(57)【要約】【課題】管（１０）の部分（１６，１８）をツールの交換なしに又は超音波溶接装置の位置の変更なしに分離することができ、管（１０）を、部分（１６，１８）がどの側で延びているかにか拘わらず、液密に閉じること。【解決手段】ソノトロード（２０）は、互いに離隔した２つの第１の溶接面（２２，２４）を有し、対電極（２１）の２つの第２の溶接面（４２，４４）は第１の溶接面に関連して設けられており、及び、２つの第１の溶接面の間には分離要素（２６）が延びており、対電極の２つの第２の溶接面の間のリセス（４６）は分離要素に関連して設けられている。
2005526620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の溶接面（２２，２４）を有するソノトロード（２０）と、前記第１の溶接面に関連して設けられた第２の溶接面（４２，４４）を有する対電極又はアンビル（２１）と、前記ソノトロード（２０）から出ておりかつ第１の溶接面を越えて突き出ている分離要素（２６）とを具備する、管部分（１０，１６，１８）を超音波溶接装置によって液密に密閉かつ分離するための装置において、
前記ソノトロード（２０）は、互いに離隔した２つの第１の溶接面（２２，２４）を有し、前記対電極（２１）の２つの第２の溶接面（４２，４４）は前記第１の溶接面に関連して設けられていること、及び、前記２つの第１の溶接面の間には前記分離要素（２６）が延びており、前記対電極の前記２つの第２の溶接面の間のリセス（４６）は前記分離要素に関連して設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記リセス（４６）は前記対電極（２１）の溝形の端面を貫通している縦方向リセスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記リセス（４６）の、開口部側の領域は、該リセスの、底部側の領域よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記リセス（５６）の、開口部側の縁部（５２，５４）は、鋭角に形成されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項５】
前記リセス（４６）は、断面で、開口部側で延びている、長方形の外側部分と、台形の内側部分とからなることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項６】
前記リセス（４６）の前記底部（４８）は窪み（５０）を有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項７】
断面で好ましくは長方形の前記切断要素（２６）の幅は、前記リセス（４６）の、開口部側で延びる幅よりも狭いことを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項８】
前記切断要素（２６）の、対電極側で延びている面（３６）は、凹面状に形成されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の溶接面（２２，２４）は、凸面状に延びている表面を有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項１０】
前記凸面状に延びている各々の表面（２２，２４）は、切断要素側で、共通の面で延びている内側部分（３２，３４）に移行し、平面は前記外面（３６）に平行に又は実質的に平行に延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項１１】
前記切断要素（２６）の縦縁（３８，４０）は鋭角に形成されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の溶接面を有するソノトロードと、第１の溶接面に関連して設けられた第２の溶接面を有する対電極と、ソノトロードから出ておりかつ第１の溶接面を越えて突き出ている分離要素とを具備する、管部分を超音波溶接装置によって液密に密閉かつ分離するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定技術又は冷却技術の装置及び設備の場合、まず真空にされ、次に冷却ガスが充填される管が用いられる。この目的のために、管はカップリングと結合される。充填後に、管の、カップリング側の部分が分離されねばならない。この目的のためには、設備あるいは装置、例えば冷蔵庫又は空気調和設備へと通じている管が液密に閉じられる必要がある。
【０００３】
従来の技術では、圧搾及び蝋付けが知られている。実際また、ガスが充填された管をキャップで閉じ、キャップ自体を管と貼着する接着技術が用いられる。
【０００４】
蝋付けによる液密の密閉がなされる限りは、管が予め密に圧搾されなかったとき、塗布されるべき半田がベントを形成して、このベントに、管から出るガスが貫流するので、ベントが漏れを形成する、という欠点がある。これとは別に、このような技術は、ＣＦＣの流体の場合にのみ用いられることができる。何故ならば、このような流体は可燃性ではないからである。
【０００５】
今日では、ＣＦＣはイソブタンによって大幅に代替されている。しかし、イソブタンは爆発性が高い。かくて、蝋付けは最早不可能である。従って、まず真空にされ次に冷却ガスで充填された管の圧搾及び液密の密閉を１つの加工過程で可能する超音波溶接が認められた。
【０００６】
管を液密に閉じるための知られた超音波溶接装置の場合、第１の溶接面を有し、該溶接面の脇に切断要素が延びてなるソノトロードが用いられる。これに応じて、ソノトロードに関連して設けられた対電極（アンビルとも言う）は、第１の溶接面に関連して設けられた第２の溶接面を有し、この溶接面の脇には、切断要素に関連して設けられた対応要素が縁部のように延びている。
【０００７】
管のいわゆる「右の」端部か「左の」端部がカップリングに通じているかに応じて、異なったツールを用いなければならない。純理論的には、超音波溶接装置の位置が変えられる場合に限り、１つのツールで加工できるであろう。しかし、この可能性は実施可能性の理由から適切ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
明細書導入部に記載されたタイプの装置を、管の部分をツールの交換なしに又は超音波溶接装置の位置の変更なしに分離することができ、管を、部分がどの側で延びているかにか拘わらず、液密に閉じるように改善することが、本発明の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明により、上記課題は、ソノトロードが、互いに離隔した２つの第１の溶接面を有し、対電極の２つの第２の溶接面が第１の溶接面に関連して設けられていること、及び、２つの第１の溶接面の間には分離要素が設けられており、対電極の２つの第２の溶接面の間のリセスが分離要素に関連して設けられていること、実質的にこのことによって、解決される。
【００１０】
本発明では、超音波溶接装置のツールは、管を２つの互いに離隔した領域に亘って液密に閉じ、次に、管を、複数の密閉された領域の間で分離するように、改善される。かくて、カップリングのような接続部に通じる管部分がどの側で分離されるかは重要でない。当然乍ら、分離される領域は、同様に、超音波の使用中に、溶接されていてもよい。
【００１１】
特に、対電極すなわちアンビルに形成されたリセスは、好ましくは対電極の端面を貫通している、溝形のリセス、例えば縦方向リセスである。リセスの、開口部側の領域は底部側の領域よりも狭くて、従って、底部領域の幅よりも少ない幅を有するほうがよい。このことによって、分離の際に生じる材料がリセスに集められ、それ故に、連続的な加工過程又は後続の加工過程が妨げられないという利点が生じる。この場合、更に、リセスの、開口部側の縁部が鋭角に形成されているほうがよい。その目的は、管をカップリングのような接続部に通じる部分から分離することを達成するためである。
【００１２】
特に、リセスは、横断面で、開口部側の、長方形の外側部分と、台形の内側部分とを有する。更に、リセスの底部領域には、材料を適切集めるために、凹み又は窪みが設けられていてもよい。
【００１３】
切断要素に関しては、切断要素の幅が、縦方向リセスの、開口部側で延びる幅よりも狭いことを述べねばならない。更に、切断要素は実質的に平面六面体状の形状を有し、切断要素の、対電極に向いた外面は凹面状のカーブを示す。それ故に、縦方向切断縁部が形成される。
【００１４】
更に、第１の溶接面の各々は凸面状に延びている表面を有するほうがよい。これらの表面は、切断要素側で、共通の面で延びている内側部分に移行する。該内側部分自体は、切断要素の外面に又は該外面によって規定された面に平行に又は実質的に平行に延びている。
【００１５】
本発明の他の詳細、利点及び特徴は、複数の請求項、及び該請求項から読み取れる特徴（単独で又は組合せで）からのみならず、図面から見て取れる好ましい実施の形態の以下の記述からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
例えば温度センサ、空気調和設備又は冷蔵庫のために必要となる管を、まず、真空にし、次に、冷却ガスで充満しなければならない。続いて、管の気密の密閉が必要である。この目的のためには、図１に示すように、例えばコンプレッサ１２（これによって発明が限定されない）の対応の管１０は、カップリング１４によって、真空手段又はガス充填手段に接続される。管１０を真空にしかつこの管を冷却ガスで充填した後に、次に、管１０を端部側で、液密に閉じなければならない。同時に、カップリング１４に通じる部分１６を分離しなければならない。
【００１７】
図１の実施の形態では、管１０が、左側で、コンプレッサ１２から突出しているが、この管は、右側で、コンプレッサ又は測定技術又は冷却技術の他の装置から突き出ていることも可能である。しかし、カップリング１４又は他の接続部に対する管１０の位置に係わりなく、管１０の確実な密閉及び／又はコンプレッサ１２又は対応の装置に延びる部分１８からの管１０の分離を可能にするために、ソノトロード２０及び対電極又はアンビル２１を超音波溶接装置に形成して、２つの密閉された溶接領域が生じ、該溶接領域の間で、管１０が分離され、つまり部分１６及び１８が互いに分離されるようにする。この場合、同時に、カップリング１４に延びる管部分１６が、同様に、外側で、液密に閉じられているので、カップリング１４に支配的な超過圧に基づいて、ガスが管部分１６を通って外へ流れることができないという利点が生じる。
【００１８】
２つの互いに離隔した所望の密閉領域を形成するために、ソノトロード２０は２つの互いに離隔した溶接面２２，２４を有し、両者の間には、切断要素２６が延びている。溶接面２２，２４は、凸面状に延びている、外側の領域２８，３０からなる。これらの領域は、真っ直ぐであり、共通面に延びており、かつ切断要素２６に隣接している、内側の領域３２，３４に移行している。従って、領域３２，３４は、実施の形態では、ソノトロード２０の垂直軸に対し直角に延びている。
【００１９】
切断要素２６自体は、断面では、長方形、すなわち、平行六面体状の形状を有し、アンビル２１に向いた外面３６は凹面状のカーブを示す。このことによって、カッタ状の縦縁又は刃先３８，４０が、切断要素２６の縁部領域に生じる。
【００２０】
断面図に対応して、ソノトロード２０、詳しくは該ソノトロードのヘッドは相称的に形成されており、従って、２つの切断要素２６及び対応の隣接した溶接面２８，３０，３２，３４を有する。
【００２１】
ソノトロード２０、詳しくは該ソノトロードのヘッドに関連して設けられた対電極又はアンビル２１は、断面で、平行六面体の形状を有する。平行六面体は上面で延びている２つの第２の溶接面４２，４４を有し、該溶接面は、通常の方法で、外側に、十字溝（Kreuzriffelung）のような構造を有することができる。
【００２２】
この実施の形態では、２つの第２の溶接面４２と４４の間に、溝形の縦方向リセス４６が延びている。この縦方向リセスはアンビル２１の端面を貫通している。この場合、縦方向リセス４６は、開口部側には、底部側よりも狭い幅を有する。更に、底部４８には、切断の際に生じる材料を集めかつ収容するために、凹み又は窪み５０が設けられている。
【００２３】
更に、縦方向リセス４６の縦角部又は縦縁部５２，５４は鋭角に形成されているほうがよい。その目的は、かくて、溶接によって密閉されている、管１０の領域の間で、そこで除去されて縦方向リセス４６の底部領域に落ちる原材料を所望の量切り落とすことを保証するためである。
【００２４】
図６に示した断面図からは、リセス４６が、横断面で、開口部側に延びている長方形部分と、底部４８に通じる台形状の部分とからなり、台形状の部分の側壁は角度α（１０°≦α≦３０°）を形成することができることが明らかである。
【００２５】
切断要素２６に関連して設けられたリセス４６が、縦方向リセスとして、アンビル２１に形成されていることが好ましいが、他の配置も同様に可能である。特に、リセスがアンビル２１の端面を貫通していなくてもよい。かくて、リセスが、アンビル２１の端面を貫通しておりかつ第２の溶接面４２，４４に対し直角に延びている開口部に移行していて、この開口部を通って、切断の際に生じる原材料が除去されるという可能性もある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に基づいて形成された超音波溶接装置の機能方法を説明する、該装置の原理図を示す。
【図２】図１に示した超音波溶接装置のソノトロードの平面図を示す。
【図３】図２に示したソノトロードの正面図を示す。
【図４】図３に示したソノトロードの拡大切欠図を示す。
【図５】図２乃至４に示したソノトロードに関連して設けられた対電極の平面図を示す。
【図６】図５に示した対電極の断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月15日(2003.12.15)
【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】
互いに離隔した２つの第１の溶接面（２２，２４）と、該２つの第１の溶接面の間に延びておりかつ前記第１の溶接面を越えて延びている分離要素（２６）とを有するソノトロード（２０）を具備し、対電極（２１）の２つの第２の溶接面（４２，４４）が、前記第１の溶接面に関連して設けられており、前記対電極の前記２つの第２の溶接面の間のリセス（４６）が、前記分離要素に関連して設けられてなる、管部分（１０，１６，１８）を超音波溶接装置によって液密に密閉かつ分離するための装置において、
前記リセス（４６）の開口部側の領域の幅が、前記リセスの底部側の領域の幅よりも狭いこと、を特徴とする装置。
【請求項２】
前記リセス（４６）は、断面で、開口部側で延びている、長方形の外側部分と、台形の内側部分とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記リセス（４６）の底部（４８）は、窪み（５０）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
断面の、好ましくは長方形の前記分離要素又は切断要素（２６）の幅は、前記リセス（４６）の、開口部側で延びる幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記分離要素又は切断要素（２６）の、対電極側で延びている面（３６）は、凹面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の溶接面（２２，２４）は、凸面状に延びている表面を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記凸面状に延びている各々の表面（２２，２４）は、分離要素又は切断要素側で、共通の面で延びている内側部分（３２，３４）に移行し、平面は前記外面（３６）に平行に又は実質的に平行に延びていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記分離要素（２６）の縦縁（３８，４０）は、鋭角に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記リセス（４６）は、前記対電極（２１）の溝形の端面を貫通している縦方向リセスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記リセス（５６）の、開口部側の縁部（５２，５４）は、鋭角に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、互いに離隔した２つの第１の溶接面と、該２つの第１の溶接面の間に延びておりかつ第１の溶接面を越えて突き出ている分離要素とを有するソノトロードを具備し、対電極の２つの第２の溶接面は第１の溶接面に関連して設けられており、対電極の２つの第２の溶接面の間のリセスは分離要素に関連して設けられてなる、管部分を超音波溶接装置によって液密に密閉かつ分離するための装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
管のいわゆる「右の」端部か「左の」端部がカップリングに通じているかに応じて、異なったツールを用いなければならない。純理論的には、超音波溶接装置の位置が変えられる場合に限り、１つのツールで加工できるであろう。しかし、この可能性は実施可能性の理由から適切ではない。明細書導入部に記載のタイプの装置は、例えばDE-A 14 79 511から読み取ることができる。しかし、このような超音波溶接装置では、金属管ではなくて、プラスチック管が溶接されかつ分離される。この目的のために、ソノトロードは突出する分離要素を有する。この分離要素は、溶接及び分離の際に、アンビルの、適合したリセスに係合することができる。US-A 4,517,790は、プラスチックパッキングを溶接するための超音波溶接装置に言及する。フォイルを分離するために、ソノトロードは挿入された分離カッタを有する。この分離カッタに関連して、対電極の、断面がＶ字形のリセスが設けられている。超音波溶接によってコンタクトを取り付けるために、US-A 3,976,240では、ソノトロードはアンビル側のリセスを有する。このリセスは分離用縁部によって囲繞されている。プラスチックフォイルを溶接するUS-A 4,025,374又はUS 3,681,176に記載の超音波溶接装置は、突出する分離要素を有するソノトロードを具備し、この分離要素に関連してアンビルの平面が設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
明細書導入部に記載されたタイプの装置を、管の部分をツールの交換なしに又は超音波溶接装置の位置の変更なしに分離することができ、管を、部分がどの側で延びているかにか拘わらず、液密に閉じるように改善することが、本発明の基礎になっている。実際また、連続的な加工過程が妨げられることなく、管の分離の際に生じる材料を、問題なく収容することができることが意図される。
【手続補正６】
【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】
本発明により、前記課題は、リセスの開口部側の領域の、その幅が、リセスの底部側の領域の、その幅よりも狭いこと、実質的にこのことによって、解決される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明では、超音波溶接装置のツールは、管を２つの互いに離隔した領域に亘って液密に閉じ、次に、複数の密閉された領域の間で分離するように、改善される。かくて、カップリングのような接続部に通じる管部分がどの側で分離されるかは重要でない。当然乍ら、分離される領域は、同様に、超音波の使用中に、溶接されていてもよい。リセスの、開口部側の領域は底部側の領域よりも狭くて、従って、底部領域よりも少ない幅を有するので、分離の際に生じる材料がリセスに集められ、それ故に、連続的な加工過程又は後続の加工過程が妨げられないという利点が生じる。この場合、更に、リセスの、開口部側の縁部が鋭角に形成されているほうがよい。その目的は、管を、カップリングのような接続部に通じる部分から分離することを達成するためである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2005526620.tif 000009
2005526620.tif 000010
2005526620.tif 000011
2005526620.tif 000012
2005526620.tif 000013
2005526620.tif 000014