Bei Geräten und Anlagen zum Beispiel der Mess-bzw. Kühltechnik werden Rohre be- nutzt, die zunächst evakuiert und sodann mit einem Kühlgas befüllt werden. Hierzu werden Rohre mit einer Kupplung verbunden. Nach dem Befüllen muss der kupplungs- seitige Abschnitt des Rohres abgetrennt werden. Hierzu ist es erforderlich, dass das Rohr, das zu der Anlage bzw. zum Gerät wie Kühlschrank oder Klimaanlage führt, fluiddicht verschlossen wird.

Nach dem Stand der Technik ist ein Verquetschen und Hartlöten bekannt. Auch gelangt eine Klebetechnik zur Anwendung, bei der das befüllte Rohr mit einer Kappe verschlos- sen wird, die ihrerseits mit dem Rohr verklebt wird.

Sofern ein fluiddichtes Verschließen mittels Hartlöten erfolgt, ist der Nachteil gegeben, dass dann, wenn das Rohr zuvor nicht dicht verquetscht wurde, sich in dem aufzutra- gendem Lot ein Schlot bildet, der vom aus dem Rohr austretenden Gas durchsetzt wird und somit ein Leck bildet. Unabhängig hiervon kann eine entsprechende Technik nur bei FCKW-Fluiden benutzt werden, da diese nicht brennbar sind.

Heutzutage ist das FCKW weitgehend durch Isobutan ersetzt, das jedoch hochexplosiv ist. Somit ist ein Hartlöten nicht mehr möglich. Daher hat sich das Ultraschallschweißen durchgesetzt, mit dem in einem Arbeitsgang ein Verquetschen und fluiddichtes Ver- schließen des zunächst evakuierten und sodann mit einem Kühlgas gefüllten Rohres möglich ist.

Bei den bekannten Ultraschallschweißvorrichtungen zum fluiddichten Verschließen von Rohren gelangen Sonotroden zum Einsatz, die eine erste Schweißfläche aufweisen, ne- ben der ein Schneidelement verläuft. Entsprechend weist die zugeordnete Gegenelekt- rode-auch Ambos genannt-eine der ersten Schweißfläche zugeordnete zweite Schweißfläche auf, neben der ein dem Schneidelement zugeordnetes Gegenelement wie Kante verläuft.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art nach der WO-A-03 07 6116 kann ein Abschnitt eines Rohres ohne Werkzeugwechsel oder Umpositionieren einer Ultraschall- schweißvorrichtung derart getrennt werden, dass ein fluiddichtes Verschließen unab- hängig davon erfolgt, auf welcher Seite der abzutrennende Abschnitt verläuft.

In Abhängigkeit von z. B. dem Durchmesser, Wandstärke und Material des Rohres müssen die Schweißparameter der Ultraschallschweißanlage individuell eingestellt wer- den, um im erforderlichen Umfang ein Abquetschen und Abdichten bzw. Verschweißen zu ermöglichen.

Aus der EP-B-0 723 713 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompaktieren und anschließenden Verschweißen von elektrischen Leitern bekannt. Um querschnittsu- nabhängig ein definiertes Schweißen durchzuführen, und zwar auch dann, wenn in will- kürlicher Reihenfolge Leiter unterschiedlicher Querschnitte nacheinander verschweißt werden sollen, ist vorgesehen, dass die in einem Verdichtungsraum eingebrachten Lei- tern zunächst kompaktiert und anschließend eine charakteristische Größe des die kom- paktierten Leiter aufnehmenden Verdichtungsraums bestimmt wird. Unter Zugrundele- gung der charakteristischen Größe, wie z. B. Höhe oder Breite des Verdichtungsraums, werden sodann abgelegte Schweißparameter abgerufen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein automatisches Abquetschen und Abdichten eines Rohres erfolgen kann, ohne dass zuvor individuell die Daten des Rohres in eine Ultraschallschweißvorrichtung einzugeben sind.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung des Problems im Wesentlichen vorgesehen : - Anordnen des Rohres und Fixieren dieses zwischen der Sonotrode und der Gegenelektrode, - Bestimmen zumindest einer charakteristischen Größe des Rohres bei zwi- schen der Sonotrode und der Gegenelektrode fixiertem Rohr, - Abrufen von abgelegten Schweißparametern unter Zugrundelegung der zu- mindest einen charakteristischen Größe und - Erregen der Sonotrode und Relativbewegung der Sonotrode und der Gegen- elektrode zueinander zum Abquetschen und Abdichten des Rohres.

Erfindungsgemäß wird die Möglichkeit geschaffen, mittels einer Ultraschallschweißvor- richtung Rohre automatisch abzuquetschen und abzudichten bzw. zu verschweißen, ohne dass es erforderlich ist, zuvor der Ultraschallschweißvorrichtung die zum Abquet- schen und Schweißen, also Abdichten des abgequetschten Rohrendes erforderlichen Daten zuzuführen, um daraufhin die erforderlichen Schweißparameter und Drücke zur Verfügung zu haben, die zu einem ordnungsgemäßen Abquetschen und Verschweißen bzw. Abdichten notwendig sind. Vielmehr wird zumindest eine charakteristische Größe nach Fixieren des Rohres zwischen der Sonotrode und der Gegenelektrode bestimmt, um sodann unter Berücksichtigung dieser Größe aus z. B. in einem Rechner abgelegten Daten automatisch die Parameter der Ultraschallschweißvorrichtung zur Verfügung zu haben, um ein ordnungsgemäßes Abquetschen und Abdichten bzw. Verschweißen des abgequetschten Rohrs durchführen zu können.

Bei der charakteristischen Größe kann es sich z. B. um den Außendurchmesser des Roh- res handeln, der dadurch bestimmt wird, dass der Abstand zwischen der Sonotrode und der Gegenelektrode über zum Beispiel einem Wegnehmer bestimmt wird.

Vorzugsweise werden jedoch mehrere charakteristische Größen ermittelt. So kann ne- ben dem Außendurchmesser bei einem elektrisch leitenden Rohr dessen elektrische Leitfähigkeit und/oder Wandstärke des Rohres ermittelt werden. Die Wandstärkenmes- sung kann dabei mittels Ultraschall z. B. nach dem Impulsechoverfahren erfolgen.

Als charakteristische Größe kommen jedoch auch zu bestimmende Materialeigenschaf- ten wie Formänderungsarbeit oder Einschnürung in Frage. Zur Bestimmung der charak- teristischen Größe kann dabei zum Beispiel die Sonotrode mit vorgegebener Kraft bzw.

Druck zu der Gegenelektrode verstellt werden oder umgekehrt, um sodann aufgrund der erzielten Wegänderung Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften des Rohres ziehen zu können. Dabei kann beim Verstellen Ultraschall auf das Rohr appliziert werden, um größere Wegänderungen und damit genauere Messungen zu ermöglichen.

Selbstverständlich ist es zuvor erforderlich, dass aufgrund einer Vielzahl von Messun- gen an Rohren unterschiedlicher Dimensionierungen und/oder Materialien hinreichend viel Daten ermittelt und abgespeichert werden, um aus sodann gewonnenen Tabellen die beim jeweiligen Schweißvorgang einem Rohr zuzuordnenden Daten ermitteln zu kön- nen. In den entsprechenden Tabellen sind insbesondere als Schweißparameter Schweiß- energie, Schweißamplitude, Schweißzeit und Schweißdruck in Abhängigkeit von Rohr- durchmesser und/oder Wandstärke und/oder Rohrmaterial abgelegt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Ermittlung abzulegender Schweißparameter eine oder mehrere eine zeitliche Änderung von Energie, Kraft oder Leistung der in Ult- raschallschwingung versetzten Sonotrode berücksichtigende Regelkurve bzw. Regel- kurven beim Bestimmen von charakteristischen Größen wie Durchmesser und/oder Wanddicke von abzuquetschenden und abzudichtenden Normrohren aufgenommen werden, dass Ist-Kurven von sodann abzuquetschenden und zu verschweißenden Roh- ren unbekannten Durchmessers und/oder unbekannter Wandstärke mit so ermittelter Regelkurve bzw. ermittelten Regelkurven verglichen werden und bei Übereinstimmung mit einer Regelkurve die dieser zugeordneten Schweißparameter zum Abquetschen und Verschweißen der Rohre verwendet werden. Dabei wird bzw. werden die Regelkurve bzw. Regelkurven mit einem Toleranzband verbreitert, in die sodann Ist-Kurven von abzuquetschenden und zu verschweißenden Rohren eingepasst werden.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass den Regelkurven Schweiß- parameter wie Druck-, Schweißdauer oder Energieeintrag zugeordnet werden, die zum Abquetschen und Verschweißen von beim Aufnehmen der Regelkurven verwendeten Normrohren ermittelt werden, dass zum Verschweißen eines Rohres unbekannter Größe eine Ist-Kurve aufgenommen und die Ist-Kurve in eine von mehreren Regelkurven ein- gepasst wird und dass das Rohr unbekannter Größe unter Zugrundelegung der der ent- sprechenden Regelkurve zugeordneten Schweißparameter abgequetscht und ver- schweißt wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen-für sich und/oder in Kom- bination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen : Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ultraschallschweißmaschine und Fig. 2 ein Leistungszeitdiagramm.

Der Fig. 1 ist ein schematischer Aufbau einer Ultraschallschweißmaschine zu entneh- men, die als wesentliche Bestandteile eine Sonotrode 10, einen Konverter 12 sowie eine Steuerung 14 umfasst. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der Sonotrode 10 und dem Konverter 12 ein Booster 14 angeordnet, der als Amplitudentransformator zum Erzielen eines gewünschten Amplitudenbereichs und zur allgemeinen Stabilisierung des Schwingverhaltens im Schwingersystem dient.

Die Sonotrode 10 weist einen Sonotrodenkopf 16 mit gegenüberliegenden Arbeits-oder Schweißflächen 18 und 20 auf. Im Ausführungsbeispiel ist der Arbeits-oder Schweiß- fläche 18 eine als Amboss zu bezeichnende Gegenelektrode 22 zugeordnet, zwischen denen ein zum Beispiel aus Kupfer bestehendes Rohr 24 angeordnet wird, um dieses abzuquetschen und abzudichten, d. h. zu verschweißen. Gleichzeitig kann gegebenen- falls ein Abtrennen des Rohres auf einer Seite erfolgen. Hierzu sind in gewohnter Weise dem Sonotrodenkopf 16 bzw. den Arbeitsflächen 18,20 sowie der Gegenelektrode 22 Schneidkanten zugeordnet, um den Rohrabschnitt abzuscheren.

Der Steuerung 14 wird über einen Anschluss 26 Netzspannung zugeführt, deren Fre- quenz in z. B. 20 kHz umgewandelt wird. Der Konverter 12 wandelt die elektrische Energie sodann in mechanische Schwingungsenergie um, wobei die mechanische Schwingungsfrequenz der elektrischen Frequenz der Steuerung 14 entspricht. Der zwi- schen Sonotrode 10 und dem Konverter 12 geschaltete Booster 14 dient erwähnterma- ßen der Amplitudentransformation zwischen Konverter 12 und Sonotrode 10. Die Steu- erung 14 ist mit dem Konverter 12 über eine Steuerleitung 15 verbunden.

Die Güte des Abquetschens und Abdichtens des Rohres 24 hängt von der Amplitude des Sonotrodenkopfs 16, dem Schweißdruck (Betriebsdruck), der Schweißenergie, der Ver- dichtung sowie der Schweißzeit im Wesentlichen ab. Nach dem Stand der Technik wer- den die entsprechenden Daten in Abhängigkeit vom Außendurchmesser, Wandstärke und Material des Rohres 24 in die Steuerung 14 individuell eingegeben, um sodann den Quetsch-und Schweißvorgang und gegebenenfalls das Abtrennen des Rohrabschnitts durch Zusammenwirken des Sonotrodenkopfs 16 und des Ambosses oder Gegenelekt- rode 22 durchzuführen. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in der Steuerung 14 bzw. in einem nicht dargestellten Rechner eine Vielzahl von Schweißparametern, die die z. B. Amplitude der Sonotrode 10 bzw. der Arbeitsfläche 18,20, den Schweißdruck, die Energie und die Schweißzeit sowie die Verdichtung umfassen, in Abhängigkeit von abzuquetschenden und zu verschweißenden Rohren, d. h. deren Durchmesser, Wand- stärke und Material als beispielhaft einige charakteristische Größen abgelegt sind.

Nachdem das zu verschweißende Rohr 24 zwischen dem Amboss (Gegenelektrode 22) und der ersten Arbeitsfläche 18 der Sonotrode 10 angeordnet und die Sonotrode 10 in Richtung der zweiten Elektrode 22, also des Ambosses in einem Umfang abgesenkt worden ist, bis das Rohr 24 zwischen der ersten und zweiten Elektrode 18,22 fixiert ist, wird der Abstand zwischen der Sonotrode 10 und der Gegenelektrode 22 bestimmt, um hieraus den Außendurchmesser des Rohrs 24 zu ermitteln. Der Abstand kann über einen Wegnehmer erfasst werden, wobei die entsprechenden Daten über eine Datenleitung 28 der Steuerung 14 bzw. dem Rechner zugeführt werden. Des Weiteren können charakte- ristische Materialeigenschaften des Rohres 24 ermittelt und ebenfalls über die Datenlei- tung 28 der Steuerung 14 bzw. dem Rechner zugeführt werden. Als charakteristische Materialwerte sind z. B. Festigkeit, elektrischer Widerstand oder Wandstärke zu nen- nen, die nach dem Fixieren des Rohres 24 zwischen der Sonotrode 10 und der Gegen- elektrode 22 bzw. deren Schweißflächen ermittelt werden. Die Festigkeit kann dadurch bestimmt werden, dass nach dem Fixieren des Rohres 24 die Sonotrode 10 bei vorgege- benem Druck in Richtung der Gegenelektrode 22 verstellt wird. In Abhängigkeit von dem Verstellweg können Rückschlüsse auf das Material des Rohres 24 gezogen werden.

Auch kann der elektrische Widerstand des Rohres 24 bestimmt werden. Mit z. B. im Bereich der zweiten Gegenelektrode 22 vorhandenem Sensor kann mittels Ultraschall die Wandstärke des Rohrs 24 gemessen werden. Andere geeignete Messverfahren sind gleichfalls möglich.

Unabhängig hiervon werden unter Zugrundelegung der auf zuvor beschriebener Weise beispielhaft angegebener Maßnahmen ermittelten charakteristischen Werte des Rohres 24 in der Steuerung 14 bzw. dem Rechner abgelegte Parameter abgerufen, die insbeson- dere Amplitude der Sonotrode 10, Schweißdruck, Schweißenergie, Verdichtung und Schweißzeit umfassen, um entsprechend die Sonotrode 10 zu erregen bzw. in Richtung der Gegenelektrode 22, also des Ambosses zu verstellen. Dabei wird das Rohr 24 im erforderlichen Umfang abgequetscht und verdichtet, d. h. verschweißt. Gleichzeitig kann ein Abscheren des nicht benötigten Rohrabschnittes erfolgen.

In der Fig. 2 soll anhand eines Leistungs-Zeit-Diagramms verdeutlicht werden, wie aus einer Verformungskurve charakteristische Parameter ermittelbar und somit ein Abquet- schen und Verschweißen von Rohren automatisiert werden können.

So ist in Fig. 2 die Leistung W gegenüber der Zeit t beim Ermitteln einer Regelkurve für ein bekanntes Rohr eines bestimmten Durchmessers und einer bestimmten Wandstärke wiedergegeben. Die Kurve 30 weist zwei charakteristische Peaks 32,34 auf, wobei der erste Peak 32 auftritt, wenn die Sonotrode 10 in Richtung der Gegenelektrode 22 derart abgesenkt ist, dass zwischen diesen ein zu messendes Normrohr festgeklemmt ist, also der Außendurchmesser bestimmbar ist. Dabei ist die Lage des ersten Peaks 32 abhängig vom Rohrdurchmesser. Bei weiterem Absenken bzw. Relativbewegen der Sonotrode 10 zu der Gegenelektrode 22 steigt die Leistungszunahme nach einem ersten Abfall an, um den zweiten Peak 34 zu durchlaufen. Die Lage des zweiten Peaks 34 hängt von der Wanddicke des Rohres ab. Sodann erfolgt das Zusammenquetschen und Abdichten des Rohres. Dies wird leistungsmäßig durch einen abfallenden Kurvenabschnitt 36 verdeut- licht.

Entsprechende Leistungs-Zeit-Kurven 30, die auch als Normkurven zu bezeichnen sind, werden nunmehr für eine Vielzahl von Rohren unterschiedlicher Durchmesser und Wanddicken aufgenommen. Sodann wird den entsprechenden Regelkurven ein Tole- ranzband 38,40 zugeordnet.

Sollen nun Rohre unbekannter Durchmesser und Wanddicken abgequetscht und abge- dichtet werden, so wird eine Ist-Kurve aufgenommen und diese in eine Regelkurve ein- gepasst.-Unter Zugrundelegung der entsprechenden Regelkurve werden sodann Schweißparameter wie Druck, Schweißdauer oder Energieeintrag aus abgelegten Tabel- len abgerufen, um das Rohr unbekannten Durchmessers und Wandstärke ordnungsge- mäß abquetschen und abdichten zu können.

Mit anderen Worten erfolgt zunächst ein Einlehrmode, um für unterschiedliche Rohr- durchmesser von zum Beispiel 4,6, 8,12 mm und unterschiedlichen Wandstärken von zum Beispiel 0,6 mm-1 mm Regelkurven entsprechend der Kurve 30 aufzunehmen, sodann ein Toleranzband festzulegen und abzuspeichern. Sodann wird ein Rohr unbe- kannten Durchmessers und Wandstärke zwischen der Sonotrode 10 und der Gegenelekt- rode 22 positioniert, die Sonotrode 10 und die Gegenelektrode 22 aufeinander zu be- wegt, um sodann Rohrdurchmesser und Wanddicke aufgrund in der Ist-Kurve auftre- tenden Peaks zu ermitteln und die entsprechenden Werte mit Werten von Regelkurven zu vergleichen. Bei Vorliegen entsprechender Werte in einer Regelkurve werden sodann die weiteren zum ordnungsgemäßen Abquetschen und Abdichten erforderlichen Para- meter abgerufen (Schweißmode).