KR102574555B1 - 초음파 용접 장치 - Google Patents

초음파 용접 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102574555B1
KR102574555B1 KR1020207006621A KR20207006621A KR102574555B1 KR 102574555 B1 KR102574555 B1 KR 102574555B1 KR 1020207006621 A KR1020207006621 A KR 1020207006621A KR 20207006621 A KR20207006621 A KR 20207006621A KR 102574555 B1 KR102574555 B1 KR 102574555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anvil
ultrasonic welding
carrier
welding device
mounting
Prior art date
Application number
KR1020207006621A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200051613A (ko
Inventor
스테판 뮬러
라이너 바겐바흐
발데마르 베르너
Original Assignee
슈운크 소노시스템스 게엠바하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=63490395&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR102574555(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 슈운크 소노시스템스 게엠바하 filed Critical 슈운크 소노시스템스 게엠바하
Publication of KR20200051613A publication Critical patent/KR20200051613A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102574555B1 publication Critical patent/KR102574555B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8167—Quick change joining tools or surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81264—Mechanical properties, e.g. hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81265—Surface properties, e.g. surface roughness or rugosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81433—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined being toothed, i.e. comprising several teeth or pins, or being patterned

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파 진동을 전달하는 소노트로드(14) 및 앤빌 캐리어(17) 상에 배치된 앤빌(15)을 포함하는 초음파 용접 장치에 관한 것으로서, 상기 앤빌(15)은 상기 앤빌(15)의 장착 표면(21)이 프리텐셔닝 장치에 의해 가해지는 수직항력에 의해 상기 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면(22)에 안착되도록 교환 가능한 방식으로 상기 앤빌 캐리어(17) 상에 배치되며, 상기 앤빌(15)의 장착 표면(21)은 상기 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면(22)의 표면 경도보다 큰 표면 경도를 가지고, 상기 장착 표면(21)은 적어도 부분적인 표면의 영역에서 표면 구조를 포함하며, 상기 장착 표면은 적어도 상기 부분적인 표면의 영역에서 Rz/Ra ≥ 2의 표면 거칠기를 가진다.

Description

초음파 용접 장치
본 발명은 초음파 용접 장치(ultrasonic welding device)에 관한 것으로서, 초음파 진동(ultrasonic vibrations)을 전달하는 소노트로드(sonotrode) 및 앤빌 캐리어(anvil carrier)상에 배치된 앤빌(anvil)을 포함하고, 앤빌의 장착 표면(mounting surface)이 프리텐셔닝 장치(pretensioning device)에 의해 가해지는 수직항력(normal force)에 의해 앤빌 캐리어(anvil carrier)의 지지 표면(support surface)에 안착(rests)되도록 앤빌이 앤빌 캐리어 상에 교체 가능한 방식으로 배치된다.
2007년 8월 8일자로 출간된 Schunk Sonosystems GmbH의 제품 브로셔 "STAPLA Ultraschall-Schweißsysteme KOBRA" [영문판 : "STAPLA Ultrasonic Welding Systems KOBRA"]로부터, 위에서 언급한 제조사의 초음파 용접 장치(ultrasonic welding device)가 공지되어 있다. 한 쌍의 용접 집게(welding tongs)로 구현되는 익숙한 초음파 용접 장치는 교환 가능한 방식으로 앤빌 캐리어 상에 배치되는 앤빌을 포함하고, 앤빌의 장착 표면을 통해 앤빌 캐리어의 지지 표면에 전달되는 소노트로드(sonotrode)의 길이 방향 진동(longitudinal vibrations)이 앤빌과 앤빌 캐리어 사이에서 상대 운동(relative movements)을 발생시키는 것을 방지하기 위해, 앤빌 캐리어의 지지 표면과 앤빌의 장착 표면 사이의 수직항력으로 작용하는 프리텐셔닝력(pretensioning force)을 발생시키는 스크류 연결부에 의해 앤빌의 장착 표면과 앤빌 캐리어의 지지 표면 사이의 연결 평면(connection plane)에서 제 위치에 유지되는 앤빌을 포함한다. 이러한 상대 운동이 발생할 경우, 상대 운동은 연결 평면에서 앤빌과 앤빌 캐리어 사이에서 국부 용접(local welds)을 유도할 수 있으며, 이는 앤빌이 교환될 필요가 있을 때 앤빌 캐리어에서 앤빌을 분리할 수 있는 것을 불가능하게 한다.
앤빌이 소형화되고 앤빌과 앤빌 캐리어 사이의 스크류 연결부가 대응하여 작을 때, 앤빌과 앤빌 캐리어 사이의 바람직하지 않은 상대 운동을 억제하는 것을 보장하기 위해, 앤빌과 앤빌 캐리어 사이에 충분히 큰 프리텐셔닝력을 발생시키는 것은 가능하지 않다는 것이 실제로 명백해졌다.
따라서, 본 발명의 목적은 수직항력(normal forces)이 비교적 작을 때에도 앤빌 캐리어 상에 앤빌을 제자리에 효과적으로 유지시킬 수 있는 초음파 용접 장치를 제안하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 초음파 용접 장치는 청구항 1의 특징을 가진다.
본 발명에 따르면, 앤빌의 장착 표면은 앤빌 캐리어의 지지 표면의 표면 경도(surface hardness)보다 큰 표면 경도를 가지며, 장착 표면은 적어도 부분적인 표면(partial surface)의 영역에서 표면 구조(surface structure)를 가지며, 그리고 장착 표면은 적어도 부분적인 표면의 영역에서 Rz/Ra ≥ 2의 표면 거칠기(surface roughness)를 가진다.
장착 표면이 적어도 부분적인 표면의 영역에서 Rz/Ra ≥ 2의 표면 거칠기를 가질 경우, 앤빌 캐리어의 지지 표면과 비교하여 더 단단하게 구현된 앤빌의 장착 표면의 다르게 구현된 표면 경도는, 적어도 장착 표면의 부분적인 표면에서 구현된 표면 구조가 작용하는 수직항력에 의해 지지 표면 내에 임플린트(implant)를 남기도록 할 수 있다.
이러한 표면 거칠기의 비율로, 평균 거칠기(Ra)는 표면 구조가 소노트로드의 길이 방향의 진동 방향으로 상대 운동을 효과적으로 방해할 수 있도록 프로파일(Rz)의 평균 최대 높이만큼 충분히 능가하게 된다.
고정-즉, 앤빌 캐리어에 대해 앤빌을 축방향으로 유지하는 것이- 달성된다는 고려사항은 일반적으로 표면 구조가 적어도 부분적인 표면의 영역에서 소노트로드의 진동의 길이 방향에서 상대 운동에 대한 장벽(barrier)을 형성할 때 사고의 기초(basis of thought)를 제공한다.
바람직한 실시예에 따르면, 표면 구조가 적어도 부분적(sections)으로 소노트로드의 진동의 길이 방향에 대해 받음각(angle of attack)(α)로 경사진 선형 구조 성분(linear structure component)을 포함하는 경우, 예컨대, 라인 섹션(line section)으로서 소노트로드의 진동의 길이 방향을 향한 각도(α)로 경사진 구조 성분을 포함하는 단일 선형 구조(single linear structure)는 이미 충분할 수 있다. 라인 구조(line structure)는 일직선이거나 물결 형상일 수 있다(sinuous).
바람직하게는, 앤빌 캐리어의 지지 표면은 58 HRC 미만의 표면 경도를 가지며, 앤빌의 장착 표면은 59 HRC보다 큰 표면 경도를 가진다.
선형 구조 성분(linear structure component)이 수직항력이 감소된 때에도 상대 운동을 효과적으로 반작용(counteracting)할 수 있고 소노트로드의 길이 방향의 진동 방향으로 상대 운동을 방해함으로써 일반적으로 상대 운동을 방해하는 역할을 하는 긍정적인 효과를 발생시키더라도, 표면 구조가 라인 그리드(line grid)에 의해 형성되는 경우, 특히 유리한 것으로 입증되었으며, 그리드는 바람직하게는 Rz에 의해 결정된 높이의 상승된 그리드 라인(raised grid lines)을 가진다.
라인 그리드(line grid)의 복제 가능한 실시예는, 그리드가 레이저 빔을 장착 표면의 적어도 부분적인 표면에 적용하여 생성되는 경우, 밀링에 의해 가공된 앤빌의 장착 표면은 그리드 라인을 생성하기 위해 서로 평행하게 배치된 경로에서 레이저 빔으로 스캔될 수 있는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, 예컨대, 표면 거칠기 Rz = 25㎛, 즉 장착 표면의 밀링에 따른 값 및 Ra = 5㎛, 즉 레이저 빔으로 장착 표면에 대한 적용(subjection)에 따른 값이 가능하다.
장착 표면이 적어도 부분적인 표면의 영역에서 Rz/Ra ≥ 5의 표면 거칠기를 가지는 경우, 유리한 실시예가 이미 달성될 수 있다.
테스트에서 Rz ≥ 8㎛인 경우 추가적인 개선이 가능하며, Rz ≥ 20㎛인 경우 더욱 개선 가능한 것이 입증되었다.
전술한 바와 같이 예시적인 방식으로 장착 표면을 밀링함으로써 Rz ≥ 25㎛의 표면 거칠기를 가능하게 하므로, 그리드-형상 표면 구조(grid-shaped surface structure)를 구현하기 위해 레이저 빔을 장착 표면에 적용하는 것은 Ra/Rz의 원하는 비율을 특히 유리하게 달성하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 도면에 의해 추가로 설명된다.
도 1은 한 쌍의 용접 집게로서 구현되고 집게 케이싱(tong casing) 및 폐쇄 위치에 배치된 용접 죠(welding jaws)를 가지는 초음파 용접 장치의 등각도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시되고 앤빌 캐리어 상에 배치된 앤빌을 가지는 한 쌍의 용접 집게의 개방형 용접 죠의 도면을 도시한다.
도 3은 앤빌의 장착 표면에서 구현되는 표면 구조의 개략도를 포함하는 저면 도에서 도 2에 도시된 앤빌을 도시한다.
도 4는 라인 그리드로서 장착 표면의 부분적인 표면에 구현된 표면 구조를 가지는 장착 표면의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 1은 한 쌍의 초음파 용접 집게로서 구현되고 공유 집게 케이싱(13, shared tong casing)에 배치되는 상부 집게부(11, upper tong part) 및 하부 집게부(12, lower tong part)를 가지는 초음파 용접 장치(10, ultrasonic welding device)를 등각도(isometric view)로 도시한다. 필수 구성요소로서, 상부 집게부(11)는 초음파 진동 장치(ultrasonic vibration device)의 전단에 배치되고 제1 용접 죠(first welding jaw)를 형성하는 소노트로드(14, sonotrode)를 포함하는 초음파 진동 장치(ultrasonic vibration device)를 포함한다. 용접 케이싱(13) 상에, 소노트로드(14)에 대해 변위 가능하게 유지되고 이 실시예에서 스크류 연결부(16, screw connection)(도 2)로 구현되는 프리텐셔닝 장치(pretensioning device)에 의해 앤빌 캐리어(17, anvil carrier)에 교환 가능한 방식으로 연결되는 앤빌(15)이 배치된다.
앤빌(15)은, 앤빌(15) 상에 형성된 대향 표면(19)이 이 실시예에서 길이 방향 진동을 방출하는 것으로 구현된 소노트로드(14)의 작업 표면(20)에 대하여 이동하는 방식으로, 작동 장치(actuating device)(미도시)에 의해 집게 케이싱(13)의 후방 부분에 형성된 피봇축(18) 주위에서 소노트로드(14)에 대해 피봇될 수 있는 제2 용접 죠(second welding jaw)를 형성한다.
도 2의 도면에서 명백한 바와 같이, 앤빌(15)은, 앤빌(15)의 하부면을 형성하는 장착 표면(21)(도 3 참조)이 앤빌 캐리어(17)의 상부면을 형성하는 지지 표면(22) 상에 안착되도록 스크류 연결부(16)를 통해 앤빌 캐리어(17)에 연결된다. 본 예시에서, 앤빌 캐리어(17)에는 그 길이 방향 에지부(longitudinal edges)를 따라 안내 돌출부(23,24)가 제공되는데, 안내 돌출부(23,24)는 앤빌(15)을 교환하기 위해 축방향 안내 장치(25)를 형성하며, 앤빌(15)은 스크류 연결부(16)를 푼 후, 소노트로드(14)의 길이 방향(28)으로 제거될 수 있으며, 본 예시에서 스크류 연결부(16)는 2개의 볼트 연결부(26,27)를 포함하고, 본 예시에서 길이 방향(28)은 소노트로드(14)의 주 진동 방향(main vibration direction)과 일치한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 스크류 연결부(16)는 장착 표면(21)이 길이 방향(28)으로 앤빌(15)을 제자리에 유지시키기 위해 지지 표면(22)에 대해 가압되는 클램핑(clamping) 또는 수직항력(normal force)(N)을 발생시키는 역할을 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 볼트 연결부(26,27)를 구현하기 위해 본 실시예에서 표면에 2개의 스레딩된(threaded) 보어(29,30)가 제공되는 앤빌의 장착 표면(21)은, 부분적인 표면(31, partial surface)의 영역에 표면 구조(32, surface structure)가 제공되며, 표면 구조(32)는 본 예시에서 개략적으로만 도시되고 본 예시에서 구조 라인(structure lines)으로 구현되는 복수의 구조 구성요소(33, structure components)를 포함한다. 구조 구성요소(33)는 장착 표면(21)에 적어도 부분적으로(at least partially or in sections) 상승된 그리드 라인(34, raised grid lines)을 형성하고, 그리드 라인(34)은 도 2에 도시된 앤빌(15)의 조립 상태에서 지지 표면(22)에 대해 배향되고 도시된 예시적인 실시예에서 길이 방향을 향해 받음각 α = 90°로 경사져 있다.
앤빌(15)과 앤빌 캐리어(17)는 본 예시에서 상이한 재료로 제조되므로 앤빌(15)과 앤빌 캐리어(17)는 적어도 장착 표면(21) 및 지지 표면(22)의 영역에서 상이한 표면 경도(surface hardness)를 가지며, 이는 본 예시에서 앤빌에 대해 62 HRC이고 앤빌 캐리어(17)에 대해 57 HRC이다.
상승된 그리드 라인(34)이 앤빌(15)의 장착 표면(21) 상에 형성되고 앤빌(15)의 장착 표면(21)이 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면(22)과 비교하여 더 단단하기 때문에, 어버트먼트 표면(21, abutment surface)의 그리드 라인(34)은 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면 (22)에 엠보싱 처리되므로, 충분히 큰 수직항력(N)이 가해질 때 앤빌(15)과 앤빌 캐리어(17) 사이의 연결 평면(35)에서 폼-핏 연결(form-fit connection)이 구현되고, 폼-핏 연결은 앤빌(15)을 길이 방향(28)으로 앤빌 캐리어(17) 상에 록킹되도록 하고 그 결과로 인해 소노트로드(14)를 통해 앤빌(15)에 전달되는 길이 방향 진동은 앤빌(15)과 앤빌 캐리어(17) 사이의 상대 운동을 일으킬 수 없다.
연결 평면(35)에 가해지고 소노트로드(14)의 길이 방향 진동에 의해 발생되는 축방향 힘(F)에 저항하는 앤빌(15)과 앤빌 캐리어(17) 사이의 폼-핏 연결을 보장하기 위해, 장착 표면(21)에는 Rz/Ra가 4와 동일한 표면, 즉 프로파일 Rz의 평균 최대 높이가 평균 거칠기 Ra의 4배인 표면이 제공된다.
도 4는 레이저 빔을 장착 표면(36)에 적용함으로써 부분적인 표면(38)의 영역에서 생성된 라인 그리드(39)를 가지는 부분적인 표면(38)이 구현된 앤빌(37)의 장착 표면(36)의 도면을 도시한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 밀링(milling)에 의해 생성된 장착 표면(36)은, 레이저 빔(laser beams)에 의한 처리를 통해 y축 방향으로 연장되는 그리드 라인(40, grid lines)을 가지는 라인 그리드(39, line grid)를 형성하기 위해 레이저가 평행 경로(parallel paths)를 따라 이동함으로써 재료가 연마되어 그루브(41, grooves)을 형성하는 방식으로 부분적인 표면(38)의 영역에서 이러한 목적을 위해 레이저 빔으로 처리된다.
x방향으로 수행된 표면 스캔(surface scan)은 그루브(41)의 영역에서 평균 거칠기 Ra = 6.3㎛ 및 그리드 라인(40)의 영역에서 프로파일 Rz = 25㎛의 평균 최대 높이를 산출하였다.

Claims (10)

  1. 초음파 용접 장치(10)는 초음파 진동을 전달하는 소노트로드(14) 및 앤빌 캐리어(17) 상에 배치된 앤빌(15,37)을 포함하고, 상기 앤빌(15,37)은 상기 앤빌(15,37)의 장착 표면(21,36)이 프리텐셔닝 장치에 의해 가해지는 수직항력에 의해 상기 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면(22)에 안착되도록 교환 가능한 방식으로 상기 앤빌 캐리어(17) 상에 배치되며,
    상기 앤빌(15,37)의 장착 표면(21,36)은 상기 앤빌 캐리어(17)의 지지 표면(22)의 표면 경도보다 큰 표면 경도를 가지고, 상기 장착 표면(21,36)은 적어도 부분적인 표면(31,38)의 영역에서 표면 구조(32)를 포함하며, 상기 장착 표면(21,36)은 적어도 상기 부분적인 표면(31,38)의 영역에서 Rz/Ra ≥ 2의 표면 거칠기를 가지며,
    상기 표면 구조(32)는, 적어도 부분적으로 상기 소노트로드(14)의 진동의 길이방향(28)에 대해 각도 α로 경사진 선형 구조 성분(33, linear structure component)을 포함하며,
    상기 표면 구조(32)는, 상기 소노트로드(14)의 진동의 길이방향(28)에서 상기 앤빌 캐리어(17)에 대하여 상기 앤빌의 상대 운동에 대한 장벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앤빌 캐리어(17)의 상기 지지 표면(22)은 58 HRC 미만의 표면 경도를 가지며, 상기 앤빌(15,37)의 상기 장착 표면(21,36)은 59 HRC보다 큰 표면 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표면 구조는 라인 그리드(39, line grid)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    적어도 부분적으로, 상기 라인 그리드(39)는 Rz에 의해 결정된 최대 높이의 상승된 그리드 라인(40)을 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 라인 그리드(39)는 상기 장착 표면의 적어도 부분적인 표면(38)에 레이저 빔을 적용함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 장착 표면(21,36)은 적어도 상기 부분적인 표면(31,38)의 영역에서 Rz/Ra ≥ 5의 표면 거칠기를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    Rz는 8㎛보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    Rz는 20㎛보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    Rz는 25㎛보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.
KR1020207006621A 2017-09-04 2018-08-14 초음파 용접 장치 KR102574555B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017215483.7 2017-09-04
DE102017215483.7A DE102017215483B4 (de) 2017-09-04 2017-09-04 Ultraschall-Schweißeinrichtung
PCT/EP2018/072049 WO2019042765A1 (de) 2017-09-04 2018-08-14 Ultraschall-schweisseinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200051613A KR20200051613A (ko) 2020-05-13
KR102574555B1 true KR102574555B1 (ko) 2023-09-04

Family

ID=63490395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207006621A KR102574555B1 (ko) 2017-09-04 2018-08-14 초음파 용접 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11225033B2 (ko)
EP (1) EP3678809A1 (ko)
JP (1) JP7237937B2 (ko)
KR (1) KR102574555B1 (ko)
CN (1) CN111065484A (ko)
DE (1) DE102017215483B4 (ko)
MX (1) MX2020002387A (ko)
WO (1) WO2019042765A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021117169A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallschweißanlage sowie Verfahren zur schweißenden Bearbeitung von Materialien
CN118103170A (zh) * 2021-12-16 2024-05-28 顺克声系统有限公司 具有音极载体及于其上固定之音极的超音波熔接装置
US20240010265A1 (en) 2022-07-11 2024-01-11 Steering Solutions Ip Holding Corporation Laser textured friction surface for interfacing components

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202011005326U1 (de) * 2011-04-07 2011-09-01 Widmann Maschinen E.K. Ultraschallschweißvorrichtung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410383A (en) * 1981-08-27 1983-10-18 Rai Research Corporation Method for the manufacture of thermoplastic tubular members
JPS6155051A (ja) * 1984-08-23 1986-03-19 Fuji Photo Film Co Ltd 検索装置のフイルム送り機構
JP3218748B2 (ja) * 1992-11-24 2001-10-15 ソニー株式会社 金属箔の超音波接合方法
US5368464A (en) 1992-12-31 1994-11-29 Eastman Kodak Company Ultrasonic apparatus for cutting and placing individual chips of light lock material
JP4013691B2 (ja) * 2002-07-31 2007-11-28 住友電装株式会社 フレキシブルフラットケーブルの接続方法および超音波溶接機
DE10330431B3 (de) 2003-07-04 2005-01-05 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Schweißvorrichtung
DE10360623B3 (de) 2003-12-19 2005-06-30 Stapla Ultraschall-Technik Gmbh Vorrichtung zum fluiden Abdichten eines Rohrabschnitts
CN100522449C (zh) 2005-01-28 2009-08-05 日产自动车株式会社 超声波接合装置及接合构造体
JP2009022977A (ja) 2007-07-19 2009-02-05 Nec Tokin Corp 超音波溶接装置及びそれを用いたリチウムイオン二次電池の製造方法
JP2009043538A (ja) 2007-08-08 2009-02-26 Yazaki Corp 超音波接合方法及び超音波接合装置
JP5838637B2 (ja) 2011-08-02 2016-01-06 日産自動車株式会社 超音波溶接装置及び超音波溶接装置で使用される超音波接合工具のローレット面加工方法
JP5985849B2 (ja) 2012-03-23 2016-09-06 株式会社豊田中央研究所 接合体、その製造方法および被接合部材
DE102017216988A1 (de) * 2017-09-25 2019-03-28 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren zur Positionierung von Schweißgut in einer Ultraschall-Schweißeinrichtung sowie Ultraschall-Schweißeinrichtung
DE102017220079A1 (de) * 2017-11-10 2019-05-16 Schunk Sonosystems Gmbh Ultraschall-Schweißeinrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202011005326U1 (de) * 2011-04-07 2011-09-01 Widmann Maschinen E.K. Ultraschallschweißvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN111065484A (zh) 2020-04-24
US11225033B2 (en) 2022-01-18
MX2020002387A (es) 2020-07-22
DE102017215483B4 (de) 2019-03-28
US20210154948A1 (en) 2021-05-27
JP2020532430A (ja) 2020-11-12
DE102017215483A1 (de) 2019-03-07
WO2019042765A1 (de) 2019-03-07
EP3678809A1 (de) 2020-07-15
KR20200051613A (ko) 2020-05-13
JP7237937B2 (ja) 2023-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102574555B1 (ko) 초음파 용접 장치
JP4901271B2 (ja) 工作機械のびびり振動抑制装置
KR100826469B1 (ko) 레이저 용접용 클램핑 장치
US4937421A (en) Laser peening system and method
KR20150137354A (ko) 레이저 가공장치
GB2445333A (en) X & Y orthogonal cut direction processing with set beam separation using 45 degree beam split orientation apparatus and method
JP6243915B2 (ja) パンチングギャップを設定する方法及びツールユニット
SG133512A1 (en) Laser beam processing machine
KR101646618B1 (ko) 테이블 가공영역 확장용 공작기계 바이스
CA2998569C (en) Laser processing method and laser processing device
JP2005279777A (ja) 加工品の加工用のクランプ装置
KR102228693B1 (ko) 레이저 컷팅용 철판 재료 공급 장치
CN104114316A (zh) 激光加工机
CN114101898A (zh) 一种激光加工装置
KR101228301B1 (ko) 레이저 용접용 클램핑 장치
CN109848705A (zh) 一种摩擦焊机床及其使用方法
KR101224859B1 (ko) 진공력을 이용한 가공용 콜렛 척 및 이를 포함하는 가공장치
US20210031316A1 (en) Steady rest for supporting a workpiece being machined
US10882152B2 (en) Mounting tool for grooved pieces
KR20190057597A (ko) 공작기계용 지그 어셈블리
TWI673132B (zh) 用於加工機的可調制動器的夾具以及具有此夾具的加工機
KR102553333B1 (ko) 금속 가공 장치용 고정구조 및 이를 포함하는 금속 가공장치
KR102280658B1 (ko) 레이저 가공 시스템
KR20170024336A (ko) 엔드플레이트 제거용 지그
KR200410191Y1 (ko) 공작기계의 피팅 장착구

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant