RS64107B1 - Uređaj za ultrazvučno zavarivanje - Google Patents

Description

Opis pronalaska

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na ultrazvučni uređaj za zavarivanje koji sadrži sonotrodu koja izvodi podužne vibracije u smeru podužne ose sonotrode, sa radnom površinom koja je formirana na glavi sonotrode i sa jednim nakovnjem, gde je između radne površine sonotrode i površine nakovnja, koja se nalazi nasuprot njoj, formiran prostor za prihvat materijala za varenje, a takođe ima i udarni uređaj za definisanje pozicije varenja P u pravcu podužne ose sonotrode.

[0002] Spomenuti ultrazvučni uređaji za zavarivanje posebno se koriste kod ultrazvučnih zavarivačkih klešta za izvođenje završnih zavarenih spojeva na metalnim cevnim vodovima, poput onih koji se primjenjuju kao cevasti vodovi za tečnosti u rashladnim uređajima, a posebno u klima uređajima ili hladnjacima. Takvi završni zavareni spojevi izvode se nakon punjenja instalacije za hlađenje, koja obuhvata cevasti vod sa rashladnim sredstvom, na način da se pri tome priključak za punjenje smešten na slobodnom kraju cevi odvoji istovremeno sa prekidanjem završnog zavarenog spoja od kraja cevi.

[0003] Kako bi se omogućila precizna pozicioniranost zavarenog spoja u obliku cevastog voda, u prethodno opisanom slučaju primene, između radne površine sonotrode i kontrapovršine nakovnja, na kućištu uređaja za ultrazvučno zavarivanje je predviđena jedinica za zaustavljanje, uz koju cevasti vod leži u poziciji za zavarivanje, tako da je aksijalna pozicija cevastog voda u pravcu podužne ose sonotrode definisana.

[0004] U praksi se može primetiti da se, iako postoji jedinica za zaustavljanje, tokom vibracione obrade objekta za zavarivanje ne može uvek garantovati da će ovaj biti u kontaktu sa jedinicom za zaustavljanje, ako operater uređaja za ultrazvučno zavarivanje ne primenjuje, istovremeno sa vibracionom obradom objekta za zavarivanje silu na objekat za zavarivanje, tako da se on pritisne na jedinicu za zaustavljanje. Zbog ove ručno ostvarene sile pritiskanja, nije uvek garantovano da će zavarene veze biti izvedene na ponovljiv način.

[0005] Iz DE 102015 206866 B3 (osnova za opšti termin patentnog zahteva 1) je poznat uređaj za ultrazvučno zavarivanje, koji sadrži sonotrodu, koja izvodi podužne vibracije u pravcu podužne ose sonotrode, sa radnom površinom na glavi sonotrode i nakovnjem. Između radne površine sonotrode i radne površine kontrapovršine nakovnja, koja je postavljena preko puta nalazi se mesto za primanje objekta za zavarivanje. Radi definisanja pozicije za zavarivanje objekta za zavarivanje u pravcu podužne ose sonotrode, uređaj za ultrazvučno zavarivanje sadrži jedinicu za zaustavljanje. Iz WO 2017/145989 A1 je poznat uređaj za ultrazvučno zavarivanje licni, koji sadrži nagnutu radnu površinu/kontrapovršinu.

[0006] Ovaj pronalazak daje sebi za zadatak, da predloži uređaj za ultrazvučno zavarivanje, koji omogućuje bolju ponovljivost izvođenja zavarivanja.

[0007] U cilju rešavanja ovog zadatka, ovaj pronalazak sadrži pojedinosti opisane u patentnom zahtevu 1.

[0008] Po ovom pronalasku je predviđeno da je kontrapovršina postavljena pod nagibom u odnosu na podužnu osu sonotrode, tako da kod rasporeda kontrapovršine koja je nagnuta ka dole prema čvoru vibracije sonotrode koji je u susedstvu radne površine, rastojanje između radne površine i kontrapovršine se neprekidno povećava do vibracionog čvora (SK), ili kod rasporeda kontrapovršine koja je nagnuta ka gore prema čvoru vibracije sonotrode, koji je u susedstvu radne površine, razmak između radne površine i kontrapovršine je u osnovi konstantan.

[0009] Ovaj pronalazak se zasniva na činjenici da podužne vibracije sonotrode podstiču objekat koji je pričvršćen na sonotrodu na translaciono pomeranje. Alternativne izvedbe ultrazvučnog uređaja za zavarivanje po ovom pronalasku dovode do toga da objekat za zavarivanje koji je postavljen između radne površine i kontrapovršine u postavci za zavarivanje, posebno objekat za zavarivanje cevastog oblika, izvodi translaciono pomeranje prema jedinici za zaustavljanje, i tako se osigurava da je objekat za zavarivanje tokom čitavog procesa zavarivanja konstantno prićvršćen na jedinici za pričvršćivanje, čak iako operater ne primenjuje silu pritiska na objekat za zavarivanje usmerenu prema jedinici za zaustavljanje. Na taj se način osigurava da su zavarivanja uvek ponovljiva u pogledu položaja objekta za zavarivanje.

[0010] Ovim pronalaskom se definišu alternativni objekti pronalaska u zavisnosti od toga da li postoji raspored kontrapovršine nagnut ka dole prema čvoru vibracije sonotrode koji je u susedstvu radne površine, tako da se u tom slučaju, prema pronalasku, rastojanje između radne površine i kontrapovršine neprekidno povećava do čvora vibracije (SK), ili postoji raspored kontrapovršine nagnut ka gore prema čvoru vibracije sonotrode koji je u susedstvu radne površine, tako da u tom slučaju, prema pronalasku, rastojanje između radne površine i kontrapovršine u osnovi ostaje konstantno.

[0011] U osnovi, pod pojmom konstantno u smislu ovog proanalaka, podrazumeva se da su mala odstupanja dopuštena u meri u kojoj ne ugrožavaju prednost pronalaska, dakle translacioni pokret prema jedinici za zaustavljanje.

[0012] Kod prve izvedbe ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, radna površina je postavljena u osnovi paralelno sa podužnom osom sonotrode u poziciji preko puta površine koja je nagnuta ka dole u smeru čvorišta vibracija sonotrode, koja se nalazi pored jedne od radnih površina.

[0013] U osnovi, reč paralelno u smislu prethodno navedene izvedbe, znači da su mala odstupanja dopuštena u meri u kojoj ne ugrožavaju prednost pronalaska, dakle translacioni pokret prema jedinici za zaustavljanje.

[0014] Kod još jedne povoljne izvedbe ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, radna površina je paralelna sa kontra površinom u rasporedu gde je nagnuta ka gore prema čvoru vibracija sonotrode koji se nalazi pored jedne od radnih površina.

[0015] U navedenoj izvedbi, radi postizanja paralelne orijentacije radne površine, glava sonotrode ima povećanu visinu poprečnog preseka koja raste u smeru slobodnog kraja sonotrode.

[0016] Preporučljivo je da je ugao nagiba kontraovršine u odnosu na podužnu osu sonotrode manji od 1°.

[0017] Posebno je poželjno da je ugao nagiba kontrapovršine u odnosu na podužnu osu sonotrode manji od 0,5°, a nadalje je preporučljivo da je ugrao nagiba veći od 0,1° i manji od 0,3°.

[0018] Na osnovu primera izvedbe prikazanim u narednim slikama ovaj pronalazak će bliže biti pojašnjen.

[0019] Slike prikazuju:

Slika 1 - izometrijski prikaz klešta za zavarivanje sa uređajem za ultrazvučno zavarivanje sa jedinicom za zaustavljanje postavljenom na mestu primanja objekta za zavarivanje, koje se nalazi na radnoj površini sonotrode i suprotne površine nakovnja;

Slika 2 - uvećani pogled sa strane na mesto za primanje objekta za zavarivanje prikazano na slici 1;

Slika 3 - sonotrodu u izometrijskom prilazu;

Slika 4 - pozicioniranje sonotrode po stanju tehnike, na koju se deluje vibracijama duž podužne ose i sadrži radnu površinu koja se nalazi paralelno prema podužnoj osi;

Slika 5 - položaj sonotrode po prvoj izvedbi uređaja za ultrazvučno zavarivanje po ovom pronalasku;

Slika 6 - položaj sonotrode po drugoj izvedbi uređaja za ultrazvučno zavarivanje po ovom pronalasku.

[0020] Slika 1 prikazuje u izometrijskom prikazu ultrazvučni uređaj za zavarivanje 10 u obliku ultrazvučnih klešta za zavarivanje. Uređaj se sastoji od gornjeg dela klešta 11 i donjeg dela klešta 12, koji su smješteni u zajedničkom kućištu 13 klešta. Gornji dio klešta 11 sadrži sonotrodu 14 ultrazvučnog uređaja 34 za zavarivanje, prikazanu posebno na slici 4 bez kućišta klešta 13. Sonotroda 14 ima glavu 15 sonotrode koja je postavljena nasuprot nakovnja 16 ultrazvučnog uređaja 34 za zavarivanje, koji je postavljen na donjem delu klešta 12. Između radne površine 17 sonotrode 14 i kontra površine 18 nakovnja 16 formiran je prihvat 19 objekata za zavarivanje, prikazan posebno u slici 2.

[0021] U slučaju prikazanog primera izvedbe, nakovanj 16 se, pomoću ovde neoznačene jedinice za rukovanje, može okretati oko ose 16 smeštene u zadnjem delu kućišta 13 klešta u odnosu na glavu 15 sonotrode 14, tako da se kontrapovršina 18 koja se nalazi na nakovnju 16 može pomerati prema radnoj površini 17 sonotrode 14 koja deluje podužnim vibracijama.

[0022] Kao što je prikazano na slici 2, prihvat 19 objekata za zavarivanje je između radne površine 17 sonotrode 14 i kontrapovršine 18 klešta 16 i služi za prihvat objekata 20 za zavarivanje, koji su u obliku metalne cevčice u ovom slučaju. Kao što se može videti na slici 2, gornji deo klešta 11 ima jedinicu 21 za zaustavljanje, koja se može pomerati relativno u odnosu na podužnu osu 26 sonotrode.

[0023] Slika 3 prikazuje konvencionalno oblikovanu sonotrodu 14, koja ima glavu 15 sonotrode, koja je povezana sa telom 25 sonotrode preko grla 23 sonotrode. Glava 15 sonotrode ima konstantan poprečni presek sa paralelnim radnim površinama 17 koje su dvostruko izvedene, tako da se nakon trošenja prve radne površine 17 sonotroda 14 može okrenuti za 180° oko podužne ose 26 sonotrode, kako bi se druga radna površina 17 postavila preko puta kontrapovršine 18 nakovnja 16 (vidi sliku 2) na već poznati način.

[0024] Čvorovi vibracija SK se nalaze na sonotrodi 14, pored glave 15 sonotrode, gde amplituda podužnih vibracija teži nuli. Kod prikazane izvedbe, čvorovi vibracija SK su u segmentu 22 držača sonotrode 14, koji služi kao oslonac za sonotrodu na ležištu koje ovde nije detaljno prikazano.

[0025] U slici 4 je prikazana konvencionalna postavka sonotrode u ultrazvučnom uređaju za zavarivanje, u kojoj su i radna površina 17 sonotrode 14 i preko puta nje smeštena radna površina 18 nakovnja 16 paralelne sa podužnom osom 26 sonotrode.

[0026] Na slici 5 u prvoj izvedbi pronalaska, prikazana je postavka sonotrode u ultrazvučnom uređaju 10 za zavarivanje, u kojoj je kontrapovršina 18 postavljena pod uglom α nagiba u odnosu na podužnu osu 26 sonotrode, tako da je kontrapovršina 18 nagnuta ka dole prema čvorovima SK vibracija koji se nalaze blizu radne površine 17, a udaljenost a između radne površine 17 i kontrapovršine 18 se kontinuirano povećava prema čvorovima SK vibracija.

[0027] U postavci sonotrode prikazanoj na slici 6 kod još jedne izvedbe pronalaska, postoji sonotroda 28, koja za razliku od sonotrode 14 prikazane na slikama 3 do 5, sadrži glavu 29 sonotrode koja ima grlo 30 sonotrode preko kog je spojena sa telom 31 sonotrode i nema konstantan poprečni presek, već ima visinu h poprečnog preseka koja se povećava od grla sonotrode 30 do slobodnog kraja sonotrode 32.

[0028] Na sonotrodi 28, kontrapovršina 18 je postavljena pod uglom α nagiba u odnosu na podužnu osu 26 sonotrode, na takav način da je kontrapovršina 18 nagnuta ka gore prema čvoru vibracije SK, koji je u susedstvu radne površine 17, a razmak a između radne površine 17 i kontrapovršine 18 je u osnovi konstantan. U slučaju prikazanog primera izvedbe, posebno se može videti da je kontrapovršina 18 paralelna sa radnom površinom 17.

Claims (7)

Patentni zahtevi

1. Uređaj (10) za ultrazvučno zavarivanje koji sadrži sonotrodu (14, 28) koja emituje podužne vibracije u pravcu podužne ose sonotrode (26) i koji ima radnu površinu (17) koja se nalazi na glavi (15, 29) sonotrode, i ima i nakovanj (16), sa prihvatom (19) objekta za zavarivanje, koji omogućuje smeštaj zavarenog objekta (20), koji se nalazi između radne površine (17) i kontrapovršine nakovnja (18), koja se nalazi preko puta radne površine (17), gde uređaj takođe sadrži i jedinicu (21) za zaustavljanje koja određuje poziciju P zavarenog objekta (20) u odnosu na radnu površinu (17) u pravcu (22) podužne ose (26) sonotrode, naznačen time, da je kontrapovršina nakovnja (18) postavljena pod uglom α prema podužnoj osi (26) sonotrode tako da, kada je kontrapovršina nakovnja (18) nagnuta ka dole prema čvoru vibracija sonotrode (14, 28), u susedstvu radne površine (17), udaljenost a između radne površine (17) i kontrapovršine nakovnja (18) se neprekidno povećava ka čvoru vibracija SK, ili, kada je kontrapovršina nakovnja (18) nagnuta ka gore prema čvoru vibracija SK koji se nalazi pored radne površine (17), udaljenost a između radne površine (17) i kontrapovršine nakovnja (18) je suštinski konstantna.

2. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po patentnom zahtevu 1, naznačen time, da kada je kontrapovršina (18) nagnuta ka dole prema čvorovima vibracija SK sonotrode (14, 28) u susedstvu radne površine (17), radna površina (17) je uglavnom paralelno postavljena prema podužnoj osi (26) sonotrode.

3. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po patentnom zahtevu 1, naznačen time, da je, kada je kontrapovršina (18) nagnuta ka gore prema vibracionom čvoru SK sonotrode (14, 28) u susedstvu radne površine (17), radna površina (17) postavljena paralelno prema kontrapovršini (18).

4. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po patentnom zahtevu 3, naznačen time, da u cilju paralelnog postavljanja radne površine (17) glave (29) sonotrode prema slobodnom kraju (32) sonotrode visina poprečnog preseka h raste.

5. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po nekom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time, da je ugao nagiba α kontrapovršine (18) prema podužnoj osi (26) sonotrode manji od 1°.

6. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po patentnom zahtevu 5, naznačen time, da je ugao nagiba α kontrapovršine (18) prema podužnoj osi (26) sonotrode manji od 0,5°.

7. Uređaj za ultrazvučno zavarivanje po patentnom zahtevu 6, naznačen time, da je ugao nagiba α veći od 0,1° i manji od 0,3°.