WO2021089154A1 - Ultraschallschweisseinrichtung mit schwingungsgedämpftem amboss - Google Patents

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WO2021089154A1
WO2021089154A1 PCT/EP2019/080543 EP2019080543W WO2021089154A1 WO 2021089154 A1 WO2021089154 A1 WO 2021089154A1 EP 2019080543 W EP2019080543 W EP 2019080543W WO 2021089154 A1 WO2021089154 A1 WO 2021089154A1
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WO
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anvil
housing
welding device
housing opening
welding
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PCT/EP2019/080543
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English (en)
French (fr)
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Stefan Müller
Rainer Wagenbach
Waldemar Werner
Daniel GÜNTHER
Dariusz KOSECKI
Stephan Becker
Eugen Koch
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Schunk Sonosystems Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic welding device.
  • ultrasonic welding was developed in order to connect two electrically conductive components with one another in a materially bonded manner and thus mechanically resilient and with good electrical conductivity.
  • This is a special form of friction welding, in which components to be welded, which are also referred to as joining partners or weld metal, are included Surfaces brought into contact with one another and moved against one another under low pressure and high-frequency mechanical vibrations.
  • the vibrations can be generated with the aid of a sonotrode, in which ultrasonic vibrations with frequencies of typically 20 kHz to 50 kHz are generated and transmitted to at least one of the joining partners.
  • the parts to be joined can then interlock or interlock near the surface without the materials of the parts to be joined necessarily melting.
  • joining partners can therefore be connected to one another gently, quickly and economically.
  • Ultrasonic welding can in particular also be used for welding metallic joining partners such as, for example, strands of cables, which is also referred to as ultrasonic metal welding.
  • the parts to be joined are generally placed in a receiving space of an ultrasonic welding device between the sonotrode and an anvil and there pressed together with a predetermined pressure.
  • the vibrations coupled in via the sonotrode have the effect that the two parts to be joined are rubbed against one another or against one another and are thus firmly bonded to one another in the solid state.
  • the melting point of the metals to be joined is not reached, a high-strength, homogeneous and permanent metal weld joint can be created by short-distance diffusion.
  • a first aspect of the invention relates to an ultrasonic welding device which has a sonotrode for generating vibrations, an anvil, an anvil housing with a housing opening and a damping material for damping vibrations.
  • the anvil can be inserted into the housing opening.
  • the damping material at least partially fills a space between an outer surface of the anvil and an inner surface of the housing opening when the anvil is inserted into the housing opening.
  • the anvil In the case of an ultrasonic welding device, the anvil can be accommodated in an anvil housing which is used to guide the anvil in the ultrasonic welding device. It has been observed that the vibrations generated by the sonotrode can be partially transferred to the anvil during a welding process. This can lead to the anvil swinging open, i. That is, the anvil can move relative to the anvil housing, which can be associated with increased wear and / or increased noise generation. The vibrations can also be transmitted to other areas of the ultrasonic welding device via the anvil housing.
  • the anvil and the anvil housing are usually made of a metallic material. If the anvil and the anvil housing touch and the anvil is set into high-frequency vibrations during the welding process, welds can occur at points of contact between the anvil and the anvil housing. These welds can be in lead primarily to malfunctions such as jamming of the anvil. Due to its good thermal conductivity, such a direct metallic contact can also contribute to the fact that more heat is dissipated from the welding space into other areas of the ultrasonic welding device, in particular into the anvil housing.
  • the sonotrode introduces vibrations into the weld metal, while the anvil pushes the weld metal from the opposite side in the direction of the sonotrode.
  • the fewer vibrations that are transferred to the anvil the more welding energy can remain in the welding area.
  • the anvil should not move with it, if possible.
  • this can be achieved by designing the anvil in such a way that it is not, or at least not significantly, excited by a working frequency of the sonotrode.
  • the anvil can be adjusted very well in terms of frequency in this regard.
  • a damping material can be understood to be a material which, compared to a material of the anvil and a material of the anvil housing, for example steel, cast steel or a special copper alloy, is significantly more elastic or has a significantly lower modulus of elasticity.
  • the damping material can be bronze, brass or a plastic or a composite material with a plastic matrix.
  • the damping material can be introduced into an intermediate space between the outer surface of the anvil and the inner surface of the housing opening in such a way that the anvil is at least partially surrounded by the damping material in an inserted state. Thus, direct contact between the material of the Anvil housing and the material of the anvil can be avoided.
  • vibrations that are generated by the sonotrode during a welding process are transmitted further to the anvil housing via the anvil. It is useful if the damping material surrounds a section of the anvil located in the anvil housing as completely as possible in order to achieve the greatest possible damping of the vibrations.
  • the damping material can be used to achieve both mechanical and thermal decoupling of the anvil from the anvil housing, so that malfunctions, such as jamming of the anvil in the anvil housing, can be avoided.
  • Another positive effect when using such a damping material is a significant reduction in unpleasant, in particular high-frequency, noises during the welding process, such as can arise, for example, when the anvil and anvil housing are rubbing against one another.
  • completely different components can also be excited with a relatively low frequency, which can also cause unpleasant noises.
  • the damping material can line the inner surface of the housing opening completely or in sections.
  • An inner surface can be understood to mean an inner wall within the anvil housing that delimits the housing opening.
  • the damping material can be applied to the inner surface in such a way that the anvil does not touch the anvil housing anywhere in the inserted state or at most touches at points where no significant vibration transmission would take place even without an intervening damping material.
  • the damping material can be applied to the outer surface of the anvil.
  • An outwardly directed surface of the anvil for example a Lateral surface, to be understood.
  • the outer surface can be a surface extending between two end faces of the anvil.
  • the anvil can have an anvil core made of a metallic material, for example steel, and an anvil jacket surrounding the anvil core at least in sections, wherein the anvil jacket can be formed with the damping material.
  • An anvil head of the anvil to be placed opposite the sonotrode can expediently be designed without such an anvil casing.
  • the damping material can be applied to the inner surface and / or the outer surface, for example in the form of a suitable vibration-damping coating. It is also possible for the damping material to be applied to the inner surface and / or the outer surface in the form of several separate segments.
  • the segments can, for example, have an elongated and / or plate-like shape.
  • the damping material can be shaped in accordance with an inner contour of the housing opening and / or in accordance with an outer contour of the anvil.
  • the damping material can, for example, be planar and / or curved.
  • the housing opening can, for example, have a rectangular cross section. Additionally or alternatively, the anvil can have a rectangular cross section. However, any other cross-sectional shapes of the housing opening or the anvil are also possible.
  • the sonotrode and the anvil can be arranged in the ultrasonic welding device so as to be movable relative to one another in at least one direction, for example in order to increase or decrease a vertical and / or horizontal distance between the sonotrode and the anvil.
  • the sonotrode can be stationary and the anvil can be movable.
  • the sonotrode is movable and the anvil is stationary or that both the sonotrode and the anvil are movable.
  • the parts to be joined can be, for example, two or more electrical lines with line ends to be welded together. But there are also applications in which only a single line is welded.
  • the individual wires of the line are welded together at their ends, which is also called compacting. Cable ends compacted in this way can be installed more easily in control cabinets, for example. In this sense, a joining part can also be understood to mean a single wire of an electrical line.
  • the ultrasonic welding device further comprises at least two guide elements for guiding the anvil in the housing opening.
  • the at least two guide elements can be formed with the damping material and can be arranged opposite one another on the inner surface of the housing opening. Additionally or alternatively, the at least two guide elements can be arranged opposite one another on the outer surface of the anvil.
  • the at least two guide elements can be arranged on mutually opposite sections of the inner surface of the housing opening or the outer surface of the anvil. It can thereby be achieved that the anvil is held between the at least two guide elements in the inserted state, regardless of whether the guide elements are arranged on the inner surface of the housing opening or the outer surface of the anvil. Furthermore, the two guide elements can guide the anvil on two opposite sides during a movement relative to the anvil housing.
  • the guide elements can be arranged both on the inner surface of the housing opening and on the outer surface of the anvil.
  • the ultrasonic welding device can in this case comprise at least four guide elements.
  • the on the inner surface of the housing opening arranged guide elements each touch a guide element arranged on the outer surface of the anvil, so that when the anvil is moved in the housing opening, each guide element slides on the guide element.
  • the guide elements can be shaped, for example, as plates or profiles. It is possible, for example, for the guide elements to be designed as U or C profiles, depending on the cross-sectional shape of the anvil and / or the housing opening, wherein the anvil can be at least partially enclosed by the U or C profiles in order to ensure direct contact between the To prevent outer surface of the anvil and the inner surface of the housing opening.
  • the guide elements can, for example, be formed entirely from the damping material. However, it is also possible for the guide elements to be formed from the damping material only in an area close to the surface in which the anvil touches the guide elements.
  • an embodiment with at least one rounded guide element is also possible in the event that the anvil has a rounded cross section at least in sections.
  • the guide element can be tubular if the anvil has a round cross section.
  • the tubular guide element can be designed in one piece or also be formed by a plurality of ring-shaped or ring-segment-shaped guide elements combined with one another.
  • the ultrasonic welding device further comprises at least four guide elements for guiding the anvil in the housing opening.
  • the at least four guide elements can be formed with the damping material and can be arranged in pairs opposite one another on the inner surface of the housing opening. Additionally or alternatively, the at least four guide elements can be arranged in pairs opposite one another on the outer surface of the anvil.
  • the at least four guide elements can be arranged to mount the anvil in two mutually orthogonal directions. In other words, by arranging the at least four guide elements accordingly, it can be achieved that the anvil can only be displaced along a single axis in the housing opening. Thus, both a precise linear guidance of the anvil in the housing opening and an effective damping of vibrations of the anvil can be realized with little construction effort.
  • the guide elements can be designed in the form of a plate.
  • the guide elements can be designed as rectangular, elongated plates. As a result, the guide elements can be produced with a high surface quality and / or with relatively little effort.
  • the guide elements can be exchangeable.
  • the guide elements can be releasably connected to the inner surface of the housing opening or the outer surface of the anvil.
  • the guide elements can be renewed or removed for maintenance purposes with little effort.
  • the guide elements can be glued, screwed and / or connected to the anvil housing and / or the anvil in some other suitable manner. It is also conceivable that the anvil housing and / or the anvil have corresponding recesses for inserting the guide elements.
  • the guide elements can be materially connected to the inner surface of the housing opening or the outer surface of the anvil.
  • the damping material can have a lower modulus of elasticity than a material of the anvil and / or a material of the anvil housing.
  • the damping material can have a modulus of elasticity that is significantly lower than the modulus of elasticity of a metallic material, for example steel.
  • the modulus of elasticity of the damping material can be at least 50% smaller than the modulus of elasticity of the material of the anvil or the anvil housing.
  • the damping material can, for example, be copper bronze with a modulus of elasticity about half as large as steel or glass fiber reinforced plastic with a modulus of elasticity that corresponds to about 10% to 25% of the modulus of elasticity of steel.
  • the damping material can comprise a plastic and / or a plastic-fiber composite.
  • the damping material can be a fiber-reinforced plastic such as glass fiber-reinforced epoxy resin (GRP) or the like.
  • GRP glass fiber-reinforced epoxy resin
  • Such a damping material offers the advantage of good damping properties with low thermal conductivity, good durability and / or low manufacturing costs.
  • the damping material can have a lower thermal conductivity than a material of the anvil and / or a material of the anvil housing.
  • the damping material can have a coefficient of thermal conductivity that is at least 50 times, preferably at least 100 times smaller than a coefficient of thermal conductivity of the material of the anvil or the anvil housing, such as steel.
  • the damping material can have a coefficient of thermal conductivity of approx. 0.2 to 0.3 W / (m * K) and thus be significantly lower than a coefficient of thermal conductivity of steel, which is approx. 20 to 50 W / ( m * K). This can prevent heat from being dissipated from the welding space via the anvil housing.
  • the housing opening can be a through opening which connects two mutually opposite outer sides of the anvil housing to one another.
  • the anvil in the inserted state, can be accessible from both outer sides of the anvil housing.
  • an end of the anvil facing away from a welding space can be coupled to the drive device, while an end of the anvil facing the welding space, also called anvil head above, can serve as an abutment for the sonotrode.
  • the anvil housing can be displaceable transversely, in particular perpendicularly, to a surface of the sonotrode facing the anvil.
  • the anvil by moving the anvil housing, the anvil can be moved toward or away from the sonotrode.
  • the anvil can be moved in the housing opening longitudinally, in particular parallel, to a surface of the sonotrode facing the anvil.
  • the anvil can be moved laterally away from the sonotrode or towards the sonotrode.
  • the horizontal movement of the anvil can, for example, take place at the same time as the vertical movement of the anvil housing.
  • a width of the welding space can be flexibly adapted to a width of joining parts to be welded to one another.
  • the anvil housing can be moved between an insertion position for inserting parts to be welded together and a welding position for welding the parts to be joined.
  • the anvil can additionally or alternatively be displaceable in the housing opening between an insertion position for inserting parts to be welded together and a welding position for welding the parts to be joined.
  • An insertion position can be understood to mean an open position in which the sonotrode is accessible to an operator from the outside.
  • a welding position can be understood to mean a working position of the anvil housing or the anvil.
  • the anvil housing can be moved upwards away from the sonotrode in the insertion position and moved downwards in the welding position towards the sonotrode.
  • the anvil can be moved into the anvil housing in the insertion position and moved out of the anvil housing in the welding position.
  • the welding position of the anvil or the anvil housing, d. H. their vertical position can change during welding due to the setting of the anvil or the anvil housing, since a height of the weld metal between the sonotrode and the anvil usually decreases during welding.
  • the ultrasonic welding device can furthermore comprise the following components: a touching element and a sideshift that can be moved between an insertion position for inserting parts to be welded together and a welding position for welding the parts to be joined.
  • the sideshift in the welding position, the anvil housing in the welding position and the anvil in the welding position together with the sonotrode and the Touchierelement delimit a welding space with at least four inner walls surrounding the parts to be joined.
  • a touching element can be understood as a stop for lateral delimitation, since the parts to be joined diverge as a result of the anvil pressure and the ultrasonic vibrations.
  • the touching element can be fixed at least in the horizontal direction.
  • the touching element can expediently be attached to the anvil housing or mounted on it. As a result, the touching element can be adjusted together with the anvil housing, in particular in the vertical direction.
  • a sideshift can be understood as a movable stop.
  • the sideshifter can be moved horizontally.
  • the sonotrode can form a first inner wall of the welding space, while the anvil can form a second inner wall of the welding space opposite the first inner wall. Additionally or alternatively, the sideshift can form a third inner wall of the welding space, while the touching element can form a fourth inner wall of the welding space opposite the third inner wall.
  • the welding space can be flexibly adapted to different sizes of the parts to be joined.
  • the shape and size of the welding space can be changed before and / or during the welding process in order to prevent the parts to be joined from lying next to one another instead of one above the other.
  • the lateral delimitation can also be formed by, for example, a U-shaped terminal, on the base surface of which a joining part is to be welded.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an ultrasonic welding device according to an exemplary embodiment of the invention in an open position.
  • FIG. 2 shows the ultrasonic welding device from FIG. 1 in a closed position.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an anvil housing and an anvil of the ultrasonic welding device from FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a section of an ultrasonic welding device according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of an anvil housing according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a front view of the anvil housing from FIG. 5.
  • the figures are only schematic and not true to scale.
  • the same reference symbols denote the same or equivalent features.
  • the ultrasonic welding device 100 comprises a sonotrode 102 for generating high-frequency vibrations in the ultrasonic range, an anvil 104 and an anvil housing 106 with a housing opening 108 into which the anvil 104 is inserted.
  • the anvil 104 is slidably mounted in the housing opening 108.
  • the housing opening 108 is implemented, for example, as a through opening that is accessible from the outside on both sides. Alternatively, the housing opening 108 can be implemented as an opening accessible from only one side of the anvil housing 106.
  • the ultrasonic welding device 100 comprises a sideshift 110 and a touch element 112.
  • the ultrasonic welding device 100 has a damping material 114 which, according to this exemplary embodiment, is applied to an inner surface 116 of the housing opening 108.
  • the entire inner surface 116 of the housing opening 108 can be lined with the damping material 114, as indicated schematically in FIG. 1.
  • the damping material 114 can also be applied only to certain relevant sections of the inner surface 116.
  • the damping material 114 fills a gap between the inner surface 116 and an outer surface 118 of the anvil 104, so that the anvil 104 does not have any direct contact with a material of the anvil housing 106 in the inserted state .
  • the anvil 104 and the sideshift 110 can each be moved horizontally, while the anvil housing 106 together with the anvil 104 received therein can be moved vertically.
  • the touching element 112 is attached to an end face of the anvil housing 106 facing the sonotrode 102.
  • the anvil 104 is arranged above the touching element 112.
  • the sideshift 110 In the open position of the ultrasonic welding device 100 shown in FIG. 1, the sideshift 110 is in a retracted position.
  • the touch element 112 is arranged opposite the sideshift 110.
  • the anvil housing 106 and thus also the anvil 104, is moved upwards away from the sonotrode 102.
  • the anvil 104 is in a retracted position.
  • the sonotrode 102 or a receiving space formed above it is accessible in the open position both from above and from the side for an operator of the ultrasonic welding device 100, so that the operator can place parts 120, 122 to be joined together on the sonotrode 102, i. H. in the receiving space, can place, for example, two strands of two cables to be welded together.
  • the two joining parts 120, 122 can be pressed together with a defined pressure and brought into a correct position with respect to the sonotrode 102, as illustrated in FIG. 2 is.
  • FIG. 2 shows the ultrasonic welding device 100 from FIG. 1 in a closed position.
  • the opposite end faces of the sideshift 110 and the touching element 112 together with an upper side of the Sonotrode 102 and an underside of anvil 104 opposite the top of sonotrode 102 has a welding space 200 in which the two joining parts 120, 122 are held and pressed together in a defined position, here on top of one another, while sonotrode 102 is made to vibrate.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the ultrasonic welding device 100, in which the damping material 114, in contrast to FIGS. 1 and 2, is not attached to the inner surface 116 of the housing opening 108, but to the outer surface 118 of the anvil 104.
  • This embodiment also makes it possible to ensure that the anvil 104 does not touch the anvil housing 106 directly.
  • both the inner surface 116 and the outer surface 118 can have the damping material 114.
  • both the housing opening 108 can be lined with the damping material 114 and the anvil 104 can be sheathed with the damping material 114.
  • the damping material 114 can be applied to the outer surface 118 or the inner surface 116, for example, as a coating and / or in the form of exchangeable damping elements, which in particular can also function as guide elements. Possible embodiments of the damping material 114 are described in more detail below with reference to FIGS. 4 to 6.
  • the ultrasonic welding device 100 has four guide elements 400 which are placed opposite one another in pairs in the housing opening 108.
  • the guide elements 400 are each formed in the form of a plate from the damping material 114, for example a glass fiber reinforced plastic or another suitable material with a significantly lower modulus of elasticity than a material of the anvil housing 106 or the anvil 104, which is usually made of steel, cast steel or a special copper alloy are made.
  • the damping material 114 can also have a particularly low coefficient of thermal conductivity compared to the material of the anvil 104 or the anvil housing 106, so that in addition to a
  • a thermal decoupling of the anvil 104 from the anvil housing 106 can be effected for vibration damping.
  • Such a transition can thus on the one hand prevent vibrations with a working frequency of the sonotrode 102 from being transmitted to the anvil housing 106 or, via the anvil housing 106, further to other areas of the ultrasonic welding device 100.
  • a heat transfer from the anvil 104 to the anvil housing 106 can thereby be avoided.
  • Such a mechanical and thermal decoupling can lead to more uniform welding results. Furthermore, the development of noise during the welding process can thereby be reduced.
  • the housing opening 108 has, for example, a rectangular cross section, the four guide elements 400 being arranged on the top, bottom, left and right of the inner surface 116. Accordingly, the anvil 104 can also be shaped with a rectangular cross section. The anvil 104 is guided linearly between the four guide elements 400. However, other geometries of the housing opening 108 or of the anvil 104 are also possible, for example geometries with a round cross section.
  • the four guide elements 400 are each screwed to the inner surface 116 of the housing opening 108 by one or more screws 402 and can thus be easily exchanged.
  • the screws 402 can be screwed in from inside and / or outside the anvil housing 106. Attachment by gluing is also possible. Alternatively, the four guide elements 400 can be pushed into the anvil housing 106.
  • An embodiment with only two opposing guide elements 400 is also possible, it being possible for the anvil 104 to be arranged between the two guide elements 400.
  • edges of the anvil 104 can be encompassed by the two guide elements 400.
  • the two guide elements 400 can be designed with a U-shaped cross section for this purpose.
  • the ultrasonic welding device 100 can also have more than four guide elements 400.
  • a plurality of elongate, for example strip-shaped guide elements 400 can be arranged around the anvil 104.
  • the anvil 104 has at one end an anvil head 404 that can be placed opposite the sonotrode 102.
  • the anvil head 404 is arranged outside the anvil housing 106 and is located above the touching element 112 in the retracted position of the anvil 104 shown by way of example in FIG. 4.
  • the clock sonic welding device 100 has a drive device 406 for displacing the anvil 104 in the housing opening 108, for example a linear drive.
  • the drive device 406 is coupled to another end of the anvil 104 opposite the anvil head 404.
  • the drive device 406 can be attached to the anvil housing 106.
  • the drive device 406 can be flanged onto a side of the anvil housing 106 facing away from the sonotrode 102.
  • the anvil 104 can be realized in two parts from a guide rod and the anvil head 404, wherein the anvil head 404 can be connected to the guide rod in a rotationally rigid manner, as shown in FIG. 5.
  • the ultrasonic welding device 100 can comprise an optional casing 408 which surrounds the anvil housing 106 at least in sections.
  • the casing 408 can be screwed to the anvil housing 106 by means of one or more additional screws 410.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the anvil housing 106 with a guide rod 500 for guiding the anvil head 404, as mentioned above.
  • the guide rod 500 is mounted displaceably in the housing opening 108 and couples the anvil head 404 to the drive device 406.
  • An end face of the guide rod 500 facing the sonotrode 102 is shaped in order to receive the anvil head 404.
  • the anvil head 404 can, for example, with the end face of the Guide rod 500 can be screwed.
  • the end face of the guide rod 500 and the anvil head 404 can be connected to one another in a form-fitting manner, so that a rotation of the anvil head 404 relative to the guide rod 500 is prevented.
  • the guide elements 400 each with a plurality of screws 402, which are screwed into corresponding threaded receptacles in the anvil housing 106. It can be seen here that the guide elements 400 extend over an entire length of the housing opening 108. However, embodiments are also possible in which the guide elements 400 do not extend over an entire length of the housing opening 108.
  • the guide elements 400 are arranged with respect to one another in such a way that they do not touch one another at their longitudinal edges.
  • the anvil housing 106 can, for example, be constructed in a modular manner from a plurality of housing elements that can be screwed together.
  • FIG. 6 shows the anvil housing 106 from FIG. 5 without the guide rod 500.
  • a front view of the anvil housing 106 is shown, in which an arrangement and a structure of the individual guide elements 400 can be seen.
  • the guide elements 400 are each implemented in two parts, comprising a carrier plate 600 and a damping plate 602.
  • the damping plate 602 is made from the damping material 114.
  • the carrier plate 600 can be made of a different material than the damping plate 602, in particular for example steel or another metallic material.
  • the carrier plate 600 and the damping plate 602 can be combined with one another to form a compact plate assembly, the carrier plate 600 being able to serve to stabilize and additionally stiffen the damping plate 602.
  • the carrier plate 600 and the damping plate 602 can be glued or screwed to one another.
  • the housing opening 108 can, for example, have four groove-like recesses 604 for receiving a guide element 400 each. Through the recesses 604 a correct alignment of the guide elements 400 when screwing to the anvil housing 106 can be ensured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es wird eine Ultraschallschweißeinrichtung (100) beschrieben, die eine Sonotrode (102) zum Erzeugen von Schwingungen, einen Amboss (104), ein Ambossgehäuse (106) mit einer Gehäuseöffnung (108) sowie ein Dämpfungsmaterial (114) zum Dämpfen von Schwingungen aufweist. Dabei ist der Amboss (104) in die Gehäuseöffnung (108) einführbar. Das Dämpfungsmaterial (114) füllt einen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche (118) des Ambosses (104) und einer Innenfläche (116) der Gehäuseöffnung (108) zumindest teilweise aus, wenn der Amboss (104) in die Gehäuseöffnung (108) eingeführt ist.

Description

ULTRASCHALLSCHWEISSEINRICHTUNG MIT SCHWINGUNGSGEDÄMPFTEM AMBOSS
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschallschweißeinrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Für verschiedenste technische Anwendungen kann es notwendig sein, zwei Komponenten mechanisch fest und/oder elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann es für verschiedene Einsatzzwecke erforderlich sein, Kabel bzw. deren Litzen mechanisch und elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden. Hierdurch können beispielsweise Kabelstränge oder Kabelbäume gefertigt werden, mithilfe derer elektrische Verbraucher zum Beispiel innerhalb eines Fahrzeugs miteinander, mit einer Energiequelle und/oder mit einer Steuerung elektrisch verbunden werden können.
Um zwei elektrisch leitfähige Komponenten stoffschlüssig und somit mechanisch belastbar und elektrisch gut leitfähig miteinander zu verbinden, wurde das sogenannte Ultraschallschweißen entwickelt. Dabei handelt es sich um eine spezielle Ausprägung des Reibschweißens, bei dem zu verschweißende Komponenten, die auch als Fügepartner oder Schweißgut bezeichnet werden, mit Oberflächen aneinander in Anlage gebracht und unter geringem Druck und hochfrequenten mechanischen Schwingungen gegeneinander bewegt werden. Die Schwingungen können hierbei mithilfe einer Sonotrode erzeugt werden, in der Ultraschallschwingungen mit Frequenzen von typischerweise 20 kHz bis 50 kHz erzeugt und auf wenigstens einen der Fügepartner übertragen werden. Durch plastisches Fließen können sich die Fügepartner dann oberflächennah ineinander verzahnen oder verhaken, ohne dass die Materialien der Fügepartner notwendigerweise schmelzen. Durch Ultraschallschweißen können Fügepartner daher schonend, schnell und wirtschaftlich miteinander verbunden werden.
Ultraschallschweißen kann insbesondere auch zum Verschweißen metallischer Fügepartner wie zum Beispiel Litzen von Kabeln eingesetzt werden, was auch als Ultraschallmetallschweißen bezeichnet wird. Hierzu werden die Fügepartner im Allgemeinen in einen Aufnahmeraum einer Ultraschallschweißeinrichtung zwischen die Sonotrode und einen Amboss eingelegt und dort mit einem vorgegebenen Druck zusammengepresst. Die über die Sonotrode eingekoppelten Schwingungen bewirken, dass die beiden Fügepartner aufeinander bzw. gegeneinander gerieben werden und dadurch im festen Zustand stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Obwohl der Schmelzpunkt der zu verbindenden Metalle nicht erreicht wird, kann durch Kurzstreckendiffüsion eine hochfeste, homogene und dauerhafte Metallschweißverbindung erzeugt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es kann ein Bedarf an einer Ultraschallschweiß einrichtung zum Verschweißen zweier Fügepartner bestehen, durch die Schweißverbindungen mit gleichbleibend hoher Qualität möglichst verschleiß-, Verlust- und/oder geräuscharm erzeugt werden können. Einem solchen Bedarf kann mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschallschweißeinrichtung, die eine Sonotrode zum Erzeugen von Schwingungen, einen Amboss, ein Ambossgehäuse mit einer Gehäuseöffnung sowie ein Dämpfungsmaterial zum Dämpfen von Schwingungen aufweist. Der Amboss ist in die Gehäuseöffnung einführbar. Das Dämpfungsmaterial füllt einen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche des Ambosses und einer Innenfläche der Gehäuseöffnung zumindest teilweise aus, wenn der Amboss in die Gehäuseöffnung eingeführt ist.
Ohne den Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken, können Ideen und mögliche Merkmale zu Ausführungsformen der Erfindung unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Bei einer Ultraschallschweißeinrichtung kann der Amboss von einem Ambossgehäuse aufgenommen sein, das zur Führung des Ambosses in der Ultraschallschweißeinrichtung dient. Es wurde beobachtet, dass sich bei einem Schweißvorgang die durch die Sonotrode erzeugten Schwingungen teilweise auf den Amboss übertragen können. Dabei kann es zu einem Aufschwingen des Ambosses kommen, d. h., der Amboss kann sich relativ zum Ambossgehäuse bewegen, was mit einem erhöhten Verschleiß und/oder einer erhöhten Geräuschentwicklung einhergehen kann. Auch können sich die Schwingungen über das Ambossgehäuse auf weitere Bereiche der Ultraschallschweißeinrichtung übertragen.
Der Amboss und das Ambossgehäuse sind in der Regel aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Wenn sich der Amboss und das Ambossgehäuse berühren und der Amboss beim Schweiß Vorgang in hochfrequente Schwingungen versetzt wird, kann es an Berührungsstellen zwischen dem Amboss und dem Ambossgehäuse zu Anschweißungen kommen. Diese Anschweißungen können in erster Linie zu Fehlfunktionen wie etwa einem Klemmen des Ambosses führen. Ein solcher direkter metallischer Kontakt kann aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit ferner dazu beitragen, dass vermehrt Wärme aus dem Schweißraum in andere Bereiche der Ultraschallschweißeinrichtung, insbesondere in das Ambossgehäuse, abgeführt wird.
Beim Schweißen leitet die Sonotrode Schwingungen in das Schweißgut ein, während der Amboss das Schweißgut von der gegenüberliegenden Seite in Richtung der Sonotrode drückt. Je weniger Schwingungen sich dabei auf den Amboss übertragen, desto mehr Schweißenergie kann im Schweißbereich verbleiben. Anders ausgedrückt sollte sich der Amboss möglichst nicht mitbewegen. Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, dass der Amboss so ausgelegt wird, dass er von einer Arbeitsfrequenz der Sonotrode nicht, oder zumindest nicht maßgeblich, angeregt wird. Als Einzelkomponente lässt sich der Amboss frequenztechnisch in dieser Hinsicht sehr gut abstimmen. Durch Einbringen eines Dämpfungsmaterials zwischen das Ambossgehäuse und den Amboss kann zum anderen eine schwingungstechnische Entkopplung des Ambosses von dem Ambossgehäuse und somit indirekt von übrigen Komponenten der Ultraschallschweißeinrichtung erreicht werden. Damit können auch Rückwirkungen der übrigen Komponenten auf ein Schwingungsverhalten des Ambosses vermieden werden.
Unter einem Dämpfungsmaterial kann ein Material verstanden werden, das im Vergleich zu einem Material des Ambosses und einem Material des Ambossgehäuses, etwa Stahl, Stahlguss oder einer speziellen Kupferlegierung, deutlich elastischer ist bzw. einen deutlich niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist. Beispielsweise kann es sich bei dem Dämpfüngsmaterial um Bronze, Messing oder einen Kunststoff oder einen Verbundwerkstoff mit einer Kunststoffmatrix handeln. Dabei kann das Dämpfungsmaterial derart in einen Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Ambosses und der Innenfläche der Gehäuseöffnung eingebracht sein, dass der Amboss in einem eingeführten Zustand zumindest abschnittsweise von dem Dämpfüngsmaterial umgeben ist. Somit kann ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Material des Ambossgehäuses und dem Material des Ambosses vermieden werden. Dadurch kann letztendlich vermieden werden, dass Schwingungen, die bei einem Schweißvorgang durch die Sonotrode erzeugt werden, über den Amboss weiter auf das Ambossgehäuse übertragen werden. Es ist zweckmäßig, wenn das Dämpfungsmaterial einen im Ambossgehäuse befindlichen Abschnitt des Ambosses möglichst vollumfänglich umgibt, um eine größtmögliche Dämpfung der Schwingungen zu erreichen.
Je nach Art und Ausformung des Dämpfungsmaterials kann mithilfe des Dämpfungsmaterials neben einer mechanischen auch eine thermische Entkopplung des Ambosses vom Ambossgehäuse erreicht werden, sodass Funktionsstörungen, etwa durch Klemmen des Ambosses im Ambossgehäuse, vermieden werden können.
Ein weiterer positiver Effekt bei Verwendung eines solchen Dämpfüngsmaterials ist eine deutliche Reduzierung unangenehmer, insbesondere hochfrequenter Geräusche beim Schweißvorgang, wie sie beispielsweise durch ein Aneinanderreiben von Amboss und Ambossgehäuse entstehen können. Es können aber auch ganz andere Bauteile mit einer relativ niedrigen Frequenz angeregt werden, wodurch ebenfalls unangenehme Geräusche verursacht werden können.
Das Dämpfungsmaterial kann die Innenfläche der Gehäuseöffhung vollständig oder abschnittsweise auskleiden. Unter einer Innenfläche kann eine die Gehäuseöffhung begrenzende Innenwand innerhalb des Ambossgehäuses verstanden werden. Insbesondere kann das Dämpfungsmaterial derart auf die Innenfläche aufgebracht sein, dass der Amboss im eingeführten Zustand das Ambossgehäuse nirgendwo berührt oder allenfalls an Stellen berührt, an denen auch ohne ein dazwischenliegendes Dämpfüngsmaterial keine nennenswerte Schwingungsübertragung erfolgen würde.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass das Dämpfungsmaterial auf die Außenfläche des Ambosses aufgebracht ist. Unter einer Außenfläche kann eine nach außen gerichtete Oberfläche des Ambosses, beispielsweise eine Mantelfläche, verstanden werden. Insbesondere kann die Außenfläche eine sich zwischen zwei Stirnseiten des Ambosses erstreckende Fläche sein. Beispielsweise kann der Amboss einen Ambosskem aus einem metallischen Werkstoff, etwa aus Stahl, und einen den Ambosskem zumindest abschnittsweise umgebenden Ambossmantel aufweisen, wobei der Ambossmantel mit dem Dämpfungsmaterial ausgebildet sein kann. Zweckmäßigerweise kann ein gegenüber der Sonotrode zu platzierender Ambosskopf des Ambosses ohne einen solchen Ambossmantel ausgeführt sein.
Das Dämpfungsmaterial kann etwa in Form einer geeigneten schwingungsdämpfenden Beschichtung auf die Innenfläche und/oder die Außenfläche aufgebracht sein. Möglich ist auch, dass das Dämpfüngsmaterial in Form mehrerer, voneinander getrennter Segmente auf die Innenfläche und/oder die Außenfläche aufgebracht ist. Die Segmente können beispielsweise länglich und/oder plattenartig ausgeformt sein.
Dabei kann das Dämpfüngsmaterial entsprechend einer Innenkontur der Gehäuseöffnung und/oder entsprechend einer Außenkontur des Ambosses ausgeformt sein. So kann das Dämpfungsmaterial je nachdem, ob die Innenkontur und/oder die Außenkontur plane und/oder gekrümmte Flächen aufweist, beispielsweise plan und/oder gekrümmt ausgeformt sein.
Die Gehäuseöffnung kann beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Amboss einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Möglich sind aber auch beliebige andere Querschnittsformen der Gehäuseöffnung bzw. des Ambosses.
Die Sonotrode und der Amboss können in mindestens einer Richtung relativ zueinander beweglich in der Ultraschallschweißeinrichtung angeordnet sein, etwa um einen vertikalen und/oder horizontalen Abstand zwischen der Sonotrode und dem Amboss zu vergrößern oder zu verringern. Dabei kann beispielsweise die Sonotrode feststehend und der Amboss beweglich sein. Möglich ist jedoch auch, dass die Sonotrode beweglich und der Amboss feststehend ist oder dass sowohl die Sonotrode als auch der Amboss beweglich sind.
Bei den Fügeteilen kann es sich beispielsweise um zwei oder mehrere elektrische Leitungen mit miteinander zu verschweißenden Leitungsenden handeln. Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen nur eine einzige Leitung geschweißt wird.
Dabei werden die einzelnen Adern der Leitung an deren Leitungsende miteinander verschweißt, was auch Kompaktieren genannt wird. Derart kompaktierte Leitungsenden können beispielsweise einfacher in Schaltschränken verbaut werden. In diesem Sinn kann unter einem Fügeteil auch eine einzelne Ader einer elektrischen Leitung verstanden werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ultraschahschweißeinrichtung ferner mindestens zwei Führungselemente zum Führen des Ambosses in der Gehäuseöffhung. Die mindestens zwei Führungselemente können mit dem Dämpfüngsmaterial ausgebildet sein und einander gegenüberliegend an der Innenfläche der Gehäuseöffhung angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können die mindestens zwei Führungselemente einander gegenüberliegend an der Außenfläche des Ambosses angeordnet sein.
Anders ausgedrückt können die mindestens zwei Führungselemente an paarweise einander gegenüberliegenden Abschnitten der Innenfläche der Gehäuseöffnung bzw. der Außenfläche des Ambosses angeordnet sein. Dadurch kann erreicht werden, dass der Amboss im eingeführten Zustand zwischen den mindestens zwei Führungselementen gehalten wird, und zwar unabhängig davon, ob die Führungselemente an der Innenfläche der Gehäuseöffhung oder der Außenfläche des Ambosses angeordnet sind. Ferner können die beiden Führungselemente den Amboss während einer Bewegung relativ zu dem Ambossgehäuse an zwei gegenüberliegenden Seiten führen.
Es ist möglich, dass die Führungselemente sowohl an der Innenfläche der Gehäuseöffhung als auch an der Außenfläche des Ambosses angeordnet sind. Mit anderen Worten kann die Uhraschallschweißeinrichtung in diesem Fall mindestens vier Führungselemente umfassen. Dabei können die an der Innenfläche der Gehäuseöffnung angeordneten Führungselemente je ein an der Außenfläche des Ambosses angeordnetes Führungselement berühren, sodass beim Bewegen des Ambosses in der Gehäuseöffnung jeweils Führungselement auf Führungselement gleitet.
Möglich ist auch eine Ausführungsform mit drei Führungselementen.
Die Führungselemente können beispielsweise als Platten oder Profile ausgeformt sein. Möglich ist etwa, dass die Führungselemente je nach Querschnittsform des Ambosses und/oder der Gehäuseöffnung als U- oder C-Profile ausgeführt sind, wobei der Amboss zumindest teilweise von den U- oder C-Profilen eingefasst sein kann, um einen direkten Kontakt zwischen der Außenfläche des Ambosses und der Innenfläche der Gehäuseöffnung zu verhindern.
Die Führungselemente können beispielsweise vollständig aus dem Dämpfungsmaterial ausgebildet sein. Möglich ist jedoch auch, dass die Führungselemente nur in einem oberflächennahen Bereich, in dem der Amboss die Führungselemente berührt, aus dem Dämpfungsmaterial ausgebildet sind.
Möglich ist auch eine Ausführungsform mit mindestens einem verrundeten Führungselement, für den Fall, dass der Amboss zumindest abschnittweise einen verrundeten Querschnitt aufweist. Beispielsweise kann das Führungselement rohrförmig ausgeführt sein, sofern der Amboss einen runden Querschnitt aufweist. Dabei kann das rohrförmige Führungselement einstückig ausgeführt sein oder auch durch mehrere miteinander kombinierte ringförmige oder ringsegmentförmige Führungselemente gebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ultraschallschweißeinrichtung ferner mindestens vier Führungselemente zum Führen des Ambosses in der Gehäuseöffnung. Die mindestens vier Führungselemente können mit dem Dämpfungsmaterial ausgebildet sein und paarweise einander gegenüberliegend an der Innenfläche der Gehäuseöffnung angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können die mindestens vier Führungselemente paarweise einander gegenüberliegend an der Außenfläche des Ambosses angeordnet sein. Beispielsweise können die mindestens vier Führungselemente angeordnet sein, um den Amboss in zwei zueinander orthogonalen Richtungen zu lagern. Anders ausgedrückt kann durch eine entsprechende Anordnung der mindestens vier Führungselemente erreicht werden, dass sich der Amboss lediglich entlang einer einzigen Achse in der Gehäuseöffhung verschieben lässt. Somit können mit geringem konstruktivem Aufwand sowohl eine präzise lineare Führung des Ambosses in der Gehäuseöffhung als auch eine wirksame Dämpfung von Schwingungen des Ambosses realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die Führungselemente plattenförmig ausgeführt sein.
Wie bereits erwähnt, können die Führungselemente etwa als rechteckige, längliche Platten ausgeführt sein. Dadurch können die Führungselemente mit hoher Oberflächenqualität und/oder mit verhältnismäßig geringem Aufwand hergestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die Führungselemente austauschbar sein.
Anders ausgedrückt können die Führungselemente wieder lösbar mit der Innenfläche der Gehäuseöffnung bzw. der Außenfläche des Ambosses verbunden sein. Dadurch können die Führungselemente mit geringem Aufwand erneuert bzw. zu Wartungszwecken entnommen werden. Beispielsweise können die Führungselemente mit dem Ambossgehäuse und/oder dem Amboss verklebt, verschraubt und/oder in einer sonstigen geeigneten Weise damit verbunden sein. Denkbar ist auch, dass das Ambossgehäuse und/oder der Amboss entsprechende Aussparungen zum Einschieben der Führungselemente aufweist.
Zusätzlich oder alternativ können die Führungselemente stoffschlüssig mit der Innenfläche der Gehäuseöffhung bzw. der Außenfläche des Ambosses verbunden sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das Dämpfungsmaterial einen niedrigeren Elastizitätsmodul als ein Material des Ambosses und/oder ein Material des Ambossgehäuses aufweisen.
Insbesondere kann das Dämpfungsmaterial einen Elastizitätsmodul aufweisen, der deutlich niedriger als ein Elastizitätsmodul eines metallischen Werkstoffs, beispielsweise von Stahl, ist. Beispielsweise kann der Elastizitätsmodul des Dämpfungsmaterials um wenigstens 50 % kleiner als der Elastizitätsmodul des Materials des Ambosses bzw. des Ambossgehäuses sein. Das Dämpfungsmaterial kann beispielsweise Kupferbronze mit einem etwa halb so großen Elastizitätsmodul wie Stahl oder glasfaserverstärkter Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul, der etwa 10 % bis 25 % des Elastizitätsmoduls von Stahl entspricht, sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Dämpfungsmaterial einen Kunststoff und/oder einen Kunststoff-Faser-Verbund umfassen.
Beispielsweise kann das Dämpfungsmaterial ein faserverstärkter Kunststoff wie etwa glasfaserverstärkter Epoxidharz (GFK) oder Ähnliches sein. Ein derartiges Dämpfungsmaterial bietet den Vorteil guter Dämpfungseigenschaften bei geringer Wärmeleitfähigkeit, guter Haltbarkeit und/oder geringen Herstellungskosten.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Dämpfungsmaterial eine geringere Wärmeleitfähigkeit als ein Material des Ambosses und/oder ein Material des Ambossgehäuses aufweisen.
Beispielsweise kann das Dämpfungsmaterial einen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen, der wenigstens um ein 50-Faches, vorzugsweise wenigstens um ein 100-Faches kleiner als ein Wärmeleitkoeffizient des Materials des Ambosses bzw. des Ambossgehäuses, wie etwa Stahl, ist. So kann das Dämpfungsmaterial bei Verwendung von GFK etwa einen Wärmeleitkoeffizienten von ca. 0,2 bis 0,3 W/(m*K) aufweisen und damit deutlich niedriger als ein Wärmeleitkoeffizient von Stahl sein, der bei ca. 20 bis 50 W/(m*K) liegt. Dadurch kann vermieden werden, dass Wärme über das Ambossgehäuse aus dem Schweißraum abgeführt wird. Gemäß einer Ausführungsform kann die Gehäuseöffnung eine Durchgangsöffnung sein, die zwei einander gegenüberliegende Außenseiten des Ambossgehäuses miteinander verbindet.
Mit anderen Worten kann der Amboss im eingeführten Zustand von beiden Außenseiten des Ambossgehäuses aus zugänglich sein. Dies hat den Vorteil, dass der Amboss mit verhältnismäßig geringem konstruktivem Aufwand mit einer geeigneten Antriebseinrichtung zum Bewegen des Ambosses in der Gehäuseöffnung gekoppelt werden kann. Beispielsweise kann ein von einem Schweißraum abgewandtes Ende des Ambosses mit der Antriebseinrichtung gekoppelt sein, während ein dem Schweißraum zugewandtes Ende des Ambosses, im Vorangehenden auch Ambosskopf genannt, als Widerlager für die Sonotrode dienen kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ambossgehäuse quer, insbesondere senkrecht, zu einer dem Amboss zugewandten Oberfläche der Sonotrode verfahrbar sein.
Mit anderen Worten kann durch Verfahren des Ambossgehäuses der Amboss auf die Sonotrode zu- oder davon wegbewegt werden. Für den Fall, dass die Sonotrode und der Amboss direkt übereinander angeordnet sind, bedeutet dies, dass der Amboss vertikal auf die Sonotrode zu- oder davon wegbewegt werden kann. Somit können durch Verfahren des Ambossgehäuses miteinander zu verschweißende Fügeteile mit einem definierten Druck zusammengepresst werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Amboss in der Gehäuseöffnung längs, insbesondere parallel, zu einer dem Amboss zugewandten Oberfläche der Sonotrode verfahrbar sein.
Mit anderen Worten kann der Amboss seitlich von der Sonotrode weg- bzw. zur Sonotrode hingefahren werden. Für den Fall, dass die Sonotrode und der Amboss direkt übereinander angeordnet sind, bedeutet dies, dass der Amboss horizontal von der Sonotrode weg- bzw. zur Sonotrode hingefahren werden kann. Das horizontale Verfahren des Ambosses kann beispielsweise gleichzeitig zum vertikalen Verfahren des Ambossgehäuses erfolgen. Dadurch kann eine Breite des Schweißraums flexibel an eine Breite miteinander zu verschweißender Fügeteile angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ambossgehäuse zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile und einer Schweißposition zum Verschweißen der Fügeteile verfahrbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Amboss ergänzend oder alternativ in der Gehäuseöffnung zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile und einer Schweißposition zum Verschweißen der Fügeteile verfahrbar sein.
Unter einer Einlegeposition kann eine offene Position verstanden werden, bei der die Sonotrode von außen für einen Bediener zugänglich ist. Unter einer Schweißposition kann eine Arbeitsposition des Ambossgehäuses bzw. des Ambosses verstanden werden. Beispielsweise kann das Ambossgehäuse in der Einlegeposition weg von der Sonotrode nach oben gefahren sein und in der Schweißposition hin zur Sonotrode nach unten gefahren sein. Beispielsweise kann der Amboss in der Einlegeposition in das Ambossgehäuse hineingefahren sein und in der Schweißposition aus dem Ambossgehäuse herausgefahren sein. Die Schweißposition des Ambosses bzw. des Ambossgehäuses, d. h. deren vertikale Position, kann sich während des Schweißens durch ein Setzen des Ambosses bzw. des Ambossgehäuses ändern, da sich eine Höhe des Schweißguts zwischen der Sonotrode und dem Amboss während des Schweißens in der Regel verringert.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Ultraschallschweißeinrichtung ferner folgende Komponenten umfassen: ein Touchierelement und einen Seitenschieber, der zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile und einer Schweißposition zum Verschweißen der Fügeteile verfahrbar ist. Dabei können der Seitenschieber in der Schweißposition, das Ambossgehäuse in der Schweißposition und der Amboss in der Schweißposition zusammen mit der Sonotrode und dem Touchierelement einen Schweißraum mit mindestens vier die Fügeteile umgebenden Innenwänden begrenzen.
Unter einem Touchierelement kann ein Anschlag zur seitlichen Begrenzung verstanden werden, da die Fügeteile durch den Ambossdruck und die Ultraschallschwingungen auseinandergehen. Das Touchierelement kann zumindest in horizontaler Richtung fixiert sein. Zweckmäßigerweise kann das Touchierelement an dem Ambossgehäuse befestigt oder an diesem gelagert sein. Dadurch kann das Touchierelement zusammen mit dem Ambossgehäuse, insbesondere in vertikaler Richtung, verstellt werden.
Unter einem Seitenschieber kann ein verfahrbarer Anschlag verstanden werden. Beispielsweise kann der Seitenschieber horizontal verfahrbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sonotrode eine erste Innenwand des Schweißraums bilden, während der Amboss eine der ersten Innenwand gegenüberliegende zweite Innenwand des Schweißraums bilden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der Seitenschieber eine dritte Innenwand des Schweißraums bilden, während das Touchierelement eine der dritten Innenwand gegenüberliegende vierte Innenwand des Schweißraums bilden kann.
Dadurch kann der Schweißraum flexibel an unterschiedliche Größen der Fügeteile angepasst werden. Beispielsweise können Form und Größe des Schweißraums vor und/oder während des Schweiß Vorgangs verändert werden, um zu verhindern, dass die Fügeteile nebeneinander- statt Übereinanderliegen.
Anstelle des Touchierelements ist auch ein zweiter Seitenschieber möglich. Die seitliche Begrenzung kann auch durch ein beispielsweise U-förmiges Terminal gebildet sein, auf dessen Basisfläche ein Fügeteil aufgeschweißt werden soll.
Es wird daraufhingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Ultraschallschweißeinrichtung und teilweise mit Bezug auf eine Art und Weise, wie diese betrieben oder verwendet werden kann, beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die für einzelne Ausführungsformen beschriebenen Merkmale in analoger Weise geeignet auf andere Ausführungsformen übertragen werden können, angepasst werden können und/oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung und möglicherweise Synergieeffekten zu gelangen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden vorteilhafte Aus führungs formen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert, wobei weder die Zeichnungen noch die Erläuterungen als die Erfindung in irgendeiner Weise einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ultraschallschweißeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer offenen Position.
Fig. 2 zeigt die Ultraschallschweißeinrichtung aus Fig. 1 in einer geschlossenen Position.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ambossgehäuses und eines Ambosses der Ultraschallschweißeinrichtung aus Fig. 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Ultraschallschweißeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ambossgehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des Ambossgehäuses aus Fig. 5. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche bzw. gleichwirkende Merkmale.
BESCHREIBUNG VON VORTEILHAFTEN AUSFUHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ultraschallschweißeinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer offenen Position. Die Ultraschallschweißeinrichtung 100 umfasst eine Sonotrode 102 zum Erzeugen hochfrequenter Schwingungen im Ultraschallbereich, einen Amboss 104 sowie ein Ambossgehäuse 106 mit einer Gehäuseöffhung 108, in die der Amboss 104 eingeführt ist. Der Amboss 104 ist verschiebbar in der Gehäuseöffhung 108 gelagert. Die Gehäuseöffnung 108 ist beispielhaft als eine von außen beidseitig zugängliche Durchgangsöffnung realisiert. Alternativ kann die Gehäuseöffnung 108 als eine von nur einer Seite des Ambossgehäuses 106 aus zugängliche Öffnung realisiert sein. Zusätzlich umfasst die Ultraschallschweißeinrichtung 100 einen Seitenschieber 110 und ein Touchierelement 112.
Um zu verhindern, dass Schwingungen über den Amboss 104 auf das Ambossgehäuse 106 übertragen werden, weist die Ultraschallschweißeinrichtung 100 ein Dämpfungsmaterial 114 auf, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf eine Innenfläche 116 der Gehäuseöffhung 108 aufgebracht ist. Beispielsweise kann die gesamte Innenfläche 116 der Gehäuseöffnung 108 mit dem Dämpfungsmaterial 114 ausgekleidet sein, wie schematisch in Fig. 1 angedeutet. Alternativ kann das Dämpfüngsmaterial 114 jedoch auch nur auf bestimmte relevante Abschnitte der Innenfläche 116 aufgebracht sein.
Aus einer in Fig. 1 gezeigten Schnittansicht des Ambossgehäuses 106 ist ersichtlich, dass das Dämpfungsmaterial 114 einen Zwischenraum zwischen der Innenfläche 116 und einer Außenfläche 118 des Ambosses 104 ausfüllt, sodass der Amboss 104 im eingeführten Zustand keinen unmittelbaren Kontakt mit einem Material des Ambossgehäuses 106 hat. Dadurch, dass der Amboss 104 im eingeführten Zustand zumindest abschnittsweise von dem Dämpfungsmaterial 114 umgeben ist oder, anders ausgedrückt, sich die Innenfläche 116 und die Außenfläche 118 nicht unmittelbar berühren, ist der Amboss 104 mechanisch von dem Ambossgehäuse 106 entkoppelt. Die Schwingungen des Ambosses 104 werden somit größtenteils von dem Dämpfungsmaterial 114 absorbiert und nicht weiter auf das Ambossgehäuse 106 übertragen.
In diesem Beispiel sind der Amboss 104 und der Seitenschieber 110 jeweils horizontal verfahrbar, während das Ambossgehäuse 106 mitsamt dem darin aufgenommenen Amboss 104 vertikal verfahrbar ist. Das Touchierelement 112 ist an einer der Sonotrode 102 zugewandten Stirnseite des Ambossgehäuses 106 befestigt. Oberhalb des Touchierelements 112 ist der Amboss 104 angeordnet.
Der Seitenschieber 110 befindet sich in der in Fig. 1 gezeigten offenen Position der Ultraschallschweißeinrichtung 100 in einer eingefahrenen Position. Das Touchierelement 112 ist gegenüber dem Seitenschieber 110 angeordnet. Dabei ist das Ambossgehäuse 106, und damit auch der Amboss 104, weg von der Sonotrode 102 nach oben gefahren. Der Amboss 104 befindet sich in einer eingefahrenen Position. Somit ist die Sonotrode 102 bzw. ein oberhalb von ihr gebildeter Aufnahmeraum in der offenen Position sowohl von oben als auch seitlich für einen Bediener der Ultraschallschweißeinrichtung 100 zugänglich, sodass der Bediener miteinander zu fügende Fügeteile 120, 122 auf der Sonotrode 102, d. h. in dem Aufhahmeraum, platzieren kann, beispielsweise zwei miteinander zu verschweißende Litzen zweier Kabel.
Durch Ausfahren des Seitenschiebers 110, Ausfahren des Ambosses 104 und Nach- unten-Fahren des Ambossgehäuses 106 können die beiden Fügeteile 120, 122 mit einem definierten Druck zusammengepresst und in eine korrekte Position bezüglich der Sonotrode 102 gebracht werden, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist.
Fig. 2 zeigt die Ultraschallschweißeinrichtung 100 aus Fig. 1 in einer geschlossenen Position. Dabei begrenzen die einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Seitenschiebers 110 und des Touchierelements 112 zusammen mit einer Oberseite der Sonotrode 102 und einer der Oberseite der Sonotrode 102 gegenüberliegenden Unterseite des Ambosses 104 einen Schweißraum 200, in dem die beiden Fügeteile 120, 122 in einer definierten Lage, hier übereinander, gehalten und zusammengepresst werden, während die Sonotrode 102 zum Schwingen gebracht wird.
Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Ultraschallschweiß einrichtung 100, bei der das Dämpfungsmaterial 114 im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 nicht an der Innenfläche 116 der Gehäuseöffnung 108, sondern an der Außenfläche 118 des Ambosses 104 angebracht ist. Auch durch diese Ausführungsform kann gewährleistet werden, dass der Amboss 104 das Ambossgehäuse 106 nicht unmittelbar berührt.
Möglich ist auch, dass sowohl die Innenfläche 116 als auch die Außenfläche 118 das Dämpfungsmaterial 114 aufweisen. Anders aus gedrückt kann sowohl die Gehäuseöffnung 108 mit dem Dämpfungsmaterial 114 ausgekleidet sein als auch der Amboss 104 mit dem Dämpfungsmaterial 114 ummantelt sein.
Das Dämpfungsmaterial 114 kann beispielsweise als Beschichtung und/oder in Form austauschbarer Dämpfüngselemente, die insbesondere auch als Führungselemente füngieren können, auf die Außenfläche 118 bzw. die Innenfläche 116 aufgebracht sein. Mögliche Ausführungsformen des Dämpfüngsmaterials 114 werden nachfolgend anhand der Figuren 4 bis 6 näher beschrieben.
Fig. 4 zeigt das Ambossgehäuse 106 mit dem eingeführten Amboss 104 in perspektivischer Ansicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Ultraschallschweißeinrichtung 100 vier Führungselemente 400 auf, die paarweise einander gegenüberliegend in der Gehäuseöffnung 108 platziert sind. Die Führungselemente 400 sind jeweils plattenförmig aus dem Dämpfüngsmaterial 114 geformt, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder einem sonstigen geeigneten Material mit einem deutlich niedrigeren Elastizitätsmodul als ein Material des Ambossgehäuses 106 bzw. des Ambosses 104, die in der Regel aus Stahl, Stahlguss oder einer speziellen Kupferlegierung gefertigt sind. Das Dämpfüngsmaterial 114 kann gegenüber dem Material des Ambosses 104 bzw. des Ambossgehäuses 106 zudem einen besonders niedrigen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen, sodass neben einer Schwingungsdämpfung zusätzlich eine thermische Entkopplung des Ambosses 104 vom Ambossgehäuse 106 bewirkt werden kann. Durch einen derartigen Übergang kann somit zum einen verhindert werden, dass Schwingungen mit einer Arbeitsffequenz der Sonotrode 102 auf das Ambossgehäuse 106 bzw. über das Ambossgehäuse 106 weiter auf sonstige Bereiche der Ultraschallschweißeinrichtung 100 übertragen werden. Zum anderen kann dadurch ein Wärmetransport vom Amboss 104 auf das Ambossgehäuse 106 vermieden werden. Eine derartige mechanische und thermische Entkopplung kann zu gleichmäßigeren Schweißergebnissen führen. Ferner kann dadurch eine Geräuschentwicklung beim Schweiß Vorgang reduziert werden.
Die Gehäuseöffnung 108 weist beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die vier Führungselemente 400 oben, unten, links und rechts an der Innenfläche 116 angeordnet sind. Dementsprechend kann auch der Amboss 104 mit einem rechteckigen Querschnitt ausgeformt sein. Der Amboss 104 wird dabei zwischen den vier Führungselementen 400 linear geführt. Es sind jedoch auch andere Geometrien der Gehäuseöffhung 108 bzw. des Ambosses 104 möglich, beispielsweise Geometrien mit rundem Querschnitt.
Die vier Führungselemente 400 sind jeweils durch eine oder mehrere Schrauben 402 mit der Innenfläche 116 der Gehäuseöffhung 108 verschraubt und können somit einfach ausgetauscht werden. Je nach Ausführungsform können die Schrauben 402 von innerhalb und/oder außerhalb des Ambossgehäuses 106 eingeschraubt werden. Möglich ist auch eine Befestigung mittels Kleben. Alternativ können die vier Führungselemente 400 in das Ambossgehäuse 106 einschiebbar sein.
Möglich ist auch eine Ausführungsform mit lediglich zwei einander gegenüberliegenden Führungselementen 400, wobei der Amboss 104 zwischen den zwei Führungselementen 400 angeordnet sein kann. Um bei einem Amboss mit rechteckigem Querschnitt zu verhindern, dass der Amboss 104 das Ambossgehäuse 106 berührt, können Kanten des Ambosses 104 von den beiden Führungselementen 400 umfasst sein. Beispielsweise können die beiden Führungselemente 400 hierzu mit einem u-formigen Querschnitt ausgeführt sein. Die Ultraschallschweißeinrichtung 100 kann auch mehr als vier Führungselemente 400 aufweisen. Beispielsweise kann eine Mehrzahl länglicher, beispielsweise leistenförmiger Führungselemente 400 um den Amboss 104 herum angeordnet sein.
Ferner weist der Amboss 104 an einem Ende einen gegenüber der Sonotrode 102 platzierbaren Ambosskopf 404 auf. Der Ambosskopf 404 ist außerhalb des Ambossgehäuses 106 angeordnet und befindet sich in der in Fig. 4 beispielhaft gezeigten eingefahrenen Position des Ambosses 104 oberhalb des Touchierelements 112.
Zusätzlich weist die Uhraschallschweißeinrichtung 100 eine Antriebseinrichtung 406 zum Verschieben des Ambosses 104 in der Gehäuseöffnung 108 auf, etwa einen Linearantrieb. Die Antriebseinrichtung 406 ist mit einem dem Ambosskopf 404 gegenüberliegenden anderen Ende des Ambosses 104 gekoppelt. Die Antriebseinrichtung 406 kann an dem Ambossgehäuse 106 befestigt sein. Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung 406 an eine von der Sonotrode 102 abgewandte Seite des Ambossgehäuses 106 angeflanscht sein.
Beispielsweise kann der Amboss 104 zweiteilig aus einer Führungsstange und dem Ambosskopf 404 realisiert sein, wobei der Ambosskopf 404 drehstarr mit der Führungsstange verbindbar sein kann, wie in Fig. 5 gezeigt.
Die Uhraschallschweißeinrichtung 100 kann eine optionale Verschalung 408 umfassen, die das Ambossgehäuse 106 zumindest abschnittsweise umgibt. Die Verschalung 408 kann mit dem Ambossgehäuse 106 mittels einer oder mehrerer zusätzlicher Schrauben 410 verschraubt sein.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ambossgehäuses 106 mit einer Führungsstange 500 zum Führen des Ambosskopfes 404, wie sie weiter oben erwähnt ist. Die Führungsstange 500 ist in der Gehäuseöffhung 108 verschiebbar gelagert und koppelt den Ambosskopf 404 mit der Antriebseinrichtung 406. Eine der Sonotrode 102 zugewandte Stirnseite der Führungsstange 500 ist ausgeformt, um den Ambosskopf 404 aufzunehmen. Der Ambosskopf 404 kann beispielsweise mit der Stirnseite der Führungsstange 500 verschraubbar sein. Die Stirnseite der Führungsstange 500 und der Ambosskopf 404 können formschlüssig miteinander verbindbar sein, sodass ein Verdrehen des Ambosskopfes 404 relativ zur Führungsstange 500 verhindert wird.
Gezeigt ist ferner eine mögliche Art der Verschraubung der Führungselemente 400 mit jeweils mehreren Schrauben 402, die in entsprechende Gewindeaufnahmen im Ambossgehäuse 106 eingeschraubt sind. Zu erkennen ist hier, dass sich die Führungselemente 400 über eine gesamte Länge der Gehäuseöffhung 108 erstrecken. Möglich sind aber auch Ausführungsformen, bei denen sich die Führungselemente 400 nicht über eine gesamte Länge der Gehäuseöffnung 108 erstrecken. Die Führungselemente 400 sind derart zueinander angeordnet, dass sie an ihren Längskanten nicht einander berühren.
Das Ambossgehäuse 106 kann beispielsweise modular aus mehreren miteinander verschraubbaren Gehäuseelementen aufgebaut sein.
Fig. 6 zeigt das Ambossgehäuse 106 aus Fig. 5 ohne die Führungsstange 500.
Dargestellt ist eine Vorderansicht des Ambossgehäuses 106, in der eine Anordnung und ein Aufbau der einzelnen Führungselemente 400 zu erkennen sind.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Führungselemente 400 jeweils zweiteilig aus einer Trägerplatte 600 und einer Dämpfungsplatte 602 realisiert. Dabei ist die Dämpfungsplatte 602 aus dem Dämpfungsmaterial 114 gefertigt. Die Trägerplatte 600 kann aus einem anderen Material als die Dämpfungsplatte 602, insbesondere beispielsweise aus Stahl oder einem sonstigen metallischen Werkstoff, gefertigt sein.
Die Trägerplatte 600 und die Dämpfungsplatte 602 können zu einem kompakten Plattenverbund miteinander kombiniert sein, wobei die Trägerplatte 600 zur Stabilisierung und zusätzlichen Versteifung der Dämpfungsplatte 602 dienen kann. Beispielsweise können die Trägerplatte 600 und die Dämpfüngsplatte 602 miteinander verklebt oder verschraubt sein.
Die Gehäuseöffnung 108 kann beispielsweise vier nutenartige Aussparungen 604 zum Aufhehmen je eines Führungselementes 400 aufweisen. Durch die Aussparungen 604 kann eine korrekte Ausrichtung der Führungselemente 400 beim Verschrauben mit dem Ambossgehäuse 106 gewährleistet werden.
Abschließend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als
Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste
100 Ultraschweiß einrichtung
102 Sonotrode
104 Amboss
106 Ambossgehäuse
108 Gehäuseöffhung
110 Seitenschieber
112 T ouchierelement
114 Dämpfungsmaterial
116 Innenfläche der Gehäuseöffhung
118 Außenfläche des Ambosses
120 erstes Fügeteil
122 zweites Fügeteil
200 Schweißraum
400 Führungselement
402 Schraube
404 Ambosskopf
406 Antriebseinrichtung
408 Verschalung
410 zusätzliche Schraube
500 Führungsstange
600 Trägerplatte
602 Dämpfungsplatte
604 Aussparung

Claims

Ansprüche
1. Ultraschallschweißeinrichtung (100), aufweisend: eine Sonotrode (102) zum Erzeugen von Schwingungen; einen Amboss (104); ein Ambossgehäuse (106) mit einer Gehäuseöffnung (108), wobei der Amboss (104) in die Gehäuseöffnung (108) einführbar ist; ein Dämpfüngsmaterial (114) zum Dämpfen von Schwingungen, wobei das Dämpfungsmaterial (114) einen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche (118) des Ambosses (104) und einer Innenfläche (116) der Gehäuseöffnung (108) zumindest teilweise ausfüllt, wenn der Amboss (104) in die Gehäuseöffnung (108) eingeführt ist.
2. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend: mindestens zwei Führungselemente (400) zum Führen des Ambosses (104) in der Gehäuseöffnung (108), wobei die mindestens zwei Führungselemente (400) mit dem Dämpfungsmaterial (114) aus gebildet sind und einander gegenüberliegend an der Innenfläche (116) der Gehäuseöffnung (108) und/oder an der Außenfläche (118) des Ambosses (104) angeordnet sind.
3. Ultraschallschweißeinrichtung ( 100) nach Anspruch 1 , weiter umfassend: mindestens vier Führungselemente (400) zum Führen des Ambosses (104) in der Gehäuseöffnung (108), wobei die mindestens vier Führungselemente (400) mit dem Dämpfungsmaterial (114) aus gebildet sind und paarweise einander gegenüberliegend an der Innenfläche (116) der Gehäuseöffnung (108) und/oder an der Außenfläche (118) des Ambosses (104) angeordnet sind.
4. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Führungselemente (400) plattenförmig ausgeführt sind.
5. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Führungselemente (400) austauschbar sind.
6. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dämpfungsmaterial (114) einen niedrigeren Elastizitätsmodul als ein Material des Ambosses (104) und/oder ein Material des Ambossgehäuses (106) aufweist.
7. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dämpfüngsmaterial (114) einen Kunststoff und/oder einen Kunststoff-Faser- Verbund umfasst.
8. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dämpfüngsmaterial (114) eine geringere Wärmeleitfähigkeit als ein Material des Ambosses (104) und/oder ein Material des Ambossgehäuses (106) aufweist.
9. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gehäuseöffnung (108) eine Durchgangsöffhung ist, die zwei einander gegenüberliegende Außenseiten des Ambossgehäuses (106) miteinander verbindet.
10. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ambossgehäuse (106) quer zu einer dem Amboss zugewandten Oberfläche der Sonotrode (102) verfahrbar ist.
11. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Amboss (104) in der Gehäuseöffhung (108) längs zu einer dem Amboss zugewandten Oberfläche der Sonotrode (102) verfahrbar ist.
12. Uhraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ambossgehäuse (106) zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile (120, 122) und einer Schweißposition zum Verschweißen der Fügeteile (120, 122) verfahrbar ist.
13. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Amboss (104) in der Gehäuseöffhung (108) zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile (120, 122) und einer Schweißposition zum Verschweißen der Fügeteile (120, 122) verfahrbar ist.
14. Ultraschallschweißeinrichtung (100) nach Anspruch 12 in Kombination mit Anspruch 13, weiter umfassend: ein Touchierelement (112); einen Seitenschieber (110), der zwischen einer Einlegeposition zum Einlegen miteinander zu verschweißender Fügeteile (120, 122) und einer Schweißposition zum
Verschweißen der Fügeteile (120, 122) verfahrbar ist; wobei der Seitenschieber (110) in der Schweißposition, das Ambossgehäuse (106) in der Schweißposition und der Amboss (104) in der Schweißposition zusammen mit der Sonotrode (102) und dem Touchierelement (112) einen Schweißraum (200) mit mindestens vier die Fügeteile (120, 122) umgebenden Innenwänden begrenzen.
15. Ultraschallschweißeinrichtung ( 100) nach Anspruch 14, wobei die Sonotrode (102) eine erste Innenwand des Schweißraums (200) bildet und der Amboss (104) eine der ersten Innenwand gegenüberliegende zweite Innenwand des Schweißraums (200) bildet; und/oder wobei der Seitenschieber (110) eine dritte Innenwand des Schweißraums (200) bildet und das Touchierelement (112) eine der dritten Innenwand gegenüberliegende vierte Innenwand des Schweißraums (200) bildet.
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Citations (3)

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