(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás

1 !HU T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E (22) A bejelentés napja: (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP A (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP B (51) Int. Cl.: B23K 20/10 ( ) B23K 101/32 ( ) B29C 65/08 ( ) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO PCT/EP 06/ (30) Elsõbbségi adatok: DE (72) Feltalálók: EBERBACH, Jost, Buseck (DE); STROH, Dieter, Wettenberg (DE); DIETERLE, Horst, Niederweimar (DE); STROH, Heiko, Wettenberg (DE) (73) Jogosult: Schunk Sonosystems GmbH, Wettenberg (DE) (74) Képviselõ: Erdély Péter, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (54) Ultrahangos hegesztõberendezés kompresszióteret határoló szemben fekvõ munkafelülettel és oldalhatároló felülettel, valamint szerszám a hegesztõberendezésben történõ felhasználásra HU T2 A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 6 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.

2 1 HU T A találmány tárgya ultrahangos hegesztõberendezés fémes vezetõk, például huzalok hegesztésére, különösen az 1. igénypont tárgyi köre szerinti csomópontok elõállítására. Vonatkozik továbbá a találmány a 16. igénypontnak megfelelõ szerszámra, ultrahangos hegesztõberendezésben történõ felhasználásra. Ultrahang segítségével mind mûanyagokat, mind fémeket lehet hegeszteni. A fémek ultrahangos hegesztésénél a mechanikus rezgések az illesztési felületekkel párhuzamosak. Komplex viszony alakul ki a statikus erõ, a rezgõ nyíróerõk és a hegesztési zónában jelentkezõ mérsékelt hõfokemelkedés között. A munkadarabokat a rezgõ szonotróda (hegesztõelektróda) és egy, adott esetben a szonotródához képest állítható ellenelektróda közé, amely többrészes kialakítású lehet, hogy a szonotródával, azaz a fej munkafelületével együtt határolja a kompresszióteret. Ezt ki lehet alakítani az EP B (US A ) vagy a DE C számú szabadalmi leírások szerint két magasságban vagy szélességben egymásra merõleges irányban állítható módon. Ezáltal létrehozható a hegesztendõ darabok, például vezetõk keresztmetszetének illeszkedése. Az ismert, lényegében téglalap keresztmetszetû kompressziótérben hegesztik össze ultrahanggal a kompressziótér nyitott oldalain keresztülvezetett huzalokat átmenõ vagy végcsomóponttá. Rosszul hegeszthetõ vezetõknél az a hátrány lép fel, hogy a hegesztésnél a huzalok hosszanti irányban elmozdulnak, miáltal kiállnak a csomópontból. Ezen hosszirányú mozgások redukálásához csökkentjük a jól hegeszthetõ huzalokhoz viszonyítva az energiaadagolást, illetve a nyomásigénybevételt a hegesztés során. Ez azonban a szilárdság csökkenéséhez vezet. Magasságában és szélességében állítható kompressziótérrel ellátott ultrahangos hegesztõberendezést mutat be az US B számú szabadalmi leírás. Ennél a szonotróda és az ellenelektróda munkafelületei strukturáltak. A további határolófelületek sík felületek. Fém alkatrészek egymáshoz való hegesztéséhez az US A , az US A és az US A 2002/ számú szabadalmi leírások szerint a szonotróda és az ellenelektróda munkafelületei strukturáltak. Mûanyagok hegesztéséhez a CH A , vagy a JP A számú szabadalmi leírások szerint a szonotróda, illetve a szonotróda és az üllõ lehet strukturált. Mûanyag hegesztésnél egyidejûleg sok hegesztési pont kialakításához a GB A számú szabadalmi leírásban szereplõ ultrahangos hegesztõberendezésnél a szonotróda és az üllõ munkafelületein piramis alakú kiemelkedéseket képeztek ki. A célunk a jelen találmánnyal, hogy olyan módon fejlesszünk tovább egy kompressziótérrel, illetve egy kompresszióteret határoló munkaeszközzel rendelkezõ ultrahangos hegesztõberendezést, hogy rosszul hegeszthetõ vezetõk esetében is jó minõséget lehessen elérni, és ki lehessen zárni például a nagy energiafelhasználás, illetve nyomóerõ mellett végzett munkánál a huzalok elcsúszását. A feladatot a találmánnyal úgy oldottuk meg, hogy az oldalsó határolófelületek legalább egyike, elõnyösen mindkét határolófelület, legalább területenként strukturált. Emellett a strukturálás úgy van megválasztva, hogy ez lényegében a kompressziótér hossztengelyéhez képest keresztirányú, azaz a hegesztendõ vezetõk hossztengelyéhez tart, miáltal a vezetõk hosszirányú elmozdulása megakadályozható, és a szokásos, vagy akár megnövelt energiamennyiséggel és nyomóerõvel végezhetõ a hegesztés anélkül, hogy a kialakított kötés minõsége romlana. Különösen elõnyös, ha legalább egy határolófelület strukturált, illetve tagozott, azaz a kompressziótér hossztengelyére nézve keresztirányú mélyedések, illetve kiemelkedések formájában van kialakítva. A mélyedések a határolófelületek által befogott síkhoz viszonyítva hátrébb helyezkednek el. Hasonlóképpen a kiemelkedések a síkhoz képest kiemelkedõ helyzetûek. Lehetõség van arra, hogy a strukturált részek egyenletesen legyenek elosztva a határolófelületen, így a találmány egy továbbfejlesztésénél a határolófelület csak területenként van strukturálva. A struktúrák lehetnek egymástól bizonyos távolságra elhelyezkedõ csoportokban is ki lehetnek alakítva. A köztes területeken a határolófelületek lehetnek síkfelületek. A strukturált részek átlapoltak is lehetnek, amikor adott esetben a struktúrák egyik csoportja eltérhet a másik csoporttól. Bizonyos esetekben a struktúra fûrészfog alakú kiemelkedésekbõl van kiképezve, amikor is a fûrészfog alakú kiemelkedéseknek két csoportja van, amelyek ellenkezõ irányban hajló felületeket képeznek, és a hegesztendõ vezetõk elmozdulását megakadályozzák. Egy további kialakításnál az ellenelektróda egy, a szonotróda egy oldalfelülete mentén, és merõlegesen vagy valamennyire merõlegesen a szonotróda munkafelületéhez hajló tartótól indul ki, amelynek a kompressziótér fele nézõ oldala oldalhatároló felület, vagy egy, határolófelülettel kívülrõl ellátott, elõnyösen lemez alakú elembõl indul ki. Az oldalhatároló felület struktúrája a szonotróda oldalfelületének struktúráját kiegészítõ módon van kialakítva. Ezáltal egy labirintusszerû tömítés keletkezik a hosszában elcsúszó felületek között, azzal a következménnyel, hogy a huzalok nem tudnak behatolni a felületek közötti nyílásba az ellenelektródának a szonotróda irányába történõ mozgásakor. A struktúra elõnyösen vonal vagy horony alakú mélyedésekbõl, illetve ezeknek megfelelõ bordaszerû kiemelkedésekbõl, vagy kiszögelésekbõl van kialakítva, amelyek elõnyösen például háromszög, trapéz, vagy körszelet alakú keresztmetszettel rendelkeznek. Lehetõség van arra is, hogy a kiemelkedések, illetve a mélyedések metszetben hullám alakúra legyenek kialakítva. A találmány alapfeladatának megoldását szolgálja az is, hogy az oldalhatároló felszínnel ellátott szerszám strukturált, ahol elõnyösen a struktúra, illetve a profilírozás domborulatai az oldalhatároló felszínnel határolt kompressziótér hosszanti irányára nézve keresztirányban vannak kialakítva. 2

3 1 HU T2 2 Célszerûen a kiemelkedések az oldalhatároló felületek síkjából kiállnak, illetve a mélyedések a síkhoz képest hátrahúzódóak. Kiemelkedésként szóba kerülhetnek fûrészfog alakú alakzatok is, ahol a kiemelkedések elõnyösen két, éleikkel egymás irányába fordítottan kialakított csoportba vannak osztva. A bordaszerû kiemelkedések és/vagy a horony alakú mélyedések rendelkezhetnek továbbá elõnyösen háromszög, trapéz, vagy körszelet alakú keresztmetszettel. Más alkalmas alakzatok szintén lehetnek, ha biztosítják azt, hogy a hegesztendõ vezetõk nem fognak elmozdulni. Az oldalfelületekben használt strukturálás, illetve profilírozás alkalmazható a szonotróda, és/vagy az üllõ munka¹, illetve hegesztõfelületein is. Annak elkerülésére, hogy a szonotróda a hegesztés során hossztengelyére merõlegesen erõsen kitérjen, és így a szonotródától kiinduló munkafelület és a hegesztendõ részek között hézag jöjjön létre, szonotróda homlokfelülete és/vagy a munkafelülettel ellátott szonotródafej hátoldala el van látva legalább egy merevítõbordával. A szonotródamerevítés hossztengely irányú metszete háromszögû alakzat lehet. A merevítõ elõnyösen kinyúlik a homlokfelület, illetve a szonotróda munkafelületének szélétõl a szonotróda hossztengelyének irányában a homlokfelületbõl. A merevítõ merõleges lehet a munkafelületre. Lehetséges, hogy a merevítõ a szonotróda teljes, vagy lényegében a teljes homlokfelülete fölött kinyúlik, és lehetséges az is, hogy a szonotróda nem kívánt behajlását megakadályozó merevítõ csak szakaszosan, elõnyösen a szonotróda homlokfelületétõl indulva és efölé kinyúlva legyen kialakítva. A merevítõ kialakítása lehet vonalszerû vagy bordaszerû, és célszerûen szimmetrikusan van kialakítva a szonotróda hossztengelyének síkjára. Ettõl eltekintve a szonotródát úgy kell kimerevíteni, hogy ultrahanggerjesztésnél az A z hossztengely irányú rezgés, és a munkafelületre merõleges A y rezgés viszonya 3 A z /A y 20: legyen. Geometriailag elõnyös feltételek különösen akkor adódnak, ha a merevítõ homlokfelület feletti maximális kiterjedése a 3 mm és 25 mm közötti, elõnyösen 5 mm és 15 mm közötti tartományba esik. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra egy ultrahangos hegesztõberendezés elvi ábrázolása, a 2 4. ábrák a kompresszióteret körülvevõ elemek különbözõ távlati képei, az 5. ábra az egyik határolóelem metszete, a 6. ábra az 5. ábra szerinti határolóelem egy alternatív kialakításának metszete, a 7. ábra a határolóelem egy további kiviteli alakjának metszete, a 8. ábra a 7. ábrához kapcsolódó alternatív kiviteli alak egy részének nagyított képe, a 9. ábra a tárolóelem egy harmadik kiviteli alakjának metszete, a 10. ábra a határolóelem egy negyedik kiviteli alakjának metszete, a ábra a határolóelem ötödik kiviteli alakjának metszete, a 12. ábra a határolóelem egy hatodik kiviteli alakjának metszete, a 13. ábra a határolóelem egy további kiviteli alakja a szonotróda egy részének metszetével, a 14. ábra egy szonotróda (véges elem számítási eljárással nyert) elvi ábrája, a 15. ábra egy szonotróda kialakításának (véges elem számítási eljárással nyert) elvi ábrája, a 16. ábra a szonotróda egy különleges kiviteli alakja, a 17. ábra a szonotróda egy további kiviteli alakja, a 18. ábra a 17. ábra szerinti szonotróda elölnézetben, és a 19. ábra a határolóelem egy további kiviteli alakja. Az elsõ ábrán egy ultrahangos hegesztõberendezés elvi vázlata látható, amelynek segítségével fém alkatrészek, jellemzõen huzalok hegeszthetõk. Az ultrahangos hegesztõberendezés magában foglal egy 10 oszcillátort, amely a kiviteli példa esetében egy 12 konverterbõl, egy 14 erõsítõbõl, és egy 16 szonotródából áll. A 16 szonotróda 18 kompresszióteret határol, amelyrõl szó lesz még majd a késõbbiekben. Megfelelõ kompressziótér elvi felépítését tartalmazza például az US A 4,869,419 számú szabadalmi leírás. A 12 konverter ismert módon 20 vezetéken keresztül van összekötve egy 22 generátorral, amelyet egy 24 vezeték egy 26 számlálóhoz csatlakoztat, amely a 22 generátort vezérli, hogy a 12 konverterben az elektromos rezgések mechanikus rezgésekké, például piezoelektromos elemekké változzanak át, ahol a rezgéseket a 14 erõsítõ felerõsíti, és ennek megfelelõen gerjeszti a 16 szonotródát. Ahhoz, hogy a nyitott homlokoldalakkal rendelkezõ, lényegében téglalap keresztmetszetû 18 kompressziótérben olyan nehezen hegeszthetõ vezetékeket, mint például a huzalok, kielégítõ minõségû csomóponttá lehessen hegeszteni anélkül, hogy nõne annak a kockázata, hogy hegesztés közben a vezetékek a kompressziótér homlokoldalain keresztül hosszanti irányba, tehát a 28 nyíl irányába elcsússzanak, a találmány szerint a 18 kompressziótér legalább három határolófelülete, elõnyösen mind a négy határolófelülete strukturáltan van kialakítva. Ez látható a 2 4. ábrákon. Ezeken látható távlati ábrázolással a 16 szonotróda elvi felépítése. A szonotróda el van látva 30 szonotródafejjel, amelyhez egy 32 ellenelektródaként funkcionáló üllõ van hozzárendezve, amely egy, a 30 szonotródafej mentén állítható 34 tartótól indul ki. Ez a konstrukció megfelel például az US A 4,869,419 számú leírásból ismert megoldásnak. Más szavakkal kifejezve, a 18 kompresszióteret a 30 szonotródafej 36 munka¹, vagy hegesztési felülete, és egy szemben elhelyezett 32 üllõ 38 munka¹, vagy hegesztési felülete határolja, amelyek strukturáltak. Ahhoz, hogy a 18 kompressziótérnek mind a magasságát, mind a szélességét állítani lehessen, a 36, 38 hegesztési felületeken keresztben fut egy, a kiviteli példán a 40 nyíl irányában állítható 42 oldalszán, a 18 kompresszióteret oldalról határoló 44 felülettel, 3

4 1 HU T amely a találmány szerint strukturálva van. A szemben lévõ 46 felület, amelyet a 32 üllõ 34 tartója, vagy egy, a 34 tartótól kiinduló lemezelem alkot, ugyancsak strukturálva van. A 44 és 46 oldalhatároló felületek megfelelõ struktúráinak speciális alakzatai láthatók az ábrákon. Ahhoz, hogy a 18 kompresszióteret a hegesztendõ vezetõk keresztmetszetére be lehessen állítani, nemcsak a 42 oldalszán állítható a 40 nyíl irányában, hanem a 34 tartó is a 30 szonotródafej, azaz a 48 nyíl mentén, miáltal megváltozik a 36, 38 munkafelületek és a 30 szonotródafej és a 32 üllõ közötti távolság. Ahhoz, hogy a huzalok hegesztésénél megakadályozhassuk, hogy ezek hosszanti irányban a 18 kompressziótérbõl kicsúszhassanak, a találmány szerint célszerûen nemcsak a 36, 38 hegesztõfelületek vannak strukturáltan kialakítva, hanem a 44, 46 oldalhatároló felületek is. Lehet valamennyi 44, 46 oldalhatároló felület strukturált, de lehetõség van arra is, hogy a 44, illetve 46 felületeknek csak az egyike legyen ellátva megfelelõ struktúrával. Ebbõl kiindulva, a 44, 46 struktúráknak a 18 kompressziótér hosszanti irányára (28 nyíl), tehát a hegesztendõ vezetõk hossztengelyére nézve keresztbe kell irányulniuk. Elõnyös struktúrákat lehet látni például a 32 üllõt hordozó 34 tartó metszeti ábrázolásán, az ábrákon. Megfelelõ strukturálással van ellátva a 42 oldaltolózár, azaz annak 44 határolófelülete is. Az 5. ábra szerinti 34 tartón három, egymással párhuzamos A, B, A tartomány van, amelyek sávosan vannak kialakítva, és a 3. ábrán a 48 kettõs nyíl mentén helyezkednek el. A külsõ A tartományok szélessége megegyezik, a középsõ B tartomány szélesebb. A középsõ B tartományban a 46 oldalhatároló felületek által meghatározott síkba munkált horony alakú 58, 60 mélyedésekkel, amelyek egymással párhuzamosan, és a 34 tartó mozgásirányával párhuzamosan, vagy majdnem párhuzamosan haladnak, és ezzel merõlegesek, vagy közel merõlegesek a 30 szonotródafej, illetve a 32 üllõ 36, 38 36, 38 hegesztõ¹, vagy munkafelületeire. Az 5. ábrán szereplõ kiviteli példában a horony, vagy rovátka alakú 58, 60 mélyedések egymástól T távolságra vannak elrendezve, és háromszög keresztmetszetûek, ahol a háromszög szárai ¹os szöget zárnak be. A T távolság elõnyösen 0,4 mm T 3,0 mm értékû. Az árkoknak is nevezhetõ mélyedések H mélysége például 0,03 mm H1 0,5 mm közötti érték lehet. A 6. ábra szerint lehetõség van alternatívan a horony alakú 62, 64 mélyedéseket olyan módon kiképezni, hogy metszetben trapéz alakú profilt mutassanak, amelynek oldalai egymással ¹os szöget zárnak be. Míg az 5. és 6. ábráknak megfelelõen a 34 tartó 46 oldalhatároló felületeinek profilírozása, illetve struktúrája mélyedésekkel lett kiképezve, ugyanígy fennáll a lehetõsége annak, hogy a 7. és 8. ábrán ábrázoltaknak megfelelõen, egy alkalmas struktúrát 66, 68 kiemelkedések segítségével hozzunk létre, amelyek metszetben trapéz alakúak (7. ábra), vagy háromszög alakúak (8. ábra) lehetnek. A 66, 68, illetve a 70, 72 kiemelkedések 0,03 mm H2 0,5 mm közötti magasságban emelkednek ki az 52 oldalhatároló felület síkjából. A 66, 68, illetve a 70, 72 kiemelkedések oldalai szöget (7. ábra) vagy szöget (8. ábra) zárnak be, amelyek értéke: , illetve Noha az 5 8. ábrákon látható kiviteli példáknál profilírozás a 46 oldalhatároló felületnek csak egy részére, éspedig a B területre vonatkozik, és nem a szélsõ A területekre, a struktúra kiterjedhet a 46 oldalhatároló felületnek többi tartományára is. A 9. ábrán bemutatottaknak megfelelõen lehetséges a struktúrával ellátott B területet szélesebbre kialakítani, mint az 5 8. ábrákon látható kiviteli példákban. Ekkor mint ahogyan az egyrészt az 5 8. ábrák, és másrészt a 9. ábra összehasonlításából látható a struktúrával ellátott középsõ terület jóval szélesebb, mint a szélen lévõ A területek. A 9. ábrán a 46 oldalhatároló felületek profilozása, illetve strukturálása horony alakú 74, 76 mélyedésekkel, vagy árkokkal történik, amelyek a 46 oldalhatároló felületek síkjához viszonyítva 0,03 mm H3 0,5 mm közötti mélységbe nyúlnak. A 46 oldalhatároló felületekhez képest homorú 74, 76 területek görbületi sugara 0,3 mm R2 2,0 mm, a domború szakaszok görbületi sugara 0,3 mm R1 2,0 mm. A horony alakú 74, 76 mélyedések közötti T távolság értéke az 5 9. ábrákon szereplõ kiviteli példák esetében 0,4 mm T 3,0 mm. Míg az 5 9. ábrákon bemutatott kiviteli példák esetében a középsõ, B terület van strukturálva, a 10. ábrán a 34 tartón, illetve annak 46 oldalhatároló felületénél a profilozás úgy történik, hogy a középsõ B felület sík, az A területek pedig el vannak látva 78, 80 profillal. Az A területeket még C szélsõ területek határolják, amelyek szintén nincsenek ellátva profilozással. Attól függetlenül, hogy hol húzódik a 34 tartó 46 oldalhatároló felületeinek profilírozása, illetve strukturálása, alapjában a 46 oldalhatároló felületek középvonalukhoz viszonyítottan szimmetrikus kialakításúak. Ez azonban nem kötelezõ jellemzõ. A 11. ábrán látható, hogy a 34 tartó 46 oldalhatároló felületeiben a középsõ területen horony formájú, egymáshoz képest eltérõ T 1 és T 2 távolságban futó 82, 84, 86, 88, 90 mélyedések vannak kialakítva. A mélyedések a 46 oldalhatároló felületekhez viszonyítva 0,03 mm H4 0,5 mm mélységûek. Miután ezek középsõ területen futnak, a szélsõ területek nem profilírozottak. A 12. ábrán látható egy speciális, fûrészfog alakú profilírozás, amelynél a fogak 0,03 mm H5 0,5 mm magasságúak a 34 tartó 46 oldalhatároló felületekhez képest. A fûrészfog alakú 92, 94 kiugrások csoportokba vannak osztva, amely csoportok egymás felé forduló 96, 98 élekkel vannak ellátva. A fûrészfog alakú 92, 94 kiugrások csoportjai között egy metszetben egyenlõ szárú háromszöget alkotó 100 kiugrás húzódik, amelyet elõnyösen keresztez a 46 oldalhatároló felület középvonala. 4

5 1 HU T2 2 A fûrészfog alakú 92, 94 kiugrások meredeken hajló 102 oldalainak hajlásszöge , az enyhén hajló 104 oldalak hajlásszöge Az ábrákon bemutatott 34 tartó 46 oldalhatároló felületeinek profilírozásához, illetve strukturálásához hasonló módon lehetnek kialakítva a 42 oldalszán 44 oldalhatároló felületei. A 46 oldalhatároló felület profilírozása, illetve strukturálása nemcsak területenként történhet, hanem kiterjedhet a teljes felületre. Például a 18. ábrán egy olyan kiviteli példa látható, amelynél a strukturálás lefedi a 46 határolóelem teljes felületét. A mélyedések közötti távolság 0,4 mm T 3,0 mm, és a metszetben háromszög alakú kiemelkedés oldalfalainak szöge elõnyösen nagyságú. Annak elkerülésére, hogy a 30 szonotródafej mentén állítható 30 tartó és az efelé nézõ 30 szonotróda 106 felülete között rés képzõdjék, amelybe a huzalok benyomódhatnak korlátozva a 34 tartó 48 kettõs nyíl menti mozgását a 32 üllõ lesüllyedésekor lehetõség van az egymás irányába nézõ felületek, tehát a 30 szonotródafej 106 felületének és a 34 tartó 46 oldalhatároló felületének strukturálására, illetve profilírozására, ahogyan ez a 13. ábrán látható. Itt a 34 tartó 46 határolófelülete metszetben háromszög alakú 108, 110 kiugrásokkal van ellátva, amelyek bizonyos közzel benyomódnak a 30 szonotródafej 106 oldalfelületén hasonlóan kialakított, metszetben háromszög alakú 102, 104 mélyedésekbe, és ezáltal mintegy labirinttömítést hoznak létre, amely megakadályozza a huzalok bejutását. Azzal, hogy nemcsak a 36, 38 hegesztõfelületek, hanem a 42 oldalszán és a 32 üllõt emelõ 34 tartó 44, 46 oldalhatároló felületei is strukturáltak, az az elõny biztosítható, hogy a nehezen hegeszthetõ huzalok összekapcsolása esetén is jó minõségû csomópont állítható elõ, és a kívánt nyomóhatás jó energiaátalakítás mellett érhetõ el, és a hegesztett termék kevésbé sérül. A kiválasztott strukturálástól függõen még célzottabb energiabevezetésre is lehetõség van. Meg kell jegyezni, hogy a szonotróda és/vagy az üllõ felületei, amelyek a kompresszióteret határolják, ugyanúgy lehetnek profilírozva, illetve strukturálva, mint az oldalhatároló felületek. A ábrák segítségével a 16 szonotródának további elõnyös kialakításait mutatjuk be, amelyek azonban nem korlátozzák az oltalmi kört. A 14. ábra a 16 szonotróda végeselem-számítási eljárással nyert rajzát mutatja. A 16 szonotróda a szokásos módon 116 alaptestbõl és egy ebbõl kiinduló 30 szonotródafejbõl áll, amely el van látva a 2 4. ábrákon bemutatott munkafelülettel, vagy 36 hegesztõfelülettel. Mivel a 16 szonotróda forgatható a hossztengelye körül, a 30 szonotródafej rendelkezik egy további, ellentétesen szemben fekvõ 118 munka- vagy hegesztõfelülettel, hogy a 18 kompressziótérhez hozzá lehessen rendezni a 36, 118 munkafelületek valamelyikét. A 16 szonotróda hossztengelye a Z¹tengellyel párhuzamos. A 36, 118 munka- vagy hegesztõfelületeket a 30 szonotródafej 120 homlokfelülete határolja, amely nem gerjesztett 16 szonotródánál a 36, 118 munkavagy hegesztõfelületekre merõlegesen helyezkedik el. A kiviteli példában a 120 homlokfelület az Y tengellyel párhuzamos, következésképpen nem gerjesztett 16 szonotródánál a 36, illetve 118 munka- vagy hegesztõfelületek merõlegesek az Y tengelyre. Hegesztésnél a 10 szonotróda nemcsak a Z hossztengely irányában, hanem az Y irányban is kihajlik, miáltal a 36, 118 munka- vagy hegesztõfelületek (a szögû) dõlése következik be. Ez befolyásolhatja a hegesztési folyamatot. A 30 szonotródafej Y irányba történõ kihajlásának mértéke befolyásolja a hegesztés reprodukálhatóságát. Az ilyen hátrányok elkerülésére a 30 szonotródafej ellátható egy 120 homlokfelületébõl kiinduló 122 merevítéssel, amivel csökkenteni lehet a 16 szonotróda Y irányú kihajlását. A 122 merevítés csökkenti, illetve korlátozza a 30 szonotródafej Y irányú deformációját, és ezzel javítja a 16 szonotróda önrezgési képét. A ábráknak megfelelõen (ahol az azonos elemekre a 14. és 15. ábránál használt jelölõszámokat használjuk) a 122 merevítést úgy lehet megoldani, hogy a 120 homlokfelületbõl kinyúlik egy 124 borda, amely metszetben háromszög (17. ábra) vagy ívelt alakzat (16. ábra). A 17. ábrán található, metszetben háromszög alakú merevítõ 122 hivatkozási számmal, a 16. ábra szerinti ívelt merevítés a 126 hivatkozási számmal van jelölve. Különösen a 16. és 17. ábra metszeti ábrázolásából látható, hogy az adott 122, 126 merevítések a 36, 118 munkafelületektõl kiindulva, a 120 homlokfelületbõl kiemelkednek, és maximális kiterjedésük Z irányban a 16 szonotróda középtengelyének keresztezõdésében van. A 122, 126 merevítõknek a 30 szonotródafej 120 homlokfelülete feletti maximális kiemelkedése 15 mm, de a szonotróda mindenkori kialakításától függõen más értékek is szóba jöhetnek. Egy legfeljebb 15 mm¹es kiemelkedésnek ugyanakkor megvan az az elõnye, hogy az ilyen szonotródák a már használatban lévõ ultrahangos hegesztõberendezésekbe is beépíthetõk. A 122, 126 merevítést ajánlatos úgy kialakítani, hogy a 16 szonotróda Z irányú kihajlása úgy viszonyuljon a 16 szonotróda Y irányú kihajlásához, mint 3A Z A Z /A Y 20. Ha a kiviteli példákban szereplõ 122, 126 merevítések a 30 szonotródafej teljes magasságára kiterjednek, akkor fennáll annak a lehetõsége is, hogy a merevítés csak a 120 homlokfelület középsõ területétõl induljon ki, tehát eltávolodjék a 136, 118 munkafelületektõl. Más alakzat szerinti kialakítás is lehetséges. A 30 szonotródafej külsõ, 36 vagy 118 munkafelületekkel ellátott szakaszának hátoldala is el lehet látva egy vagy több merevítõvel, amikor is a homlokoldalon merevítés nem feltétlenül szükséges. Ha a merevítés a hátoldalon fut, akkor a szonotródafej belsõ szakaszának felületi kiterjedése kisebb lehet, mint a külsõ szakaszé, amelynek legalább egy 36, 118 munkafelülete van. 5

6 1 HU T2 2 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Ultrahangos hegesztõberendezés fém vezetõk, például huzalok hegesztésére, különösen csomópont elõállításához, kompressziótérrel, amely két, a kompresszióteret szemben fekvõ oldalakon határoló munkafelülettel (36, 38), és két, a munkafelületet keresztezõ, egymáshoz viszonyítva állítható oldalhatároló felülettel (44, 46) van ellátva, ahol az egyik munkafelület az ultrahangos hegesztõberendezés ultrahangos rezgésbe hozható szonotródájának (16) egy tartománya, és a szemben fekvõ munkafelület egy ellenelektróda (32) egy tartománya, és a munkafelületek strukturáltak, azzal jellemezve, hogy kompressziótér (18) oldalhatároló felületeinek (44, 46) legalább az egyike legalább egy részén strukturált. 2. Az 1. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felületek (44, 46) mindegyike strukturált. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a strukturálás horony vagy árok alakú mélyedésekbõl (58, 60, 62, 64, 74, 76, 92, 94, 82, 84, 86, 88, 90), és/vagy borda alakú kiemelkedésekbõl, vagy kiugrásokból (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) áll, amelyek egymással párhuzamosak, vagy közel párhuzamosak, és merõlegesek, vagy közel merõlegesek a kompressziótér (18) hossztengelyére (28). 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felület (46) struktúráját az oldalhatároló felületek síkjába besüllyesztett mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) alkotják. 5. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felület (46) struktúráját az oldalhatároló felületek síkjából kiálló kiugrások (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) alkotják. 6. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felületek (44, 46) struktúráját olyan mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) és/vagy kiugrások (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) alkotják, amelyek legalább az oldalhatároló felületek (44, 46) egy tartományában (A, B) vannak kialakítva, ahol a kiemelkedések, illetve mélyedések célszerûen keresztirányban, elõnyösen a kompressziótér (18) hossztengelyére (28) merõlegesen futnak. 7. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) és/vagy mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) keresztmetszete elõnyösen háromszög, trapéz vagy körszelet alakú. 8. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (74, 76) által képzett struktúra metszete hullám alakot képez. 9. Az 1 8. igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a struktúra az oldalhatároló felületeken (46, 48) egyenletesen helyezkedik el. 10. Az 1 8. igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felületek (44, 46) középsõ területükön (B) strukturáltak, és a középsõ területen kívül sík felületek. 11. A 6. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések (66, 68, 70, 72, 108, 110) és/vagy mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 90) egymás közötti távolsága azonos, vagy közel azonos. 12. A 6. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (82, 84) változó kialakításúak az oldalhatároló felület (46) mentén. 13. A 6. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (92, 94) fûrészfog alakúak. 14. A 13. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy a fûrészfog alakú kiemelkedések (92, 94) úgy vannak csoportba rendezve, hogy éleik (96, 98) egymás felé néznek. 15. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti ultrahangos hegesztõberendezés, azzal jellemezve, hogy az ellenelektróda (32) a szonotródafej (16) egy oldalfelülete (106) mentén, a szonotróda munkafelületére (36) merõleges, vagy közel merõleges tartóból (34) nyúlik ki, amelynek a kompressziótér (18) felõli oldala oldalhatároló felület (46), vagy kívülrõl oldalhatároló felülettel ellátott sík elembõl nyúlik ki, és a szonotróda oldalfelülete az oldalhatároló felület struktúráját kiegészítõ geometriával van kialakítva. 16. Szerszám, az 1. igénypont szerinti ultrahangos hegesztõberendezésben történõ felhasználásra, amely az ellenelektróda (32) oldalszánjaként (42), vagy tartójaként (34) van kialakítva, ahol a munkaeszköz egyik felülete oldalhatároló felületként (44, 46) határolja a kompresszióteret (18), azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felület (46) strukturált. 17. A 16. igénypont szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a strukturálás horony vagy árok alakú mélyedésekbõl (58, 60, 62, 64, 74, 76, 92, 94, 82, 84, 86, 88, 90), és/vagy borda alakú kiemelkedésekbõl vagy kiugrásokból (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) áll, amelyek egymással párhuzamosan, vagy közel párhuzamosan haladnak, és merõlegesek vagy közel merõlegesek a kompressziótér (18) hossztengelyére (28). 18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felület (46) struktúráját az oldalhatároló felületek síkjába besüllyesztett mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) alkotják. 19. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felület (46) struktúráját az oldalhatároló felületek síkjából kiálló kiugrások (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) alkotják. 20. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felületek 6

7 1 HU T2 2 (44, 46) struktúráját olyan mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) és/vagy kiugrások (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) alkotják, amelyek legalább az oldalhatároló felületek (44, 46) egy tartományában (A, B) vannak kialakítva, ahol a kiemelkedések, illetve mélyedések célszerûen keresztirányban, elõnyösen a kompressziótér (18) hossztengelyére (28) merõlegesen futnak. 21. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések (66, 68, 70, 72, 92, 94, 100, 108, 110) és/vagy mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 90) keresztmetszete elõnyösen háromszög, trapéz vagy körszelet alakú. 22. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (74, 76) által képzett struktúra metszete hullám alakot képez. 23. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a struktúra az oldalhatároló felületeken (46, 48) egyenletesen helyezkedik el. 24. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy az oldalhatároló felületek (44, 46) középsõ területükön (B) strukturáltak, és a középsõ területen sík felületek A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések (66, 68, 70, 72, 108, 110) és/vagy mélyedések (58, 60, 62, 64, 74, 76, 82, 84, 86, 90) egymás közötti távolsága azonos, vagy közel azonos. 26. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (82, 84) változó kialakításúak az oldalhatároló felület (46) mentén. 27. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a kiemelkedések és/vagy mélyedések (92, 94) fûrészfog alakúak. 28. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy a fûrészfog alakú kiemelkedések (92, 94) úgy vannak csoportba rendezve, hogy éleik (96, 98) egymás felé néznek. 29. A igénypontok bármelyike szerinti szerszám, azzal jellemezve, hogy az ellenelektróda (32) a szonotródafej (16) egy oldalfelülete (106) mentén, a szonotróda munkafelületére (36) merõleges, vagy közel merõleges tartóból (34) nyúlik ki, amelynek a kompressziótér (18) felõli oldala oldalhatároló felület (46), vagy kívülrõl oldalhatároló felülettel ellátott sík elembõl nyúlik ki, és a szonotróda oldalfelülete az oldalhatároló felület struktúráját kiegészítõ geometriával van kialakítva. 7

8 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 8

9 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 9

10 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 10

11 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 11

12 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 12

13 HU T2 Int. Cl.: B23K 20/10 13

14 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest