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Das Ultraschall-Schweißsystem

Das komplette Ultraschall-Schweißsystem besteht aus aktiven und passiven Komponenten. Die aktiven Komponenten erzeugen den Schall, leiten ihn weiter und tragen ihn in die Schweißteile ein. Die passiven Komponenten nehmen die entstehenden Kräfte auf, halten die Schweißteile in Position und unterstützen insbesondere die Schweißnaht.

Konverter, Ampli und Sonotrode bilden dabei zusammen das sogenannte Schwinggebilde.

Der volldigitale Ultraschallgenerator erzeugt aus der anliegenden Netzspannung eine Hochspannung in der jeweils erforderlichen Ultraschallfrequenz. Alle für den Schweißprozess relevanten Daten werden präzise gemessen und ausgewertet. Der Generator schützt das Schwingsystem vor Überlastung, hält die Amplitude (Werkzeugbewegung) konstant und gleicht das wechselnde Schwingverhalten unterschiedlicher Schweißwerkzeuge aus.

Der Konverter ist die Schnittstelle zwischen elektrischer und mechanischer Welt. Unter Ausnutzung des inversen piezoelektrischen Effektes wandelt er die elektrische Schwingung in eine mechanische Longitudinalschwingung um und überträgt sie in das Ampli oder in die Sonotrode.

Das Amplitudentransformationsstück, oft auch als Booster bezeichnet, vergrößert oder verkleinert die Amplitude, die aus dem Konverter kommt. Durch Lagerung am Nulldurchgang kann das Ampli auch zur schwingungsfreien Lagerung des Schwinggebildes in der Ultraschallschweißmaschine genutzt werden und Kräfte übertragen.

Die Sonotrode als eigentliches, aktives Schweißwerkzeug überträgt die mechanische Schwingung in das Schweißteil – sie koppelt die Ultraschallschwingung ein. Abhängig von der geometrischen Gestaltung kann auch die Sonotrode die Schwingungsamplitude vergrößern und verkleinern.

Das Schwinggebilde ist immer auf den Kunststoff und die Geometrie der Kontaktfläche am Schweißteil abgestimmt und dieser angepasst.

Schwinggebilde, bestehend aus Generator, Konverter, Amplitudentransformationsstück und Sonotrode
Schwinggebilde, bestehend aus Generator, Konverter, Amplitudentransformationsstück und Sonotrode

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