WO2011085777A2 - Method and device for ultrasonic processing - Google Patents

Method and device for ultrasonic processing Download PDF

Info

Publication number
WO2011085777A2
WO2011085777A2 PCT/EP2010/007718 EP2010007718W WO2011085777A2 WO 2011085777 A2 WO2011085777 A2 WO 2011085777A2 EP 2010007718 W EP2010007718 W EP 2010007718W WO 2011085777 A2 WO2011085777 A2 WO 2011085777A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic
converter
ultrasonic processing
sonotrode
frequency
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/007718
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2011085777A3 (en
Inventor
Joachim Wein
Original Assignee
Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh
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 Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh filed Critical Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh
Publication of WO2011085777A2 publication Critical patent/WO2011085777A2/en
Publication of WO2011085777A3 publication Critical patent/WO2011085777A3/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0238—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave

Definitions

  • the invention relates to a method for sealing, bonding, separating, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system, the at least one sonotrode and a converter exhibiting oscillatory structure, a comprising the converter-exciting ultrasonic generator and an anvil opposite the sonotrode. It further relates to a device comprising a corresponding ultrasound system for carrying out the method.
  • the ultrasonic generator generates a high-frequency alternating voltage, which is converted by the converter usually after the piezoelectric transducer principle into a high-frequency mechanical vibration.
  • the high-frequency mechanical oscillation is transmitted to the materials to be processed via the coupled oscillatory structure.
  • the material to be joined at the contact surfaces is plasticized by the interplay of the physical conditions between the anvil and sonotrode, that is to say in particular sound reflection, sound absorption and boundary surface friction, whereby the relevant materials, in particular plastics, films, nonwovens, Fabric / textiles and / or paper to be welded together.
  • Prerequisite for the welding is a small minimum proportion of a thermoplastic material.
  • the oscillatory structure of the ultrasound system can in principle also comprise an amplitude transformation piece connected between the converter and the sonotrode.
  • the contact surface of the sonotrode which comes into contact with the materials to be processed can in particular be flat.
  • the welding contours, etc. are provided on the anvil. Sonotrode and anvil can be moved towards and away from each other. It is also possible to arrange several sonotrodes or oscillating structures next to one another. So far the procedure has been as follows:
  • the ultrasonic generator was started at a frequency 500 Hz above the system frequency (20.5 kHz, 30.5 kHz, 35.5 kHz). This starting point is denoted by "4" in the exemplary sonotrade protocol reproduced in FIG. 1, in which the oscillation amplitude of the oscillatory structure is plotted against the frequency.
  • the frequency was then regulated to the desired operating point 1, 2 or 3 by means of the ultrasonic generator as a function of the predetermined amplitude set value and the load through the welding process.
  • the operating point 1 corresponds to idling, the operating point 2 to a load of approximately 40% and the operating point 3 to a load of approximately 90%.
  • the disadvantage of this previous procedure is in particular that the time between the start of the ultrasonic generator at a frequency of 500 Hz above the system frequency to the time at which the frequency is adjusted to the operating frequency, is relatively large. Due to this relatively large Sonotrodeneinschwingzeit arise when performing a variety of at least substantially immediately consecutive ultrasonic machining cycles such as correspondingly large cycle times.
  • the invention has for its object to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, in which the Sonotrodeneinschwing devise and, in particular, the cycle times in the implementation of a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles are reduced to a minimum.
  • this object is achieved by a method for sealing, bonding, separating, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system (10), the at least one sonotrode and comprising a converter exhibiting oscillatory structure, an ultrasonic generator driving the converter and an anvil opposite the sonotrode, wherein for performing a plurality of at least substantially immediately consecutive ultrasonic processing cycles before the first Ultraschallbearbeitungszyk- lus by the ultrasonic generator scanned the impedance of the vibrating structure over a predetermined frequency range is determined on the basis of the values obtained by the sampling of the current resonant frequency of the vibrating structure, the detected actual resonant frequency as operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for each of the subsequent ultrasonic processing cycles is determined without further impedance sampling based on the operating frequency used for the immediately preceding ultrasonic processing cycle, respectively, by adjusting it accordingly by
  • the converter may be powered by the ultrasound generator at a lower power than during a respective ultrasonic machining cycle.
  • the sonotrode may be easily applied to the material to be treated during this initial impedance scan.
  • at least one state variable of the ultrasonic generator can be measured.
  • the effective value of the secondary current of a transformer associated with the ultrasonic generator is preferably measured, by means of which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage applied to the converter.
  • the primary voltage of the transformer can be kept constant, for example.
  • at least one state variable of the ultrasonic generator representative of the vibration behavior of this vibration structure can generally be used in particular.
  • the aforementioned object is achieved by a method for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as, in particular, plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system which at least a vibrating structure comprising a sonotrode and a converter, an ultrasonic generator driving the converter and an anvil opposing the sonotrode, wherein a plurality of at least substantially successive ultrasonic processing cycles are performed and the power supplied to the converter by the ultrasonic generator intervenes in each case two immediately subsequent ultrasonic processing cycles controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the vibrating structure on the one hand from the one hand down to a value below the Plastiflzleitersgrenze of the material to be processed on the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic machining cycle already assumes a value in the range of this Plastiflzierungsgrenze.
  • the power with which the converter is applied by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic machining cycles is controlled and / or regulated in such a way that the oscillating frame continues to oscillate during the entire intermediate time.
  • the ultrasonic generator is therefore no longer switched off between the various, immediately consecutive ultrasonic machining cycles. Only the amplitude is lowered to a value below the plastication limit, for example to 50%.
  • the power applied to the converter between the two immediately successive ultrasonic machining cycles by the ultrasound generator can however also be controlled and / or regulated such that the application of the ultrasound generator by the ultrasound generator between the two immediately successive ultrasound processing cycles is initially interrupted and only immediately before the subsequent ultrasonic machining cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the area of the plastication limit, for example to 50%.
  • the solutions proposed according to the two aspects of the invention can advantageously also be combined to further reduce sonotrode transient times and cycle times.
  • the proposed with respect to the first aspect of the invention for solving the problem device is characterized by the features of claim 6.
  • the device in question for sealing, bonding, firing, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper thus comprises an ultrasound system with at least one vibrating structure having a sonotrode and a converter, one the converter stimulating Ultraschallge- erator and one of the sonotrode opposite anvil and the ultrasound system associated control and / or regulating device.
  • control and / or regulating device is embodied such that the impedance of the oscillating structure is scanned automatically over a predefinable frequency range before the first ultrasonic machining cycle by means of the ultrasonic generator for carrying out a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles, on the basis of the scan obtained Values the current resonant frequency of the oscillatory structure is determined, the determined actual resonant frequency is set as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for the subsequent Ultraschallbarbeitungszyklen is determined without further impedance sampling on the basis of the operating frequency used for each indirectly preceding ultrasonic processing cycle by these Consideration of the influence of the increasing heating of the sonotrode on the resonance frequency end is adjusted.
  • the values obtained by the scanning of the oscillatory structure can be stored in a memory assigned in particular to the control and / or regulating device and used to calculate the operating frequency for the first Ultrasonic processing cycle then retrieved from this memory again.
  • these values obtained by the sampling can be stored, for example, in an indexed memory array whose memory locations are assigned to the respective frequencies.
  • the operating frequency used for a respective preceding ultrasonic machining cycle can also be temporarily stored in a memory which is assigned in particular to the control and / or regulating device and thus made available for determining the operating frequency of the subsequent ultrasonic machining cycle.
  • the control and / or regulating device associated with the ultrasound system is preferably designed in such a way that the converter is subjected to lower power by the ultrasound generator during the initial impedance scan than during a respective ultrasound machining cycle.
  • a preferred practical embodiment of the device according to the invention is characterized in that the ultrasound system also comprises means for measuring at least one state variable of the ultrasound generator and that the control and / or regulating device associated with the ultrasound system is designed such that at least one of the scans is sampled for sampling the impedance such state variable of the ultrasonic generator is measured, wherein preferably the effect tivwert the secondary current of the ultrasonic generator associated transformer is measured, by which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage applied to the converter.
  • the proposed according to the second aspect of the invention for solving the problem device is characterized by the features of claim 9.
  • the device in question for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as, in particular, plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper thus comprises an ultrasound system with at least one vibrating structure having a sonotrode and a converter, one the converter stimulating ultrasonic generator and an anvil opposite the sonotrode, and a control and / or regulating device associated with the ultrasound system.
  • the control and / or regulating device associated with the ultrasound system is designed so that, during the execution of a plurality of ultrasound processing cycles, at least substantially immediately one after the other, the power applied to the converter by the ultrasound generator is automatically between two immediately successive ones Ultrasonic processing cycles is controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the vibrating structure is on the one hand down to a value below the plasticizing limit of the material to be processed, on the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle already a value in the range of this Plastrealiseds- accepts.
  • control and / or regulating device assigned to the ultrasound system is designed such that the power with which the converter is acted upon by the ultrasound generator between the two immediately consecutive ultrasound processing cycles is controlled and / or regulated is that the oscillatory structure during the entire time between the two immediately consecutive ultrasonic processing cycles further vibrated or that the application of the vibrating structure by the ultrasonic generator between the two immediately consecutive ultrasonic processing cycles initially interrupted and only immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude the value is set in the area of the production limit.
  • FIG. 1 shows an exemplary sonotrode protocol
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an exemplary sonotrode protocol
  • Embodiment of an ultrasound system with associated control and / or regulating device Embodiment of an ultrasound system with associated control and / or regulating device.
  • the ultrasound system 10 comprises at least one oscillating structure 20 having a sonotrode 14, a converter 16 and optionally an amplitude transformation piece 18, an ultrasound generator (not shown) exciting the converter 16 and an anvil 22 opposite the sonotrode 14.
  • the sonotrode 14 and the anvil 22 can be moved towards and away from each other.
  • the control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 is designed such that the impedance of the vibrating structure or a variable representative of its oscillation behavior is automatically determined before the first ultrasonic processing cycle by means of the ultrasound generator to carry out a multiplicity of ultrasonically processing cycles is scanned over a predetermined frequency range, based on the values obtained by the scan, the actual resonance frequency is set as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for the subsequent ultrasonic processing cycles each without further impedance sampling on the basis of the operating frequency used for the immediately preceding ultrasonic machining cycle is determined by these by B Considering the influence of the increasing heating of the sonotrode 14 on the resonant frequency is adjusted accordingly.
  • the control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 may in particular be designed so that the converter 16 is subjected to lower power by the ultrasound generator during the initial impedance scan than during a respective ultrasound machining cycle.
  • the ultrasound system 10 expediently comprises means for measuring at least one state variable of the ultrasound generator.
  • the control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 can then be embodied in particular such that at least one such state variable of the ultrasound generator is measured for scanning the impedance of the oscillating structure 20. For sampling the impedance of the vibration structure 20, therefore, at least one state variable of the ultrasonic generator representative of the vibration behavior of the vibration structure 20 is used.
  • the effective value of the secondary current of a transformer assigned to the ultrasonic generator can be measured by which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage acting on the converter 16.
  • the primary voltage of the transformer can be kept constant in particular.
  • the measured values obtained during the scanning of the oscillating structure 20 over the predefinable frequency range can be stored in a memory allocated, for example, to the control and / or regulating device 12. To calculate the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle, they can then be retrieved from this memory again. Also, the operating frequency of a respective preceding ultrasonic machining cycle, on the basis of which the operating frequency for the subsequent ultrasonic machining cycle is calculated by including the sonotrode heating, can be intermediately stored again.
  • the starting point 4 for example +500 Hz above the system or expected resonance frequency and the end point 5 is for example -500 Hz below this system frequency.
  • control and / or regulating device 12 may also be designed so that during the execution of a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles, the power with which the converter 16 is acted upon by the ultrasonic generator, between each two immediately consecutive Ultrasonic processing cycles is controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the
  • the vibratory structure 20 is lowered to a value below the plasticisation limit of the material to be processed, on the other hand, it already assumes a value in the region of this plasticizing limit at least immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle.
  • control and / or regulating device 12 associated with the ultrasound system 10 can in particular also be designed so that the power with which the converter 16 is acted upon by the ultrasound generator between the two immediately succeeding ultrasound processing cycles is controlled and / or regulated in that the oscillating structure 20 is further vibrated during the entire time between the two immediately successive ultrasonic machining cycles.
  • the application of the vibrating structure 20 is interrupted by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic processing cycles and only immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the region of the plasticization limit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for sealing, connecting, separating, perforating, and/or embossing materials such as in particular plastics, films, non-woven fabrics, woven fabrics/textiles, and/or paper by means of an ultrasonic system. The ultrasonic system comprises at least one resonant unit having a sonotrode and a converter, an ultrasound generator that excites the converter, and an anvil opposite the sonotrode. In order to perform a plurality of at least substantially directly consecutive ultrasonic processing cycles, the impedance of the resonant unit is scanned over a predefinable frequency range by means of the ultrasound generator before the first ultrasonic processing cycle. The present resonance frequency of the resonant unit is determined based on the values obtained by the scanning. The present resonance frequency determined is used as a working frequency for the first ultrasonic processing cycle. The working frequency for the subsequent ultrasonic processing cycles is determined without further impedance scanning on the basis of the working frequency used for the immediately preceding ultrasonic processing cycle in that said working frequency is appropriately adapted by considering the influence of the increasing heating of the sonotrode on the resonance frequency. Alternatively or additionally, the power applied to the converter by the ultrasound generator can also be controlled in an open-loop and/or closed-loop manner between two directly consecutive ultrasonic processing cycles in such a way that the oscillation amplitude of the resonant unit is lowered to a value below the plastification limit of the material to be processed but already assumes a value in the range of said plastification limit at least directly before the subsequent ultrasonic processing cycle.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallbearbeitung  Method and apparatus for ultrasonic processing
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und /oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier mittels eines Ultraschallsystems, das wenigstens ein eine Sonotrode und einen Konverter aufweisendes Schwinggebilde, einen den Konverter anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode gegenüberliegenden Amboss umfasst. Sie betrifft ferner eine ein entsprechendes Ultraschallsystem umfassende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for sealing, bonding, separating, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system, the at least one sonotrode and a converter exhibiting oscillatory structure, a comprising the converter-exciting ultrasonic generator and an anvil opposite the sonotrode. It further relates to a device comprising a corresponding ultrasound system for carrying out the method.
Ultraschallsysteme der eingangs genannten Art sind als solche bereits bekannt. Dabei erzeugt der Ultraschallgenerator eine hochfrequente Wechselspannung, die vom Konverter in der Regel nach dem piezoelektrischen Wandlerprinzip in eine hochfrequente mechanische Schwingung umgewandelt wird. Über das angekoppelte Schwinggebilde wird diese hochfrequente mechanische Schwingung auf die zu bearbeitenden Materialien übertragen. Soll beispielsweise eine Verbindung hergestellt werden, wird das zu verbindende Material an den Kontaktflächen durch das Zusammenspiel der physikalischen Gegebenheiten zwischen Amboss und Sonotrode, das heißt insbesondere Schallreflexion, Schallabsorption und Grenzflächenreibung, plastifiziert, wodurch die betreffenden Materialien, hier insbesondere Kunststoffe, Folien, Vliese, Gewebe /Textilien und/oder Papier, miteinander verschweißt werden. Voraussetzung für das Verschweißen ist ein geringer Mindestanteil eines thermoplastischen Kunststoffes. Das Schwinggebilde des Ultraschallsystems kann grundsätzlich auch ein zwischen den Konverter und die Sonotrode geschaltetes Amplitudentransformationsstück umfassen. Die mit den zu bearbeitenden Materialien in Berührung kommende Kontaktfläche der Sonotrode kann insbesondere eben sein. In diesem Fall sind z.B. die Schweißkonturen usw. am Amboss vorgesehen. Sonotrode und Amboss können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Es können auch mehrere Sonotroden bzw. Schwinggebilde nebeneinander angeordnet werden. Bisher wurde wie folgt verfahren: Ultrasound systems of the type mentioned are already known as such. In this case, the ultrasonic generator generates a high-frequency alternating voltage, which is converted by the converter usually after the piezoelectric transducer principle into a high-frequency mechanical vibration. The high-frequency mechanical oscillation is transmitted to the materials to be processed via the coupled oscillatory structure. If, for example, a connection is to be made, the material to be joined at the contact surfaces is plasticized by the interplay of the physical conditions between the anvil and sonotrode, that is to say in particular sound reflection, sound absorption and boundary surface friction, whereby the relevant materials, in particular plastics, films, nonwovens, Fabric / textiles and / or paper to be welded together. Prerequisite for the welding is a small minimum proportion of a thermoplastic material. The oscillatory structure of the ultrasound system can in principle also comprise an amplitude transformation piece connected between the converter and the sonotrode. The contact surface of the sonotrode which comes into contact with the materials to be processed can in particular be flat. In this case, for example, the welding contours, etc. are provided on the anvil. Sonotrode and anvil can be moved towards and away from each other. It is also possible to arrange several sonotrodes or oscillating structures next to one another. So far the procedure has been as follows:
Der Ultraschallgenerator wurde bei einer Frequenz gestartet, die 500 Hz oberhalb der Systemfrequenz (20,5 kHz; 30,5 kHz; 35,5 kHz) lag. Dieser Startpunkt ist in dem in der Fig. 1 wiedergegebenen beispielhaften Sonot- rodenprotokoll, in dem die Schwingungsamplitude des Schwinggebildes über der Frequenz aufgetragen ist, mit "4" bezeichnet. In Abhängigkeit vom vorgegebenen Amplituden Sollwert und der Belastung durch den Schweißprozess wurde dann die Frequenz mittels des Ultraschallgenerators auf den gewünschten Arbeitspunkt 1 , 2 bzw. 3 geregelt. Im Sonotro- denprotokoll gemäß Fig. 1 entspricht der Arbeitspunkt 1 Leerlauf, der Arbeitspunkt 2 einer Last von etwa 40 % und der Arbeitspunkt 3 einer Last von etwa 90 %. The ultrasonic generator was started at a frequency 500 Hz above the system frequency (20.5 kHz, 30.5 kHz, 35.5 kHz). This starting point is denoted by "4" in the exemplary sonotrade protocol reproduced in FIG. 1, in which the oscillation amplitude of the oscillatory structure is plotted against the frequency. The frequency was then regulated to the desired operating point 1, 2 or 3 by means of the ultrasonic generator as a function of the predetermined amplitude set value and the load through the welding process. In the sonotrode protocol according to FIG. 1, the operating point 1 corresponds to idling, the operating point 2 to a load of approximately 40% and the operating point 3 to a load of approximately 90%.
Der Nachteil dieser bisherigen Verfahrensweise besteht insbesondere da- rin, dass die Zeitspanne zwischen dem Start des Ultraschallgenerators bei einer Frequenz 500 Hz oberhalb der Systemfrequenz bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Frequenz auf die Arbeitsfrequenz eingeregelt ist, relativ groß ist. Aufgrund dieser relativ großen Sonotrodeneinschwingzeit ergeben sich bei der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen wie z.B. entsprechend große Taktzeiten. The disadvantage of this previous procedure is in particular that the time between the start of the ultrasonic generator at a frequency of 500 Hz above the system frequency to the time at which the frequency is adjusted to the operating frequency, is relatively large. Due to this relatively large Sonotrodeneinschwingzeit arise when performing a variety of at least substantially immediately consecutive ultrasonic machining cycles such as correspondingly large cycle times.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Sonotrodeneinschwingzeiten und entsprechend insbesondere auch die Taktzeiten bei der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen auf ein Minimum reduziert sind. The invention has for its object to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, in which the Sonotrodeneinschwingzeiten and, in particular, the cycle times in the implementation of a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles are reduced to a minimum.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier mittels eines Ultraschallsystems (10), das wenigstens ein eine Sonotrode und einen Konverter aufweisendes Schwinggebilde, einen den Konverter anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode gegenüberliegenden Amboss umfasst, wobei zur Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyk- lus mittels des Ultraschallgenerators die Impedanz des Schwinggebildes über einen vorgebbaren Frequenzbereich hinweg abgetastet wird, anhand der durch die Abtastung erhaltenen Werte die aktuelle Resonanzfrequenz des Schwinggebildes ermittelt wird, die ermittelte aktuelle Resonanzfrequenz als Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus verwendet wird und die Arbeitsfrequenz für die darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen jeweils ohne weitere Impedanzabtastung auf der Basis der für den jeweils unmittelbar vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendeten Arbeitsfrequenz ermittelt wird, indem diese durch Berücksichtigung des Einflusses der zunehmenden Erwärmung der Sonotrode auf die Resonanzfrequenz entsprechend angepasst wird. Damit wird gegenüber der bisherigen Verfahrensweise eine beträchtliche Reduktion der Sonotrodeneinschwingzeiten und entsprechend der Taktzeiten bei der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen erreicht. Die während der anfänglichen Abtastung erhaltenen Werte sind repräsentativ für das Schwingungsverhalten des Schwinggebildes. Unter Impedanzabtastung ist hier also allgemein die Ermittlung des Schwingungsverhaltens oder Schwingungsamplitudenverlaufs des Schwingungsgebil- des über den Frequenzbereich hinweg zu verstehen. Anhand der erhaltenen Messwerte, die in einem Speicher abgelegt werden können, wird dann die optimale Startfrequenz für das Schwinggebilde berechnet. Der nachfolgende Start des Ultraschallgenerators beginnt dann mit dieser berechneten Startfrequenz, womit die Einregelzeit des Schwinggebildes deutlich reduziert wird. Die sich über mehrere Ultraschallbearbeitungszyklen aufgrund der Erwärmung der Sonotrode ändernde optimale Arbeitsfrequenz wird von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus ohne erneutes Abtasten oder Vermessen des Schwinggebildes jeweils gegengerechnet, sodass jedes neue Einschwingen zeitoptimiert mit der aktuell angepassten Arbeitsfrequenz beginnen kann. Ein erneutes Abtasten oder Ausmessen des Schwinggebildes erfolgt erst nach einer längeren Unterbrechung der Ultraschallbearbeitung oder Außerbetriebnahme des Ultraschallsystems. According to the invention this object is achieved by a method for sealing, bonding, separating, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system (10), the at least one sonotrode and comprising a converter exhibiting oscillatory structure, an ultrasonic generator driving the converter and an anvil opposite the sonotrode, wherein for performing a plurality of at least substantially immediately consecutive ultrasonic processing cycles before the first Ultraschallbearbeitungszyk- lus by the ultrasonic generator scanned the impedance of the vibrating structure over a predetermined frequency range is determined on the basis of the values obtained by the sampling of the current resonant frequency of the vibrating structure, the detected actual resonant frequency as operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for each of the subsequent ultrasonic processing cycles is determined without further impedance sampling based on the operating frequency used for the immediately preceding ultrasonic processing cycle, respectively, by adjusting it accordingly by taking into account the effect of increasing sonotrode heating on the resonant frequency. Thus, a considerable reduction of Sonotrodeneinschwingzeiten and according to the cycle times in the implementation of a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles is achieved over the previous procedure. The values obtained during the initial scan are representative of the vibration behavior of the vibrating structure. Impedance sampling is thus generally understood here to be the determination of the vibration behavior or oscillation amplitude profile of the vibration component over the frequency range. On the basis of the obtained measured values, which can be stored in a memory, the optimum starting frequency for the oscillating structure is then calculated. The subsequent start of the ultrasonic generator then begins with this calculated starting frequency, whereby the settling time of the vibrating structure is significantly reduced. The changing over several ultrasonic processing cycles due to the heating of the sonotrode optimum operating frequency is counteracted from duty cycle to duty cycle without resampling or measuring the vibrating structure, so that each new settling time-optimized with the currently adjusted working frequency can begin. A renewed scanning or measuring of the oscillatory structure takes place only after a prolonged interruption of the ultrasonic processing or decommissioning of the ultrasound system.
Während der anfänglichen Impedanzabtastung kann der Konverter durch den Ultraschallgenerator mit einer geringeren Leistung beaufschlagt werden als während eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungszyklus. Die Sonotrode kann während dieser anfänglichen Impedanzabtastung leicht an das zu behandelnde Material angelegt sein. Zur Abtastung der Impedanz des Schwingungsgebildes kann wenigstens eine Zustandsgröße des Ultraschallgenerators gemessen werden. Dabei wird vorzugsweise der Effektivwert des Sekundärstroms eines dem Ultraschallgenerator zugeordneten Transformators gemessen, durch den eine niederfrequente Spannung, insbesondere Netzspannung, in eine den Konverter beaufschlagende hochfrequente Spannung transformiert wird. Die Primärspannung des Transformators kann hierbei z.B. konstant gehalten werden. Zur Abtastung des Schwingungsgebildes kann generell insbesondere wenigstens eine für das Schwingungsverhalten dieses Schwingungs- gebildes repräsentative Zustandsgröße des Ultraschallgenerators herangezogen werden. During the initial impedance scan, the converter may be powered by the ultrasound generator at a lower power than during a respective ultrasonic machining cycle. The sonotrode may be easily applied to the material to be treated during this initial impedance scan. For sampling the impedance of the oscillation structure, at least one state variable of the ultrasonic generator can be measured. In this case, the effective value of the secondary current of a transformer associated with the ultrasonic generator is preferably measured, by means of which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage applied to the converter. The primary voltage of the transformer can be kept constant, for example. In order to scan the vibration structure, at least one state variable of the ultrasonic generator representative of the vibration behavior of this vibration structure can generally be used in particular.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zuvor genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier mittels eines Ultraschallsystems, das wenigstens ein eine Sonotrode und einen Konverter aufweisendes Schwinggebilde, einen den Konverter anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode gegenüberliegenden Amboss umfasst, wobei eine Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durchgeführt wird und die Leistung, mit der der Konverter durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass die Schwingungsamplitude des Schwinggebildes einerseits zwar bis auf einen Wert unterhalb der Plastiflzierungsgrenze des zu bearbeitenden Materials abgesenkt wird, andererseits jedoch zumindest unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus bereits einen Wert im Bereich dieser Plastiflzierungsgrenze annimmt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Verfahrens wird die Leistung, mit der der Konverter zwischen den beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, so gesteuert und/ oder geregelt, dass das Schwinggebil- de während der gesamten Zwischenzeit weiter in Schwingung versetzt wird. According to a further aspect of the invention, the aforementioned object is achieved by a method for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as, in particular, plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system which at least a vibrating structure comprising a sonotrode and a converter, an ultrasonic generator driving the converter and an anvil opposing the sonotrode, wherein a plurality of at least substantially successive ultrasonic processing cycles are performed and the power supplied to the converter by the ultrasonic generator intervenes in each case two immediately subsequent ultrasonic processing cycles controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the vibrating structure on the one hand from the one hand down to a value below the Plastiflzierungsgrenze of the material to be processed on the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic machining cycle already assumes a value in the range of this Plastiflzierungsgrenze. According to a preferred embodiment of this method, the power with which the converter is applied by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic machining cycles is controlled and / or regulated in such a way that the oscillating frame continues to oscillate during the entire intermediate time.
Der Ultraschallgenerator wird also zwischen den verschiedenen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen nicht mehr abge- schaltet. Es wird lediglich die Amplitude auf einen Wert unterhalb der Plastifizierungsgrenze, zum Beispiel auf 50 %, abgesenkt. The ultrasonic generator is therefore no longer switched off between the various, immediately consecutive ultrasonic machining cycles. Only the amplitude is lowered to a value below the plastication limit, for example to 50%.
Alternativ kann die Leistung, mit der der Konverter zwischen den beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, jedoch auch so gesteuert und/oder geregelt werden, dass die Beaufschlagung des Schwinggebildes durch den Ultraschallgenerator zwischen den beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen zunächst unterbrochen und erst unmittelbar vor dem darauffolgenden Ultraschallbearbeitungs- zyklus die Schwingungsamplitude auf den Wert im Bereich der Plastifizierungsgrenze, zum Beispiel auf 50 %, eingestellt wird. Alternatively, the power applied to the converter between the two immediately successive ultrasonic machining cycles by the ultrasound generator can however also be controlled and / or regulated such that the application of the ultrasound generator by the ultrasound generator between the two immediately successive ultrasound processing cycles is initially interrupted and only immediately before the subsequent ultrasonic machining cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the area of the plastication limit, for example to 50%.
Nachdem die Schwingung am Anfang eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungsvorgangs nicht mehr vollständig neu aufgebaut werden muss, ergibt sich eine weitere Reduzierung der Einschwingzeit. After the vibration at the beginning of each ultrasonic machining process no longer has to be completely rebuilt, there is a further reduction of the settling time.
Die gemäß den beiden Aspekten der Erfindung vorgeschlagenen Lösungen können zur weiteren Reduzierung der Sonotrodeneinschwingzeiten und Taktzeiten vorteilhafterweise auch kombiniert werden. Die bezüglich des ersten Aspektes der Erfindung zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 6 aus. Die betreffende Vorrichtung zum Siegeln, Verbinden, Brennen, Perforieren und/oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier umfasst also ein Ultraschallsystem mit wenigstens einem eine Sonotrode und einen Konverter aufweisenden Schwinggebilde, einem den Konverter anregenden Ultraschallgene- rator sowie einem der Sonotrode gegenüberliegenden Amboss und eine dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung. Dabei ist die Steuer- und /oder Regeleinrichtung so ausgeführt, dass zur Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen automatisch vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyklus mittels des Ultraschallgenerators die Impedanz des Schwinggebildes über einen vorgebbaren Frequenzbereich hinweg abgetastet wird, anhand der durch die Abtastung erhaltenen Werte die aktuelle Resonanzfrequenz des Schwinggebildes ermittelt wird, die ermittelte aktuelle Resonanzfrequenz als Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus eingestellt wird und die Arbeitsfrequenz für die darauffolgenden Ultraschallbarbeitungszyklen jeweils ohne weitere Impedanzabtastung auf der Basis der für den jeweils mittelbar vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendeten Arbeitsfrequenz ermittelt wird, indem diese durch Berücksichtigung des Einflusses der zuneh- menden Erwärmung der Sonotrode auf die Resonanzfrequenz entsprechend angepasst wird. The solutions proposed according to the two aspects of the invention can advantageously also be combined to further reduce sonotrode transient times and cycle times. The proposed with respect to the first aspect of the invention for solving the problem device is characterized by the features of claim 6. The device in question for sealing, bonding, firing, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper thus comprises an ultrasound system with at least one vibrating structure having a sonotrode and a converter, one the converter stimulating Ultraschallge- erator and one of the sonotrode opposite anvil and the ultrasound system associated control and / or regulating device. In this case, the control and / or regulating device is embodied such that the impedance of the oscillating structure is scanned automatically over a predefinable frequency range before the first ultrasonic machining cycle by means of the ultrasonic generator for carrying out a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles, on the basis of the scan obtained Values the current resonant frequency of the oscillatory structure is determined, the determined actual resonant frequency is set as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for the subsequent Ultraschallbarbeitungszyklen is determined without further impedance sampling on the basis of the operating frequency used for each indirectly preceding ultrasonic processing cycle by these Consideration of the influence of the increasing heating of the sonotrode on the resonance frequency end is adjusted.
Die durch die Abtastung des Schwinggebildes erhaltenen Werte können in einem insbesondere der Steuer- und /oder Regeleinrichtung zugeordneten Speicher abgelegt und zur Berechnung der Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus dann aus diesem Speicher wieder abgerufen werden. Dabei können diese durch die Abtastung erhaltenen Werte beispielsweise in einem indizierten Speicher-Array abgelegt werden, dessen Speicherplätze den jeweiligen Frequenzen zugeordnet sind. The values obtained by the scanning of the oscillatory structure can be stored in a memory assigned in particular to the control and / or regulating device and used to calculate the operating frequency for the first Ultrasonic processing cycle then retrieved from this memory again. In this case, these values obtained by the sampling can be stored, for example, in an indexed memory array whose memory locations are assigned to the respective frequencies.
Auch die für einen jeweiligen vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendete Arbeitsfrequenz kann in einem insbesondere wieder der Steuer- und/ oder Regeleinrichtung zugeordneten Speicher zwischengespeichert und so für die Ermittlung der Arbeitsfrequenz des darauffolgen- den Ultraschallbearbeitungszyklus bereitgestellt werden. The operating frequency used for a respective preceding ultrasonic machining cycle can also be temporarily stored in a memory which is assigned in particular to the control and / or regulating device and thus made available for determining the operating frequency of the subsequent ultrasonic machining cycle.
Zur Berücksichtigung des Einflusses der zunehmenden Erwärmung der Sonotrode auf die Resonanzfrequenz kann beispielsweise auf empirisch ermittelte Daten zurückgegriffen werden, die ebenfalls in einem insbeson- dere wieder der Steuer- und/ oder Regeleinrichtung zugeordneten Speicher bereitgestellt werden können. In order to take account of the influence of the increasing heating of the sonotrode on the resonance frequency, it is possible, for example, to make use of empirically determined data which can likewise be provided in a memory allocated in particular to the control and / or regulating device.
Die dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung ist bevorzugt so ausgeführt, dass der Konverter durch den Ultra- schallgenerator während der anfänglichen Impedanzabtastung mit einer geringeren Leistung beaufschlagt wird als während eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungszyklus. The control and / or regulating device associated with the ultrasound system is preferably designed in such a way that the converter is subjected to lower power by the ultrasound generator during the initial impedance scan than during a respective ultrasound machining cycle.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Ultraschallsystem zudem Mittel zu Messung wenigstens einer Zustandsgröße des Ultraschallgenerators umfasst und dass die dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung so ausgeführt ist, dass zur Abtastung der Impedanz des Schwinggebildes wenigstens eine solche Zustandsgröße des Ultraschallgenerators gemessen wird, wobei vorzugsweise der Effek- tivwert des Sekundärstroms eines dem Ultraschallgenerator zugeordneten Transformators gemessen wird, durch den eine niederfrequente Spannung, insbesondere Netzspannung, in eine den Konverter beaufschlagende hochfrequente Spannung transformiert wird. A preferred practical embodiment of the device according to the invention is characterized in that the ultrasound system also comprises means for measuring at least one state variable of the ultrasound generator and that the control and / or regulating device associated with the ultrasound system is designed such that at least one of the scans is sampled for sampling the impedance such state variable of the ultrasonic generator is measured, wherein preferably the effect tivwert the secondary current of the ultrasonic generator associated transformer is measured, by which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage applied to the converter.
Die gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 9 aus. Die betreffende Vorrichtung zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben/Textilen und/ oder Papier umfasst also ein Ultraschallsystem mit wenigstens einem eine Sonotrode und einen Konverter aufweisenden Schwinggebilde, einem den Konverter anregenden Ultraschallgene- rator sowie einem der Sonotrode gegenüberliegenden Amboss, und eine dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung. Die dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung ist so ausgeführt, dass während der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultra- schallbearbeitungszyklen automatisch die Leistung, mit der der Konverter durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass die Schwingungsamplitude des Schwinggebildes einerseits zwar bis auf einen Wert unterhalb der Plastifi- zierungsgrenze des zu bearbeitenden Materials abgesenkt wird, andererseits jedoch zumindest unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus bereits einen Wert im Bereich dieser Plastifizierungs- grenze annimmt. Von Vorteil ist hierbei insbesondere, wenn die dem Ultraschallsystem zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung so ausgeführt ist, dass die Leistung, mit der der Konverter zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschall- generator beaufschlagt wird, so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass das Schwinggebilde während der gesamten Zeit zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen weiter in Schwingung versetzt wird oder dass die Beaufschlagung des Schwinggebildes durch den Ultraschallgenerator zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen zunächst unterbrochen und erst unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus die Schwingungsamplitude auf den Wert im Bereich der Plas- tifizierungsgrenze eingestellt wird. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen: The proposed according to the second aspect of the invention for solving the problem device is characterized by the features of claim 9. The device in question for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as, in particular, plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper thus comprises an ultrasound system with at least one vibrating structure having a sonotrode and a converter, one the converter stimulating ultrasonic generator and an anvil opposite the sonotrode, and a control and / or regulating device associated with the ultrasound system. The control and / or regulating device associated with the ultrasound system is designed so that, during the execution of a plurality of ultrasound processing cycles, at least substantially immediately one after the other, the power applied to the converter by the ultrasound generator is automatically between two immediately successive ones Ultrasonic processing cycles is controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the vibrating structure is on the one hand down to a value below the plasticizing limit of the material to be processed, on the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle already a value in the range of this Plastifizierungs- accepts. In this case, it is particularly advantageous if the control and / or regulating device assigned to the ultrasound system is designed such that the power with which the converter is acted upon by the ultrasound generator between the two immediately consecutive ultrasound processing cycles is controlled and / or regulated is that the oscillatory structure during the entire time between the two immediately consecutive ultrasonic processing cycles further vibrated or that the application of the vibrating structure by the ultrasonic generator between the two immediately consecutive ultrasonic processing cycles initially interrupted and only immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude the value is set in the area of the production limit. The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the drawing; in this show:
Fig. 1 ein beispielhaftes Sonotrodenprotokoll und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften FIG. 1 shows an exemplary sonotrode protocol, and FIG. 2 shows a schematic illustration of an exemplary sonotrode protocol
Ausführungsform eines Ultraschallsystems mit zugeordneter Steuer- und/ oder Regeleinrichtung.  Embodiment of an ultrasound system with associated control and / or regulating device.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungs- form eines Ultraschallsystems 10 mit zugeordneter Steuer- und/oder Regeleinrichtung 12. Diese sind Teil einer Vorrichtung zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilen und/oder Papier, die insbesondere auch zur Herstellung von Verpackungen geeignet ist. Das Ultraschallsystem 10 umfasst wenigstens ein eine Sonotrode 14, einen Konverter 16 und gegebenenfalls ein Amplitudentransformationsstück 18 aufweisendes Schwinggebilde 20, einen den Konverter 16 anregenden Ultraschallgenerator (nicht gezeigt) sowie einen der Sonotrode 14 gegen - überliegenden Amboss 22. Die Sonotrode 14 und der Amboss 22 können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an ultrasound system 10 with associated control and / or regulating device 12. These are part of a device for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing of materials such as in particular plastics, films, Nonwovens, fabrics / textiles and / or paper, which is particularly suitable for the production of packaging. The ultrasound system 10 comprises at least one oscillating structure 20 having a sonotrode 14, a converter 16 and optionally an amplitude transformation piece 18, an ultrasound generator (not shown) exciting the converter 16 and an anvil 22 opposite the sonotrode 14. The sonotrode 14 and the anvil 22 can be moved towards and away from each other.
Die dem Ultraschallsystem 10 zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung 12 ist so ausgeführt, dass zur Durchführung einer Vielzahl von zu- mindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen automatisch vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyklus mittels des Ultraschallgenerators die Impedanz des Schwinggebildes bzw. eine für dessen Schwingungsverhalten repräsentative Größe über einen vorgebbaren Frequenzbereich hinweg abgetastet wird, anhand der durch die Abtastung erhaltenen Werte die aktuelle Resonanzfrequenz des Schwinggebildes 20 ermittelt wird, die ermittelte aktuelle Resonanzfrequenz als Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus eingestellt wird und die Arbeitsfrequenz für die darauffolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen jeweils ohne weitere Impedanzabtastung auf der Basis des für den jeweils unmittelbar vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendeten Arbeitsfrequenz ermittelt wird, indem diese durch Berücksichtigung des Einflusses der zunehmenden Erwärmung der Sonotrode 14 auf die Resonanzfrequenz entsprechend angepasst wird. Dabei kann die dem Ultraschallsystem 10 zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung 12 insbesondere so ausgeführt sein, dass der Konverter 16 durch den Ultraschallgenerator während der anfänglichen Impedanzabtastung mit einer geringeren Leistung beaufschlagt wird als während eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungszyklus. Zudem umfasst das Ultraschallsystem 10 zweckmäßigerweise Mittel zur Messung wenigstens einer Zustandsgröße des Ultraschallgenerators. Die dem Ultraschallsystem 10 zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung 12 kann dann insbesondere so ausgeführt sein, dass zur Abtastung der Impedanz des Schwinggebildes 20 wenigstens eine solche Zustandsgröße des Ultraschallgenerators gemessen wird. Zur Abtastung der Impedanz des Schwingungsgebildes 20 wird also wenigstens eine für das Schwingungsverhalten des Schwinggebildes 20 repräsentative Zustandsgröße des Ultraschallgenerators herangezogen. Dabei kann insbesondere der Effek- tivwert des Sekundärstroms eines dem Ultraschallgenerator zugeordneten Transformators gemessen werden, durch den eine niederfrequente Spannung, insbesondere Netzspannung, in eine den Konverter 16 beaufschlagende hochfrequente Spannung transformiert wird. Die Primärspannung des Transformators kann dabei insbesondere konstant gehalten werden. The control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 is designed such that the impedance of the vibrating structure or a variable representative of its oscillation behavior is automatically determined before the first ultrasonic processing cycle by means of the ultrasound generator to carry out a multiplicity of ultrasonically processing cycles is scanned over a predetermined frequency range, based on the values obtained by the scan, the actual resonance frequency is set as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for the subsequent ultrasonic processing cycles each without further impedance sampling on the basis of the operating frequency used for the immediately preceding ultrasonic machining cycle is determined by these by B Considering the influence of the increasing heating of the sonotrode 14 on the resonant frequency is adjusted accordingly. In this case, the control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 may in particular be designed so that the converter 16 is subjected to lower power by the ultrasound generator during the initial impedance scan than during a respective ultrasound machining cycle. In addition, the ultrasound system 10 expediently comprises means for measuring at least one state variable of the ultrasound generator. The control and / or regulating device 12 assigned to the ultrasound system 10 can then be embodied in particular such that at least one such state variable of the ultrasound generator is measured for scanning the impedance of the oscillating structure 20. For sampling the impedance of the vibration structure 20, therefore, at least one state variable of the ultrasonic generator representative of the vibration behavior of the vibration structure 20 is used. In this case, in particular, the effective value of the secondary current of a transformer assigned to the ultrasonic generator can be measured by which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage acting on the converter 16. The primary voltage of the transformer can be kept constant in particular.
Die während der Abtastung des Schwinggebildes 20 über den vorgebbaren Frequenzbereich hinweg erhaltenen Messwerte können in einem beispielsweise der Steuer- und /oder Regeleinrichtung 12 zugeordneten Speicher abgelegt werden. Zur Berechnung der Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus können sie dann von diesem Speicher wieder abgerufen werden. Auch die Arbeitsfrequenz eines jeweiligen vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus, auf deren Basis die Arbeitsfrequenz für den darauffolgenden Ultraschallbearbeitungszyklus unter Einbeziehung der Sonotrodenerwärmung berechnet wird, kann wieder zwi- schengespeichert werden. The measured values obtained during the scanning of the oscillating structure 20 over the predefinable frequency range can be stored in a memory allocated, for example, to the control and / or regulating device 12. To calculate the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle, they can then be retrieved from this memory again. Also, the operating frequency of a respective preceding ultrasonic machining cycle, on the basis of which the operating frequency for the subsequent ultrasonic machining cycle is calculated by including the sonotrode heating, can be intermediately stored again.
Vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyklus kann also über den Ultraschallgenerator beispielsweise ein Ausmessen des Schwinggebildes 20 ausgehend vom Startpunkt 4 bis zum Endpunkt 5 des Sonotrodenproto- kolls gemäß Fig. 1 erfolgen, wobei der Startpunkt 4 hier beispielsweise +500 Hz oberhalb der System- bzw. erwarteten Resonanzfrequenz und der Endpunkt 5 zum Beispiel -500 Hz unterhalb dieser Systemfrequenz liegt. Before the first ultrasonic machining cycle, it is thus possible, for example, to measure the oscillatory structure 20 from the starting point 4 to the end point 5 of the sonotrode protocol according to FIG. 1 via the ultrasound generator, with the starting point 4 here, for example +500 Hz above the system or expected resonance frequency and the end point 5 is for example -500 Hz below this system frequency.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- und/ oder Regeleinrichtung 12 auch so ausgeführt sein, dass während der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen automatisch die Leistung, mit der der Konverter 16 durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass die Schwingungsamplitude desAlternatively or additionally, the control and / or regulating device 12 may also be designed so that during the execution of a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles, the power with which the converter 16 is acted upon by the ultrasonic generator, between each two immediately consecutive Ultrasonic processing cycles is controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the
Schwinggebildes 20 einerseits zwar bis auf einen Wert unterhalb der Plas- tifizierungsgrenze des zu bearbeitenden Materials abgesenkt wird, andererseits jedoch zumindest unmittelbar vor dem darauffolgenden Ultraschallbearbeitungszyklus bereits einen Wert im Bereich dieser Plastizie- rungsgrenze annimmt. Although, on the one hand, the vibratory structure 20 is lowered to a value below the plasticisation limit of the material to be processed, on the other hand, it already assumes a value in the region of this plasticizing limit at least immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle.
Dabei kann die dem Ultraschallsystem 10 zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung 12 insbesondere auch so ausgeführt sein, dass die Leistung, mit der der Konverter 16 zwischen den beiden unmittelbar aufei- nanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass das Schwinggebilde 20 während der gesamten Zeit zwischen den beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen weiter in Schwingung versetzt wird. Alternativ ist auch eine solche Steuerung und/oder Regelung denkbar, dass die Beaufschlagung des Schwinggebildes 20 durch den Ultraschallgenerator zwischen den beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Ultraschallbearbeitungszyklen zunächst unterbrochen und erst unmittelbar vor dem darauffolgenden Ultraschallbearbeitungszyklus die Schwingungsamplitude auf den Wert im Bereich der Plas- tifizierungsgrenze eingestellt wird. Bezugszeichenliste In this case, the control and / or regulating device 12 associated with the ultrasound system 10 can in particular also be designed so that the power with which the converter 16 is acted upon by the ultrasound generator between the two immediately succeeding ultrasound processing cycles is controlled and / or regulated in that the oscillating structure 20 is further vibrated during the entire time between the two immediately successive ultrasonic machining cycles. Alternatively, such a control and / or regulation is conceivable that the application of the vibrating structure 20 is interrupted by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic processing cycles and only immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the region of the plasticization limit. LIST OF REFERENCE NUMBERS
4 Startpunkt 4 starting point
5 Endpunkt  5 endpoint
10 Ultraschallsystem  10 ultrasound system
12 Steuer- und/ oder Regeleinrichtung 12 control and / or regulating device
14 Sonotrode 14 sonotrode
16 Konverter  16 converters
18 Amplitudentransformationsstück18 amplitude transformation piece
0 Schwinggebilde 0 oscillating structures
2 Amboss  2 anvil

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier mittels eines Ultraschallsystems (10), das wenigstens ein eine Sonotrode (14) und einen Konverter (16) aufweisendes Schwinggebilde (20), einen den Konverter (16) anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode (14) gegenüberliegenden Amboss (22) umfasst, wobei zur Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyklus mittels des Ultraschallgenerators die Impedanz des Schwinggebildes (20) über einen vorgebbaren Frequenzbereich hinweg abgetastet wird, anhand der durch die Abtastung erhaltenen Werte die aktuelle Resonanzfrequenz des Schwinggebildes (20) ermittelt wird, die ermittelte aktuelle Resonanzfrequenz als Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus verwendet wird und die Arbeitsfrequenz für die darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen jeweils ohne weitere Impedanzabtastung auf der Basis der für den jeweils unmittelbar vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendeten Arbeitsfrequenz ermittelt wird, indem diese durch Berücksichtigung des Einflusses der zunehmenden Erwärmung der Sonotrode auf die Resonanzfrequenz entsprechend angepasst wird. Method for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system (10) comprising at least one sonotrode (14) and one converter (16 ) comprises an oscillating structure (20), an ultrasonic generator stimulating the converter (16) and an anvil (22) opposite the sonotrode (14), wherein the ultrasonic generator uses a plurality of at least substantially successive ultrasonic processing cycles before the first ultrasonic processing cycle Scanned impedance of the oscillating structure (20) over a predefinable frequency range, based on the values obtained by the sampling, the current resonant frequency of the vibrating structure (20) is determined, the determined actual resonant frequency is used as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the Operating frequency for the subsequent ultrasonic processing cycles each without further impedance sampling is determined on the basis of the operating frequency used for each immediately preceding ultrasonic processing cycle by this is adjusted by taking into account the influence of the increasing heating of the sonotrode to the resonant frequency.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass der Konverter (16) durch den Ultraschallgenerator während der anfänglichen Impedanzabtastung mit einer geringeren Leistung be- aufschlagt wird als während eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungszyklus. that the converter (16) by the ultrasonic generator during the initial impedance scan with a lower power than during a respective ultrasonic machining cycle.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Method according to claim 1 or 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass zur Abtastung der Impedanz des Schwinggebildes (20) wenigstens eine Zustandsgröße des Ultraschallgenerators gemessen wird, wobei vorzugsweise der Effektivwert des Sekundärstroms eines dem Ultraschallgenerator zugeordneten Transformators gemessen wird, durch den eine niederfrequente Spannung, insbesondere Netzspannung, in eine den Konverter (16) beaufschlagende hochfrequente Spannung transformiert wird. in that at least one state variable of the ultrasound generator is measured for sampling the impedance of the oscillating structure (20), wherein the rms value of the secondary current of a transformer assigned to the ultrasound generator is preferably measured, by means of which a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is applied to a high-frequency power supply to the converter (16) Voltage is transformed.
Verfahren zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/ oder Papier mittels eines Ultraschallsystems (10), das wenigstens ein eine Sonotrode (14) und einen Konverter (16) aufweisendes Schwinggebilde (20), einen den Konverter (16) anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode (14) gegenüberliegenden Amboss (22) umfasst, wobei eine Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durchgeführt wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistung, mit der der Konverter (16) durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass die Schwingungsamplitude des Schwinggebildes (20) einerseits zwar bis auf einen Wert unterhalb der Plastifizierungsgrenze des zu bearbeitenden Materials abgesenkt wird, andererseits jedoch zumindest unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbei- tungszyklus bereits einen Wert im Bereich dieser Plastifizierungs- grenze annimmt. Method for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials such as in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper by means of an ultrasound system (10) comprising at least one sonotrode (14) and one converter (16 ) comprising an oscillating structure (20), an ultrasonic generator stimulating the converter (16) and an anvil (22) lying opposite the sonotrode (14), wherein a multiplicity of at least substantially immediately successive ultrasonic machining cycles are carried out, in particular according to one of the preceding claims, wherein the power applied to the converter (16) by the ultrasonic generator is controlled and / or regulated between every two consecutive ultrasonic machining cycles such that the oscillation amplitude of the oscillating structure (20) on the one hand reaches a value below the plastication limit of the to be processed Mat On the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic processing already assumes a value within the range of this plastification limit.
Verfahren nach Anspruch 4, Method according to claim 4,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die Leistung, mit der der Konverter (16) zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass das Schwinggebilde (20) während der gesamten Zwischenzeit weiter in Schwingung versetzt wird, oder dass die Beaufschlagung des Schwinggebildes (20) durch den Ultraschallgenerator zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen zunächst unterbrochen und erst unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus die Schwingungsamplitude auf den Wert im Bereich der Plas- tifizierungsgrenze eingestellt wird. the power with which the converter (16) is acted upon by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic machining cycles is controlled and / or regulated in such a way that the oscillating structure (20) continues to oscillate during the entire intermediate time, or the application of the oscillating structure (20) by the ultrasonic generator between the two immediately subsequent ultrasonic processing cycles initially interrupted and only immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the region of the plastification limit.
Vorrichtung zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/oder Papier, mit einem Ultraschallsystem (10), das wenigstens ein eine Sonotrode (14) und einen Konverter (16) aufweisendes Schwinggebilde (20), einen den Konverter ( 16) anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode (14) gegenüberliegenden Amboss (22) umfasst, und einer dem Ultraschallsystem (10) zugeordneten Steuer- und/oder Regeleinrichtung (12), die so ausgeführt ist, dass zur Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen automatisch vor dem ersten Ultraschallbearbeitungszyklus mittels des Ultraschallgenerators die Impedanz des Schwinggebildes (20) über einen vorgebbaren Frequenzbereich hinweg abgetastet wird, anhand der durch die Abtastung erhaltenen Werte die aktuelle Resonanzfrequenz des Schwinggebildes (20) ermittelt wird, die ermittelte aktuelle Resonanzfrequenz als Arbeitsfrequenz für den ersten Ultraschallbearbeitungszyklus eingestellt wird und die Arbeitsfrequenz für die darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen jeweils ohne weitere Impedanzabtastung auf der Basis der für den jeweils unmittelbar vorangehenden Ultraschallbearbeitungszyklus verwendeten Arbeitsfrequenz ermittelt wird, indem diese durch Berücksichtigung des Einflusses der zunehmenden Er- wärmung der Sonotrode auf die Resonanzfrequenz entsprechend angepasst wird. Apparatus for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials, in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper, with an ultrasound system (10) comprising at least one sonotrode (14) and one converter ( 16) exhibiting oscillatory structure (20), the converter (16) stimulating ultrasonic generator and the sonotrode (14) opposite anvil (22), and a the ultrasound system (10) associated control and / or regulating device (12), the sun is executed, that for carrying out a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic processing cycles automatically before the first ultrasonic processing cycle by means of the ultrasonic generator, the impedance of the vibrating structure (20) over a predetermined frequency range is scanned, based on the values obtained by the sampling, the current resonance frequency of the oscillating structure (20) is determined, the determined actual resonant frequency is set as the operating frequency for the first ultrasonic processing cycle and the operating frequency for the subsequent ultrasonic processing cycles each without further impedance sampling on the basis of is used to determine the operating frequency used for each immediately preceding ultrasonic machining cycle by adjusting it accordingly by taking into account the influence of the increasing heating of the sonotrode on the resonance frequency.
Vorrichtung nach Anspruch 6, Device according to claim 6,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die dem Ultraschallsystem (10) zugeordnete Steuer- und/ oder Regeleinrichtung (12) so ausgeführt ist, dass der Konverter (16) durch den Ultraschallgenerator während der anfänglichen Impedanzabtastung mit einer geringeren Leistung beaufschlagt wird als während eines jeweiligen Ultraschallbearbeitungszyklus. in that the control and / or regulating device (12) associated with the ultrasound system (10) is designed such that the converter (16) is supplied with less power by the ultrasound generator during the initial impedance scan than during a respective ultrasound machining cycle.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, Apparatus according to claim 6 or 7,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass das Ultraschallsystem (10) zudem Mittel zu Messung wenigstens einer Zustandsgröße des Ultraschallgenerators umfasst und dass die dem Ultraschallsystem (10) zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung (12) so ausgeführt ist, dass zur Abtastung der Impedanz des Schwinggebildes (20) wenigstens eine solche Zustandsgröße des Ultraschallgenerators gemessen wird, wobei vorzugsweise der Effektivwert des Sekundärstroms eines dem Ultraschallgenerator zugeordneten Transformators gemessen wird, durch den eine niederfrequente Spannung, insbesondere Netzspannung, in eine den Konverter (16) beaufschlagende hochfrequente Spannung transformiert wird. in that the ultrasound system (10) additionally comprises means for measuring at least one state variable of the ultrasound generator and that the control and / or regulating device (12) associated with the ultrasound system (10) is designed such that at least one of the ultrasound system (10) is sampled such state variable of the ultrasonic generator is measured, wherein preferably the rms value of the secondary current of a transformer assigned to the ultrasonic generator is measured a low-frequency voltage, in particular mains voltage, is transformed into a high-frequency voltage applied to the converter (16).
Vorrichtung zum Siegeln, Verbinden, Trennen, Perforieren und/ oder Prägen von Materialien wie insbesondere Kunststoffen, Folien, Vliesen, Geweben /Textilien und/oder Papier, mit einem Ultraschallsystems (10), das wenigstens ein eine Sonotrode (14) und einen Konverter aufweisendes Schwinggebilde (20), einen den Konverter (16) anregenden Ultraschallgenerator sowie einen der Sonotrode (14) gegenüberliegenden Amboss (22) umfasst, und einer dem Ultraschallsystem (10) zugeordneten Steuer- und/oder Regeleinrichtung (12), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dem Ultraschallsystem (10) zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung (12) so ausgeführt ist, dass während der Durchführung einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen automatisch die Leistung, mit der der Konverter (16) durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass die Schwingungsamplitude des Schwinggebildes (20) einerseits zwar bis auf einen Wert unterhalb der Plastifizierungs- grenze des zu bearbeitenden Materials abgesenkt wird, andererseits jedoch zumindest unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus bereits einen Wert im Bereich dieser Plas- tifizierungsgrenze annimmt. Vorrichtung nach Anspruch 9, Apparatus for sealing, joining, separating, perforating and / or embossing materials, in particular plastics, films, nonwovens, fabrics / textiles and / or paper, with an ultrasound system (10) comprising at least one sonotrode (14) and a converter Oscillating structure (20), an ultrasonic generator exciting the converter (16) and an anvil (22) opposite the sonotrode (14), and a control and / or regulating device (12) associated with the ultrasound system (10), in particular one of the preceding ones Claims, wherein the ultrasound system (10) associated with the control and / or regulating device (12) is designed so that while performing a plurality of at least substantially immediately successive ultrasonic processing cycles automatically the power with which the converter (16) by the Ultrasonic generator is applied between each two immediately successive Ultraschallbear processing cycles is controlled and / or regulated so that the oscillation amplitude of the oscillating structure (20) on the one hand is lowered to a value below the Plastifizierungs- limit of the material to be processed, on the other hand, however, at least immediately before the subsequent ultrasonic processing cycle already has a value in the range of these Assumption of the production limit. Device according to claim 9,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, characterized,
dass die dem Ultraschallsystem (10) zugeordnete Steuer- und /oder Regeleinrichtung (12) so ausgeführt ist, dass die Leistung, mit der der Konverter (16) zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen durch den Ultraschallgenerator beaufschlagt wird, so gesteuert und/ oder geregelt wird, dass das Schwinggebilde (20) während der gesamten Zeit zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen weiter in Schwingung versetzt wird oder dass die Beaufschlagung des Schwinggebildes (20) durch den Ultraschallgenerator zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Ultraschallbearbeitungszyklen zunächst unterbrochen und erst unmittelbar vor dem darauf folgenden Ultraschallbearbeitungszyklus die Schwingungsamplitude auf den Wert im Bereich der Plastifizierungsgrenze eingestellt wird. the control and / or regulating device (12) assigned to the ultrasound system (10) is designed such that the power with which the converter (16) is acted upon by the ultrasound generator between the two immediately successive ultrasound processing cycles is controlled and / or is regulated, that the oscillating structure (20) during the entire time between the two immediately consecutive ultrasonic processing cycles is further vibrated or that the application of the vibrating structure (20) by the ultrasonic generator between the two immediately successive ultrasonic processing cycles initially interrupted and only immediately before In the following ultrasonic processing cycle, the oscillation amplitude is set to the value in the area of the plastication limit.
PCT/EP2010/007718 2010-01-13 2010-12-16 Method and device for ultrasonic processing WO2011085777A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010004468 DE102010004468A1 (en) 2010-01-13 2010-01-13 Method and apparatus for ultrasonic processing
DE102010004468.7 2010-01-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011085777A2 true WO2011085777A2 (en) 2011-07-21
WO2011085777A3 WO2011085777A3 (en) 2011-10-13

Family

ID=44278968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/007718 WO2011085777A2 (en) 2010-01-13 2010-12-16 Method and device for ultrasonic processing

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010004468A1 (en)
WO (1) WO2011085777A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113646122A (en) * 2019-04-09 2021-11-12 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 Method for monitoring the quality of ultrasonic welds

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011052283A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Method for calculating the oscillation amplitude of a sonotrode
DE102012215993A1 (en) 2012-09-10 2014-03-13 Weber Ultrasonics Gmbh Ultrasound system, ultrasound generator and method of operating such
DE102015009373B4 (en) 2015-07-24 2018-11-29 Kunststoff-Zentrum In Leipzig Gemeinnützige Gmbh Method and apparatus for controlling the temperature of resonant ultrasonic sonotrodes
WO2020235037A1 (en) * 2019-05-22 2020-11-26 三菱電機株式会社 Information processing device, sound masking system, control method, and control program
DE102022105944A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-21 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg System for generating an acoustic ultrasonic vibration with improved amplitude control

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4206584C2 (en) * 1992-03-03 1994-03-10 Fraunhofer Ges Forschung Device and method for connecting two components by means of ultrasound
EP0567426B1 (en) * 1992-04-21 1997-01-08 Emerson Electric Co. Ultrasonic welding method
US5658408A (en) * 1992-04-21 1997-08-19 Branson Ultrasonics Corporation Method for processing workpieces by ultrasonic energy
DE4400210A1 (en) * 1994-01-05 1995-08-10 Branson Ultraschall Method and device for operating a generator for the HF energy supply of an ultrasonic transducer
US5772814A (en) * 1996-01-26 1998-06-30 Branson Ultrasonic Corporation Welding system and method of setting welding machine parameters
EP1095712A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-02 Telsonic Ag Method for regulating the power for ultrasound converter and generator
DE10046451A1 (en) * 2000-09-18 2002-03-28 Spaichingen Gmbh Maschf Method and device for ultrasonic welding of workpieces
DE102005030764B4 (en) * 2005-07-01 2007-04-26 Martin Walter Ultraschalltechnik Ag Method and device for switching on an ultrasonic vibration system
DE102006020417B4 (en) * 2006-04-26 2008-10-02 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Device for processing workpieces by means of ultrasound

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113646122A (en) * 2019-04-09 2021-11-12 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 Method for monitoring the quality of ultrasonic welds

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010004468A1 (en) 2011-07-14
WO2011085777A3 (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011085777A2 (en) Method and device for ultrasonic processing
DE69713921T2 (en) Welding system and method for setting parameters of a welding device
EP3079895B1 (en) Method for producing packaging, and packaging machine
EP3102387B1 (en) Ultrasonic welding device with preheating unit
DE10295945B4 (en) Symmetrical rotary ultrasonic horn
DE102010041432A1 (en) Ultrasonic resonator
WO2004096480A1 (en) Method for welding parts
DE102013100474A9 (en) Ultrasonic welding device with vibration-decoupled counter tool
DE102013225745A1 (en) Ultrasound joining method and ultrasonic joining device
DE102005030777B4 (en) Method and circuit arrangement for operating an ultrasonic vibrator
EP2311427A1 (en) Ultrasound treatment device and method for its operation
WO2020187639A1 (en) Method for detecting the making or breaking of contact between a sonotrode and a counter-element
WO2014037550A2 (en) Method and circuit arrangement for determining a working range of an ultrasonic vibrating unit
EP2110197B1 (en) Method and welding device for determining the welding electric current to be applied during welding of can bodies
DE102007053853A1 (en) Ultrasonic welding device
WO2016016025A1 (en) Device for the ultrasonic processing of materials having a trigger apparatus
DE3342619C2 (en) Process and machine for ultrasonic welding of thermoplastic plastic parts
EP3013561A1 (en) Method for joining a sealing seam of a tubular bag packaging by means of an ultrasound applicator and longitudinal seal joining device for use with said method
DE29814704U1 (en) Device for connecting a band-shaped nonwoven fabric with a strip of thermoplastic material
EP3953096A1 (en) Device for determining a status of an ultrasonic welding process
EP3023224B1 (en) Sonotrode, welding device with sonotrode and corresponding welding method
EP4200124A1 (en) Method for connecting two joining surfaces
WO2023174724A1 (en) System for generating acoustic ultrasonic vibration with improved amplitude control
DE19837124C1 (en) Tampons for female hygiene
DE102017127742A1 (en) Dynamic adaptation of the welding parameters of an ultrasonic welding device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10798735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10798735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2