-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht die Begünstigung der am 30. September 2015 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/234,830. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung ist hier durch Verweis aufgenommen.
-
GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Ultraschall-Rohrverschließer und insbesondere, auf Werkzeug, das bei Ultraschall-Rohrverschließern verwendet wird, um Rohre zu verschließen.
-
HINTERGRUND
-
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit, welche nicht zwangsläufig Stand der Technik sind.
-
Ein Modell eines typischen Ultraschall-Rohrverschließers 100 ist in 1 gezeigt. Typische Komponenten des Ultraschall-Rohrverschließers 100 umfassen einen Ultraschall-Wandler 102, einen Verstärker 104 und eine Ultraschall-Sonotrode 106. Elektrische Energie von einer Stromversorgung 101 mit einer Frequenz von 20–60 kHz wird in mechanische Energie durch den Ultraschall-Wandler 102 umgewandelt. Die im Ultraschall-Wandler 102 umgewandelte mechanische Energie wird auf ein zu verschließendes Rohr 108 durch den Verstärker 104 und die Ultraschall-Sonotrode 106 übertragen. Der Verstärker 104 und die Ultraschall-Sonotrode 106 erfüllen die Funktionen des Übertragens der mechanischen Energie sowie des Transformierens von mechanischen Schwingungen von dem Ultraschall-Wandler 102 mit einem Verstärkungsfaktor.
-
Die mechanische Schwingung, die an einer Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 resultiert, ist die Bewegung, welche die Aufgabe des Verschließens des Rohres 108 durchführt. Zur Erläuterung weist die Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 ein oder mehrere Formwerkzeuge (nicht gezeigt) auf Seiten der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 auf. Ein Bereich des zu verschließenden Rohres 108, typischerweise ein Endbereich 112, wird zwischen der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und einer Ambossspitze 114 eines Ambosses 116 platziert und durch die Ambossspitze 114 gestützt. Zur Erläuterung weist die Ambossspitze 114 ein Formwerkzeug (nicht gezeigt) auf. Das Formwerkzeug der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 wird mit dem Endbereich 112 des Rohres 108 in Kontakt gebracht, wobei der Endbereich 112 zwischen dem Formwerkzeug der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und dem Formwerkzeug der Ambossspitze 114 eingeklemmt wird. Typischerweise wird die Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 in eine vorbestimmte Entfernung zur Ambossspitze 114 gebracht, so dass dort ein vorgegebener Spalt zwischen den Formwerkzeugen der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und der Ambossspitze 114 ist, in dem sich der Endbereich 112 des zu verschließenden Rohres 108 befindet. Ultraschallschwingungen werden über die Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 auf den Endbereich 112 des Rohres 108 aufgebracht. Die Ultraschallschwingungen erzeugen Hitze, um das Material des Endbereichs 112 des Rohres 108 zu verbinden, wo der Endbereich 112 zwischen den Formwerkzeugen der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und der Ambossspitze 114 eingeklemmt ist. Die Formwerkzeuge der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und der Ambossspitze 114 formen auch den Endbereich 112 des Rohres 108, beispielswiese dadurch, dass sie ihn abschneiden. Die elektrische Energie, die durch die Stromversorgung 101 bereitgestellt ist, wird dann unterbunden und der Endbereich 112 des Rohres 108 wird eng zwischen den Formwerkzeugen der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und der Ambossspitze 114 für einen kurzen Zeitraum gehalten. Ein Beispiel für einen derartigen Ultraschall-Rohrverschließer aus dem Stand der Technik ist das Branson Ultraseal® Ultrasonic Tube Welding System, das von Branson Ultrasonics Corporation, Danbury, Connecticut verfügbar ist.
-
Typischerweise formen die Formwerkzeuge der Ultraschall-Sonotrodenspitze 110 und der Ambossspitze 114 den Endbereich 112 des Rohres 108, damit sie einen einzelnen Verschluss hat.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Ultraschall-Sonotrodenspitze für eine Ultraschall-Sonotrode eines Ultraschall-Rohrverschließers einen Körper mit einer Vielzahl von Seiten auf. Mindestens eine der Seiten weist ein Paar räumlich beabstandeter Schweißwerkzeuge auf, die ausgebildet sind, einen Bereich eines Rohres zu kontaktieren, die an mindestens zwei Stellen entlang des Rohres verschlossen wird, welche voneinander beabstandet sind, wenn das Paar Schweißwerkzeuge das Rohr kontaktiert. In einem Aspekt ist jedes Schweißwerkzeug ein axiales Element, das sich axial entlang der Seite des Körpers erstreckt, die das Schweißwerkzeug aufweist. In einem Aspekt hat jedes Schweißwerkzeug eine konvexe äußere Oberfläche. In einem Aspekt umfasst die Ultraschall-Sonotrodenspitze eine Vielzahl von Paaren von Schweißwerkzeugen, wobei zumindest entgegengesetzte Seiten des Körpers jeweils ein entsprechendes Paar räumlich beabstandeter Schweißwerkzeuge aufweisen. In einem Aspekt umfasst jede Seite des Körpers, die das Paar von Schweißwerkzeugen aufweist, ein Abschneidemesser, das benachbart zu einer seitlichen äußeren Seite von einem der Schweißwerkzeuge ist. In einem Aspekt ist der Körper ein integraler Teil einer Ultraschall-Sonotrode.
-
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Amboss für einen Ultraschall-Rohrverschließer einen Körper, der ein Paar räumlich beabstandeter Schweißklötze hat, die ausgebildet sind, einen Bereich eines Rohres zu kontaktieren, die an zwei Stellen entlang des Rohres verschlossen wird, welche voneinander beabstandet sind, wenn der Amboss das Rohr kontaktiert. In einem Aspekt ist jeder Schweißklotz ein axiales Element, das sich axial entlang dem Körper des Ambosses erstreckt. In einem Aspekt hat jeder Schweißklotz eine flache äußere gerändelte Oberfläche. In einem Aspekt weist eine seitliche äußere Seite von einem der Schweißklötze eine Abschneidekante auf.
-
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Werkzeugsatz für einen Ultraschall-Rohrverschließer die Ultraschall-Sonotrodenspitze und den Amboss, die obig beschrieben sind.
-
ZEICHNUNGEN
-
Die hier beschriebenen Zeichnungen sind nur für veranschaulichende Zwecke ausgewählter Ausführungsformen und sind nicht alle möglichen Ausführungen und sind nicht gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
-
1 ist eine schematische Ansicht eines Ultraschall-Rohrverschließers aus dem Stand der Technik;
-
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Bereichs eines Ultraschall-Rohrverschließers, die eine Ultraschall-Sonotrodenspitze und eine Ambossspitze in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt;
-
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs C von 2;
-
4 ist eine perspektivische Endansicht von 3;
-
5 ist eine perspektivische Ansicht der Ultraschall-Sonotrodenspitze von den 2 bis 4;
-
6 ist eine perspektivische Ansicht des Ambosses von den 2 bis 4; und
-
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschneideabschnitts eines rohres mit einem doppelt verschlossenen Endbereich.
-
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen durchgehend entsprechende Bauteile in den einzelnen Ansichten der Zeichnungen.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun detailliert mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Bezugnehmend auf 2 bis 6, in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ist ein Werkzeug 200 für einen Ultraschall-Rohrver-schließer 202 ausgebildet, einen Endbereich 204 (4) eines Abschnitts 232 eines Rohres 206 zu verschließen, die mit einem doppelten Verschluss verschlossen wird, wenn der Endbereich 204 verschlossen wird. Unter einem doppelten Verschluss ist gemeint, dass der Endbereich 204 an zwei Stellen 224 (7) verschlossen wird, welche voneinander räumlich beabstandet sind. Es soll verstanden werden, dass mit Ausnahme des Werkzeugs 200, der Ultraschall-Rohrverschließer 202 dieselben Basiskomponenten aufweist, wie der Ultraschall-Rohrverschließer 100 und in derselben Weise betrieben wird.
-
Das Werkzeug 200 umfasst eine Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und einen Amboss 210. In einem Aspekt ist das Werkzeug 200 ein Werkzeugsatz, der eine Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und einen Amboss 210 umfasst. Die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 ist auf einer Ultraschall-Sonotrode 212 eines Ultraschall-Rohrverschließers 202 angeordnet. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 eine austauschbare Komponente und auf der Ultraschall-Sonotrode 212 montiert. Es soll verstanden werden, dass die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 ein integraler Teil der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 sein kann.
-
Zur Erläuterung weist die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 einen Körper 209 auf, der eine Vielzahl von Seiten 214 (5) aufweist. Mindestens eine der Seiten 214 weist ein Paar räumlich beabstandeter Schweißwerkzeuge 216 (am besten in 5 gezeigt) auf. Zur Erläuterung weist die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 ein Paar räumlich beabstandeter Schweißwerkzeuge 216 an zwei entgegengesetzten Seiten 214 auf. Zur Erläuterung ist jedes Schweißwerkzeug 216 ein axiales Element, das sich axial auf der Seite 214 erstreckt, welche dieses Schweißwerkzeug 216 aufweist und eine konvexe äußere Oberfläche 220 hat. Der Amboss 210 weist einen Körper 211 auf, der ein Paar räumlich beabstandeter Schweißklötze 222 (am besten in 6 gezeigt) aufweist, welche den Schweißwerkzeugen 216 zugeordnet sind und mit diesen zusammenwirken, um den Endbereich 204 an zwei Stellen 224 (7) zu verschließen, welche voneinander beabstandet sind, wenn der Endbereich 204 verschlossen ist. Zur Erläuterung sind die Schweißklötze 222 axiale Elemente, die sich axial auf dem Amboss 210 erstrecken und eine flache äußere gerändelte Oberfläche 226 aufweisen. Jede Seite 214 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208, die das Paar Schweißwerkzeuge 216 aufweist, weist auch ein Abschneidemesser 228 auf, das benachbart zu einer seitlichen äußeren Seite 229 (5) eines der Schweißwerkzeuge 216 ist. Eine seitliche äußere Seite 231 (6) des Schweißklotzes 222, der zu dem Schweißwerkzeug 216 gehört, zu dem das Abschneidemesser 228 benachbart ist, weist eine Abschneidekante 230 (6) auf, die mit dem Abschneidemesser 228 zusammenwirkt, um einen Abschnitt 232 des Rohres 206 abzuschneiden, während der Endbereich 204 verschlossen wird. Der Endbereich 204 ist somit ein Endbereich des Abschnitts 232, nachdem er von dem übrigen Teil des Rohres 206 abgeschnitten worden ist und der Endbereich 204 wird doppelt verschlossen, das heißt, an zwei Stellen 224 verschlossen.
-
Der Ultraschall-Rohrverschließer 202 wird in derselben Weise betrieben, wie der Ultraschall-Rohrverschließer 100, um den Endbereich 204 zu verschließen. Das heißt, eines der Paare von Schweißwerkzeugen 216 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und die Schweißklötze 222 werden zusammengebracht, wobei sie den Endbereich 204 des Rohres 206 an zwei voneinander räumlich beabstandeter Stellen 224 kontaktieren und den Endbereich 204 zwischen ihnen an den zwei Stellen 224 einklemmen. Es soll verstanden werden, dass wenn das Paar Schweißwerkzeuge 216 und die Schweißklötze 222 den Endbereich 204 des Rohres 206 zwischen ihnen an räumlich beabstandeten Stellen 224 einklemmen, die Schweißwerkzeuge 216 und Schweißklötze 222 voneinander in einer vorbestimmten Entfernung beabstandet sind, typischerweise geringfügig weniger als zweimal eine Dicke einer Wand des Rohres 206. Ultraschallschwingungen werden über die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 auf den Endbereich 204 aufgebracht. Die Ultraschallschwingungen erzeugen Hitze, um das Material des Endbereichs 204 an zwei Stellen 224 zusammenzubinden, wo der Endbereich 204 zwischen den Schweißwerkzeugen 216 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und der Schweißkotze 222 des Ambosses 210 eingeklemmt ist. Das Abschneidemesser 228 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208, das mit der Abschneidekante 230 des Ambosses 210 zusammenwirkt, schneidet auch das Rohr 206, um den Abschnitt 232 abzuschneiden, wobei der Abschneideabschnitt 232 den Endbereich 204 aufweist, der an zwei Stellen 224 verschlossen ist. Die elektrische Energie, die von der Stromversorgung 101 (1) bereitgestellt ist, wird dann unterbunden und der Endbereich 204 wird eng zwischen den Schweißwerkzeugen 216 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und der Schweißklötze 222 des Ambosses 210 für einen kurzen Zeitraum gehalten.
-
Zur Erläuterung erstreckt sich das Rohr 206 seitlich quer zu den Schweißwerkzeugen 216 der Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 und den Schweißklötzen 222. Nachdem der jeweilige Abschnitt 232 mit einem doppelt verschlossenen Endbereich 204 abgeschnitten ist und die Ultraschall-Sonotrodenspitze 208 geöffnet wird (von dem Amboss 210 wegbewegt wird), wird das Rohr 206 dann seitlich einen angemessenen Betrag bewegt und der Arbeitsablauf wird wiederholt, um einen anderen Abschnitt 232 herzustellen, dessen Endbereich 204 doppelt verschlossenen wird.
-
Zur Erläuterung ist das Rohr 206 eine Kupfer- oder Aluminiumröhre und die abgeschnittenen Abschnitte 232 mit ihren doppelt verschlossenen Endbereichen 204 werden in vorteilhafte Weise in Kühlungssystemen verwendet, wobei ein Beispiel Kühlschlangen von Klimaanlagensystemen sind. Der doppelt verschlossene Endbereich 204 des abgeschnittenen Abschnitts 232 nimmt in vorteilhafter Weise die kleinen Räume zwischen Rohren in Kühlschlangen von Klimaanlageneinheiten und den in den Rohren erfahrenen Druck auf. In dieser Hinsicht, sind die zwei Stellen 224, wo der Endbereich miteinander verschlossen ist, zur Erläuterung eng beieinander, verglichen mit anderen Verschlussverfahren, wie beispielsweise mit einem Lötbrenner mit einer Acetylenflamme.
-
Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen ist für Veranschaulichungszwecke und zur Beschreibung bereitgestellt worden. Sie ist nicht beabsichtigt, vollständig zu sein oder die Offenbarung zu begrenzen. Individuelle Elemente oder Merkmale einer besonderen Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese besondere Ausführungsform beschränkt, sondern, wenn anwendbar, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht ausdrücklich gezeigt oder beschrieben. Das gleiche kann auch auf vielen Wegen variiert werden. Solche Variationen sind nicht als ein Abrücken von der Offenbarung anzusehen und alle solchen Abänderungen sind beabsichtigt innerhalb des Umfangs der Offenbarung enthalten zu sein.