CH713985A2 - Füge-Resonator oder Füge-Aufnahmevorrichtung. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füge-Resonator oder eine Füge-Aufnahmevorrichtung, deren Form der Spitzen zum Anpressen des Fügeobjekts derart gebildet ist, dass ein Fügen von Metallfolien mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen möglich ist, ohne die Metallfolien durch Schutzelemente zu schützen. Lösung: Die Spitzen (6) des Resonators (1) auf der Seite des Fügeobjekts (41) sind derart gebildet, dass eine Vielzahl von Vorsprüngen (7 und 8), auf deren Aussenseiten keine scharfen Kanten vorliegen, in mindestens zwei Stufen in der dem Resonator (1) und der Aufnahmevorrichtung (40) zugewandten Richtung übereinanderliegen und die Vorsprünge (8) auf der Seite des Fügeobjekts (41) eine kleinere Fläche haben als die Vorsprünge (7) auf der Seite des Resonators, sodass in dem Arbeitsschritt des Fügens des Fügeobjekts (41) zunächst die Energie der Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen auf den Vorsprung (8) der kleineren Form als erste Stufe konzentriert wird und als Auslöser einer Verschiebung fungiert, und der Vorsprung (7) einer grossen Form als anschliessende zweite Stufe glatt den in der Umgebung des kleinen Vorsprungs (8) vorliegenden Abschnitt des Fügeobjekts (41) einfügen kann. Ferner können auch an der Aufnahmevorrichtung (40) Spitzen aus einer Vielzahl von Vorsprüngen vorgesehen werden, die in mindestens zwei Stufen übereinanderliegen.

Description

Beschreibung

Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füge-Resonator oder eine Füge-Aufnahmevorrichtung, deren Form der Spitzen zum Anpressen eines Fügeobjekts am Füge-Resonator bzw. der Spitzen zum Anpressen des Fügeobjekts an der Füge-Aufnahmevorrichtung erfinderisch zumindest derart gebildet ist, dass ein Fügen von Metallfolien mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen möglich ist, ohne die Metallfolien durch Schutzelemente vor den Spitzen zu schützen.

Technischer Hintergrund [0002] Anhand von Fig. 4 und Fig. 5 wird das in dem Nichtpatentdokument 1 offenbarte Metallfügen erläutert. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Metallfügen tritt dadurch, dass ein Fügeobjekt 52 durch einen Resonator 53 in Ultraschallschwingungen in Querrichtung versetzt wird, während das aus mehrfach geschichteten Metallelementen 51 bestehende Fügeobjekt 52 durch einen Resonator 53 und eine Matrize 54 mit Druck beaufschlagt wird, an den Grenzflächen der mehrfach geschichteten Metallelemente 51 untereinander eine Reibung auf, wobei durch die Erwärmung infolge der Reibungswärme die Bewegung der Metallatome aktiver wird, sodass es zur Migration von Metallatomen durch Diffusion kommt, die Metallatome durch die zwischen den Metallatomen entstehenden gegenseitigen Anziehungskräfte miteinander verbunden werden und die mehrfach geschichteten Metallelemente 51 ineinandergefügt werden. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die Spitzen 55 zum Anpressen der Metallelemente 51 am Resonator 53 sowie die Spitzen 56 zum Anpressen der Metallelemente 51 an der Matrize 54 als sich von der Seite des Resonators 53 oder der Matrize 54 in abstehender Richtung allmählich verjüngende, pyramidenförmige oder pyramidenstumpfförmige Vorsprünge gebildet, die das in Fig. 4 dargestellte Fügeobjekt 52 greifen.

[0003] In letzter Zeit besteht z.B. bei Lithium-Ionen-Batterien die Tendenz zu einer geringeren Stärke der einzelnen Metallfolien und zu einer höheren Blattanzahl der zu fügenden Metallfolien. Bei einer solchen geringen Stärke der Metallfolien und einer höheren Blattanzahl der zu fügenden Metallfolien kommt es beim Fügen jedoch vor, dass Metallfolien beschädigt werden, wenn die aus pyramidenförmigen oder pyramidenstumpfförmigen Vorsprüngen gebildeten Spitzen 55 und 56 in die Metallfolie einstechen und sich an den Schnittkanten der an die Spitzen 55 und 56 angrenzen Flächen abstehende Ecken bilden.

[0004] Um eine Beschädigung der Metallfolien durch die aus pyramidenförmigen oder pyramidenstumpfförmigen Vorsprüngen gebildeten Spitzen 55 und 56 zu vermeiden, ist die Anwendung der in den Absätzen [0027] bis [0030] und Fig. 5 des Patentdokuments 1 offenbarten Erfindung zum Fügen von Metallfolien mittels Ultraschallschwingungen möglich. [0005] Anhand von Fig. 6 wird das Fügen einer Vielzahl von Metallfolien 61 mittels Ultraschallschwingung unter Anwendung der in den Absätzen [0027] bis [0030] und Fig. 5 des Patentdokuments 1 offenbarten Erfindung zum Fügen von Metallfolien mittels Ultraschallschwingungen möglich.

[0005] Anhand von Fig. 6 wird das Fügen einer Vielzahl von Metallfolien 61 mittels Ultraschallschwingung unter Anwendung der in den Absätzen [0027] bis [0030] und Fig. 5 des Patenddokuments 1 offenbarten Erfindung erläutert. Wie in Fig. 6 dargestellt, werden die mehrfach geschichteten Metallfolien 61 von aus Metallplatten bestehenden Schutzelementen 62 und 63 von oben und unten eingeklemmt, die Schutzelemente 62 und 63 von den Spitzen 55 des Resonators 53 und den Spitzen 56 der Matrize 54 von oben und unten eingeklemmt, die Metallfolien 61 und die Schutzelemente 62 und 63 vom Resonator 53 mit Druck beaufschlagt und in Ultraschallschwingungen versetzt, und die Metallfolien 61 und die Schutzelemente 62 und 63 durch die Ultraschallschwingungen ineinandergefügt, ohne dass die Spitzen 55 und 56 die Schutzelemente 62 und 63 sowie die Metallfolien 61 beschädigt werden.

[0006] Da jedoch bei dem in Fig. 6 dargestellten Metallfügen ein Arbeitsschritt zum Schutz der mehrfach geschichteten Metallfolien 61 durch die Schutzelemente 62 und 63 hinzukommt, ist eine Anwendung nicht ohne weitere Vorbereitung möglich.

Stand der Technik [0007] Veröffentlichung WO 2014/024 802 [0008] Nicht-Patentdokument: Das Prinzip des Ultraschallfügens (Technische Erläuterung) Cosmo System K. K. [Internetsuche am 7. September 2016: http://www.cosmo-stm.com/usmetal/about-us-metal-welding.html>] Überblick über die Erfindung

Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe [0009] Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung des vorstehenden technischen Hintergrundes und setzt es sich zur Aufgabe, einen Füge-Resonator oder eine Füge-Aufnahmevorrichtung bereitzustellen, die das Fügen von Metallfolien mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen ermöglichen, wobei die Form der Spitzen zum Anpressen des Fügeobjekts am Füge-Resonator bzw. die Form der Spitzen zum Anpressen des Fügeobjekts an der Füge-Aufnahmevorrichtung erfinderisch zumindest derart gebildet ist, dass die Metallfolien nicht durch Schutzelemente vor den Spitzen geschützt werden müssen.

Massnahmen zur Lösung der Aufgabe [0010] Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Füge-Resonator oder eine Füge-Aufnahmevorrichtung zum Fügen von Fügeobjekten mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass bei entweder dem Füge-Resonator oder der Füge-Aufnahmevorrichtung die Spitzen auf der Seite des Fügeobjekts derart gebildet sind, dass eine Vielzahl von Vorsprüngen, an deren Aussenseite keine scharfen Kanten vorliegen, in mindestens zwei Stufen in der dem Füge-Resonator und der Füge-Aufnahmevorrichtung zugewandten Richtung Übereinanderliegen und die Vorsprünge auf der Seite des Fügeobjekts eine kleinere Fläche haben als die Vorsprünge auf der Seite des Füge-Resonators bzw. der Füge-Aufnahmevorrichtung.

Wirkung der Erfindung [0011] Bei der vorliegenden Erfindung werden bei entweder dem Füge-Resonator oder der Füge-Aufnahmevorrichtung die Spitzen auf der Seite des Fügeobjekts derart gebildet, dass eine Vielzahl von Vorsprüngen in mindestens zwei Stufen in der dem Füge-Resonator und der Füge-Aufnahmevorrichtung zugewandten Richtung Übereinanderliegen und die Vorsprünge auf der Seite des Fügeobjekts eine kleinere Fläche haben als die Vorsprünge auf der Seite des Füge-Resonators bzw. der Füge-Aufnahmevorrichtung, sodass in dem Arbeitsschritt des Fügens des Fügeobjekts zunächst die Energie der Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen auf die Vorsprünge einer kleinen Form als erste Stufe konzentriert wird und als Auslöser einer Verschiebung fungiert und die Vorsprünge einer grossen Form ab der zweiten Stufe den Abschnitt des Fügeobjekts, der in der Umgebung des Vorsprungs einer kleinen Form vorliegt, glatt einfügen können. Dadurch beschädigen die Spitzen beim Fügen nicht die Metallfolien, selbst wenn als Fügeobjekt mehrfach geschichtete Metallfolien eingesetzt werden, sodass die mehrfach geschichteten Metallfolien mittels Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen ineinandergefügt werden können, ohne die Metallfolien durch Schutzelemente vor den Spitzen zu schützen. Ferner können bei der vorliegenden Erfindung, wenn die Fussabschnitte an den Vorsprüngen auf der Seite des Fügeobjekts konkav gewölbte Flächenabschnitte bilden, die sich von der Aussenseite zur Seite des Füge-Resonators oder zur Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung hin nach innen wölben, wohlgeformte Fügeergebnisse erzielt werden, die die konkav gewölbten Flächenabschnitte der Fussabschnitte der Vorsprünge auf der Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung widerspiegeln, ohne dass es an den Fussabschnitten der Vorsprünge auf der Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung zu Brüchen kommt. Ferner können bei der vorliegenden Erfindung, wenn die Fussabschnitte an den Vorsprüngen auf der Seite des Füge-Resonators oder der Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung konkav gewölbte Flächenabschnitte bilden, die sich von der Aussenseite zur Seite des Füge-Resonators oder zur Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung hin nach innen wölben, wohlgeformte Fügeergebnisse erzielt werden, die die konkav gewölbten Flächenabschnitte der Fussabschnitte widerspiegeln, ohne dass es an den Fussabschnitten der Vorsprünge auf der Seite des Füge-Resonators oder der Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung zu Brüchen kommt.

Kurze Erläuterung der Figuren [0012]

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht, die eine Fügevorrichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Spitze des Füge-Resonators gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Ansicht A eine Darstellung von unten, Ansicht B eine Schnittansicht der Linie B-B der Ansicht A, und Ansicht C eine Schnittansicht der Linie C-C der Ansicht A ist.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines von Fig. 2 abweichenden Aufbaus der Spitze des Füge-Resonators gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Ansicht A eine Darstellung von unten, Ansicht B eine Schnittansicht der Linie B-B der Ansicht A, und Ansicht C eine Schnittansicht der Linie C-C der Ansicht A ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des in dem Nichtpatentdokument 1 offenbarten Metallfügens.

Fig. 5 zeigt eine Schrägansicht der pyramidenstumpfförmigen Vorsprünge an der Spitze herkömmlicher Resonato ren sowie Matrizen zum Anpressen des Fügeobjekts.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Metallfügens unter Anwendung der in dem Patentdokument 1 offenbarten Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung [0013] Anhand von Fig. 1 wird eine Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen nutzende Fügevorrichtung 31 gemäss einer Ausführungsform der Erfindung erläutert. Ein Resonator 1, der bei der in Fig. 1 dargestellten Fügevorrichtung 31 verwendet wird, bildet einen Füge-Resonator 1 zum Fügen eines Fügeobjekts 41 mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen, sodass er in dieser Beschreibung als Resonator 1 ausgedrückt wird. Der Resonator 1 besteht zum

Zweck des Fügens z.B. aus einer Aluminiumlegierung, einer Titanlegierung oder einer Eisenlegierung, und weist einen Resonatorhauptkörper 2, Halter 3 und ein Fügewerkzeug 4 auf. Eine werkstückseitige Fläche 5 des Fügewerkzeugs 4 ist beim Fügen dem Fügeobjekt 41 zugewandt und bildet orthogonal zur in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie des Fügewerkzeugs 4 eine ebene Fläche der Querrichtung. An der werkstückseitigen Fläche 5 sind Spitzen 6 vorgesehen. An einer werkstückseitigen Fläche 5 kann es eine oder mehrere Spitzen 6 geben.

[0014] Bei den Spitzen 6 handelt es sich um Abschnitte des Resonators 1, die auf der Seite des Fügeobjekts 41 positioniert sind, und ausserdem um Abschnitte, die beim Fügen gegen das Fügeobjekt 41 gedrückt werden, wobei eine Vielzahl von halbkugelförmigen oder halbrundstabförmigen Vorsprünge 7 und 8 ohne scharfen Kanten auf der Aussenfläche in einer derartigen Form gebildet sind, dass sie in Längsrichtung als der Richtung, in der sie dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandt sind, zweistufig Übereinanderliegen und ausserdem der Vorsprung 8 auf der Seite des Fügeobjekts 41 kleiner ist als der Vorsprung 7 auf der Seite des Resonators 1. Da der Vorsprung 8 auf der Seite des Fügeobjekts 41 eine etwas kleinere Form hat als der Vorsprung 7 auf der Seite des Füge-Resonators 1, wird in dieser Beschreibung der Vorsprung 7 auf der Seite des Füge-Resonators 1 als grosser Vorsprung 7 und der Vorsprung 8 auf der Seite des Fügeobjekts als kleiner Vorsprung 8 ausgedrückt. Ferner beschädigen dadurch, dass der kleine Vorsprung 8 von dem grossen Vorsprung 7 zur Seite des Fügeobjekts 41 vorstehend gebildet ist, sodass beim Fügen der kleine Vorsprung 8 vor dem grossen Vorsprung 7 mit dem Fügeobjekt 31 in Kontakt kommt, die Spitzen 6 beim Fügen nicht die Metallfolien, selbst wenn als Fügeobjekt 41 mehrfach geschichtete Metallfolien verwendet werden, wodurch sich ein Arbeitsschritt zum Schutz der mehrfach geschichteten Metallfolien durch Schutzelemente erübrigt. Die Anzahl der Spitzen 6 aus den grossen Spitzen 7 und den kleinen Spitzen 8 kann eine oder eine Vielzahl betragen. Für den Fall, dass es eine Vielzahl von Spitzen 6 gibt, können die jeweiligen Spitzen 6 von unterschiedlicher Grösse oder auch von gleicher Grösse sein.

[0015] Das Mass des Überstandes von der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 des Fügewerkzeugs 4 zur Unterseite sind derart bemessen, dass die werkstückseitige Fläche 5 sowie die Vorsprünge 6 die Punkte der grössten Schwingungsamplitude mit der grössten Schwingungsamplitude in der durch den Pfeil 9 angedeuteten Querrichtung bilden. Dabei sollte die Länge des Resonanzhauptkörpers 2 von einem Ende bis zum anderen Ende in Querrichtung mindestens die Länge einer halben Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen betragen, die von dem Oszillator 38 übertragen werden, wobei im Beispiel eine Länge von einer Wellenlänge dargestellt ist. Der Resonatorhauptkörper 2 kann rundstabförmig sein oder eine eckige Stabform haben. Die Punkte mit der grössten Schwingungsamplitude befinden sich an beiden Enden in Längsrichtung sowie im zentralen Abschnitt des Resonatorhauptkörpers 2.

[0016] Am Punkt der grössten Schwingungsamplitude im zentralen Abschnitt in Längsrichtung des Resonatorhauptkörpers 2 ist das Fügewerkzeug 4 von der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 zur Unterseite hin abstehend vorgesehen. Steht das Fügewerkzeug 4 von der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 auf der Unterseite nur in geringem Masse ab, kann das Fügewerkzeug 4 auch oberseitig, vorderseitig oder rückseitig von zumindest einer Seite abstehend an der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 vorgesehen werden.

[0017] An den Punkten der kleinsten Schwingungsamplitude zwischen dem in Längsrichtung zentralen Abschnitt und den beiden Enden des Resonatorhauptkörpers 2 sind die Halter 3 von der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 zur Aussenseite abstehend vorgesehen. Der Punkt mit der kleinsten Schwingungsamplitude wird auch als Knotenpunkt bezeichnet. Der Zustand, in dem die Halter 3 von der Aussenseite des Resonatorhauptkörpers 2 zur Aussenseite hin abstehen, wird mit Referenz auf Absatz [0013] und Fig. 2 der Patentschrift des JP Patents Nr. 4564548 deutlich.

[0018] Handelt es sich bei dem Resonatorhauptkörper 2 um eine Rundstabform, können die Halter 3 auch den Resonatorhauptkörper 2 in Umfangsrichtung umschliessen. Der Zustand, in dem die Halter 3 den Resonatorhauptkörper 2 in Umfangsrichtung umschliessen, wird mit Referenz auf Fig. 5 oder Fig. 18 der Patentschrift des JP Patents Nr. 2911394 deutlich.

[0019] Der Resonatorhauptkörper 2 kann auch derart aufgebaut sein, dass der zentrale Abschnitt mit dem Fügewerkzeug 4 und die beiden Enden mit den Haltern 3 durch Verbindungselemente, wie kopflose Schrauben oder Gewindestäbe koaxial verbunden werden, wodurch der Aufbau jedoch komplizierter wird.

[0020] Der zentrale Abschnitt des Resonatorhauptkörpers 2 mit dem Fügewerkzeug 4 wird als «Phone» und die beiden Enden des Resonatorhauptkörpers 2 mit den Haltern 3 werden als «Booster» bezeichnet.

[0021] Das Fügewerkzeug 4 kann von seinem Aufbau her sowohl in den Resonatorhauptkörper 2 integriert sein, als auch als separates Bauteil des Resonatorhauptkörpers 2 durch Verbindungselemente wie kopflose Schrauben oder Gewindestäbe mit dem Resonatorhauptkörper 2 verbunden sein. Ist das Fügewerkzeug 4 so aufgebaut, dass es mit dem Resonatorhauptkörper 2 verbunden wird, kann das Fügewerkzeug 4 anstelle von Verbindungselementen wie kopflosen Schrauben oder Gewindestäben auch mithilfe von Bindemitteln, wie Lötmaterial usw. am Resonatorhauptkörper 2 befestigt werden. Als Formen für das gesamte Fügewerkzeug 4 können Rundstabformen oder eckige Stabformen verwendet werden.

[0022] Die in Fig. 1 dargestellte Fügevorrichtung 31 weist im oberen Abschnitt eines Geräterahmens 32 einen Druckmechanismus 33 auf, wobei an einem Ausgabeelement 34 des Druckmechanismus 33 eine Halterung 35 vorgesehen ist. Die Halterung 35 weist an beiden Seiten in Querrichtung, also rechts und links eines nach vorne und hinten sowie nach unten durchgängigen Hohlraums 36 Halteteile 37 auf. An der Halterung 35 ist der Füge-Resonator 1 zum Fügen des Fügeob jekts 41 mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen montiert, wobei an der Halterung 35 die Längsrichtung des Resonators 1 in die durch den Pfeil 9 dargestellte Querrichtung ausgerichtet ist, und um die Halterung 35 nicht zu berühren, die anderen Teile des Resonators 1 ausser den Haltern 3 im Hohlraum 36 sowie aussen an der Halterung 35 angeordnet sind, und die Halter 3 von den Halteteilen 37 gestützt werden. Dadurch ist der Resonator 1, der an einem Ende einen Oszillator 38 aufweist, durch die auf- und abfahrbare Halterung 35 in horizontaler Position auf beiden Seiten gestützt montiert. Im Folgenden wird der Füge-Resonator 1 als Resonator 1 bezeichnet.

[0023] Ein Ausgangsendabschnitt 39 des Oszillators 38 ist durch ein Verbindungselement wie eine kopflose Schraube oder einen Gewindestab mit einem Ende des Resonators 1 in Querrichtung koaxial verbunden, und der Resonator 1 tritt mit den vom Oszillator 38 übertragenen Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen in Resonanz. Im unteren Abschnitt des Geräterahmens 32 ist eine Aufnahmevorrichtung 40 als Matrize in einer Position genau unterhalb des Fügewerkzeugs 4 vorgesehen. Die Aufnahmevorrichtung 40, die bei der in Fig. 1 dargestellten Fügevorrichtung 31 verwendet wird, bildet eine Füge-Aufnahmevorrichtung 40 zum Fügen eines Fügeobjekts 41 mittels Ultraschalschwingungen oder Schallschwingungen, sodass die Füge-Aufnahmevorrichtung 40 in dieser Beschreibung als Aufnahmevorrichtung 40 ausgedrückt wird. Als Resonator 1 ist einer vom doppelt gestützten Typ mit Haltern 3 an beiden Seiten in Querrichtung zum Fügewerkzeug 4 abgebildet, ebenso möglich ist aber auch einer vom einseitig gestützten Typ mit einem Halter an einer Seite in Querrichtung zum Fügewerkzeug 4. Als Resonator 1 treten jedoch bei doppelt gestützten Typen beim Belasten des Fügeobjekts mit dem Fügewerkzeug 4 weniger Abweichungen bei der Belastung auf das Fügeobjekt auf als bei einseitig gestützten Typen.

[0024] Zum Fügen eines Fügeobjekts 41 mittels der in Fig. 1 dargestellten Fügevorrichtung 31 wird in einem Zustand, in dem ein Hohlraum, in den das Fügeobjekt 41 eingeschoben werden kann, zwischen den Spitzen 6 des Resonators 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 gebildet ist, und die Spitzen 6 des Resonators 1 und die Aufnahmevorrichtung 40 vertikal zueinander ausgerichtet sind, das Fügeobjekt 41 auf die Aufnahmevorrichtung 40 gesetzt. Als Nächstes wird der Druckmechanismus 33 angetrieben und infolge des Absenkens des Ausgabeelements 34 wird das Fügeobjekt 41 von den Spitzen 6 des Resonators 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 von oben und unten eingeklemmt und zusammengepresst, der Resonator 1 tritt mit den von dem Oszillator 38 übertragenen Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen in Resonanz, die Spitzen 6 des Resonators 1 vibrieren in die durch den Pfeil 9 dargestellte Querrichtung und die Fügeflächen des Fügeobjekts 41 nehmen den Druck und die Schwingungsenergie von den Spitzen 6 auf und werden ineinandergefügt. Anschliessend wird der Druckmechanismus 33 angetrieben und infolge des Anhebens des Ausgabeelements 34 werden die Spitzen 6 vom Fügeobjekt 41 gelöst und das Fügeobjekt 41 verbleibt auf der Aufnahmevorrichtung 40. Dann wird das Fügeobjekt 41 aus der Aufnahmevorrichtung 40 entnommen und der erste Fügevorgang des Fügeobjekts 41 ist beendet.

[0025] Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Spitzen 6 aus den grossen Vorsprüngen 7, die auf der Aussenseite keine scharfen Kanten aufweisen, und den kleinen Vorsprüngen 8, die in einer kleineren Form als die grossen Vorsprünge 7 gebildet sind, von den grossen Vorsprüngen zur Seite des Fügeobjekts 41 hervorstehen und auf der Aussenseite keine scharfen Kanten aufweisen, in zwei Stufen gebildet, sodass in dem Arbeitsschritt des Fügens des Fügeobjekts 41 zunächst die Energie der Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen auf die kleinen Vorsprünge als erste Stufe konzentriert wird und als Auslöser einer Verschiebung fungiert und die grossen Vorspränge 7 als nächster zweiter Stufe den Abschnitt in der Umgebung der kleinen Vorsprünge 8 glatt einfügen können. Dadurch kann ein Fügen mit einer geringeren Energie der Schallschwingungen oder Ultraschallschwingungen, d. h. einer kleineren Schwingungsamplitude, einer geringeren Belastung und in einer kürzeren Zeit erfolgen. Ferner wird durch das Konzentrieren der Energie der Schallschwingungen oder der Ultraschallschwingungen auf die kleinen Vorsprünge 8 die Fügungsstärke verbessert und die Ausbeute des Fügens wird besser. Von diesen Wirkungen ist besonders bedeutend, dass als Schall- oder Ultraschallschwingung, die für das Fügen mit der in Fig. 1 dargestellten Fügevorrichtung 31 verwendet wird, mit einer auf 15 kHz als Frequenz aus dem Bereich von 10 kHz bis 50 kHz festgelegten vertikalen Schwingung gefügt wurde.

[0026] Es konnte nachgewiesen werden, dass beim Fügen mit einer auf 15 kHz als Frequenz aus dem Bereich von 10 kHz bis 50 kHz festgelegten vertikalen Schwingung als Schall- oder Ultraschallschwingung, die für das Fügen mit der in Fig. 1 dargestellten Fügevorrichtung verwendet wird, als Fügeobjekt 41 mittels der Fügevorrichtung 31 z.B. Harzverbindungen mit Schichten aus einer Vielzahl von Kunstharzelementen aus thermoplastischem Kunstharz, Metallverbindungen mit Schichten aus einer Vielzahl von gleichartigen oder andersartigen Metallelementen, Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien mit Schichten aus einer Vielzahl von gleichartigen oder andersartigen Metallelementen mit einseitig ober- oder unterhalb oder auch beidseitig aufgebrachtem/n Harzkissen, Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien mit Schichten aus Metallelementen und Keramikelementen, Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien mit Schichten aus Metallelementen und Keramikelementen mit einseitig ober- oder unterhalb oder auch beidseitig aufgebrachtem/n Harzkissen, Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien mit Schichten aus Metallelementen und Kunstharzelementen, Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien mit Schichten aus Metallelementen und Kunstharzelementen mit einseitig ober- oder unterhalb oder auch beidseitig aufgebrachtem/n Harzkissen verwendet werden können.

[0027] Selbst wenn es sich bei dem Fügeobjekt 41 um mehrfach geschichtete Metallfolien insbesondere aus Aluminium oder Kupfer handelt, beschädigen die Spitzen 6 die Metallfolien beim Fügen nicht, da die Spitzen 6 des Resonators 1 zum Anpressen der Metallfolien in zwei Stufen aus den grossen Vorsprüngen 7 und den kleinen Vorsprüngen 8 gebildet sind. Beim Versuch, als Metallfolien 60 Blatt geschichtete Kupferfolien einer Stärke von 10 um mittels einer Fügevorrichtung 31 gemäss Fig. 1 mit auf 15 kHz festgelegten vertikalen Schwingungen zu fügen bzw. beim Versuch, 60 Blatt geschichtete

Aluminiumfolien einer Stärke von 20 um mittels der Fügevorrichtung 31 gemäss Fig. 1 mit auf 15 kHz festgelegten vertikalen Schwingungen zu fügen, traten erwiesenermassen keine Beschädigungen an den Kupferfolien und den Aluminiumfolien auf.

[0028] Zwischen dem zentralen Abschnitt des Resonators 1 mit dem Fügewerkzeug 4 und seinen beiden Enden mit den Haltern 3, zwischen dem Resonator 1 und dem Fügewerkzeug 4 oder zwischen dem Resonator 1 und dem Ausgangsendabschnitt 39 des Oszillators 38 kann zudem ein hier nicht dargestellter Zwischenbooster mittels eines Verbindungselementes aus einer kopflosen Schraube oder einem Gewindestab in Querrichtung koaxial und integriert angebracht werden. Der Zwischenbooster dient zum Einstellen der Amplitude des Resonators 1. Die Amplitude des Resonators 1 lässt sich sowohl vergrössern als auch verkleinern, indem die Grössenordnung (Form) des Zwischenboosters geändert wird. Wird kein Zwischenbooster verwendet, ist die Amplitude des Resonators 1 gleich der Amplitude des Oszillators 38, d. h. einfach. Es kommt jedoch auch vor, dass ein einfacher Zwischenbooster verwendet wird.

[0029] Als Fügevorrichtung 31 kann auch eine in der Patentschrift des JP Patents Nr. 2911395 offenbarte Fügevorrichtung verwendet werden, bei welcher der Resonator vertikal angeordnet ist.

[0030] In der Umgebung der aus dem grossen Vorsprung 7 und dem kleinen Vorsprung 8 zweistufig gebildeten Spitze 6 der in Fig. 5 dargestellten werkstückseitigen Fläche 5 kann auch ein peripherer Vorsprung, dessen Darstellung ausgelassen wurde, vorgesehen werden. Das Mass des Überstands des peripheren Vorsprungs, dessen Darstellung ausgelassen wurde, von der werkstückseitigen Fläche 5 ist geringer als das Mass des Überstands der Spitze 6 von der werkstückseitigen Fläche 5, sodass beim Fügen der periphere Vorsprung, dessen Darstellung ausgelassen wurde, ohne das Fügeobjekt 41 zu beschädigen, hineingedrückt und gefügt werden kann.

[0031] Ferner wurde in Fig. 1 der Fall gezeigt, dass die Spitze 6 des Resonators 1 derart gebildet ist, dass die Vorsprünge 7 und 8 in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung 2-stufig Übereinanderliegen, es ist jedoch ebenfalls ein Aufbau anwendbar, bei dem eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung mindestens 3-stufig Übereinanderliegen. Bei einem Aufbau, bei dem z.B. eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung 3-stufig Übereinanderliegen, hat der Vorsprung am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 die kleinste Form, der Vorsprung am nächsten auf der Seite des Resonators 1 die grösste Form, und der Vorsprung zwischen dem Vorsprung, der am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 ist, und dem Vorsprung, der am nächsten auf der Seite des Resonators 1 ist, hat eine grössere Form als der Vorsprung mit der kleinsten Form am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 und eine kleinere Form als der Vorsprung mit der grössten Form am nächsten auf der Seite des Resonators 1. Auf diese Weise wird bei einem Aufbau, bei dem eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung in drei oder mehr als drei Stufen übereinanderliegt, die jeweilige Form der Vielzahl von Vorsprüngen von der Seite des Resonators 1 zur Seite des Fügeobjekts 41 hin kleiner. Ferner können für eine werkstückseitige Fläche 5 des Resonators 1 eine Vielzahl von Spitzen 6, bei denen eine Vielzahl von Vorsprüngen 2-stufig, 3-stufig oder mehrstufig Übereinanderliegen, vorgesehen werden.

[0032] Ferner ist auf die Spitzen der Aufnahmevorrichtung 40 auf der Seite des Fügeobjekts 41 auch ein Aufbau anwendbar, bei dem eine Vielzahl der in Fig. 1 dargestellten Vorsprünge 7 und 8 in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung zweistufig Übereinanderliegen. Selbst wenn nun z.B. die auf der werkstückseitigen Fläche der Aufnahmevorrichtung 40 vorgesehene Spitze 6 aus den Vorsprüngen 7 und 8 besteht, die in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung 2-stufig Übereinanderliegen, hat der Vorsprung 8 auf der Seite des Fügeobjekts 41 eine kleinere Form als der Vorsprung 7 auf der Seite des Resonators 1. Ferner kann bei der Spitze der Aufnahmevorrichtung auf der Seite des Fügeobjekts 41 ebenfalls der Aufbau angewendet werden, dass eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung drei- oder mehrstufig Übereinanderliegen. Bei einem Aufbau, bei dem z.B. eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung 3-stufig Übereinanderliegen, hat der Vorsprung am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 die kleinste Form, der Vorsprang am nächsten auf der Seite der Aufnahmevorrichtung 40 die grösste Form, und der Vorsprung zwischen dem Vorsprung, der am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 ist, und dem Vorsprung, der am nächsten auf der Seite der Aufnahmevorrichtung 40 ist, hat eine grössere Form als der Vorsprung mit der kleinsten Form am nächsten auf der Seite des Fügeobjekts 41 und eine kleinere Form als der Vorsprang mit der grössten Form am nächsten auf der Seite der Aufnahmevorrichtung 40. Auf diese Weise wird bei einem Aufbau der Spitze der Aufnahmevorrichtung 40, bei dem eine Vielzahl von Vorsprüngen in der dem Resonator 1 und der Aufnahmevorrichtung 40 zugewandten Richtung in drei oder mehr als drei Stufen übereinanderliegt, die jeweilige Form der Vielzahl von Vorsprüngen von der Seite der Aufnahmevorrichtung 40 zur Seite des Fügeobjekts 41 hin kleiner. Ferner können für eine werkstückseitige Fläche der Aufnahmevorrichtung 40 eine Vielzahl von Spitzen, bei denen eine Vielzahl von Vorsprüngen 2-stufig, 3-stufig oder mehrstufig übereinander liegen, vorgesehen werden. In der Umgebung der aus den grossen Vorsprüngen 7 und den kleinen Vorsprüngen 82-stufig gebildeten Spitzen 6 der Aufnahmevorrichtung 40 kann auch ein peripherer Vorsprang, dessen Darstellung ausgelassen wurde, vorgesehen werden. Das Mass des Überstands des peripheren Vorsprungs, dessen Darstellung ausgelassen wurde, von der Oberfläche der Aufnahmevorrichtung 40 wird geringer als das Mass des Überstands der Spitze 6 von der Oberfläche der Aufnahmevorrichtung 40, sodass beim Fügen der periphere Vorsprung, dessen Darstellung ausgelassen wurde, ohne das Fügeobjekt 41 zu beschädigen, hineingedrückt und gefügt werden kann.

[0033] Ferner können Spitzen aus einer Vielzahl von 2-stufig, 3-stufig oder mehrstufig übereinanderliegenden Vorsprüngen an entweder dem Resonator 1 oder der Aufnahmevorrichtung 40 oder an beiden vorgesehen sein. Zum Fügen des Fügeobjekts 41 ist es auch möglich, in Fig. 1 die Halterung 35 vom Ausgabeelement 34 zu entfernen, die Aufnahmevorrichtung 40 vom Geräterahmen 32 zu entfernen, die entfernte Halterung 35 im unteren Abschnitt des Geräterahmens 32 anzubringen, sodass die Spitzen 6 nach oben gerichtet sind, die Aufnahmevorrichtung 40 im oberen Abschnitt des Geräterahmens 32 vorzusehen, sodass die entfernte Aufnahmevorrichtung 40 am Ausgabeelement 34 montiert und die Spitzen der Aufnahmevorrichtung 40 nach unten gerichtet sind, und den Resonator 1 sowie die Halterung 35 im unteren Abschnitt des Geräterahmens vorzusehen.

[0034] Anhand von Fig. 2 wird der Aufbau erläutert, bei dem die Spitzen 6 des Resonators 1 gemäss einer Ausführungsform der Erfindung in zwei Stufen aus den grossen Vorsprüngen 7 und den kleinen Vorsprüngen 8 gebildet sind. Wie in der Ansicht A in Fig. 2 dargestellt, ist der grosse Vorsprung 7 bei einer Betrachtung der Spitze 6 von unten halbrundstabförmig, er kann jedoch auch kreisförmig sein. Die Aussenseiten der beiden Enden in Längsrichtung des halbrundstabförmigen grossen Vorsprungs 7 sind als konvex gewölbte Flächenabschnitte 71 gebildet. Die konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 befinden sich zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 erstreckt, umrunden zur Hälfte den grossen Vorsprung 7 in einer zur Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 erstreckt, orthogonalen horizontalen Ebene und grenzen die beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 ab, indem sie einen glatten, konvexen Bogen beschreiben, der auf beiden Seiten verläuft, von der Seite der Mittellinie, die sich längs zu den Aussenseiten des grossen Vorsprungs 7 erstreckt, orthogonal zur Mittellinie, die sich längs zu den Aussenseiten des grossen Vorsprungs 7 erstreckt. Der kleine Vorsprung 8 hat eine ähnliche halbrundstabförmige Form etwas kleiner als der grosse Vorsprung 7, er kann jedoch auch kreisförmig sein. Die Aussenseiten der beiden Enden in Längsrichtung des kleinen Vorsprungs 8 sind als konvex gewölbte Flächenabschnitte 81 gebildet. Die konvex gewölbten Flächenabschnitte 81 befinden sich zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 erstreckt, umrunden zur Hälfte den kleinen Vorsprung 8 in einer zur Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 erstreckt, orthogonalen horizontalen Ebene und grenzen die beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 ab, indem sie einen glatten, konvexen Bogen beschreiben, der auf beiden Seiten verläuft, von der Seite der Mittellinie, die sich längs zu den Aussenseiten des kleinen Vorsprungs 8 erstreckt, orthogonal zur Mittellinie, die sich längs zu den Aussenseiten des kleinen Vorsprungs 8 erstreckt. In Ansicht (A) in Fig. 2 kann der kleine Vorsprung 8 auch in Längsrichtung in eine Vielzahl unterteilt aufgebaut sein, d. h. für eine Vielzahl von kleinen Vorsprüngen 8 kann auch ein grosser Vorsprung 7 vorgesehen sein.

[0035] Wie in der Ansicht B in Fig. 2 dargestellt, befinden sich die konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 erstreckt, umrunden den grossen Vorsprung 7 zu einem Viertel in einer vertikalen Ebene auf der Mittellinie, die sich auf der Seite der beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 in vertikaler Richtung der Aussenseite erstreckt und treffen auf die werkstückseitige Fläche 5, indem sie einen glatten, konvexen Bogen beschreiben, der von der werkstückseitigen Fläche 5 bis zur Seite des zentralen Abschnitts der Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 verläuft und indem sie stufenlos glatt in die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72 übergehen, welche die Aussenseiten des grossen Vorsprungs 7 in Querrichtung sind. Das heisst, die Aussenseiten der beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 in Längsrichtung weisen aufgrund der in der Ansicht B in Fig. 2 dargestellten konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 keine scharfen Kanten auf und bilden konvex gewölbte Flächen, die von der Seite des Resonators 1 zur Aussenseite hin abstehen. Die vertikal gerichtete Position des zentralen Abschnitts, der an den konvex gewölbten Flächenabschnitten 71 eine konvexe Kreisbogenfläche beschreibt, kann sich entweder an der gleichen Position wie die werkzeugseitige Fläche 5 befinden oder auch von dieser abweichen. Ferner befinden sich die konvex gewölbten Flächenabschnitte 81 zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 erstreckt, umrunden den kleinen Vorsprung 8 zu einem Viertel in einer vertikalen Ebene auf der Mittellinie, die sich auf der Seite der beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 in vertikaler Richtung der Aussenseite erstreckt und trifft auf die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72, indem er einen glatten, konvexen Bogen beschreibt, der von der werkstückseitigen Fläche 5 bis zur Seite des zentralen Abschnitts der Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 verläuft und indem er stufenlos glatt in die konvex gewölbten Oberflächenabschnitte 82 übergeht, welche die Aussenseiten des kleinen Vorsprungs 8 in Querrichtung sind. Das heisst, die Aussenseiten der beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 in Längsrichtung weisen aufgrund der in der Ansicht B in Fig. 2 dargestellten konvex gewölbten Flächenabschnitte 81 keine scharfen Kanten auf und bilden konvex gewölbte Flächen, die von der Seite des Resonators 1 zur Aussenseite hin abstehen. Die vertikal gerichtete Position des zentralen Abschnitts, der an den konvex gewölbten Flächenabschnitten 81 eine konvexe Kreisbogenfläche beschreibt, kann sich entweder an der gleichen Position wie die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72 befinden oder auch von diesen abweichen.

[0036] Wie in der Ansicht C in Fig. 2 dargestellt, sind die Aussenseiten des grossen Vorsprungs 7 in der Querrichtung als konvex gewölbte Flächenabschnitte 72 gebildet. Die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72 befinden sich zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 erstreckt, umrunden den grossen Vorsprung 7 zur Hälfte in einer vertikalen Ebene auf der Mittellinie, die sich auf der Seite des zentralen Abschnitts des grossen Vorsprungs 7 in vertikaler Richtung der Aussenseite erstreckt und treffen auf die werkstückseitige Fläche 5, indem sie einen glatten, konvexen Bogen beschreiben, der von der werkstückseitigen Fläche 5 bis zur Seite des zentralen Abschnitts der Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 verläuft. Das heisst, die Aussenseiten des grossen Vorsprungs 7 weisen aufgrund des stufenlosen glatten Übergangs der in der Ansicht B und Ansicht C in Fig. 2 gezeigten konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 und 72 keine scharfen Kanten auf und bilden konvex gewölbte Flächen, die von der werkzeugseitigen Fläche 5 nach unten abstehen. Ferner sind die Aussenseiten der beiden Enden in Querrichtung des kleinen Vorsprungs 8 als konvex gewölbte Flächenabschnitte 82 gebildet. Die konvex gewölbten Flächenabschnitte 82 befinden sich zentriert auf der Mittellinie, die sich in Längsrichtung zur Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 erstrecken, umrunden den kleinen Vorsprung 8 zur Hälfte in einer vertikalen Ebene auf der Mittellinie, die sich auf der Seite des zentralen Abschnitts des kleinen Vorsprungs 8 in vertikaler Richtung der Aussenseite erstreckt und treffen auf die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72, indem sie einen glatten, konvexen Bogen beschreiben, der von der Seite des grossen Vorsprungs 7 bis zur Seite des zentralen Abschnitts der Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 verläuft. Das heisst, die Aussenseiten des kleinen Vorsprungs 8 weisen aufgrund des stufenlosen glatten Übergangs der in der Ansicht B und Ansicht C in Fig. 2 gezeigten konvex gewölbten Flächenabschnitte 81 und 82 keine scharfen Kanten auf und bilden konvex gewölbte Flächen, die von dem grossen Vorsprung 7 nach unten abstehen.

[0037] Anhand von Fig. 3 wird eine von Fig. 2 abweichende Form der Fussabschnitte am grossen Vorsprung 7 auf der Seite des Resonators 1 und eine von Fig. 2 abweichende Form der Fussabschnitte am kleinen Vorsprung 8 auf der Seite des grossen Vorsprungs 7 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Wie in der Ansicht B in Fig. 3 dargestellt, sind die Fussabschnitte des grossen Vorsprungs 7 auf der längsgerichteten Seite als konkav gewölbte Flächenabschnitte 73 gebildet. Die konkav gewölbten Flächenabschnitte 73 grenzen die konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 von der werkstückseitigen Fläche 5 ab, indem sie einen glatten, konkav gewölbten Bogen von der Seite des grossen Vorsprungs 7 zur werkstückseitigen Fläche 5 beschreiben. Das heisst, die Fussabschnitte des grossen Vorsprungs 7 weisen aufgrund der konkav gewölbten Flächenabschnitte 73 keine scharfen Kanten auf und bestehen aus einer konkav gewölbten Fläche, die von der Aussenseite zur Seite des Resonators 1 hin nach innen gewölbt ist. Ferner sind die Fussabschnitte des kleinen Vorsprungs 8 in Längsrichtung als konkav gewölbte Flächenabschnitte 83 gebildet. Die konkav gewölbten Flächenabschnitte 83 grenzen die konvex gewölbten Flächenabschnitte 81 und die konvex gewölbten Flächenabschnitte 72 ab, indem sie einen glatten, konkav gewölbten Bogen von der Seite des kleinen Vorsprungs 8 zur Seite des grossen Vorsprungs 7 beschreiben. Das heisst, die Fussabschnitte auf der längsgerichteten Seite des kleinen Vorsprungs 8 weisen aufgrund der konkav gewölbten Flächenabschnitte 83 keine scharfen Kanten auf und bestehen aus einer konkav gewölbten Fläche, die von der Aussenseite zur Seite des Resonators 1 hin nach innen gewölbt ist.

[0038] Wie in der Ansicht C in Fig. 3 dargestellt, sind die Fussabschnitte in Querrichtung des grossen Vorsprungs 7 als konkav gewölbte Flächenabschnitte 74 gebildet. Die konkav gewölbten Flächenabschnitte 74 grenzen die werkstückseitige Fläche 5 von den konvex gewölbten Flächenabschnitten 71 ab, indem sie einen glatten, konkav gewölbten Bogen von der Seite des grossen Vorsprungs 7 zur werkstückseitigen Fläche 5 beschreiben. Das heisst, die Fussabschnitte des grossen Vorsprungs 7 weisen aufgrund des glatten Übergangs der in der Ansicht B und der Ansicht C in Fig. 3 dargestellten konkav gewölbten Flächenabschnitte 73 und 74 zueinander keine scharfen Kanten auf und bestehen aus einer konkav gewölbten Fläche, die von der Aussenseite zur Seite des Resonators 1 hin nach innen gewölbt ist. Dadurch treten an den Fussabschnitten des grossen Vorsprungs 7 infolge der Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen beim Fügen keine Brüche auf. Ferner sind die Fussabschnitte des kleinen Vorsprungs 8 in Querrichtung als konkav gewölbte Flächenabschnitte 84 gebildet. Die konkav gewölbten Flächenabschnitte 84 grenzen die konvex gewölbten Flächenabschnitte 71 und 82 ab, indem sie einen glatten, konkav gewölbten Bogen von der Seite des kleinen Vorsprungs 8 zur Seite des grossen Vorsprungs 7 beschreiben. Das heisst, die Fussabschnitte des kleinen Vorsprungs 8 weisen aufgrund des glatten Übergangs der in der Ansicht B und der Ansicht C in Fig. 3 dargestellten konkav gewölbten Flächenabschnitte 83 und 84 zueinander keine scharfen Kanten auf und bestehen aus konkav gewölbten Flächen, die von der Aussenseite zur Seite des Resonators 1 hin nach innen gewölbt sind. Dadurch treten an den Fussabschnitten des kleinen Vorsprungs 8 infolge der Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen beim Fügen keine Brüche auf.

Erläuterung der Bezugszeichen [0039] 1 Resonator 2 Resonatorhauptkörper 3 Halter 4 Fügewerkzeug 5 werkstückseitige Fläche 6 Spitze des Resonators 3 zum Anpressen des Fügeobjekts 41 7 grosser Vorsprung 8 kleiner Vorsprung 9 die Querrichtung zeigender Pfeil 31 Fügevorrichtung 32 Geräterahmen 33 Druckmechanismus 34 Ausgabeelement des Druckmechanismus 33 35 Halterung 36 Hohlraum der Halterung 35 37 Halteteil der Halterung 35 38 Oszillator 39 Ausgangsendabschnitt des Oszillators 38 40 Aufnahmevorrichtung 41 Fügeobjekt 71 konvex gewölbter Flächenabschnitt als Aussenseite an beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 in Längsrichtung 72 konvex gewölbter Flächenabschnitt als Aussenseite des grossen Vorsprungs 7 in Querrichtung 73 konkav gewölbter Flächenabschnitt als Fussabschnitt der beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 in Längsrichtung 74 konkav gewölbter Flächenabschnitt als Fussabschnitt der beiden Enden des grossen Vorsprungs 7 in Querrichtung 81 konvex gewölbter Flächenabschnitt als Aussenseite an beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 in Längsrichtung 82 konvex gewölbter Flächenabschnitt als Aussenseite des kleinen Vorsprungs 8 in Querrichtung 83 konkav gewölbter Flächenabschnitt als Fussabschnitt der beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 in Längsrichtung 84 konkav gewölbter Flächenabschnitt als Fussabschnitt der beiden Enden des kleinen Vorsprungs 8 in Querrichtung

Claims (3)

1. Patentansprüche

   1. Füge-Resonator oder Füge-Aufnahmevorrichtung zum Fügen von Fügeobjekten mittels Ultraschallschwingungen oder Schallschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass bei entweder dem Füge-Resonator oder der Füge-Aufnahmevorrichtung Spitzen auf der Seite des Fügeobjekts derart gebildet sind, dass eine Vielzahl von Vorsprüngen, an deren Aussenseiten keine scharfen Kanten vorliegen, in mindestens zwei Stufen in der dem Füge-Resonator und der Füge-Aufnahmevorrichtung zugewandten Richtung Übereinanderliegen und die Vorsprünge auf der Seite des Fügeobjekts eine kleinere Fläche haben als die Vorsprünge auf der Seite des Füge-Resonators bzw. der Füge-Aufnahmevorrichtung.
2. 2. Füge-Resonator bzw. Füge-Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fussabschnitte der Vorsprünge auf der Seite des Fügeobjekts konkav gewölbte Flächenabschnitte bilden, die sich von der Aussen-seite zur Seite des Füge-Resonators oder zur Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung hin nach innen wölben.
3. 3. Füge-Resonator bzw. Füge-Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fussabschnitte der Vorsprünge auf der Seite des Füge-Resonators oder der Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung konkav gewölbte Flächenabschnitte bilden, die sich von der Aussenseite zur Seite des Füge-Resonators oder zur Seite der Füge-Aufnahmevorrichtung hin nach innen wölben.