(57)【要約】  発明は、ソノトロード（８）として設計されている穿孔機と、ダイ（５）とを備える打ち抜きシールユニットに関し、前記ダイ（５）は開口部（１５）を有しており、穿孔機は、打ち抜き方向において開口部（１５）内に移動でき、および開口部（１５）から外へ移動できる。発明はまた、ストリップ状の打ち抜き材料（２０）から打ち抜き部分を打ち抜き、打ち抜き部分を、被処理製品（２１）にシールするための超音波処理装置にも関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソノトロード（８）として形成されている穿孔機と、ダイ（５）とを有する打ち抜きシールユニットであって、前記ダイ（５）は開口部（１５）を有しており、前記穿孔機は、打ち抜き方向において前記開口部（１５）内に移動でき、および前記開口部（１５）から外へ移動でき、ソノトロードプレート（１）には、前記ソノトロードを収容するためのソノトロードプレート開口部が設けられ、前記ソノトロード（８）はフランジ（１０）を有しており、前記ソノトロードプレート開口部は、係止表面を有する内周を有しており、前記フランジは、係止表面を有する外周を有しており、前記２つの係止表面は、互いに対応して形成され、結果として、前記ソノトロードが前記ソノトロードプレート開口部に収容されるときは、前記係止表面は互いに対向することを特徴とする、打ち抜きシールユニット。
【請求項２】
前記フランジは、円周状に設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項３】
前記内周は円錐形状を有しており、前記外周は、前記内周に対応して形成されている円錐形状を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項４】
締め付け要素（１３）が設けられ、前記締め付け要素（１３）は、前記ソノトロードプレート（１）と前記フランジとの両者と接触し、フランジとソノトロードプレート（１）との間の直線的な相対移動を防止するように配置され、前記締め付け要素（１３）は、好ましくはカラー要素を有するスリーブから構成され、前記スリーブは、前記ソノトロードプレート開口部の内部に位置決めされ、前記カラー要素は、好ましくは１つ以上のネジ（７、１４）を使用して前記ソノトロードプレート（１）に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項５】
前記ダイ（５）はダイプレート（２）に固定され、前記ダイプレート（２）は、前記ダイ（５）が挿入されているダイプレート開口部を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項６】
前記ダイプレート開口部は内周を有しており、前記ダイは外周を有しており、前記ダイの前記外周と、前記ダイプレートの前記内周とは、互いに対応するように設計されており、前記ダイプレートの前記内周は、好ましくは円錐形状を有しており、前記ダイ（５）の前記外周は円錐形状を有しており、前記ダイ（５）の前記外周は、前記ダイプレート開口部の前記内周の円錐形状に対応して形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項７】
ダイ締め付けユニットが設けられ、前記ダイ締め付けユニットは、好ましくは、１つ以上のネジ（７、１４）で前記ダイプレート（２）に固定され、少なくとも部分的に前記ダイ（５）と接触していることを特徴とする、請求項６に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項８】
前記ダイ締め付けユニットは、前記ダイの開口部と同じ水平位置にある開口部（１５、１６）を有しており、好ましくは、前記ダイ締め付けユニットと前記ダイ（５）との間に、打ち抜き材料を供給するためのギャップ（１９）が部分的に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項９】
請求項３に従属するときは、前記フランジ（１０）と前記ダイ（５）との前記外周と共に、前記ソノトロードプレート（１）と前記ダイプレート（２）との前記内周は、各々の場合において同じ円錐角を有していることを特徴とする、請求項６または７に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１０】
前記ソノトロードプレートは、直線ガイドを介して、前記ダイ（５）、または前記ダイ（５）が固定されている前記ダイプレート（２）に接続されており、前記直線ガイドは、好ましくはコラムガイドであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１１】
前記直線ガイドはコラムガイドであり、前記ダイプレート（２）にネジ留めされている少なくとも２つのガイド円柱を有しており、前記ソノトロードプレート（１）は、前記ガイド円柱を収容するためのガイド開口部を有しており、各々の場合において、ガイドスリーブ（４）は、好ましくは前記ガイド円柱と前記ガイド開口部との間に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１２】
前記ソノトロード（８）は、前記ダイ（５）に面している前記ソノトロード（８）の表面上に配置されている流入口と、真空源および／または圧縮空気源に接続できる排出口とを有する流体チャネルを有していることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１３】
打ち抜き材料から打ち抜き部分を打ち抜き、前記打ち抜き部分を、被処理製品にシールするための超音波処理装置であって、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニットが設けられていることを特徴とする、超音波処理装置。
【請求項１４】
前記ダイプレート（２）が固定されているフレームと、前記ソノトロードプレート（１）に係合し、前記ソノトロードプレート（１）を前記ダイプレート（２）に対して移動可能な駆動ユニットとが設けられていることを特徴とする、請求項１３に記載の超音波処理装置。
【請求項１５】
打ち抜き材料の供給部と、被処理製品の供給部とが設けられており、前記打ち抜き材料の供給部と、前記被処理製品の供給部とは、前記ダイプレート（２）の両側に配置されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の超音波処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソノトロードとして形成される穿孔機と、ダイとを有する打ち抜きシールユニットに関し、ダイは開口部を有しており、穿孔機は、打ち抜き方向において開口部内に移動でき、および開口部から外へ移動できる打ち抜きシールユニットに関する。更に、本発明は、打ち抜き部分を打ち抜き材料から打ち抜き、打ち抜き部分を被処理製品にシールするための超音波処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業においては、打ち抜き材料から打ち抜かれた打ち抜き部分が、次の処理工程において製品のシールに用いられる場合がある。
【０００３】
例えば、圧力均等化要素として作用するシート状の膜が電子機器のハウジング内に、ライト、ヘッドライト等の内部に組み込まれる。これらの圧力均等化要素により、圧力均等化が可能になり、その結果、膜上でのより低い負荷をもたらし、ひいては装置に隙間が生じ難くなる。シート状の膜が透水性である限り、水分もまたハウジングから逃がすことができる。
【０００４】
予め打ち抜かれたシート状の膜は、キャリアストリップに貼り付けられた状態で提供され、例えば、ハウジングのような製品に溶着またはシールされる。あるいは、シート状の膜はまた、射出成形で作製でき、ハウジングにネジ留め、またはクリップ留めできる。
【０００５】
本出願人により最近開発された超音波処理装置は、一工程で、機械的にシート状の膜を材料ストリップから打ち抜き、それを、プラスチック成形部分に超音波によりシールするものである。このため、公知の超音波処理機が使用され、そこにおいては、ソノトロードと変換器により構成されている超音波振動ユニットが、駆動ユニットにより起動できる供給ユニットに保持されている。ソノトロードは、必要に応じて振幅変倍ユニットを介して変換器に接続できる。供給ユニットは装置フレームに接続され、駆動ユニットを制御することにより、超音波振動ユニットの位置を、機械フレームに対して１方向において前後に移動できる。本出願人が開発した装置の場合、ダイプレートに収容されたダイは、装置のフレームに強固に接続されており、その結果、超音波振動ユニットの移動を通して、ソノトロードを、シート状の膜ストリップからシート状の膜を打ち抜くために、ダイの開口部内に移動できる。
【０００６】
この装置の利点は、打ち抜いたシート状の膜をキャリアストリップに貼り付ける必要がないことである。その代わりに、シート状の膜は、例えばハウジングのような製品への取り付けの直前に打ち抜かれる。
【０００７】
しかし、穿孔機とダイとは互いに正確に位置決めしなければならないので、この装置の位置調整には多くの労力が必要である。打ち抜き工程は、ダイの内周がソノトロードの外周とあまり位置ズレがないときのみ、信頼性が保証される。
【０００８】
従って、ダイプレートを、フレームに対して正確に位置決めしなければならないだけでなく、加えて、フレームと搬送スライドとの間、または搬送スライドと超音振動ユニットとの間の位置関係の許容誤差に対して、高精度な要件を満たさなければならない。
【０００９】
更に、供給ユニットは一方の側のみの上でフレーム上に保持されているので、フレームに対する屈曲が起こり得、その屈曲はソノトロードの対応する位置決めではもはや補償できない。
【００１０】
装置の稼働中にツールの互いに対する位置調整、および特にソノトロードの調整を行うことは、困難であり、結果として、概して、装置の製造者から特別な訓練を受けた技術者が必要となる。位置決め精度が不十分な場合、打ち抜きシール工程の妨げとなると共に、ツールの摩耗の増大につながる。
【００１１】
いずれにしても、例えば、打ち抜かれて溶着されるシート状の膜のサイズを変更するために、ダイまたはソノトロード穿孔機を交換することは、概して、超音波処理装置の使用者には行うことが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、言及した問題を少なくとも低減する打ち抜きシールユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、この目的は、ソノトロードプレートに、ソノトロードを収容するためのソノトロードプレート開口部を設け、ソノトロードはフランジを有し、ソノトロードプレート開口部は、係止表面を有する内周を有し、フランジは、係止表面を有する外周を有し、２つの係止表面は、互いに対応した形状に形成され、結果として、ソノトロードがソノトロードプレート開口部に収容されるときに、係止表面が互いに対向することにより達成される。
【００１４】
この手段を通して、ソノトロードプレートに対するソノトロードの容易な位置決めが可能である。従って、いったんソノトロードプレートが正しく位置決めされると、ソノトロードは、別のソノトロードと容易に置換できる。対応する係止表面が互いに対向するやいなや、ソノトロードは、ソノトロードプレートに対して正しく位置決めされる。
【００１５】
フランジは、ソノトロードと一体で形成できる。あるいは、フランジはまた、ソノトロードと別個に製造でき、ソノトロードに接続できる。フランジをソノトロードに固定するために、例えば、フランジをソノトロード上で焼きばめでき、または、ソノトロードに半田付け若しくは溶接できる。
【００１６】
例えば、ソノトロードは、例えば、円形断面に対して回転対称に設計でき、フランジは、ソノトロードの外部表面上で、回転軸に対して半径方向の一方向において突出でき、円周状に設計できる。ソノトロードプレートはフランジを、ソノトロードが可能な限り自由に振動できるように保持する。あるいは、穿孔機はまた、非円形断面を有することもできる。あるいは、フランジはまた、円周方向において、途切れた形状とすることもできる。
【００１７】
フランジがソノトロードプレートに固定されていることによるソノトロードの振動動作への影響を可能な限り小さくするために、フランジは必要に応じて、ソノトロードの外部表面に近接して、軸方向の広がりが縮小された断面を有している。更に、フランジは、好ましくは、超音波振動との、ソノトロードの共鳴励振の場合、縦振動の振動が最小である領域においてソノトロードに接続される。
【００１８】
更なる好ましい実施形態においては、ソノトロードプレート開口部の内周は円錐形状を有し、ソノトロードのフランジの外周は円錐形状を有し、ソノトロードフランジの外周の円錐形状と、ソノトロードプレート開口部の内周の円錐形状とは、互いに対応した形状となる構成である。
【００１９】
本実施形態は、ソノトロードの、従って穿孔機の、ソノトロードプレートに対する位置決めが簡単に達成できるという利点を有している。ソノトロードのフランジを、単にソノトロードプレートの開口部に挿入するだけで位置決めができる。対応する円錐形状断面により、ソノトロードは自動的に、ほぼ正確にソノトロードプレートに対して配置される。更に、ソノトロード軸と円錐軸との高い同心円性および高い同軸性は利点である。
【００２０】
好ましい実施形態においては、ソノトロードをソノトロードプレートに固定するために、締め付け要素が設けられ、締め付け要素は、ソノトロードプレートに対して軸方向（打ち抜き方向）において、ソノトロードまたはソノトロードフランジの移動を防止するように配置される。この締め付け要素は、例えば、カラー要素を有するスリーブから構成でき、スリーブは、ソノトロードプレート開口部の内部に位置決めされ、カラー要素は、ソノトロードプレートに固定される。ソノトロードプレートへの固定は、例えば、１つ以上のネジを使用して達成できる。あるいは、締め付け要素はまた、めねじを有するソケットとして形成でき、ソケットは、ソノトロードプレートにおいておねじにねじ留めすることができる。
【００２１】
更なる好ましい実施形態においては、ダイはダイプレートに固定され、ダイプレートは、ダイが挿入されるダイプレート開口部を有している。例えば、ダイプレート開口部は円錐状の内周形状を有することができ、ダイは円錐状の外周形状を有することができ、ダイの外周は、ダイプレート開口部の内周に対応した形状に形成される。ここでもまた、ダイは、ダイプレート開口部に対して簡単に位置決めできる。あるいは、非円錐形の対応する係止表面もまた可能である。ダイは、好ましくは一体で形成される。あるいは、ダイはまた、幾つかの部分に形成もできる。
【００２２】
好ましい実施形態においては、ダイ締め付けユニットが設けられ、ダイ締め付けユニットは、好ましくはダイプレートに、１つ以上のネジで固定され、好ましくは、ダイと、少なくとも部分的に接触している。
【００２３】
ダイ締め付けユニットは、ダイの開口部と水平方向位置が同じ位置にある開口部を有してもよく、好ましくは、ダイ締め付けユニットとダイとの間に、打ち抜き材料を供給するために、部分的にギャップが形成される。そして、ダイ締め付けユニットはまた、打ち抜き材料をガイドするためにも働く。
【００２４】
ソノトロードプレートとダイプレートとの製造を単純化するために、両者を、一方が他方の上になるように置くことができ、互いにネジ留めし、そして、円錐状の内周を有する開口部を設けられる。従って、ソノトロードフランジとダイとの円錐状の外周と共に、ソノトロードプレートとダイプレートとの円錐状の内周は、各々の場合に同じ円錐角を有することが好ましい。
【００２５】
更なる好ましい実施形態においては、ソノトロードプレートは、直線ガイド、及び好ましくは、コラムガイドを介して、ダイ、またはダイが固定されるダイプレートに接続される。
【００２６】
「コラムガイド」とは、少なくとも１つのガイド円柱と少なくとも１つのガイドブッシュとを備えるガイドを意味する。ガイド円柱は、ガイドブッシュの内部においてスライドまたは回転して移動できる。例えば、ガイド円柱はダイプレートに固定でき、ソノトロードプレートはガイドブッシュを有することができ、結果として、ガイド円柱に対するプレートの移動を通して、ソノトロードプレートとダイプレートとの間の相対的な移動が実現される。
【００２７】
ガイドブッシュは、ソノトロードプレートと別体とするか、またはソノトロードプレートと一体成形するか、いずれの構成でもソノトロードプレートに固定できる。
【００２８】
言い換えれば、ソノトロードを保持するソノトロードプレートと、ダイを保持するダイプレートとは、ここでは、公知技術におけるような、結果として装置フレームに接続される搬送スライドを介してではなく、コラムガイドを介して互いに直接接続される。
【００２９】
あるいは、ガイド円柱はソノトロードプレートに固定でき、ダイプレートはガイドブッシュを有することができる。
【００３０】
ユニットの配置、つまり、ソノトロードとダイとの間の位置決めは、それにより、超音波処理装置の外側でも達成できる。
【００３１】
好ましい実施形態においては、コラムガイドは、ダイプレートにネジ留めされている少なくとも２つのガイド円柱を有している。更に、ソノトロードプレートは、ガイド円柱を収容するためのガイド開口部を有しており、ガイドスリーブは、好ましくは、各々の場合において、ガイド円柱とガイド開口部との間に配置される。
【００３２】
ソノトロードプレートのコラムガイドとダイプレートとのため、これらは非常に高い精度で互いに位置決めされる。ダイおよび／または円錐状の外周を有するソノトロードフランジの形成により、ここでは、ダイまたはソノトロードフランジの、ダイプレートまたはソノトロードプレートそれぞれへの正確な位置決めを達成できる。
【００３３】
特に好ましい実施形態においては、ソノトロードは、ダイに面しているソノトロードの表面上に配置されている流入口を有する流体チャネルを有している。流体チャネルの排出口は、真空源または圧縮空気源に接続できる。
【００３４】
真空引きすることにより、打ち抜き後の打ち抜き部分のシール位置までのガイドは、打ち抜き部分が穿孔機上に保持されているので容易にできる。シール工程が完了した後、シールを損傷する危険を全く伴わずに、シールされた打ち抜き部分を穿孔機から取り外すために、流体チャネルに圧縮空気を供給できる。
【００３５】
更に、本発明は、打ち抜き材料から打ち抜き部分を打ち抜き、打ち抜き部分を被処理製品にシールするための超音波処理装置に関する。本発明によれば、打ち抜きシールユニットは上記したように使用される。
【００３６】
好ましい実施形態においては、超音波処理装置は、ダイプレートが固定されているフレームを有している。更に、ソノトロードプレートに係合し、ソノトロードプレートをダイプレートに対して移動できる駆動ユニットが設けられている。駆動ユニットとソノトロードプレートとの間には、補償継手を設けることができ、それにより、駆動ユニットの移動方向と、コラムガイドの移動方向との間の小さな差を補償できる。駆動ユニットは、例えば、油圧または圧縮空気により駆動できるピストンを有することができる。ソノトロードにより加えられる力は、打ち抜きの際とシールの際とでは異なるので、駆動ユニットは、異なる有効断面を有する２つのピストンを有することができ、一方のピストンは打ち抜き力を加えるために設けられており、他方のピストンはシール力を加えるために設けられている。
【００３７】
あるいは、駆動ユニットは電気モータ、例えばサーボモータを有することができる。
【００３８】
更なる特に好ましい実施形態においては、打ち抜き材料の供給部と、被処理製品の供給部とが設けられ、打ち抜き材料の供給部と、被処理製品の供給部とは、ダイプレートの両側に配置される。
【００３９】
本発明の更なる利点、特徴、および可能な適用は、好ましい実施形態、およびそれに関連する図面の下記の記述の補助により明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
［図１］  本発明による打ち抜きシールユニットの斜視図である。
［図２］  図１の打ち抜きシールユニットの断面図である。
［図３］  図１の打ち抜きシールユニットの斜視断面図である。
［図４］  図１〜図３の打ち抜きシールユニットを有する超音波処理ユニットの斜視図である。
［図５］  本発明による打ち抜きシールユニットのソノトロードの他の実施形態の側面図である。
［図６］  図５のソノトロードの実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、本発明による打ち抜きシールユニットの実施形態を示している。打ち抜きシールユニットは、ソノトロードプレート１とダイプレート２とを有している。２つのプレートは、コラムガイドを介して互いに接続されている。コラムガイドは４つのガイド円柱３を有しており、これらはダイプレート２にネジ留めされ、ソノトロードプレート１における対応する孔において固定されているガイドスリーブ４の内周を移動可能にガイドされている。そして、ソノトロードプレート１は、ダイプレート２に対して、ガイド円柱３に沿って前後に移動できる。コラムガイドを介して、ソノトロードプレート１とダイプレート２とが互いにほぼ完全に平行に配置されることが保証される。
【００４２】
図２は、対応する断面図を示している。打ち抜き穿孔機として形成されているソノトロード８は、４つのガイド円柱３の中心に配置されているのが分かる。ソノトロード８は、縦軸に関して回転対称に形成され、示されている例においては、円形断面を有している。ソノトロード８をソノトロードプレート１上に保持するために、ソノトロードはソノトロードフランジ１０を有しており、ソノトロードフランジ１０は、半径方向の外側に向けて樽の胴体のように延伸している。ソノトロードフランジ１０は、円錐状外周面１２を有している。ソノトロードプレート１は、ソノトロードフランジ１０が挿入される開口部を有している。この開口部は円錐状内周面１１を有している。ソノトロードプレート１の円錐状内周面１１と、ソノトロードフランジ１０の円錐状外周面１２とは、互いに対応して形成されている。これは、ソノトロードプレートの表面に垂直な、ソノトロードの軸の正確な位置決めにつながる。図２において、ソノトロード８の、ソノトロードプレート１に対する上側への移動を防止するため、締め付け要素１３が設けられている。この締め付け要素１３は、スリーブに対して半径方向に延伸しているカラーを有する、略スリーブ形状である。締め付け要素１３のカラーは、ネジ１４が挿入され、締め付け要素１３のカラーをソノトロードプレート１に固定する、対応する開口部を有している。スリーブ自身は、そのほとんどの部分が、ソノトロードプレート１における開口部の内部に位置しており、ソノトロード８または、ソノトロードフランジ１０に対して係止表面を有する。示されている締め付け要素１３の位置において、ソノトロードはダイプレート２の方向に、ソノトロードプレート１に対して移動できない。これは、対応する円錐状内周面１１と円錐状外周面１２により移動を規制されているからである。逆に、反対方向におけるソノトロード８の相対的な移動は、締め付け要素１３が配置されることにより阻止されている。結果として、締め付け要素１３は、ソノトロードを締め付ける効果を有するだけでなく、ソノトロード８に力を伝達する効果も有している。
【００４３】
同様に、ダイプレート２は円錐状内周面１７を有する開口部を有している。ダイ５は、円錐状外周面１８を有しており、この開口部に収容されている。ここにおいても、ダイ５の円錐状外周面１８と、ダイプレート２の円錐状内周面１７とは、互いに対応するように設計されている。ダイ５は開口部１５を有しており、開口部１５の内周は、少なくとも部分的に、ソノトロード８の外周にほぼ対応している。更に、ストリップガイド６が設けられ、ネジ７によりダイプレート２に固定されている。ストリップガイド６は、ダイにおける開口部１５と同じ水平位置にある開口部１６を有している。ストリップガイド６とダイプレート２との間には、ギャップ１９が形成されており、そこを通して、ストリップ形状の打ち抜き材料をガイドできる。または、ストリップガイドを可動に形成でき、結果として、ストリップガイドを、ストリップガイドがダイおよび／またはダイプレート上のストリップを締め付ける締め付け位置と、ストリップがストリップガイドとダイおよび／またはダイプレートとの間に可動に誘導される誘導位置の間で、可動に誘導されている。図示されている実施形態においては、ストリップガイドは部分的にダイと接触し、ダイプレート内部のダイを強固に締め付けている。このため、ストリップガイドは、ダイ締め付け要素としても機能する。
【００４４】
図示されている実施形態においては、ソノトロードプレート１は、ここでは、コラムガイドを介して、ダイプレート２に対してガイド円柱３に沿って移動でき、結果として、穿孔部として作用するソノトロード８の前面が、ダイ５における開口部１５内に挿入されている。打ち抜き材料が、ダイ５とストリップガイド６との間のギャップ１９に位置していれば、ソノトロード８の前面のサイズの打ち抜き部分がストリップから打ち抜かれ、次の処理ステップにおいて超音波による被処理製品への溶着のために、開口部１５を通して下方に搬送される。ダイにおける開口部１５を通しての打ち抜き部分の搬送の信頼性を確保するために、ソノトロード８は、真空源または圧縮空気源に接続できるチャネル９を有しており、結果として、打ち抜き部分をソノトロードの前面上に吸引でき、またはそこから排出することができる。好ましい実施形態においては、ソノトロードは、シール工程の際にのみ超音波で励振されるが、打ち抜き工程の際には励振されない。しかし、代替の実施形態においては、超音波励振はまた、打ち抜き工程の際にも起こる。
【００４５】
図３は斜視断面図を示しており、ここでは、被処理製品と共に、ストリップ形状の打ち抜き材料が追記されている。ソノトロードプレート１がダイプレート２の方向に移動されると、ソノトロード８は、ストリップガイド６を挿通して移動し、その結果、打ち抜き部分、例えば、シート状の膜がストリップ状の打ち抜き材料２０から打ち抜かれる。チャネル９のため、前面はここでは、ソノトロードが開口部１５を通過して、打ち抜き部分が提供された被処理製品２１上で静止するまで、打ち抜き部分を吸引できる。この位置において、ソノトロード８は超音波振動にさらされ、結果として、打ち抜き部分が被処理製品２１に溶着される。真空源への接続は閉じられ、必要に応じて、チャネル９には、流体、例えば圧縮空気が供給され、ソノトロードプレート１は再び、ダイプレート２から離間する。この後、ストリップ状の打ち抜き材料２０と一連の被処理製品２１との両者は更に移動され、次の打ち抜きシール工程が始まる。
【００４６】
図４は、対応する打ち抜きシールユニット２４を有する、対応する超音波処理装置を示している。この装置は、装置ベース２３を有しており、装置ベース２３上に、対応する装置フレーム２２が搭載されている。ダイプレート２は装置フレーム２２に固定されている。あるいは、ダイプレートを装置ベース２３に固定することができる。駆動ユニットが設けられ、駆動ユニットはソノトロードプレート１に係合し、ソノトロードプレート１を、ガイド円柱３を介してダイプレート２に対して移動できる。ソノトロード８を超音波振動にさらすために、変換器２５が設けられている。ソノトロード８はまた、振幅変倍器を備えることもできる。この場合、フランジもまた、振幅変倍器を形成するソノトロードの断面上に配置することもできる。
【００４７】
図５と図６とは、ソノトロード２６の他の実施形態を示している。このソノトロード２６が、これまでの図に示されているソノトロードと異なるのは、ソノトロードフランジ１０がソノトロード２６と一体で形成されておらず、ソノトロード２６上に焼きばめされていることである。あるいは、ソノトロードフランジ１０はまた、ソノトロード上に溶接、または半田付けすることもできる。
【００４８】
下記の好ましい寸法は、すべての実施形態に当てはまる。フランジの外径はＤ１と表記され、フランジの内径はＤ１１と表記されている。フランジ外周と、ソノトロードプレート開口部の内周の円錐角は、好ましくは５°〜３０°であり、最も好ましくは、約１０°である。超音波振動の半波長はＬ０と表記されている。このため、ソノトロード全体は、共鳴超音波振動の全波長に対応する長さを有している。フランジの厚さ（締め付け表面高さ）はＬ１と表記されており、好ましくは少なくともＬ０／２０であり、最大でもＬ０／２である。最も好ましくは、フランジの厚さはＬ０／１０（半波長の１／１０）として選択される。締め付け表面高さは、ソノトロードプレートにおける中心の位置決めを確実にするために、あまり小さすぎない寸法にする必要がある。
【００４９】
代替の実施形態においては、ソノトロードは、共鳴超音波振動の半波長に対応する長さを有するのみである。ここに挙げた他の好ましい寸法はまた、ソノトロードがより短い形態にも当てはまる。
【００５０】
更なる実施形態においては、ソノトロードフランジ１０は、ソノトロードプレートの開口部に焼きばめされる構成である。
【００５１】
打ち抜きシール工程を実行するために、ストリップ状の打ち抜き材料２０がまず、ストリップガイド６の内部に位置決めされる。ソノトロード８は最初、穿孔機がストリップの上方に位置決めされているホームポジションにある。チャネル９は、ここで真空源に接続され、ソノトロードは下方に移動し、結果として、ソノトロードの先端は、ダイを挿通し、ストリップから打ち抜き部分を打ち抜く。チャネル９を真空引きすることにより、打ち抜き部分はソノトロード上に保持され、シールされていない被処理製品の近傍内に移動される。この移動はまた、打ち抜きストロークとも称せられる。打ち抜き部分が被処理製品２１に接触する直前、および遅くともその際に、ソノトロードは超音波にさらされる。振動しているソノトロード８は、後続のシール工程の際、溶着力を打ち抜き部分に加えるために、ほぼ被処理製品２１の方向に移動される。この移動はまた、溶着ストロークとも称せられる。シール工程の際、チャネルと真空源との間の接続は分離できる。
【００５２】
シール工程が完了するやいなや、ソノトロードは再びその基準位置に上方に移動され、ストリップ状の打ち抜き材料２０は更に、ストリップガイドの内部で移動される。そして、次の打ち抜きシール工程を続けることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    ソノトロードプレート
２    ダイプレート
３    ガイド円柱
４    ガイドスリーブ
５    ダイ
６    ストリップガイド
７    ネジ
８    ソノトロード
９    チャネル
１０    ソノトロードフランジ
１１    円錐状内周面
１２    円錐状外周面
１３    締め付け要素
１４    ネジ
１５    開口部
１６    開口部
１７    円錐状内周面
１８    円錐状外周面
１９    ギャップ
２０    ストリップ状の打ち抜き材料
２１    被処理製品
２２    装置フレーム
２３    装置ベース
２４    打ち抜きシールユニット
２５    変換器
２６    ソノトロード
【図１】
2019514723.tif 000003
【図２】
2019514723.tif 000004
【図３】
2019514723.tif 000005
【図４】
2019514723.tif 000006
【図５】
2019514723.tif 000007
【図６】
2019514723.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月9日(2018.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソノトロード（８）として形成されている穿孔機と、ダイ（５）とを有する打ち抜きシールユニットであって、前記ダイ（５）は開口部（１５）を有しており、前記穿孔機は、打ち抜き方向において前記開口部（１５）内に移動でき、および前記開口部（１５）から外へ移動でき、ソノトロードプレート（１）には、前記ソノトロードを収容するためのソノトロードプレート開口部が設けられ、前記ソノトロード（８）はフランジ（１０）を有しており、前記ソノトロードプレート開口部は、係止表面を有する内周を有しており、前記フランジは、係止表面を有する外周を有しており、前記２つの係止表面は、互いに対応して形成され、結果として、前記ソノトロードが前記ソノトロードプレート開口部に収容されるときは、前記係止表面は互いに対向し、前記内周は円錐形状を有し、前記外周は、前記内周に対応した形状の外周を有していることを特徴とする、打ち抜きシールユニット。
【請求項２】
前記フランジは、円周状に設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項３】
締め付け要素（１３）が設けられ、前記締め付け要素（１３）は、前記ソノトロードプレート（１）と前記フランジとの両者と接触し、フランジとソノトロードプレート（１）との間の直線的な相対移動を防止するように配置され、前記締め付け要素（１３）は、好ましくはカラー要素を有するスリーブから構成され、前記スリーブは、前記ソノトロードプレート開口部の内部に位置決めされ、前記カラー要素は、好ましくは１つ以上のネジ（７、１４）を使用して前記ソノトロードプレート（１）に固定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項４】
前記ダイ（５）はダイプレート（２）に固定され、前記ダイプレート（２）は、前記ダイ（５）が挿入されているダイプレート開口部を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項５】
前記ダイプレート開口部は内周を有しており、前記ダイは外周を有しており、前記ダイの前記外周と、前記ダイプレートの前記内周とは、互いに対応するように設計されており、前記ダイプレートの前記内周は、好ましくは円錐形状を有しており、前記ダイ（５）の前記外周は円錐形状を有しており、前記ダイ（５）の前記外周は、前記ダイプレート開口部の前記内周の円錐形状に対応して形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項６】
ダイ締め付けユニットが設けられ、前記ダイ締め付けユニットは、好ましくは、１つ以上のネジ（７、１４）で前記ダイプレート（２）に固定され、少なくとも部分的に前記ダイ（５）と接触していることを特徴とする、請求項５に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項７】
前記ダイ締め付けユニットは、前記ダイの開口部と同じ水平位置にある開口部（１５、１６）を有しており、好ましくは、前記ダイ締め付けユニットと前記ダイ（５）との間に、打ち抜き材料を供給するためのギャップ（１９）が部分的に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項８】
請求項３に従属するときは、前記フランジ（１０）と前記ダイ（５）との前記外周と共に、前記ソノトロードプレート（１）と前記ダイプレート（２）との前記内周は、各々の場合において同じ円錐角を有していることを特徴とする、請求項５または６に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項９】
前記ソノトロードプレートは、直線ガイドを介して、前記ダイ（５）、または前記ダイ（５）が固定されている前記ダイプレート（２）に接続されており、前記直線ガイドは、好ましくはコラムガイドであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１０】
前記直線ガイドはコラムガイドであり、前記ダイプレート（２）にネジ留めされている少なくとも２つのガイド円柱を有しており、前記ソノトロードプレート（１）は、前記ガイド円柱を収容するためのガイド開口部を有しており、各々の場合において、ガイドスリーブ（４）は、好ましくは前記ガイド円柱と前記ガイド開口部との間に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１１】
前記ソノトロード（８）は、前記ダイ（５）に面している前記ソノトロード（８）の表面上に配置されている流入口と、真空源および／または圧縮空気源に接続できる排出口とを有する流体チャネルを有していることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニット。
【請求項１２】
打ち抜き材料から打ち抜き部分を打ち抜き、前記打ち抜き部分を、被処理製品にシールするための超音波処理装置であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の打ち抜きシールユニットが設けられていることを特徴とする、超音波処理装置。
【請求項１３】
前記ダイプレート（２）が固定されているフレームと、前記ソノトロードプレート（１）に係合し、前記ソノトロードプレート（１）を前記ダイプレート（２）に対して移動可能な駆動ユニットとが設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の超音波処理装置。
【請求項１４】
打ち抜き材料の供給部と、被処理製品の供給部とが設けられており、前記打ち抜き材料の供給部と、前記被処理製品の供給部とは、前記ダイプレート（２）の両側に配置されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の超音波処理装置。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
更に、供給ユニットは一方の側のみの上でフレーム上に保持されているので、フレームに対する屈曲が起こり得、その屈曲はソノトロードの対応する位置決めではもはや補償できない。
文献特開昭５６−１２９３０（Ａ）号は、図１の超音波溶接装置における、ソノトロードを搭載し調整するための装置を示している。
この場合、ソノトロードはフランジを有しており、フランジは、下側保持リングと上側保持リングとの間で、ネジにより締め付けられている。
上側保持リングも同様に、ネジによりソノトロードプレート上に固定されている。
文献欧州特許公開第１０４３１４６（Ａ１）号は、超音波溶接により、可撓性容器にストロー部を適用するための方法および装置を提案している。
例えば、この文献における図１と図２とは、同様にソノトロードの搭載を示している。
文献スイス特許公開第６８７３６６（Ａ５）号は、接続部分を打ち抜き、接続部分を溶接するための装置に関する。
この文献は、例えば、打ち抜かれた接続部分が、滑ったり、落ちたりすることを防止できるように、溶接打ち抜き内への負圧線開口部を提案している。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
発明によれば、この目的は、ソノトロードプレートに、ソノトロードを収容するためのソノトロードプレート開口部を設け、ソノトロードはフランジを有し、ソノトロードプレート開口部は、係止表面を有する内周を有し、フランジは、係止表面を有する外周を有し、２つの係止表面は、互いに対応した形状に形成され、結果として、ソノトロードがソノトロードプレート開口部に収容されるときに、係止表面が互いに対向し、前記内周は円錐形状を有し、前記外周は、前記内周に対応した形状の外周を有することにより達成される。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この手段を通して、ソノトロードプレートに対するソノトロードの容易な位置決めが可能である。従って、いったんソノトロードプレートが正しく位置決めされると、ソノトロードは、別のソノトロードと容易に置換できる。対応する係止表面が互いに対向するやいなや、ソノトロードは、ソノトロードプレートに対して正しく位置決めされる。
ソノトロードプレートの、開口部の円錐形の内周と、それに対応するフランジの外周とは、ソノトロードの、ひいては打ち抜きの、ソノトロードプレートに対する位置決めが簡単に行えるという利点を有している。
ソノトロードのフランジを、単にソノトロードプレートの開口部に設置するだけで、対応する円錐形断面のために、ソノトロードは自動的に、ほぼ正確にソノトロードプレートに対して整列される。
この場合、ソノトロード軸と外部円錐軸との高い同心円性精度および高い同軸性は利点である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2019514723.tif 000009
2019514723.tif 000010
2019514723.tif 000011
2019514723.tif 000012