7. 保持ブレード（５８）と、この保持ブレードに垂直に延びている第１の内側ブレード（５６）と、第２の内側ブレード（５４）として前記摺動部材（４２）の調節可能な軌道（５２）に沿って延びているブレードと、前記案内部分として前記第１の規定面（３６）に沿って延びているブレードとを有している前記ばね板（４６）により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  8. 腕の長さが異なる「Ｕ」の幾何学的形状を示す保持ブレード（５８）と、第１及び第２の内側ブレード（５６、５８）とにより特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  9. 開いた四角形の幾何学的形状を示すアーチのある板ばねにより特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  10. 前記摺動要素（４２）の外面（７６）に沿って延びている前記案内部材（４６）により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  11. 前記圧縮チャンバ（１８）が開いている場合に、この圧縮チャンバ（１８）が閉じられている場合の前記第１の規定面（３６）の実効的な長さよりも長い、この第１の規定面の長さに沿って延びている前記案内部材（４６、７４）の案内部分（５０、８６）により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  12. 前記第１の規定面（３６）に対して、少なくとも部分的に角度αで延びている前記案内部分（５０）により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  13. 前記摺動部材（４２）の調節可能な軌道（５２）に沿って延びている前記ブレード（５４）に結合し、前記第１の規定面（３６）に角度をつけて延びている部分（６６）により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  14. 好ましくは、１５°≦α≦６０°の傾斜角により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  15. ステップモータ、アクチュエータのような駆動部（６８、７０）と結合され、この駆動部により移動されることができる、特に前記ばね板（４６、１４６）の形態の、前記案内部材により特徴付けられる前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  16. 前記摺動部材（４２）の調節可能な軌道は、アクチュエータ（７０）により調節可能な留め具により、前記規定部材（３８）の第１の規定面（３６）の方向に規定され、前記案内部材（４６、１４６）は、前記駆動部（７０）又は別の駆動部と結合されていることを特徴とする前記全ての請求項のいずれか１に係る装置。
  17. 前記駆動部（７０）は、スピンドル駆動部であることを特徴とする請求項１６に係る装置。
  18. 前記案内部材は、前記摺動部材（４２）の調節可能な軌道（５２）に沿って延びている前記外面（７６）の少なくとも１つに沿って、この外面に平行に又はほぼ平行に延び、また、前記ソノトロード（１６、３０）の部分（２８）に垂直に延びている、板部材のような、薄板からなる部材（７４）であることを特徴とする請求項１に係る装置。
  19. 前記部材（７４）は、前記摺動部材（４２）と結合され、この摺動部材に対して調節可能であることを特徴とする請求項１８に係る装置。
  20. 前記部材（７４）は、ばね部材（８２）と結合され、このばね部材により、前記部材は、前記第１の規定面（３６）の方向に前記摺動部材（４２）に対して調節可能であることを特徴とする請求項１８又は１９に係る装置。
  21. 前記部材（７４）は、前記調節可能な軌道（５２）に平行に延びている少なくとも１つのスロットを有し、このスロットの中に前記摺動部材（４２）からの、ピンのような、突出部が係合することを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１に係る装置。
  22. 前記部材（７４）は、前記調節可能な軌道（５２）に平行に延びている２つのスロット（７８、８０）を有し、これらスロットに前記摺動部材（４２）からの複数の突出部の１つが、それぞれ係合することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１に係る装置。
  23. 前記部材（７４）は、形状が矩形であり、前記調節可能な軌道（５２）に沿って延びている第１及び第２の長手方向のブレード（９４、９６）と、これらブレードを接続し前記第１の規定面（３６）に沿って延び前記案内部分（８６）を形成している横断しているブレードと、を有していることを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１に記載の装置。
  24. 前記部材（７４）の前記横断しているブレード（８６）と前記ソノトロードから離れている長手方向のブレード（９４）との間の変化領域は、傾斜していることを特徴とする請求項１８乃至２３のいずれか１に係る装置。
  25. 前記案内部材（４６、７４、１４６）は、前記ソノトロードの部分に垂直に、又はほぼ垂直に延びている前記摺動部材（４２）の各外面（７６）に沿って延びていることを特徴とする請求項１に係る装置。
  26. 前記摺動部材（４２）から出ている係合片（８８）が、前記部材を前記第１の規定面（３２）から所定距離に維持するために、この部材（７４）又はこの部材から出ている部材に係合することを特徴とする請求項１８乃至２５のいずれか１に係る装置。
  27. 前記薄板からなる部材（７４）は、駆動部（９２）により前記第１の規定面（３２）に対して調節可能であることを特徴とする請求項１８乃至２６のいずれか１に係る装置。
  28. 前記ブレード（１６６、１６８）又は、場合によっては、これらブレードの部分は、好ましくは薄板からなるばね板のようなばね部材として構成されている、前記案内部材（１５８、１６０）のＵ字形状のアーチを有する部分（１７６、１７８）の側腕であることを特徴とする請求項１に係る装置。
  29. 側面の複数のブレードを接続している前記横断しているブレード（１８２）は、前記ソノトロード（１６、３０）の部分（２８）の上方を延び、前記挿入スペース（１６４）の床部を規定していることを特徴とする請求項２８に係る装置。
  30. 前記案内部材（１５８）のＵ字形状の、アーチを有する部分（１７６）の、側面のブレードを接続している前記横断しているブレード（１８０）は、前記ソノトロード（１６、３０）の部分（２８）の下方で延びており、このソノトロードの部分は、前記挿入スペース（１６２）の床部を規定していることを特徴とする請求項２８に係る装置。
  31. 前記横断しているブレード（１８０）は、開いた「Ｏ」の形状を示す、前記ソノトロード（１６、３０）の部分（２８）の下方を延びていることを特徴とする請求項３０に係る装置。
  32. 超音波溶接装置（１０）を用いて、電気伝導体、特にケーブル、のような複数の加工物（４４、４５、６０、６２、６４）を溶接するための装置であって、前記超音波溶接装置は、前記加工物を収容する圧縮チャンバ（１８）を有し、これら加工物は、前記圧縮チャンバが開いている場合に、挿入スペース（４８）に挿入される装置において、この挿入スペース（４８）の実効的な幅は、前記開いた圧縮チャンバ（１８）の対応する幅よりも小さいことを特徴とする装置。
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