KR20220090502A - 이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치 - Google Patents

이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220090502A
KR20220090502A KR1020227011216A KR20227011216A KR20220090502A KR 20220090502 A KR20220090502 A KR 20220090502A KR 1020227011216 A KR1020227011216 A KR 1020227011216A KR 20227011216 A KR20227011216 A KR 20227011216A KR 20220090502 A KR20220090502 A KR 20220090502A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pull
stop element
receiving chamber
out position
ultrasonic welding
Prior art date
Application number
KR1020227011216A
Other languages
English (en)
Inventor
엔노 톰스
스테판 뮐러
라이너 바겐바흐
발데마르 베르너
다니엘 귄터
다리우스 코세키
스테판 베커
유젠 코흐
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
Application filed by 슈운크 소노시스템스 게엠바하 filed Critical 슈운크 소노시스템스 게엠바하
Publication of KR20220090502A publication Critical patent/KR20220090502A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10Non-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
    • B23K20/106Features related to sonotrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004Wire welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10Non-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • B23K37/0452Orientable fixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/021Soldered or welded connections between two or more cables or wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus 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
    • H01R43/0207Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus 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
    • H01R43/0263Apparatus 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 for positioning or holding parts during soldering or welding process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/32Wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/38Conductors

Landscapes

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

Abstract

초음파 용접 장치(1)가 개시되고, 이는 소노트로드(sonotrode)(3), 앤빌(anvil)(5), 접촉 요소(7), 측면 슬라이드(9), 제1 정지 요소(11), 구동 장치(29) 및 접합 파트너(joining partner)(15)가 수용되는 수용 챔버(13)를 포함한다. 수용 챔버는 소노트로드의 표면(21)에 의하여 제1 면으로 그리고 앤빌의 표면(23)에 의하여 제1 면에 대향되는 제2 면으로 정의된다. 수용 챔버는 접촉 요소의 표면(25)에 의하여 제3 면으로 그리고 측면 슬라이드의 표면(27)에 의하여 제3 면에 대향되는 제4 면으로 더 정의된다. 제1 정지 요소는 풀-인(pulled-in) 위치 및 풀-아웃(pulled-out) 위치 사이에서 변위 가능하다. 제1 정지 요소는 풀-인 위치에서 제1 내지 제4 면을 가로질러 연장하는 제5 면으로 수용 챔버를 정의하고, 풀-아웃 위치에서 수용 챔버의 제5 면으로 개방되도록 한다. 구동 장치는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 제1 정지 요소를 능동적으로 변위하도록 구성된다.

Description

이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치
본 발명은 초음파 용접 장치에 관한 것이다.
폭넓은 다양한 기술적 적용을 위하여, 2개의 구성 요소를 기계적으로 고정하는 및/또는 전기 전도성의 방식으로 함께 접합하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들면, 다양한 목적을 위하여 케이블이나 그들의 스트랜드(strand)를 함께 기계적으로 그리고 전기 전도성의 방식으로 접합하는 것이 필요할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 에너지원 및/또는 제어 시스템에 전기적으로 서로 연결될 수 있는, 예를 들면 차량 내부의, 전기의 소비자의 도움으로 와이어링 하니스(wiring harnesses) 또는 케이블 직기를 생산하기 위하여 이용될 수 있다.
이른바 초음파 용접은 2개의 전기 전도성 구성 요소 사이에 물질 대 물질(substance-to-substance) 결합을 생성하여 높은 강도와 우수한 전기 전도성을 제공하도록 개발되었다. 이는, 접합 파트너(joining partner) 또는 용접 침전물(weld deposit)이라고도 하는, 용접하기 위한 구성 요소가 상호 표면이 접촉하게 되고, 낮은 압력과 높은 주파수의 기계적 진동 하에 서로 반대 방향으로 움직이는 특별한 형태의 마찰 용접이다. 이 경우, 일반적으로 20 kHz 내지 50 kHz의 주파수를 갖는 초음파 진동이 생성되어 접합 파트너 중 적어도 하나에 전달되는 소노트로드(sonotrode)의 도움으로 진동이 생성될 수 있다. 소성 유동(plastic flow)은 접합 파트너의 재료가 반드시 녹을 필요없이 표면 가까이에서 접합 파트너가 서로 침투하거나(permeate) 맞물리도록(interlock) 한다. 초음파 용접은 따라서 접합 파트너를 낮은 충격으로 빠르고 경제적으로 접합하는 데 이용될 수 있다.
초음파 용접은 특히, 예를 들면, 2개 또는 그 이상의 케이블의 스트랜드(strand)와 같은, 또는, 예를 들면, 함께 용접될 케이블의 스트랜드의 2개 또는 그 이상의 와이어와 같은, 금속 접합 파트너를 용접하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 목적으로, 접합 파트너는 일반적으로 초음파 용접 장치의 수용 챔버에 삽입되어 초음파 진동 소노트로드와 앤빌 사이에서 함께 용접된다.
초음파 용접에서, 초음파 용접 프로세스 중에 상호 관계되는 접합 파트너의 위치는 생산되는 용접 품질에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 특히, 접합 파트너로 용접될 1개, 2개 또는 그 이상의 스트랜드의 단부는 초음파 용접 장치의 수용 챔버에서 가능한 한 정확하게 서로의 상부에 위치하여, 소노트로드와 앤빌 사이에 서로 근사하게 정렬되어 수용되고 함께 용접될 수 있다.
종래에는, 초음파 용접 장치의 작업자는 종종 초음파 용접 장치의 수용 챔버 내부에 그 스트랜드로 용접될 케이블의 위치를 정확하게 위치하도록 주의해야 했다. 이러한 목적으로, 스트랜드의 단부가 정렬되도록 수용 챔버 내부에 마킹이 제공될 수 있었다.
이른바 엔드 스플라이스(end splice)의 형태로 케이블을 함께 용접하기 위하여, 즉 양 케이블이 동일한 방향에서 다가오는 초음파 용접 장치의 수용 챔버 내부에 삽입되는 경우, 이른바 스트랜드 엔드 스톱(strand end stop) 형태의 정지 요소를 정착 플레이트에 수동으로 나사로 고정하여 이 장착 플레이트를 초음파 용접 장치의 적절한 위치에 장착하는 것으로도 알려져 있다. 그리고 케이블의 스트랜드는 정면이 정지 요소와 인접하도록 수용 챔버 내부에 위치될 수 있다. 그러나, 이러한 정지 요소를 설치하는 것은 복잡하고 이용하지 않는 경우 다시 제거되어야 했다.
작동이 용이하고 및/또는 다양한 목적을 위하여 간단한 방식으로 구성될 수 있는, 특히 상이한 유형의 용접 스플라이스(weld splice)를 생산하기 위한, 둘 이상의 접합 파트너를 용접하기 위한 초음파 용접 장치에 대한 요구가 존재할 수 있다.
이러한 요구는 독립항의 주된 소재에 의하여 충족될 수 있다. 유효한 실시예는 종속항 및 후술할 설명에서 정의된다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 초음파 용접 장치는 소노트로드, 앤빌, 접촉 요소, 측면 슬라이드, 접합 파트너가 수용되는 수용 챔버뿐 아니라, 정지 요소 및 구동 장치를 포함하도록 설명된다. 정지 요소는, 후술할 바와 같이, 적어도 하나의 추가적인 정지 요소가 선택적으로 제공될 수 있기에, 본 문서에서는 제1 정지 요소로 지칭된다. 수용 챔버는 소노트로드의 표면에 의해 제1 면으로 그리고 앤빌의 표면에 의하여 제1 면에 대향되는 제2 면으로 정의된다. 수용 챔버는 접촉 요소의 표면에 의하여 제3 면으로 그리고 측면 슬라이드의 표면에 의하여 제3 면에 대향되는 제4 면으로 더 정의된다. 제1 정지 요소는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위 가능하다. 제1 정지 요소는 풀-인 위치에서 제1 내지 제4면을 가로질러 연장하는 제5 면으로 수용 챔버를 정의하고 풀-아웃 위치에서 수용 챔버가 제5 면으로 개방되도록 한다. 구동 장치는 풀-인 위치에서 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 제1 정지 요소를 능동적으로 변위하도록 구성된다.
어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 본 발명의 실시예와 관련된 아이디어 및 가능한 특징은, 그 중에서도, 이하에서 설명되는 사상 및 발견에 기초하는 것으로 간주될 수 있다.
용접되기 위한 접합 파트너는 용접 공정 전 및 이전에 초음파 용접 장치의 수용 챔버에 수용되어야 한다. 수용 챔버는 일반적으로 적어도 4개의 면으로 정의되어 접합 파트너가 제한된 부피에서만 수용될 수 있다. 2개의 대향 측면, 즉 예를 들면 상부 및 하부에서, 수용 챔버는 한편으로는 소노트로드의 표면에 의해 다른 한편으로는 앤빌의 표면에 의해 정의될 수 있다. 소노트로드 및/또는 앤빌은 이들 2개의 구성 요소가 서로에 대하여, 서로 가까워지거나 멀어지도록 이동되도록 변위 가능할 수 있고, 그리고 이러한 방법으로 수용 챔버가 제1 방향, 즉 예를 들면 수직 방향으로 커지거나 작아지게 만들 수 있다. 앞서 언급한 2개의 면에 대하여 가로질러, 바람직하게는 수직으로, 연장되는, 2개의 추가의 대향되는 면에서, 즉 예를 들면 좌측부 및 우측부에서, 수용 챔버는 한편으로는 접촉 요소의 표면에 의하여 정의되고 다른 한편으로는 측면 슬라이드의 표면에 의하여 정의될 수 있다. 접척 요소 및/또는 측면 슬라이드는 이들 2개의 구성 요소가 서로에 대하여, 서로 가까워지거나 멀어지도록 이동되도록 다시 변위 가능할 수 있고, 그리고 이러한 방법으로 수용 챔버가 상술한 제1 방향에 수직하게 연장되는 제2 방향으로 커지거나 작아지게 만들 수 있다. 이 경우, 상기 구성 요소의 표면은 프레임, 특히 사각형 프레임과 같은 수용 챔버를 둘러쌀 수 있다. 상기 구성 요소에 의하여 정의되지 않는 제5 또는 제6 면에서, 접합 파트너는 프레임-형 방식으로 둘러싸인 수용 챔버 내로 삽입되거나 밀릴 수 있다.
"일 면으로 수용 챔버를 정의하는" 공식은 각 경우에 언급된 구성 요소의 각각의 표면이 접합 파트너가 이 표면에 의해 생성된 경계를 넘어 이동할 수 없도록 하는 효과로 이해될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 각각의 표면은 각각의 면에서 수용 챔버를 완전하게 커버할 수 있다. 또는, 그러나, 접합 파트너가 수용 챔버 내에 유지되는 것이 보장되는 한, 각각의 면에서 수용 챔버의 부분적인 커버링만으로 충분할 수 있다.
2개의 각각의 대향하는 구성 요소, 즉 소노트로이드 및 앤빌 또는 접촉 요소 및 측면 슬라이드는, 일시적으로 수용 챔버의 부피가 감소될 수 있는 방식으로 그리고, 특히, 그 안에 수용된 접합 파트너를 서로 접촉하도록 가압할 수 있도록, 바람직하게 서로에 대하여, 특히 서로를 향하여, 이동할 수 있다.
대부분의 세장형(elongate) 접합 파트너가 수용 챔버 내로 밀리거나 삽입되는 방향으로 가로지르는 상술한 4개의 구성 요소에 의해 프레임-형 방식으로 둘러싸인 상대적으로 작은 수용 챔버만을 접합 파트너에 제공함으로써, 접합 파트너는 실제 용접 작용이 시작되기 전에, 즉 접합 파트너가 소노트로드 및 앤빌 사이에 함께 가압되기 전에 서로에 대해 기설정된 위치로 수용 챔버에 이미 배열될 수 있거나 배열되어야 하는 것이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 접합 파트너로 역할하고 그들의 말단이 벗겨진 2개의 케이블의 스트랜드는 소노트로이드 및 앤빌이 서로에 향하여 옮겨지는 경우 서로 단단하게 접촉하도록 가압되는 것이 이루어질 수 있다. 소노트로드 및 앤빌이 위와 아래에서 수용하는 부피를 정의한다면, 이는 2개의 케이블이 유리하게 서로의 상부에 수직하게 배열되는 것을 의미한다. 이러한 배열은 일반적으로 용접 결과에 긍정적인 효과를 갖고, 나란하게 배열된 스트랜드는 종종 불충분하게만 용접될 수 있다.
기존의 초음파 용접 장치와 대조적으로, 여기서 설명되는 초음파 용접 장치는 제1 정지 요소를 포함해야 하고, 이를 통하여 수용 챔버의 제5 면이 정의될 수 있다. 제5 면은 다른 구성 요소에 의해 프레임-형 방식으로 정의되는, 전술한 4개의 측면을 가로질러서, 바람직하게 수직으로, 연장된다. 제5 면에서, 제1 정지 요소는 그러므로, 프레임-형 방식으로 정의되는, 마치 그렇지 않으면 제5 및 대향되는 제6 면 사이에 발생할 수 있는, 수용 챔버를 통하여 통로를 정의하거나 폐쇄할 수 있다.
따라서, 하나 또는 그 이상의 접합 파트너가 제6 면에서 수용 챔버에 삽입될 수 있더라도, 이들은 더 이상 제5 면으로 수용 챔버를 떠나거나 제5 면으로 수용 챔버 너머로 돌출되지 않을 수 있다. 대신에, 세장형 접합 파트너의 전면은 수용 챔버를 향하는 정지 요소의 표면까지만 도달할 수 있고 이들과 함께 접촉하게 될 수 있다.
그러므로, 용접될 하나 또는 그 이상의 접합 파트너는 각각 수용 챔버에 삽입될 수 있고 전면 단부가 정지 요소와 인접하도록 정렬되도록 전면이 정지 요소까지 밀릴 수 있고, 복수의 접합 파트너의 경우, 그들의 전면 단부는 상부에 위치되고 서로에게 및/또는 나란하게 정렬된다. 접합 파트너는 초음파 용접 장치를 작동하는 사용자 또는 다른 기계에 의해 삽입될 수 있다.
수용 챔버의 제5 면에 정지 요소를 제공함은 접합 파트너를 서로에 대해 정렬된 구성으로 수용 챔버에 삽입하는 것을 매우 쉽게 할 수 있다. 예를 들여, 사람은 케이블이 반대로 배치된 정지 요소와 인접하고 있다고 감각할 때까지 제6 면에서 다가오는 케이블을 밀어 넣을 수 있다. 따라서, 적어도 어떤 경우에는 케이블의 위치를 육안으로 확인할 필요가 없다.
그러나, 제5 면을 정의하는 정지 요소는 특정 케이스에서는 방해가 되거나 바람직하지 않을 수 있다는 것이 인식되었다. 예를 들면, 이른바 인라인 스플라이스(inline splices) 용접에도 초음파 용접 장치를 이용할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 인라인 스플라이스의 구성으로 함께 용접된 케이블은 전선의 연장을 형성하고, 이에 반해 엔드 스플라이스의 구성은 일종의 전선의 반환으로 간주될 수 있다. 초음파 용접으로 인라인 스플라이스를 구현하기 위하여 케이블이 대향되는 면으로부터 수용 챔버에 인입된다. 따라서, 수용 챔버의 상호로 대향되는 제5 및 제6 면은 이러한 적용 목적을 위하여 정지 요소에 의해 적어도 영구적으로는 정의되지 않아야 한다.
그러므로 초음파 용접 장치의 통합 구성 요소로서 제1 정지 요소를 제공하는 것이 제안되고, 즉 제1 정지 요소는 초음파 용접 장치의 다른 구성 요소에 영구적으로 연결되고 상호 작용한다. 그러나, 제1 정지 요소는 초음파 용접 장치에서 고정적인 위치에 고정돼서는 안 되며 오히려 제1 정지 요소가 제1, 이른바 풀-인 위치 그리고 제2, 이른바 풀-아웃 위치 사이에서 이동되도록 변위 가능한 방식으로 제1 정지 요소를 구성하는 것이 제안된다. 풀-인 위치에서, 제1 정지 요소는 수용 챔버를 그것의 제5 면으로 정의한다. 따라서, 이러한 구성에서 이는 제6 면으로부터 수용 챔버로 삽입되는 하나 이상의 접합 파트너를 위한 기계적인 정지부로서 기능할 수 있다. 풀-아웃 위치에서, 그러나, 정지 요소는 적어도 하나 또는 그 이상의 접합 파트너가 제5 면에서 수용 챔버 내부로 삽입될 수 있는 정도로 제5 면을 드러낸다. 다르게 표현하면, 여기서 설명된 초음파 용접 장치의 정지 요소는, 예를 들면, 엔드 스플라이스 또는 인라인 스플라이스가 용접되어야 하는 여부에 따라, 선택적으로 풀-인 되거나 풀-아웃 될 수 있다. 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치는 수 밀리미터에서 수 센티미터, 예를 들면 2 mm와 10 cm 사이, 바람직하게는 4 mm와 4 cm 사이로 서로 이격될 수 있다.
초음파 용접 장치는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 제1 정지 요소를 능동적으로 변위하도록 구성된 구동 장치를 더 포함한다.
즉, 초음파 용접 장치는 단지 수동적으로 움직이는, 예를 들면 초음파를 작동하는 사람에 의해 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위되는 제1 변위 요소를 포함하지 않아야 한다. 대신에, 초음파 용접 장치는 제1 정지 요소를 풀-인 위치로부터 풀-아웃 위치로 및/또는 그 반대로 능동적으로 변위시킬 수 있는 구동 장치를 포함해야 한다. 제1 정지 요소의 변위는 이러한 구동 장치에 의해 자동화될 수 있다. 구동 장치는 전원 공급원에 연결될 수 있다. 나아가, 구동 장치는 제어 시스템에 연결되거나 그것의 작동이 제어될 수 있는 통합 제어 시스템을 포함할 수 있다.
특히, 구동 장치는, 구체적인 일 실시 예에 따라, 전기 모터에 의하여, 유압 시스템에 의하여 또는 공압 시스템에 의하여 정지 요소를 변위하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 전기 모터는 변속기를 통해 또는 다른 메커니즘을 통해, 전기 모터에 상응하는 지시된 작동에 의하여 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이로 및 사이로부터 정지 요소를 이동할 수 있게 하기 위하여, 정지 요소에 직접 연결될 수 있다. 전기 모터는 전원 공급원으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 전원 공급원은 필요에 따라 제어될 수 있다.
또는, 정지 요소는 이동되는 유압 시스템 또는 공압 시스템의 구성 요소에 연결될 수 있고 이러한 구성 요소에 의하여 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 움직일 수 있다. 유압 시스템 또는 공압 시스템은 압력 저장고 또는 압력 발생기에 연결될 수 있고, 여기서 공급은, 예를 들면 밸브를 열고 닫음으로써, 필요에 따라 선택적으로 제어될 수 있다.
더 상세한 일 실시 예에 따르면, 구동 장치는 제1 정지 요소를 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 선형적으로 변위하도록 구성된다.
다르게 표현하면, 구동 장치는 직선 이동 경로를 따라 풀-인 위치에서 풀-아웃 위치로 및/또는 그 반대로 제1 정지 요소를 변위시킬 수 있다. 이러한 선형적으로 동작하는 구동 장치는 기술적으로 간단한 방식으로 구현될 수 있고 및/또는 작은 설치 공간을 차지할 수 있다. 나아가, 제1 정지 요소는 그것의 두 극단의 위치 사이에서 최단 경로를 걸쳐 변위될 수 있다. 구동 장치로서, 예를 들면 전기 선형 구동기, 예를 들면 유압식 또는 공압식으로 움직이는 피스톤 등의 변속기에 의하여 회전이 선형 운동으로 변환되는 회전 전기 모터가, 이용될 수 있다.
다른 상세한 일 실시 예에 따르면, 구동 장치는 제1 정지 요소를 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 피봇(pivot)하도록 구성된다.
즉, 구동 장치는 곡선 이동 경로를 따라 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 제1 정지 요소를 변위할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 예를 들면 전기 모터, 유압 시스템 또는 공압 시스템에 의한, 구동 장치는 구동 장치에 결합된 제1 정지 요소를 풀-인 위치로 또는 풀-인 위치에서 피봇시키는 회전 운동을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 수용 챔버에서 접합 파트너의 존재를 감지하고 감지 신호를 생성하도록 구성된 접합 파트너 감지 장치를 더 포함할 수 있다. 구동 장치는 감지 신호에 의존하는 자동화 방식으로 정지 요소를 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위하도록 구성될 수 있다.
접합 파트너 감지 장치는, 예를 들면, 특정한 물리적 파라미터를 적절하게 모니터링함으로써, 하나 또는 그 이상의 접합 파트너가 현재 수용 챔버에 있는지 감지할 수 있도록 만드는, 센서 시스템으로 구성될 수 있다. 센서 시스템은, 예를 들면 광학적, 자기적, 전기적, 기계적 또는 다른 파라미터를 모니터링 할 수 있다. 센서 시스템은 수용 챔버의 접합 파트너의 위치 및/또는 접합 파트너가 수용 챔버 내부에서 이동되고 있는 방향을 감지하도록 구성될 수도 있다. 하나 또는 그 이상의 이러한 정보의 조각에 기초하여, 접합 파트너 감지 장치는 감지 신호를 생성할 수 있다. 구동 장치의 동작을 제어하는 제어 시스템은 이 감지 신호를 수신하고 이에 대응하여 적절하게 구동 장치를 활성화할 수 있다. 제어 시스템은 구동 장치의 일부 구성일 수 있다. 또는, 구동 장치는 외부의 제어 시스템에 의하여 제어되도록 구성될 수 있다.
접합 파트너 감지 장치에 의하여 수용 챔버에서 접합 파트너의 존재를 검출할 가능성은 구동 장치가 완전한 자동화 또는 부분적 자동화 방식으로 정지 요소를 적절한 위치로 변위할 수 있도록 한다.
예를 들면, 접합 파트너가 제6 면에서 수용 챔버로 삽입되는 것이 처음으로 감지되면, 제1 정지 요소는 먼저 그것의 풀-인 위치로 이동되어 접합 파트너는 제1 정지 요소와 기계적으로 인접하도록 정렬될 수 있다. 이것이 발생하자마자, 제1 정지 요소는 선택적으로 하나 또는 그 이상의 추가 접합 파트너가 대향되는 제5 면으로부터 수용 챔버에 삽입되도록 하기 위하여, 선택적으로 자동화된 방식으로, 다시 풀-아웃 위치로 선택적으로 변위될 수 있다. 이러한 방식으로, 먼저 도입된 접합 파트너(들)는 인라인 스플라이스를 형성하기 위해 후속적으로 도입된 접합 파트너(들)에 최종적으로 용접될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 사용자의 입력에 기초하여 요청 데이터를 생성하도록 구성된 HMI(human-machine interface)를 더 포함할 수 있다. 구동 장치는 요청 데이터에 의존하는 자동화 방식으로 제1 정지 요소를 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위하도록 구성될 수 있다.
HMI는, 예를 들면, 키보드, 터치-감지 스크린, 다운스트림 음식 인식 기능이 있는 마이크 등일 수 있다. HMI를 통하여, 초음파 용접 장치를 작동하는 사용자는, 예를 들면, 용접될 접합 파트너 및/또는 생성될 용접 스플라이스에 대한 정보를 나타낼 수 있는 데이터를 입력할 수 있다. 예를 들면, 2개의 접합 파트너를 용접하여 인라인 스플라이스를 형성하도록 입력하는 것이 가능하다. 입력에 기초하여, 예를 들면, HMI는 요청 데이터를 생성하고, 이들을 제어 시스템으로 전송할 수 있다. 그리고 제어 시스템은 위해 완전한 자동화 또는 부분적 자동화 방식으로 제1 정지 요소를 적절한 위치로 이동하도록 구동 장치를 제어할 수 있다.
예를 들면, 인라인 스플라이스가 용접되어야 하는 것으로 알려진다면, 제1 접합 파트너가 그 위치에 인접하여 정확하게 위치할 수 있도록 제1 정지 요소가 먼저 풀-인 위치로 변위될 수 있다. 제1 정지 요소가 그리고 자동으로 풀-아웃 위치로 변위되어 제2 접합 파트너가 대향되는 면으로부터 수용 챔버 내로 삽입될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 제1 정지 요소가 풀-인 위치에 도달했는지 감지하고 풀-인 신호를 생성하도록 및/또는 제1 정지 요소가 풀-아웃 위치에 도달했는지 감지하고 풀-아웃 신호를 생성하도록 구성되는 센서 시스템을 더 포함할 수 있다.
다르게 표현하면, 센서 시스템은 제1 정지 요소의 실제 위치가 검출될 수 있는 방법에 의하여 제공될 수 있다. 정지 요소가 실제로 풀-인 위치에 도달하는 경우, 센서 시스템에 의해 특정한 풀-인 신호가 생성된다. 정지 요소가 실제로 풀-아웃 위치에 도달하는 경우, 센서 시스템에 의해 특정한 풀-아웃 신호가 생성된다. 이러한 특정한 신호에 기초하여, 예를 들면, 제어 시스템이 구동 장치를 활성화하여 제1 정지 요소가 특정 위치로 이동하도록 하는 제어 신호와 독립적으로, 제1 정지 요소가 실제로 활성화된 위치에 도달하는지 여부를 검축하는 것이 가능하다. 구동 장치의 활성화 및/또는 정지 요소의 결과적인 변위에서의 모든 오작동이 이에 따라 감지될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위 이동(displacement movement) 중에 제1 정지 요소를 가이드하기 위한 가이드를 더 포함할 수 있다.
가이드는 제1 정지 요소가 그것의 변위 이동 동안에 가이드할 수 있고 이는 그것이 적절한 변위 경로를 따라, 즉 예를 들면 풀-아웃 위치 및 풀-인 위치 사이의 최단 경로를 따라 거의 힘을 쓰지 않는 방식(force-free manner)으로 이동할 수 있고, 그러나 변위 경로를 가로질러 지지되어 그러므로 과도한 힘의 작용 없이는 변위 경로를 벗어날 수 없다. 가이드는 예를 들면 사용자가 잘못 취급하거나 및/또는 접합 파트너가 정지 요소에 대하여 과도한 힘으로 가압되는 결과로, 정지 요소 및/또는 이에 결합된 구동 장치가 손상되는 것을 방지하는 데에 도움을 줄 수 있다.
특히 용이하게 구현 가능한 일 실시 예에 따르면, 제1 정지 요소는 단일 플레이트로 수용 챔버를 정의할 수 있다.
다르게 표현하면, 제1 정지 요소는 일체형으로 그리고 플레이트 같은 평면 방식으로 구성될 수 있다. 플레이트의 치수 및/또는 재료는 한편으로는 플레이트가 제1 정지 요소에서 접합 파트너를 정렬하는 동안 발생하는 힘을 견디기에 충분히 안정적이고, 그러나 다른 한편으로는 여전히 플레이트는 쉽게 변위될 수 있도록 충분히 가볍다.
추가로 개선된 일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 제2 정지 요소를 더 포함할 수 있다. 제2 정지 요소는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위 가능할 수 있다. 제2 정지 요소는 풀-인 위치에서 제1 내지 제4 면을 가로질러 연장되고 제5 면에 대향되는 제6 면으로 적어도 일부 영역에서 수용 챔버를 정의하고 풀-아웃 위치에서 상기 수용 챔버의 상기 제6 면으로 개방되도록 한다.
제2 정지 요소는 그러므로 제1 정지 요소에 대하여 대향되는 면에 정렬되어 2개의 정지 요소가 그들 사이에서 수용 챔버를 정의할 수 있다. 이 경우, 제1 정지 요소는 제6 측면으로부터 수용 챔버로 삽입된 접합 파트너를 위치시키도록 이용되어 이들이 제1 정지 요소에 인접하고 이에 따라 수용 챔버의 가장자리에 직접 도달하지만 그 너머로 돌출되지 않도록 한다. 이에 반하여, 제2 정지 요소는 대향되는 제5 면으로부터 삽입된 접합 파트너에 대한 유사한 작업을 수행하는 데 이용될 수 있고, 즉 이들을 수용 챔버의 대향되는 가장자리에 도달하지만 그 너머로 돌출되지 않도록 하는 방식으로 그들의 전면이 제2 정지 요소에 대하여 놓이도록 이들을 배치하도록 이용된다. 2개의 정지 요소에 의하여, 접합 파트너는 그러므로 수용 챔버에 대향되는 양 면으로부터 차례대로 수용될 수 있고 초음파 용접 프로세스 후에 고품질 인라인 스플라이스를 형성하기 위해 수용 챔버 내에 적절하게 위치될 수 있다.
제2 정지 요소는, 제2 정지 요소와 유사하게, 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위 가능할 수 있다. 따라서, 제1 정지 요소가 그것의 풀-인 위치에 배열되는 동안, 제2 정지 요소는 수용 챔버의 제6 면이 개방되고 하나 또는 그 이상의 접합 파트너가 이들이 제1 정지 요소에 인접하기까지 그 면으로부터 수용 챔버 안으로 밀려질 수 있도록 그것의 풀-아웃 위치로 변위될 수 있다. 그리고 제1 정지 요소는 그것의 풀-아웃 위치로 변위될 수 있고 제2 정지 요소는 그것의 풀-인 위치로 이동될 수 있다. 이러한 구성에서, 수용 챔버의 제5 면은 그리고 개방되어 하나 또는 그 이상의 접합 파트너가 이들이 제2 정지 요소에 인접하기까지 그 면으로부터 수용 챔버 내로 밀려질 수 있다. 제1 및 제2 정지 요소는 서로 독립적으로 또는 서로 의존하여 변위될 수 있다. 이들은 완전한 또는 부분적 자동화 방식으로 더 변위될 수 있다.
상세한 일 실시 예에 따르면, 이 경우에 제2 정지 요소는 제6 면을 따르는 방향으로 각각 연장되고 상호 평행한 복수의 세장형(elongate) 세그먼트를 포함할 수 있다. 세그먼트 각각은 인접한 세그먼트와 독립적으로 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위될 수 있다.
즉, 제2 정지 요소는 바람직하는 다중-파트 형태(multi-part form)일 수 있다. 제2 정지 요소에 의하여 그것의 제6 면에 형성되는 수용 챔버의 경계는 이 경우의 복수의 세그먼트로 구성될 수 있다. 각각의 개별적인 세그먼트는 세장형일 수 있고 제6 면 또는 이에 평행한 연장선에서 또는 이에 따라 연장될 수 있다. 이 경우, 다양한 세그먼트는 서로 평행하게 연장될 수 있고, 그러므로 이들이 그들의 풀-인 위치로 변위되는 경우, 그들의 표면으로 수용 챔버의 제6 면의 적어도 일정 영역을 커버할 수 있다.
세그먼트는 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 서로 독립적으로 변위될 수 있다. 다르게 표현하면, 세그먼트 각각은 인접한 세그먼트와 독립적으로 그것의 길이가 연장되는 방향으로 변위될 수 있다. 따라서, 세그먼트의 일부는, 예를 들면, 그들의 풀-아웃 위치에서 유지되는 반면, 세그먼트의 다른 일부는 그들의 풀-인 위치 또는 중간 위치로 변위된다.
제2 정지 요소의 이러한 세그먼트-형 구조는 그에 의해 수용 챔버의 제6 면에 구현될 경계가, 필요하다면, 제6면 전체가 아니라 그의 부분만을 커버할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 이는, 예를 들면, 제6 면으로부터 다가오는 접합 파트너가 수용 챔버에 미리 위치된다면, 이에 따라 더 이상 수용 챔버가 그것의 제6 면으로 완전히 폐쇄되지 않을 수 있어 유리할 수 있다. 이 경우, 이미 삽입된 접합 파트너가 외측으로 연장하는 것으로부터 제6 면의 일부 영역을 커버할 수 있는 이들 세그먼트는, 그들의 풀-아웃 위치에 유지될 수 있지만, 다른 세그먼트는 그들의 풀-인 위치로 변위됨에 따라 제6 면의 인접한 일부 영역을 커버할 수 있다. 풀-인 위치로 변위되는 세그먼트는 대향되는 제5 면으로부터 삽입되는 접합 파트너를 위한 물리적인 정지부를 형성할 수 있다.
더 상세한 일 실시 예에 따르면, 세그먼트-형 구조의 이러한 제2 정지 요소의 경우, 세그먼트의 적어도 일부는 각각의 연관되는 세그먼트-이동 요소에 각각 탄성적으로 지지될 수 있고, 이들이 풀-인 위치를 향하여 힘이 작동되는 경우, 이들은 탄성적으로 풀-인 위치로 편향된다.
즉, 제2 정지 요소의 세그먼트 각각은 연관되는 세그먼트-이동 요소에 의하여 풀-인 위치를 향하여 그리고 다시 풀-아웃 위치로 이동될 수 있다. 그러나, 세그먼트는 세그먼트-이동 요소에 강성적으로 결합되지 않고 탄성적으로 이에 지지된다. 세그먼트-이동 요소가 풀-인 위치 방향으로 이동하는 경우, 이는 세그먼트에 반력이 작용하지 않는 한, 세그먼트를 풀-인 위치롤 향하여 방해받지 않고 운반한다. 이 경우, 세그먼트는 풀-인 위치로 탄성적으로 편향된다. 이것은 반력이 세그먼트에 풀-아웃 위치를 향하는 방향으로 작용하는 경우, 세그먼트가 풀-아웃 위치로 그 탄성 치우침에 대하여 변위될 수 있다. 세그먼트-이동 요소가 풀-인 위치로 이동하지만 그것에 탄성적으로 결합된 세그먼트는, 풀-인 위치로 가는 경로에서, 세그먼트에 반대 방향으로 힘을 가하는 장애물을 마주치는 경우에도, 세그먼트-이동 요소는 풀-인 위치를 향하는 방향으로 더 이동할 수 있지만 세그먼트는, 점진적으로 증가하는 탄성 치우침에도 불구하고, 그것의 원래 위치에 남을 수 있다.
이러한 실시 예에서, 예를 들면 모든 그것의 세그먼트가 풀-인 위치를 향하여 제2 정지 요소를 변위하려는 시도가 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위해, 모든 세그먼트-이동 요소는 풀-인 위치 방향으로 변위될 수 있다. 그러나, 풀-인 위치로 가는 경로에서 장애물을 만나지 않는 경우 이들 제2 정지 요소의 세그먼트만 실제로 풀-인 위치로 변위된다. 이러한 장애물은 특히 수용 챔버에 미리 배열된 접합 파트너에 의하여 형성될 수 있다. 결과적으로, 제6 면의 수용 챔버 외부로 연장하는 접합 파트너에 의해 차단되지 않는 이들 세그먼트 만이 실제로 풀-인 위치에 변위된다는 점에서 제2 정지 요소는 수용 챔버에서 이전에 수행된 접합 파트너와 로딩에 거의 자동적으로 적응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 초음파 용접 장치는 제2 정지 요소를 구동하는 구동 장치, 수용 챔버에서 제2 정지 요소에 인접한 접합 파트너를 감지하는 추가 접합 파트너 감지 장치, 상기 제2 정지 요소의 현재 위치를 감지하기 위한 센서 시스템, 및/또는 상기 제2 정지 요소의 변위 이동(displacement movement)을 가이드하기 위한 가이드를 더 포함할 수 있다.
언급된 장치 및 구성 요소는 제1 정지 요소와 연관되는 상술한 설명과 비슷하게 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예의 가능한 특징 및 장점은 부분적으로는 본 발명에 따라 구성되는 초음파 용접 장치를 참조하여 그리고 부분적으로는 이들 작동 또는 사용하는 방식을 참조하여 본 명세서에서 설명되는 점을 유의해야 한다. 당업자는 개별적인 실시 예에 대해 설명된 특징은 유사한 방식으로 다른 실시 예에 적절하게 전달될 수 있고, 본 발명의 추가 실시 예 및 가능한 시너지 효과에 도달하도록 채택되거나 및/또는 상호 교환될 수 있음을 인식할 것이다.
본 발명의 유효한 실시 예는 첨부 도면을 참조하여 아래에서 추가로 설명되고, 그리고 도면 또는 설명은 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 용접 장치의 매우 단순화된 측면도를 도시한다.
도 2는 제1 정지 요소의 그것의 풀-인 위치에서의 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 용접 장치의 사시도를 도시한다.
도 3은 제1 정지 요소의 그것의 풀-아웃 위치에서의 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 용접 장치의 사시도를 도시한다.
도 4는 추가적인 제2 정지 요소의 적어도 일정 영역에서 그것의 풀-인 위치에서의 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 용접 장치의 사시도를 도시한다.
도면들은 축척이 아니며 개략도에 불과하다. 다양한 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 특징 또는 동일한 효과를 갖는 특징을 나타낸다.
도 1은, 매우 단순화된 방식으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 용접 장치(1)를 도시한다. 초음파 용접 장치(1)는 특정 실시 예의 사시도인 도 2 및 도 3에서 일부 메인 구성 요소에 대하여 다소 더 상세하게 도시되었다.
초음파 용접 장치(1)는 소노트로드(3), 앤빌(5), 접촉 요소(7) 및 측면 슬라이드(9)를 포함한다. 상기 구성 요소는 제1 케이블의 제1 스트랜드(17) 및 제2 케이블의 제2 스트랜드(19)와 같은 접합 파트너(15)가 수용될 수 있는 수용 챔버(13)를 프레임-형 방식으로 둘러싼다. 수용 챔버(13)의 제1 면(도시된 예의 하부 측)은 이 경우 소노트로드(3)의 표면(21)에 의하여 정의된다. 수용 챔버(13)의 제1 면에 대향되는 제2 면(도시된 예의 상부 측)은 앤빌(5)의 표면(23)에 의하여 정의된다. 수용 챔버(13)의 제3 면(도시된 예의 우측)은 접촉 요소(7)의 표면(25)에 의하여 정의된다. 수용 챔버(13)의 제3 면에 대향되는 제4 면(도시된 예의 좌측)은 측면 슬라이드(9)의 표면(27)에 의하여 정의된다. 도시된 예에서, 소노트로드(3)와 앤빌(5)의 표면(21, 23) 각각은 수평으로 그리고 서로에 대하여 평행하게 연장되고, 이에 반해 접촉 요소(7) 및 측면 슬라이드(9)의 표면(25, 27) 각각은 수직으로 그리고 서로에 대하여 또 평행하게 연장된다. 상기 표면(21, 23, 25, 27)으로 정의되는 수용 챔버(13)는 그러므로 대략 직육면체이다.
도 2 및 도 3의 사시도에서 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 제1 정지 요소(11)는 측면 슬라이드(9)의 후방에 제공된다. 제1 정지 요소(11)는 도 2에서 도시된 바와 같이 제5 면(도시된 예의 후방 측)으로 수용 챔버(13)를 정의하도록 풀-인 위치에 배열될 수 있다. 필요한 경우, 제1 정지 요소는 도 3에 도시된 바와 같이 수용 챔버(13)가 제5 면으로 개방되도록 하는 풀-아웃 위치로 변위될 수 있다.
명확함을 위하여, 도2 및 도 3은 초음파 용접 장치의 구성 요소 중 일부만을 도시하였으나 후술할 선택적인 구성 요소 중 일부는 도 1에 개략적으로만 도시되어 있으며 도 2 및 도 3에서는 생략되어 있다.
제1 정지 요소(11)는 구동 장치(29)에 의해 풀-인 위치 및 풀-아웃 위치 사이에서 변위 방향(31)을 따라 변위될 수 있다. 이를 위하여, 구동 장치(29)는 제어 시스템(35)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(35)은 별개의 구성 요소일 수 있고 또는 구동 장치(29)에 통합될 수 있다.
제어 시스템(35)은, 예를 들면, 접합 파트너 감지 장치(37)와 통신하고 수용 챔버(13)에서 하나 이상의 접합 파트너(15)의 존재가 감지되자마자 감지 신호를 수신할 수 있다. 제어 시스템(35)은 그리고, 자동화 방식으로, 제1 정지 요소(11)를 그것의 풀-인 위치로 변위하도록 구동 장치(29)를 활성화할 수 있다. 따라서, 제6 면에서 수용 챔버(13)에 삽입된 접합 파트너(15)는 그들의 전면이 제1 정지 요소(11)까지 안내될 수 있고 따라서 수용 챔버(13)의 제5 면에서 소노트로드(3)의 가장자리와 대략적으로 졍렬될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템(35)은 작업자에 의해 입력이 입력될 수 있는 HMI(human-machine interface)(39)와 통신할 수 있다. 이러한 입력은, 예를 들면, 어떠한 유형의 접촉 슬라이드가 생성되어야 하는지, 용접될 접합 파트너(15)가 갖는 특성이 무엇인지 등을 나타낼 수 있다. 이러한 입력에 기초하여, 요청 데이터가 제어 시스템(35)으로 전송될 수 있으며, 제어 시스템은, 자동화된 방식으로, 구동 장치를 활성화하여 제1 정지 요소(11)를 적절한 위치, 예를 들면 특히 풀-인 위치 또는 풀-아웃 위치로 변위할 수 있다.
초음파 용접 장치(1)는 선택적으로 센서 시스템(41)을 더 포함하고, 이로 인하여 제1 정지 요소(11)가 실제로 그것의 풀-인 위치 또는 그것의 풀-아웃 위치에 도달하는 경우 이를 감지할 수 있다. 센서 시스템(41)은 그리고 풀-인 신호 또는 풀-아웃 신호를, 각각 생성할 수 있다. 이들 신호는 차례대로 제어 시스템(35)으로 전달될 수 있고, 따라서 제어 시스템은 제1 정지 요소(11)의 현재 실제 위치에 대한 피드백을 수신한다. 신호는 그러므로, 예를 들면, 구동 장치(29)의 작동을 제어하도록 이용될 수 있다.
제1 정지 요소(11)가 풀-아웃 위치 및 풀-인 위치 사이에서 변위됨에 따라 이것이 원하는 경로를 벗어나는 것을 방지하기 위하여, 가이드(47)가 더 제공된다. 도시된 예에서, 가이드(47)는 제1 정지 요소(11)의 하부 가장자리를 안내하는 가이드 레일(43)로 구성되고, 이는 일 예에서 일체형 플레이트 형태이다.
제1 정지 요소(11)의 이동과 무관하게, 측면 슬라이드(9)는 또한 접합 파트너(15)가 삽입된 후 수용 챔버(13)를 더 작게 만들어 접합 파트너를 원하는 위치에 고정할 수 있도록 변위 방향(33)으로 변위될 수 있다.
도 4는 제2 정지 요소(49)가 적어도 일정 영역에서 그것의 풀-인 위치로 변위된 초음파 용접 장치(1)의 구성을 도시한다. 제2 정지 요소(49)는 제5 면에 대향되는 제6 면으로 수용 챔버(13)에 인접하게 연장된다. 따라서, 제2 정지 요소(49)는 제5 면으로 수용 챔버(13)에 삽입된 접합 파트너(15)를 기계적으로 정지하는 역할을 할 수 있다.
제2 정지 요소(49)는 제1 정지 요소(11)와 같은 단순한 일체형 플레이트로 구성되지 않고 복수의 세장형(elongate) 세그먼트(51)를 가질 수 있다. 세그먼트(51)는 서로 독립적으로 풀-인 위치 및/또는 풀-아웃 위치 로 변위될 수 있다. 이러한 목적으로, 세그먼트(51) 각각은 구동 장치(미도시)에 의해 변위될 수 있는 세그먼트-이동 요소(53)에 결합된다. 그러나, 세그먼트-이동 요소(53)는 구동 장치의 연관되는 세그먼트(51)로 강성적으로 전달하지 않는다. 대신에, 세그먼트(51)는 세그먼트-이동 요소(53)에 스프링(55)을 통하여 결합된다. 이러한 방식으로, 세그먼트(51) 각각은, 그것의 세그먼트-이동 요소(53)에 의하여 풀-인 위치를 향해 힘이 작동되는 경우, 탄성적으로 풀-인 위치를 향하여 편향되지만 실제로 풀-인 위치를 향해 이동할 필요가 없는 것이 이루어질 수 있다. 대신에, 풀-인 위치를 향한 이동 중에, 수용 챔버(13)에 배열된 접합 파트너(15)와 같은 장애물을 만나는 세그먼트(51)는 이 장애물에 의하여 정지될 수 있다. 이들 세그먼트(51)는 그리고 탄성적으로 편향된 방식으로 장애물에 대해 가압한다. 이는 수용 챔버(13)에 이미 배열된 접합 파트너(15)를 일시적으로 고정하기 위해 이용될 수 있다. 이는 하부의 3개의 세그먼트(51)에 대하여 도 4에 도시되어 있다. 장애물과 마주치지 않는 이들 세그먼트(51)는 풀-인 위치를 향해 변위된다. 거기에서 이들은 수용 챔버(13)의 경계를 형성하고, 대향되는 면에서 삽입되는 접합 파트너는 기계적으로 접할 수 있고 따라서 정렬될 수 있다. 이는 상부의 4개의 세그먼트(51)에 대하여 도 4에 도시되어 있다.
부분적으로 다른 표현으로 요약하면, 제1 및/또는 제2 정지 요소(11, 49)는 초음파 용접 장치(1)에 통합되고, 스플라이스 파라미터에 따라, (예를 들면 전기적으로 또는 공압적으로)자동적으로 예를 들면 소프트웨어의 도움으로 제어되는 구동기에 의하여 풀-인 그리고 풀-아웃될 수 있다. 이것은, 엔드 스플라이스 및 인라인 스플라이스를 모두에 대하여 가능하고, 후자의 경우에 2개의 정지 요소(11, 49)가 제공된다면 가능하다. 제2 정지 요소(49)는 바람직하게는 미리 삽입된 접합 파트너(15)에 의해 점유되지 않는 위치에서만 완전하게 풀-아웃되는 복수의 스프링-장착된 변위 가능한 세그먼트로 구성된다. 그러므로, 접합 파트너(15)가 대향되는 면으로부터(좌측으로부터) 삽입될 수 있는 정지부만 형성된다.
본 문서에서 제안된 초음파 용접 장치(1)의 실시 예로, 예를 들면 별도의 정지부를 설치하거나 제거하기 위하여 종래에 필요한 정지 시간이 줄어들 수 있고 및/또는 일관되는 용접 품질이 이루어질 수 있다. 또한, 초음파 용접 장치(1)는 엔드 스플라이스를 형성하기 위하여 그리고 인라인 스플라이스를 형성하기 위하여 각각의 정지부와 함께 선택적으로 이용될 수 있다. 수용 챔버에 삽입된 접합 파트너와 관련한 부정확한 삽입 위치의 결과로 종래에 발생할 수 있음에 따라 만들어지는 최종 제품의 품질의 변동은, 제안된 초음파 용접 장치(1)로 크게 회피될 수 있다.
마지막으로, "갖는(having)", "포함하는(comprising)" 등과 같은 용어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며 용어 "하나(일)"이 복수를 배제하지 않는 다는 점에 유의해야 한다. 상기의 예시적인 실시 예 중 하나를 참조하여 설명된 특징 또는 단계는 또한 상술한 다른 예시적인 실시 예 들의 다른 특징 또는 단계와 조합하여 사용될 수 있다는 것이 지적되야 한다. 청구 범위의 참조 번호는 제한으로 간주되어서는 안 된다.
1: 초음파 용접 장치
3: 소노트로드
5: 앤빌
7: 접촉 요소
9: 측면 슬라이드
11: 제1 정지 요소
12: 플레이트
13: 수용 챔버
15: 접합 파트너
17: 제1 스트랜드
19: 제2 스트랜드
21: 소노트로드의 표면
23: 앤빌의 표면
25: 접촉 요소의 표면
27: 측면 슬라이드의 표면
29: 구동 장치
31: 제1 정지 요소의 변위 방향
33: 측면 슬라이드의 변위 방향
35: 제어 시스템
37: 접합 파트너 감지 장치
39: HMI(human-machine interface)
41: 센서 시스템
43: 가이드 레일
47: 가이드
49: 제2 정지 요소
51: 세그먼트
53: 세그먼트-이동 요소
55: 스프링

Claims (13)

  1. 초음파 용접 장치(1)에 있어서,
    소노트로드(sonotrode)(3);
    앤빌(anvil)(5);
    접촉 요소(7);
    측면 슬라이드(9);
    제1 정지 요소(11);
    구동 장치(29); 및
    접합 파트너(joining partner)(15)가 수용되는 수용 챔버(13);를 포함하고,
    상기 수용 챔버는 상기 소노트로드의 표면(21)에 의하여 제1 면으로 그리고 상기 앤빌의 표면(23)에 의하여 상기 제1 면에 대향되는 제2 면으로 정의되고;
    상기 수용 챔버는 상기 접촉 요소의 표면(25)에 의하여 제3 면으로 그리고 상기 측면 슬라이드의 표면(27)에 의하여 상기 제3 면에 대향되는 제4 면으로 더 정의되고;
    상기 제1 정지 요소는 풀-인(pulled-in) 위치 및 풀-아웃(pulled-out) 위치 사이에서 변위 가능하고;
    상기 제1 정지 요소는 상기 풀-인 위치에서 상기 제1 내지 제4 면을 가로질러 연장하는 제5 면으로 상기 수용 챔버를 정의하고 상기 풀-아웃 위치에서 상기 수용 챔버가 상기 제5 면으로 개방되도록 하고; 그리고
    상기 구동 장치(29)는 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 상기 제1 정지 요소를 능동적으로 변위하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 장치는 전기 모터에 의하여, 유압 시스템에 의하여 또는 공압 시스템에 의하여 상기 정지 요소를 변위하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 구동 장치는 상기 제1 정지 요소를 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 선형적으로 변위하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 구동 장치는 상기 제1 정지 요소를 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 피봇(pivot)하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 수용 챔버에서 접합 파트너의 상기 존재를 감지하고 감지 신호를 생성하도록 구성되는 접합 파트너 감지 장치(37)를 더 포함하고,
    상기 구동 장치는 상기 감지 신호에 의존하는 자동화 방식으로 상기 정지 요소를 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 변위하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 사용자의 입력에 기초하여 요청 데이터를 생성하도록 구성된 HMI(human-machine interface)(39)를 더 포함하고,
    상기 구동 장치는 상기 요청 데이터에 의존하는 자동화 방식으로 상기 제1 정지 요소를 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 변위하도록 구성되는, 초음파 용접 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제1 정지 요소가 상기 풀-인 위치에 도달했는지 감지하고 풀-인 신호를 생성하도록 및/또는 상기 제1 정지 요소가 상기 풀-아웃 위치에 도달했는지 감지하고 풀-아웃 신호를 생성하도록 구성되는 센서 시스템(41)을 더 포함하는, 초음파 용접 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 변위 이동(displacement movement) 중에 상기 제1 정지 요소를 가이드하기 위한 가이드(47)를 더 포함하는, 초음파 용접 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제1 정지 요소는 단일 플레이트(12)로 상기 수용 챔버를 정의하는, 초음파 용접 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서,
    제2 정지 요소(49)를 더 포함하고, 상기 제2 정지 요소는 풀-인(pulled-in) 위치 및 풀-아웃(pulled-out) 위치 사이에서 변위 가능하고, 상기 제2 정지 요소는 상기 풀-인 위치에서 상기 제1 내지 제4 면을 가로질러 연장되고 상기 제5 면에 대향되는 제6 면으로 적어도 일부 영역에서 상기 수용 챔버를 정의하고 상기 풀-아웃 위치에서 상기 수용 챔버의 상기 제6 면으로 개방되도록 하는, 초음파 용접 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 정지 요소는 상기 제6 면을 따르는 방향으로 각각 연장되고 상호 평행한 복수의 세장형(elongate) 세그먼트(51)를 포함하고,
    상기 세그먼트 각각은 인접한 세그먼트와 독립적으로 상기 풀-인 위치 및 상기 풀-아웃 위치 사이에서 변위 가능한, 초음파 용접 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 세그먼트의 적어도 일부는 각각의 연관되는 세그먼트-이동 요소(53)에 각각 탄성적으로 지지되어, 이들이 상기 풀-인 위치를 향하여 힘이 작동되는 경우, 이들은 탄성적으로 상기 풀-인 위치로 편향되도록 하는, 초음파 용접 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제2 정지 요소를 구동하는 구동 장치, 상기 수용 챔버에서 상기 제2 정지 요소에 인접한 접합 파트너를 감지하는 접합 파트너 감지 장치, 상기 제2 정지 요소의 현재 위치를 감지하기 위한 센서 시스템, 및/또는 상기 제2 정지 요소의 변위 이동(displacement movement)을 가이드하기 위한 가이드를 더 포함하는, 초음파 용접 장치.
KR1020227011216A 2019-11-05 2019-11-05 이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치 KR20220090502A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/080247 WO2021089123A1 (de) 2019-11-05 2019-11-05 Ultraschallschweisseinrichtung mit verlagerbarem anschlagelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220090502A true KR20220090502A (ko) 2022-06-29

Family

ID=68470516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011216A KR20220090502A (ko) 2019-11-05 2019-11-05 이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11872648B2 (ko)
EP (1) EP4054786A1 (ko)
JP (1) JP7394989B2 (ko)
KR (1) KR20220090502A (ko)
CN (1) CN114599471B (ko)
MX (1) MX2022005429A (ko)
WO (1) WO2021089123A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202021106253U1 (de) * 2021-11-16 2021-12-08 Kabatec GmbH & Co. KG Spannvorrichtung zum Spannen von mehreren Leitern

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3745065C1 (de) * 1987-06-06 1994-05-19 Stapla Ultraschalltechnik Gmbh Verfahren zum Verbinden elektrischer Leiter und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP2001025883A (ja) 1999-07-12 2001-01-30 Sumitomo Wiring Syst Ltd 超音波シーム溶接機および該溶接機を用いた超音波シーム溶接方法
JP2006015354A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Sumitomo Wiring Syst Ltd 超音波溶接装置、超音波溶接用矯正部材及び超音波溶接方法
DE102005048368B3 (de) * 2005-10-10 2007-05-03 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung zwischen elektrischen Leitern
EP2160806B1 (de) * 2007-06-06 2013-02-20 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren zum elektrisch leitenden verbinden von litzen sowie ultraschallschweissvorrichtung
JP5393644B2 (ja) * 2010-12-10 2014-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 線材と撚り線の接続方法および電動機もしくは発電機のステータ
JP2014127365A (ja) 2012-12-26 2014-07-07 Yazaki Corp 超音波接合装置
DE102013106349A1 (de) 2013-05-13 2014-11-13 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren zum Ermitteln des Verdichtungsgrades eines Knotens
DE102013222939B3 (de) 2013-11-11 2015-04-30 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen von elektrischen Leitern
DE102013222938B3 (de) 2013-11-11 2015-04-30 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen von elektrischen Leitern
DE102014013452B4 (de) * 2014-09-17 2016-05-19 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen von stabförmigen Leitern
DE102015222013B3 (de) 2015-11-09 2016-11-03 Schunk Sonosystems Gmbh Ultraschallschweißvorrichtung
DE102016214227B3 (de) * 2016-08-02 2017-12-07 Schunk Sonosystems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer geprüften Schweißverbindung
JP6776816B2 (ja) * 2016-10-31 2020-10-28 住友電装株式会社 芯線と接合対象物との接合方法、超音波接合装置、芯線と接合対象物との接合物
JP6642888B2 (ja) * 2017-02-27 2020-02-12 矢崎総業株式会社 電線配列治具、及び、超音波接合装置
DE102017114182B3 (de) * 2017-06-27 2018-09-13 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren und Anordnung zum elektrisch leitenden Verbinden von Leitern
JP6887203B2 (ja) 2017-07-14 2021-06-16 古河電気工業株式会社 導体接続装置及び導体接続方法
DE102017220085A1 (de) 2017-11-10 2019-05-16 Schunk Sonosystems Gmbh Positionierungshilfe
EP3572177B1 (en) 2018-05-22 2021-04-21 Aptiv Technologies Limited Method of bonding cables and welding machine
JP2020047423A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 矢崎総業株式会社 電線の接合方法及び接合電線

Also Published As

Publication number Publication date
CN114599471A (zh) 2022-06-07
JP2023500500A (ja) 2023-01-06
MX2022005429A (es) 2022-06-16
US20220371118A1 (en) 2022-11-24
JP7394989B2 (ja) 2023-12-08
EP4054786A1 (de) 2022-09-14
US11872648B2 (en) 2024-01-16
CN114599471B (zh) 2024-03-29
WO2021089123A1 (de) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220090502A (ko) 이동 가능한 정지 요소를 포함하는 초음파 용접 장치
KR20130136507A (ko) 광섬유 융착 접속기
CN109311118B (zh) 带有夹紧装置的超声焊接设备和超声焊接方法
JP2015141898A (ja) リレー
WO2013005640A1 (ja) 光ファイバ融着接続機
JP2018536554A (ja) プラスチック材料の射出成形のための装置
JP2019218215A5 (ja) ゴミ袋封止機構を有するスマートゴミ箱
JP6285720B2 (ja) アクチュエータ
JP2016225097A (ja) 導通遮断装置
JP4850541B2 (ja) アクチュエータのケーブル引き出し構造
US11980963B2 (en) Ultrasonic welding device with position detection of joint partners
JP2010126322A (ja) 繊維機械
US11999003B2 (en) Ultrasonic welding device with a v-shaped joining part receptacle
CN112748494B (zh) 熔接机
US7124499B2 (en) Apparatus for installing a length of wire
JP2003033881A (ja) 抵抗溶接ヘッド並びにそれを用いた抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法
KR20210049811A (ko) 융착 접속기
JP2005321644A (ja) 光ファイバの補強スリーブ加熱装置
JPH0751448Y2 (ja) チューブ用溶着装置
CN106943136B (zh) 一种胆道测压管
JP6010521B2 (ja) 光ファイバ切替装置及び光ファイバ切替方法
JP2017144499A (ja) チューブ・ジョイント組み付け治具
JP4378684B2 (ja) 電子制御絞り弁装置
KR101142200B1 (ko) 전자 개폐장치
JP2016112586A (ja) アークスタッド溶接装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal