SONOTRONIC Nagel GmbH
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Ultraschall-Sonotroden

Konstruktion und Produktion – komplette In-House-Fertigung

Die Sonotroden leiten die Ultraschall-Schwingung in das Werkstück. Wir fertigen die Sonotroden individuell auf die jeweilige Anwendung und Kundenwünsche zugeschnitten und gehen bei der Entwicklung aufgrund langjähriger Erfahrung und unterstützt durch die Finite-Elemente-Methode (FEM) vor. Die Gestaltung der Sonotroden ist abhängig von der Ultraschall-Anwendung (Schweißen, Trennschweißen, Nieten, Prägen, Stanzen, Schneiden) und den Eigenschaften des zu bearbeitendem Werkstückes.

Was ist eine Sonotrode?

Sonotrode ist der Fachbegriff für das dem jeweiligen Verwendungszweck zugeordnete Schweißwerkzeug. Im Allgemeinen werden Sonotroden aus einer Titanlegierung oder aus hochfestem Aluminium hergestellt, da diese Materialien eine geringe Dämpfung und eine hohe Dauerwechselfestigkeit aufweisen. Das heißt, sie sind besonders „elastisch“ und somit schnell in Schwingung zu versetzen. Bestehen hohe Ansprüche an die Stabilität der Sonotrode oder ist hoher Verschleiß zu erwarten, wie beispielsweise beim Stanzen oder Schneiden, kann diese auch aus einem härtbaren Material, z.B. PM-Stahl oder Ferrotitanit, hergestellt oder mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen werden.

Für die verschiedenen Anwendungen gibt es verschiedene Sonotrodentypen, z.B. Rund-, Messer-, Block- oder Einstech- bzw. Fakirsonotroden. Zwei Rundsonotroden werden häufig auch als Verbundsonotroden zusammen auf einem gemeinsamen Träger montiert. 

Wie funktioniert eine Sonotrode?

Die Sonotrode ist das Werkzeug im Ultraschall-Schwinggebilde, das direkt Kontakt zum Bauteil hat. Sie hat eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen:

Schwingungsverhalten einer Blocksonotrode mit flacher Schweißfläche.
Schwingungsverhalten einer Blocksonotrode: Rot > hohe Amplitude, Blau > niedrige Amplitude
  1. Sie überträgt die Schwingungsenergie des Systems sowie die Anpresskraft der Maschine auf das Werkstück.

  2. Die Sonotrode formt das Bauteil beim Nieten oder Bördeln. Die Formgebung selbst ist zum einen abhängig von dem zu verschweißenden Teil und zum anderen unterliegt sie physikalischen Gesetzen, die bei der Herstellung von Resonanzkörpern zu beachten sind.
     
  3. Die Sonotrode sorgt für die Amplitudentransformation durch die Massendifferenz zwischen Eingangs- und Werkstückseite. Das heißt, wenn die Eingangsseite der Sonotrode eine größere Masse als die Ausgangsseite hat, ändert sich die maximale Auslenkung (Schwingung) der Sonotrode im entsprechenden Verhältnis.

Technische Daten

 

 

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