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ES2352419T3 - Aislamiento rígido de una bocina ultrasónica giratoria. - Google Patents

Aislamiento rígido de una bocina ultrasónica giratoria. Download PDF

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ES2352419T3
ES2352419T3 ES02740021T ES02740021T ES2352419T3 ES 2352419 T3 ES2352419 T3 ES 2352419T3 ES 02740021 T ES02740021 T ES 02740021T ES 02740021 T ES02740021 T ES 02740021T ES 2352419 T3 ES2352419 T3 ES 2352419T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
component
insulation
axial
horn
radial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02740021T
Other languages
English (en)
Inventor
Patrick Sean Mcnichols
Timothy James Blenke
Thomas David Ehlert
Tauhid Husain
Daniel Edward Wallander
Norman Rudolf Stegelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kimberly Clark Worldwide Inc
Kimberly Clark Corp
Original Assignee
Kimberly Clark Worldwide Inc
Kimberly Clark Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kimberly Clark Worldwide Inc, Kimberly Clark Corp filed Critical Kimberly Clark Worldwide Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2352419T3 publication Critical patent/ES2352419T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

Aparato (20) para procesos ultrasónicos, que comprende: un elemento de bocina ultrasónica (28), giratorio, que tiene un primer lado axial (30) y un segundo lado axial (32); un primer elemento (34) de eje giratorio que está unido operativamente a dicho primer lado axial (30) de dicho elemento de bocina (28); y un segundo elemento de eje giratorio (36) que está unido operativamente a dicho segundo lado axial (32) de dicho elemento de bocina (28); caracterizado porque el aparato comprende además: un primer elemento de aislamiento (42) que está unido operativamente a dicho primer elemento de eje, pudiendo dicho primer elemento de aislamiento curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial (102) de dicho primer elemento de aislamiento, y un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección axial (100) de dicho primer elemento de aislamiento; en el que dicho primer elemento (42) de aislamiento tiene un primer componente radial (46) de aislamiento y un primer componente axial (50) de aislamiento; dicho primer componente radial (46) de aislamiento está unido a dicho primer elemento (34) de eje, está configurado para extenderse por lo menos radialmente desde dicho primer elemento (34) de eje, y está configurado para curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina; y dicho primer componente axial (50) de aislamiento está unido a una parte operativa de dicho primer componente radial (46) de aislamiento, está configurado para extenderse axialmente desde dicho primer componente radial de aislamiento, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina; comprendiendo además el aparato: un segundo elemento de aislamiento que está unido operativamente a dicho segundo elemento de eje, pudiendo dicho segundo elemento de aislamiento curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial de dicho segundo elemento (44) de aislamiento, y un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección axial de dicho segundo elemento (44) de aislamiento; en el que dicho segundo elemento (44) de aislamiento tiene un segundo componente radial (48) de aislamiento y un segundo componente axial (52) de aislamiento; dicho segundo componente radial (48) de aislamiento está unido a dicho segundo elemento (36) de eje, está configurado para extenderse por lo menos radialmente desde dicho segundo elemento de eje, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina; y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está unido a una parte operativa de dicho segundo componente radial (48) de aislamiento, está configurado para extenderse axialmente desde dicho segundo componente radial de aislamiento, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere en general a un método y un aparato que pueden ser utilizados para operaciones de procesos ultrasónicos. En características concretas, el método y el aparato incluyen una bocina ultrasónica giratoria, y el proceso ultrasónico puede incluir una operación de unión ultrasónica. Más en concreto, la invención se refiere a un método y un aparato de proceso ultrasónico que pueden proporcionar un aislamiento operativo de la bocina giratoria durante la utilización de un sistema de conexión que tiene una rigidez y una tenacidad relativamente elevadas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas ultrasónicos convencionales han incluido una bocina giratoria que coopera con un yunque giratorio. Las bocinas ultrasónicas giratorias convencionales han sido soportadas y montadas utilizando caucho u otros componentes elastoméricos para proporcionar un aislamiento ultrasónico. Como resultado, la bocina ultrasónica ha presentado una tenacidad estática baja, una tenacidad dinámica baja y ha presentado cantidades excesivamente grandes de desgaste u otras desviaciones durante un funcionamiento ordinario. Adicionalmente, los sistemas convencionales de bocina ultrasónica han utilizado técnicas de transmisión de par de fuerzas complicadas y no fiables. El documento DE29503122.0 da a conocer un sonotrodo, y el documento US 5976316 da a conocer un sistema de montaje para un elemento ultrasónico.
Para ayudar a solucionar los diversos inconvenientes, los sistemas de unión ultrasónica convencionales han utilizado diferentes ruedas de soporte para ayudar a mantener la bocina ultrasónica en una posición deseada en relación con el yunque giratorio que coopera con la misma. Típicamente, las ruedas de soporte han sido configuradas para sujetar la bocina giratoria en contacto directo, sustancialmente continuo, con el yunque giratorio durante un funcionamiento normal. Sin embargo, la utilización de dichas ruedas de soporte ha incrementado excesivamente el ruido audible procedente del sistema, y ha provocado un desgaste excesivo en la superficie de trabajo de la bocina ultrasónica. Adicionalmente, la bocina ha presentado un desgaste desigual, o ha requerido la utilización de un mecanismo de oscilación para distribuir de forma más homogénea el desgaste. Los sistemas de transmisión de par de fuerzas requeridos para impulsar la bocina giratoria han sido excesivamente costosos, han requerido un mantenimiento excesivo y han sido difíciles de configurar y ajustar. Los sistemas convencionales de bocina ultrasónica han creado asimismo zonas sobre la superficie de trabajo de la bocina, que han sido inadecuadas para llevar a cabo las operaciones de unión deseadas, y no han proporcionado niveles suficientes de estabilidad dinámica. Adicionalmente, los sistemas convencionales de unión ultrasónica han requerido ajustes excesivamente críticos, y han presentado una complejidad excesiva y unos costes excesivos. Cuando se utiliza caucho u otros materiales elásticos para proporcionar montajes de aislamiento acústico, los montajes pueden generar una energía reflejada excesiva si el material elastomérico es sobrecomprimido. Como resultado, ha existido una necesidad continua de sistemas mejorados de unión ultrasónica. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención da a conocer un aparato de proceso ultrasónico de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de proceso ultrasónico de acuerdo con la reivindicación 22. El método y el aparato de proceso ultrasónico incluyen un elemento de bocina ultrasónica giratoria unido operativamente a un primer elemento de aislamiento, y a un segundo elemento de aislamiento. En una característica concreta, el primer elemento de aislamiento puede presentar una rigidez elevada. El primer elemento de aislamiento puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección radial y un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección axial. En otra característica, el segundo elemento de aislamiento puede presentar una rigidez elevada. El segundo elemento de aislamiento puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas durante la vida útil de la bocina, proporcionando un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección radial, y un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección axial.
Cada elemento de aislamiento tiene un componente radial de aislamiento y un componente axial de aislamiento. Cada componente radial de aislamiento está unido operativamente a un elemento axial correspondiente, y está configurado para extenderse por lo menos radialmente desde su elemento de eje correspondiente. El componente radial de aislamiento está configurado para curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Cada componente axial de aislamiento está unido operativamente a una parte operativa de un componente radial de aislamiento correspondiente, y está configurado para extenderse por lo menos axialmente desde su componente radial de aislamiento correspondiente. El componente axial de aislamiento está configurado para curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina.
Los diversos aspectos, características y configuraciones del método y el aparato de la invención pueden proporcionar un sistema distintivo de bocina ultrasónica giratoria, que incluye una guía de ondas correspondiente y por lo menos un elemento de aislamiento que tiene una rigidez y una tenacidad elevadas. El elemento de aislamiento puede aislar operativamente el movimiento radial que puede surgir en el nodo longitudinal de una guía de ondas, y puede proporcionar un ancho de banda suficiente para compensar los desplazamientos nodales que pueden producirse durante un funcionamiento normal. El elemento de aislamiento puede proporcionar asimismo una tenacidad mejorada para reducir las deformaciones bajo carga. La tenacidad incrementada puede ayudar a mantener la concentricidad, y puede ayudar a reducir los desplazamientos por descentrado. Adicionalmente, el elemento de aislamiento puede transmitir un par de fuerzas con mayor eficiencia y puede proporcionar una eficacia y una eficiencia mejoradas. El elemento de aislamiento puede estar configurado asimismo para reducir las concentraciones de esfuerzo y para incrementar la resistencia a la fatiga, y puede proporcionar un sistema de montaje que puede reducir los movimientos relativos entre piezas componentes. El método y el aparato de la invención pueden reducir la necesidad de componentes de aislamiento elastoméricos, y pueden eliminar la necesidad de juntas tóricas elastoméricas convencionales y piezas metálicas de anillos de aislamiento asociados. El método y el aparato pueden reducir asimismo la necesidad de chavetas de transmisión del par de fuerzas, y pueden evitar la utilización de ruedas de soporte auxiliares para mantener las posiciones deseadas de la bocina giratoria y del yunque giratorio. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se comprenderá mejor y las ventajas resultarán evidentes, haciendo referencia a la siguiente descripción detallada de la invención y a los dibujos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista lateral, esquemática, de un método y un aparato representativos que pueden incorporar la presente invención;
la figura 2 muestra una vista desde el extremo, esquemática, de un método y un aparato representativos que pueden incorporar la presente invención;
la figura 3 muestra una vista en perspectiva, representativa, de un elemento de bocina representativo y un elemento de aislamiento que pueden ser utilizados con el método y el aparato de la invención;
la figura 4 muestra una vista esquemática de una sección a través de una configuración montada de forma giratoria del elemento de bocina y del elemento de aislamiento ilustrados en la figura 3;
la figura 5 muestra una vista en perspectiva, representativa, de otro elemento de bocina y otro elemento de aislamiento que pueden ser utilizados con el método y el aparato de la invención;
la figura 6 muestra una vista esquemática de una sección a través de una configuración montada de forma giratoria, del elemento de bocina y del elemento de aislamiento ilustrados en la figura 5;
la figura 6A muestra una vista esquemática de una sección a través de una disposición en la que el elemento de bocina y el elemento de aislamiento están montados de forma giratoria con una serie de cojinetes de soporte;
la figura 7 muestra una vista lateral esquemática de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento representativos, montados con componentes asociados en un cojinete sustancialmente no elástico;
la figura 8 muestra una vista esquemática de una sección a través del elemento de bocina y el elemento de aislamiento montados, ilustrados en la figura 7;
la figura 9 es una vista representativa en perspectiva, de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento que pueden montarse con un par de cojinetes de soporte rígidos, sustancialmente no elásticos;
la figura 10 muestra una vista esquemática de una sección de una configuración de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento, en donde el elemento de aislamiento tiene un componente axial de aislamiento que está dispuesto por separado respecto del componente radial de aislamiento, y el componente axial de aislamiento está formado integralmente con un acoplador que coopera con el mismo;
la figura 10A muestra una vista esquemática de una sección a través de otra configuración de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento, en donde el elemento de aislamiento tiene un componente axial de aislamiento que está dispuesto por separado respecto del componente radial de aislamiento, y el componente axial de aislamiento está formado integralmente con un acoplador que coopera con el mismo;
la figura 10B muestra una vista esquemática de una sección a través de una configuración de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento, en donde el elemento de aislamiento tiene un componente axial de aislamiento que está dispuesto integralmente con el componente radial de aislamiento, y el elemento de aislamiento está formado integralmente con un acoplador que coopera con el mismo;
la figura 10C muestra una vista esquemática de una sección a través de una configuración de un elemento de bocina y un elemento de aislamiento, en donde un acoplador que coopera con el mismo está montado a presión en el componente axial de aislamiento del elemento de aislamiento;
la figura 11 muestra una vista esquemática representativa, en perspectiva, de un método y un aparato que pueden incorporar una configuración con un elemento de bocina montado con una configuración en puente de conexión, e incluyendo un par de elementos de aislamiento que tienen una rigidez y una tenacidad elevadas y están situados en lados opuestos del elemento de bocina;
la figura 12 muestra una vista representativa, desde un extremo, de un elemento de bocina que ha sido montado en una configuración en puente con un par de elementos de aislamiento que tienen una rigidez y una tenacidad elevadas;
la figura 13 muestra una vista representativa de una sección del elemento de bocina y de elementos de aislamiento dobles que se ilustran en la figura 12;
la figura 13A muestra una vista representativa de una sección de una disposición, en la que una serie de excitadores ultrasónicos están conectados operativamente al elemento de bocina;
la figura 14 muestra una vista en perspectiva, representativa, de un elemento de bocina y un elemento de yunque que coopera con el mismo, en una configuración que puede utilizarse con un método y un aparato de la invención;
la figura 15 muestra una vista desde el extremo, representativa, del aparato y el método ilustrados en la figura 14. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El método y el aparato que incorporan la presente invención pueden ser utilizados con cualquier operación de proceso ultrasónico operativo. Ejemplos representativos de dichas operaciones de proceso pueden incluir corte ultrasónico, perforación, unión, soldadura, estampado, engarce, activación térmica o similares, así como combinaciones de estos.
En la presente descripción, los términos "unión" y "soldadura" pueden utilizarse de forma intercambiable, y se refieren a la unión sustancialmente permanente de, por lo menos, una capa de un material con otra capa de un material igual o diferente. No se sabe que sea crítica la naturaleza de los materiales a unir. Sin embargo, la presente invención es particularmente útil en la unión de dos o más capas de materiales, como son telas tejidas, telas no tejidas y láminas.
El término "tela" se utiliza extensamente en la presente descripción para hacer referencia a una hoja o banda de un material fibroso tejido o no tejido. La capa de tela o de lámina puede ser continua, como en un rollo, o puede ser discontinua.
Los materiales procesados ultrasónicamente por el método y el aparato pueden incluir polímeros termoplásticos u otros materiales termoplásticos. Alternativamente, los materiales procesados pueden no incluir un material termoplástico.
Las configuraciones representativas del método y el aparato se darán a conocer y se describirán, por ejemplo, haciendo referencia a una operación de unión ultrasónica. Debe resultar evidente que una unión o soldadura adecuadas pueden ser conseguidas mediante muchos mecanismos. Por ejemplo, la unión puede resultar de la fusión parcial o completa en la zona de la unión, de todos los materiales a unir. En este caso, existe una fusión parcial o completa en la zona de unión de dichos materiales. Alternativamente, la unión puede resultar de la fusión parcial o completa de uno de los materiales a unir, fluyendo parcial o completamente el material fundido en, o sobre materiales adyacentes lo que, a su vez, tiene como resultado un entrelazado mecánico de un material con otro.
La presente descripción se expresará en términos de sus diversos componentes, elementos, construcciones, configuraciones y disposiciones que pueden asimismo denominarse individual o colectivamente por los términos "aspecto(s)" de la invención, característica(s) de la invención, u otros términos similares. Se contempla que las diversas formas de la invención dada a conocer, pueden incorporar una o más de sus diversas características y aspectos, y que dichas características y aspectos pueden ser utilizados en cualquier combinación deseada, operativa, de los mismos.
Deberá también observarse que, cuando se utilizan en la presente descripción, se entiende que los términos "comprende", "que comprende" y otros derivados del término raíz "comprender" son términos abiertos que especifican la presencia de cualesquiera características, elementos, números enteros, etapas o componentes indicados, y se entiende que no excluyen la presencia o adición de una o más características, elementos, números enteros, etapas, componentes diferentes, o grupos de estos.
La tecnología de la invención puede configurarse para producir varios tipos de artículos deseados. Dichos artículos pueden ser, por ejemplo, vestidos, tapas, envoltorios, cortinas, prendas de vestir, envases o similares. Los artículos pueden ser asimismo artículos absorbentes, y los artículos absorbentes pueden incluir pañales para bebés, braguitas de aprendizaje para niños, artículos de cuidado femenino, vestimentas para incontinencia en adultos, y similares. Los artículos pueden ser desechables, y estar previstos para un uso limitado. Típicamente, los artículos desechables no están concebidos para lavado y reutilización.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el proceso y el aparato de la invención pueden tener una dirección longitudinal, en el sentido de la máquina -24-, que se extiende longitudinalmente, una dirección transversal lateral -26-que se extiende transversalmente, y una dirección z. Para el objeto de la presente descripción, la dirección -24-de la máquina es la dirección a lo largo de la cual un componente o material concreto es transportado longitudinalmente a lo largo y a través de una posición concreta, local, del aparato y del método. La dirección transversal -26-queda generalmente dentro del plano del material que está siendo transportado en el proceso, y está alineada perpendicularmente a la dirección local -24-de la máquina. La dirección z está alineada sustancialmente perpendicular tanto a la dirección -24-de la máquina como a la dirección transversal -26-, y se extiende en general a lo largo de la dimensión del grosor, en profundidad.
Haciendo referencia a las figuras 1, 2 y 5, los diversos componentes utilizados con el método y el aparato pueden tener una dirección axial -100-, una dirección radial -102-y una dirección circunferencial -104-. La dirección axial -100-se extiende a lo largo de un eje de rotación determinado de un elemento o componente seleccionado. La dirección radial -102-se extiende radialmente desde el eje de rotación, y es sustancialmente perpendicular al eje de rotación del elemento o componente seleccionado. La dirección circunferencial -104-está dirigida a lo largo de un trayecto orbital en torno al eje de rotación del componente o elemento seleccionado, y está en alineación sustancialmente perpendicular a la dirección radial -102-y sustancialmente perpendicular a la dirección axial -100-.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, un método y un aparato -20-representativos para el proceso ultrasónico de un material objetivo -98-pueden incluir un elemento de bocina ultrasónica -28-, giratorio, y un elemento de yunque -86ultrasónico giratorio, que coopera con el mismo. En una configuración concreta, el método y el aparato pueden disponerse para proporcionar una operación de unión. El elemento -86-de yunque giratorio puede situarse cooperativamente próximo al elemento de bocina -28-, y puede conectarse operativamente al elemento de bocina un excitador -82-o fuente de potencia ultrasónica. Típicamente, el elemento de bocina y el elemento de yunque pueden configurarse para girar entre sí en sentidos opuestos, y proporcionar una zona de tangencia entre ambos en la que puede realizarse la operación de unión ultrasónica. Un motor adecuado -92-de la bocina puede configurarse para hacer girar el elemento de bocina, y un motor adecuado -94-de yunque puede configurarse para hacer girar el elemento de yunque. El motor de la bocina y el motor del yunque pueden proporcionarse mediante mecanismos motrices individuales, proporcionados por separado, o pueden proporcionarse mediante el mismo mecanismo motriz. En una disposición concreta, el elemento de bocina se puede girar mediante el mecanismo motriz seleccionado, y elemento de yunque puede ser impulsado mediante una presión de contacto que se genera en la zona de tangencia entre el elemento de bocina -28-, el material -98-de trabajo objetivo y el elemento de yunque -86-. Sistemas motrices adecuados pueden incluir tomas de fuerza desde un eje en línea, motores, máquinas, motores eléctricos o similares, así como combinaciones de estos.
El elemento -86-de yunque giratorio tiene un eje de rotación -114-, y puede hacerse girar mediante su motor de rotación -94-correspondiente para proporcionar una velocidad de yunque, mínima, en su superficie periférica exterior -90-. En un aspecto concreto, la velocidad periférica del yunque puede ser, por lo menos, de un mínimo de unos 5 m/min. Alternativamente, la velocidad periférica del yunque puede ser, por lo menos, de unos 7 m/min, y opcionalmente puede ser, por lo menos, de unos 9 m/min para proporcionar un rendimiento mejorado. En otro aspecto, la velocidad periférica del yunque puede ser de hasta un máximo de unos 700 m/min, o mayor. Alternativamente, la velocidad periférica del yunque puede ser de hasta unos 600 m/min, y opcionalmente, puede ser de hasta unos 550 m/min para proporcionar una eficacia mejorada. La velocidad del yunque puede ser sustancialmente constante, o puede ser no constante o variable, según se desee.
Tal como se muestra representativamente, el elemento de yunque -86-puede tener forma de disco, sustancialmente circular, y una superficie periférica exterior -90-del elemento de yunque puede ser sustancialmente continua. Alternativamente, el elemento de yunque puede tener una forma no circular. Adicionalmente, la superficie periférica exterior del elemento de yunque puede ser discontinua. Opcionalmente, el elemento de yunque puede tener una forma compuesta de uno o más elementos de radio o de lóbulo, y los elementos de radio o de lóbulo pueden tener el mismo tamaño y/o la misma forma, o pueden tener tamaños y/o formas diferentes.
El elemento de bocina -28-tiene un eje de rotación -112-, y puede adaptarse mediante su correspondiente motor -92-de rotación para proporcionar una velocidad de la bocina en su superficie periférica exterior -88-, sustancialmente igual a la velocidad periférica del yunque. Opcionalmente, la velocidad periférica del elemento de bocina -28-puede estar desacoplada y ser diferente a la velocidad periférica del elemento de yunque -86-.
Tal como se muestra representativamente, el elemento de bocina -28-puede tener una forma de disco en general, sustancialmente circular, y una superficie periférica exterior -88del elemento de bocina puede ser sustancialmente continua. Opcionalmente, el elemento de bocina puede tener una forma no circular. Adicionalmente, la superficie periférica exterior del elemento de bocina puede tener una configuración discontinua.
Un excitador ultrasónico -82-puede estar conectado operativamente para dirigir una cantidad suficiente de potencia ultrasónica al elemento de bocina -28-a través de guías de ondas ultrasónicas, elementos impulsores, y componentes de conexión/transmisión adecuados. Los excitadores ultrasónicos, conectores ultrasónicos, impulsores ultrasónicos y guías de onda ultrasónicas adecuados, son bien conocidos en la técnica y están disponibles en proveedores comerciales.
Haciendo referencia a las figuras 3 a 9, un método y un aparato -20-deseados para unión u otro proceso incluyen un elemento de bocina ultrasónica -28-giratoria y un elemento de eje -34-giratorio. El elemento de bocina tiene un primer lado axial -30-y un segundo lado axial -32-. El elemento de eje puede estar unido operativamente al elemento de bocina -28-, y un elemento de aislamiento -42-puede estar conectado operativamente al elemento de bocina -28-. El elemento de aislamiento -42-puede flexionarse y curvarse dinámicamente bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial -102-del elemento de aislamiento, y puede proporcionar un componente operativo de movimiento según la dirección axial -100-del elemento de aislamiento.
Haciendo referencia a las figuras 11 a 15, en las realizaciones, el método y el aparato -20-de proceso incluyen un elemento de bocina -28-ultrasónico giratorio. El primer lado axial -30-del elemento de bocina -28-está unido operativamente al primer elemento -34-de eje giratorio, y el primer elemento de eje -34-está unido operativamente al primer elemento de aislamiento -42-. En una característica deseada, el primer elemento de aislamiento puede presentar una rigidez elevada. El primer elemento de aislamiento -42-puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección radial -102-y un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección axial -100-. El segundo lado axial -32-del elemento de bocina -28-está unido operativamente a un segundo elemento -36de eje giratorio, y el segundo elemento de eje -36-está unido operativamente a un segundo elemento de aislamiento -44-. En una característica deseada, el segundo elemento de aislamiento puede presentar una rigidez elevada. El segundo elemento de aislamiento -44-puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente de movimiento operativo según una dirección radial del segundo elemento de aislamiento -44-, y un componente de movimiento operativo a lo largo de una dirección axial del segundo elemento de aislamiento -44-.
En otras realizaciones, el elemento de eje -34-puede proporcionar un plano nodal -38-, y el elemento -de aislamiento 42puede estar situado próximo operativamente al plano nodal del elemento de eje. Tal como se ilustra en la configuración mostrada representativamente, el elemento de eje -34-puede estar configurado para proporcionar una guía de ondas operativa que puede dirigir energía ultrasónica desde una fuente de potencia ultrasónica adecuada al elemento de bocina.
De forma similar, el segundo elemento de eje -36-puede proporcionar un segundo plano nodal -40-, y el segundo elemento de aislamiento -44-puede estar situado próximo operativamente al segundo plano nodal -40-del segundo elemento de eje -36-. En configuraciones concretas, el segundo elemento de eje -36-puede configurarse para proporcionar una guía de ondas operativa que puede dirigir energía ultrasónica desde una fuente adecuada de potencia ultrasónica al elemento de bocina (por ejemplo, figura 13A).
En configuraciones concretas, el elemento de eje -34puede proporcionar un plano nodal y/o un plano anti-nodal. El elemento de aislamiento -42-puede estar situado sustancialmente en su correspondiente plano nodal o muy cerca del mismo; puede estar situado sustancialmente en su correspondiente plano anti-nodal o muy cerca del mismo; o puede estar situado en una posición que esté separada de sus correspondientes plano nodal o plano anti-nodal; según se desee.
Análogamente, el segundo elemento de eje -36-puede proporcionar un plano nodal y/o un plano anti-nodal. El segundo elemento de aislamiento -44-puede estar situado sustancialmente en su correspondiente segundo plano nodal o muy cerca del mismo; puede estar situado sustancialmente en su correspondiente plano antinodal, o muy cerca del mismo; o puede estar situado en una posición que esté separada de sus correspondientes plano nodal o plano antinodal; según se desee.
En otros aspectos, el elemento de aislamiento -42puede tener una rigidez y una tenacidad elevadas, y puede ser sustancialmente no elastomérico. La curvatura dinámica del elemento de aislamiento puede ser sustancialmente no elastomérica, y puede proporcionarse mediante un mecanismo que esté libre sustancialmente de un componente construido con un elastómero, como es un caucho natural o sintético. En otros aspectos, el elemento de aislamiento puede proporcionar una flexión y una curvatura, en general, en voladizo. Adicionalmente, el elemento de aislamiento puede proporcionar un componente operativo de desplazamiento de curvatura
o flexión que esté dirigido transversalmente a la dirección radial del elemento de aislamiento, y puede proporcionar un componente operativo de desplazamiento de curvatura o flexión que esté dirigido transversalmente a la dirección axial del elemento de aislamiento.
De forma similar, el segundo elemento de aislamiento -44-puede tener una rigidez y una tenacidad elevadas, y puede ser sustancialmente no elastomérico. La curvatura dinámica del segundo elemento de aislamiento puede proporcionarse mediante un mecanismo que carece sustancialmente de un componente elastomérico. En otros aspectos, el segundo elemento de aislamiento puede proporcionar una flexión y una curvatura, en general, en voladizo. Adicionalmente, el segundo elemento de aislamiento puede proporcionar un componente operativo de desplazamiento de curvatura o flexión que esté dirigido transversalmente a la dirección radial del segundo elemento de aislamiento, y puede proporcionar un componente operativo de desplazamiento de curvatura o flexión que esté dirigido transversalmente a la dirección axial del segundo elemento de aislamiento.
El elemento de aislamiento -42-tiene un componente radial de aislamiento -46-y un componente axial -50-de aislamiento. El componente radial -46-de aislamiento está unido operativamente al elemento de eje -34-, y puede configurarse para extenderse por lo menos, sustancialmente en la dimensión radial desde el elemento de eje -34-. En un aspecto concreto, el componente radial de aislamiento puede extenderse desde el elemento de eje con una configuración, en general, en voladizo. El componente radial -46-de aislamiento está configurado para flexionarse y curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el componente radial de aislamiento puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del componente radial de aislamiento. Por consiguiente, la curvatura dinámica del componente radial de aislamiento puede, en general, oscilar a lo largo de la dirección axial del elemento de aislamiento.
El componente axial -50-de aislamiento está unido operativamente a una parte operativa del componente radial -46-de aislamiento, y está configurado para extenderse por lo menos axialmente desde el componente radial -46-de aislamiento. En un aspecto concreto, el componente axial de aislamiento puede extenderse desde el componente radial de aislamiento con una configuración, en general, en voladizo. El componente axial -50-de aislamiento está configurado para flexionarse y curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el componente axial de aislamiento puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del componente axial de aislamiento. Por consiguiente, la curvatura dinámica del componente axial de aislamiento puede, en general, oscilar a lo largo de la dirección radial del elemento de aislamiento.
De forma similar, el segundo elemento de aislamiento -44-tiene un elemento de aislamiento -48-correspondiente, y un componente axial de aislamiento -52-correspondiente. El segundo componente radial de aislamiento -48-está unido operativamente al segundo elemento de eje -36-correspondiente, y puede configurarse para extenderse, por lo menos, sustancialmente en dirección radial desde el elemento de eje -36-. En un aspecto concreto, el componente radial de aislamiento puede extenderse desde el elemento de eje con una configuración, en general, en voladizo. Los segundos componentes radiales -48-de aislamiento están configurados para flexionarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el segundo componente radial de aislamiento -48-puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del componente radial de aislamiento -48-. Por consiguiente, la curvatura dinámica del segundo componente radial de aislamiento puede, en general, oscilar a lo largo de la dirección axial del segundo elemento de aislamiento.
El segundo componente axial de aislamiento -52-está unido operativamente a una parte operativa de su segundo componente radial de aislamiento -48-correspondiente, y puede configurarse para extenderse por lo menos axialmente desde el segundo componente radial de aislamiento. En un aspecto concreto, el segundo componente axial de aislamiento -52-puede extenderse desde su segundo componente radial de aislamiento -48-correspondiente con una configuración, en general, en voladizo. El segundo componente axial -52-de aislamiento está configurado para flexionarse y curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el segundo componente axial de aislamiento puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del segundo componente axial de aislamiento. Por consiguiente, la curvatura dinámica del segundo componente axial de aislamiento puede, en general, oscilar a lo largo de la dirección radial del segundo elemento de aislamiento.
Los diversos aspectos, características y configuraciones del método y el aparato, tomados por separado o en combinación, pueden proporcionar un sistema distintivo de bocina ultrasónica giratoria, que comprende una guía de ondas correspondiente, como la proporcionada por el elemento de eje -34-, y por lo menos un elemento de aislamiento -42-que tiene una rigidez y una tenacidad elevadas. El elemento de aislamiento puede aislar operativamente el movimiento radial que puede surgir en el nodo longitudinal de la guía de ondas, y puede proporcionar un ancho de banda suficiente para compensar los desplazamientos nodales que pueden producirse durante un funcionamiento normal. En concreto, el elemento de aislamiento puede compensar cambios en la posición en tiempo real del plano nodal real, que surgen durante la transferencia real de energía ultrasónica a través de la guía de ondas. El elemento de aislamiento puede proporcionar asimismo una tenacidad mejorada para reducir las deformaciones bajo carga. La tenacidad incrementada puede ayudar a mantener la concentricidad, y ayudar a reducir los desplazamientos por descentrado en la superficie de trabajo del elemento de bocina. Adicionalmente, el elemento de aislamiento puede transmitir con mayor eficiencia un par de fuerzas al elemento de bocina, y puede proporcionar una eficacia y una eficiencia operativa mejoradas. El elemento de aislamiento puede estar configurado asimismo para reducir las concentraciones de esfuerzo y para incrementar la resistencia a la fatiga. Adicionalmente, el elemento de aislamiento puede proporcionar un sistema de montaje que reduce los movimientos relativos entre las piezas componentes. El método y el aparato pueden eliminar la necesidad de componentes de aislamiento elastoméricos, como son juntas tóricas elastoméricas convencionales y piezas metálicas de anillos de aislamiento asociados. El método y el aparato pueden reducir asimismo la necesidad de clavijas de transmisión del par de fuerzas, y pueden evitar la utilización de ruedas de soporte auxiliares para mantener las posiciones deseadas de la bocina giratoria y del yunque giratorio.
En la técnica son bien conocidos elementos de bocina que pueden ser utilizados en el método y el aparato. Por ejemplo, se dan a conocer elementos de bocina ultrasónica giratoria adecuados en la patente de EE.UU. número 5 096 532 titulada “ULTRASONIC ROTARY HORN” (“bocina ultrasónica giratoria"), de Joseph G. Neuwirth y otros, publicada el 17 de marzo de 1992; en la patente de EE. UU. número 5 110 403 titulada “HIGH EFFICIENCY ULTRASONIC ROTARY HORN” (“bocina ultrasónica giratoria de eficiencia elevada"), de Thomas D. Ehlert y otros, publicada el 5 de mayo de 1992; y en la patente de EE.UU. número 5 087 320 titulada “ULTRASONIC ROTARY HORN HAVING IMPROVED END CONFIGURATION” (“bocina ultrasónica giratoria con configuración de extremo mejorada"), de Joseph G. Neuwirth, publicada el 11 de febrero de 1992.
También es bien conocida en la técnica la incorporación de una o más guías de ondas, como la proporcionada por el elemento de eje -34-. La construcción y disposición de una guía de ondas adecuada convencional, puede llevarse a cabo con técnicas de ingeniería comúnmente conocidas que se utilizan para sistemas de proceso ultrasónico, como son los sistemas de unión ultrasónica.
Para la presente descripción, el plano nodal de la guía de ondas seleccionada es un nodo longitudinal situado a lo largo de la dirección axial del método y el aparato. En el plano nodal están presentes aproximadamente cero desplazamientos longitudinales (por ejemplo, axiales), durante el funcionamiento ordinario con las excitaciones ultrasónicas seleccionadas. Sin embargo, pueden seguir produciéndose desplazamientos radiales en el nodo longitudinal.
Son bien conocidos en la técnica elementos de yunque giratorio que pueden ser utilizados en el método y el aparato, y están disponibles en proveedores comerciales. Ejemplos de dichos proveedores incluyen Sonobond, una empresa que tiene oficinas situadas en West Chester, Pensilvania; y Branson Ultrasonics, una empresa que tiene oficinas situadas en Danbury, Connecticut.
Pueden utilizarse fuentes de potencia y excitadores ultrasónicos convencionales en el método y el aparato de la invención, y están disponibles en proveedores comerciales. Ejemplos de sistemas de potencia ultrasónica adecuados incluyen el sistema Model 20A3000 disponible en Dukane Ultrasonics, empresa que tiene oficinas situadas en St. Charles, Illinois; y el sistema Model 2000CS disponible en Herrmann Ultrasonics, empresa que tiene oficinas situadas en Schaumburg, Illinois. En un aspecto concreto, el método y el aparato pueden incluir un excitador ultrasónico -82que está conectado operativamente al elemento de bocina -28-, y puede proporcionar una cantidad operativa de energía ultrasónica a una frecuencia dentro del rango de unos 15 a 60 kHz (kilohertzios). Debe apreciarse que pueden utilizarse asimismo otras frecuencias ultrasónicas operativas.
Haciendo referencia a las figuras 3 a 6A, por lo menos un elemento de aislamiento -42-puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de desplazamiento de flexión o curvatura, de tipo haz, que está alineado, en general, transversalmente a la dirección radial del elemento de aislamiento. En un aspecto concreto, el elemento de aislamiento puede proporcionar una o más zonas que pueden presentar uno o más movimientos o desplazamientos de curvatura y flexión dinámicos que están dirigidos, en general, a lo largo de la dirección axial del elemento de aislamiento. Por ejemplo, el componente radial de aislamiento -46-del elemento de aislamiento puede configurarse para proporcionar uno o más desplazamientos de curvatura y flexión dinámicos, que pueden oscilar de un lado a otro en un recorrido que se extiende, en general, a lo largo de la dirección axial del elemento de aislamiento. En un aspecto deseado, el elemento de aislamiento puede moverse a modo de un diafragma oscilante. En un aspecto más concreto, el componente radial de aislamiento -46-puede moverse a modo de un diafragma oscilante.
El elemento de aislamiento puede proporcionar asimismo una o más zonas que pueden presentar uno o más movimientos o desplazamientos de curvatura y flexión de tipo haz que están dirigidos, en general, transversalmente a la dirección axial del elemento de aislamiento. En un aspecto concreto, el elemento de aislamiento puede proporcionar una o más zonas que pueden presentar uno o más movimientos o desplazamientos de curvatura o flexión dinámicos que están dirigidos, en general, a lo largo de la dirección radial del elemento de aislamiento. Por ejemplo, el componente axial de aislamiento -50-puede configurarse para proporcionar o uno o más desplazamientos de curvatura y flexión dinámicos que pueden oscilar vibratoriamente de un lado a otro en un recorrido que se extiende, en general, a lo largo de la dirección radial del elemento de aislamiento. Debe apreciarse claramente que, además de los desplazamientos de curvatura y flexión descritos, presentados por el elemento de aislamiento -42-, el elemento de aislamiento puede experimentar otros movimientos dinámicos que se inducen típicamente durante operaciones ordinarias de unión ultrasónica.
De forma similar, el segundo elemento de aislamiento -44-puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina para proporcionar un componente operativo de curvatura o flexión u otro movimiento, a lo largo de la dirección radial del segundo elemento de aislamiento, y puede proporcionar un componente operativo de flexión y curvatura u otro movimiento, a lo largo de la dirección axial del segundo elemento de aislamiento. La curvatura y la flexión a lo largo de la dirección radial y/o axial pueden proporcionarse sin una fatiga excesiva del segundo elemento de aislamiento -44-.
Cuando el segundo elemento de aislamiento -44-tiene componentes particulares radial y/o axial de aislamiento -48-y -52-, cada uno de los componentes radial y/o axial de aislamiento puede configurarse para curvarse sin una fatiga excesiva. Debe apreciarse claramente que el segundo elemento de aislamiento -44puede tener cooperativamente una configuración y un funcionamiento que son similares a los proporcionados por el primer elemento de aislamiento -42-. Por consiguiente, los diversos parámetros y descripciones que se describen con respecto al primer elemento de
aislamiento
-42 aplicarían también al segundo elemento de
aislamiento
-44-, así como a cualesquiera otros elementos de
aislamiento adicionales utilizados.
Se ha descubierto que los desplazamientos dinámicos de curvatura y flexión, transversales, que pueden inducirse en general a lo largo de la dirección axial y/o la dirección radial, pueden ayudar a compensar cualquier desajuste entre la posición del elemento de aislamiento y la posición del plano nodal asociado. En un aspecto más concreto, los desplazamientos dinámicos transversales de curvatura y flexión pueden ayudar a compensar cualquier desajuste entre (a) la posición física en la que el elemento de aislamiento -42-, -44-conecta con su elemento de eje -34-, -36-correspondiente, respectivamente, y (b) la posición real del plano nodal dinámico -38-, -40-correspondiente, a lo largo de la longitud axial del elemento de eje -34-, -36-correspondiente, respectivamente. Dichos desajustes pueden producirse durante el funcionamiento del método y el aparato, debido a desplazamientos provocados por cambios en la temperatura, cambios en la frecuencia ultrasónica, cambios en el material de trabajo objetivo o similares, así como a combinaciones de estos.
Los desplazamientos de flexión y curvatura dinámicos que son transversales a la dirección radial y/o axial del elemento de aislamiento pueden proporcionarse, de forma deseable, sin generar una fatiga excesiva del elemento de aislamiento correspondiente. Cuando el elemento de aislamiento concreto tiene unos componentes radiales de aislamiento -46-, -48-identificables discretamente, y/o unos componentes axiales de aislamiento -50-, -52-identificables discretamente, cada uno de dichos componentes radiales y/o axiales de aislamiento pueden configurarse para curvarse sin una fatiga excesiva, utilizando técnicas de diseño y parámetros convencionales que son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, la longitud, el grosor, el módulo elástico y otros parámetros pueden seleccionarse y configurarse para proporcionar la curvatura operativa y la resistencia a la fatiga del componente radial de aislamiento. Análogamente, la longitud, grosor, el módulo elástico y otros parámetros pueden seleccionarse y configurarse para proporcionar la curvatura operativa y la resistencia a la
fatiga del componente axial de aislamiento.
En un aspecto concreto, el elemento de aislamiento puede funcionar bajo sus condiciones operativas previstas ordinarias durante un mínimo de unas 4000 horas, sin fallos por fatiga excesiva. De forma deseable, el elemento de aislamiento puede proporcionar una vida operativa ultrasónica mínima de unas 5000 horas sustancialmente sin fallo por fatiga, determinado bajo sus condiciones operativas ordinarias previstas, y puede proporcionar, de forma más deseable, una vida operativa ultrasónica mínima de unas 6000 horas sustancialmente sin fallo por fatiga.
En un aspecto concreto, el elemento de aislamiento puede configurarse de modo que durante un funcionamiento ordinario, el elemento de aislamiento esté sometido a un nivel de esfuerzo que no es mayor de aproximadamente el 10% del límite de elasticidad del elemento de aislamiento. De manera alternativa, el elemento de aislamiento puede configurarse de modo que durante un funcionamiento ordinario, el elemento de aislamiento esté sometido a un nivel de esfuerzo que no es mayor de aproximadamente el 1% del límite de elasticidad del elemento de aislamiento.
El elemento de aislamiento puede configurarse para curvarse operativamente y oscilar de un lado a otro bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial y un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección axial. El rango de frecuencias de la vida útil de la bocina puede ser un rango que es de aproximadamente ± 3% de la frecuencia ultrasónica nominal. La frecuencia nominal es la frecuencia ultrasónica objetivo a la cual está previsto que funcionen el método y el aparato para llevar a cabo la operación de proceso seleccionada.
En las diversas configuraciones del método y el aparato de la invención, el componente radial de aislamiento puede extenderse de forma discontinua o sustancialmente discontinua, a lo largo de la dirección circunferencial del elemento de aislamiento. Haciendo referencia a las figuras 3 a 6A, el componente radial de aislamiento -46-mostrado representativamente puede tener sustancialmente forma de disco, o puede tener sustancialmente forma anular, según se desee.
Haciendo referencia a las figuras 3 a 8, el componente axial de aislamiento -50-puede configurarse para proporcionar una extensión sustancialmente axial desde el componente radial de aislamiento -46-. En el ejemplo de la disposición mostrada representativamente, el componente axial de aislamiento -50-puede configurarse para proporcionar una extensión que está dirigida a lo largo de la dirección axial, desde una sección radialmente exterior del componente radial de aislamiento -46-. El componente axial de aislamiento puede configurarse para proporcionar una extensión axial discontinua, o sustancialmente continua, desde el componente radial de aislamiento. Adicionalmente, el componente axial de aislamiento puede configurarse para extenderse de forma discontinua, o sustancialmente continua, a lo largo de una dirección circunferencial -104-del elemento de aislamiento. En el ejemplo de la configuración mostrada representativamente, el componente axial de aislamiento -50-puede tener sustancialmente forma de cilindro.
En las diversas configuraciones de la invención, el elemento de bocina, el elemento o los elementos de eje asociados y el elemento o los elementos de aislamiento que cooperan con los mismos pueden ser componentes que se proporcionan por separado y se acoplan entre sí operativamente. Alternativamente, el elemento de bocina, el elemento o elementos de eje asociados y el elemento o elementos de aislamiento que cooperan con los mismos pueden estar formados integralmente de una sola pieza de un material adecuado para la fabricación de dispositivos de unión ultrasónica. Por ejemplo, el elemento de bocina, los elementos de eje y los elementos de aislamiento pueden estar mecanizados a partir de la misma pieza de material de barra en bruto.
En relación con el elemento de aislamiento -42-, el componente axial de aislamiento -50-y el componente radial de aislamiento -46-pueden ser piezas proporcionadas por separado que se acoplan entre sí operativamente, o pueden estar formadas integralmente de la misma pieza de un material que es adecuado para la fabricación de dispositivos de unión ultrasónica. Por ejemplo, el componente axial de aislamiento y el componente radial de aislamiento pueden estar formados de la misma pieza de material de barra en bruto.
En una configuración alternativa, el componente axial de aislamiento -50-puede estar separado del componente radial de aislamiento -46-. En otra característica, el componente axial de aislamiento puede estar formado integralmente con un elemento coopera con el mismo, proporcionado por separado. Tal como se muestra representativamente en la figura 10, el componente radial de aislamiento puede estar encajado a presión en el componente axial de aislamiento. Tal como se ilustra en la figura 10A, el componente radial de aislamiento puede estar empernado o fijado de otro modo al componente axial de aislamiento.
acoplador
-58 que coopera con el mismo. A continuación, una
sección
asignada del componente axial de aislamiento puede ser
acoplada
y fijada al componente radial de aislamiento -46 que
En una disposición opcional, el elemento de aislamiento -42-puede tener un componente axial de aislamiento -50-que está dispuesto integralmente con el componente radial de aislamiento -46-, y el elemento de aislamiento puede estar formado integralmente con el acoplador que coopera con el mismo, tal como se muestra representativamente en la figura 10B. El componente radial de aislamiento puede estar acoplado operativamente al elemento de eje -34-con cualquier sistema de fijación adecuado.
Otra disposición del elemento de aislamiento -42-puede tener el acoplador que coopera con el mismo -58-encajado a presión en el componente axial de aislamiento -50-del elemento de aislamiento -42-, tal como se ilustra en la figura 10C. Deberá apreciarse claramente que el componente axial de aislamiento -50-, el componente radial de aislamiento -46-y el elemento de eje -34pueden, adicionalmente, estar interconectados entre sí en cualquier configuración operativa.
El método y el aparato pueden incluir por lo menos uno, y opcionalmente una serie de acopladores de rotación, como los proporcionados por uno o más acopladores -58-y -60-. En las diversas disposiciones de la invención, cada acoplador puede estar configurado para ser similar operativamente a parte, o a la totalidad de los otros acopladores. Por consiguiente, las disposiciones, características de estructuras, características operativas y otras configuraciones que se describen con respecto a un acoplador concreto, pueden ser incorporadas asimismo por los otros acopladores.
Tal como se muestra representativamente en las figuras 4 a 10C, el elemento de aislamiento -42-puede estar unido a un acoplador giratorio -58-que, a su vez, puede estar soportado, por lo menos, por un cojinete de giro -66-y la estructura de montaje asociada. Por consiguiente, el acoplador -58-puede interconectar entre el elemento de aislamiento -42-y el cojinete de giro -66-. En una configuración deseada, el cojinete de giro -66-y un montaje -70-correspondiente pueden soportar y contener de forma fija el acoplador giratorio -58-. El montaje de cojinete puede situarse adyacente, en general, al plano nodal del elemento de eje. Alternativamente, el montaje de cojinete puede estar separado del plano nodal del elemento de eje en una distancia significativa. Tal como se muestra representativamente, el montaje -70-de soporte del cojinete puede estar situado, en general, junto al plano nodal -38proporcionado por el elemento de eje -34-.
Con referencia a las figuras 6A y 9, el elemento de bocina -28-puede estar soportado en una posición en voladizo con una serie de elementos de cojinete -66-y -66a-y montajes de soporte asociados -70-y -70a-. El acoplador -58-puede extenderse a lo largo de su dimensión axial, y puede disponerse un par de elementos de cojinete, con un elemento de cojinete situado cerca de cada extremo axial del acoplador. Los elementos de cojinete pueden estar acoplados a sus montajes de soporte correspondientes, de tal manera que puedan sujetar el acoplador en una posición sustancialmente fija que presenta una rigidez y una tenacidad elevadas. Pueden configurarse guías de ondas y elementos impulsores apropiados, para extenderse a través del acoplador y conectarse operativamente al elemento de eje -34-y al elemento de bocina -28-.
En un aspecto concreto, el método y el aparato de la invención pueden configurarse para proporcionar un elemento de bocina giratoria -28-que presenta una deformación estática muy baja. En una configuración deseada, la deformación estática puede ser de unos 0,025 mm (unas 0,0005 pulgadas) o menor, cuando se somete a una fuerza estática de 445 N (100 libras) que está dirigida contra la superficie periférica exterior -88-del elemento de bocina -28-, en una posición que está centrada a lo largo de la dimensión axial de la superficie -88-y a lo largo de la dirección radial de la bocina giratoria. En otras configuraciones, la deformación estática puede ser de hasta un máximo de unos 0,76 mm (unas 0,03 pulgadas). Alternativamente, la deformación de la bocina
puede
no ser mayor de unos 0,5 mm (unas 0,02 pulgadas), y
opcionalmente
puede no ser mayor de unos 0,3 mm (unas 0,012
pulgadas)
para proporcionar una eficacia mejorada. En una
disposición concreta, la deformación estática del elemento de
bocina puede no ser mayor de unos 0,076 mm (unas 0,003 pulgadas).
En otro aspecto, puede utilizarse un segundo montaje -72-de cojinete de soporte para soportar el elemento de bocina en una configuración en puente, extendida (por ejemplo, figuras 12 y 13). El segundo montaje -72-puede situarse, en general, junto al segundo plano nodal -40-proporcionado por el segundo elemento de eje -36-, y puede sujetar y soportar de forma fija el segundo acoplador giratorio -60-. Alternativamente, el montaje de cojinete puede estar separado del plano nodal del elemento de eje en una distancia significativa. Tal como se muestra representativamente, el segundo montaje -72-de soporte del cojinete puede estar situado, en general, junto al plano nodal -40-proporcionado por el elemento de eje -36-.
El método y el aparato de la invención pueden configurarse adicionalmente para proporcionar un elemento de bocina giratoria -28-que presenta una deformación estática de unos 0,004 mm (unas 0,00015 pulgadas) o menos, cuando es sometido a una fuerza estática de 445 N (100 libras) que está dirigida sobre la superficie periférica exterior -88-del elemento de bocina -28-, en una posición que está centrada a lo largo de la dimensión axial de la superficie -88-y a lo largo de la dirección radial de la bocina giratoria. En aspectos concretos, la deformación de la bocina puede ser alternativamente de unos 0,002 mm o menor, y puede ser opcionalmente de 0,001 mm o menor. En otros aspectos, la deformación de la bocina puede no ser mayor de un máximo de unos 0,075 mm. Alternativamente, la deformación de la bocina puede no ser mayor de unos 0,05 mm, y opcionalmente, puede no ser mayor de unos 0,01 mm para proporcionar un funcionamiento más mejorado.
El método y el aparato pueden configurarse además para proporcionar un elemento de bocina giratoria -28-que presenta un nivel particularmente bajo de descentrado dinámico. En una característica deseada, el descentrado de la bocina puede ser de unos 0,0025 mm (unas 0,0001 pulgadas) o menor, a una velocidad de rotación de 5 revoluciones/minuto. En otra característica, el elemento de bocina puede presentar un descentrado máximo no mayor de unos 0,018 mm (unas 0,0007 pulgadas). Alternativamente, el descentrado de la bocina puede no ser mayor de unos 0.013 mm (unas 0,0005 pulgadas), y opcionalmente puede no ser mayor de unos 0.01 mm (unas 0,0004 pulgadas) para proporcionar una característica mejorada.
Las configuraciones del método y el aparato que tienen el elemento de bocina giratoria -28-con elementos de aislamiento -42-, -44-de rigidez elevada dispuestos en lados del elemento de bocina opuestos axialmente, son particularmente capaces de proporcionar los bajos niveles deseados de descentrado y deformación de la bocina. Adicionalmente, la sujeción con rigidez elevada de los elementos de aislamiento -42-, -44-en una posición sustancialmente fija con los cojinetes de giro -66-, -68-y sus correspondientes montajes de soporte asociados -70-, -72-, puede además ayudar a proporcionar y mantener las cantidades pequeñas de descentrado y deformación de la bocina.
Con referencia a los aspectos de la invención ilustrados en las figuras 3 a 6A, el elemento de aislamiento -42puede tener un componente radial de aislamiento -46-, en general con forma anular, que tiene una rigidez y una tenacidad elevadas, y está conectado y acoplado a la guía de ondas proporcionada por el elemento de eje -34-. El acoplamiento está situado aproximadamente en el plano nodal previsto del elemento de eje de la guía de ondas. Un componente axial de aislamiento -50-, en general con forma cilíndrica, puede tener una rigidez y una tenacidad elevadas, y puede estar conectado y acoplado a una zona del borde exterior distal del componente radial de aislamiento -46-. El componente axial de aislamiento puede extenderse desde el componente radial de aislamiento en una dirección interior hacia el elemento de bocina -28-, o en una dirección exterior alejándose del elemento de bocina. Alternativamente, el componente axial de aislamiento puede extenderse en ambas direcciones interior y exterior.
Tal como se ilustra en las disposiciones mostradas en las figuras 3 y 4, el componente axial de aislamiento -50-puede extenderse en ambas direcciones interior y exterior en distancias iguales sustancialmente. Opcionalmente, el componente axial de aislamiento puede extenderse en ambas direcciones interior y exterior en distancias diferentes, desiguales. El componente axial de aislamiento -50-puede incluir uno o más separadores -51sustancialmente anulares, que sobresalen radialmente, que sujetan el componente axial de aislamiento a una distancia separada respecto de su acoplador correspondiente -58-. Tal como se muestra representativamente, cada uno de un par de separadores -51-puede estar situado en cada extremo axial, opuesto, del componente axial de aislamiento. La distancia de separación se configura para permitir una cantidad operativa de flexión de curvatura, dinámica, del componente axial de aislamiento.
Con referencia a los aspectos de la invención mostrados en las figuras 5, 6 y 6A, el elemento de aislamiento -42-puede incluir un componente radial de aislamiento -46-, en general con forma anular, que tiene una rigidez y una tenacidad elevadas, y está conectado y acoplado a la guía de ondas proporcionada por el elemento de eje -34-. El acoplamiento está situado aproximadamente en el plano nodal previsto del elemento de eje de la guía de ondas. Un componente axial de aislamiento -50-, en general con forma cilíndrica, está configurado para tener una rigidez y tenacidad elevadas, y está conectado y acoplado con una zona del borde exterior del componente radial de aislamiento -46-. El componente axial de aislamiento puede extenderse desde el componente radial de aislamiento en una dirección exterior alejándose del elemento de bocina.
En las diversas disposiciones del método y el aparato, la configuración del acoplamiento u otra conexión operativa entre el elemento de eje y su correspondiente elemento de aislamiento conectado, puede carecer sustancialmente de caucho u otros componentes elastoméricos. Por consiguiente, el mecanismo de acoplamiento puede proporcionar una conexión operativa que tiene
una
rigidez y una tenacidad elevadas, y es sustancialmente no
elástico.
El
elemento de aislamiento -42 puede incluir un
elemento del tipo de diafragma y un reborde de montaje -54-. El elemento del tipo de diafragma puede incluir un componente radial sustancialmente continuo -46-que tiene una rigidez y una tenacidad elevadas, y se extiende sustancialmente en la dirección radial desde el elemento de eje -34-u otra guía de ondas. Adicionalmente, el componente radial -46-puede situarse aproximadamente en el plano nodal -38-del elemento de eje u otra guía de ondas. El componente radial puede sobresalir radialmente hacia fuera con una longitud que puede permitir que este componente radial se curve operativamente bajo rangos normales frecuencia de la vida útil de la bocina, sin sacrificar la resistencia a la fatiga. Moviéndose hacia fuera desde el componente radial, la forma estructural del elemento de aislamiento -42-puede realizar una transición para proporcionar un componente axial -50-que se extiende a lo largo de la dirección axial del elemento de aislamiento. Tal como se muestra de forma representativa, el componente axial puede tener una forma de cilindro en general, que sobresale sustancialmente en paralelo al eje de rotación de la guía de ondas o del elemento de eje -34-.
Las longitudes de los componentes radial y axial del elemento de aislamiento -42-son lo suficientemente largas como para permitir que estos componentes se flexionen y se curven dinámicamente a través del rango normal de movimientos dirigidos radial y axialmente que pueden surgir en, o cerca del nodo de una guía de ondas durante su funcionamiento previsto. En concreto, la longitud axial de la forma de cilindro puede flexionarse y curvarse dinámicamente a través del rango normal de movimientos dirigidos radialmente que pueden surgir en, o cerca del nodo de una guía de ondas. Dicho movimiento dirigido radialmente puede surgir ordinariamente de oscilaciones resonantes provocadas por la energía ultrasónica dirigida al elemento de bocina -28-. La longitud radial de la forma de diafragma puede flexionarse y curvarse dinámicamente a través del rango normal de movimientos dirigidos axialmente que pueden surgir en, o cerca del nodo de una guía de ondas. Dicho movimiento dirigido axialmente puede asimismo surgir ordinariamente de oscilaciones resonantes provocadas por la energía ultrasónica dirigida al elemento de bocina -28-. La combinación de los movimientos dinámicos de curvatura de los componentes radial y axial del elemento de aislamiento puede actuar para amortiguar los movimientos radial y axial inducidos en la bocina -28-y en la guía de ondas (por ejemplo, el elemento de eje -34-) durante las expansiones y contracciones oscilatorias normales, que son excitadas por la fuente de potencia ultrasónica. El amortiguamiento puede producirse a través del rango normal de frecuencias ultrasónicas al que está sometida la bocina -28-durante un funcionamiento normal.
En una región seleccionada, tal como en un diámetro exterior extremo del elemento de aislamiento -42-, puede utilizarse un método o mecanismo de sujeción/fijación operativo, para acoplar y fijar el elemento de aislamiento a otros componentes del sistema de unión ultrasónica, tales como el acoplador -58-. Tal como se muestra representativamente, por ejemplo, el mecanismo de fijación puede estar situado en un diámetro exterior extremo del componente axial de aislamiento -50-. En una disposición, el elemento de aislamiento -42-(por ejemplo, el componente axial de aislamiento -50-del elemento de aislamiento) puede incluir una parte -54-de reborde extendido. Tal como se muestra representativamente, el reborde de unión -54-puede incluir una sección que se extiende radialmente en general, y puede incluir una sección que se extiende axialmente en general. En un aspecto deseado, el reborde de unión puede estar situado y fijado operativamente en la abertura -62-del acoplador. En otro aspecto, la parte -54-de reborde del acoplador puede estar fijada operativamente a la abertura -62-del acoplador, incluyendo un ajuste por fricción e interferencia. El reborde puede, por ejemplo, ser ajustado a presión en una abertura de orificio, tal como la proporcionada por la abertura -62-del acoplador, y puede mantenerse adicional o alternativamente en su posición mediante sujetadores.
Alternativamente, puede generarse un ajuste por fricción e interferencia expandiendo térmicamente la parte que tiene la abertura asignada (por ejemplo, la abertura -62-del acoplador), e insertando en la abertura expandida el componente o la parte de componente que se pretende capturar o sujetar (por ejemplo, el elemento de aislamiento -42-). Cuando se disipa el calor, la abertura puede contraerse y ayudar a fijar el componente insertado.
En otra disposición de fijación, el reborde puede extenderse apropiadamente, según se requiera, y puede utilizarse una disposición de fijación para mantener en su posición el elemento de aislamiento. Otra disposición de fijación podría incorporar una sola extensión con una superficie adecuada para la sujeción.
En otro aspecto, el reborde de conexión puede estar formado de manera sustancialmente contigua e integral con su elemento de aislamiento -42-correspondiente. Opcionalmente, el reborde puede ser un componente proporcionado por separado que se fija posteriormente al elemento de aislamiento. Adicionalmente, el elemento de aislamiento puede estar formado sustancialmente de forma continua e integral con su correspondiente guía de ondas o elemento de eje -34-. Por consiguiente, cuanto mayor sea la precisión con la que pueda estar sujeta la bocina en una posición seleccionada, mejor puede mantenerse en una posición deseada cuando está sometida a una carga mucho mayor. Adicionalmente, puede transmitirse con mayor eficiencia un par de fuerzas de impulso de rotación deseado a la bocina -28-.
En una característica deseada, el acoplador puede proporcionar una fuerza de sujeción y fijación que está distribuida sustancialmente de forma homogénea en torno a la circunferencia del componente axial de aislamiento. Por ejemplo, el acoplador puede proporcionar una fuerza de fijación compresiva, distribuida sustancialmente de forma homogénea, que está dirigida sustancialmente hacia dentro en la dirección radial, contra el componente axial de aislamiento. Opcionalmente, el componente axial de aislamiento puede proporcionar una fuerza de fijación compresiva, distribuida sustancialmente de forma homogénea, que está dirigida sustancialmente hacia dentro en la dirección radial, contra el acoplador.
El acoplador -58-puede proporcionar una abertura -62del acoplador en la cual el elemento de aislamiento -42-está situado y fijado operativamente. En un aspecto concreto, el componente axial de aislamiento -50-del elemento de aislamiento -42-puede situarse y fijarse operativamente en la abertura -62del acoplador (por ejemplo, figuras 4 y 6). Por ejemplo, el acoplador -58-puede proporcionar una abertura -62-del acoplador sustancialmente en forma de cilindro, en la cual puede situarse y fijarse operativamente el componente axial de aislamiento -50-del elemento de aislamiento -42-. Por ejemplo, el elemento de aislamiento puede ajustarse a presión en la abertura del acoplador.
Opcionalmente, el componente axial de aislamiento puede configurarse para proporcionar una abertura del elemento de aislamiento, y una parte extrema operativa del acoplador puede posicionarse y fijarse operativamente en la abertura del elemento de aislamiento. Por ejemplo, el acoplador puede ajustarse a presión en la abertura del elemento de aislamiento.
Tal como se muestra representativamente, el acoplador -58-puede estar configurado para proporcionar una estructura de tubo a través de la cual pueden ubicarse y dirigirse operativamente otros componentes. En referencia a las figuras 4 y 8, por ejemplo, el elemento de eje -34-puede disponerse de forma colineal o coaxial con respecto al acoplador, y el elemento de eje puede extenderse a través del acoplador. Adicionalmente, puede disponerse un elemento impulsor ultrasónico -74-de forma colineal o coaxial con respecto al acoplador, y el elemento impulsor puede extenderse a través del acoplador. El elemento impulsor puede estar además conectado operativamente al elemento de eje -34-, y un excitador ultrasónico -82-puede estar conectado operativamente al elemento impulsor -74-utilizando cualquier técnica o dispositivo convencional. Por ejemplo, puede dirigirse potencia eléctrica con conductores eléctricos adecuados a un conjunto de anillo deslizante convencional -78-, y el conjunto de anillo deslizante puede utilizarse para dirigir operativamente la potencia eléctrica al excitador ultrasónico -82-. El excitador puede utilizar la potencia eléctrica para generar la energía ultrasónica deseada, y dirigir la energía ultrasónica al elemento de bocina -28-. Tal como se muestra representativamente, la energía ultrasónica puede dirigirse hacia el elemento impulsor -74-, a través del elemento de eje -34-y hacia el elemento de bocina.
El método y el aparato pueden montarse adecuadamente sobre un armazón de soporte -22-. El elemento acoplador -58-puede estar soportado sustancialmente de forma no elástica con un sistema de montaje que es sustancialmente no elastomérico y tiene una rigidez y una tenacidad relativamente elevadas. El sistema de montaje puede carecer sustancialmente de componentes construidos con un elastómero, tales como caucho natural y sintético. En una característica concreta, el cojinete de giro -66-puede estar montado sustancialmente de forma no elástica, y el sistema de montaje puede carecer sustancialmente de elementos de montaje elastoméricos, como son los proporcionados por juntas tóricas elastoméricas. El armazón de soporte está convenientemente construido con un material adecuado de amortiguación de las vibraciones. En la técnica se conocen diversos materiales convencionales de amortiguación. Por ejemplo, el armazón puede estar construido en hierro, y el hierro puede tener una capacidad de amortiguación de aproximadamente 100-500.
Puede proporcionarse un patrón de unión -96-deseado, u otro mecanismo de proceso seleccionado, en la superficie periférica exterior -90-del elemento de yunque giratorio -86-, o en la superficie periférica exterior -88-del elemento de bocina giratoria -28-, según se desee. En la configuración mostrada representativamente, el patrón de unión deseado se proporciona en la superficie circunferencial exterior -90-del elemento de yunque -86-. El patrón de unión puede componerse de una serie de elementos de unión -132-que están configurados para sobresalir sustancialmente en la dirección radial, alejándose de la superficie exterior -90-del elemento de yunque -86-, de una manera que es bien conocida en la técnica. Los elementos de unión pueden estar distribuidos de forma discontinua o sustancialmente continúa en una matriz regular o irregular, a través de la superficie periférica exterior -90-del elemento de yunque -86-, o de la superficie exterior -88-del elemento de bocina -28-, según se desee.
El método y el aparato pueden carecer sustancialmente de soportes de rotación que contacten directamente con el elemento de bocina giratoria -28-. En concreto, el método y el aparato pueden carecer sustancialmente de soportes de rotación que contacten directamente con la superficie periférica exterior -88del elemento de bocina -28-.
En otro aspecto, el método y el aparato pueden carecer sustancialmente de soportes que contacten directamente con el elemento de yunque giratorio -86-, para mantener una posición seleccionada del elemento de yunque giratorio respecto del elemento de bocina giratoria. Más en concreto, el método y el aparato pueden
carecer
sustancialmente de soportes de rotación que contacten
directamente
con la super ficie perifér ica exterior -90 del
elemento de yunque -86-.
Haciendo referencia a las figuras 11 a 13, el método y el aparato pueden incorporar una bocina ultrasónica giratoria que está montada en una configuración en puente, de conexión, y está aislada sónicamente utilizando una configuración que presenta una rigidez y una tenacidad elevadas. En una configuración deseada, el elemento de bocina -28-puede sujetarse mediante cojinetes de giro y montajes de soporte asociados que están en disposición sustancialmente simétrica en extremos del elemento de bocina opuestos axialmente. Por consiguiente, el elemento de bocina -28-, los elementos de eje -34-y -36-y los elementos de aislamiento -42-y -44-pueden configurarse de forma que se extienden entre los acopladores -58-y -60-, y entre los montajes de soporte -70-y -72-. Una característica deseada puede tener los elementos de eje -34-y -36-y los elementos de aislamiento -42-y -44correspondientes, dispuestos en una configuración sustancialmente simétrica a cada lado del elemento de bocina -28-. Alternativamente, puede tener los elementos de eje -34-y -36-y los elementos de aislamiento correspondientes -42-y -44dispuestos en una configuración asimétrica a cada lado del elemento de bocina.
El montaje en puente de la bocina puede reducir significativamente los problemas de tenacidad estática excesivamente baja y deformaciones de la bocina excesivamente elevadas, que pueden desplazar excesivamente la superficie exterior de la bocina hasta posiciones que están fuera de plano, en relación con la operación de unión deseada. Dichas deformaciones no deseadas del elemento de bocina pueden desplazar la superficie exterior -88de la bocina hasta una posición que es excesivamente no paralela con la superficie exterior -90-del elemento de yunque -86-que coopera con el mismo, tal como se observa en la región de tangencia entre los elementos de bocina y de yunque. El montaje en puente de la bocina giratoria -28-, los elementos de aislamiento de rigidez elevada, la incorporación de cojinetes de precisión, y otras características de la invención pueden ayudar a proporcionar una precisión y una estabilidad mejoradas.
En otra característica, el armazón y otros componentes del conjunto de soporte pueden incorporar un material de amortiguamiento elevado, tal como el proporcionado por hierro extrudido, y pueden configurarse para proporcionar un alto grado de tenacidad estática y dinámica. Los componentes del conjunto de soporte pueden estar asimismo formados y configurados para evitar sustancialmente resonancias cuando la bocina es activada a frecuencias de excitación ordinarias.
Con referencia a las figuras 14 y 15, el método y el aparato pueden incluir un armazón -22-de tenacidad y rigidez elevadas, con componentes de soporte asociados para los elementos de bocina y yunque. En una característica concreta, el armazón puede proporcionar una configuración sustancialmente simétrica del montaje y el soporte para el elemento de bocina -28-, y puede proporcionar una configuración sustancialmente simétrica del montaje y el soporte para el elemento de yunque -86-. En otra característica, el armazón puede ayudar a proporcionar niveles elevados de tenacidad estática y dinámica, y puede ayudar a proporcionar niveles elevados de estabilidad dinámica.
Tal como se muestra representativamente, el elemento de bocina ultrasónica giratoria -28-tiene un primer lado axial -30-y un segundo lado axial -32-, y el primer lado axial -30-del elemento de bocina -28-puede estar unido operativamente a un primer elemento de eje giratorio -34-que puede proporcionar un primer plano nodal -38-. El primer elemento de eje -34-puede estar unido operativamente a un primer elemento de aislamiento -42-que ha sido ubicado próximo operativamente al primer plano nodal -38del primer elemento de eje -34-. En un aspecto concreto, el primer elemento de aislamiento -42-puede curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección radial -102-y un componente operativo de movimiento a lo largo de su dirección axial -100-. El segundo lado axial -32-del elemento de bocina -28-puede unirse operativamente a un segundo elemento de eje giratorio -36-que puede proporcionar un segundo plano nodal -40-. El segundo elemento de eje -36-puede unirse operativamente a un segundo elemento de aislamiento -44-que ha sido ubicado próximo operativamente al segundo plano nodal -40-del segundo elemento de
eje
-36-. En un aspecto concreto, el segundo elemento de
aislamiento
-44 puede curvarse bajo el rango de frecuencias
sónicas
de la vida útil de la bocina, para proporcionar un
componente de movimiento operativo a lo largo de una dirección radial del segundo elemento de aislamiento -44-, y un componente de movimiento operativo a lo largo de una dirección axial del segundo elemento de aislamiento -44-.
En otro aspecto, el primer elemento de aislamiento -42tiene un primer componente radial -46-de aislamiento y un primer componente axial de aislamiento -50-. El primer componente radial de aislamiento -46-ha sido unido al primer elemento de eje -34-, ha sido configurado para extenderse por lo menos sustancialmente en la dirección radial desde el primer elemento de eje -34-, y ha sido configurado para curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el primer componente radial de aislamiento -46-puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del componente radial de aislamiento. El primer componente axial de aislamiento -50-ha sido unido a una parte operativa del primer componente radial de aislamiento -46-, y ha sido configurado para extenderse axialmente desde el primer componente radial de aislamiento. En un aspecto concreto, el primer componente axial de aislamiento -50-puede extenderse desde el primer componente radial de aislamiento -46con una configuración sustancialmente en voladizo. El primer componente axial -50-de aislamiento puede estar configurado para flexionarse y curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el primer componente axial de aislamiento -50-puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del componente axial de aislamiento.
En otro aspecto, el segundo componente radial de aislamiento -48-está unido al segundo elemento de eje -36-, ha sido configurado para extenderse por lo menos sustancialmente en la dirección radial desde el segundo elemento de eje -36-, y ha sido configurado para curvarse bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina. Adicionalmente, el segundo componente radial de aislamiento -48-puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del segundo componente radial de aislamiento. El segundo componente axial de aislamiento -52-puede estar unido a una parte operativa del segundo componente radial de aislamiento -48-, y puede estar configurado para extenderse axialmente desde el segundo componente radial de aislamiento. En un aspecto concreto, el segundo componente axial de aislamiento -52puede extenderse desde el primer componente radial de aislamiento -48-con una configuración sustancialmente en voladizo. El segundo componente axial de aislamiento -52-puede configurarse para flexionarse y curvarse operativamente bajo el rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, y puede curvarse dinámicamente para proporcionar desplazamientos transversales que están dirigidos a lo largo de la dimensión del grosor del segundo componente axial de aislamiento.
En otra característica más, el elemento de bocina puede configurarse para presentar deformaciones muy pequeñas cuando es sometido a una carga aplicada grande. Adicionalmente, el elemento de bocina puede cooperar con un elemento de yunque giratorio, situado próximo, para proporcionar de forma más fiable una separación sustancialmente fija entre ambos durante el funcionamiento normal.
Con referencia a las figuras 11 a 13, el elemento de bocina -28-puede sujetarse de forma segura y fija en una posición
de
puente con una serie de elementos de cojinete, como los
proporcionados
por los cojinetes de giro -66 y -68-.
Adicionalmente,
los cojinetes pueden sujetarse con montajes de
soporte asociados, como los proporcionadas por los montajes -70-y -72-. Los elementos de soporte pueden disponerse con un elemento de cojinete situado en cada lado axial del elemento de bocina -28-.
Adicionalmente, cada elemento de cojinete puede estar separado de su correspondiente lado axial del elemento de bocina. Los elementos de cojinete -66-y -68-pueden estar asimismo conectados operativamente a acopladores correspondientes -58-y -60-, respectivamente, de forma que pueden sujetar los acopladores en una posición sustancialmente fija que presenta una rigidez y una tenacidad elevadas. El primer acoplador -58-puede conectarse entre el primer elemento de aislamiento -42-y el primer cojinete de giro -66-y, análogamente, el segundo acoplador -60-puede conectarse entre el segundo elemento de aislamiento -44-y el segundo cojinete de giro -68-. Adicionalmente, el primer cojinete de giro -66-puede soportar el primer acoplador giratorio -58-en una configuración que presenta una rigidez elevada, y el segundo cojinete de giro -68-puede soportar el segundo acoplador giratorio -60-en una configuración que presenta una rigidez elevada. Pueden configurarse guías de onda y elementos impulsores apropiados para extenderse a través de los acopladores y conectarse operativamente a los elementos de eje -34-y -36-, y al elemento de bocina -28-.
Los cojinetes de giro -66-y -68-pueden ser cojinetes de alta precisión que presentan niveles bajos de descentrado. En disposiciones deseadas, los cojinetes de giro pueden ser cojinetes cónicos, de prensa de imprimir. Por ejemplo, los cojinetes pueden ser cojinetes de prensa de imprimir, Pieza No. 458681, que están disponibles en SKF U.S.A., King of Prussia, Pensilvania.
El primer elemento de aislamiento -42-puede estar unido al primer acoplador giratorio -58-que está soportado por el primer cojinete de giro -66-. Análogamente, el segundo elemento de aislamiento -44-puede estar unido operativamente al segundo acoplador giratorio -60-que está soportado por el segundo cojinete de giro -68-.
El primer elemento de aislamiento -42-puede estar unido al primer acoplador -58-incluyendo un ajuste por fricción e interferencia. Por ejemplo, el primer acoplador -58-puede proporcionar una primera abertura -62-de acoplador, y el primer componente axial de aislamiento -50-del primer elemento de aislamiento -42-puede estar situado y fijado operativamente en la primera abertura -62-de acoplador. Análogamente, el segundo elemento de aislamiento -44-puede estar unido al segundo acoplador -60-incluyendo un ajuste por fricción e interferencia. El segundo acoplador -60-puede proporcionar una segunda abertura -64-de acoplador, y el segundo componente axial de aislamiento -52-del segundo elemento de aislamiento -44-puede estar situado y fijado operativamente en la segunda abertura -64-de acoplador.
En un aspecto concreto, el primer acoplador -58-puede proporcionar una primera abertura -62-de acoplador, de forma sustancialmente cilíndrica, en la que puede posicionarse y fijarse operativamente el primer componente axial de aislamiento -50-del primer elemento de aislamiento -42-. Análogamente, el segundo acoplador -60-puede proporcionar una segundo abertura de acoplador, de forma sustancialmente cilíndrica, en la que puede situarse y fijarse operativamente el segundo componente axial de aislamiento -52-del segundo elemento de aislamiento -44-.
Tal como se muestra representativamente, el primer elemento de aislamiento -42-, y en concreto el primer componente axial de aislamiento -50-pueden incluir una primera parte de reborde -54-extendida, que puede situarse y fijarse operativamente en la primera abertura -62-de acoplador. El primer reborde de acoplador -54-puede incluir una sección que se extiende, en general, radialmente y una sección que se extiende, en general, axialmente. Adicionalmente, la primera parte de reborde -54-de acoplador puede estar unida operativamente a la primera abertura -62-de acoplador incluyendo un ajuste por fricción e interferencia. Análogamente, el segundo elemento de aislamiento -44-, y en concreto el segundo componente axial de aislamiento -52pueden incluir una segunda parte de reborde -56-extendida, y la segunda parte de reborde puede estar situada y fijada operativamente en la segunda abertura -64-de acoplador. El segundo reborde -56-de acoplador puede incluir asimismo una sección que se extiende, en general, radialmente y una sección que se extiende, en general, axialmente, y la segunda parte de reborde -56-de acoplador puede estar unida operativamente a la segunda abertura -64-de acoplador incluyendo un ajuste por fricción e interferencia.
Un primer montaje -70-puede soportar el primer cojinete de giro -66-, y en un aspecto concreto, el primer montaje puede soportar el primer cojinete de giro con una configuración que presenta una rigidez y una tenacidad elevadas. El primer montaje -70-puede estar separado axialmente del primer lado axial -30-del elemento de bocina -28-, y puede estar situado próximo al primer plano nodal -38-del primer elemento de eje -34-. Un segundo montaje -72-puede soportar el segundo cojinete de giro -68-, y en un aspecto concreto, el segundo montaje puede soportar el segundo cojinete de giro con una configuración que presenta una rigidez y una tenacidad elevadas. El segundo montaje -72-puede estar separado axialmente del segundo lado axial -32-del elemento de bocina -28-, y puede estar situado próximo al segundo plano nodal -40-del segundo elemento de eje -36-. Los montajes de cojinete puede situarse adyacentes en general a los planos nodales que pueden presentar sus elementos de eje correspondientes. Tal como se muestra representativamente, el primer montaje -70-de soporte del cojinete puede estar situado, en general, junto al primer plano nodal -38-proporcionado por el primer elemento de eje -34-. Análogamente, el segundo montaje -72-de soporte de cojinete puede estar situado adyacente, en general, al segundo plano nodal -40proporcionado por el segundo elemento de eje -36-.
El primer elemento de eje -34-puede proporcionar una guía de ondas que puede configurarse para dirigir operativamente energía ultrasónica desde una fuente de potencia ultrasónica adecuada hacia el elemento de bocina -28-. De forma similar, el segundo elemento de eje -36-puede configurarse para proporcionar una guía de ondas que puede dirigir operativamente energía ultrasónica desde una fuente de potencia adecuada hacia el elemento de bocina -28-.
Haciendo referencia a las figuras 11 a 13, puede conectarse operativamente un elemento impulsor ultrasónico -74-al primer elemento de eje -34-, y puede conectarse operativamente un primer excitador ultrasónico -82-al primer elemento impulsor -74-, utilizando cualquier técnica o dispositivo convencionales. Por ejemplo, puede utilizarse un anillo deslizante -78-convencional para dirigir potencia eléctrica al primer excitador -82-, y el primer excitador puede producir y dirigir energía ultrasónica al primer elemento impulsor -74-.
Tal como se muestra representativamente en la figura 13A, una configuración opcional del método y el aparato puede incluir un segundo excitador ultrasónico -84-. Adicionalmente, un segundo elemento impulsor -76-puede conectarse operativamente al segundo elemento de eje -36-, y el segundo excitador ultrasónico -84-puede conectarse operativamente al segundo elemento impulsor -76-. Un segundo anillo deslizante -80-convencional puede utilizarse a continuación para dirigir energía ultrasónica desde el segundo excitador ultrasónico -84-al segundo elemento impulsor -76-. Los excitadores ultrasónicos primero y segundo -82-y -84pueden configurarse para dirigir de forma simultánea y cooperativa cantidades incrementadas de energía ultrasónica al elemento de bocina giratoria -28-. La cooperación eficaz de los excitadores ultrasónicos puede proporcionarse y regularse utilizando técnicas y sistemas de control convencionales, que son conocidos en la técnica y están disponibles en proveedores comerciales.
Tal como se muestra representativamente, el armazón de soporte -22-puede incluir elementos verticales que están configurados para sujetar de forma fija el elemento de yunque -86en una posición, en general, suprayacente al elemento de bocina -28-que coopera con el mismo. Opcionalmente, el método y el aparato pueden configurarse con cualquier otra disposición operativa entre el elemento de yunque y el elemento de bocina. Por ejemplo, el elemento de yunque -86-puede estar sujeto de forma fija y situado, en general, subyacente al elemento de bocina -28que coopera con el mismo, o a un nivel de altura aproximadamente igual al nivel de altura del elemento de bocina.
En los diversos acoplamientos y fijaciones utilizados en las construcciones del método y el aparato de la invención, deberá ser totalmente evidente que puede utilizarse cualquier técnica de acoplamiento o fijación convencional. Dichas técnicas pueden incluir, por ejemplo, adhesivos, soldaduras, tornillos, pernos, remaches, clavijas, pestillos, grapas o similares, así como combinaciones de los mismos.
Análogamente, deberá ser totalmente evidente que puede utilizarse cualquier material convencional para fabricar los diversos elementos y componentes del método y el aparato. Dichos materiales pueden incluir polímeros sintéticos, compuestos de fibra de vidrio-resina, compuestos de fibra de carbono-resina, metales, compuestos metálicos, compuestos cerámicos, y similares, así como combinaciones de los mismos. Por ejemplo, los metales adecuados pueden incluir acero, aluminio, titanio o similares, así como combinaciones de los mismos. Los materiales son seleccionados típicamente para proporcionar niveles deseados de resistencia, tenacidad, amortiguación vibracional baja, tenacidad, resistencia a la fatiga, durabilidad, facilidad de fabricación, y facilidad de mantenimiento.
Las dimensiones de los diversos componentes pueden depender de la aplicación concreta del método y el aparato, y pueden determinarse utilizando técnicas estándar de ingeniería. Por ejemplo, las dimensiones de los componentes pueden determinarse estableciendo la carga operativa máxima deseada y configurando los límites de esfuerzo a un factor de seguridad seleccionado (por ejemplo, un factor de seguridad de diez) para ayudar a asegurar una vida útil y una resistencia a la fatiga adecuadas.
El elemento de bocina giratoria -28-, los elementos de eje/guía de ondas correspondientes, los elementos de aislamiento correspondientes y otros componentes operativos, pueden construirse como un conjunto unitario que está formado integralmente a partir de una sola pieza de material. El diseño en una pieza puede eliminar interfaces que pueden ser fuente de desgaste excesivo y de generación excesiva de calor. Dichas interfaces pueden contribuir asimismo al desarrollo de errores de tolerancia durante el maquinado. Dichos errores de tolerancia pueden dificultar mantener un nivel deseado de concentricidad en la superficie de trabajo de la bocina giratoria. Como resultado, las diversas configuraciones del método y el aparato pueden reducir costes, proporcionar una tenacidad mejorada, pueden funcionar con rangos de tolerancia menores y pueden proporcionar un funcionamiento más constante en producción a alta velocidad.
Deberá apreciarse claramente que se puede equilibrar dinámicamente la rotación de los diversos componentes de rotación para reducir el desgaste, reducir vibraciones, mantener mejor los posicionamientos deseados y mejorar más el funcionamiento de la operación de unión deseada. Cada uno de los componentes puede ser equilibrado dinámicamente por separado individualmente, o en una combinación operativa con otros componentes, según se desee.

Claims (23)

1. Aparato (20) para procesos ultrasónicos, que
comprende:
un elemento de bocina ultrasónica (28), giratorio, que tiene un primer lado axial (30) y un segundo lado axial (32);
un primer elemento (34) de eje giratorio que está unido operativamente a dicho primer lado axial (30) de dicho elemento de bocina (28); y
un segundo elemento de eje giratorio (36) que está unido operativamente a dicho segundo lado axial (32) de dicho elemento de bocina (28);
caracterizado porque el aparato comprende además:
un primer elemento de aislamiento (42) que está unido operativamente a dicho primer elemento de eje, pudiendo dicho primer elemento de aislamiento curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial (102) de dicho primer elemento de aislamiento, y un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección axial (100) de dicho primer elemento de aislamiento;
en el que dicho primer elemento (42) de aislamiento tiene un primer componente radial (46) de aislamiento y un primer componente axial (50) de aislamiento;
dicho primer componente radial (46) de aislamiento está unido a dicho primer elemento (34) de eje, está configurado para extenderse por lo menos radialmente desde dicho primer elemento
(34) de eje, y está configurado para curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina; y
dicho primer componente axial (50) de aislamiento está unido a una parte operativa de dicho primer componente radial (46) de aislamiento, está configurado para extenderse axialmente desde dicho primer componente radial de aislamiento, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina;
comprendiendo además el aparato:
un segundo elemento de aislamiento que está unido operativamente a dicho segundo elemento de eje, pudiendo dicho segundo elemento de aislamiento curvarse bajo un rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina, para proporcionar un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección radial de dicho segundo elemento (44) de aislamiento, y un componente operativo de movimiento a lo largo de una dirección axial de dicho segundo elemento (44) de aislamiento;
en el que dicho segundo elemento (44) de aislamiento tiene un segundo componente radial (48) de aislamiento y un segundo componente axial (52) de aislamiento;
dicho segundo componente radial (48) de aislamiento está unido a dicho segundo elemento (36) de eje, está configurado para extenderse por lo menos radialmente desde dicho segundo elemento de eje, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina; y
dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está unido a una parte operativa de dicho segundo componente radial (48) de aislamiento, está configurado para extenderse axialmente desde dicho segundo componente radial de aislamiento, y está configurado para curvarse bajo dicho rango de frecuencias sónicas de la vida útil de la bocina.
2.
Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho primer componente radial (46) de aislamiento se extiende de forma sustancialmente continúa a lo largo de una dirección circunferencial de dicho primer elemento (42) de aislamiento, y dicho segundo componente radial (48) de aislamiento se extiende de forma sustancialmente continúa a lo largo de una dirección circunferencial de dicho segundo elemento de aislamiento (44).
3.
Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho primer componente radial (46) de aislamiento se extiende de forma discontinua a lo largo de una dirección circunferencial de dicho primer elemento (42) de aislamiento, y dicho segundo componente radial (48) de aislamiento se extiende de forma discontinua a lo largo de una dirección circunferencial de dicho segundo elemento (44) de aislamiento.
4.
Aparato, según la reivindicación 1, en el que dichos primer y segundo componentes radiales (46, 48) de aislamiento tienen sustancialmente forma de disco.
5.
Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho primer componente axial (50) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial desde dicho primer componente radial (46) de aislamiento, y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial desde dicho segundo componente radial (48) de aislamiento.
6.
Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho primer componente axial (50) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial desde una sección radialmente exterior de dicho primer componente radial (46) de aislamiento, y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial desde una sección radialmente exterior de dicho segundo componente radial (48) de aislamiento.
7.
Aparato, según la reivindicación 5, en el que dicho primer componente axial (50) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial sustancialmente continúa desde dicho primer componente radial (46) de aislamiento, y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está configurado para proporcionar una extensión axial sustancialmente continúa desde dicho segundo componente radial de aislamiento.
8.
Aparato, según la reivindicación 5, en el que dicho primer componente axial (50) de aislamiento está configurado para extenderse de forma sustancialmente continúa a lo largo de una dirección circunferencial de dicho primer elemento (42) de aislamiento, y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está configurado para extenderse de forma sustancialmente continúa a lo largo de una dirección circunferencial de dicho segundo elemento radial de aislamiento.
9.
Aparato, según la reivindicación 5, en el que dicho primer componente axial (50) de aislamiento está configurado para extenderse de forma discontinua a lo largo de una dirección circunferencial de dicho primer elemento (42) de aislamiento, y dicho segundo componente axial (52) de aislamiento está configurado para extenderse de forma discontinua a lo largo de una dirección circunferencial de dicho segundo elemento de aislamiento.
10.
Aparato, según la reivindicación 5, en el que dichos primer y segundo componentes axiales (50, 52) de aislamiento tienen sustancialmente forma de cilindro.
11.
Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además incluye por lo menos un primer acoplador giratorio que está soportado por un cojinete (66) de giro; en el que dicho primer elemento (42) de aislamiento está unido operativamente a dicho primer acoplador (58).
12. Aparato, según la reivindicación 11, en el que
dicho primer acoplador (58) proporciona una primera abertura (62) de acoplador;
y
dicho primer componente axial de aislamiento está situado y fijado operativamente en dicha primera abertura (62) de acoplador.
13.
Aparato, según la reivindicación 11, en el que dicho primer elemento (42) de aislamiento está unido a dicho acoplador (58) incluyendo un ajuste por fricción e interferencia.
14.
Aparato, según la reivindicación 11, en el que dicho primer acoplador (58) tiene una primera abertura de acoplador; dicho primer componente axial (50) de aislamiento incluye una primera parte de reborde (54) extendida; y
dicha primera parte de reborde está situada y fijada operativamente en dicha primera abertura de acoplador.
15.
Aparato, según la reivindicación 14, en el que dicha primera parte de reborde (54) está unida operativamente a dicha primera abertura de acoplador, incluyendo para ello un ajuste por fricción e interferencia.
16.
Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además: un elemento (86) de yunque giratorio que está situado cooperativamente próximo a dicho elemento de bocina; y
un excitador ultrasónico (82) que está conectado operativamente a dicho elemento de bocina.
17.
Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que
dicho primer componente radial (46) de aislamiento tiene una longitud y un grosor que permiten a dicho primer componente radial de aislamiento curvarse operativamente sin una fatiga excesiva;
dicho primer componente axial (50) de aislamiento tiene una longitud y un grosor que permiten a dicho primer componente axial de aislamiento curvarse operativamente sin una fatiga excesiva.
18.
Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de bocina giratoria (28) tiene una deformación máxima no mayor de unos 0,004 mm bajo una fuerza de 445 N.
19.
Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de bocina giratoria (28) tiene
un desgaste máximo no mayor de unos 0,018 mm a una velocidad de rotación de 5 revoluciones/min.
20.
Aparato de proceso ultrasónico, según la reivindicación 1, en el que dicho primer elemento (34) de eje puede proporcionar un primer plano nodal (38);
y dicho primer elemento (42) de aislamiento tiene una posición que es próxima operativamente a dicho primer plano nodal del primer elemento (34) de eje;
y dicho segundo elemento (36) de eje puede proporcionar un segundo plano nodal (40);
en el que dicho segundo elemento (44) de aislamiento tiene una posición que es próxima operativamente a dicho segundo plano nodal (40) del segundo elemento (36) de eje;
comprendiendo además el aparato;
un primer acoplador (58) que conecta entre dicho primer elemento de aislamiento y un primer cojinete (66) de giro, proporcionando dicho primer acoplador una primera abertura de acoplador en la que está situado y fijado operativamente dicho primer elemento de aislamiento; y
un segundo acoplador (60) que conecta entre dicho segundo elemento de aislamiento y un segundo cojinete (68) de giro, proporcionando dicho segundo acoplador una segunda abertura de acoplador en la que está situado y fijado operativamente dicho segundo elemento de aislamiento.
21. Aparato de proceso ultrasónico, según la reivindicación 1, en el que dicho primer elemento (34) de eje puede proporcionar un primer plano nodal (38);
y dicho primer elemento (42) de aislamiento está situado próximo operativamente a dicho primer plano nodal del primer elemento de eje;
teniendo dicho primer componente radial (46) de
aislamiento
una forma sustancialmente anular, y teniendo dicho
primer
componente axial (50) de aislamiento una forma
sustancialmente cilíndrica; y
en el que dicho segundo elemento (36) de eje puede proporcionar un segundo plano nodal (40);
estando dicho segundo elemento (44) de aislamiento situado próximo operativamente a dicho segundo plano nodal (40) del
segundo elemento de eje;
teniendo dicho segundo componente radial (48) de aislamiento una forma sustancialmente anular, y teniendo dicho segundo componente axial (52) de aislamiento una forma sustancialmente cilíndrica;
comprendiendo además el aparato:
un primer acoplador (58) que conecta entre dicho primer elemento de aislamiento y un primer cojinete (66) de giro, proporcionando dicho primer acoplador una primera abertura de acoplador, de forma sustancialmente cilíndrica, en la que está situado y fijado operativamente dicho primer componente axial de aislamiento;
un segundo acoplador (60) que conecta entre dicho segundo elemento de aislamiento y un segundo cojinete (68) de giro, proporcionando dicho segundo acoplador una segunda abertura de acoplador, de forma sustancialmente cilíndrica, en la que está situado y fijado operativamente dicho segundo componente axial de aislamiento;
un primer montaje (70) para soportar dicho primer cojinete de giro, estando dicho primer montaje separado axialmente de dicho primer lado axial de dicho primer elemento de bocina;
un segundo montaje (72) para soportar dicho segundo cojinete de giro, estando dicho segundo montaje separado axialmente de dicho segundo lado axial de dicho elemento de bocina;
un elemento (86) de yunque giratorio que está situado cooperativamente a una distancia seleccionada separada de dicho elemento de bocina;
un motor del yunque que puede hacer girar dicho elemento de yunque para proporcionar una velocidad periférica del yunque de por lo menos unos 5 m/min;
un motor de la bocina que puede hacer girar dicho elemento de bocina para proporcionar una velocidad periférica de la bocina sustancialmente igual a dicha velocidad periférica del yunque; y
por lo menos un primer excitador ultrasónico (84) que está conectado operativamente a dicho elemento de bocina y puede proporcionar una cantidad operativa de energía ultrasónica a una frecuencia dentro del rango aproximado de 15 a 60 kHz; donde
dicho elemento de bocina (28) está configurado para presentar una deformación estática no mayor de unos 0,004 mm a una carga de 445 Newton; y
dichos elemento (28) de bocina y elemento (86) de yunque están configurados para proporcionar una separación bocina-yunque sustancialmente constante que es, por lo menos, de unos 0,01 mm.
22.
Método de proceso ultrasónico, que utiliza el aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el método comprende la etapa de hacer girar el elemento (28) de bocina ultrasónica.
23.
Método, según la reivindicación 22, en el que dicho método es un método de unión ultrasónica.
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