[發(fā)明專利]超聲波焊頭、超聲波焊頭工具以及它們的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280012895.X
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN103429189B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬爾科·斯托費(fèi)爾;烏韋·維爾納
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)克西利斯股份公司
• 主分類號: A61C3/03
• 分類號: A61C3/03;B06B3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將超聲波能量尤其引入到多孔的凹部中的超聲波焊頭、一種具有所述超聲波焊頭的超聲波焊頭工具以及所述設(shè)備的應(yīng)用。

背景技術(shù)

超聲波越來越多地用于：通過將在超聲波作用下液化的材料引入到連接部位中來建立工件之間的連接，所述連接部位在超聲波下液化并且隨后建立兩個工件之間的形狀配合的和/或材料配合的連接。

為了液化盡可能有效地、也就是通過使用盡可能少的振動能量且盡可能局部地進(jìn)行，必要的是提供一種設(shè)備，所述設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)以對于相應(yīng)的應(yīng)用情況最優(yōu)化的超聲波振動的定向來引入超聲波振動。此外，重要的是，通過實(shí)現(xiàn)振動的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)在引入部位處的通常困難的空間條件。

相應(yīng)地，從醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得出多種特定的設(shè)備，所謂的超聲波焊頭工具，所述超聲波焊頭工具能夠?qū)崿F(xiàn)引入超聲波。

在此，例如從US?5,100,321、US?2003/0157458、EP?0535?542或US5,899,693或EP?1?530?953中，只要在該情況下能夠總體來說提到超聲波的實(shí)際上針對性的偏轉(zhuǎn)，超聲波在應(yīng)用領(lǐng)域中的偏轉(zhuǎn)通過將超聲波焊頭耦聯(lián)到產(chǎn)生超聲波的設(shè)備上來保證，所述超聲波焊頭具有鉤狀的結(jié)構(gòu)，那么，借助所述結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)狹窄的空間狀況的方式，能夠?qū)⒄駝幽芰拷?jīng)由所述鉤狀設(shè)備的頂部完全目的明確地送到期望的位置上。這種設(shè)備的問題是，超聲波振動的偏轉(zhuǎn)是復(fù)雜的事件，并且相應(yīng)地，例如當(dāng)在耦合部位上在軸向方向上施加超聲波振動時，這種設(shè)備不能夠保證，也在超聲波焊頭的與所述耦合部位處于一定角度的頂部上也同樣施加僅沿著頂部的軸線伸展的超聲波振動。因此，此外，在頂部上也出現(xiàn)橫向振動，所述橫向振動例如又尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中是尤其不期望的，因為所述橫向振動一方面能夠在對病人進(jìn)行處理時導(dǎo)致不舒服的疼痛，也因為所述橫向振動必要時能夠持久地?fù)p壞周圍組織。此外，由此，得出無效率的能量引入進(jìn)而處理時間的不期望的延長。

另一方面，存在下述設(shè)備，所述設(shè)備完全目的明確地具有偏轉(zhuǎn)超聲波振動的目標(biāo)。那么，這經(jīng)由相應(yīng)特定構(gòu)成的超聲波焊頭的彎曲振動來實(shí)現(xiàn)，換言之，將在底部或沿著超聲波焊頭的固定軸線施加的軸向振動轉(zhuǎn)換成超聲波探頭的通常為了所述目的而特定彎曲的中間元件中的彎曲振動，并且隨后軸向振動在進(jìn)行彎曲振動的聯(lián)接元件的超聲波焊頭的端部上運(yùn)送到頂部中，所述頂部的幾何形狀設(shè)置成，使得在頂部上將軸向的超聲波振動目的明確地施加在所述頂部元件中。那么通常具有環(huán)形的或圓形的、承擔(dān)彎曲振動的中間元件的這種類型的設(shè)備例如從EP?0594?541,、WO?2005/009256、US?2010/0130867或從DE?20113692中已知。

這種設(shè)備具有下述缺點(diǎn)，彎曲的、進(jìn)行彎曲振動的中間元件是復(fù)雜的并且承受尤其強(qiáng)負(fù)荷的元件，相應(yīng)地也是極易磨損的，并且所述中間元件此外需要大量空間?；谙嗤淼慕Y(jié)構(gòu)從WO?2007/101362中已知，但是，在此沒有使用真正環(huán)形的彎曲振動中間元件，而是僅使用以部分圓的形式構(gòu)成的彎曲的彎曲振動元件。

發(fā)明內(nèi)容

相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是，提出一種改進(jìn)的超聲波焊頭，尤其是下述超聲波焊頭，所述超聲波焊頭能夠完全目的明確地使沿著僅一軸線振蕩的超聲波振動的偏轉(zhuǎn)在小空間上以特定的角度轉(zhuǎn)向，也就是說，使得又沿著第二軸線產(chǎn)生基本上僅沿著第二軸線振蕩的超聲波振動。

具體地，本發(fā)明提出一種用于連接到超聲波振動發(fā)生器上的超聲波焊頭，所述超聲波焊頭具有沿著第一軸線延伸的連接部段，所述連接部段以第一端部固定在振動發(fā)生器上或與其連接，其中連接部段通過超聲波振動發(fā)生器基本上僅沿著第一軸線進(jìn)行振動。

所述目的通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。

尤其地，如同在上文中提出的超聲波焊頭的特征在于，在超聲波焊頭的連接部段的自由的、與第一端部對置的端部上在共同的交叉區(qū)域中設(shè)置沿著第二軸線延伸的基本上圓柱形的第一套管和沿著第三軸線延伸的基本上圓柱形的第二套管，其中第一軸線與第二軸線包圍在100°至140°的范圍中的第一角度，并且其中第一軸線與第三軸線包圍在100°至140°的范圍中的第二角度，并且其中三個軸線基本上設(shè)置在超聲波焊頭平面中。

通常，在此優(yōu)選地，第一套管和第二套管構(gòu)成為圓柱形的，但是，所述第一套管和第二套管也能夠具有其他的橫截面，例如橢圓的或多邊形的橫截面。連接部段同樣能夠構(gòu)成為圓柱形的，但是，所述連接部段也能夠具有其他的橫截面，例如矩形的橫截面或另外的多邊形的或橢圓的橫截面。