【発明の詳細な説明】
ウエブを超音波で切断し及び／又は
超音波で溶接するための装置
本発明は、多重構成される振動発生器とこの振動を増幅するホーン放射体とか
らその能動部分が構成される請求項１の前提部分に記載された種類の装置に関す
る（ドイツ連邦共和国特許出願公開第3925788号明細書）。
帯材、例えばラベルリボンを製造するために、まず広幅布ウエブが製織され、
このウエブに希望する帯材図案が隣接したウエブ域にさまざまな系列で生成され
る。次に広幅布ウエブはこれらのウエブ域の間の移行個所で切断される。このた
めに最初は布ウエブに溶融切れ目を生成して、切断された糸端を互いに融合させ
る加熱された線材が使用された。しかしこれによつて発生する溶融稜は硬く、付
加的装置を必要とする問題をもたらした（ドイツ連邦共和国特許出願公開第3937
947号明細書）。切断時の品質問題を改善するために、布の場合既に超音波切断
が適用された（欧州特許出願公開第534300号明細書）。
前記公知の超音波切断装置は多くのスペースを必要とし、それらの振動発生器
とホーン放射体は、それらを駆動する発生機の交流電圧の周波数に正確に調整さ
れた長さを有していなければならなかつた。この点は後に図２関連してなお詳し
く説明される。公知の装置では、きわめて先鋭に限定された共振曲線が現れ、こ
の共振曲線は振動発生器を構成するのに利用される軸線方向長さと振動発生器の
圧電素子によつて生成される音波の長さとの正確な調整を必要とする。同じ構造
様式の装置の場合でも、製造時の不正確さが共振曲線相互のさまざまな位置を引
き起こし、装置を運転するためにそれぞれ独自の発生機を使用
せねばならなかつた。これらのさまざまな発生機の交流電圧は付属する装置の各
共振周波数に合わせて調整されねばならなかつた。部材の寸法と多さとの故に、
公知の装置は比較的高価であつた．結局郊率も比較的低かつた。
本発明の課題は、緻密な構造様式と経済的で確実な運転とで優れている、請求
項１の前提部分に指摘された種類の安価な装置を提供することである。これは本
発明によれば、請求項１の特徴部分に挙げられた措置によつて達成され、これら
の措置には以下の特別の意味が加わる。
本発明では、振動発生器のうち圧電素子とウエブに背向した逆部分とを使用す
るだけであり、これらをホーン放射体で直接に固定されるので、既にそのことに
よつて装置の軸線方向長さが短くなる。逆部分及び圧電素子をホーン放射体と組
み合わせた新しい構造ユニツトが得られ、それ故に以下では短縮して″組合せ″
と称される。しかし本発明は、振動発生器及びホーン放射体の部材について従来
技術の現状で一般的な寸法設計からも離れ、逆部分についてはせいぜい音の彼長
の1／8に等しい軸線方向長さを使用し、組合せについてはせいぜい音の波長の3
／4である軸線方向全長を適用するだけである。本発明による装置は軸線方向長
さが本質的に短縮されるので、その横断面も縮小することができる。これにより
スペースだけでなく多くの材料も節約されるが、これは高価な材料を使用する場
合特に大切なことである。実際上示されたように、本発明による装置では、技術
の現状とは異なり、構造長さと所定の音の波長との正確な調整を必要としない平
らな共振曲線が得られる。この点はなお詳しく説明される。本発明では互いに独
自に作動する複数の組合せを平行に共通の発生機に接続することも可能である。
例え
ば１つの織機に設けられるすべての切断組合せに共通の発生機から交流電圧を供
給することも問題なく可能である。
本発明のその他の措置及び利点は以下の明細書及び図面から明らかとなる。図
面には技術の現状の他に、本発明が幾つかの実施例で示されている。
図１は本発明による複数の組合せを有する織機の一部を部分的に略示する斜視
図であり、これらの組合せが生成される広幅布ウエブからラベル用帯材を切断す
る。
図２は技術の現状による装置の能動部分の一部の軸線方向断面図である。
図３は２つの共振曲線、つまり図２に示す公知の装置と図４に示す本発明によ
る組合せとの共振曲線を略示する。
図４は本発明の能動部分を形成する本発明による組合せを図２と同様にほぼ同
じ縮尺で示す。
図５は図３の組合せの下側範囲の拡大図である。
図６は図１に対して変形された構成を有する織機の横断面図である。
図７は図５に示された横断面の一部をほぼ等寸大で示す。
図８は本発明による組合せを打抜ダイに適用した例を示す。
図１に示唆された織機において、ウエブ10はたて糸11と単数又は複数のよこ糸
12との間の通常の繊維技術的結合によつて生成される。任意の図案13を織り込む
ことができ、このことは特に、この織機でラベルを製織するときに関心ある点で
ある。この湯合ラベルの図案13は数多くのウエブ域で並べて広幅布としてこのウ
エブ10に生成される。このウエブ10は次に多重切断装置20に供給され、そこで希
望する個所で縦切れ目14が生成され、これらの切断素がウエブ10を個々の条帯15
に切断する。たて糸11とよこ糸12との結合時の製織過程に応じて、切断分離され
る条帯15は運動矢印77の方向に引き抜かれる。次に条帯は図案13の長さに応じて
所要の切片に細分され、衣類等に固着することのできるラベルを形成する。
この場合これは超音波で作動する切断装置である。これには図１に認めること
のできる発生機50が含まれ、この発生機は通常の交流電流から例えば20〜30kHz
の高周波交流電圧を発生し、電線31を介して本発明による装置のなお詳しく説明
される能動部分20に送られる。この能動部分20は例えばウエブの一方の表側16に
あり、反対側のウエブ裏面17では受動部分30がそれに付続して設けられており、
この受動部分は以下では簡単に″アンビル″と称される。切断すべきウエブ10は
能動部分20とアンビル30との間にある。能動部分20のなかで、なお詳しく説明す
るように、交流電圧が同じ周彼数の超音波に変換されて、振動振幅の増幅後に振
動エネルギーとしてウエブ10に伝達される。能動部分20はハンマーとして働き、
ウエブに接触するその端28でもつて毎秒20〜30000パルスの機械的ハンマー周波
数を実施する。このハンマー運動のときに発生する摩擦は、ウエブ材料の加熱を
引き起こし、ウエブ10の分離又は溶接に利用することができる。尖つたハンマー
端28で超音彼切れ目が生じ、平らなハンマー端で溶接が行われる。切れ目に沿つ
て稜が溶融し、それ故に切れ目個所14で布のほつれが避けられる。ウエブ材料の
溶融を補足して、又はそれに代えて、切れ目個所14でウエブの機械的破壊も実施
することもできる。それ放にホーン端で切断することのできる非溶融性材料、例
えば木綿糸もウエブ10中に使用することができる。
公知の能動部分20′は図２に詳しく認めることのできる以下
の外観を有する。前記発生機からくる電気振動信号は振動発生器24′において機
械振動に変換される。振動発生器24′は３つの軸線方向部分21′,22′,23′に区
分されており、これらの部分は円筒形に構成されて、軸線方向ねじ18′によつて
互いに強固に結合されている。電気信号が２つの圧電セラミツク25′に達し、こ
れらのセラミツクは運転時に互いに逆位相で振動し、振動発生器24′の第１軸線
方向部分21′を形成し、この部分が以下では簡単に″圧電素子″と称される。圧
電素子21′は相互に異なる材料からなる２つの別の軸線方向部分22′,23′の間
に接続されている。圧電素子21′が発生する音振動はその両側にある別の軸線方
向部分22′,23′にきわめて異なる仕方で移行する。外側軸線方向部分22′には
できるだけ低い音エネルギーが移行すべきである．それ放にこの部分は鋼製であ
り、以下では簡単に″逆部分″と称される。それに対して圧電素子21′の反対側
にある振動発生器24′の第３軸線方向部分23′は、生成される音エネルギーので
きるだけ高い成分を吸収し、以下になお詳しく説明されるホーン放射体26′に伝
達されて、そこで利用される。それ故にこの軸線方向部分23′は以下簡単に振動
発生器２4′の″有効部分″と称される。この有効部分23′はアルミニウムから
なる。
ホーン放射体26′はねじピン19′を介して先行する有効部分23′にのみ結合さ
れており、高価なチタンからなる。ホーン放射体は、振動発生器24′からくる超
音波の振動振幅を拡大するのが役目であり、先細部27′を備えている。ホーン端
28′はウエブに接触し、既に触れた切れ目を生成すべきである場合、尖つた切刃
29′を有する。ホーン放射体26′は長さ寸法36′によれば、有効部分23′の長さ
33′の約２倍の長さであり、それ故
にスペース上の理由から図２にはその両方の端のみ示されている。
振動発生器24′の個々の部分は、ホーン端28′で充分な音エネルギーが生じる
ように、使用する超音波振動に正確に調整された図２に認めることのできる軸線
方向長さ32′,33′,36′を有していなければならない．能動部分20′で生成され
る超音波は、振幅の、大きいいわゆる″波腹″と振幅零の″波節″とを有するい
わゆる″定在波″をもたらす。定在波の波長は超音波周波数と、定在波を生成す
る媒質とに依存している。この定在波は縦彼ではあるが、理解し易いように図２
の右半分では付属の定在波37′が横振動の形で示されている。ホーン端21′で最
適なエネルギー収率を得るためにこの技術の現状では、生成された超音波周波数
を以下の如くに個々の部分の軸線方向長さと正確に調整する必要があつた。
振動発生器24′内で両方の圧電セラミツク25′の間の中央に定在彼37′の彼節
35′が成立しなければならず、外側逆部分22′の軸線方向長さ32′はその材料中
の音速を考慮して音の波長のちようど半分に、つまりλ／2に一致しなければな
らなかつた。この場合逆部分22′の上端に波腹34′が生じる。有効部分23′内で
使用される材料を考慮して、それに続くホーン放射体26′に至る移行部で波腹34
′が生じるように、そこでも軸線方向長さ33′は再び音の波長の半分λ／2に一
致しなければならない。つまり図２の振動発生器24′の軸線方向全長はλである
。別の公知の装置では、この部材の軸線方向全長は少なくともλ／2又はその整
数倍であつた。ホーン放射体26′の軸線方向長さ36′についても同様のことが妥
当し、このホーン放射体は図２に定在波37′の短縮図から明らかとなるように、
やはり音の波長λ
又はその整数倍に等しくなければならない。その際先細部27′を考慮しなければ
ならない。この場合にのみホーン端28′に効果的波腹34′が生じる。波節35′は
軸線方向区間36′の内部にある。見てわかるように、技術の現状による公知の能
動部分20′の全長38′は該当するさまざまな材料中での音の波長の２倍に少なく
とも等しく、つまり2・λである。大きな長さ38′に応じて、公知の能動部分20
′の個々の部分は大きな直径39′を有する。
既に述べたように、公知の切断装置の能動部分20′は図３に示された先鋭な共
振曲線51′を有する。そこには伝達すべき振動エネルギーＥと音の有効周彼数ｆ
との関係が書き込まれている。公知の共振曲線51′はきわめて先鋭に有効共振周
波数foに限定されている。生成された音周波数の小さな偏差が既に、接触するホ
ーン端28′に定在彼37′の安定した波腹34′がもはや生じないような離調をもた
らす。それ故に前述の軸線方向長さ32′,33′,36′を有効超音彼周波数と正確に
調整する必要があつた。この調整は普通、交流電圧発生機を介して行われ、この
発生機はその電気出力周彼数でもつて適切に再調整されなければならない。
それ故に従来は、同じ公知の構造様式の２つの能動部分20′がそれぞれ別の交
流電圧発生機によつて駆動されねばならなかつた。製造時に生じる公差が既に軸
線方向長さ32′,33′,36′の差異をもたらし、これらの差異が共振周彼数foの相
互に異なる調整を必要とした。それ故にこれは、図１により広幅布ウエブ10を数
多くの超音波切断装置20で多くの布条帯15に寸断したいと希望する場合、器械及
びスペースの大きな支出を意昧した。更に公知の能動部分20′では圧電素子21′
がパルス状に、
つまり休止段階付きで運ｚされねばならなかつた。
本発明は技術の現状に比べて著しい改良をもたらす。これは図４に示された本
発明による適切な能動部分20に基づいて既に明らかにすることができる。該当す
る部材を表示するために、技術の現状による図２の能動部分20′と同じ符号が使
用されており、しかしそれと区別するために省字符（′）なしに付けられている
。差異及び独自性に立ち入れば充分であり、その他の点ではこれまでの説明が妥
当する。
本発明による能動部分20の独自性として、ホーン放射体26が圧電素子21に直接
に嵌着されており、この圧電素子はこの場合にも２つの圧電セラミツク25からな
り、図１の発生機50から図４にも認めることのできる電線31を介して交流電圧の
供給を受ける。ホーン放射体26及び圧電素子21の他に、なお１つの逆部分22が設
けられているだけである。これらの部材26,21,22は軸線方向ねじ48によつて直接
に相互に強固に固定されている。ねじ48の軸部は逆部分22と圧電素子21の両方の
セラミツク円板25とに設けられる軸線方向穴に通される。電線31の電気端子の故
に軸部は部分的にホース47によつて絶縁されている。このねじ48の端は、ホーン
放射体26の袋穴として構成されるねじ穴46に直接に係合する。本発明ではこれら
の部材から新たな組合せられた能動部分20が得られ、この能動部分は既に最初に
述べられたように、以下では簡単に″組合せ″と称される。図２と図４とのほぼ
等寸大の２つの図示の比較から既に認めることができるように、本発明により能
動部分20′の有効部分23′に該当する部材が本発明による組合せ20では欠落して
いる点を別としても、本発明では軸線方向長さがはるかに短く構成されている。
それ放に部材の直径39もそれ
相応に低減することができ、本発明20では、技術の現状20′におけるよりも材料
支出が本質的に少ない。
逆部分22は音の有効波長λの1／8にせいぜい等しく構成しておく必要があるの
で、その軸線方向長さ32が短くなる。図４に図示された実施例では、逆部分22が
特殊鋼からなり、その軸線方向長さ32は音の有効波長の1／16に一致するにすぎ
ない。意外なことに、切断又は溶接の良好な品質を本質的に劣化させることなく
、この軸線方向長さ32を著しく変更することができることが判明した。このこと
は組合せ20に付属したホーン放射体26の軸線方向長さ36についても妥当し、この
長さは実際に示されたように、音の有効波長の7／16〜10／16の範囲で問題なく
変更することができる。この点は後になお図３に基づいて詳しく説明される。こ
の場合、ホーン放射体26にはいわゆる″硬質アルミニウム″、つまりアルミニウ
ム、マグネシウム及びケイ素からなる合金が使用される。圧電素子21の中心から
測定して、この場合ホーン放射体26の軸線方向長さ36は約3／8λである。従つて
図４から認めることのできる組合せ20の全長38は約λ／2であり、つまり図２に
示された公知の能動部分20′の全長の1／4にすぎない。図２と同様に図４でもそ
この組合せ20について求められた定在波37が示されている。発生する機械振動は
横座標方向で書き込まれる振幅が対数目盛で示されている。見てわかるように、
きわめて大きな振幅の波腹34がホーン端28で発生し、波節35は圧電素子21のほぼ
中心で成立する。定在波のこの好ましい形状は以下に述べるこの組合せの別の構
造から得られる。
本発明による組合せ20のホーン放射体26はさまざまな材料からなる図４及び図
５に示す特別の端部40を有する。この場
合にも切刃29を備えているホーン端28はホーン放射体26の上部43の軽金属合金に
対して、硬さがHRC60を超える鋼で形成された端部材41によつて成立する。上部4
3は先細部27となつて成端し、結局円筒形に形成される端部材41へと続いている
。ホーン放射体26の端部40はその上部43がねじピン49によつて固定されており、
このねじピンは両端が袋穴状ねじ穴59にねじ込まれており、これらのねじ穴は図
５から最も良く認めることができる。振動の否定的影響を補償するために、端部
材41との間に、好ましくは純粋チタンからなる中間部材42が使用される。この中
間部材42の役目は振動エネルギーの移行時の振失を低減することである。チタン
リングとして構成される中間部材42はねじピン49が軸線方向で挿通され、ねじピ
ン49の範囲で振動を減衰する。
図５に示されたように、ねじピン49の正面端44とねじ穴59の端面54との間に良
好な面接触をもたらすことが重要である。このためにねじピン49は半径方向段差
部45と円錐形正面端44とを有する。端部材41とホーン放射体26の上部43とに設け
られるねじ穴59の端面54は適切な相捕的相手円錐度を有する。こほ面接触によつ
てねじピン49の範囲でも軸線方向力が良好に伝達される。
本発明による組合せ20は、図３が示すように前記技術の現状とはまつたく異な
る好ましい共振曲線51を有しており、この共振曲線は共振周彼数foの範囲にほと
んど平らな広い極大を有する。共振曲線51は共振周波数foの両側にある２つの遮
断周波数f1,f2の間にあるかなりの周波数範囲Δfのなかで、ホーン端28から事実
上同じエネルギーを放出することができる。即ち図４についての前記説明に基づ
いて既に認めることが
できるように、決定的な軸線方向長さ32,36を変更することができ、しかもその
ことによつて組合せ20の良好な有効性が損なわれることもない。つまり組合せ20
の前記全長38を正確に音の彼長の半分λ／2に保つことが厳密に問題ではない。
別の変更も問題なく可能である。そのことの大きな利点として、図１に認めるこ
とができるようにいまや、いずれにしても織機に設けられている同じ型式のすべ
ての組合せ20は問題なく同一の交流電圧発生機50に接続しておくことができる。
そのことからかなりの簡素化と以下の利点が得られる。
組合せ20は図１に示すように共通のレール52に取付けておくことができ、この
レールは製織の間、広幅布ウエブの搬送方向77を横切つて延びている。超音波切
れ目14によつて生成される図１の個別条帯15の幅55を個々に調整するために、組
合せ20の間の間隔は変更することができる。反対側のウエブ側面に設けられるア
ンビル30はすべての組合せ20に共通しており、やはりウエブ10の般送方向77を横
切つて延びる連続した棒からなる。図６の横断面が明確に示すように、アンビル
30は中空管53として構成されており、比重の高い変形可能な材料102、つまりこ
の場合鉛がその内部に充填されている。このことは図７からも良好に認めること
ができ、この図から本発明の以下の別の重要な詳細を続み取ることができる。
レール52への組合せ20の固着は特別に構成されたケーシング60を介して行われ
、後者はポリプロピレンから構成することができる。これは変形可能な２つの突
出する鉤61を生成する弾性材料である。レール52が付属の連続した縁材56を有し
、これらの縁材は互いに鏡像的な仕方で鉤61によつて把持される。縁材56を把持
する鉤61は材料のばね張力を受けており、
レール52での摩擦によつてケーシング60を既に保持する。ケーシング60は取外し
可能な蓋を有し、この蓋は図７では取り去られているのではあるが、しかし例え
ばねじ等によつて符号62とされる個所に固着することができる。
ケーシング60が中央室63を含み、この室のなかで前記組合せ20が保持されてい
る。組合せ20はばね65によつて室63の内部で限定的座面64に押圧される。組合せ
は前記端部40がケーシングから張り出す。ばね65はポリテトラフルオロエチレン
からなるプラスチツクリング67とシリコーンからなるエラストマーリング66とを
介して、組合せ20の前記逆部分の上側正面端で支えられる。他方でばね65の反対
側端はケーシング60の内面に直接に当接する。冷却空気を通すことのできるホー
ス70はケーシング60の外室68のなかに設けられており、図７が示すように前記中
央室63の下側範囲に注ぐ。冷却空気は組合せ20を通過してケーシング60の穴69を
通して外部に熱を排出する。ホース70はやはりケーシング60の上側範囲で、詳し
くは図示しないホース継手のなかで成端する。図７に解除状態で示されたホース
コネクタ71をこのホース継手に接続することができ、このコネクタは冷却空気を
通すホース送り管７２に嵌着される。
外側室68のなかに組合せ20の前記圧電素子のための既に何度か述べられた電線
31もあり、隔壁73の穴に通される。この隔壁はケーシング60内で両方の室63,68
の間にある。この電線31はやはりケーシング60の上側範囲に設けられる電気接続
ソケツト74のなかで成端し、このソケツトのなかに必要なら図７に解除状態で示
された適切な接続コネクタ75が差込み可能である。接続コネクタ75は図６になお
詳しく説明されるよ
うに先へと通じた電線部分76に嵌着されている。
図７はホーン端28が端部40によつてウエブ10を反対側のアンビル30に押圧して
、製織の間にウエブ10の引出し運動77のときそのホーン端28で前記超音彼切れ目
14を生成する様子を示す。本発明の別の独自性として、本発明による組合せ20は
連続的に、つまり休止段階なしでも運転することができる。共振を守ることがで
きるようにするために技術の現状ではこれまでパルス運転が必要であつた。前記
冷却が本発明において圧電素子のこの連続運転を容易とする。
レール52においてケーシング60とそのなかで保持される組合せ20との位置を正
確に調整するのに役立つのはレール52の側面に固着される平行なラツク57であり
、このラツクは図１にも認めることができる。ラツク57は側面の開口部を通して
ケーシング60の穴78のなかに突出し、この穴は実質的に前記中央室63に対して平
行に延びて、ケーシング60の上端に注いでいる。しかしケーシング60が係止部材
82も有し、この係止部材はレール52でのケーシング60の選択された位置を鎖錠す
る。この係上部材82はこの場合歯付きホイールからなり、このホイールは弾性部
材83、つまりこの場合コイルばねによつて、通常常にラツク57とかみ合わせて保
持される。この場合ケーシング60の調整は鎖錠されている。この弾性部材83は前
記穴78の軸線方向延長上に設けておくことができる。
レール52上でケーシング60を縦方向に移動させるのに役立つのは図７から認め
ることのできる操作工具80であり、この工具はラツク57に適合されたピニオン歯
81を軸部の端に有する軸部の形状である。ケーシング60を調整するためにまずこ
の操作工具80の軸部は軸線方向矢印79の方向に穴を通して穴
78の内部に移動し、ピニオン歯81がラツク57とかみ合う。次に図７にやはり示唆
された回転矢印84の方向に操作工具80が動かされると、ピニオン81がラツク57上
を転動して、適切な仕方でケーシング60をレール52に沿つて動かす。つまり操作
工具80の軸部はケーシングの穴78のなかで回転支承されている。同時に操作工具
80の軸線方向差込み運動79のとき係止部材82が無効にされる。つまりこの実施例
では歯付きホイール82はそれに作用する弾性部材83の作用に抗して回して戻され
て、ラツク57を解放する。
図６は図１に対して変形された実施態様を示す。この場合広幅布ウエブ10上を
延びる２重レール58が使用され、このレールは前記種類の２つのレール部分52,5
2′を有する。これらのレール部分は互いに背向する両方のレール外面88,88′に
、それに締結される２群のケーシング60を有する。これにより図１で説明された
超音波切れ目14は、図１に認めることのできる図示ケーシング60の取付幅86に相
当するよりもなお狭く設けることができる。つまり他方のレール部分52′に設け
られるケーシング60は、この２重レール58のレール部分52に設けられる群のケー
シング60の空隙の範囲に設けておくことができる。２重レール58の両方のレール
部分52,52′は、相互にまた布ウエブのガイド90に対しても、限定された角度に
設けられている。このガイド90は、充填管53,53′として構成される適切な両方
のアンビル30を支承する。
図６から認めることができるように、図１に関連して既に述べられた仕方でた
て糸11とよこ糸12から図６に符号85とされた製織個所に広幅布が得られる。広幅
布は次にテンプルのなかにある加熱棒87に巻付けられる。そこから次にウエブ10
は
ねじ棒89を介して、次に前記第１管53′を介してケーシング60内にある組合せ20
の一方の群に押圧され、第１群の分離切れ目をウエブ10に生成する。このねじ棒
89は引出し運動77の間にウエブ10を希望する幅に保つのに役立つ。縦方向でまだ
切断されていないウエブ域は次に第２管53を介して案内されて、後側レール部分
52に固着された組合せ20によつて細分される。切断済みの条帯15は次に、図６に
示すように別のねじ棒91を介して案内され、そこで転向されて織機の詳しくは図
示されない引出しロールへと案内される。
２重レール58の両方のレール部分52,52′の間に生じる空間92は上側が開口し
ているのではあるが、しかし組付けのために取外し可能な異形カバー93によつて
開じられている。異形カバー93は電気的連結要素94を担持することができ、図７
で既に述べられた個々のケーシング60用の電線部分76は相補的電気接続部品95を
介してこれらの連結要素に電気的に接触することができる。図１で既に触れられ
た電線31は連結要素94から出発して、レール空間92の内部を前記共通の交流電圧
発生機50に至るまで通される。組合せ20を運転するのに役立つ電気部材96はやは
りこの空間92のなかに設けておくことができ、それもしかも図６が示すように、
プリント配線板97を介して異形カバー93の内向き脚部に取付けられている。その
他図６に示された電線部分76と同様の仕方で、図７に述べられたホース送り管72
も付属の詳しくは図示しないホース結合器を介して異形レール93に接続しておく
ことができる。つまりレール58,93によつて取り囲まれる空間92のなかに図６に
認めることのできる冷却空気供給ホース99も設けられている。供給ホース99はレ
ール58の端に設けられる詳しくは図示され
ない冷却空気供給源へと通じている。
図８に示す変形実施態様では、本発明による複数の組合せ２０が共通の工具部
分100を備えている。この工具部分100は、この場合打抜ダイであり、その作業断
面101で決定される形状で超音波によつて詳しくは図示しないウエブから打抜品
が切断される。図示実施例において作業断面101は六面角体である。この打抜工
具部分100は図４を基準に個々の組合せ20の前記端部材41の代わりとなる。この
適用は本発明による組合せ20の共振曲線51が図３に関連して既に述べられたよう
に幅広であるが故に可能である。それ故に図８に認めることができるように、組
合せ20の個々の圧電素子に至るすべての電線31は再び共通の交流電圧発生橙50に
接続しておくことができる。
切断線の代わりに、こうした工具部分100は当然に２つ以上の重ねられたウエ
ブの間に溶接継手も実施することができよう。更に工具都分100は任意の別の形
状を有して別の機能を果たすこともできよう。それは例えば液体等のための噴務
器として役立つことができる。その場合噴務器は板形状に構成され、本発明によ
る複数の組合せ20がこれに接続され、運転時に板は一緒に励起されて超音彼振動
を生じる。この板に達した液体は次にこれらの振励によつて噴霧される。多数の
組合せ20によつて板又は工具100でそれ相応に高い振動エネルギーが生成されて
、次に利用される。Detailed Description of the Invention
Ultrasonically cut the web and / or
Equipment for ultrasonic welding
The present invention relates to a vibration generator composed of multiple layers and a horn radiator for amplifying this vibration.
A device of the type described in the preamble of claim 1
(German Federal Patent Application Publication No. 3925788).
To produce a strip, for example a label ribbon, a wide cloth web is first woven,
The desired strip design for this web is generated in various sequences in the adjacent web area.
It The wide cloth web is then cut at the transitions between these web areas. others
To do this, first create a melt cut in the fabric web to fuse the cut thread ends together.
A heated wire rod was used. However, the melting edge generated by this is hard and
A problem that required additional equipment (German Patent Application Publication No. 3937)
947 specification). In case of cloth already ultrasonic cutting to improve quality problems when cutting
Was applied (European Patent Application Publication No. 534300).
The known ultrasonic cutting device requires a lot of space, and their vibration generators
And the horn radiators are precisely tuned to the frequency of the generator AC voltage driving them.
It had to have a certain length. This point will be described in detail later with reference to FIG.
Explained. In the known device, a very sharply defined resonance curve appears,
The resonance curve of is the axial length used to construct the vibration generator and the vibration generator's
It requires precise alignment with the length of the acoustic wave generated by the piezoelectric element. Same structure
Even in the case of style devices, manufacturing inaccuracies can cause different positions between resonance curves.
Wake up and use their own generator to drive the device
I have to do it. The AC voltage of these various generators is determined by each of the attached equipment.
It had to be adjusted to the resonance frequency. Due to the size and quantity of the members,
The known device was relatively expensive. After all, the suburbs rate was relatively low.
The object of the present invention is excellent in a precise structure and economical and reliable operation.
To provide an inexpensive device of the type pointed out in the preamble of paragraph 1. This is a book
According to the invention, it is achieved by the measures recited in the characterizing part of claim 1,
The following special meanings are added to the measures of.
In the present invention, the piezoelectric element of the vibration generator and the opposite portion facing the web are used.
Since they are fixed directly by the horn radiator,
Therefore, the axial length of the device is shortened. Inverse part and piezoelectric element combined with horn radiator
A new structural unit is obtained, which is therefore shortened in the following to the "combination"
Is called. However, the present invention relates to the members of the vibration generator and the horn radiator.
It is far from the general dimensional design in the current state of technology, and the opposite part is a sound at best
Use an axial length equal to 1/8 of the
It only applies a total axial length of / 4. The device according to the invention has an axial length
The cross-section can also be reduced, as is essentially reduced. This
It saves not only space but also a lot of material, but this is not the case when using expensive materials.
This is especially important. As shown in practice, the device according to the invention
Unlike the current state of the art, the flatness does not require precise adjustment of the structural length and the wavelength of a given sound.
Such a resonance curve is obtained. This point will be explained in more detail. In the present invention,
It is also possible to connect several self-actuating combinations in parallel to a common generator.
example
For example, an AC voltage is supplied from a common generator for all cutting combinations on one loom.
It is also possible to pay.
Other measures and advantages of the present invention will be apparent from the following specification and drawings. Figure
In addition to the state of the art, the present invention is shown in some aspects by embodiments.
FIG. 1 is a perspective view, partly in section, of a loom having a plurality of combinations according to the invention.
Fig. Cut a label strip from a wide cloth web producing a combination of these.
It
FIG. 2 is an axial cross-section of a portion of the active portion of the device according to the state of the art.
FIG. 3 shows two resonance curves, namely the known device shown in FIG. 2 and the invention shown in FIG.
The resonance curve with the combination is schematically shown.
FIG. 4 shows a combination according to the invention which forms the active part of the invention in substantially the same way as FIG.
Shown on the same scale.
FIG. 5 is an enlarged view of the lower range of the combination of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a loom having a modified configuration with respect to FIG.
FIG. 7 shows a portion of the cross section shown in FIG. 5 in approximately isometric size.
FIG. 8 shows an example in which the combination according to the present invention is applied to a punching die.
In the loom suggested in FIG. 1, the web 10 comprises a warp yarn 11 and one or more weft yarns.
Produced by conventional fiber engineering bonds between 12. Weave any pattern 13
This is especially of interest when weaving labels on this loom.
is there. Design 13 of this Yuai label is lined up in many web areas and used as a wide cloth.
Generated on Eve 10. This web 10 is then fed to a multiple cutting device 20, where it
Longitudinal cuts 14 are produced at the desired locations, and these cut pieces move the web 10 into individual strips 15.
Cut into pieces. The warp thread 11 and the weft thread 12 are cut and separated according to the weaving process when they are combined.
The strip 15 is pulled out in the direction of the movement arrow 77. Next, depending on the length of the strip 13
It is subdivided into the required pieces and forms a label that can be attached to clothing or the like.
In this case it is an ultrasonically operated cutting device. This is admitted in Figure 1.
It includes a generator 50 capable of generating from a normal alternating current, for example 20-30kHz.
Further detailed description of the device according to the invention for generating a high frequency alternating voltage of
Is sent to the active part 20. This active part 20 is, for example, on one side 16 of the web.
Yes, on the back side 17 of the opposite side of the web, a passive portion 30 is provided to follow it,
This passive part is simply referred to below as the "anvil". Web 10 to cut
Between the active part 20 and the anvil 30. In the active part 20, a more detailed explanation will be given.
Thus, the AC voltage is converted into ultrasonic waves of the same number of turns, and the vibration is amplified after the vibration amplitude is amplified.
The kinetic energy is transmitted to the web 10. The active part 20 acts as a hammer,
A mechanical hammer frequency of 20-30000 pulses per second with its edge 28 in contact with the web.
Carry out a number. The friction generated during this hammer movement causes heating of the web material.
Can be used to separate or weld the web 10. Pointed hammer
A supersonic cut is made at edge 28 and welding is done at the flat hammer end. Along the break
The ridge melts and therefore fraying of the fabric is avoided at the break points 14. Of web material
Mechanical destruction of the web at break 14 as a supplement or as an alternative to melting
You can also. A non-melting material that can be cut off at its horn end, e.g.
For example, cotton threads can also be used in the web 10.
The known active part 20 'can be seen in detail in FIG.
Has the appearance of. The electrical vibration signal coming from the generator is transmitted to the vibration generator 24 '.
Converted to mechanical vibration. The vibration generator 24 'is divided into three axial parts 21', 22 ', 23'.
And these parts are constructed cylindrically and by an axial screw 18 '
They are firmly connected to each other. The electrical signal reaches the two piezoelectric ceramics 25 ',
These ceramics vibrate in opposite phases during operation, and the first axis of the vibration generator 24 '
Forming the directional portion 21 ', this portion is simply referred to below as the "piezoelectric element". Pressure
The electric element 21 'is located between two separate axial parts 22', 23 'of different materials.
It is connected to the. The sound vibration generated by the piezoelectric element 21 'is different from the direction of the axis on either side of it.
The transitions 22 ', 23' transition in very different ways. The outer axial portion 22 '
The lowest possible sound energy should be transferred. This part is made of steel
In the following, it will be simply referred to as the "reverse part". On the other hand, the opposite side of the piezoelectric element 21 '
The third axial portion 23 'of the vibration generator 24' at
It absorbs as high a component as possible and transmits it to the horn radiator 26 ', which is described in more detail below.
Reached and used there. Therefore, this axial portion 23 'is simply vibrated below.
It is referred to as the "effective portion" of generator 24 '. This effective part 23 'is made of aluminum
Become.
The horn radiator 26 'is only connected to the preceding effective portion 23' via a screw pin 19 '.
It is made of expensive titanium. The horn radiator is a supersonic wave coming from the vibration generator 24 '.
Its purpose is to increase the vibration amplitude of the sound wave, and it is provided with a tapered portion 27 '. Horn end
28 'is a pointed cutting edge, if it contacts the web and should produce an already touched cut
Has 29 '. According to the length dimension 36 ', the horn radiator 26' has the length of the effective portion 23 '.
About twice as long as 33 'and therefore
For space reasons, only two ends are shown in FIG.
The individual parts of the vibration generator 24 'produce sufficient sound energy at the horn end 28'.
Axis to be seen in Fig. 2 adjusted exactly to the ultrasonic vibration used
It must have directional lengths 32 ', 33', 36 '. Generated in the active part 20 '
An ultrasonic wave having a large amplitude has a so-called "antinode" and a "wave node" of zero amplitude.
It brings about a "standing wave". The wavelength of the standing wave is the ultrasonic frequency and
It depends on the medium. Although this standing wave is vertical, he is shown in Figure 2 for easy understanding.
In the right half of the figure, the attached standing wave 37 'is shown in the form of lateral vibration. At the horn end 21 '
In the current state of the art to obtain a suitable energy yield, the ultrasonic frequency generated
Needs to be accurately adjusted with the axial length of the individual parts as follows.
In the vibration generator 24 ', the node of his 37' standing in the center between both piezoelectric ceramics 25 '.
35 'must be true and the axial length 32' of the outer inverted portion 22 'is in the material.
Considering the speed of sound, it should be equal to half of the wavelength of sound, that is, λ / 2.
Rana Katsuta. In this case, an antinode 34 'is formed at the upper end of the reverse portion 22'. Within the effective part 23 '
Considering the materials used, antinodes 34 at the transition to the subsequent horn radiator 26 '.
Again, the axial length 33 ′ is again at half the wavelength λ / 2 of the sound, so that
I have to do it. That is, the total length in the axial direction of the vibration generator 24 'of FIG. 2 is λ.
. In another known device, the total axial length of this member is at least λ / 2 or its alignment.
It was several times. The same is true for the axial length 36 'of the horn radiator 26'.
This horn radiator, as can be seen from the shortened view of the standing wave 37 'in FIG.
After all the sound wavelength λ
Or it must be equal to an integer multiple of it. In that case, if you do not consider the taper 27 '
I won't. Only in this case is there an effective antinode 34 'at the horn end 28'. Node 35 '
It is inside the axial section 36 '. As you can see, there is a known
The total length 38 'of the moving part 20' is less than twice the wavelength of sound in various materials of interest.
Are also equal, that is, 2 · λ. Due to the large length 38 ', the known active part 20
The individual parts of 'have a large diameter 39'.
As already mentioned, the active part 20 'of the known cutting device is the sharp joint shown in FIG.
It has a swing curve 51 '. Vibration energy E to be transmitted and effective frequency f of sound f
The relationship with is written. The known resonance curve 51 'has a very sharp effective resonance
Limited to wave number fo. A small deviation in the generated sound frequency has already
Standing at end 28 ', with detuning such that his stable 37' antinode 34 'no longer occurs
Russ. Therefore, the above-mentioned axial lengths 32 ', 33', and 36 'are accurately defined as effective supersonic frequencies.
It needed to be adjusted. This adjustment is usually done via an AC voltage generator,
The generator must be properly readjusted in its electrical output frequency.
Therefore, heretofore, two active parts 20 'of the same known construction type have different intersections.
It had to be driven by a galvanic generator. The tolerances that occur during manufacturing are already on the axis
The difference in the length in the line direction 32 ', 33', 36 'is brought about, and these differences are the phases of the resonance frequency fo.
They needed different adjustments. Therefore, this is the number of wide cloth webs 10 according to FIG.
If you want to cut many strips 15 with many ultrasonic cutting devices 20,
I was willing to spend a lot of money and space. Further, in the known active part 20 ', the piezoelectric element 21'
In pulse form,
In other words, it had to be carried out with a pause.
The present invention represents a significant improvement over the state of the art. This is the book shown in Figure 4
It can already be made clear on the basis of a suitable active part 20 according to the invention. Applicable
The same reference numerals as in the active portion 20 'of FIG.
Used, but without the ellipsis (') to distinguish it
. It is sufficient to go into the differences and originality, otherwise the previous explanation is compromised.
Hit
The uniqueness of the active portion 20 according to the present invention is that the horn radiator 26 directly attaches to the piezoelectric element 21.
The piezoelectric element again consists of two piezoelectric ceramics 25.
From the generator 50 of FIG. 1 through the wire 31 which can also be seen in FIG.
Receive supply. In addition to the horn radiator 26 and the piezoelectric element 21, there is still one inverted portion 22.
It's just kicked. These members 26, 21, 22 are directly attached by means of an axial screw 48.
Are firmly fixed to each other. The shaft of the screw 48 is
It is passed through an axial hole provided in the ceramic disc 25. Because of the electrical terminal of wire 31
The shaft is partially insulated by a hose 47. The end of this screw 48 is the horn
It directly engages a screw hole 46, which is configured as a blind hole in the radiator 26. In the present invention, these
A new combined active part 20 is obtained from the member of the
As mentioned, in the following it will be simply referred to as "combination". 2 and 4
As can be seen from the comparison of the two illustrations of equal size, the present invention allows
The part corresponding to the effective part 23 'of the moving part 20' is missing in the combination 20 according to the invention.
Apart from this point, the axial length is much shorter in the present invention.
The diameter of the member 39 is also that
It can be correspondingly reduced, in the present invention 20, the material is more than in the state of the art 20 '.
Spending is essentially low.
The inverse part 22 should be configured to be at most equal to 1/8 of the effective wavelength λ of the sound.
Thus, the axial length 32 becomes shorter. In the embodiment shown in FIG. 4, the reverse part 22 is
Made of special steel, its axial length 32 only corresponds to 1/16 of the effective wavelength of sound
Absent. Surprisingly, without essentially degrading the good quality of cutting or welding
, It has been found that this axial length 32 can be changed significantly. this thing
Is also valid for the axial length 36 of the horn radiator 26 attached to the combination 20,
As shown by the actual length, there is no problem in the range of 7/16 to 10/16 of the effective wavelength of sound.
Can be changed. This point will be explained later in greater detail with reference to FIG. This
In the case of the horn radiator 26, the so-called "hard aluminum", that is, aluminum
An alloy consisting of magnesium, magnesium and silicon is used. From the center of the piezoelectric element 21
Measured, in this case the axial length 36 of the horn radiator 26 is about 3 / 8λ. Therefore
The total length 38 of the combination 20 that can be seen in FIG. 4 is about λ / 2, that is, in FIG.
Only one quarter of the total length of the known active portion 20 'shown. As in FIG. 2, in FIG.
The standing wave 37 determined for this combination 20 is shown. The mechanical vibration generated
The amplitude written in the abscissa direction is shown on a logarithmic scale. if you see it you'll know,
An antinode 34 with an extremely large amplitude is generated at the horn end 28, and the node 35 is almost the same as the piezoelectric element 21.
Applies at the center. This preferred shape of the standing wave is an alternative construction of this combination described below.
Obtained from the structure.
The horn radiator 26 of the combination 20 according to the present invention is made of various materials as shown in FIGS.
It has a special end 40 shown in FIG. This place
The horn end 28 with the cutting edge 29 is also a light metal alloy on the upper part 43 of the horn radiator 26.
On the other hand, it is established by the end member 41 made of steel whose hardness exceeds HRC60. Top 4
3 terminates with a taper 27 and eventually leads to an end member 41 which is cylindrically shaped
. The upper end 43 of the end portion 40 of the horn radiator 26 is fixed by a screw pin 49,
Both ends of this screw pin are screwed into the blind hole screw holes 59, and these screw holes are
It can best be recognized from 5. End to compensate for the negative effects of vibration
An intermediate piece 42, preferably made of pure titanium, is used between the pieces 41. In this
The role of the space member 42 is to reduce the vibration loss during the transfer of vibration energy. Titanium
In the intermediate member 42 configured as a ring, a screw pin 49 is inserted in the axial direction and
Damping vibration in the range of 49.
As shown in FIG. 5, there is a good gap between the front end 44 of the screw pin 49 and the end face 54 of the screw hole 59.
It is important to provide good surface contact. For this reason, the screw pin 49 has a radial step.
It has a portion 45 and a conical front end 44. Provided on the end member 41 and the upper portion 43 of the horn radiator 26.
The end surface 54 of the threaded hole 59 provided has a suitable complementary mating conicity. By contact
Even in the range of the screw pin 49, the axial force is satisfactorily transmitted.
The combination 20 according to the invention is, as shown in FIG. 3, different from the state of the art.
The resonance curve 51 has a preferable resonance curve 51.
It has a flat and wide maximum. The resonance curve 51 has two shields on both sides of the resonance frequency fo.
In fact, from the horn end 28, in the considerable frequency range Δf between the cutoff frequencies f1 and f2.
The same energy can be released. That is, based on the above description of FIG.
Have already acknowledged
The critical axial lengths 32 and 36 can be changed so that
This does not impair the good effectiveness of the combination 20. That is, combination 20
It is not strictly a problem to keep the above total length 38 of exactly half of his length λ / 2.
Other changes are possible without problems. The major advantage of this is that we can see in Figure 1.
In order to be able to
All combinations 20 can be connected to the same AC voltage generator 50 without any problem.
This results in considerable simplification and the following advantages.
The combination 20 can be mounted on a common rail 52 as shown in FIG.
The rails extend across the wide cloth web transport direction 77 during weaving. Ultrasonic off
In order to individually adjust the width 55 of the individual strip 15 of FIG.
The spacing between the sets 20 can vary. The side of the web on the opposite side
The building 30 is common to all the combinations 20, and also in the general feeding direction 77 of the web 10.
It consists of a continuous bar that runs all the way through. As shown in the clear cross section of FIG. 6, the anvil
30 is configured as a hollow tube 53, which is a deformable material 102 with a high specific gravity.
In the case of, lead is filled inside. This can be confirmed well from Fig. 7.
The following further important details of the invention can be taken from this figure.
The fastening of the combination 20 to the rail 52 takes place via a specially constructed casing 60.
The latter can be composed of polypropylene. This is two deformable protrusions
It is an elastic material that produces the hook 61 that emerges. Rail 52 has a continuous edge 56 attached
, These edges are gripped by the hooks 61 in a mirror-image manner with respect to each other. Hold the edge material 56
The hook 61 that receives the spring tension of the material,
The friction on the rails 52 already holds the casing 60. Casing 60 removed
It has a possible lid, which is removed in FIG. 7, but
It can be fixed to a portion indicated by reference numeral 62 with a screw or the like.
The casing 60 includes a central chamber 63 in which the combination 20 is held.
It The combination 20 is urged by the spring 65 inside the chamber 63 against the limited bearing surface 64. combination
The end 40 overhangs the casing. Spring 65 is polytetrafluoroethylene
A plastic ring 67 made of and an elastomer ring 66 made of silicone.
Supported by the upper front end of the opposite part of the combination 20. On the other hand the opposite of spring 65
The side end directly contacts the inner surface of the casing 60. Ho that can pass cooling air
The sleeve 70 is provided in the outer chamber 68 of the casing 60, and as shown in FIG.
Pour into the lower range of the central chamber 63. Cooling air passes through combination 20 and through holes 69 in casing 60.
Exhaust heat to the outside. The hose 70 is still in the upper area of the casing 60,
Or terminate in a hose joint not shown. Hose shown in the released state in FIG.
You can connect the connector 71 to this hose fitting, which will provide cooling air.
It is fitted to the hose feed pipe 72 through which it passes.
Wires already mentioned several times for the piezoelectric element of combination 20 in the outer chamber 68.
There is also 31, which is passed through a hole in the partition wall 73. This partition is located inside the casing 60 in both chambers 63, 68.
Between This wire 31 is also an electrical connection provided in the upper area of the casing 60
Terminated in socket 74 and shown in unlocked state in Figure 7 if needed in this socket.
The appropriate connection connector 75 can be inserted. The connector 75 is shown in Fig. 6.
I will explain in detail
It is fitted to the electric wire portion 76 leading to the sea urchin.
FIG. 7 shows that the horn end 28 pushes the web 10 against the opposite anvil 30 by the end 40.
, During the weaving 77 of the web 10 during weaving, the supersonic he breaks at its horn end 28.
It shows how to generate 14. As another uniqueness of the invention, the combination 20 according to the invention is
It can be operated continuously, that is, without a rest phase. To protect the resonance
In the current state of the technology, pulse operation has been necessary so far in order to be able to do so. The above
Cooling facilitates this continuous operation of the piezoelectric element in the present invention.
Correctly position the casing 60 and the combination 20 held therein on the rail 52.
It is a parallel rack 57 fixed to the side of the rail 52 that helps to make a precise adjustment.
This rack can also be seen in FIG. Rack 57 through the side opening
It projects into a hole 78 in the casing 60, which is substantially flat with respect to the central chamber 63.
It extends in rows and pours onto the top of the casing 60. However, the casing 60 is the locking member
It also has 82, which locks the selected position of the casing 60 on the rail 52.
It This lifting member 82 in this case consists of a toothed wheel, which has elastic parts.
By means of the material 83, in this case a coil spring, it is usually always engaged with the rack 57.
Be held. In this case, the adjustment of the casing 60 is locked. This elastic member 83
It can be provided on the axial extension of the writing hole 78.
It can be seen from FIG. 7 that it helps to move the casing 60 longitudinally on the rail 52.
Is an operating tool 80, which is a pinion tooth adapted to the rack 57.
The shape of the shaft portion has 81 at the end of the shaft portion. First to adjust the casing 60
Through the hole of the operating tool 80 in the direction of the axial arrow 79.
Moved inside the 78, the pinion teeth 81 mesh with the rack 57. Then also suggested in Figure 7
When the operating tool 80 is moved in the direction of the rotation arrow 84, the pinion 81 moves above the rack 57.
To move casing 60 along rails 52 in a suitable manner. That is operation
The shank of the tool 80 is rotatably supported in the hole 78 of the casing. Operation tool at the same time
During the axial insertion movement 79 of 80, the locking member 82 is deactivated. That is, this embodiment
Then the toothed wheel 82 is rotated back against the action of the elastic member 83 acting on it.
And release Rack 57.
FIG. 6 shows a modified embodiment with respect to FIG. In this case, on the wide cloth web 10
A double rail 58 is used, which extends two rail sections 52,5 of the type described above.
Has 2 '. These rail parts are attached to both rail outer surfaces 88, 88 'which are opposite to each other.
, Having two groups of casings 60 fastened thereto. This explained in FIG.
The ultrasonic cut 14 corresponds to the mounting width 86 of the illustrated casing 60 that can be seen in FIG.
It can be narrower than it hits. That is, the other rail portion 52 '
The casing 60 to be installed is a group of cases provided in the rail portion 52 of the double rail 58.
It can be provided within the space of the sing 60. Both rails of the double rail 58
The parts 52, 52 'are at a limited angle to each other and to the guide 90 of the cloth web.
It is provided. This guide 90 is suitable for both as a filling tube 53, 53 '.
Support anvil 30 of.
As can be seen from FIG. 6, it was in the manner already described in connection with FIG.
A wide cloth is obtained from the warp yarn 11 and the weft yarn 12 at the weaving site designated by reference numeral 85 in FIG. Wide
The cloth is then wrapped around a heating rod 87 in the temple. Then from there web 10
Is
The combination 20 in the casing 60 via the threaded rod 89 and then the first tube 53 '.
Pressed by one of the groups to produce a first group of separation cuts in the web 10. This screw rod
The 89 helps keep the web 10 at the desired width during the withdrawal movement 77. Still in portrait
The uncut web area is then guided via the second pipe 53 to the rear rail section.
Subdivided by the combination 20 fixed to 52. The cut strip 15 is shown in FIG.
As shown, it is guided through another threaded rod 91 where it is turned and the loom details
You will be guided to a drawer roll not shown.
The space 92 created between both rail parts 52, 52 'of the double rail 58 is open at the top.
However, due to the deformable cover 93 which can be removed for assembly,
It has been opened. The profile cover 93 can carry an electrical connection element 94, which is shown in FIG.
The wire section 76 for the individual casing 60 already mentioned in 1.
It is possible to make electrical contact to these connecting elements via. Already touched upon in Figure 1
The electric wire 31 starts from the connecting element 94 and moves inside the rail space 92 to the common AC voltage.
It goes through to the generator 50. Electrical components 96 that help drive the combination 20
It can be provided in the space 92 of the basket, and as shown in FIG.
It is attached to the inward leg of the odd-shaped cover 93 via the printed wiring board 97. That
In the same manner as the electric wire portion 76 shown in FIG. 6, the hose feed pipe 72 described in FIG. 7 is used.
Also attached to the deformed rail 93 via a hose coupler (not shown)
be able to. That is, in the space 92 surrounded by the rails 58 and 93, as shown in FIG.
A recognizable cooling air supply hose 99 is also provided. Supply hose 99 is
Shown at the end of the tool 58
Leads to no cooling air supply.
In a variant embodiment shown in FIG. 8, a plurality of combinations 20 according to the invention are common tool parts.
Equipped with 100 minutes. This tool part 100 is a punching die in this case,
A shape determined by the surface 101, which is punched from a web not shown in detail by ultrasonic waves.
Is disconnected. In the illustrated embodiment, the working cross section 101 is a hexagon. This punching
The ingredient part 100 replaces the end members 41 of the individual combinations 20 with reference to FIG. this
The application is such that the resonance curve 51 of the combination 20 according to the invention is as already described in connection with FIG.
It is possible because it is wide. Therefore, as can be seen in FIG.
All the electric wires 31 leading to the individual piezoelectric elements of the combination 20 are turned to the common AC voltage generation orange 50 again.
Can be connected.
Instead of a cut line, such a tool part 100 would naturally have two or more stacked wafers.
Welded joints could also be implemented between the joints. Furthermore, the tool size 100 is any other shape.
It could have a shape to perform another function. It is for example for liquids etc.
Can serve as a container. In that case, the ejector is constructed in the form of a plate and according to the invention
A plurality of combinations 20 are connected to this, the plates are excited together during operation and produce supersonic vibrations.
Cause The liquid that reaches the plate is then atomized by these vibrations. Many
The combination 20 produces a correspondingly high vibrational energy in the plate or tool 100.
Will be used next.
【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項
【提出日】１９９４年６月１３日
【補正内容】
補正請求の範囲
１ 好ましくは溶融加能な材料からなるウエブ（10）、特に糸材料からなる広幅
布ウエブ（10）を超音彼で切断し及び／又は超音波で溶接するための装置であつ
て、交流電圧を発生する発生機（50）と、３つの軸線方向部分（21′,22′,23′
）で構成される振動発生器（24′）と、つまり振動発生器（24′）の中心に高い
有効音エネルギーを伝達する有効部分（213′）と失われる低い音エネルギーを
吸収する逆部分（22′）との間にあつて、発生機（50）の交流電圧を吸収して音
エネルギーを発生する圧電素子（21′）と、振動発生器（24′）からくる超音彼
の振動振福を拡大し、そのホーン端（28′）がウエブ（10）に接触して振動エネ
ルギーをウエブ（10）に伝達するホーン放射体（26）と、ウエブ（10）の反対側
（17）にアンビル（30）とを備えたものにおいて、有効部分（23′）の代わりに
ホーン放射体（26）が圧電素子（21）に直接に嵌着され、反対の側にある逆部分
（23）で固定（48）されてホーン圧電・逆・組合せ（20）とされており、逆部分
（22）の軸線方向長さ（32）が音の有効波長（λ）1／8よりも小さいか又はこれ
に等しく、組合せ（20）の軸線方向全長（38）が音の波長（入）の3／4よりも小
さいか又はこれに等しく、自動的に切断及び／又は溶接する複数の組合せ（20）
の圧電素子（21）が共通の発生機（50）によつて同時に駆動されることを特徴と
する装置（図１、図８）。
２ 組合せ（20）の軸線方向全長（38）が音の波長（λ）半分よりも小さいか又
はこれに等しいことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
３ 組合せ（20）のなかの逆部分（22）の軸線方向長さ（32）が音の有効波長（
λ）1／8に等しいことを特徴とする、請求項１又
は２に記載の装置。
４ 先細ホーン放射体（26）が軽金属合金からなり、ホーン端（41）がHRC60を
超える固有硬さの鋼で形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３の１
つ又は複数に記載の装置。
５ ホーン端（41）と先細ホーン放射体（26）との間に弾性率の高い材料からな
る中間部材（42）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
６ 組合せ（20）が共通のレール（57）上に設けられており、このレールが条帯
（15）に切断又は溶接されるウエブ（10）の上を延びていることを特徴とする、
請求項１ないし５の１つ又は複数に記載の装置。
７ ２重レール（58）が設けられており、組合せ（20）がこのレールの相背向す
る２つの側面（88,88′）に、場合によつては交互に設けられていることを特徴
とする、請求項６に記載の装置（図６）。
８ 一方のレール（52;58）に一緒に固着される組合せ（20）に付属して共通の
連続棒（53）が反対側のウエブ側面（17）に設けられており、この棒が受動的ア
ンビル（30）として投立つことを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。
９ 棒が中空管（53）からなり、この中空管に鉛等の比重の高い変形可能な材料
（102）が充填されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10 各組合せ（20）がレール（52;58）に締結可能なケーシング（60）のなかで
支承されていることを特徴とする、請求項１ないし９の１つ又は複数に記載の装
置（図７）。
11 レール（52;58）が縦方向に延びるラツク（57）を備えており、
組合せ（20）を受容するケーシングがラツク（57）に至るまで延びた穴（78）を
有し、この穴のなかにケーシング（20）を縦方向に移動させるために、ピニオン
（81）を備えた操作工具（80）が導入可能であることを特徴とする、請求項10に
記載の装置（図７）。
12 組合せ（20）を受容するケーシング（20）が自動的に働く係止部材（82）を
有し、この係止部材がラツクの歯に係合し又は操作工具（80）の導入時に無効と
なるように努めることを特徴とする、請求項11に記載の装置（図７）。
13 組合せ（20）が又は組合せ（20）の群が交流電圧発生機（50）によつて連続
的に駆動されることを特徴とする、請求項１ないし12の１つ又は複数に記載の装
置。
14 複数の組合せ（20）が個々のホーン端（41）の代わりに共通の工具部分（10
0）を有し、それらの圧電素子（21）が互いに平行に、共通の交流電圧発生機（5
0）に接続されており、共通の工具部分（100）がウエブ（10）に生成すべき溶接
継目又は切断線の希望する勾配に適合された作業断面（101）を有することを特
徴とする、請求項１ないし13の１つ又は復数に記載の装置（図８）。
15 共通の工具部分が液体等のための噴霧器として投立つことを特徴とする、請
求項14に記載の装置。[Procedure Amendment] Patent Law Article 184-7, Paragraph 1
[Submission Date] June 13, 1994
[Correction content]
Claim for amendment
1 A web (10) preferably made of a melt-capable material, especially a wide width made of a thread material
A device for ultrasonically cutting and / or ultrasonically welding a cloth web (10).
A generator (50) for generating an alternating voltage and three axial parts (21 ', 22', 23 ').
) And the vibration generator (24 '), that is, the center of the vibration generator (24') is high.
The effective part (213 ′) that transmits effective sound energy and the low sound energy that is lost
When it is connected to the absorbing reverse part (22 '), it absorbs the AC voltage of the generator (50) and sounds.
A piezoelectric element (21 ') that generates energy and a supersonic sound from a vibration generator (24')
The vibration vibration of the horn is expanded, and its horn end (28 ') contacts the web (10) and vibrates.
The opposite side of the horn radiator (26) that transfers the rugie to the web (10) and the web (10)
(17) with anvil (30), instead of the effective part (23 ')
The horn radiator (26) is directly fitted to the piezoelectric element (21) and the opposite part is on the opposite side.
It is fixed (48) with (23) and is made into a horn piezoelectric / reverse / combination (20).
The axial length (32) of (22) is less than or equal to the effective wavelength (λ) 1/8 of sound
And the total axial length (38) of the combination (20) is less than 3/4 of the sound wavelength (in).
Multiple combinations of automatic or automatic cutting and / or welding (20)
The piezoelectric elements (21) of are simultaneously driven by a common generator (50).
Device (FIGS. 1 and 8).
2 Is the total axial length (38) of the combination (20) smaller than half the wavelength (λ) of the sound?
The device according to claim 1, characterized in that
3 The axial length (32) of the opposite part (22) of the combination (20) is the effective wavelength of the sound (
λ) equal to 1/8, claim 1 or
Is the device described in 2.
4 Tapered horn radiator (26) is made of light metal alloy, and horn end (41) is HRC60.
1. The steel according to claim 1, wherein the steel is formed of steel having an intrinsic hardness exceeding the above range.
The device according to one or more.
5 Between the horn end (41) and the tapered horn radiator (26), use a material with a high elastic modulus.
Device according to claim 4, characterized in that an intermediate member (42) is provided.
6 Combinations (20) are provided on a common rail (57), and this rail is a strip.
Characterized in that it extends over a web (10) to be cut or welded to (15),
Device according to one or more of claims 1-5.
7 Double rails (58) are provided and the combination (20) is opposite to this rail.
Characterized by being provided alternately on the two side surfaces (88, 88 ') depending on the case
The device according to claim 6 (Fig. 6).
8 Common to the combination (20) fixed together on one rail (52; 58)
A continuous bar (53) is provided on the opposite side of the web (17), which is a passive arm.
Device according to claim 6 or 7, characterized in that it is launched as a building (30).
9 Rod consists of hollow tube (53), and this hollow tube has deformable material with high specific gravity such as lead
Device according to claim 8, characterized in that it is filled with (102).
10 In the casing (60) where each combination (20) can be fastened to the rail (52; 58)
10. Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that it is supported.
(Fig. 7).
11 Rails (52; 58) are provided with racks (57) that extend in the vertical direction,
The casing that receives the combination (20) has a hole (78) that extends to the rack (57).
Has a pinion for moving the casing (20) vertically in this hole.
11. An operating tool (80) equipped with (81) can be introduced, according to claim 10.
The described device (FIG. 7).
12 The locking member (82) that automatically operates the casing (20) that receives the combination (20)
This locking member engages with the tooth of the rack or is invalid when the operating tool (80) is introduced.
Device according to claim 11, characterized in that it strives to be (Fig. 7).
13 Combination (20) or group of combinations (20) are continuous by AC voltage generator (50)
Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is driven mechanically.
Place.
14 Multiple combinations (20) replace common horn end (41) with common tool part (10
0), the piezoelectric elements (21) of which are parallel to each other and have a common AC voltage generator (5
Welds that are connected to the (0) and a common tool part (100) should be created in the web (10)
Characterized by having a working section (101) adapted to the desired slope of the seam or section line.
Device according to one or more of the claims 1 to 13, which is a characteristic (FIG. 8).
15 A common tool part is used as a sprayer for liquids, etc.
The apparatus according to claim 14.