(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波溶接のための装置（１）であって、
細長いソノトロードヘッド（４）を有する１つのソノトロード（２）を備え、前記ソノトロードヘッド（４）上には、前記ソノトロードヘッド（４）の長手方向に向けられた細長い溶接面（５）が存在し、前記装置（１）はさらに、
作用方向（Ｂ）に前記ソノトロード（２）の超音波振動を励起するための少なくとも２つのコンバータ（１１）を備え、
反動質量として１つの反力体（３）を備え、
前記少なくとも２つのコンバータ（１１）は、前記ソノトロード（２）と前記反力体（３）との間に配置されることを特徴とする、装置（１）。
【請求項２】
前記ソノトロード（２）は、主に連続的な平面の裏側（８）を有し、前記裏側（８）は、前記作用方向（Ｂ）において前記溶接面（５）と反対であり、前記裏側（８）に前記少なくとも２つのコンバータ（１１）が載置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ソノトロード（２）側において、前記反力体（３）は、載置接触面を有し、前記載置接触面に前記少なくとも２つのコンバータ（１１）が載置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記反力体（３）の前記載置接触面および前記ソノトロード（２）の前記裏側（８）は、実質的に平行に向けられることを特徴とする、請求項３に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのコンバータ（１１）は、前記反力体（３）と前記ソノトロード（２）との間に締付けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記少なくとも２つのコンバータ（１１）の各々に割当てられたねじ（１４）が存在しており、前記ねじにより、前記反力体（３）は、前記ソノトロード（２）にねじ接続されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記反力体（３）は、細長くなるように実現され、その長手方向が前記ソノトロードヘッド（４）の前記長手方向（Ａ）と平行になるように向けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記少なくとも２つのコンバータ（１１）は、前記ソノトロードヘッド（４）の前記長手方向（Ａ）において直列に配列されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記反力体（３）は、前記少なくとも２つのコンバータ（１１）間の領域に絞り部（１８）を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記装置（１）は、２つを超えるコンバータ（１１）を有し、前記反力体（３）は、前記長手方向（Ａ）において隣接する２つのコンバータ（１１）間の領域にスロット（２２）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記長手方向に隣接する２つのコンバータ（１１）間の各領域に実現された前記スロット（２２）が存在することを特徴とする、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記ソノトロード（２）は、前記ソノトロードヘッド（４）の前記長手方向（Ａ）に垂直な面に対して実質的にミラー対称となるように実現されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記少なくとも２つのコンバータ（１１）の各々は、少なくとも１つの圧電セラミックプレートを含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記コンバータ（１１）の数が偶数であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記装置（１）が所望のように動作されると、前記ソノトロード（２）は、前記作用方向（Ｂ）に約４分の１波長を形成することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１６】
前記装置が所望のように動作されると、前記装置（１）は、前記作用方向（Ｂ）に約半波長を形成することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１７】
前記ソノトロード（２）の外側に実現される全周保持棚状部（２３）が存在し、前記全周保持棚状部（２３）は、前記裏側（８）において前記作用方向（Ｂ）に垂直な面内に配置され、前記装置（１）が所望のように動作されると、前記全周保持棚状部（２３）は節面内に配置されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１８】
前記作用方向（Ｂ）は、前記ソノトロードヘッド（４）の前記長手方向（Ａ）に対して実質的に垂直に向けられている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の超音波溶接のための装置（１）を備える梱包設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立クレームのプレアンブルに係る、超音波溶接のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波溶接のための装置は、通常、コンバータとソノトロードとを有する。コンバータは、たとえば圧電材料により、発振器によって発生される電気振動を機械運動に変換する。このように発生された機械振動はソノトロード内に導入され、ソノトロードは、固有モードにおいてできる限り振動するように励起される。溶接材料に振動を付与する目的で、ソノトロードは、典型的には、ソノトロードヘッド上に溶接面を有する。さらに、溶接面において振動振幅を増幅するブースターが設けられることもある。この場合、ブースターは、たとえば、ソノトロードの特別な幾何学設計、またはソノトロードヘッドによって達成され得る。
【０００３】
このような装置は、とりわけ、梱包設備において使用され、梱包設備では、たとえば、紙と熱可塑性材料とからなる積層体を有する梱包材料が、たとえば容器を形成するように成形され、容器は充填された後に閉じられる。典型的には、容器の形は長方形、直方体または四面体であり、たとえばジュースまたは牛乳などの液体が充填される。容器は、一般的に、梱包材料の連続的なウェブから成形され、充填された後に密封され、分離される。典型的には、容器を成形し、密封する際に熱溶接法が使用される。梱包材料によっては、熱エネルギーはさまざまな方法で印加され得る（梱包材料がたとえばアルミニウム箔などの導電層を含む場合、誘導などによって）が、溶接領域において積層体を加熱する目的で超音波振動を導入することが、特に汎用的に適用可能であることが見出された。
【０００４】
しかし、容器の形状によっては、比較的長い溶接継ぎ目が必要となる。均一な溶接および／または密封を達成するためには、超音波振動は、全溶接領域にわたってできるだけ均一に導入される必要がある。
【０００５】
この目的のために、たとえばＥＰ  ６１５  ９０７  Ａ１に記載されるものなどの既知の装置は、互いに隣り合って配置され、細長い溶接面を有する複数のソノトロードを有している。各ソノトロードは、ソノトロードの裏側に配列されたそれぞれの１つのコンバータによって励起される。各コンバータは、反動質量として釣合錘を搭載している。半波長を有するソノトロード全体を形成するために、コンバータには、ソノトロードの裏側に配列された複数の反力体がさらに存在している。個々のソノトロードは互いに隣り合って配置されているため、溶接面は、あるソノトロードから隣接するソノトロードへの移行部において途切れている。この配置によって生じる溶接継ぎ目は、特に、箔などの薄い材料の溶接の場合には、これらの地点において同様に途切れるおそれがある。溶接継ぎ目におけるこれらのギャップは、たとえば、特に液体の梱包の場合に、望ましくない漏れを招いてしまう。
【０００６】
このため、ＷＯ２０１１／１１７１１９Ａ１は、その長さにわたって分散して配置された３つのコンバータによって一体型部品として実現された細長いソノトロードを励起することを提案している。この場合、ソノトロードの均一な励起が不可欠である。なぜなら、不均一な機械的荷重は、材料の早期の疲労および損傷を招き得るためである。ＷＯ２０１１／１１７１１９Ａ１のコンバータは、それぞれ対応付けられた凹部内に配置されており、該凹部は、ソノトロードの裏側に実現され、主に、その中に配列されるコンバータを完全に収容する。ソノトロードは、長手方向に対して垂直に延びるスロットを有しており、該スロットは、より均一な溶接効果を得るために望ましくない振動モードを低減する。このソノトロードは確かに良好な溶接効果を付与するものの、その製造は細かく、コストがかかる。さらに、ソノトロードの設計は比較的複雑で、大きなスペースを占めてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服することである。特に、本発明の目的は、安価で製造が容易であり、特に、ソノトロードが細長い設計からなる場合であっても均一な溶接を確保する、小型な設計の超音波溶接装置を形成することである。さらに、溶接材料内へのエネルギーの効率的な入力が確保される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、独立クレームの特徴によって達成される。独立クレームは、超音波溶接のための装置に関し、該装置は、細長いソノトロードヘッドを有するソノトロードを含み、ソノトロードヘッド上には、ソノトロードヘッドの長手方向に向けられた細長い溶接面が存在し、装置はさらに、作用方向にソノトロードの超音波振動を励起するための少なくとも２つのコンバータを含み、作用方向は、好ましくは、ソノトロードヘッドの長手方向に対して実質的に垂直に向けられており、装置はさらに、反動質量として反力体を含む。装置は、少なくとも２つのコンバータが、ソノトロードと反力体との間に配置されることを特徴とする。特に、この場合、ソノトロードおよび反力体は、作用方向に配置され、これらの間にはコンバータが配置されている。
【０００９】
反動質量として実現される反力体は、好ましくは、ソノトロードと別個の部品として実現される。反力体およびソノトロードは、それぞれ好ましくは、一体型の連続的な部品として実現される。少なくとも２つのコンバータおよびソノトロードのための反動質量として作用する単一の反力体しか存在しないため、装置は特に簡略な設計からなることができる。さらに、反力体は、追加のカップリングを形成し、このカップリングにより、装置の振動挙動が、溶接面の均一な振動に有利なように選択的に最適化され得る。特に、ソノトロードの望ましくない振動挙動が、反力体の選択的な設計により比較的容易にさらに補償され得る。
【００１０】
コンバータが反力体とソノトロードとの間に配置されているため、反力体は、コンバータの釣合錘として、かつソノトロードのための反動質量としても同時に作用し得る。部品は、たとえば、作用方向に積層されて配置され得る（コンバータがソノトロードと反力体との間にある）ため、この配置はまた、作用方向によって規定される方向に自然に対応する。
【００１１】
ソノトロードヘッドは、たとえば、ブレードの形状となり、かつ、長手方向に対して垂直な断面が、凹型曲線に沿って少なくとも部分的に、溶接面から裏側に向かってそれるように既知の方法で設計され得る。この場合、曲線は、たとえば円の一部分、指数関数またはカテノイドによって規定され得る。ソノトロードヘッドは、たとえば、作用方向に対して垂直な、望ましくない振動モードを補償するまたは排除するために、作用方向に向けられたスロットによって、既知の方法で、横方向に開かれていてもよい。
【００１２】
ソノトロードヘッドの長さによっては、複数のコンバータが存在してもよいことが理解される。好ましくは、この場合、コンバータは、反力体とソノトロードとの間に配置される。しかし、基本的には、少なくとも２つのコンバータの群にそれぞれ１つの反力体が割当てられる装置も想定され得る。
【００１３】
好ましくは、ソノトロードは、主に連続的な、特に平面の、裏側を有し、裏側は、作用方向において溶接面と反対であり、裏側に少なくとも２つのコンバータが載置される。本発明に従うと、少なくとも２つのコンバータがソノトロードと反力体との間に配置されるため、反力体として作用するおよび／またはコンバータを受けるように実現される構造体がソノトロードの裏側に存在する必要がない。要件によっては、コンバータを配置するために、たとえば若干の凹みが実現されてもよいことは明らかである。基本的には、これは製造をより細かくしてしまうが、要件によってはそれでも検討可能である。しかし、好ましくは、ソノトロードの裏側は、主に連続的な平面として実現される。主に連続的な裏側は、質量を減らすために、たとえばねじ孔および／または凹部によって、所々開かれていてもよいことが理解される。
【００１４】
同様に、有利には、ソノトロード側において、反力体は、載置接触面、特に平面の載置接触面を有し、載置接触面に少なくとも２つのコンバータが載置される。この場合、反力体および／またはソノトロードは、それぞれの部品の構造が、それぞれ他の部品に向かって、載置接触面または裏側から突出しないように実現され得る。載置接触面上に存在する若干の凹部または構造が存在していてもよいことが理解される。たとえば、コンバータを配置するために、若干の凹部が実現され得る。基本的には、これは製造をより細かくするが、要件によってはそれでも検討可能である。
【００１５】
好ましくは、反力体の載置接触面およびソノトロードの裏側は、互いに対して実質的に平行に向けられる。これにより、たとえば、主に円柱の形態で実現されるコンバータが、一方では裏側において、他方では載置接触面において、容易に実現される平行平面な端面を有して配置され得る。特に、コンバータは特別な方法で実現される必要がない。この場合、コンバータは、たとえば接触板もしくは接触ディスクなどの接触要素を介してまたは直接それぞれの面に載置され得る。この場合、接触要素は、コンバータの一部であってもよく、またはコンバータと対応する面との間に配置される別個の部品であってもよい。
【００１６】
この場合、少なくとも２つのコンバータは、反力体とソノトロードとの間に締付けられ得る。反力体、少なくとも２つのコンバータおよびソノトロードは、これにより、構造的に簡便な方法で製造され得るスタックを形成する。たとえば、反力体がソノトロードに適切にねじ接続されると、締付作用により、反力体およびソノトロードの両方のコンバータに対する最適な機械的および熱的接触が実現可能となる。一方では、これによりコンバータの機械振動がソノトロード内へと最適に導入可能となる。他方では、コンバータ内で発生する熱がソノトロードおよび／または反力体を介して最適に除去され得る。
【００１７】
好ましくは、少なくとも２つのコンバータの各々に割当てられたねじが存在しており、ねじにより、反力体は、特にそれぞれのコンバータの貫通通路によって、ソノトロードにねじ接続される。これにより、コンバータの作用方向に向かって中央に作用する最適な締付効果が簡便に達成され得る。
【００１８】
好ましくは、反力体は、細長くなるように、特に棒として実現され、その長手方向がソノトロードヘッドの長手方向と平行になるように向けられる。これにより、反力体は、ソノトロードに最適に適合されて、小型の設計からなる。好ましくは、反力体の長手方向における寸法付けは、ソノトロードヘッドの対応する寸法付けに実質的に対応する。
【００１９】
有利には、少なくとも２つのコンバータは、ソノトロードヘッドの長手方向において直列に配列される。これにより、コンバータによって導入される振動が細長いソノトロードに最適に分散される。コンバータが２つを超える場合、隣接するコンバータは、好ましくは、それぞれ互いから一定の距離あけられる。コンバータが複数の場合、コンバータが、たとえば、２つの平行な列または、たとえば振動に関して有利なパターンなどのパターンで配列されることも基本的には想定され得る。通常、ソノトロードヘッドの細長い形状のため、コンバータは、長手方向に直列に配置されることが好ましい。
【００２０】
反力体は、特に、作用方向に対して、かつ長手方向に対して主に垂直方向に、少なくとも２つのコンバータ間の領域に絞り部を有し得る。複数のコンバータの場合、反力体は、コンバータの各隣接する対の間に対応する絞り部を有し得る。絞り部により、材料が節減され、振動挙動が最適化されることができる。好ましくは、絞り部は、作用方向に垂直な方向および長手方向において対称である。
【００２１】
この目的のために、特に２つを超えるコンバータを有する装置である場合、反力体は、長手方向に隣接する２つのコンバータ間の領域にスロットをさらに有していてもよく、このスロットは、特に、ソノトロードに向かって開いており、好ましくは作用方向に向けられている。この場合、スロットは、好ましくは、長手方向に対して横方向に、反力体全体を通って延びる。スロットは、反力体のさらなる絞り部を構成し、これにより、反力体の振動挙動が要件に合わせて調整され得る。
【００２２】
好ましくは、長手方向に隣接する２つのコンバータ間の各領域に実現されたスロットが存在する。この場合、スロットは、上記のように実現され、特に、ソノトロードに向かって開かれており、好ましくは、作用方向に向けられていてもよい。しかし、コンバータの数が偶数である場合には、中間の対においてスロットが省略されていてもよい。
【００２３】
好ましくは、反力体の長手方向中心からより離れた距離にあるスロットは、より大きな深さを有する。これにより、スロットが反力体の長手方向端に近づくにつれて、スロットの深さが増大する。これにより、反力体の振動挙動が、特に長手方向端に向けて、選択的に影響され得る。
【００２４】
全体的に、装置は、ソノトロードヘッドの長手方向に垂直な面に対して実質的にミラー対称となるように実現され得る。この場合、たとえば、コンバータに対する片側のみの接続など、対称から若干のずれが存在していてもよい。このため、対称面は、長手方向に垂直であり、かつソノトロードおよび反力体の長手方向中心を貫通する面であることが分かる。
【００２５】
好ましくは、少なくとも２つのコンバータの各々は、少なくとも１つの圧電セラミックプレート、好ましくは、複数の圧電セラミックプレートを含むスタックを含む。セラミックプレートは、通常、複数のプレートが積層されると、主に円形の円筒形スタックが得られるように、その形状が円形である。基本的には、他の電歪性および／または磁歪性材料を主体とした任意の他のコンバータも使用され得る。
【００２６】
コンバータはそれぞれ、接触要素を含んでいてもよく、接触要素は、たとえば接触プレートとして実現される。接触要素は、特に、ソノトロードをコンバータに接触させるための接触領域において、および／または、接触体に接触するための接触領域において実現される。接触プレートは、たとえば、アルミニウムなどの金属を含み得る。接触要素はさらに、別個の部品として実現され得る、コンバータとソノトロードの間に配置され得る、および／または、適宜、コンバータと反力体との間に配置され得る。接触要素は、コンバータのソノトロードに対する最適な熱的および機械的接触を設ける。
【００２７】
この場合、コンバータの数が偶数であり、特に、２、４または６であってもよい。要件によっては、奇数のコンバータを有する設計も同様に使用され得ることが明らかである。
【００２８】
好ましくは、装置が所望のように動作されると、ソノトロードは、作用方向に約４分の１波長を形成する。通常、ソノトロードは、その共振周波数が使用される発振器によって与えられる周波数と実質的に一致するように、共振器として実現される。この場合、好ましくは、できる限り深く、そのため、通常エネルギーの面で特に安定しかつ有利な自然振動が励起される。
【００２９】
有利には、装置が所望のように動作されると、装置は、作用方向に約半波長を形成する。特に、装置が半波長として実現される場合、ソノトロードヘッドおよび反力体は、共振器の自由端として、節面に対して正反対に偏向する。節面内では、振幅が大幅に消失する。これにより、特に、ソノトロードが約４分の１波長を有して実現される場合、装置の節面は、作用方向に対して所望のように動作されると、その裏側においてソノトロードの端領域に配置される。
【００３０】
節面の領域内では、ソノトロードと、適宜全装置とが、固定された保持構造に取付けられていてもよい。なぜなら、そこでは発振がほとんど生じないためである。したがって、好ましくは、ソノトロードの外側に実現される全周保持棚状部が存在し、全周保持棚状部は、裏側において作用方向に垂直な面内に配置され、装置が所望のように動作されると、全周保持棚状部は、節面内に配置される。
【００３１】
この目的のために、装置の部品は、このように互いに整合するように実現されることが理解される。
【００３２】
本発明はさらに、超音波溶接のための本発明に係る装置を含む梱包設備に関する。この場合、装置は、梱包設備においてソノトロードの保持棚状部上に設置される。
【００３３】
以下に、例示的な実施形態の例証に基づいて本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】超音波溶接のための本発明に係る装置の外側斜視図である。
【図２】図１の斜視図の分解図である。
【図３】振幅の特徴を概略的に示した、長手方向における本発明に係る装置の外側図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、超音波溶接のための本発明に係る装置１の外側斜視図を示す。装置１は、ソノトロード２と反力体３とを含む。ソノトロード２は、細長い設計からなり、長手方向Ａを規定する。ソノトロード２は、Ａに垂直な作用方向Ｂにおいて長手方向の超音波振動を導入するように設計されている。図２は、図１の斜視図の分解図を示す。図１および図２を以下にともに説明する。
【００３６】
ソノトロード２は、ブレードの形状で実現された細長いソノトロードヘッド４を有する。ソノトロードヘッド４は、Ａに沿って向けられ、実質的にソノトロード２の全長にわたって延びる。「ブレードの形状で」とは、Ａの方向において主に角柱形であり、Ａに垂直な断面が、作用方向Ｂにおいて少なくとも部分的に、ソノトロード２のベース領域６から作業領域７に向かってテーパ状となる形状を指す。好ましくは、テーパ状の断面は、作用方向Ｂにおいて作業領域７に向かって収束する凹型曲線によって、少なくとも部分的に画定される。作業領域７においては、本発明のソノトロードヘッド４は、断面が主に平行な側面を有している（これは、たとえば図３を参照）。
【００３７】
作業領域７においては、ソノトロードヘッド４は、溶接面５によって作用方向Ｂにおいて画定されている。溶接面５は、狭い長方形を有しており、その長手方向がＡと平行になるように、作用方向Ｂに対して垂直に向けられている。溶接面５は、作業領域側においてソノトロード２の端を構成している。言い換えると、ソノトロード２は、Ｂの方向において溶接面５から突出する要素または構造を一切有さない。溶接面５上にＡに沿って長手方向溝が実現されており、該溝は、たとえば梱包設備などのナイフ（図示せず）のための係合領域を設けており、このような梱包設備により、溶接操作後の溶接継ぎ目において溶接材料が切断され得る。
【００３８】
ソノトロード２、特にソノトロードヘッド４は、Ｂに沿って向けられるスロット２１によって、Ａに横方向に開かれる。スロット２１は、作用方向Ｂに横方向の望ましくない振動モードを補償するよう機能する。長手方向Ａにおいて中心に実現されたスロットは、他のスロット２１より短い。長手方向Ａにおいて、スロット２１はそれぞれ、コンバータ１１の位置間に実現されている（以下を参照）。
【００３９】
ベース領域６においては、ソノトロード２の裏側８が実現されており、裏側８は、実質的に連続的な平面によって構成されている。裏側８は、所々に凹部９、貫通孔および／またはねじ孔１０を有している。裏側８は、作用方向Ｂに垂直となることにより、溶接面５と平行になるように向けられている。作用方向Ｂにおいては、裏側８は、ベース領域側においてソノトロード２の端を構成している。すなわち、ソノトロード２は、Ｂの方向において裏側８から突出する要素または構造を一切有さない。
【００４０】
ソノトロード２の裏側８において、外側の、全周保持棚状部２３がベース領域６に配置されている。保持棚状部２３は、帯型の突出部として実現されており、Ｂに垂直な面内に延びている。装置１の部品は、所望の動作中に励起される振動の節面が保持棚状部２３の面と一致するように、寸法付けられ、かつ所望の動作のために互いに整合される。これにより、保持棚状部２３が実質的に全く振動を実施せず、装置１がこれにより、たとえば梱包設備などの固定された構造に、保持棚状部２３において取付けられ得ることが確実になる。
【００４１】
本発明に従うと、超音波振動は、裏側８においてソノトロード２内に導入される。この目的のために、装置は、ソノトロード２の裏側８に配置された６つの超音波コンバータ１１を含む。コンバータ１１の各々は、円形の圧電セラミックプレートのスタック（図示せず）を含み、これらの間には、発振器（図示せず）によって制御されるための導電性金属層が配置されている。これにより、コンバータ１１の各々は、主に円形の円筒形を有しており、コンバータ１１の主な作用方向は、これらの円筒軸と一致している。この場合、コンバータ１１の端面は、それぞれが相互に平行平面な接触面を構成している。さらに、コンバータ１１には、コンバータ１１の長手方向においてそれらを通って延びる貫通孔が実現されている。貫通孔は、ねじ１４のための貫通通路として作用し、ねじ１４により、反力体３はソノトロード２にねじ接続される。
【００４２】
コンバータ１１は、それらの長手方向、すなわち主な作用方向が、作用方向Ｂと平行になるように、アルミニウムからなるそれぞれの接触プレート１３を介して、裏側８上に配置されている。接触プレート１３は、中心貫通通路を有して同様に円形であり、裏側８と平行に、コンバータ１１と若干重なり合っている。接触プレート１３は、ソノトロード２のコンバータ１１との最適な熱的および機械的接触を設ける。
【００４３】
ソノトロード２のねじ孔１０の１つは、コンバータ１１の各々に割当てられる。ねじ孔１０は、ブラインドホールとして実現され、作用方向Ｂに向けられている。Ａの方向においては、ねじ孔１０は、ソノトロード２の裏側８において、Ａに対して横方向において中心に、均一な間隔を有して実現されている。コンバータ１１および接触プレート１３の貫通通路は、ねじ孔１０とアライメントされているため、ねじ１４は貫通通路を通して突出し、ねじ孔１０内にねじ込まれることができる。これにより、コンバータ１１は、隣接するコンバータ１１が互いに対して一定の距離を有するように、長手方向Ａにおいて連設される。この場合、コンバータ１１は、Ａに沿って、裏側８にわたって均一に分散され、かつ全側面において、裏側８の実質的に全周にまで到達する。
【００４４】
反力体３は、コンバータ１１の、ソノトロード２と反対方向を向く側に配置されている。反力体３は、細長い棒として実現され、その長手方向がＡと平行になるように向けられている。反力体３は、Ｂに対して横方向の各方向において少なくともすべてのコンバータ１１と完全に重なり合うように寸法付けられている。反力体３の、ソノトロード２の方向を向く側は、主に連続的な平面状の載置接触面１５として実現される。載置接触面１５は、裏側８に対して平行に向けられており、すべてのコンバータ１１の、ソノトロード２と反対方向を向く端面に載置されている。
【００４５】
反力体３は、ねじ孔１０とアライメントされ、かつねじ１４が突出している貫通通路１６を有している。各貫通通路１６においては、ソノトロード２と反対方向を向く側に実現された凹部１７が存在しており、凹部１７内には、ねじ１４のねじ頭部が配置され、反力体３上で支持される。載置接触面１５および反力体３のソノトロード２と反対方向を向く側は、平行平面となるように実現される。
【００４６】
反力体３は、ねじ１４によりソノトロード２に取付けられている。この場合、コンバータ１１は、ソノトロード２の裏側８と反力体３の載置接触面１５との間に固定的に締付けられている。ねじ１４がコンバータ１１の貫通通路を通って中心に突出しているため、コンバータ１１は、一方では、Ｂに対して横方向に変位することがないよう保護され、他方では、接触プレート１３を介して、裏側８上に、さらに直接載置接触面１５上に、最適に押圧される。これにより、一方では、コンバータ１１とソノトロード２との間の最適な熱的および機械的接触が、他方では、コンバータ１１と反力体３との間の最適な熱的および機械的接触が確保される。
【００４７】
ＡおよびＢに対して横の方向の、コンバータ１１間の領域において、反力体３は、コンバータ１１のための載置接触領域１９を規定する絞り部１８を有する。絞り部１８は、載置接触領域１９が主に円形の形状となり、各場合において、Ｂに対して垂直な各方向においてコンバータ１１と若干重なり合うように実現されている。したがって、Ｂに沿った上面図では、反力体３は、直列に配置された円形部分１９の形状を有し、円形部分１９は、絞り部１８の位置において腹部２０を介して互いに接続されている。
【００４８】
腹部２０のいくつかにおいては、Ａに対して横方向において反力体３を完全に通って延びる、Ｂに沿って向けられたスロット２２が存在している。この場合、スロット２２は、ソノトロード２に向かって、載置接触面１５上で開いている。２つの中間のコンバータ１１の間には、腹部２０上に実現されるスロットは存在しない。Ｂの方向に第１の深さを有するスロット２２が、隣接する腹部２０上に実現されている。反力体３の長手方向端に最も近い腹部２０は、Ｂの方向において第２のより大きな深さを有するスロット２２を有している。この結果、反力体３は、たとえば、望ましくない振動モードを補償するために、その長手方向とともに変化する振動特性を有する。要件によって、またはソノトロードもしくは装置の他の部品の設計によっては、腹部のスロットは異なる方法で実現されてもよい。
【００４９】
図３は、Ａに沿った装置１の外側図を示し、図３中、振幅Ｃの特性が、所望の動作中に励起される振動のＢに沿った位置の関数として概略的に示されている。ソノトロード２の作業領域７における溶接面５の位置Ｉは、最大振幅を有する。位置ＩＩには節面が配置されており、ここでは振幅が大幅に消失する。反力体３のソノトロード２と反対の方向を向く側にある位置ＩＩＩでは、反力体３は、同様に最大振幅を有して振動する。これにより、溶接面５から、節面内に配置されるべき保持棚状部２３への距離は、所望の動作中に励起される振動の波長の４分の１となる。したがって、ソノトロード２は、たとえば、材料、形状、サイズなどの面において所望の動作周波数に整合するように実現されるべきである。このことは、たとえばコンバータ１１および反力体３などの残りの部品にも当てはまる。これにより、全体的に、装置１により、所望の動作中に励起される振動に半波長を有する共振器が得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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