[发明专利]连接工件的方法和复合制品

说明书

借助超声连接两个工件(30，40)。这首先实现成提供第二工件(40)和具有至少一个导能器(31)的工件(30)。工件彼此接触以使得导能器(31)与所述第二工件(40)的第一表面(41)接触。超声振动接下来经由超声焊极(10)的工作表面(11)导入其中一个工件(40)。所采用的超声焊极(10)的轮廓在工作表面(11)上具有接触线(12)。超声焊极(10)关于第一工件(30)定位成使得所述接触线(12)横向于导能器(31)延伸。

技术领域

本发明涉及具有独立权利要求的前序部分的特征的用于连接工件的方法和复合制品。

背景技术

在许多应用领域中，工件必须连接在一起。例如，比如在包装领域、在车辆工程领域或在医疗器械加工领域，塑料部件的连接是容易想到的。在一些情况下，金属工件也必须连接在一起，例如与电导体的触点部分。

将超声振动导入工件以连接它们是已知的。导入的超声振动形成将工件连接在一起的超声焊接。

然而，并非总是能够形成令人满意的超声焊接，尤其是采用不同的材料组合。尤其是采用由具有不同熔点的塑料材料制成的工件，难以进行焊接。即使采用不同的材料组合也能够获得具有满意性能的焊接效果的一种方式是增大接触压力、焊接时间和/或施加能量。但是，这会导致对敏感工件的破坏。

由塑料制成的焊接工件的一种典型应用是将倒出部紧固至包装，例如饮料包装。该倒出部应由尽可能不透氧的材料例如高密度聚乙烯(HDPE)制成。包装本身由主体组成，该主体由膜、尤其是层压膜制成。层压膜的外表面上具有塑料层，通常为低密度聚乙烯(LDPE)。纸板层提供了期望的强度。铝层提供了氧密封。但是，现在出现了当在焊接期间施加较大的力时铝层受损的情况。这会导致包装内容物(通常为饮料)出现质量问题。铝层的磨损会导致形成凹袋，并且由此还会导致卫生问题。

发明内容

因此本发明的任务是避免已知缺点，尤其是创建一种用于连接工件的工艺，通过该工艺，由不同材料制成的工件能够以良好的焊接质量连接在一起。本发明的另一个任务是创建一种复合制品，其中也是尤其由不同材料制成的两个工件以良好的焊接质量连接在一起。

根据本发明，这些任务通过具有独立权利要求的特征部分的特征的方法和制品来解决。优选的实施例来自从属权利要求。

根据本发明的方法用于借助于超声连接工件。通常情况下，将两个工件连接在一起。但是，还能够想到将两个以上的工件连接在一起。

在第一步中，提供具有至少一个导能器的第一工件。在超声焊接过程中提供带有导能器的工件为现有技术已知。在导能器的区域中将超声振动导入工件。

第一工件通常为用于包装的倒出部。但是，也能够想到其他工件，例如在医疗技术中在注射模制部件上的密封隔膜或过滤隔膜。还能够想到在车辆保险杠中用于容置传感器的传感器支承座。

还提供了第二工件。具体地，该第二工件可以是用于制备包装的包装材料。但是，还能够想到第二工件是保险杠，上文所述的传感器支承座将被施加至该保险杠。

该第一工件和该第二工件彼此接触，使得导能器与第二工件的第一表面接触。

接下来通过超声焊极的工作表面将超声振动导入其中一个工件内。超声焊极是在许多实施例中是经受超声振动的工具并且为本领域技术人员已知。

超声振动平行于与超声焊极的工作表面接触的工件的表面传播。通过此方式，基于两个不同的机制生成热。一方面，由超声焊极导入工件的运动在该(多个)工件部内引起发热。另一方面，工件之间的界面区域中的摩擦或运动也会导致生成热。