KR102019026B1 - 초음파 용접 장치 - Google Patents

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슈운크 소노시스템스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 파장(λ)을 갖고 진동 상태로 될 수 있고 초음파 발생기의 최대 진폭에서 적어도 하나의 용접 영역(120, 168)을 갖는 초음파 발생기(116)를 포함하고, 초음파 발생기는 제 1 베어링(130) 내에 초음파 발생기의 발진 노드에 지지되는, 발진기(100)를 갖는 초음파 용접 장치에 관한 것이다. 고비용의 조립 수단이 요구되지 않고 디자인과 관련하여 간단한 수단에 의해 초음파 발생기의 반경방향 및 축방향 정렬을 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따르면, 제 1 베어링(130)은 초음파 발생기의 길이방향으로 연장하는 섹션에서 U-형 기하학적 형상을 갖는 돌출부(132)를 갖고, 이 U-형 기하학적 형상은 측면 섕크들(136, 138) 및 측면 섕크들을 연결하는 크로스 섕크(140)를 갖고, 돌출부는 U-형 기하학적 형상에 일치하는 초음파 발생기(116) 내의 리세스(140, 144)에 결합하고, 초음파 발생기는 평면형 방식으로 돌출부의 크로스 섕크 상에 지지되고, 초음파 발생기는 돌출부의 적어도 하나의 측면 섕크에 의해 축방향으로 정렬된다.

Description

초음파 용접 장치{ULTRASONIC WELDING DEVICE}
본 발명은 파장(λ)을 갖는 진동 상태로 될 수 있고 금속 부분들을 용접하기 위한 카운터전극과 연계될 수 있는 적어도 하나의 용접 범위를 포함하는 초음파 발생기(sonotrode)를 포함하는 발진기를 갖는 초음파 용접 장치에 관한 것으로서, 초음파 발생기는 제 1 베어링 내에 그 진동 노드에서 지지된다.
대응 장치가 DE 198 59 355 C2호로부터 얻어질 수 있다. 베어링은 반경방향 힘 뿐만 아니라 축방향 힘 및 또한 굽힘 모멘트 및 비틀림 모멘트를 수용한다. 베어링은 그 범위에서 용접면이 존재하는 초음파 발생기 헤드까지의 λ/4의 거리에 반경방향으로 돌출하는 제 1 섹션을 포함하고, 이 섹션은 초음파 발생기의 길이방향으로 그로부터 이격하여 연장하는 제 2 섹션 내로 그 부분이 병합한다.
DE 35 08 122 C2호에 따르면, 초음파 용접 장치의 초음파 발생기는 이 초음파 발생기의 길이방향 축에 수직으로 나오는 복수의 스터드들(studs)에 의해 정확하게 지지된다.
DE 10 2005 063 230 B3호는 재료의 초음파 가공을 위한 장치이다. 초음파 발생기가 2개의 부스터에 접속되고, 이에 의해 초음파 발생기 및 부스터들을 포함하는 발진기가 지지된다. 이를 위해, 부스터들은 간섭 끼워맞춤에 의해 또는 나사 결합에 의해 부스터들에 연결된 케이싱 또는 파이프편에 의해 둘러싸인다.
초음파 용접 장치의 발진기를 지지하기 위한 공지의 장치들은 재현 가능한 방식으로 고품질 용접 프로세스들을 수행하는 것을 가능하게 하도록 초음파 발생기를 축방향으로 그리고 반경방향으로 정렬하기 위해 고비용의 조정들을 필요로 한다.
본 발명은 초음파 발생기의 반경방향 뿐만 아니라 축방향 정렬이 고비용의 장착 수단들이 요구되지 않고 구성적으로 간단한 수단들에 의해 가능한 이러한 방식으로 전술된 유형의 초음파 용접 장치를 더 개발하는 기본적인 문제를 갖는다.
이 문제점은 제 1 베어링이 초음파 발생기의 길이방향으로 연장하는 섹션에서 측면 섕크들(shanks)을 갖고 이들 측면 섕크들을 연결하는 크로스 섕크를 갖는 U-형 기하학적 형상을 갖는 돌출부를 갖고, 돌출부는 U-형 기하학적 형상에 적용된 초음파 발생기 내의 리세스 내에 결합하고, 초음파 발생기는 돌출부의 크로스 섕크 상에 평면 방식으로 지지되고, 초음파 발생기의 축방향 정렬은 돌출부의 측면 섕크들 중 적어도 하나를 거쳐 발생하는 본 발명에 따라 해결된다. 돌출부는 특히 초음파 발생기의 길이방향 축의 방향으로 연장하는 단면에서 사다리꼴 기하학적 형상을 갖고, 특히 대칭 사다리꼴의 기하학적 형상을 갖는다.
본 발명의 교시는 크로스 섕크와 연계된 평면형 섹션에 의해 크로스 섕크 상에 평면형 방식으로 지지되는 점에서 초음파 발생기의 반경방향 정렬을 유도한다. 종래 기술과는 구별하여, 펑츄얼 베어링(punctual bearing)이 아니라 오히려 평면형 지지가 발생한다.
축방향 정렬은, 초음파 발생기가 돌출부의 측면 섕크들 중 적어도 하나 상에 단면에서 놓이는 점에서 발생하고, 특히 평면형 지지가 또한 발생한다. 나머지 측면 섕크와 관련하여, 초음파 발생기는 그로부터 소정 거리에 있을 수 있다.
더욱이, 제 1 베어링은 크로스 섕크에 가로방향으로 그리고 초음파 발생기의 길이방향으로 연장하는 베어링을 포함하고, 이 베어링에 대해 초음파 발생기가 그 위에 작용하는 힘에 의해 가압될 수 있다.
지지체의 방향으로 초음파 발생기 상에 작용하는 힘은 나사와 같은 압력 요소에 의해 생성될 수 있고, 압력 요소는 초음파 용접 장치의 하우징 또는 기계 본체로부터 나올 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파 발생기의 평면형 지지는 간단한 구성 수단에 의해 초음파 발생기의 발진기 노드에서, 따라서 용접 영역 또는 이 용접 영역에 인접하여 연장하는 영역으로부터 λ/4의 간격으로 발생한다. 인접하여 연장하는 영역은 용접 영역에 대해 간격 λ/4±10 mm를 포함한다. 초음파 발생기는 N·λ/2의 길이를 갖고, N = 양의 정수이다.
초음파 발생기의 자동 축방향 정렬은, 특히 단면에서 사다리꼴 기하학적 형상을 갖는 돌출부가 초음파 발생기의 대응 기하학적으로 적용된 리세스 내에 결합할 때 발생한다. 반경방향 정렬은 평면형 지지에 의해 동시에 발생한다. 따라서, 이들 수단의 결과로서, 초음파 발생기는 펑츄얼 용접 시스템들에 대해 공지된 바와 같이, 간단한 방식으로 리세스 내로 도입되어 고정되고, 이어서 초음파 용접 장치의 하우징 내로 이후에 도입되어, 예를 들어 더브테일(dovetail) 연결부에 의해 이 하우징에 연결된다. 이와 관련하여, 독일의 베텐베르그 소재의 Schunk Sonosystems GmbH의 타입 DS20 II의 초음파 용접 장치와 같은 구성을 참조하라. 이 구성은 명시적으로 참조된다.
특히, 본 발명은 초음파 발생기가 길이(λ)를 갖고, 용접 영역이 길이방향으로 고려될 때, 초음파 발생기의 중간 영역으로 연장하고, 제 1 베어링이 용접 영역의 일 측면 상으로 연장하고, 제 2 베어링은 용접 영역의 다른 측에서 λ/4의 거리로 연장하고, 제 2 베어링은 특히 플라스틱 베어링인 것을 특징으로 한다. 초음파 발생기는 제 2 베어링 내에 포지티브하게 지지되어야(positively supported) 하고, 개구측에서 그 내부 거리가 측면 섕크들 사이의 초음파 발생기의 단면폭에 동일하거나 약간 큰 측면 섕크들을 갖는 U-형상을 초음파 발생기측에 갖는다. 따라서, 제 2 베어링 내로의 초음파 발생기의 설치 및 그로부터의 제거는 간단한 구성 수단에 의해 가능하다.
그러나, 본 발명은 또한 초음파 발생기가 용접 영역 또는 이 용접 영역에 인접한 영역으로부터 3/4 λ의 거리로 초음파 발생기의 길이방향으로 제 3 베어링에 지지된 부스터에 접속되는 것을 특징으로 하고, 이 제 3 베어링은 특히 바람직하게는 가동 베어링의 형상의 플라스틱 베어링이다. 제 3 베어링은 부스터측에 부스터를 위한 반원형 리세스를 각각 갖는 2개의 부분 베어링 요소로 이루어질 수 있다.
특히, 초음파 발생기의 길이방향 축의 방향으로 돌출부 상의 초음파 발생기의 지지면은 1 mm≤L≤10 mm의 길이 및/또는 5 mm≤B≤60 mm의 폭을 갖는다. 폭은 초음파 발생기의 길이방향 축에 수직으로 연장한다. 초음파 발생기의 길이방향 축에 수직인 각각의 크로스 섕크의 최고부, 즉 리세스의 깊이(Ts)는 1 mm≤Ts≤ 5 mm이다. 크로스 섕크와 측면 섕크들 사이의 각도(α)는 90°≤α≤150°이어야 한다.
본 발명의 부가의 상세들, 장점들 및 특징들은 청구항들로부터, 이들로부터 얻어질 특징들 - 단독으로 그리고/또는 조합하여 - 뿐만 아니라 도면들로부터 얻어질 바람직한 예시적인 실시예들의 이하의 설명으로부터 발생한다.
도 1은 금속들을 용접하기 위한 장치의 기본도.
도 2는 스트랜디드(stranded) 용접 시스템의 섹션을 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 초음파 발생기의 섹션의 단면도.
도 4는 펑츄얼 용접 시스템의 발진기를 도시하는 도면.
도 5는 λ 초음파 발생기를 갖는 발진기의 측면도.
도 6은 도 5의 라인 A-A를 따른 단면도.
도 7은 도 5의 라인 B-B를 따른 단면도.
도 8은 λ 초음파 발생기를 갖는 발진기의 측면도.
도 9는 도 8의 라인 A-A를 따른 단면도.
도 10은 도 8의 라인 B-B를 따른 단면도.
도 11은 λ/2 초음파 발생기 및 부스터를 갖는 발진기의 측면도.
도 12는 도 11의 라인 A-A를 따른 단면도.
도 13은 도 11의 라인 C-C를 따른 단면도.
기본적으로 동일한 도면 부호들이 동일한 요소들에 대해 사용될 수 있는 도면에는, 제 1 베어링 내에 본 발명에 따라 지지되어 있는 초음파 발생기들의 상이한 실시예들이 도시되어 있다. 이는 고비용의 조정 수단들이 요구되지 않고 간단한 방식으로 초음파 발생기를 포함하는 발진기의 셋업 및 위치설정을 가능하게 한다. 대응 발진기들이 금속 부분들 용접하기 위해, 특히 IGBT들과 같은 전기 구조 소자들 또는 접점들을 갖는 라인들, 스트랜디드 와이어들의 노드들을 통해 또는 단부 노드들을 용접하기 위해, 초음파 용접 시스템들 내에 구성된다.
도 1은 기본적으로 스트랜디드 와이어들이 단부 노드에 용접되는 초음파 용접 시스템을 도시한다. 시스템은 부스터(14)와 초음파 발생기(16)의 예시적인 실시예로 이루어진 발진기에 접속되는 통상의 방식으로 컨버터(12)를 포함하는 초음파 용접 장치 또는 초음파 용접기(10)를 포함한다. 초음파 발생기(16)는 용접면이 카운터 전극(20) - 또한 앤빌이라 칭함 - 과 그리고 압축 챔버 주위에 함께 취해진 측면 슬라이드들(21, 22)과 연계되는 최대 진폭에서 연장하는 용접면을 그 헤드(18)에 포함한다.
컨버터(12)는 용접될 스트랜디드 와이어들의 재료들의 용접 파라미터들 및 단면들이 입력되고 그로부터 적절하게 저장된 값들이 검색될 수 있는 컴퓨터(28)에 라인(26)을 거쳐 그 부분이 접속되어 있는 발전기(24)에 라인(22)을 거쳐 접속된다. 그러나, 이와 관련하여 종래 기술의 충분히 공지된 초음파 용접 시스템들을 참조하라.
재현 가능한 방식으로 용접들을 수행하기 위해, 초음파 발생기의 정확한 축방향 및 반경방향 장착이 요구된다. 장착부는 초음파 발생기의 발진 노드에서, 즉 카운터전극과 연계된 용접면으로부터 λ/4의 거리로 연장하고 이 장착부와 카운트 전극 사이에는 용접될 재료들이 배열된다. λ는 초음파로 여기될 때 초음파 발생기가 발진하는 파장이다.
거리(λ/4)는 후자에 인접한 영역을 에워싼다. 길이(λ)를 갖는 초음파 용접기들의 경우에, 거리는 λ/4±5 mm일 수 있고, 거리(λ/2)를 갖는 초음파 발생기들의 경우에 거리는 예를 들어 λ/4±10일 수 있다.
도 2는 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 기계 본체(118)에 지지되어 위치된 파장(λ)에 대응하는 파장(λ)을 갖는 초음파 발생기(116)를 포함하는 초음파 용접 시스템(100)의 단면도를 도시한다. 초음파 발생기(116)는 표면이 저부에서 압축 챔버를 한정하는 중앙 영역에서의 용접면(120)을 갖는다. 압축 챔버는 더욱이 용접면(120)에 수직으로 연장하는 슬라이더(122)에 의해, 초음파 발생기의 용접면(120)에 평행하게 시프트할 수 있고 가이드(124)에 의해 그 방향으로 조정될 수 있는 앤빌(126)의 대향 가이드(124)에 의해 더욱 제한된다. 이에 대해, 그 개시 내용이 참조가 이루어지는 것을 표현하고 있는 EP 566 233호에 또한 설명된 것들과 같은 충분히 공지된 구성들을 참조하라.
초음파 발생기(116)는 도 1의 도시에 따라 컨버터(12)로부터 나오는 부스터(128)에 접속된다.
초음파 발생기(116) 및 부스터(128)로 이루어진 발진기 및 컨버터(12)를 위한 베어링이 도 3 및 도 5 내지 도 7을 사용하여 상세히 설명된다.
도 3은 초음파 발생기(116)의 발진 노드에서 연장하는 제 1 베어링(130)의 영역에서, 길이방향 단면도로 도시된 초음파 발생기(116)의 단면도를 도시한다. 제 1 베어링(130)은 초음파 용접 시스템 내, 즉 기계 본체(118)의 초음파 발생기(116)의 축방향 및 반경방향 정렬, 및 따라서 가이드(124)의 슬라이더(122)에 의해 제한된 압축 챔버와 그리고 앤빌(126)과의 순차적 정렬을 보장한다.
도 3의 도면이 도시하는 바와 같이, 제 1 베어링(130)은 사다리꼴 섹션을 갖고 지지체로서 기능하는 돌출부(132)를 갖고, 이 돌출부는 초음파 발생기(116)의 길이방향 축에 평행하게 연장하는 베이스면(134)을 포함하고 길이방향 축에 가로방향으로 연장하고 이 베이스면으로부터 나오는 플랭크들(136, 138)의 측면들을 포함한다. 이 돌출부는 초음파 발생기(116)의 대응 리세스(140) 내에 결합한다. 리세스(140)는 리세스(140)에 정대향하는 리세스(142) 라인이 도시하는 바와 같이, 사다리꼴 기하학적 형상을 갖는 섹션을 또한 갖는다. 대응 리세스들(140, 142)은 EP 1 566 233 A1호에 또한 설명된 바와 같이, 원하는 정도로 압축 챔버와 용접면들(120, 168) 중 하나를 연계하기 위해 그 길이방향 축 둘레로 초음파 발생기(116)를 회전시킬 수 있도록 제공된다.
리세스(140)는 리세스(142)를 사용하여 상세히 설명된다. 단면도로부터 얻어질 수 있는 바와 같이, 리세스(142)는 베이스면(144) 및 그로부터 나오는 측면들 또는 플랭크들(146, 148)을 갖는다. 플랭크들(146, 148)의 간격은 돌출부(132)의 플랭크들(136, 138)의 간격보다 약간 크다. 초음파 발생기(116)가 제 1 베어링(130) 상에 설치되면, 돌출부(132)의 베이스면(140)은 리세스(140)의 베이스면(144) 상에 편평하게 놓인다. 그 결과, 반경방향 정렬이 발생한다. 더욱이, 플랭크들(146, 148)의 간격은 플랭크들(136, 138)의 간격보다 약간 커서, 도면 좌측의 플랭크들(136, 146) 및 대응적으로 또한 우측 플랭크들(138, 148)이 서로 평행하게 연장하기 때문에, 플랭크들(146, 148) 중 적어도 하나가 돌출부(132)의 플랭크들(136, 138) 중 하나 상에 놓일 수 있게 된다. 그 결과, 초음파 발생기(116)의 축방향 정렬이 발생한다.
돌출부(132)를 갖는 제 1 베어링(130)은 예시적인 실시예에서, 또한 도 6, 도 9 및 도 12로부터의 결과로서, U-형 지지체(150)의 크로스 섕크이다. 초음파 발생기(116)는 섕크들 중 하나에 대해 가압되고 따라서 고정되는 것이 후자로부터 또한 얻어질 수 있다. 도 2의 예시적인 실시예에서, 초음파 발생기(116)는 U-형 지지체(150)의 측면 섕크(151)에 대해 가압된다.
압력 요소는 예를 들어 나사일 수 있고, 베이스 기계 본체(118)로부터 나온다. 도 2에 따르면, 압력은 U-형 지지체(150)의 좌측 섕크(156)를 통해 연장하는 나사 요소(152)이고, 이 섕크는 초음파 발생기(116)로 소정 거리로 연장한다.
용접면(120)과 제 1 베어링(130) 사이의 간격은 λ/4이고, 여기서 제 1 베어링(130)은 초음파 발생기(116)의 발진 노드 내에서 연장하고, 용접면(120)은 최대 진폭으로 연장한다.
도 3의 확대 단면도로부터의 결과들로서, 리세스(140) 및 그와 함께 또한 리세스(142)는 바람직하게는 이하의 치수를 갖는다. 베이스면(134, 144)은 바람직하게는 1 mm 내지 10 mm의 초음파 발생기의 길이방향으로의 길이(L)를 갖는다. 초음파 발생기의 길이방향 축에 수직으로 연장하는 베이스면(134, 144)의 폭은 5 mm 내지 60 mm이어야 한다. 초음파 발생기의 길이방향 축에 수직인 리세스(140, 142)의 깊이들은 1 mm 내지 5 mm이어야 한다. 특정 측면 섕크 또는 플랭크(136, 138, 146, 148)의 내부는 베이스면(134, 144)과 90° 내지 150°의 각도(α)를 형성해야 한다.
제 1 베어링(130) - 또한 관련하여, 이하에 설명된 다른 제 1 베어링들(230, 330) - 은 강, 회주철과 같은 주철, 구형 흑연과 같은 주철, 청동, 섬유 보강된 플라스틱, 세라믹들, 탄소 섬유 보강된 탄소 또는 다른 적합한 재료들로 구성되어야 하고, 재료들은 댐핑이 원하는 정도로 성취되는 이러한 방식으로 선택되어야 한다. 또한, 더 높은 내마모성이 제공되어야 한다.
초음파 발생기(116)는 제 1 베어링(130)에 대향하여 용접면(120)에 대해 제 2 베어링(158) 내에 지지되는데, 이 제 2 베어링은 도 7에 단면도로 도시되어 있다. 제 2 베어링(158)은 플라스틱 베어링이다. 지지체(160)는 초음파 발생기(116)를 포지티브하게 수용하는 플라스틱 자켓(162)을 갖는다. 자켓(162)은 초음파 발생기(116)의 삽입 또는 제거가 간단한 수단에 의해 가능해지도록 그 내부 간격이 초음파 발생기(116)의 단면폭과 동일하거나 약간 큰 측면 섕크들(164, 166)을 갖는 U-형 기하학적 형상을 갖는다. 초음파 발생기(116)가 제 2 베어링(158) 내로 강제로 부하를 경험한다는 것이 화살표(F)에 의해 또한 인식될 수 있다. 이는 기계 본체(118)로부터 나오는 피벗 레버(166)에 의해 유도될 수 있다. 제 2 베어링(158)은 또한 용접면(120)으로부터 거리(λ/4)로 연장한다. 최대 ±10 mm, 특히 최대 ±5 mm의 편차가 가능하다.
도 5의 도면이 도시하는 바와 같이, 다른 용접면(168)은 용접면(120)에 대향하여 초음파 발생기(116)의 중앙 영역으로부터 나온다. 이를 이용하기 위해, 초음파 발생기(116)는 180° 회전되어, 그 결과 도면에 도시된 상부 리세스(144)가 제 1 베어링(130)의 사다리꼴 돌출부(132) 내로 전술된 방식으로 결합하게 된다.
전술된 구성 및 베어링을 갖는 초음파 발생기(116)를 포함하는 λ 발진기가 또한 도 8 내지 도 10에 도시되어 있다. 그러나, 초음파 발생기(116)는 컨버터(12)로부터 직접 나온다. 제 1 및 제 2 베어링(130, 158) 및 초음파 발생기(116)와의 연계는 이전에 제시된 설명에 따라 설계된다.
도 4 및 도 11 내지 도 13은 길이(λ/2)를 갖는 초음파 발생기(216) 및 부스터(228)를 포함하는 발진기(200)를 도시한다. 초음파 발생기(216)는 원주 주위에 균등하게 분포된 예시적인 실시예에서 2개의 용접면들(220, 224)을 갖는 공지의 방식으로 초음파 발생기 헤드(218)를 포함한다. 베어링(130)에 대응하는 베어링(230)이 용접면들(220, 224) 및 초음파 발생기 헤드(218)의 전방면으로부터 거리(λ/4)에, 따라서 용접면들(220, 224)에 바로 인접하여 제공되어, 이와 관련하여 제공된 설명을 참조하게 된다. 초음파 발생기(216)는 돌출부(232)의 기하학적 형상에 대응하는 리세스(140, 144)를 포함한다.
더욱이, 부스터(228)는 도 13에 단면도로 도시된 제 3 베어링(258)으로서 이하에 지시된 베어링 내에 지지된다. 제 3 베어링(258)은 부스터(228)를 둘러싸는 플라스틱으로 구성된 링(268)으로 덮어씌운(jacketed) 반원형 리세스(264, 266)를 포함하는 2개의 부분 베어링 요소(260, 262)를 포함한다. 따라서, 제 3 베어링(258)은 가동 베어링의 형태의 플라스틱 베어링이다.
도 11의 예시적인 실시예에 따르면, 활성 용접면이 도면 부호 200으로 나타낸 도면의 상부의 것이면, 펑츄얼 용접 시스템의 발진기(300)는 도 4에 도시되어 있고, 여기서 활성 용접면이 저부측을 따라 연장한다. 도 11 내지 도 13의 도시와는 구별되어, 발진기(300), 즉 그 초음파 발생기(316)는 개략도에서 상부에서 지지되어 있는데, 즉 제 1 베어링(330)은 도 11 내지 도 13의 예시적인 실시예와는 구별되어 저부 상에서 연장하지 않는다. 제 1 베어링(330)으로서 기능하는 지지체는 막대형 형태를 갖고, 초음파 발생기의 길이방향 축의 길이방향에 수직으로 연장한다. 초음파 발생기측에서, 지지체는 다른 예시적인 실시예들을 사용하여 설명된 바와 같이, 초음파 발생기(316)의 기하학적으로 적용된 리세스 내에 결합하기 위해 요구된 사다리꼴 기하학적 형상을 갖는다.
발진기(300)는 한편으로는 제 1 베어링(330)에 의해 그리고 다른 한편으로는 부스터(328)의 영역에서 제 2 베어링(358)에 의해 도 11 내지 도 13의 예시적인 실시예에 따라 지지된다. 제 2 베어링(358)은 도 13에 따른 베어링(258)에 대응한다. 제 1 및 제 2 베어링(330, 358)은 발진기(300)가 베어링(330, 358) 내에 고정되기 위해 삽입될 수 있는 주위 베어링(360) 내에 배열된다.
주위 하우징(360)은 더브테일을 형성하고 펑츄얼 용접 시스템의 하우징의 기하학적으로 적용된 더브테일 리셉터클 내로 삽입될 수 있는 제한부(362)를 갖는다. 따라서, 발진기(300)는 간단한 구성 수단에 의해 펑츄얼 용접 시스템 내로 도입될 수 있고, 여기서 본 발명의 교시에 따라 반경방향으로 그리고 축방향으로 정렬되기 때문에 발진기(300)의 재조정은 필요하지 않다.
도 11에 따르면, 도 4에 도시된 초음파 발생기(316)는 용접면들(320, 324)로부터 거리(λ/4)에 지지되고 길이(λ/2)를 갖고, 여기서 λ는 초음파 발생기(316)의 파장이다. 부스터(328)는 또한 길이(λ/2)를 갖고, 제 2 베어링(358) 내의 제 1 베어링(330)으로부터 거리(λ/2)에 지지된다.

Claims (12)

  1. 발진기(100, 200, 300)를 갖는 초음파 용접 장치로서, 파장(λ)을 갖는 진동 상태로 될 수 있고 초음파 발생기의 최대 진폭에서 적어도 하나의 용접 영역(120, 168, 220, 224, 320, 324)을 포함하는 상기 초음파 발생기(116, 216, 316)를 포함하고, 상기 초음파 발생기는 제 1 베어링(130, 230, 330) 내에서 그 발진 노드에 지지되는 초음파 용접 장치에 있어서,
    상기 제 1 베어링(130, 230, 330)은 상기 초음파 발생기의 길이방향으로 연장하는 섹션에서 측면 섕크들(136, 138)을 갖고 이들 측면 섕크들을 연결하는 크로스 섕크(140)를 갖는 U-형 기하학적 형상을 갖는 돌출부(132)를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 U-형 기하학적 형상에 적용된 상기 초음파 발생기(116, 216, 316) 내의 리세스(140, 144) 내에 결합하고,
    상기 초음파 발생기는 상기 돌출부의 크로스 섕크 상에 편평하게 지지되고,
    상기 초음파 발생기의 축방향 정렬은 상기 돌출부의 적어도 하나의 측면 섕크를 거쳐 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부(132)는 사다리꼴 기하학적 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 용접 장치에 고정된 상기 초음파 발생기(116, 216, 316)의 경우에, 상기 초음파 발생기는 상기 돌출부(132)의 측면 섕크들(136, 138) 중 하나 상에 편평하게 놓이는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링(130, 230, 330)은 상기 돌출부(132)의 크로스 섕크(140)의 길이방향 축에 가로방향으로 그리고 상기 초음파 발생기(116, 216, 316)의 길이방향으로 연장하는 지지체(150, 152)를 포함하고, 상기 지지체에 대해 상기 초음파 발생기가 초음파 발생기 상에 작용하는 힘(F)에 의해 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 발생기(116)는 파장(λ)을 갖는 초음파 발생기이고, 그 중앙 영역에서 적어도 하나의 용접 영역(120, 168)이 연장하고, 상기 제 1 베어링(130)은 상기 용접 영역의 일 측면 상으로 연장하고, 제 2 베어링(158)은 λ/4의 거리에서 상기 용접 영역의 다른 측면 상으로 연장하는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 베어링(158)은 플라스틱 베어링인 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 초음파 발생기(116)는, 개구측에서 그 내부 간격이 측면 섕크들 사이의 상기 초음파 발생기의 단면폭에 동일하거나 약간 큰 측면 섕크들(162, 164)을 갖는 U-형상을 초음파 발생기측에 갖는 상기 제 2 베어링 내에 포지티브하게 지지되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 발생기(116, 216)는 상기 적어도 하나의 용접 영역(120, 168, 220, 224, 320, 324)으로부터 3/4 λ의 간격으로 상기 초음파 발생기의 길이방향으로 제 3 베어링(258)에 지지되는 부스터(128, 228)에 접속되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 베어링(258)은 플라스틱 베어링인 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 베어링(258)은 플라스틱으로 덮어씌운 반원형 리셉터클(260, 266)을 상기 부스터 측에 각각 포함하는 2개의 부분 베어링 요소들(260, 262)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌출부(132)는 단면에서 대칭 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 베어링(258)은 가동 베어링인 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
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