!HU00000779T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 007 79 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 04 790990 (22) A bejelentés napja: 2004. 10. 28. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040790990 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1677942 A1 200. 0. 12. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1677942 B1 2009. 12. 16. (1) Int. Cl.: B23K 20/10 (2006.01) H01R 43/02 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 0042202 PCT/EP 04/012221 (30) Elsõbbségi adatok: 1030809 2003. 10. 29. DE 1039368 2003. 12. 18. DE (72) Feltaláló: EBERBACH, Jost, 3418 Buseck (DE) (73) Jogosult: Schunk Sonosystems GmbH, 343 Wettenberg (DE) (74) Képviselõ: Erdély Péter, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Eljárás villamos vezetékek hegesztésére HU 007 79 T2 A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 3 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 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1 HU 007 79 T2 2 A találmány szerinti eljárás villamos vezetékek, például fonott vezetékek ultrahangos hegesztésére vonatkozik, amelynek során elsõsorban fonott vezetékek átmenõés végcsomópontjainak elõállítását vagy fonott vezetékeknek tartóhoz történõ hegesztését végezzük, ahol a vezetékeket egy, legalább két határolóelemmel körülvett szorítókamrába helyezzük, majd a szorítókamra zárása után hegesztést végzünk, ahol egy elsõ elemen, például sonotródán keresztül ultrahangot alkalmazunk, és az elsõ elemen vagy egy második elemen, például egy ellenelektródán keresztül a hegesztendõ vezetékekre nyomást gyakorlunk, és ahol a szorítókamra egy jellemzõjének nagyságát mérjük. A találmány tárgya továbbá egy eljárás összehegesztett villamos vezetékek, elsõsorban fonott vezetékek hegesztett átmenõ- és végsõ csomópontjainak vagy fonott vezetékek tartóhoz történt hegesztésének minõségvizsgálatára. Villamos vezetékek, például fonott vezetékek (Litzen) csomópontjainak ultrahangos hegesztésekor, például olyan rézvezetékek hegesztésénél, amelyek több szálból állnak, a vezetékeket egy szorítókamrába helyezik, összepréselik és azután ultrahanggal egymáshoz hegesztik oly módon, hogy az egyes szálak egymáshoz képest rezgésbe jönnek. A szálak egymáshoz történõ súrlódása a felületi rétegek összehegedéséhez vezet, és így a hegesztési folyamat után szilárd csomópont alakul ki. A vezetékek összeszorítása és hegesztése során a szorítókamra méretét csökkentik. Ez a térfogatváltozás mérhetõ útjeladók segítségével, és a mért érték a hegesztés minõségére jellemzõ értékként használható fel. A csomópont szilárdsága a döntõ minõségi kritérium az ultrahangos hegesztés minõségellenõrzése során. Ahhoz, hogy egy adott csomópont szilárdságát meg lehessen határozni, a csomópontot húzással vagy nyírással roncsolják vagy nem roncsolják egy bizonyos keménységmérési eljárás (Splice Checker) során. Az EP B 0 208310 számú dokumentum egy alapmegoldást ismertet munkadarabok ultrahangos hegesztésének minõsítési eljárására vonatkozóan. Ennek során egy ultrahangos hegesztõberendezés sonotródájával ultrahang-energiát bocsátanak egy ellenelektródán felfekvõ munkadarabra, amikor is a sonotródának a munkadarabra történõ felfektetésekor egy alapmérést végeznek, majd a sonotróda aktiválásával és a kívánt alakítási út megtételével a mûveletet elvégzik. Az S U A 77337 olyan eljárást ismertet ultrahangos hegesztésére, amelynek segítségével hõre lágyuló anyagokat lehet hegeszteni. Ezeknél egy közvetlenül a sonotródára felerõsített mérõelemmel mérik a sonotróda süllyedésének mértékét, és ezzel a munkadarabnak a hegesztés során létrejövõ alakváltozását. Az útjel második idõbeli lefutásának elõjelváltásakor a hegesztési folyamat befejezõdik. A DE A 2 149748 számú dokumentumban olyan eljárást és berendezést, valamint rendszert ismertetnek, amely alkalmas integrált áramkörök csomópontjainak kialakítására. Annak érdekében, hogy ezek a csomópontok javított minõségûek legyenek, a szerszámba 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 bevezetett teljesítményt, valamint az útjeladó által jelzett deformáció létrehozásához szükséges energiát használják fel a folyamat vezérlésére. Az FR A 2 302172 számú dokumentumból ismert ultrahangos hegesztési eljárás olyan vezérlése, amelynek során egy sonotródának a hegesztési folyamat alatt történõ lesüllyedésének sebességét mérik, meghatározott határértékekkel összehasonlítják, és egy bizonyos beállított energiaszint átlépése esetén a sonotróda energiafelhasználását korlátozzák. A WO A 9/10866 számú dokumentumban olyan eljárást és berendezést ismertetnek vezetékek összehegesztésére, amelyek segítségével a hegesztést a csomópont keresztmetszetének méretétõl függetlenül lehet elvégezni még akkor is, ha egymás után különbözõ keresztmetszetû vezetékek hegesztése történik. Itt az összehegesztendõ vezetékek összepréselése után mérik a szorítókamra jellegzetes méretét. Ahhoz, hogy az összehegesztendõ vezetékeket befogadó szorítókamra magasságát és szélességét a megfelelõ mértékben lehessen beállítani, és a mindenkori hegesztési keresztmetszet automatikusan beállítható legyen, olyan berendezéseket alkalmaznak, amilyeneket például az EP B 0 143936 vagy a DE C- 3719083 számú dokumentumok ismertetnek. A jelen találmánnyal a célunk olyan eljárás kialakítása, illetve az ismert eljárás továbbfejlesztése oly módon, hogy közvetlenül a csomópont létrehozása után ellenõrizhetõ legyen, hogy a hegesztés megfelel¹e a minõségi elõírásoknak. Célunk volt még olyan eljárás kidolgozása, amely alkalmas összehegesztett vezetékek hegesztési minõségének vizsgálatára. A kitûzött feladatot a találmány szerint olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során a vezetékek összehegesztése után a szorítókamrát nyomásmentesítjük, és az összehegesztett vezetékekre ultrahangot bocsátunk, végül pedig megmérjük a szorítókamra egy jellemzõjének nagyságát. A találmány szerint a hegesztés minõségének vizsgálata közvetlenül a szorítókamrában történhet anélkül, hogy ehhez járukékos berendezésekre lenne szükség. A találmány szerint a szorítókamrát a hegesztés után nyomásmentesíteni kell, hogy azután egy rövid hullámimpulzust lehessen a csomóponti hegesztésre bocsátani. Amennyiben a hegesztés nem kellõen szilárd, az impulzus által rezgésbe hozott vezetékek vagy fonatok a szorítókamra nyomásmentesített határolófalai felé mozdulnak el. Így mód van arra, hogy a határolófalak kitérjenek, és az ezután elvégzett nyomásnöveléssel a második elem, például az ellenelektróda vagy üllõ egy viszonylag jelentõs elmozdulása jön létre. Ennek az elmozdulásnak a mértéke mérhetõ egy útjeladóval, és így mód van arra, hogy következtetni lehessen a hegesztés minõségére, vagyis, hogy az megfelelõ vagy nem megfelelõ. Ha ugyanis csak csekély elmozdulás történik, az a következtetés vonható le, hogy a hegesztési varrat rendelkezik az elõírt szilárdsággal. A nyomásmentesítés általában azt jelenti, hogy például a szorítókamra egy határoló- vagy oldalfalát tehermentesítjük vagy kioldjuk úgy, hogy az oldalfal a máso- 2
1 HU 007 79 T2 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 dik elemet kimozdító, felpuhuló csomópont nyomása elmozdítja abban az esetben, ha az nem rendelkezik az elõírt szilárdsággal. A határolóelem kitérése következtében a lágy csomópont mintegy szétnyílik úgy, hogy a második elem az elsõ elem irányába elmozdul. Ilyen módon nem kielégítõ szilárdságú csomópont esetén a második elem jellegzetes utat tesz meg. A határolóelem kitérése, vagyis annak elmozdulása jellemzõ nagyságként is felhasználható ahhoz, hogy következtetéseket lehessen levonni a csomópont minõségét illetõen. Megfelelõ paraméterek kiválasztása esetén, például ha a vizsgálathoz nyomóerõt, amplitúdót vagy egy impulzushullám idõtartamát használjuk fel, az elmozdulásváltozás segítségével meg tudjuk különböztetni, hogy a hegesztés, illetve a csomópont megfelelõ szilárdságú¹e vagy nem, vagyis megfelel¹e a minõségi elõírásoknak vagy nem. A szorítókamra nyomásmentesítése különösen úgy végezhetõ el, hogy ha a szorítókamrát legalább három elem határolja, és a hegesztés után legalább egy elem az összehegesztett vezetékekhez képest a megfelelõ mértékben kioldódik, illetve tehermentesül. A nyomásmentesítés megtörténik abban az esetben is, ha az egyik elemet elállítjuk a szorítókamra nyitásához. Az a jellemzõ érték, amely következtetni enged a hegesztés minõségére, elõnyösen egy geometriai jellemzõ, például magasság, szélesség vagy a szorítókamra átmérõje, amikor is az adott geometriai értéket például egy útjeladó szolgáltatja. Amikor a szorítókamra átmérõjét mérjük, a szorítókamra a kerülete mentén zárt helyzetben van. Elõnyösen választható jellemzõ értéknek az ultrahangot szolgáltató elsõ elem (a sonotróda) és a nyomásátvivõ második elem (az üllõ vagy ellenelektróda) közötti távolság. Más szóval a találmány lényegében villamos vezetékek ultrahanggal történõ összehegesztésére vonatkozik, ahol a vezetékeket egy, legalább két határolófelülettel körbevett szorítókamrába helyezzük, és a szorítókamra zárása után összehegesztjük, ahol egy sonotróda segítségével ultrahangot, illetve ultrahangos rezgéseket alkalmazunk, és egy ellenelektródával a vezetékekre nyomást fejtünk ki. Annak érdekében, hogy a hegesztési hely jóságát egyszerû eszközökkel tudjuk megvizsgálni, a találmány szerint a vezetékeknek a szorítókamrában történõ összehegesztése után a szorítókamrát nyomásmentesítjük, és azután ultrahangimpulzust, illetve ultrahangos rezgési impulzusokat bocsátunk az összehegesztett vezetékekre és ugyanakkor nyomóerõt fejtünk ki ezekre, majd végül mérjük a sonotróda és az ellenelektróda közötti távolság változását. A nyomóerõ kifejtése során a vezetékeket a szorítókamra nyomásmentesítésével, például az egyik határolófal kioldásával engedjük kitágulni, amennyiben a vezetékek a határolóelemek irányában alakváltozást szenvedtek. A minõség ellenõrzésére vonatkozó eljárás találmány szerinti továbbfejlesztése ultrahanggal összehegesztett vezetékek esetében abban áll, hogy a vezetékeket a szorítókamrában a szorítókamra keresztmetszetének csökkentésével összepréseljük és összehegesztjük, és a szorítókamra nyomásmentesítése aminek során az összehegesztett vezetékek az elsõ elem és a második elem között maradnak és az ultrahang újra történt alkalmazása után az összehegesztett vezetékekre az elsõ elem és/vagy a második elem segítségével nyomást fejtünk ki, és végül megmérjük a szorítókamra egy jellemzõjének nagyságát és/vagy az összehegesztett vezetékek geometriáját. Ilyen módon a szorítókamra jellemzõ értékének és/vagy az összehegesztett vezetékek geometriájának függvényében lehet a hegesztés minõségét értékelni. Különösen elõnyös, ha jellemzõként egy geometriai méretet, például a szorítókamra magasságát, szélességét vagy átlóját, elõnyösen az elsõ és második elem közötti távolságot választjuk, és a geometriai jellemzõ mérésére például útjeladót alkalmazunk. Az ultrahang újra történõ alkalmazását 10 ms T 20 ms idõtartamig végezzük. Ezáltal az ultrahanggal történõ további kezelés közvetlenül a hegesztési eljárás lezárása után, mintegy annak folytatásaként történik. Ahhoz, hogy biztosítani tudjuk, hogy a selejtes hegesztések az üzemi gyártási folyamatot ne tudják befolyásolni, a találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében nem megfelelõ minõségû hegesztés észlelése esetén nyitott szorítókamrában az összehegesztett vezetékekre ultrahang újbóli alkalmazásával egyidejûleg olyan nyomást fejtünk ki, amely a hegesztési varratot teljesen vagy legalább nagymértékben összeroncsolja. Ha a hegesztés megfelel az elõírásoknak, el lehet végezni egy célzott utósûrítést nyitott szorítókamrában annak érdekében, hogy a hegesztési varrat szilárdságát növeljük. A találmány szerint a minõségellenõrzést végezhetjük attól a hegesztõberendezéstõl függetlenül is, amelyben a vezetékek össze lettek hegesztve, bár elõnyösen ugyanabban a berendezésben célszerû ezt is ott elvégezni, ahol a hegesztés történt, amelynek során az átmenõ- vagy végcsomópontokat alakítottuk ki. Ennek megfelelõen az összehegesztett vezetékeket nyomásmentesítés után ultrahangot szolgáltató elsõ elem, például sonotróda, és egy második elem, például ellenelektróda, közé helyezzük, az elsõ elemmel ultrahangot gerjesztünk, és megmérjük a két elem közötti távolságnak az ultrahang alkalmazása alatt vagy az után létrejött változását, az összehegesztett vezetékek egyidejû nyomás alá helyezése mellett. Így a fent említett módon megtörténhet az elsõ és második elem közti távolságváltozás kiértékelése, hogy kiderüljön: az összehegesztett vezetékek megfelelnek¹e a minõségi követelményeknek. Ha az elsõ és második elem közötti távolság változása meghaladja a megengedett értéket, a vizsgálat eredményeként azt lehet mondani, hogy a hegesztett kötés nem felel meg a követelményeknek. A fentiekben leírt minõségellenõrzéshez tartoznak mindazok a paraméterek, illetõleg mérési eljárások, amelyeket az összehegesztett vezetékek minõségének meghatározására bemutattunk. 3
1 HU 007 79 T2 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 A találmány további részleteit, elõnyeit és jellemzõit nem csupán a csatolt igénypontokban ismertetjük, hanem az ott leírt jellemzõket egyedenként és/vagy kombinálva az alábbiakban kiviteli példák és rajzok segítségével is bemutatjuk. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti ultrahangos hegesztõberendezés elvi vázlata, a 2. ábra az ultrahangos hegesztõberendezés szorítókamrájának rajza egy elsõ helyzetben, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott szorítókamra egy második helyzetben, és a 4. ábra a szorítókamra egy másik kiviteli alakjának rajza. Az elsõ ábrán egy olyan hegesztõberendezés látható, amely elsõsorban villamos vezetékek ultrahangos hegesztésére alkalmas, átmenõ¹, illetve végcsomópontok kialakításához. A berendezés tartalmaz egy 10 ultrahangos hegesztõberendezést, amely ismert módon tartalmaz egy 12 konvertert, adott esetben egy 14 erõsítõt (booster), valamint egy 16 sonotródát. A 16 sonotróda, illetve annak valamelyik felülete, többrészes 18 ellenelektródaként van kialakítva (lehet üllõnek is nevezni), továbbá egy 20 szánt. Ilyen berendezést ismertet például a DE C 319083 számú dokumentum, amelyre itt a technika állásaként hivatkozunk. A 16 sonotróda, illetve annak felülete, a 18 ellenelektróda, valamint a 20 szán egy állítható keresztmetszetû szorítókamrát határol, amelyet a 2 4. ábrákon részletesen is ismertetni fogunk. A szorítókamrában helyezkednek el az összehegesztendõ elemek, például villamos vezetékek. A 12 konverter 22 kábelen keresztül van egy 24 generátorral összekapcsolva, amely ugyancsak 26 kábelen keresztül van egy 28 személyi számítógéppel összeköttetésben, amelynek segítségével a hegesztési folyamat vezérlése történik, és amelybe a hegesztési paramétereket, illetve az összehegesztendõ vezetékek keresztmetszeti adatait lehet betáplálni, vagy amelybõl adott esetben a tárolt értékeket lehet lehívni. A 2. ábrán látható, hogy a 10 ultrahangos hegesztõberendezés a 16 sonotróda, a 18 ellenelektróda és a 20 szán által határolt 30 szorítókamrával van ellátva, ahol a kiviteli példában szereplõ 32 villamos vezetékek vannak elhelyezve. A 18 ellenelektróda egy függõlegesen állítható oszlop vagy 34 lemez, amelybõl egy vízszintesen elmozdítható 36 keresztszán tolható ki. A függõlegesen mozgatható 34 lemez egy 38 útjeladóval van összekapcsolva. A 34 lemez vízszintes elmozdulását, továbbá a 36 keresztszán és a 20 szán mozgását 40, 42 és 44 nyilak jelzik. Amikor a 32 vezetékeket a 30 szorítókamrába helyezzük, elõször a 20 szánt mozgatjuk a 32 vezeték felé. Ennek megfelelõen a 36 keresztszán megfelelõ helyzetbe kerül, hogy a 34 lemeznek a 20 szán, azaz annak a 30 szorítókamrát határoló 46 lapja mentén állítható legyen. A 30 szorítókamra alsó határolófelületét a 16 sonotróda egy 48 felülete határolja. Az ezzel szemben fekvõ határolófelület a 36 keresztszán egy 0 felülete. A többi, a 46 határolófelülettel párhuzamosan futó 2 határolófelületeket a 34 függõleges lemez képezi. A lezárt 30 szorítókamrában történik ezután a 32 vezetékek összepréselése, majd egymáshoz történõ hegesztése, amelynek során a 16 sonotródával ultrahangos rezgés hozunk létre. Egyidejûleg a 18 ellenelektróda vagy üllõ a 40 nyíl irányába, azaz a 16 sonotróda 48 határolófelületének az irányába mozdul el, miáltal megtörténik a 32 vezetékekre a szükséges erõhatás, illetve nyomás kifejtése. A hegesztési folyamat befejezése, azaz egy 4 csomópont kialakítása után, a 3. ábrán látható módon a 20 szán nyomásmentesítése megtörténik. Ez elvégezhetõ egyszerû kioldással, vagy a 20 szán tehermentesítésével oly módon, hogy az a 49 nyíl irányában, az összehegesztett csomópontra ható erõk hatására elmozduljon. A nyomásmentesítés úgy is történhet, hogy a 30 szorítókamrát a 20 szán eltolásával nyitjuk. Ekkor az 4 csomópontra további nyomóerõt fejtünk ki a 18 ellenelektróda, illetve a 36 keresztszán segítségével, és egyidejûleg ultrahangot, illetve megfelelõ ideig megfelelõ amplitúdójú hangimpulzust gerjesztünk a 16 sonotróda segítségével az 4 csomópont felé. Ezzel a vezetékek, illetve vezetékfonatok, amelyek az 4 csomópontot alkotják, a 20 szán irányába térnek ki, mégpedig olyan mértékben, amely attól függ, hogy milyen szilárdsággal rendelkezik az 4 csomópont. Minthogy a 36 keresztszánon keresztül az 4 csomópontra erõ hat, a 18 ellenelektróda függõleges irányban elmozdul, amikor a vezetékek vagy a vezetékfonatok ennek a mozgásnak kitérnek. Ezt a kitérést méri a 38 útjeladó és továbbítja egy 6 vezérlõegység felé. A 38 útjeladó által továbbított, megállapított eltérésbõl az 6 vezérlõegységben kimutatható, hogy az 4 csomópont rendelkezik¹e a szükséges szilárdsággal, és ennek megfelelõen a megkívánt minõséggel, vagy nem rendelkezik. Ha az 4 csomópont szilárdsága kielégítõ, a 38 útjeladó a 18 ellenelektróda csupán egy minimális elmozdulását észleli. Ha például egy csomópont keresztmetszete 1, mm, az elmozdulás mintegy 0,0 mm lehet, ha a csomópont megfelelõ szilárdságú. Ha nem így van, akkor például egy 2 bar nagyságú nyomóerõ és egy 40 ms¹os hangimpulzus mellett az eltérés 0,2 mm is lehet, ami azt jelenti, hogy a csomópont szilárdsága a további megmunkáláshoz nem elegendõ. Ha egy csomópont, amelynek keresztmetszete 10, mm 2 és a méret eltérés mintegy 0,03 mm, akkor a csomópont szilárdsága megfelelõ. Nem megfelelõ szilárdságú csomópont esetén mintegy 0,1 mm¹es eltérés mérhetõ, 3 bar nyomás és ms¹os hangimpulzus esetén. A 4. ábrán látható elvi vázlatból kitûnik, hogy megfelelõ minõség¹, illetve szilárdságvizsgálat csak akkor végezhetõ, ha a szorítókamra nemcsak egy oldalról, hanem több oldalról is nyomásmentesített. Mérvadó ebben a vonatkozásban kizárólag az, hogy egy 8 csomópont egy nyomóerõ kifejtésére alkalmas 62 ellenelektróda és egy ultrahangot generáló 60 sonotróda között legyen elrendezve, ahogy az a 4. ábrán látható. 4
1 HU 007 79 T2 2 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 Ekkor a hegesztési 8 csomópontot körülvevõ határolófalak a szorítókamra 64 és 66 szánjai, amelyek a minõség-ellenõrzés, vagyis a további ultrahangos behatás és nyomóerõ kifejtése során nyomásmentesíthetõk, illetve oldalirányban elmozdíthatók. A 4. ábra szerinti kiviteli alaknál a 62 elem egy fonott vezetékhez kapcsolandó tartóelem, amely az elektródán, illetve az üllõn van feltámasztva, és amely ezen a bemutatott kiviteli példán nem látható. A találmány alapját alkotó elmélet úgy is kiterjeszthetõ, hogy amikor a minõségvizsgálat során az derülne ki, hogy a csomópont a megfelelõ szilárdsággal nem rendelkezik, egy további ultrahanghatást és egyidejûleg nyomóhatást kell kifejteni, miáltal az 4 csomópont mintegy szétesik, és ezáltal figyelembe vétele a további gyártási folyamat során nem szükséges. A találmány szerinti megoldás arra is lehetõséget nyújt, hogy nem megfelelõ szilárdságú csomópontokat célzottan utánsûríteni lehessen. Ez nyitott szorítókamrával történhet, amikor is a csomópontok szilárdságát megnöveljük oly módon, hogy további ultrahangimpulzusokat bocsátunk a csomópontra és egyidejûleg nyomóerõt fejtünk ki irányukba. Jóllehet a találmányt hegesztett villamos vezetékek, illetve vezetékfonalak hegesztésével kapcsolatban ismertettük, ez nem jelenti azt, hogy a találmány csupán erre a megoldásra vonatkozik. Ugyanígy elvégezhetõ például valamely tartóra felhegesztett vezetõfonadék szilárdságának vizsgálata. Ennek során a tartó célszerûen a szorítókamra egy határolófalát alkothatja. Ehhez a tartót az ellenelektródára kell felütköztetni. A nyomóerõ kifejtése ilyen módon a sonotróda segítségével történik. Megoldás lehet az is, hogy a vezetõfonadékot a sonotródára, a tartót pedig erre helyezzük rá. A nyomóerõ kifejtése az ellenelektródával vagy üllõvel történik, amelyek így a hordozón ütköznek fel. Hasonlóképpen, jóllehet a jelen leírásban villamos vezetékek átmenõ- vagy végcsomópontjainak hegesztését és minõségvizsgálatát ultrahangos hegesztõberendezésben végezve ismertettük, amikor is a vezetékek, illetve fonott vezetékek hegesztése és a minõségellenõrzés ugyanabban a berendezésben történik, nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti megoldás alkalmazható úgy is, hogy a minõség-ellenõrzés egy külön berendezésben történik, amelynek fõ elemeit egy ultrahangos rezgéseket kibocsátó sonotróda és egy, a sonotródához tartozó ellenelektróda, illetve üllõ képezik. Ebben az esetben a szilárdság szempontjából vizsgálandó hegesztett vezetékeket, például átmenõ- vagy végcsomópontokat, vagy akár egy tartóra hegesztett vezetõfonadékot egy sonotróda és egy üllõ között kell elrendezni, hogy a fentiekben részletesen ismertetett módon az összehegesztett vezetékekre ultrahang impulzust lehessen bocsátani egyidejû nyomó igénybevétel mellett. Ebben az esetben is mérni kell a sonotróda és az üllõ közötti távolság megváltozását ahhoz, hogy a hegesztett kötés szilárdságára következtetni lehessen. A találmány szerinti minõségellenõrzésnek az is jelentõs elõnye, hogy a különbözõ hegesztõberendezésekben összehegesztett vezetékeket például egy központi helyen vizsgálhatjuk anélkül, hogy ezzel az üzemi hegesztési folyamatot befolyásolnánk. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás villamos vezetékek (32), például fonott vezetékek hegesztésére ultrahanggal, amelynek során elsõsorban fonott vezetékek átmenõ- és végcsomópontjainak elõállítását vagy fonott vezetékeknek tartóhoz történõ hegesztését végezzük, ahol a vezetékeket egy legalább két határolóelemmel körülvett szorítókamrába (30) helyezzük, majd a szorítókamra zárása után hegesztést végzünk, ahol egy elsõ elemen, például sonotródán (16) keresztül ultrahangot alkalmazunk, és az elsõ elemen vagy egy második elemen, például egy ellenelektródán (18) keresztül a hegesztendõ vezetékekre nyomást gyakorlunk, és ahol a szorítókamra egy jellemzõjének nagyságát mérjük, azzal jellemezve, hogy a vezetékek (32) összehegesztése után a szorítókamrát (30) nyomásmentesítjük és az összehegesztett vezetékekre ultrahangot bocsátunk, végül pedig megmérjük a jellemzõ nagyságát. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szorítókamrát (30) legalább három elemmel (16, 18, 20) vesszük körül, és a hegesztés után legalább egy, elõzõleg a hegesztendõ vezetékekhez rögzített, például reteszelt elemet (20) nyomásmentesítünk, például kioldunk. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy jellemzõként egy geometriai méretet, például a szorítókamra (30) magasságát, szélességét vagy átlóját, elõnyösen az elsõ és második elem (16, 18) közötti távolságot választjuk. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a geometriai jellemzõ mérésére útjeladót (38) alkalmazunk.. Eljárás ultrahangos hegesztõberendezés (10) szorítókamrájában (30) az 1. igénypont szerint hegesztett villamos vezetékek (32) minõségvizsgálatára, azzal jellemezve, hogy a vezetékeket (32) a szorítókamrában (30) a szorítókamra (30) keresztmetszetének csökkentésével összepréseljük és összehegesztjük, és a szorítókamra (30) nyomásmentesítése aminek során az összehegesztett vezetékek (32) az elsõ elem (16) és a második elem (18) között maradnak és az ultrahang újbóli alkalmazása után az összehegesztett vezetékekre (32) az elsõ elem (16) és/vagy a második elem (18) segítségével nyomást fejtünk ki, és végül megmérjük a szorítókamra jellemzõjének nagyságát és/vagy az összehegesztett vezetékek (32) geometriáját. 6. Az 1. vagy. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az összehegesztett vezetékekre (32) a második elem (18) segítségével fejtünk ki nyomást. 7. Az. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szorítókamra jellemzõ nagyságának és/vagy az összehegesztett vezetékek (32) geometriájának függvényében értékeljük a hegesztés minõségét.
1 HU 007 79 T2 2 8. Az. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy jellemzõként egy geometriai méretet, például a szorítókamra (30) magasságát, szélességét vagy átlóját, elõnyösen az elsõ és második elem (16, 18) közötti távolságot választjuk, és a geometriai jellemzõ mérésére például útjeladót (38) alkalmazunk. 9. Az 1 8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ultrahang újra történt alkalmazását 10 ms T 20 ms idõtartamig végezzük. 10. Az 1 9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ultrahang újra történt alkalmazásával egyidejûleg az összehegesztett vezetékekre (32) 1 bar P 4 bar nyomást fejtünk ki. 11. Az 1 10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nem megfelelõ minõségû hegesztés észlelése esetén nyitott szorítókamrában (30) az összehegesztett vezetékekre (32) ultrahang újbóli alkalmazásával egyidejûleg olyan nyomást fejtünk ki, amely a hegesztési varratot teljesen vagy legalább nagymértékben összeroncsolja. 10 1 20 12. Az 1 10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy megfelelõ minõségû hegesztés észlelése esetén nyomásmentesített szorítókamrában (30) az összehegesztett vezetékekre (32) ultrahang újbóli alkalmazásával egyidejûleg olyan nyomást fejtünk ki, amellyel a hegesztési varratot célzottan utósûrítjük. 13. Eljárás összehegesztett villamos vezetékek, elsõsorban fonott vezetékek hegesztett átmenõ- és végcsomópontjainak vagy fonott vezetékek tartóhoz történt hegesztésének minõségvizsgálatára, azzal jellemezve, hogy az összehegesztett vezetékeket nyomásmentesítés után ultrahangot szolgáltató elsõ elem, például sonotróda és egy második elem, például ellenelektróda közé helyezünk, és hogy az elsõ elemmel ultrahangot gerjesztünk, és megmérjük a két elem közötti távolságnak az ultrahang alkalmazása alatt vagy az után létrejött változását, az összehegesztett vezetékek egyidejû nyomás alá helyezése mellett. 6
HU 007 79 T2 Int. Cl.: B23K 20/10 7
HU 007 79 T2 Int. Cl.: B23K 20/10 8
HU 007 79 T2 Int. Cl.: B23K 20/10 9
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest