TWI687273B - 流體操作式泵浦用的擴散器及該擴散器之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種超音波熔接方法，包括以下步驟：準備至少兩個由熱塑材料製成的構件，以實質上配對的方式用個別連接區相鄰放置；傳輸一超音波束到該等連接區上該等構件之至少之一上；同時於傳輸該超音波束的步驟上，施加一壓力至該等構件，將彼此壓在一起，以便保持該等連接區互相接觸。本發明的特殊性在於該等連接區包括相互匹配的曲線部分，並且在準備該等構件之前，分別相互匹配的熔接表面定義於該等構件上；這種相互匹配的熔接表面讓該等曲線部分至少部分分離。本發明也關於用該方法製造的產品。

Description

流體操作式泵浦用的擴散器及該擴散器之製造方法
本發明係關於超音波熔接方法及以該方法製得之產品。
如所知，超音波熔接為組裝塑膠製零件的常用技術。
在實踐上，超音波熔接會發生於運用於數個可被熔接物的承載零件及一個運用於震動數個可被熔接物的震動零件上，其震動零件會藉由可配合超音波頻率產生震動的調適裝置震動。
這種由俗稱的焊頭所傳輸之強烈震動會產生熱量，將材料融化，如此熔接兩個零件。
不過，此技術的可靠性與正確應用需要以下一系列測量，首先就是所施加的力量以及震動方向必須垂直於該熔接點。
因此，若該熔接點介於數個沿著曲線或有形狀的表面延伸之間，則如果一定要使用，則該超音波技術有其困難處。
因此在這種案例中，需要借助其他方法，像是例如摩擦熔接。
摩擦熔接是一種熔接零件的技術，其藉由在要熔接的零件之 間相對移動，例如旋轉，所產生的摩擦，並結合施加壓力所產生。
不過，摩擦熔接不太精準，並且會產生許多應用無法接受的熔接閃燃。
另外，可例如借助於雷射熔接，用雷射光束熔融材料並建立熔接點。
不過，該雷射光束熔接技術相當複雜，通常只能由需要高投資成本的機器手臂來執行。
除此之外，還必須考慮到用雷射執行熔接的時間與成本相當昂貴。
藉由以下一種超音波熔接方法，就可對於此目標、這些目的以及其他目的有更好的了解，該方法包含以下步驟：準備至少兩個由熱塑材料製成的構件，以實質上配對的方式用個別連接區相鄰定位；傳輸一超音波束到該等連接區上該等構件之至少之一上；同時於傳輸該超音波束的步驟上，施加一壓力至該等構件，將彼此壓在一起，以便保持該等連接區互相接觸；特徵在於：該等連接區包含互相匹配的曲線部分；在準備該等構件的步驟之前，該方法包含在該等構件上形成匹配熔接表面的步驟，讓該等曲線部分至少一部分分離。
根據進一步態樣，本發明提供一種產品，包含可藉由將一超音波束傳輸至個別連接區上來熔接的至少兩構件，該等連接區具有曲線部分；特徵在於該等構件包含相互匹配的熔接表面，讓該等曲線部分至少部分分離。
本發明的目標在於解決上述問題，提供一種即使在連接區域包括曲線部位時還是可容接二或多個組件之超音波熔接法。
在此目標範圍內，本發明的特定目的為提供一種在與該焊頭所傳輸超音波束方向實質上平行的連接區域上還是可熔接之方法。
本發明的另一個特定目的為提出一種方法，允許製造一流體操作式泵浦的擴散器，或由在連接區域上包括曲線部分熔接的二或多個構件所製作之任何其他產品。
本發明的另一個目的為提供一種確保非常可靠並且重複性極高的熔接方法。
本發明的另一個目的為提出一種可完全發揮超音波熔接機生產潛力的方法。
1:第一構件
2:第二構件
3:第一連接區
4:第二連接區
5:步階
5a:熔接表面
5b:連接表面
6:步階
6a:熔接表面
6b:連接表面
50:超音波束
100:擴散器
101:第一構件
102:第二構件
105:第一步階
105a:熔接表面
105b:連接表面
106:第二步階
106a:熔接表面
106b:連接表面
110:第一本體
111:貫穿孔
112:第一壁
113:葉片
114:邊緣
115:突出物
116:突出物
120:第二本體
121:凹穴
122:座位
從根據本發明的較佳但非專屬的一超音波熔接方法以及用此方法獲得的產品之具體實施例中，藉由附圖中非限制範例，將可更加了解進一步特性與優勢，其中：第一圖為藉由根據本發明的方法所獲得之一般產品示意剖面圖；第二圖為藉由根據本發明的方法所獲得之流體操作式泵浦之擴散器俯視圖； 第三圖為沿著第二圖中III-III平面的剖面圖；第四圖為該擴散器組件的透視圖；第五圖為前一圖中該組件的俯視圖；第六圖為沿著第五圖中IV-IV平面的剖面圖；第七圖為該擴散器中另一個組件的俯視圖；第八圖為沿著第七圖中VIII-VIII平面的剖面圖。
參閱附圖，本發明係關於一種超音波熔接多個相互組裝的熱塑材料製成的構件之方法。尤其是，該方法被設想成執行至少一第一構件1與至少一第二構件2之間的超音波熔接，這兩者都具有連接區，包括相互匹配的曲線部分，分別指定為參考編號3和4。
根據本發明，該方法包含定義第一構件1與第二構件2上的相互匹配熔接表面，並且讓該等熔接表面的該等曲線部分至少部分分離。
方便地，在執行該等熔接操作之前，該等熔接表面分別定義在第一連接區3上以及第二連接區4上。
根據較佳但並非專屬具體實施例，該等熔接表面實質上與用來執行熔接的該超音波束垂直，並且設想成為了中斷該等曲線部分的曲線連續性。
在例示的範例中，分別由第一複數個步階5以及由第二複數個步階6來定義該等熔接表面。
在特定案例中，步階5相互相鄰，步階6也是如此；不過根據進一步具體實施例，該等步階可相隔。
在實踐上，每一步階5都由一熔接表面5a以及一連接表面5b所構成，熔接表面5a實質上與用於熔接的超音波束50垂直。
類似地，每一步階6由實質上與用於熔接的超音波束50垂直之一熔接表面6a以及一連接表面6b所構成。
在例示的範例中，連接表面5b和6b實質上與用於熔接的超音波束50平行，但是在不背離本發明概念之下可使用其他形狀。
方便地，熔接表面5a實質上與對應的熔接表面6a匹配，而連接表面5b實質上與對應的連接表面6b匹配。
請注意，製作步階5和6時請小心第一構件1和第二構件2的厚度足以獲得可靠的熔接點。
較佳是，在構件1和2成型期間提供步階5和6。
另外，利用移除連接區3和4中的材料就可提供步階5和6。
一旦已經形成步階5和6，就可執行實際熔接操作，首先配置第一構件1與第二構件2讓步階5和6相鄰；尤其是熔接表面5a配置成與對應熔接表面6a相鄰。
在此刻，藉由焊頭，即是產生超音波震動的工具，將一超音波束實質上傳輸到在步階5和6上的兩構件1和2之至少一者。
另一個構件方便地插入一模具，就是底砧。
同時將壓力施加至兩構件1和2，讓兩者彼此壓住，如此維持步階5和6相互接觸。
最重要就是指出利用執行根據本發明的方法，該超音波束與該施加壓力實質上與熔接表面5a和6a垂直。
因此，熔接表面5a和6a的存在允許有效傳遞該超音波束以及推力，確保有良好的該熔接操作結果。
更進一步，此配置避免兩構件1和2相互滑動及/或變形。
本發明也關於藉由上面描述與例示的方法所獲得之產品。
此產品包括二或多個構件，藉由傳輸至個別連接區上的超音波束所熔接。
根據本發明，在該等連接區上，該等構件包括分別相互匹配的熔接表面，設想成讓該等連接區的該等曲線部分至少部分分離。
第二圖至第八圖例示由一流體操作式泵浦的擴散器100所構成之產品的實際具體實施例。
精通技術人士就知道，在不背離本發明領域之下，許多不同產品都可具有實質上等效的特色。
擴散器100包含一第一構件101以及一第二構件102，這兩者藉由根據本發明的該超音波熔接方法接合在一起。
第一構件101包含一第一本體110，其中央提供一貫穿孔111，並且由實質上具有二次曲面部分外形的一第一壁112側向分隔。
葉片113從第一壁112延伸出來，並且圍繞第一本體110的軸對稱傾斜分佈。
方便地，葉片113彎曲，如此與第二構件102一起形成徑向配置的管道。
第二構件102包含一實質上圓柱形的第二本體120，其中央提供一凹穴121，可容納至少一部分第一構件101。
方便地，凹穴121具有實質上與葉片113的包絡線互補之形狀。
事實上，兩構件101和102要以其中葉片113的邊緣114匹配凹穴121的表面之方式互相接合，如此定義出上述管道。
根據本發明，第一構件101和第二構件102都包括個別熔接表面，其彼此匹配並讓兩構件101和102的連接區之曲線部分至少部分分離。
分別由第一複數個相鄰步階105以及由第二複數個相鄰步階106來定義這種熔接表面。
第一步階105實質上形成於葉片113的邊緣114上，而第二步階106提供於凹穴121的表面上，具有與第一步階105的圖案匹配之圖案。
在實踐上，每一步階105由一熔接表面105a，其實質上與第一本體110的一基座平行，以及一連接表面105b所構成。
類似地，每一步階106都由一熔接表面106a，其實質上與第二本體120的一基座平行，以及一連接表面106b所構成。
方便地，在每一步階105的熔接表面105a上，具有一突出物115，其在熔接期間具有集中該焊頭所提供能量之任務。
另外，該突出物可形成於每一步階106的熔接表面106a上。
如稍早所提到，利用分別製造兩構件101和102以及稍後將此兩者接合，來製作擴散器100，如此熔接表面105a熔接至對應的熔接表面106a。
在實際上，利用將熔接表面105a匹配於對應的熔接表面106a上、將連接表面105b匹配於對應的連接表面106b上，以及將一超音波束傳 輸至第一構件101的基座或第二構件102的基座；同時施加壓力，來接合兩構件101和102。
如此了解，每一步階105的熔接表面105a實質上都垂直於用於來熔接的該超音波束。
類似地，每一步階106的熔接表面106a實質上都垂直於用於來熔接的該超音波束。
根據本發明的進一步態樣，也解決熔接期間兩構件101和102的相控問題。利用在該等構件之一者上形成調整過的突出物116以及在另一個構件上形成對應的座位122，就可解決此問題。突出物116調整成與另一個構件上提供的許多對應座位122互鎖。
此時很明顯地，本發明達成了所要目標與目的。
換言之，本發明可在包括曲線部分的連接區上進行超音波熔接。
此方法也可將該超音波熔接技術運用在實質上與所使用超音波束方向平行的連接區上。
本方法的實踐應用例如為利用超音波熔接包括曲線部分的連接區上兩組件，來製造流體操作式泵浦之擴散器。
從純經濟的觀點來看，此方法及其提供的該等產品也特別有利。
實際上發現，根據本發明，該超音波熔接方法及使用該方法獲得的產品完全達到所要的目標與目的。
本申請案主張於2015年1月19日提出的第VI2015A000013號 義大利專利申請案之優先權，此案在此併入當成參考。
1:第一構件
5b:連接表面
2:第二構件
6:步階
3:第一連接區
6a:熔接表面
4:第二連接區
6b:連接表面
5:步階
50:超音波束
5a:熔接表面

Claims (10)

  1. 一種流體操作式泵浦用的擴散器的製造方法，包含以下步驟：準備由熱塑材料製成的第一構件及第二構件，以實質上配對的方式用個別連接區相鄰放置；傳輸一超音波束到該等連接區上該等構件之至少其中之一上；同時於傳輸該超音波束的步驟上，施加一壓力至該等構件，將彼此壓在一起，以便保持該等連接區互相接觸；前述方法之特徵在於：該等連接區包含互相匹配的複數個曲線部分；在準備該等構件的步驟之前，該方法包含在該等構件上形成匹配複數個熔接表面的步驟，讓該等曲線部分的至少一部分分離；該第一構件包含一第一本體，中央提供一貫穿孔並且由第一曲線壁側向分隔；有複數個葉片從該第一曲線壁延伸出來，並且圍繞該第一本體的軸對稱傾斜分佈；該第二構件包含一第二實質上圓柱本體，其中央提供一凹穴可容納該第一本體的至少一部分；該凹穴具有實質上與該等葉片的包絡線互補之形狀；該等熔接表面，其相互匹配並且實質上形成於該等葉片的邊緣上，以及該凹穴的表面上，這樣使該等熔接表面的至少一部分分離。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等熔接表面實質上與該超音波束垂直，並且與該等曲線部分連接，如此中斷該等曲線部分的曲線連 續性。
  3. 如前述申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該等熔接表面相互相鄰。
  4. 如前述申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中在塑造該等構件時提供該等熔接表面。
  5. 如前述申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中利用從該等構件中移除材料來提供該等熔接表面。
  6. 如前述申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該等熔接表面的至少一部分包含突出物，其調整成集中該超音波束所傳遞的能量。
  7. 如前述申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該等構件包含至少一對突出物，其形成於該等構件之一者上並且調整成與該另一個構件上形成的對應個數的座位互鎖。
  8. 一種流體操作式泵浦用的擴散器，包含藉由將一超音波束傳輸至個別連接區上來熔接的第一構件及第二構件，該等連接區具有複數個曲線部分；該擴散器的特徵在於該等構件包含相互匹配的複數個熔接表面，讓該等曲線部分的至少一部分分離；該第一構件包含一第一本體，中央提供一貫穿孔並且由第一曲線壁側向分隔；有複數個葉片從該第一曲線壁延伸出來，並且圍繞該第一本體的軸對稱傾斜分佈；該第二構件包含一第二實質上圓柱本體，其中央提供一凹穴可容納該第一本體的至少一部分；該凹穴具有實質上與該等葉片的包絡線互補之形狀； 該等熔接表面，其相互匹配並且實質上形成於該等葉片的邊緣上，以及該凹穴的表面上，這樣使該等熔接表面的至少一部分分離。
  9. 如申請專利範圍第8項之擴散器，其中該等熔接表面實質上與該超音波束垂直，並且與該等曲線部分連接，如此中斷曲線的連續性。
  10. 如申請專利範圍第8項之擴散器，其中該等熔接表面相互相鄰。
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