Brevet FR2225247A1 — publié le 19741108

L'invention est relative au soudage ultra-sonique en contiez Dans les machines actuellement utilisées pour cette opération, les pièces à souder passent entre un organe fixe, ou sono t rode, transmettant les ondes ultra-soniques, et une pièce d'appui, en général mobile. Pour que les ondes ultra-soniques puissent passer de la sonotrode aux pièces à souder, celles-ci sont soumises à une pression de contact de la part de la sonotrode et de la pièce d'appui. Ce passage sous pression présente plusieurs difficultés d'une part, comme les pièces sont pincées entre la sonotrode et la pièce d'appui, l'entratnement de la pièce supérieure à souder est défectueux du fait de son frottement contre la sonotrode ; d'autre part, ce frottement provoque sur la sonotrode un encrassement dfl au raclage qu'elle exerce sur la pièce supérieure enfin, la pression de contact interdit d'utiliser des pièces à souder de faible épaisseur en raison de l'effort de traction nécessaire à leur entrarnement et de l'arrachage de matière qui se produit au passage sous la sonotrode. L'invention aprincipalement pour but de fournir un procédé et une machine pour le soudage ultra-sonique qui, tout en maintenant la pression de contact nécessaire à la transmission des ondes, résolvent les difficultés citées. A cet effet, le procédé selon l'invention, dans lequel on fait passer en continu et sous pression au moins deux pièces superposées à souder entre l'organe de transmission des ondes ultra-soniques, ou sonotrode, et une pièce d'appui, est caractérisé par le fait qu'on fait passer, entre la sonotrode et les pièces à souder, un élément mobile de faible épaisseur ne perturbant pas la transmission des ondes et évitant tout contact mécanique direct entre la sonotrode et les pièces à souder. La machine selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte un organ#e de transmission des ondes ultra-soniques, ou sonotrode, une pièce d'appui, des moyens pour soumettre les pièces à souder à une pression de la part de la sonotrode et de la pièce d'appui, et un élément mobile de faible épaisseur agencé pour séparer la sonotrode et les pièces à souder et pour ne pas perturber la transmission des ondes ultra-soniques. Si la pièce d'appui opposée à la sonotrode est fixe, on peut également faire passer un élément mobile analogue entre elle et les pièces à souder. Si la pièce d'appui est mobile avec les pièces à souder, ce second élément n'est pas nécessaire. L'élément mobile, peut, par exemple, être constitué par un ruban sans fin, un disque tournant ou une lame à mouvement alternatif. On comprendra bien l'invention à l'aide de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: Fig. 1 est une élévation, partiellement en coupe, montrant une partie dUne machine selon un mode de réalisation de l'invention, et Fig. 2 à 4 sont des vues analogues montrant diverses variantes de réalisation. La Fig. I représente une machine ultra-sonique à souder en continu, qui comporte, d'une manière connue, un organe I de transmission des ondes, ou sonotrode, dont la désigne la partie acoustique, une table 2 pour la réception et le passage des pièces à souder, une pièce d'appui 3 située en regard de la sonotrode 1 et des moyens pour faire avancer les pièces à souder. Les pièces à souder sont représentées sous la forme de deux bandes 4, 5 de matière thermoplastique superposées qui passent entre la sonotrode 1 et la pièce d'appui 3. Une pression P est appliquée par la sonotrode sur les pièces à souder pour assurer le passage des ondes dans celles-ci et pour les maintenir plaquées l'une contre l'autre pendant le soudage. Quant au déplacement des pièces 4, 5 dans le sens de la flèche A, il est assuré par le fait que la pièce d'appui 3 est constituée par une roue d'entra#nement dont l'arbre 6 tourne dans le sens indiqué par la flèche B. Selon l'invention, pour éviter le contact direct entre la bande de la pièce supérieure à souder 4 et la sonotrode 1, ce contact nuisant au bon entrarnement des bandes et provoquant un bourrage de matière sous la sonotrode, on fait passer, entre la sonotrode I et la bande supérieure 4, un élément mobile 7 de faible épaisseur. Dans le mode de réalisation représenté, cet élément 7 est un ruban métallique, par ex#emple en acier inoxydable, de largeur de préférence égale à celle de la sonotrode, et d'une faible épaisseur, de l'ordre de 0,1 à 0,2mm, pour ne pas modifier la longueur d'onde et pour ne pas obsorber trop d'énergie. Le ruban sans fin 7 est mu par une roue d'entrainement 15, synchronisée avec la roue 3, et il passe sur des galets 8 et 8'. En fonctionnement, le ruban 7 est donc entratné, suivant la flèche C, à la meme vitesse linéaire que les bandes 4,#5. Lors de leur passage, les bandes n'ont aucun contact de frottement. En effet, le ruban 7 et la roue 3, qui pincent les bandes sous l'action P de la sonotrode, se déplacent avec les bandes, dans le mtme sens et à la meme vitesse que celles-ci. Il n'y a donc aucun frottement des bandes contre un organe fixe au passage sous la sonotrode. Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, où l'on a adopté les mimes références, la machine comporte, comme dans la Fig. 1, la sonotrode I, la table 2 pour le passage des bandes 4, 5 superposées et le ruban 7, guidé par les galets 8 et 8' et mu comme dans le cas de la Fig. 1 par une roue d'entrainement. Toutefois, la pièce d'appui est fixe et constituée par une enclume 9. Selon l'invention, on a recours à un deuxième ruban 10, analogue au ruban 7, qui est sans fin et passe sur des galets Il, dont l'un au moins est moteur ; et entre l'enclume et la bande inférieure 5 les mouvements des rubans sans fin 7 et 10 sont synchronisés. Le ruban 10 est donc entrafné suivant la flèche D à la meme vitesse linéaire que les bandes 4 et 5 et le ruban 7. La machine représentée en Fig. 3 est identique à celle de la Fig. 1 en ce qui concerne la sonotrode 1 et la pièce d'appui constituée par la roue d'entratnement 3. Toutefois, le ruban 7 de la Fig. 1 est remplacé par un disque flexible 12 propre à tourner autour d'un axe parallèle à l'axe de la sonotrode mais décalé par rapport à lui de manière que la partie périphérique du disque puisse passer sous la sonotrode en se déformant de manière élastique, comme montré en I2a. Le disque 12 est entra#- né positivement par son axe et présente les mimes caractéristiques d'épaisseur et de nature que les rubans 7 et 10. On montré en traits mixtes sur la Fig. 3 une variante suivant laquelle la molette 3 est remplacée par une enclume fixe 9, comme dans la Fig. 2. Pour éviter tout contact de frottement entre la bande inférieure 5 et l'enclume on prévoit un disque 15 identique au disque 12 et solidarisé à lui par calage sur le meme axe. Le disque 13 passe entre l'enclume et la bande inférieure 5 en se déformant élastiquement en 13aO La machine de la Fig. 4 est identique à celle de la Fig. 1 en ce qui concerne la sonotrode 1 et la pièce d'appui constituée par la roue 3. Toutefois, le ruban 7 de la Fig. 1 est remplacé par une bande 14 propre à se déplacer suivant un mouvement alternatif montré par la double flèche E. On voit donc que l'invention élimine tout contact de frottement entre les pièces à souder et la sonotrode fixe et, le cas échéant, la pièce d'appui quand celle-ci est fixe, ce qui évite tout arrachement de matière et permet de traiter des pièces de faible épaisseur. Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ; il va de soi que l'on pourrait, au contraire, concevoir diverses variantes sans sortir de son cadre, notamment quant à l'agencement de l'élément mobile qui passe entre la pièce supérieure 4 à souder et la sonotrode 1 ou de l'élément mobile qui, le cas échéant, passe entre la pièce d'appui et la bande inférieure. Par ailleurs, l'invention peut etre utilisée dans le cas d'une opération de soudagedécoupe, l'élément mobile supérieur appuyant contre le couteau tournant et protégeant ainsi la sonotrode. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage ultra-sonique consistant à faire passer en continu et sous pression au moins deux pièces superposées à souder entre l'organe de transmission des ondes ultra- soniques, ou sonotrode, et une pièce d'appui, caractérisé par le fait qu'on fait passer, entre la sonotrode et les pièces à souder, un élément mobile de faible épaisseur ne perturbant pas la transmission des ondes et évitant tout contact mécanique direct entre la sonotrode et les pièces à souder, 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on fait également passer un élément mobile, analogue au précédent, entre la pièce d'appui et la pièce à souder inférie# 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément mobile se déplace à la meme vitesse linéaire que les pièces à souder. 4. Machine de soudage ultra-sonique en continu, comportant un organe (1) de transmission des ondes ultra-soniques, une pièce d'appui (3), des moyens pour soumettre les pièces (4, 5) à souder à une pression (P) de la part de l'organe (i) et de la pièce d'appui (3, 9) et un élément mobile (7, 12, 14) de faible épaisseur agencé pour séparer l'organe (1) et les pièces (4,5) à souder et pour ne pas perturber la transmission des ondes ultrasoniques. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la pièce d'appui (3) est constituée par la roue d'en tratnement des pièces à souder (4, 5). 6. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la pièce-d'appui (9) est fixe et qu'on prévoit un second élément mobile (10, 13), analogue à celui mentionné sous 4, entre la pièce d'appui (9) et les pièces (4, 5) à souder. 7. Machine selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les éléments mobiles (7,10) sont des rubans sans fin. 8. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'élément mobile (12) interposé entre la sonotrode (1) et la pièce à souder supérieure (4) est un disque rotatif souple, 9. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'élément mobile (14) interposé entre la sonotrode (1) et la pièce à souder supérieure (4) est une lame courbe propre à se déplacer suivant un mouvement alternatif. 10. Machine selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisée par le fait que les éléments mobiles sont agencés pour se déplacer dans le meme sens et à la mtme vitesse que les pièces (4, 5) à souder. 11. Machine selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisée par le fait que les éléments mobiles sont des rubans en un acier inoxydable de faible épaisseur.