KR20070036788A - 초음파 용접 장치에 의해 작업편을 용접하기 위한 장치 - Google Patents

초음파 용접 장치에 의해 작업편을 용접하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블을 하우징하기 위한 압축 챔버(18)를 구비한 초음파 용접 장치에 의해 케이블(44, 45)을 용접하기 위한 장치에 관한 것으로서, 초음파 진동을 방출하는 음파 전달봉(30)의 적어도 섹션(28, 32), 카운터 전극(34), 및 측면 규정 요소(42, 38)에 의해 규정된다. 상기 케이블에 대한 소정의 정렬을 보장하기 위해, 상기 케이블(44, 45)은 압축 챔버가 폐쇄되기 전에 개방 압축 챔버의 폭보다 작은 폭을 갖는 삽입 공간(48)에 설치된다.
음파 전달봉, 카운터 전극, 규정 요소, 삽입 공간, 활주 요소, 카운터 전극, 초음파 진동, 압축 챔버, 초음파 용접

Description

초음파 용접 장치에 의해 작업편을 용접하기 위한 장치{Arrangement for welding workpieces by means of an ultrasonic welding device}
본 발명은 초음파 진동을 전달하는 음파 전달봉(sonotrode) 및 카운터 전극과 음파 전달봉 및 카운터 전극으로부터 수직으로 연장하고 제 1 규정 표면을 갖는 규정 요소의 섹션에 의해, 및 상기 제 1 규정 표면에 대해 조절 가능하고 제 2 규정 표면을 갖는 활주 요소에 의해 규정되는 작업편을 수용하기 위한 압축 챔버로 구성되는 초음파 용접 장치를 사용하여 특히 케이블인 전기 콘덕터와 같은 작업편을 용접하기 위한 장치에 관한 것이다. 압축 공간이 개방된 상태로, 음파 전달봉 및 규정 요소의 제 1 규정 표면의 적어도 섹션에 의해 제한되는 삽입 공간 내로 작업편이 도입될 수 있다.
대응 장치가 US-B-6,299,052호에 개시되어 있다. 여기서, 삽입 공간이 음파 전달봉, 규정 요소, 및 활주 요소에 의해 규정된다. 활주 요소는 콘덕터를 삽입할 때 규정 요소에 대해 조절되어, 콘덕터가 수직 열에서 서로 본질적으로 평행하게 정렬된다. 이는 활주 요소와 규정 요소의 제 1 규정 표면 사이의 거리가 매우 작아서 콘덕터의 삽입이 문제를 유도할 수 있는 경우에서와 같이, 특히 소수의 콘덕터가 용접될 때 상당한 단점을 초래한다.
콘덕터를 용접하기 위한 공지의 장치는 DE-C-37 19 083호의 것에 대응한다. 여기서, 크로스헤드라 칭하는 카운터 전극은 다부품 앤빌의 일 섹션으로서 기능하고, 여기서 크로스헤드는 제 1 규정 표면을 갖는 규정 요소의 변위 가능한 연장부이고, 규정 요소는 섹션에 대해 또는 가능하게는 콘덕터가 용접 유지되는 음파 전달봉의 표면에 대해 수직으로 변위 가능하다.
상이한 폭의 콘덕터에 대한 조절을 가능하게 하기 위해, DE-C-44 06 337호, DE-A-195 40 860호 및 US-A-4,782,990호는 케이블의 초음파 용접을 위한 조절 가능한 높이 및 폭의 압축 챔버를 제공한다. US-A-4,782,990호에 따르면, 장치는 휴대형 용접 장치로서 구성된다.
DE-U-90 01 070호에 따른 초음파 용접 장치는 그 사이에 음파 전달봉의 가동 작업면이 배열되는 외부에서 경사 형성된 두 개의 측면 슬라이드를 갖는 압축 챔버를 제공한다.
본 발명은 압축 챔버 내의 용접될 콘덕터의 양호하게 지향된 삽입 또는 배열을 가능하게 하기 위해 개시 단락에 설명된 유형의 장치를 더 개선하는 작업에 기초하고, 삽입을 방해하지 않는 정도로 압축 챔버를 개방하는 것이 가능하다.
본 발명의 경우에, 이 작업은 본질적으로는 규정 요소의 제 1 규정 표면을 따라 연장하는 가이드 섹션을 갖는 가이드 요소에 의해 또한 제한된 삽입 공간을 가짐으로써 해결되고, 여기서 가이드 요소의 가이드 섹션과 제 1 규정 표면 사이의 거리는 압축 챔버가 개방될 때 활주 요소의 제 1 규정 표면과 제 2 규정 표면 사이의 거리보다 작다. 대안적인 해결책에서, 삽입 공간은 제 1 규정 표면 및 제 2 규정 표면 모두를 따라 적어도 몇몇 섹션에서 연장하는 가이드 요소 또는 그의 섹션의 두 개의 블레이드에 의해 규정되고, 여기서 블레이드 또는 경우에 따라서는 이들의 섹션 사이의 유효 거리는 압축 챔버가 개방된 상태에서 제 1 및 제 2 규정 표면 사이의 거리보다 작다. 가이드 요소는 블레이드를 연결하는 대각선 블레이드가 압축 챔버를 규정하는 음파 전달봉의 섹션 상부로 연장하여 따라서 삽입 공간의 바닥부를 형성하도록 구성된다. 대안적으로, 대각선 블레이드는 음파 전달봉의 섹션 하부로 연장하여 삽입 공간의 바닥부를 규정할 수 있다.
가이드 요소의 구조와 무관하게, 본 발명은 서로에 대해 용접될 전기 콘덕터 및 특히 케이블의 압축 챔버의 폭 또는 경우에 따라서는 너비에 독립적으로 구조에 적용된 단일 수단을 통한 가능성을 제공하여 소형화 및 용접이 요구된 정도로 보장된다. 따라서 본 발명의 일반적인 교시는 작업편을 수용하는 압축 챔버를 포함하는 초음파 용접 장치를 사용하여 특히 케이블인 전기 콘덕터와 같은 작업편을 용접하기 위한 장치에서 설명되고, 작업편은 압축 챔버가 개방된 상태로 그의 유효 폭이 개방 압축 챔버의 대응폭보다 작은 삽입 공간 내로 삽입될 수 있다.
달리 말하면, 초음파 용접 장치는, 압축 챔버가 개방된 상태로 콘덕터가 소정 정도로 서로 정렬되어 후속의 용접 프로세스에서 정확하고 재현 가능한 용접이 보장될 수 있는 방식으로, 특히 케이블과 같은 전기 콘덕터인 작업편이 용접되도록 삽입될 때 음파 용접봉 및 규정 요소 또는 경우에 따라서는 활주 요소와 정렬될 수 있는 보조 요소를 구비한다.
공지의 해결책과는 달리, 삽입 공간은 압축 챔버를 둘러싸는 요소에 의해 규정되지 않거나 배제적으로 규정되지 않는다. 더욱이, 활주 요소가 후퇴된 상태로, 잔여 공간은 서로로부터 충분한 거리를 유지하는 활주 요소와 규정 요소에 의해 콘덕터의 삽입이 방해받지 않고 가이드 요소에 의해 제한된다. 그러나, 동시에, 용접될 콘덕터는 요구 정도로 서로 정렬되어, 음파 용접봉에 의해 형성된 용접 표면에 수직이거나 또는 대략 수직인 열로 위치되고 이는 용접 결과를 손상시킬 수 있다.
가이드 요소 자체는 압축 챔버가 폐쇄될 때 외향으로 만곡되거나 조절될 수 있는 요소로서 구성되어, 실제 용접 프로세스 또는 경우에 따라서는 종래의 압축 프로세스가 방해받지 않는다.
가이드 요소는 바람직하게는 층상 스프링 플레이트로서 구성되어, 충분한 가요성이 콘덕터의 삽입시에 보장된다.
따라서, 가이드 요소는 적어도 두 개의 블레이드를 갖는 아치형 스프링 플레이트일 수 있고, 특히 블레이드 중 하나는 규정 요소의 조절 가능한 경로를 따라 연장될 수 있고, 다른 블레이드는 제 1 규정 표면을 따라 연장하는 가이드 섹션을 따라 연장할 수 있다.
스프링 플레이트를 적소에 정확히 고정하고 가이드 요소의 가요성을 손상하는 것을 회피하기 위해, 본 발명의 부가의 개선은 유지 블레이드와 유지 블레이드에 수직으로 연장하는 제 1 내부 블레이드로 구성되는 스프링 플레이트를 나타내고, 내부 블레이드는 제 2 내부 블레이드로서의 활주 요소의 조절 가능한 경로를 따라 연장하는 블레이드와 병합되고, 적어도 섹션에서 그에 대해 수직으로 가이드 섹션으로서의 제 1 규정 표면을 따라 연장하는 블레이드와 병합된다.
유지 블레이드 및 제 1 및 제 2 내부 블레이드는 바람직하게는 가이드 섹션을 포함할 때 개방 사각형을 형성하는 상이한 길이의 아암을 갖는 "U"의 기하학적 형상을 나타낸다.
특히 스프링 플레이트는, 가이드 섹션으로서 구성된 블레이드, 음파 전달봉에 의해 형성된 규정 표면에 평행하게 연장되는 접촉 블레이드 및 유지 블레이드로서 구성되고 또는 제 3 블레이드에 경사져서 이러한 유지 블레이드에 병합되는 제 3 블레이드의 적어도 3개의 블레이드를 포함한다. 스프링 플레이트가 3개의 블레이드로 구성되면, 이들은 압력하에 있지 않을 때 가이드 섹션에 평행하게 연장하는 제 3 블레이드가 스프링 플레이트를 적소에 고정하도록 기능하는 상이한 길이의 아암을 갖는 "U"의 기하학적 형상을 나타낸다.
유지 요소 자체는 초음파 용접 장치로부터 진행하고 음파 전달봉과 제 1 규정 표면의 섹션 모두에 수직으로 연장하는 활주 요소의 외부면을 따라 연장될 수 있다. 삽입될 콘덕터의 확실한 안내를 보장하기 위해, 대응 가이드 요소가 활주 요소의 측면의 각각의 대응 외부면을 따라 제공될 수 있다.
게다가, 압축 챔버가 개방된 상태로, 가이드 요소의 가이드 섹션은 압축 챔버가 폐쇄된 상태의 제 1 규정 표면의 유효 길이보다 큰 제 1 규정 표면을 따른 길이로 연장되어야 한다.
서로 정렬될 케이블과 같은 작업편의 삽입을 부가적으로 용이하게 하기 위해, 본 발명의 부가의 개선은 적어도 제 2 내부 블레이드와 결합하는 영역에서 제 1 규정 표면에 대해 각도(α)로 경사져서 적어도 섹션에서 연장하는 가이드 블레이드로서 또한 설계되는 가이드 섹션을 제공한다. 각도(α)는 바람직하게는 예로서 두 개의 수치값으로 명명되는 15°내지 60°의 범위일 수 있다.
가이드 요소가 바람직하게는 적소에 고정되어 작업편의 용접 중에 만곡되면, 본 발명의 부가의 개선은 변위 가능하고 피벗 가능한 가이드 요소를 제공한다. 이를 위해, 가이드 플레이트, 예를 들면 경우에 따라서는 유지 블레이드는 압축 챔버가 폐쇄될 때 가이드 요소를 견인하기 위해 잭 실린더의 피스톤으로부터 기원할 수 있다.
당 기술 분야로부터, 활주 요소는 압축 챔버의 폭을 제한하기 위해 제 1 규정 표면의 방향으로 그의 이동 방향에서 걸림부에 의해 제한되는 것이 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 걸림부를 설정하는데 사용된 드라이브는 가이드 요소가 액추에이터와 연결 가능하여 그 결과로 제 1 규정 표면 상의 가이드 섹션 또는 경우에 따라서는 가이드 블레이드의 조절이 용접될 작업편의 수에 따라 이루어지고, 이어서 압축 챔버의 폭 및 따라서 활주 요소용 걸림부의 위치를 결정할 수 있는 방식으로 사용될 수 있다. 걸림부용 및 따라서 가이드 요소용 드라이브는 특히 스핀들 드라이브이다.
가이드 요소가 바람직하게는 아치형 스프링 플레이트이면, 일 대안은 외부면에 평행하게 또는 대략 평행하게 연장하는 레벨로 개방 연신되고 음파 전달봉의 섹션에 수직이고 또는 대략 수직인 활주 요소의 조절 가능한 경로를 따라 연장하는 활주 요소의 적어도 하나의 외부면을 따라 연장하는 층상 플레이트 요소인 가이드 요소를 제공하고, 플레이트 요소는 활주 요소에 연결되어 그에 대해 조절 가능하다. 플레이트 요소는 그에 의해 플레이트 요소가 제 1 규정 표면의 방향으로 활주 요소에 대해 조절 가능한 스프링 요소로의 기계적 링크를 가질 수 있다.
스프링 플레이트와 제 1 규정 표면 사이의 거리 및 따라서 삽입 공간의 폭을 조절하기 위해, 본 발명의 부가의 개선은 그의 위치가 삽입 공간의 폭으로 조절되는 조절 가능한 걸림부의 방향으로 이동 가능할 수 있는 제 1 규정 표면의 방향으로 압력하에 있는 스프링 플레이트를 제공한다. 대안적으로, 스프링 플레이트가 소정 정도로 제 1 규정 표면으로 조절되어 이에 의해 삽입 공간의 폭이 결정될 수 있게 하도록 드라이브에 스프링 플레이트를 연결하는 가능성이 존재한다.
특히, 플레이트 요소는 조절 가능한 경로에 평행하게 연장하는 적어도 하나의 슬롯을 갖고 슬롯은 핀과 같은 활주 요소의 돌출부에 의해 결합되는 것이 제안된다. 확실한 작동을 보장하기 위해, 특히 두 개의 슬롯이 예측되고 그 각각은 활주 요소의 돌출부에 의해 결합된다. 이 수단은 압축 챔버가 개방될 때 그의 가이드 섹션과 함께 플레이트 요소가 활주 요소를 통한 작업편의 삽입이 방해받지 않고 활주 요소의 제 1 규정 표면의 방향으로 소정의 정도로 변위되는 것을 보장한다. 활주 요소가 이어서 압축 챔버를 폐쇄할 때 제 1 규정 표면의 방향으로 이동하면, 가이드 요소는 그에 대해 이동되어 방해가 생성되지 않을 수 있다.
가이드 플레이트 자체는 조절 가능한 경로를 따라 연장하는 제 1 및 제 2 종방향 블레이드와, 이들 블레이드를 연결하고 제 1 규정 표면을 따라 연장하여 가이드 섹션을 형성하는 대각선 블레이드를 갖는 직사각형 형상인 것이 바람직하다. 삽입을 용이하게 하기 위해, 삽입 공간 개구의 측면 상의 종방향 블레이드와 대각선 블레이드 사이의 전이 영역이 경사진다.
활주 요소를 반전할 때 삽입 공간을 확대하기 위해, 부가의 개선이 활주 요소로부터 진행하고 래치와 같이 그로부터 진행하는 요소 또는 플레이트 요소와 결합하는 결합편을 제공하고, 결합편 및 요소는 활주 요소가 제 1 규정 표면으로부터 이격 이동할 때 결합한다.
원리적으로는 활주 요소의 외부면 중 단지 하나만을 따라 활주 요소에 대해 조절 가능한 대응 플레이트 요소를 갖는 것이 충분하지만, 음파 전달봉 섹션에 수직으로 또는 대략 수직으로 연장하는 활주 요소의 각각의 외부면을 따라 가이드 요소를 배열하는 것이 바람직한 것으로 고려된다.
본 발명의 다른 상세, 장점 및 특징은 개별적으로 및/또는 조합하여 특징을 설명하는 청구범위 뿐만 아니라 도면의 세트에 도시된 바람직한 실시예의 예의 이하의 설명에 개시된다.
도 1은 초음파 용접 장치의 압축 챔버의 정면도.
도 2는 용접될 다양한 수의 콘덕터를 갖는 도 1에 따른 압축 챔버의 도면.
도 3은 도 1에 따른 압축 챔버의 상면도.
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 압축 챔버용 가이드 플레이트의 대안 실시예의 도면.
도 5는 도 1 내지 도 4에 따른 압축 챔버로 조절될 수 있는 가이드 요소의 구조를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 것의 대안 버전의 도면.
도 7은 도 1 내지 도 5에 따른 압축 챔버로 조절될 수 있는 가이드 요소의 부가의 버전의 도면.
도 8은 압축 챔버에 적용된 가이드 요소의 부가의 버전의 도면.
도 9는 다수의 콘덕터를 갖는 도 8에 대응하는 다이어그램.
도 10은 주변 장치를 갖는 초음파 용접 장치의 개략 다이어그램.
도 11 내지 도 13은 가이드 요소의 대안 버전을 갖는 도 1 내지 도 3의 다이어그램에 대응하는 압축 챔버의 도면.
도 14는 도 8 및 도 9에 따른 장치의 대안 버전의 도면.
도 15는 압축 챔버용 가이드 요소의 부가의 버전의 도면.
도 16은 도 15에 따른 가이드 요소의 대안 형태의 도면.
도 10은 전기 콘덕터 또는 케이블과 같은 작업편을 노드 내로 용접하기 위한 장치를 개략적으로 도시한다. 이를 위해, 통상의 방식으로 컨버터(12), 가능하게는 부스터(14) 및 음파 전달봉(16)을 포함하는 초음파 용접 장치 또는 기계(10)가 제공된다. 음파 전달봉(16) 또는 경우에 따라서는 그에 할당되고 이하에 상세히 설명되는 카운터 전극이 예를 들면, US-A-4,596,352호, US-A-4,869,419호 또는 DE-C-37 19 083호에 설명된 바와 같이 압축 챔버(18)를 규정한다. 압축 챔버(18)의 높이 및 길이는 용접될 콘덕터의 수 또는 단면적에 그의 단면적을 조절하기 위해 조절될 수 있다. 컨버터(12)는 발생기(22)와 와이어(20)에 의해 접속되고, 이어서 콘덕터의 단면적과 같은 용접 파라미터가 입력되는 컴퓨터(26)에 와이어(24)를 거쳐 접속된다. 다음, 발생기(22)의 전력 출력이 컴퓨터(26) 내에 저장된 프로그램에 의해 요구 용접 파라미터를 검색하고 이에 따라 컨버터(12)를 사용하여 부스터(14)를 거쳐 음파 전달봉(16)으로 또는 경우에 따라 그의 용접면으로 전달되어 증대되는 초음파 진동을 생성하기 위해 규정될 수 있다.
도 1 내지 도 9는 그의 단면적이 조절될 수 있는, 즉 그의 높이 및 폭이 이들 버전에서 조절될 수 있는 압축 챔버(18)의 필수 요소를 도시한다. 압축 챔버(18)는 음파 전달봉(16)의 섹션(28)에 의해 또는 경우에 따라서는 용접면을 형성하는 그의 헤드(30)에 의해; 음파 전달봉 헤드(30)의 섹션(28)에 대면하는 카운터 전극(34)의 섹션(32)에 의해, 제 1 규정 표면(36)을 제공하고 음파 전달봉(30)의 섹션(28)에 대해 수직으로 조절 가능한 규정 요소(38)에 의해; 및 제 2 규정 표면(40)을 갖고 측방향 슬라이더(42)라 칭하는 활주 요소에 의해 규정된다. 용접 중에, 압축 챔버(18)는, 음파 전달봉 헤드(30), 카운터 전극(34), 규정 요소(30) 및 측방향 슬라이더(42)가 이들이 섹션 또는 표면(28, 32, 36, 40)과 함께 콘덕터(44, 45)와 같은 용접될 작업편과 접촉하여 이들이 압축되어 용접될 수 있게 하도록 폐쇄된다.
적절한 용접, 특히 노드 내로의 용접을 성취하기 위해, 용접될 콘덕터(44, 45)는 압축 챔버(18) 내에서 서로 평행하고 서로 중첩 배열되어야 한다. 이는 도 1에 원리적으로 도시되고, 여기서 함께 용접될 두 개의 콘덕터(44, 45)는 서로 중첩되어 서로 평행하게 배열된다.
이 고려에 무관하게, 콘덕터(44, 45)의 삽입이 방해받지 않도록 압축 챔버(18)를 충분히 넓게 개방하기 위해, 즉 규정 요소(38)와 측방향 슬라이더(42) 사이에 충분히 큰 간극을 성취하기 위해, 즉 이들의 규정 표면(36, 40)을 조절하기 위해, 도 1 내지 도 7의 버전에 도시된 바와 같이 본 발명은 아치형 스프링 플레이트(46)로서 구성된 가이드 요소 상부에 삽입 공간(48)을 제공하고, 삽입 공간의 폭(B)은 서로 중첩하여 배치된 용접될 콘덕터의 단면적에 의해 결정된다. 스프링 플레이트(46)는 초음파 장치의 하우징의 섹션으로부터 진행될 수 있다.
이 버전에서, 스프링 플레이트(46)는, 미부착 외부 블레이드(50)가 규정 요소(38)에 의해 제공된 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하는 개방 사각형의 기하학적 형상을 나타낸다. 가이드 또는 유도 블레이드 또는 섹션이라 또한 칭할 수 있는 외부 블레이드(50)는 내부 블레이드(54)와 병합되고, 이 내부 블레이드는 측방향 슬라이더(42)의 이중 화살표(52)로 지시된 조절 가능한 경로를 따라 연장되고, 내부 블레이드는 이어서 90°각도로 바람직하게 만곡된 다른 내부 블레이드(56)와 병합되고, 이 다른 내부 블레이드는 그에 수직으로 연장하는 유지 블레이드(58)를 유도하고 그 상부에 스프링 플레이트(46)가 고정된다. 이 방식으로, 유지 블레이드(58) 및 내부 블레이드(54, 56)는 상이한 길이의 측방향 아암을 갖는 "U"형을 형성한다. 이 기하학적 형상에 의해, 스프링 플레이트(46)는 유지 블레이드(58)에 수직인 외부 블레이드(50)의 영역에 충분한 가요성을 갖고, 동시에 조절 가능한 경 로(52)를 따라 연장하는 내부 블레이드(54)의 방향에 안정성이 존재하기 때문에, 이들 모두는 외부 블레이드(50)와 제 1 규정 표면(36)에 의해 측방향으로 규정된 삽입 공간(48) 내로의 콘덕터(44, 45)의 양호하게 목표된 삽입을 보장한다.
개방 직사각형의 기하학적 형상에 의해, 스프링 요소(46)는 상술한 유형의 가요성을 나타내고, 이는 삽입 공간(48)의 폭이 설정될 때 스프링 요소(46)를 옆으로 압박하는 것이 가능하고, 도 2에 도시된 바와 같이 가이드 또는 유도 블레이드(50)와 규정 요소(38)의 제 1 규정 표면(36) 사이의 허용될 수 있는 간극보다 더 많은 콘덕터(60)가 삽입될 수 있다. 그럼에도, 먼저 도입된 콘덕터는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 중첩하여, 즉 열로서 배열되고, 이는 스프링 플레이트(46)를 압박 이격한 후에 콘덕터(60)의 부가의 소정의 정렬을 허용하고, 이는 노드로의 적절한 용접을 보장한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바에 대응하는 장치가 도 11 내지 도 13에 도시되어 있고, 따라서 동일한 도면 부호가 동일한 요소에 사용될 수 있다. 그러나, 또한 아치형 스프링 플레이트의 형태인 가이드 요소는 개방 직사각형의 기하학적 형상을 나타내지 않고, 오히려 상이한 길이의 아암을 갖는 "U"형을 나타낸다. 여기서, 스프링 플레이트(146)는 측방향 연장된 유지 블레이드(148), 압력이 그 상에 존재하지 않을 때 그에 대해 수직으로 연장하는 내부 블레이드(150), 및 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하는 것에 대해 90°각도인 유도 또는 가이드 블레이드(152)로 구성되고, 이 가이드 블레이드와 제 1 규정 표면(36) 사이의 간극은 서로 소정의 정렬로 콘덕터(44, 45)를 유도하기 위해 삽입 공간(156)의 폭이다. 삽입 공 간(156) 또는 경우에 따라서는 이들의 단면적 내로 도입되도록 의도된 콘덕터의 수가 가이드 블레이드(152)와 제 1 규정 표면(36) 사이에 결정된 단면적보다 크면, 가이드 블레이드(152)는 측방향 슬라이더(42)의 방향으로 음파 전달봉 헤드(30)로부터 이격 만곡되어, 사다리꼴 단면을 갖는 삽입 공간(154)을 형성한다. 이에 의해, 소정 수의 콘덕터(60)가 삽입 공간(154)에서 서로 정렬된다. 동시에, 그 상부에 스프링 요소(146)가 고정되는 외부 블레이드(148)가 도 12로부터 즉시 알 수 있는 바와 같이 음파 전달봉 헤드(30)로부터 이격 만곡된다.
도 13에 따른 상면도는 대응 스프링 요소가 또한 도 11 및 도 12에 각각 도시된 바와 같이 측방향 슬라이더(42)의 대향 외부면을 따라 배열되는 것을 도시하고, 도면 부호 146은 이들에 사용될 수 있다.
삽입 공간(48) 내로의 콘덕터(62, 64)의 도입을 용이하게 하기 위해, 도 4에 따른 본 발명의 부가의 개선은 규정 요소(38)의 제 1 규정 표면(36)으로 각도(α)로 연장하도록 내부 블레이드(54)에 인접하여 그의 섹션(66)에서 가이드 또는 유도 블레이드를 포함하는 외부 블레이드(50)를 제공한다. 그럼에도 이 각도는 콘덕터(62, 64)의 소정의 적절한 정렬에 손상을 주지 않는다. 각도(α)는 이상적으로는 15°내지 60°범위일 수 있다.
도 5 내지 도 7에 따르면, 삽입 공간(48)을 소정 폭(B)으로 조절하기 위해, 또는 경우에 따라서는 필요하지 않을 때 스프링 플레이트(46)와 같은 삽입 보조부를 제거하기 위해 다수의 선택이 존재한다.
스프링 플레이트(46)는 도 5에 따르면 실린더(70)의 피스톤에 부착될 수 있 고, 이 경우에 도 5에 따른 제시에 대응하여 이는 음파 전달봉에 의해, 또는 경우에 따라서는 음파 전달봉 헤드(30), 규정 요소(38), 카운터 전극(34) 및 측방향 슬라이더(42)에 의해 규정된 압축 공간으로부터 피스톤(68)을 후퇴시킴으로써 제거될 수 있다. 이 경우, 피스톤(68)은 더 상세한 설명이 필요 없이 스프링 플레이트(46)의 소정 섹션에 부착될 수 있다.
도 5에 도시된 버전에서, 스프링 플레이트(46)는 용접이 실행될 때, 즉 용접 중에 또는 스프링 플레이트(46)가 필요하거나 요구되지 않을 때 용접되도록 의도된 콘덕터를 포함하는 영역으로부터 제거될 수 있다.
측방향 슬라이더(42)에 대해 도시되지 않은 걸림부(catch)에 스프링 플레이트(46)의 연결 가능성이 또한 존재하며, 이는 콘덕터를 수용하는 압축 공간의 폭을 결정하고 따라서 규정 요소(38)의 방향으로 측방향 슬라이더(42)의 조절 가능한 경로(52)를 제한한다. 이들 측정은 삽입 공간(38)의 폭[압축 챔버(18)의 것과 유사함]이 용접될 콘덕터의 단면폭 또는 수에 따라 설정되어야 하기 때문에 걸림부에 대해 삽입 공간(48)의 폭을 설정하는 가능성을 제공한다. 스핀들 드라이브는 스프링 플레이트(46)로부터 기원하는 대응 기어(72)에 결합하는 드라이브(71)에 대한 바람직한 선택이다.
삽입 공간(48)의 폭을 결정하는 가이드 요소의 다른 버전이 도 8 및 도 9에 도시된다. 가이드 요소는 가이드 플레이트(74)의 기하학적 요소가 도시하는 층상 가이드 요소를 도시하고, 이는 그 상부에 다수의 용접될 콘덕터(44, 45)가 위치되는 음파 전달봉 헤드(30)의 섹션(28)에 수직이고 측방향 슬라이더(42)의 조절 가능 한 경로(52)에 평행하게 연장하는 레벨로 개방 연신된다. 이 버전에서, 가이드 플레이트(74)가 측방향 슬라이더(42), 즉 대응적으로 연장하는 외부면(76) 중 적어도 하나에 부착되지만, 측방향 슬라이더(42)에 대해 변위 가능하다. 이는 조절 가능한 경로(42)에 평행하게 연장하는 가이드 플레이트(74)의 슬롯(78, 80)에 의해 측방향 슬라이더(42)의 외부면(76)으로부터 발생하여 슬롯(78, 80)에 결합하는 핀 등의 돌출부에 의해 구현된다. 게다가, 가이드 플레이트(74)는 본 실시예에서 규정 요소(38)의 방향으로 가이드 플레이트(74)에 충돌하는 측방향 슬라이더(42)에 대해 고정된 걸림부(84)와 견인 스프링(82)을 거쳐 연결된다. 이 방식으로, 가이드 플레이트(74)는 그의 가이드 또는 유도 섹션(86)이 도시된 예에서 수직으로 연장되는 상태로 제한 요소(38)에 대해 측방향 슬라이더(42)의 제한 표면(40)의 전방으로 연장되어, 본 발명의 교시에 대응하여 삽입 공간(48)이 개방 압축 챔버를 갖는 단면적 또는 콘덕터(44)의 수로 조절될 수 있다.
상이한 수의 콘덕터(60) 또는 경우에 따라서는 상이한 단면폭에 삽입 공간(48)을 조절하기 위해, 삽입 공간(48)의 폭에 따라 위치될 수 있는 걸림부(87)가 제공된다. 가이드 플레이트의 돌출부(89)는 걸림부의 경로로 연장되어 삽입 공간(48)의 소정의 폭, 즉 콘덕터(44, 45)의 소정 정렬에 필요한 제 1 규정 표면(36)과 가이드 섹션(86) 사이의 간극이 도달될 때 걸림부(87)(도 8 참조)에 정지된다. 바람직한 바와 같이, 걸림부(87)가 이동 가능할 때, 측방향 슬라이더(42) 및 따라서 가이드 플레이트(74)에 대해 고정 위치에 또한 배열될 수 있다. 이 경우, 걸림부(87)는 두 개의 콘덕터가 삽입될 때 이들이 삽입 공간(48)에서 서로 중첩 배열될 수 있는 것을 보장하는 폭을 삽입 공간(48)이 갖는 방식으로 가이드 플레이트(74)의 섹션(89)에 대해 배열된다.
도 14는 도 8 및 도 9에 예시된 버전에 나타낸 바와 같은 본 발명의 교시의 부가의 개선을 도시한다. 소정의 정도로 제 1 규정 표면(36)을 조절하기 위해, 즉 삽입 공간(48)의 폭을 설정하기 위해 드라이브(92)와 가이드 플레이트(74)를 조합하는 가능성이 있다.
삽입 공간(48)을 확대하거나 이를 완전히 개방하기 위해, 가이드 플레이트(74)의 슬롯(90) 내로 체결하는 결합편(88)을 구비하도록 하는 측방향 슬라이더(42)의 부가의 개선이 제공되어, 측방향 슬라이더(42)가 제공될 때, 가이드 플레이트(74)는 스프링(82)에 의해 인가된 압력에 무관하게 이와 함께 이송되어 삽입 공간(48)을 확대한다. 측방향 슬라이더(42) 및 가이드 플레이트(74)의 결합 상호 작용은 가이드 플레이트가 드라이브를 구비하는 경우 필요하지 않다.
가이드 플레이트(74)는 상술한 바와 같이, 종방향 블레이드(94, 96)가 측방향 슬라이더(42)의 조절 가능한 경로(52)에 평행하게 연장하는 직사각형 기하학적 형상을 나타낸다. 종방향 블레이드(94, 96)는, 이들에 수직으로 연장되고 종방향 핸들(94)로의 전이 영역에서 경사지는 가이드 섹션(86) 내로 병합되고, 이 종방향 블레이드는 콘덕터(60)의 삽입을 용이하게 하기 위해 초음파 용접봉 헤드로부터 멀리 이격된다.
도 15 및 도 16은 상술된 본 발명에 따라 초음파 용접 장치의 압축 챔버에 부착되는 가이드 요소(158, 160)의 부가의 구조를 도시하고, 따라서 대응 도면 부 호가 동일한 요소에 사용될 수 있다. 각각의 가이드 요소(158, 160)는, 콘덕터(44, 45)가 압축 챔버(18)의 폭을 변경할 필요 없이 소정 범위로 정렬될 수 있는 삽입 공간(162, 164)을 갖는다. 더욱이, 압축 챔버(18)는 개방될 수 있는데, 즉 측방향 슬라이드(42)가 규정 요소(36)로부터 이격 견인된다. 달리 말하면, 삽입 공간(162, 164)은 개방 상태에서 압축 챔버(18)의 유효 단면적보다 작을 뿐만 아니라 본 발명의 교시에 대응하여 콘덕터(44, 45)가 도시된 예에서 수직 열로 정렬되는 바와 같이 서로 적절하게 정렬되는 것을 보장하는 유효 단면적, 즉 특히 폭을 갖는다. 여기서, 도 1 내지 9 및 도 11 내지 도 14의 실시예와는 달리, 삽입 공간(162, 164)은 각각의 경우에 가이드 요소(158, 160)의 블레이드(166, 168) 또는, 경우에 따라서는 블레이드(170, 174)에 의해 제한된다. 여기서, 블레이드(166, 168 또는 172, 174)는 제 1 규정 표면(38) 또는 경우에 따라서는 슬라이더(42)의 제 1 및 제 2 규정 표면(36) 또는 경우에 따라서는 표면(40)을 따라 또는 평행하게 또는 대략 평행하게 연장한다. 블레이드(166, 168 또는 172, 174)는 도면에 도시된 바와 같이 스프링 플레이트로 바람직하게 구성되는 가이드 요소(158, 160)의 U-형 섹션(176, 178)의 측면 아암을 형성한다. U-형 섹션(176, 178)의 각각의 대각선 블레이드(180, 182)는 도 15에 따르면 압축 챔버(48)를 규정하고 "O", 경우에 따라서는 개방 원의 기하학적 형상을 나타내는 음파 전달봉 헤드(30)의 섹션(28) 하부로 연장된다. 이 방식으로, 음파 전달봉 헤드(30)의 섹션(28)이 삽입 공간(162)의 바닥부를 형성한다.
도 16에 제시된 버전에 따르면, 대각선 블레이드(182)는 음파 전달봉 헤 드(30)의 섹션(28) 상부로 연장되어, 그 상부에 콘덕터(44)가 여기에 도시된 버전에서 정지하는 삽입 공간(164)의 바닥부를 형성한다.
가이드 요소(158, 160)의 유사 구조에 의해, 예를 들면 가이드 요소(158, 160)가 콘덕터의 방해받지 않은 삽입을 초기에 허용하기 위해 개방 압축 챔버(148)로부터 이동될 수 있는 장점이 또한 제공된다. 가이드 요소(158)의 대각선 블레이드(180)의 포켓형 형상에 기인하여, 압축 챔버(18) 내로 가이드 요소(158)를 하강할 때, 대각선 블레이드(18)에 의해 둘러싸인 공간(184)이 음파 전달봉 헤드(30)의 섹션(28) 하부의 영역으로 하강할 때 콘덕터(44, 45)의 정렬이 제공되어 음파 전달봉 헤드(30)와 측방향 블레이드(166) 사이에서의 콘덕터(44, 45)의 안내된 정렬을 초래할 수 있다. 이 유형의 구조는 특히 측방향 블레이드(166, 168) 사이의 간극이 삽입될 콘덕터의 각각의 단면보다 클 때 유리하다.
삽입 공간(48) 내로 콘덕터를 삽입할 때 확실한 안내를 보장하기 위해, 스프링 플레이트(48) 또는 가이드 플레이트(74)는 안내 또는 유도 기능에 대응하는 측방향 슬라이더(42)의 대향 외부면(76)에 배열될 수 있다.
가이드 또는 유도 요소는 바람직하게는 플레이트 재료로 이루어지지만, 다른 적합한 재료가 또한 사용될 수 있지만, 아치형 유도 요소(48)에 대해 요구되는 탄성 뿐만 아니라 층상 요소(74)에 대한 필요 강성이 보장되어야 한다.
본 발명의 교시가 4개의 요소에 의해 규정되는 압축 챔버의 예를 사용하여 설명되었지만, 이러한 압축 챔버는 예를 들면 삼각형 기하학적 형상을 나타내는 노드를 용접하기 위해 3개의 요소와 같은 상이한 수의 요소를 사용하여 가능하다. 이 경우, 압축 챔버를 규정하는 요소에 대응하는 가이드 요소는 본 발명의 교시로부터 그 장점이 얻어질 수 있는, 즉 함께 압축되거나 용접될 콘덕터가 이들이 용접될 때 하나 이상의 열로 배열되는 방식으로 서로 정확하게 정렬되는 삽입 공간이 제공되는 방식으로 조절 가능해야 한다.

Claims (32)

  1. 음파 전달봉과 카운터 전극에 수직으로 연장되는 제 1 규정 표면(36)을 갖는 규정 요소(38), 뿐만 아니라 규정 요소의 제 1 규정 표면과 음파 전달봉의 적어도 섹션에 의해 바람직하게 규정되는 삽입 공간(48) 내로 압축 챔버가 개방된 상태로 삽입될 수 있는 제 1 규정 표면에 대해 조절 가능한 제 2 규정 표면(40)을 갖는 활주 요소(42)와 카운터 전극(34) 및 초음파 진동을 방출하는 음파 전달봉(16, 30)의 적어도 섹션(28, 32)에 의해 규정된 작업편이 삽입되는 압축 챔버(18)로 이루어지는 초음파 용접 장치(10)에 의해 전기 콘덕터, 특히 케이블과 같은 작업편(44, 45, 60, 62, 64)의 용접을 위한 장치에 있어서,
    상기 삽입 공간(48)은 음파 전달봉(16, 30) 및 제 1 규정 요소(38)의 섹션(28, 32)에 의해, 뿐만 아니라 상기 규정 요소의 제 1 규정 표면을 따라 가이드 섹션(50, 86)으로 연장하는 가이드 요소(46, 74)에 의해 규정되고, 상기 가이드 요소의 가이드 섹션과 제 1 규정 표면 사이의 간극(B)은 상기 압축 챔버(18)가 개방된 슬라이드 요소(42)의 제 2 규정 공간(40)과 제 1 규정 표면 사이의 간극보다 작고, 또는 상기 삽입 공간은 적어도 섹션에서 제 1 규정 표면 및 제 2 규정 표면(40) 모두를 따라 또는 이에 대략 평행하게 연장하는 가이드 요소(158, 160) 또는 그의 섹션(176, 178)의 두 개의 블레이드(166, 168, 172, 174)에 의해 규정되고, 블레이드 또는 경우에 따라 이들의 섹션 사이의 유효 간극(B)은 압축 챔버(18)가 개방된 제 1 및 제 2 규정 표면 사이의 간극보다 작은 것을 특징으로 하는 장 치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46, 74, 158, 160)는 상기 압축 챔버(18)를 폐쇄할 때 만곡 이격되고 및/또는 변위될 수 있는 요소인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46, 158, 160)는 층상 스프링 플레이트와 같은 스프링 요소인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46)는 적어도 두 개의 블레이드(50; 54, 56, 58)를 갖는 아치형 스프링 플레이트이고, 블레이드(54) 중 하나는 활주 요소(42)의 조절 가능한 경로(52)를 따라 연장하고, 다른 블레이드는 상기 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하는 가이드 요소의 가이드 섹션(50)인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 요소 및 상기 스프링 플레이트(146)는 상이한 길이의 아암을 갖는 "U"의 기하학적 형상을 나타내고, 더 기다란 아암(148)은 상기 가이드 요소의 유지 아암인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하는 블레이드(152)는 사다리꼴 삽입 공간(154)을 규정하는 방식으로 가이드 요소(146)를 만곡 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 플레이트(46)는 유지 블레이드(58), 그에 수직으로 연장하는 제 1 내부 블레이드(56), 제 2 내부 블레이드(54)로서 상기 활주 요소(42)의 조절 가능한 경로(52)를 따라 연장하는 블레이드 및 가이드 섹션으로서 상기 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하는 블레이드(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 블레이드(58) 및 상기 제 1 및 제 2 내부 블레이드(56, 58)는 상이한 길이의 아암을 갖는 "U"의 기하학적 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아치형 스프링 플레이트는 개방 사각형의 기하학적 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46)는 상기 활주 요소(42)의 외부면(76)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46, 74)의 가이드 섹션(50, 86)은 상기 압축 챔버(18)가 폐쇄된 제 1 규정 표면의 유효 길이보다 큰 제 1 규정 표면(36)의 길이를 따라 상기 압축 챔버(18)가 폐쇄된 상태에서 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 섹션(50)은 상기 제 1 규정 표면(36)에 대해 적어도 섹션에서 각도(α)로 경사져서 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 규정 표면(36)에 각도로 경사져서 연장하는 섹션(66)은 상기 활주 요소(42)의 조절 가능한 경로(52)를 따라 연장하는 블레이드(54) 내로 병합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사각(α)은 바람직하게는 15°≤α≤60°인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 스프링 플레이트(46, 146)의 형태인 가이드 요소는 스텝 모터, 액추에이터와 같은 드라이브(68, 70)와 조합되고, 상기 드라이브에 의해 변위 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활주 요소(42)의 조절 가능한 경로는 액추에이터(70)에 의해 조절 가능한 걸림부에 의해 상기 규정 요소(38)의 제 1 규정 표면(36)의 방향으로 규정되고, 상기 가이드 요소(46, 146)는 드라이브(70) 또는 개별 드라이브와 조합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 드라이브(70)는 스핀들 드라이브인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 요소는 상기 음파 전달봉(16, 30)의 섹션(28)에 수직으로 상기 활주 요소(42)의 조절 가능한 경로(52)를 따라 연장하는 외부면(76) 중 적어도 하나를 따라 상기 외부면에 평행하게 또는 대략 평행하게 연장하는 플레이트 요소와 같은 층상 요소(74)인 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 요소(74)는 상기 활주 요소(42)와 조합되어 그에 대해 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 요소(74)는 그에 의해 상기 요소가 상기 제 1 규정 표면(36)의 방향으로 상기 활주 요소(42)에 대해 조절 가능한 스프링 요소(82)와 조합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(74)는 그 내부로 핀과 같은 활주 요소(42)로부터의 돌출부가 결합하는 조절 가능한 경로(52)에 평행하게 연장하는 적어도 하나의 슬롯을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(74)는 그 내부로 상기 활주 요소(42)로부터의 돌출부 중 각각의 하나가 결합하는 조절 가능한 경로(52)에 평행하게 연장하는 두 개의 슬롯(78, 80)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(74)는 직사각형 형태이고, 상기 조절 가능한 경로(52)를 따라 연장하는 제 1 및 제 2 종방향 블레이드(94, 96)와 이들 블레이드를 연결하여 상기 제 1 규정 표면(36)을 따라 연장하고 가이드 섹션(86)을 형성하는 대각선 블레이드를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음파 전달봉으로부터 멀리 이격하여 위치하는 상기 요소(74)의 종방향 블레이드(94)와 상기 대각선 블레이드(86) 사이의 전이 영역은 경사지는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 요소(46, 74, 146)는 상기 음파 전달봉의 섹션에 수직으로 또는 대략 수직으로 연장하는 활주 요소(42)의 각각의 외부면(76)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소를 제 1 규정 표면(32)으로부터 이격 유지하기 위해 상기 활주 요소(42)로부터 기원하는 결합편(88)이 상기 요소(74) 또는 그로부터 기원하는 요소에 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층상 요소(74)는 드라이브(92)에 의해 상기 제 1 규정 표면(32)에 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 1 항에 있어서, 상기 블레이드(166, 168, 172, 174) 또는 경우에 따라서는 이들의 섹션은 층상 스프링 플레이트와 같은 스프링 요소로서 바람직하게 구성되는 가이드 요소(158, 160)의 U-형 아치형 섹션(176, 178)의 측면 아암인 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 대각선 블레이드(182)는 상기 음파 전달봉(16, 30)의 섹션(28) 상부로 연장하는 측방향 블레이드에 결합하여 삽입 공간(164)의 바닥부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 가이드 요소(158)의 U-형 아치형 섹션(176)의 측면 블레이드에 연결하는 상기 대각선 블레이드(180)는 상기 음파 전달봉(16, 30)의 섹션(28) 하부로 연장하고, 여기서 상기 음파 전달봉의 섹션은 삽입 공간(162)의 바닥부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 대각선 블레이드(180)는 개방된 "O"의 기하학적 형상을 나타내는 음파 전달봉(16, 30)의 섹션(28) 하부로 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 작업편을 수용하는 압축 챔버(18)를 포함하는 초음파 용접 장치(10)를 사용하여 특히 케이블인 전기 콘덕터와 같은 작업편(44, 45, 60, 62, 64)을 용접하기 위한 장치로서, 상기 작업편은 압축 챔버가 개방된 상태로 삽입 공간(48) 내로 삽입되는 장치에 있어서,
    상기 삽입 공간(48)의 유효 폭은 상기 개방 압축 챔버(18)의 대응폭보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
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