CN105556766A - 用于将电导体与电接触件连接的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将电导体(12)与电接触件(14)连接的方法，所述电接触件具有底部部分(16)和与之连接的、可变形的侧面(18)，其中侧面(18)借助于具有弯曲冲头(26)以及用于电接触件(14)的底部部分(16)的至少一个部段的支承区域(24)的设备利用弯曲冲头(26)变形成，使得所述侧面将电导体(12)与接触部件(14)力配合地压紧，其中至少在弯曲冲头(26)的下部的死点时间段之内，穿过支承区域(24)作用于至少部分地设置在支承区域(24)和弯曲冲头(26)之间的接触件(14)，使得电导体(12)的至少一个部件(20)与底部部分(16)和/或至少一个侧面(18)材料配合地连接。本发明也涉及一种构建成用于根据本发明的方法的设备。

Description

用于将电导体与电接触件连接的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于将电导体与电接触件连接的一种方法和一种设备。
背景技术
针对例如机动车辆的车载电网的电子和电气部件，接触件和电导体(导线)的连接通常经由机械的、力配合的连接、即所谓的压接连接进行。在压接方法中，将至少两个部件通过至少一个部件的塑性变形力配合地彼此连接。通常，接触件具有侧面(压接侧面、腿部)，所述侧面在力作用下与线缆的绞合线通过挤压压紧。在此，通常不实现材料配合的连接。根据现有技术常见的是，经由大约20％的压紧程度实现绞合线在接触件中的蜂巢状的压紧。此外，应实现对侧面的支撑以抵抗可能的回弹。
这种压接连接的质量控制通常通过所谓的压接力监控来进行，其中根据弯曲路径测量为了压接或弯曲待施加的力。在该路径上进行积分的力给出所作用的功，其中在压接监控中，将不具有导线的压接的接触件和具有导线的压接的接触件之间的功差值用作为用于压接连接的质量的量值。通过大约30％的功差值，能够诊断缺失线缆的绞合线、接触件和导线的差的压紧和改变的压接参数(例如压接高度)。
从现有技术中已知的压接方法具有两个主要缺点：在导线横截面非常小(小于0.35qmm)或接触件在变形的区域中的板厚度大的情况下，所测量到的功差值是小的，使得对压接方法的良好的监控不再可行。例如，因此不再能够识别出缺失线缆的绞合线。然而，如果在压接的区域中缺失线缆的各个绞合线，那么压接时的压紧度下降并且导体和接触件之间的电接触电阻能够增大至无穷大。因此，不再得到连接的电功能。
用于要变形的接触件的典型的材料是金属。因为每种金属都具有弹性特性，所以在不充分地支撑变形的压接侧面的情况下，能够出现所述侧面的不期望的弹回(“呼吸”)。由此，变形的接触件和导体之间的接触能够变差，两个部件之间的电阻增大并且压接连接的质量变差。
在该背景下，已经提出或研发一系列的用于改进压接方法的方法和设备。
因此，从DE10358153A1中已知一种连接方法，其中将线缆与接触元件首先压接并且随后与其在三个单独的步骤中激光焊接。压接和激光焊接在两个单独的设备中进行进而也在分开的工作步骤中进行。
DE102004053126A1公开了一种设备，其中将电导体与接触元件在相同的工作过程中压接和焊接。接触元件的压接接片在此借助特殊的压接工具压紧。在电导体的导线套和接触元件的压接接片之间建立挤压接触，而焊接在其他局部部位上在导体端部和接触元件之间进行。在焊接中，电流经由焊接电极流过导体的和接触元件的要连接的元件。
从DE19840214C2中已知一种用于压焊的方法，借助于所述方法，将导线固定在导线保持件的接片之间。对此，将导线首先引入到导线保持件中并且将其一个接片借助于铁砧和压接冲头重叠地按压到另一个接片之下。随后，进行接片的焊接。
DE10007258A1描述一种移动的线缆连接器，其中将线束引入到倾斜的、柱形的金属套筒中。因此，在倾斜的插接口上，将线束与套筒侧部经由两个电极超声波焊接。
DE10352482A1描述一种设备，借助所述设备能够焊接不同线缆的绞合线。此外，所述设备能够实现将线缆的电绝缘的区域压接。
从DE3017364A1中已知一种方法，其中通过下述方式首先将线缆的绞合线与扁平插头压接：压印冲头将扁平插头的金属腿按压到一起。压印冲头也用于将绞合线和扁平插头彼此超声波焊接。
也从DE102007032584B4中已知一种设备，借助所述设备能够建立压接和焊接连接。在此，首先将接触元件的压接围绕线缆的绝缘闭合并且在第二步骤中将绝缘的线缆端部与接触部焊接。
JP2000231944A的主题是用于电导体的电压接接触元件，其中压接侧面具有照射开口。在压接过程之后，穿过照射开口，能够将接触元件和电导体借助于激光射束彼此焊接。
并且从DE102010035424A1已知一种用于将电导体与具有可变形的腿部的电接触件连接的方法，其中腿部借助于弯曲冲头变形成，使得所述腿部将导体与接触件力配合地压紧，其中作用于接触件，使得至少将腿部材料配合地彼此连接。从所述出版物中也已知一种具有弯曲冲头的设备，以用于将电导体与电接触件连接，其中接触件具有可变形的腿部并且弯曲冲头构成为用于，将腿部变形成，使得所述腿部将导体与接触件力配合地压紧，并且其中所述设备此外包括激光焊接器，其中激光焊接器构成为用于，作用于接触件，使得至少将腿部材料配合地彼此连接。
发明内容
本发明的目的是，建立电导体和电接触件之间的可靠的连接并且同时克服现有技术的缺点。
所述目的通过根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求7所述的设备来实现。
根据本发明，提出一种用于将电导体与电接触件连接的方法，其中接触件具有底部部分和与之连接的、可变形的侧面，并且其中将侧面借助于具有弯曲冲头以及用于电接触件的底部部分的至少一个部段的支承区域的设备利用弯曲冲头变形成，使得所述侧面将电导体与接触件力配合地压紧。
根据本发明的方法的特征在于，至少在弯曲冲头的下部的死点时间段之内，穿过支承区域作用于至少部分地设置在支承区域和弯曲冲头之间的接触件，使得电导体的至少一个部件与底部部分和/或至少一个侧面材料配合地连接。
借助根据本发明的方法，能够实现多个优点。因为对接触件的作用从支承区域的一侧开始进行，不需要对通常用于方法的弯曲冲头进行改型。此外也能够将标准接触件(标准接触部)在没有任何改型的情况下用于根据本发明的方法。此外，接触件的定位是无问题的，因为必须维持窄的容差。并且因为作用在弯曲冲头的下部的死点时间段期间或之内进行，所以所述作用此外在实际的压接过程期间周期中性地或近似周期中性地进行。
根据方法的有利的第一改进方案，进行作用，所述作用经由支承区域中的至少一个开口引起材料配合的连接。并且根据方法的有利的第二改进方案，材料配合的连接借助于至少一个穿过支承区域中的至少一个开口的激光射束引起。
因为如在上文中已经提到的那样，对接触件的作用从支承区域的一侧起进行，并且支承区域在接触件的侧面通过弯曲冲头变形时不起任何作用或仅起次要的作用，所以在支承区域中能够设有具有相对大的直径的一个或多个开口，意即，所述一个或多个开口与一个/多个所使用的激光射束相比具有明显更大的直径。由此，在根据本发明的方法中能够避免接触件在支承区域上的焊接并且增大质量窗口。
根据方法的有利的第三改进方案，通过接触件的底部部分中的至少一个开口作用于电导体，使得电导体的至少一个部件与底部部分和/或至少一个侧面材料配合地连接。
在穿过接触件的底部部分中的至少一个开口作用时，例如在具有相对大的材料厚度(板厚度)的接触件中，能够以节约能量的方式在导体的至少一个部件和底部部分和/或接触件的至少一个侧面之间建立材料配合的连接，而不必熔化底部部分的更大量的材料。
根据方法的该实施方式的一个有利的改进方案，激光射束所作用于的区域与底部部分中的开口的面积相比具有更大的面积，其中面积在射到区域上时垂直于激光射束的射束方向来测量。
由此，能够确保，激光射束也在底部部分中的开口的边缘区域中辐照到底部部分的材料上，由此能够以节约能量的方式在导体的至少一个部件和底部部分的开口的边缘之间引起材料配合的连接。
当对于具有纵向和横向延伸部的接触件而言材料配合的连接至少在关于纵向延伸部居中的子区域中进行时，得到其他的优点。
本发明也包括一种用于将电导体与电接触件连接的设备，其中电接触件具有底部部分和与之连接的、可变形的侧面，并且所述设备具有：用于电接触件的底部部分的至少一个部段的支承区域；弯曲冲头，所述弯曲冲头构成为用于，将侧面变形成，使得其将电导体与接触件力配合地压紧；和至少一个激光焊接器。
所述设备的特征在于，至少一个激光焊接器构成为用于，穿过支承区域中的至少一个开口作用于至少部分地设置在支承区域和弯曲冲头之间的接触件，使得电导体的至少一个部件与底部部分和/或至少一个侧面材料配合地连接。
根据有利的第一变形方案，根据本发明的设备还具有控制装置，所述控制装置构建成用于，对射出一个/多个激光射束的开始时刻、射出一个/多个激光射束的持续时间、一个/多个激光射束的能量密度、一个/多个激光射束的能量密度的改变和/或弯曲冲头的死点时间段进行控制。
根据有利的第二改进方案，设备具有至少两个柱塞(铁砧)，所述柱塞能够根据可预设的标准相互更换。并且根据有利的第三改进方案，所述设备具有用于清洁开口和/或支承区域的清洁设备。
本发明的其他特征在从属权利要求、附图和附图说明中得出。在上文中在说明书中提到的特征和特征组合以及在附图说明中提到的特征和特征组合和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能够以分别给出的组合、而且也能够以其他的组合或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在下文中根据所附的附图来详细阐述本发明。
在此示出：
图1在根据本发明的连接方法进行期间在四个不同的时刻a)至d)示出根据本发明的用于将电导体与电接触件连接的设备的示意剖面图；
图2示出贯穿具有变形的侧面和线缆的力配合地压紧的绞合线的电接触件的示意剖面图；
图3示出电接触件的一个示例的局部的示意俯视图；
图4示出具有变形的侧面和设置在设备的以剖面图示出的支承区域上的线缆的力配合地压紧的绞合线的电接触件的示意侧视图。
附图中的视图是纯示意的并且不是按照比例的。在附图之内，相同的或相似的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
下面阐述的实施例为本发明的优选的实施方式。本发明当然不局限于所述实施方式。
如在图1中示意示出的，根据本发明的方法使用用于将电导体12与电接触件14连接的设备10。可与设备10一起使用的电接触件14具有底部部分16和与之连接的、可变形的侧面18。接触件14在该实施例中由金属制成(例如铜)并且具有成对地彼此相对置的侧面18。导体12的(多个)部件20松动地引入侧面18之间。电导体12在该实施例中为具有多个单个导体或绞合线作为部件20的线缆。如在图4中示出的那样，电导体12能够具有电绝缘的包覆件40，所述包覆件在电导体12的端部区域中为了压接过程而被移除。在该实施例中，绞合线20由导电的金属制成。绞合线20通常不是绝缘的线，然而也能够具有电绝缘的包覆件。然而，本发明不局限于具有多个单个导体的电导体12，更确切地说，电导体12作为(多个)部件20能够具有仅一个或两个单独导体。尤其在图1的时刻(a)，在接触件14和导体12的绞合线20之间还没有建立持久的连接。
设备10尤其包括柱塞(铁砧)22，在所述柱塞上接触件14以其底部部分16的至少一个部段放置在柱塞22的支承区域24上。设备10还包括弯曲冲头26，所述弯曲冲头与柱塞22成配合件的方式构成。这能够实现，柱塞22的至少一个子区域能够引入到弯曲冲头26的凹部28中。柱塞22和弯曲冲头26在此作为部件和配合部件准确配合地共同作用，弯曲冲头26也称作为压接器并且通常由金属制成。因此，其通常为磨损件，所述磨损件必须在频繁地重复根据本发明的连接方法之后进行更换。相应内容适用于铁砧(柱塞)22。
弯曲冲头26构成为，使得电接触件14的可借助其变形的侧面18能够变形成，使得所述侧面将电导体12的全部部件20与接触件14力配合地压紧。弯曲冲头26尤其构成为，使得所述弯曲冲头将接触件14的侧面18以预设的并且可控的类型和方式变形。
所述方法尤其能够用于接触件14，所述接触件由金属形成并且所述接触件具有呈金属凸缘或腿的形式的侧向的侧面区域18，所述侧面区域能够弯曲。接触件14的侧面18能够成对地彼此相对置地设置。如果在侧面18之间存在电导体12，例如呈线缆的绞合线20的形式，那么所述电导体能够通过侧面18的变形而压入其之间。
弯曲冲头26尤其构成为，使得所述挤压或按压尤其有效地执行。所述弯曲冲头尤其具有用于接触件14和导体12的凹部28，其中在接触件14和弯曲冲头26之间的力作用引起，接触件14通过弯曲冲头26的对凹部28限界的壁区域的机械阻力而变形。弯曲冲头26的至少一个与接触件14或其侧面18处于机械接触的侧部或面优选构成为，使得通过用于变形的力作用得到变形的侧面18的特定的最终形状。例如，弯曲冲头26的壁部例如能够匹配于此地成形，例如节圆形地成形。
为了将接触件14与导体12连接，柱塞22和弯曲冲头26相向运动，使得柱塞22精确配合地进入到凹部28中。柱塞22支撑放置在其上的接触件14与导体12。弯曲冲头26随后垂直地朝向柱塞22运动(见图1的时刻(b))。
在根据图1的时刻(c)，柱塞22在一定程度上推进到凹部28中，使得接触件14的侧面18接触弯曲冲头26的下侧。随后，在柱塞22和弯曲冲头26继续相向运动时，通过侧面18抵抗力。
如果现在继续将力施加到柱塞22和/或弯曲冲头26上，出现侧面18的变形。根据力作用的持续时间以及变形的范围，侧面18的得到所产生的变形是塑性性质的。通过弯曲冲头26的凹部28的上部端部的适当的设计方案实现，侧面18以可控的并且预先限定的类型和方式变形。在该实施例中，凹部28的上部端部具有两个节圆形的倒圆部，在变形期间侧面18跟随所述倒圆部，使得所述倒圆部近似卷曲。
在图2中示出具有变形的侧面18的接触件14，如其在所述方法的根据图1的时刻d中构成的那样。在接触件14的相对侧上构成的侧面18通过限定的力作用螺旋形地弯曲并且居中地彼此相交。导体12的之前松动地位于接触件14中的绞合线20与接触件14力配合地压紧。因此，这通常为按压接触，所述按压接触通过侧面18的有针对性的挤压形成。通过绞合线20相互间的和与接触件14的紧密的彼此支承，也在所有这样挤压的元件之间建立良好的电接触。
纯力配合的压紧也称作为压接或卷边。然而，侧面18能够部分弹性地朝向其初始位置弹回，使得解除与绞合线20的力配合的连接。由此，在导体12和接触件14之间的可能得到的电接触也能够变差或者甚至中断。
因此，根据本发明的方法作为其他的步骤提出，至少在弯曲冲头26的下部的死点时间段之内(根据图1的时刻(d)，穿过支承区域24作用于至少部分地设置在柱塞22的支承区域24和弯曲冲头26之间的接触件14，使得将电导体12的至少一个部件20(例如(多个)绞合线，单个导体)与电接触件14的至少一个侧面18和/或底部部分16材料配合地连接。
当柱塞22最深地推进到弯曲冲头26的凹部28中时，得到弯曲冲头26的死点。因此，侧面18最大程度地变形并且环绕绞合线20尽可能地闭合，因为在下部的死点中仍将力施加到接触件14上，所以侧面18不能够弹性地弹回。绞合线20和电接触件14在死点上或在弯曲冲头26的死点时间段期间因此具有尽可能好的力配合的连接。
对于作用优选使用柱塞或铁砧22，所述柱塞或铁砧具有至少一个开口30。通过至少一个开口30，能够作用于接触件14，使得电导体12的至少一个部件20(例如线缆的绞合线)与底部部分16和/或接触件14的至少一个侧面18材料配合地连接。开口30例如允许将电弧、超声波或电流施加于接触件14，以便建立材料配合的连接。
尤其，然而至少一个开口30适合作为用于激光设备(激光焊接器、焊接激光器)34的激光射束32的入射开口。通过开口30，实现简单地接近电接触部14的底部部分16，使得能够不复杂地作用于接触件14。所述开口允许，在接触件14上能够建立材料配合的连接，而其仍由弯曲冲头26包围。弯曲冲头26的建立力配合的连接的特性在此不会受到不利的影响。
根据一个优选的实施方式，在根据本发明的方法中，能够使用电接触件14，所述电接触件在底部部分16中具有至少一个开口36。这种电接触件14的一个示例在图3中示意地示出。通过接触件14的开口36能够作用于电导体14，使得电导体14的至少一个部件20与底部部分16和/或至少一个侧面18材料配合地连接。
该实施方式在至少在底部部分16的区域中具有相对大的材料厚度(板厚度)的较大的电接触件14中是尤其有利的。当在电接触件14的底部部分16中不具有开口36时，相对高的能量必须作用于底部部分16，直至底部部分16的材料熔化，以便能够与电导体14的至少一个部件20进行材料配合的连接。底部部分16的材料的熔化在这种情况下要么需要高的能量密度，以便能够实现或维持短的周期时间，要么在能量密度较低的情况下必须考虑延长的周期时间。
通过电接触件14的底部部分(压接底部)16中的至少一个开口36，进行作用的能量能够直接作用于电导体14的至少一个部件20并且引起所述至少一个部件20的熔化。电导体14的至少一个部件20的熔化的材料随后能够与电接触件14的至少一个侧面18和/或底部部分16进行材料配合的连接，为此例如仅需要熔化底部部分16的或侧面18的材料的表面，这例如能够通过至少一个部件20的温度来实现。
根据按照本发明的方法的刚才详述的变型形式的另一个有利的实施方式，引起材料配合的作用所作用的区域与底部部分16中的至少一个开口36的面积相比具有更大的面积。
例如，这种开口36小于进行作用的焊接激光射束32的直径，其中面积在射到区域上时垂直于激光射束32的射束方向来测量。
在此，因此不仅作用于电导体12的至少一个部件20，而且也作用于开口36的边缘区域。由此，用于引起材料配合的作用的持续时间能够减少，因为激光射束32不必在一定程度上熔化电导体12的至少一个部件20，使得其热作用也推进至底部部分16。例如因此也能够借助较小的激光强度进行处理。
按照根据本发明的方法的又一个有利的改进方案，对于具有纵向和横向延伸部的接触件14，材料配合的连接至少在关于纵向延伸部居中的子区域中进行。尤其，居中的子区域为关于接触件14的侧面18的纵向延伸部居中地设置的区域。
如在图3中示意地示出的，接触件14的尺寸的特征能够在于其纵向延伸部(通过虚线点线表示)和其横向延伸部。并且如在图2中示意地示出的，在这种中间区域中，线缆的绞合线20尤其紧密地位于侧面18之间。因此，所发生的变形力在那里尤其高并且侧面18优选弹性地缩回。
同时，弯曲的侧面18的端部相对靠近底部部分16设置。在使得至少在关于纵向延伸部居中的子区域中进行材料配合的连接的作用下，能够相对容易地实现，在电导体12的至少一个部件20和侧面18的至少一个区域之间(也)建立材料配合的连接。因此，这种(附加的)材料的连接尤其有效地防止侧面18在所述陡坡(Steile)上弹回。
在图4中示出具有变形的侧面18和设置在柱塞22的以剖面图示出的支承区域24上的线缆12的力配合地压紧的绞合线20的电接触件14的示意侧视图。如在图4中示出的示例示出的那样，借助于由激光射束设备34射出的通过柱塞22中的开口30作用于电接触件14的底部部分的激光射束32，在电接触件14的材料和线缆12的至少一个部件20(在本示例中：至少一个绞合线)之间实现材料配合的连接。在图4中示出的示例中，电接触件还具有拉力消除件(Zugentlastung)38，所述拉力消除件例如能够通过电接触件14的两个其他的侧面形成，所述侧面借助于弯曲冲头26固定地围绕线缆12或其包覆件40弯曲。
本发明也涉及一种用于将电导体12与电接触件14连接的设备10，其中电接触件14具有底部部分16和与之连接的、可变形的侧面18。所述设备具有用于电接触件14的底部部分16的至少一个部段的支承区域24和弯曲冲头26，所述弯曲冲头构成为用于，将侧面18变形成，使得所述侧面将电导体12与接触件14力配合地压紧。关于根据本发明的设备10的所述特征参考关于适合于执行根据本发明的方法的设备10的上述实施方式。
此外，根据本发明的设备10具有至少一个激光设备34，所述激光设备能够发出激光射束32，所述激光射束适合用于熔化金属。至少一个激光设备34构成为用于，穿过支承区域24中的至少一个开口30作用于至少部分地设置在支承区域24和弯曲冲头26之间的接触件14，使得将电导体12的至少一个部件20与底部部分16和/或至少一个侧面18材料配合地连接。
至少一个激光设备34能够以有利的方式构建成，使得激光射束至少在弯曲冲头26的下部的死点时间段之内穿过支承区域24中的至少一个开口30作用于至少部分地设置在支承区域24和弯曲冲头26之间的接触件14。
激光焊接是建立材料配合的接触的既定的并且有效的方法。通常，例如为1ms至2ms的短的焊接时间足以引起焊接物体中的优化的连接。此外，激光源能够非常灵活地并且可变地定位，因为由其发出的激光辐射例如能够经由镜、棱镜、玻璃纤维或其他光学部件尤其简单地引导。
激光设备34设置成，使得由其发射的激光射束32通过柱塞22的开口30射入。激光设备34相对于柱塞22的空间设置在图1以及图3的实施例中仅非常示意地示出。激光设备34能够相对于柱塞22任意地设置，只要其激光射束32能够以适当的方式引导穿过柱塞22的开口30。
这尤其也能够经由未示出的使射束转向的元件、例如镜、棱镜或其他光学元件来实现。激光射束32的耦合输入的其他的可能性也是能够考虑的。因此，能够借助于光导体、例如玻璃纤维引导激光射束32穿过开口30。因此，光导体例如伸展穿过开口30的子区域或者穿过整个开口30。柱塞22也能够具有多个开口，其中每个开口都能够分配有单独的激光射束32。也能够提出，激光射束32逐步地通过不同的开口射入。激光射束32也能够通过在多个开口中选择开口来射入。尤其，唯一的激光射束32也能够经由多个光导体分割，其中各个光导体因此经由多个开口伸展进入到柱塞22中。
柱塞20中的(多个)开口30的形状不是特殊限制的并且例如能够具有圆形的横截面、椭圆形的横截面、多角形的横截面、长孔的形状和/或狭缝的形状。如果存在多个开口30，那么每个开口30的形状和/或直径能够是不同的。(多个)开口30的直径或横截面在与支承区域24相对置的一侧中(激光射束的入射部位)与在柱塞22的支承区域24的一侧中相比能够更大，在柱塞的支承区域的这一侧中例如能够锥形地渐缩。支承面24中的区域中(多个)开口30的尺寸不是特殊限制的并且能够具有任意适当的尺寸，例如在例如为0.3mm至0.8mm的范围中的直径。
设备10也称作为施加器。然而，替选地也能够提出，因此包括主要构件的弯曲冲头26和柱塞22的施加器在空间上与激光设备34分开。因此，尤其这样构成的施加器和单独的激光设备34能够形成两个独立的仪器，其组合随后引起设备10。
根据设备10的有利的第一改进方案，所述设备具有未示出的控制装置，所述控制装置构建成用于对射出一个/多个激光射束32的开始时刻、射出一个/多个激光射束32的持续时间、一个/多个激光射束32的能量密度、一个/多个激光射束32的能量密度在焊接过程期间的变化和/或弯曲冲头26的死点时间段进行控制。
在多数情况下，足够的是，借助于控制装置对射出一个/多个激光射束32的开始时刻和持续时间进行控制，使得一个/多个激光射束32仅在弯曲冲头26的下部的死点时间段期间或之内射出。
然而，也能够考虑下述情况，其中有利的是，射出一个/多个激光射束32的开始时刻不落入到弯曲冲头26的死点时间段中。因此，例如射出一个/多个激光射束32的开始时刻能够设定到在达到弯曲冲头26的死点之前不久的时刻上，例如以便避免死点时间段由于要求熔化相对大的材料量而造成的延长。如果例如在弯曲冲头26的死点之前不久以射出一个/多个激光射束32开始，那么在弯曲冲头的死点上已经进行电接触件14和/或电导体12的(第一次)熔融/熔化。因此，必要时，在弯曲冲头26的尽可能短的死点时间段之内的其他的射出一个/多个激光射束32足以建立足够强的材料配合的连接。
根据电接触件14的和电导体12的材料和/或材料厚度以及一个/多个激光射束32的能量密度，也能够足以在弯曲冲头26已经达到其死点之后才开始射出一个/多个激光射束32。因此，根据实际情况，仅在弯曲冲头26的死点时间段的一部分期间射出一个/多个激光射束32也能够是足够的。
一个/多个激光射束32的能量密度例如能够借助于一个/多个激光射束32的脉冲调制来改变。用于设定能量密度的可能性是有利的，以便对于电接触件14和电导体12的不同的材料和/或材料厚度能够实现一个/多个激光射束32的作用的尽可能优化的(周期时间中性的)持续时间。
此外，能够考虑下述情形，有利的是，控制装置构建成用于，在射出一个/多个激光射束32的持续时间期间，根据可预设的标准改变至少一个激光射束的能量密度。
例如当电接触件14的材料与电导体12的材料相比具有更高的熔点时，例如在焊接过程的第一阶段中能够使用具有较高的能量密度的激光射束32并且在焊接过程的第二阶段中能够使用具有较低的能量密度的激光射束32，所述激光射束足以熔融/熔化电导体12的材料。
类似地，一个/多个激光射束32的能量密度的改变例如在下述情况下能够是有利的：使用具有相对大的材料厚度的电接触件14和相对较薄的电导体12。
如果具有足够大的能量密度的激光辐射32不可用或者从可预设的能量密度开始的激光辐射32的射出是不期望的，使得在尽可能短的死点时间段之内不能够构成足够强的材料配合的连接，那么借助于控制装置也能够以有利的方式延长弯曲冲头26的死点时间段的长度。
相反地，在技术可能性的范围中，借助于控制装置也能够根据要求缩短弯曲冲头26的死点时间段。
根据有利的第二改进方案，设备10具有至少两个柱塞(铁砧)22，所述柱塞能够根据可预设的标准彼此更换。并且根据有利的第三改进方案，设备10具有用于清洁开口30和/或支承区域24的清洁设备。
根据本发明的方法和根据本发明的设备10具有下述优点，例如与用于借助于焊剂方法构成材料配合的连接的其中将激光射束辐照到电接触件14的弯曲的侧面18上的方法和设备相比，用于激光射束32的(一个/多个)大的开口30是可能的。
对此的背景是，例如在将激光射束通过弯曲冲头26中的开口辐照的方法中，用于激光射束的开口必须是相对小的，借此弯曲冲头关于侧面18的所要求限定的弯曲的特性不受到负面影响。
如果在弯曲冲头26的区域中设有过大的开口，那么这在压接侧面18的弯曲过程中(在卷曲时)能够引起压接侧面材料挤压到弯曲冲头26中的孔中(“形成凸起”)。由此，压接侧面18的反射或吸收性能进而焊接质量能够改变。同样地，在弯曲冲头26的区域中的开口过大的情况下，在压接过程中，压接侧面18的至少一个棱边能够“保持悬挂”在开口的边缘上，由此替代卷曲进行压接侧面18的镦锻。
在最不利的情况下，也能够出现压接侧面18在弯曲冲头26上的焊接。为了防止“形成凸起”，虽然存在改变电接触件14的设计的可能性，然而这由于提供附加的接触变型形式的要求会引起部分价格的提高。孔的变小又将会提高电接触件14或侧面18在弯曲冲头(压接冲头)上焊接的可能性。
与此相反地，以本发明为基础，能够在柱塞22的支承区域24中选择或存在相对大直径的(多个)开口30。在电接触件14的底部部分16上在压接过程中不发生材料的相关的弯曲，并且与电接触件14的至少两个侧面相反地，电接触件14的底部部分16始终准确地放置在柱塞22的支承区域24上。因此，能够选择大直径的(多个)开口30，而这不会不利地作用于实际的压接过程或压接过程的质量。
在(多个)开口30的直径大的情况下，激光射束32在电接触件14的底部部分16中所作用的区域明显小于(多个)开口30的直径。由此，与在上文中描述的方法相比，明显减小底部部分16与柱塞22焊接的风险。
尽管如此，在根据本发明的方法和根据本发明的设备中，由于焊接方法(例如通过蒸镀或喷射)，在开口30的和/或支承区域24的区域中也能够出现材料积聚。因此，设备10根据一个有利的改进方案具有至少两个柱塞(铁砧)22，所述柱塞能根据可预设的标准相互更换。
更换能够自动地进行，例如在可预设数量的根据本发明的压接过程之后，或者在借助于适合于此的传感器装置确定支承区域24的污染和/或开口30的污染和/或缩小时。
对于更换，至少两个柱塞22例如能够安装在转动板上，和/或能够提出至少两个柱塞22的平移的可移动性。
根据另一个有利的改进方案，设备10能够具有用于清洁开口30和/或支承区域24的清洁设备。这种清洁设备例如能够具有主轴、铣刀或刷，借助所述刷能够清洁开口30和/或支承区域24。所述清洁过程当然也能够自动化地执行，例如在更换柱塞22之后。
根据本发明的方法允许在电导体12或电导体12的至少一个部件20和电接触件14之间建立尤其固定的、可靠的和持久的连接。材料配合的连接通过下述方式建立，至少将底部部分16的材料和电导体12的材料熔化。当熔化的材料再次固化时，这引起熔化的区域的尤其紧密的材料的(材料配合的)连接。
材料配合的连接的过程尤其为焊接过程。用于激光射束32的源能够为下述(焊接)激光器，所述(焊接)激光器发射尤其强的激光辐射32。
此外能够提出，将之前无关的侧面18熔化成唯一的金属部分。对此，例如能够调整引起材料配合的作用的性能或持续时间。也能够在接触件14的侧面18和导线线缆12的绞合线20之间建立材料的连接。由此，建立尤其强的接触，并且能够将电阻保持为小的。
所述方法具有下述优点，也能够将薄的导线与接触件14可靠地连接。在导线横截面小的情况下，仅与接触件14的力配合的压紧通常是不足够的。附加的材料配合的连接在此允许电接触的质量的改进。同样地，能够将薄的导线与相对大的接触件14可靠地连接。因此，使用薄的导线也是可能的，这整体上有助于电部件的重量减小。在这种接触件14和导线之间也能够建立连接，其中根据现有技术，导线横截面与接触件尺寸的比值是不利的。
如果材料配合的连接由激光射束32引起，在根据本发明的方法和根据本发明的设备中也能够提出，测量表征激光射束32对接触件14和/或导体12的作用的变量。因此，所述变量提供用于材料配合的连接的量值。对激光焊接参数的监控允许，推断出所建立的连接的质量。因此，例如能够放弃传统的压接力监控或者其通过对焊接参数的控制来补充。如已经提到的那样，在将具有小的横截面的导线和/或具有大的板厚度的接触件14彼此连接时，压接力监控常常失败。对焊接参数的监控允许确定，是否实现高质量的焊接连接。不再需要确保压接连接的质量的耗费的技术附加措施。通过测量、评估和监控激光焊接参数，所实现的连接足够质量可靠。
测量的变量优选为焊接持续时间。替选地或附加地，也能够测量激光射束32的射入的强度。替选地或附加地，也能够测量激光射束32所作用的区域发出的具有最大的辐射功率的辐射的波长。在后面一种情况下，例如能够根据维恩位移定律来确定温度，这又改进焊接过程的质量控制。
在经由弯曲冲头26实现侧面18的预设的变形之后，实现材料配合的连接。为了实现足够的力配合的压紧，需要的是，将侧面18通过弯曲冲头26适当地变形。这种弯曲因此能够作为预设的变形来确定。尤其，预设的变形对应于在相应的压接过程中实现的最大的变形。预设的变形优选也能够在于，将彼此相对置的侧面18弯曲，使得所述侧面彼此重叠和/或相互接触。
由此确保，一方面在接触件14和导体12之间的力配合是最优的，并且另一方面得到用于有效的材料连接的尽可能好的条件。如果例如侧面18接触，那么必要时仅少量材料熔化，以便也实现侧面18的材料配合的连接。通过显现出的变形，此外能够实现，侧面材料仅仍具有少量的弹性特性。因此避免压接连接的质量通过侧面18的弹回引起的损坏。
根据本发明的设备还能够具有测量装置，所述测量装置设计成用于，测量表征焊接激光射束32的变量。经由这种测量装置，因此确保焊接过程的质量可靠性和借助其实现的材料的连接。
根据本发明的设备也还能够具有定位装置，所述定位装置能够将激光焊接器34和/或接触件14以适当的类型和方式定位。尤其，能够建立激光焊接器34和接触件14相互间的相对设置。当接触件14的底部部分16具有至少一个开口36时，那么接触件14的位置能够经由定位装置设定成，在焊接激光射束32中存在至少一个开口36。因此，定位装置允许，借助激光射束32近似对准到开口36上。因此，经由激光射束32能够直接作用于导体12，并且其绞合线20例如能够熔化。
压接的、即侧面18的弯曲的过程在特定的持续时间中进行：已经压接的接触件14从设备10中取出并且又重新添加给进行连接的元件。用于压接过程的周期的持续时间也受时间片影响，所述时间片需要用于将导体12和接触件14彼此压紧。激光焊接的过程在此不提高或仅不明显地提高压接过程的周期时间。因此，组合式压接/焊接法相对于纯的压接法是周期时间中性的。因为每分钟能够建立大约多个10至100个压接连接，这是明显有利的。虽然压接连接通过附加的焊接得到改进，需要用于整个方法的持续时间并没有延长或仅轻微地延长。
组合式压接和焊接方法的质量控制例如通过根据现有技术监控激光焊接参数来进行。力配合地建立的压接连接的质量通常通过下述方式来确保，监控在变形期间出现的力。这种压接力监控能够通过附加地监控激光焊接参数来补充。所述附加的质量控制的步骤因此保障，实际上在接触件14和导体12之间建立足够的连接。唯一的压接力监控在特定的条件下(例如导体12和接触件14的不利的尺寸比例)不能够用于此。
在集成从上部通过弯曲冲头(压接冲头)借助于激光对压接接触部(侧面)进行焊接的条件下的压接过程在下述范围中是不利的：与用于将电接触件在弯曲冲头(压接冲头)下精确的定位的提高的耗费相关联，以便因此将压接侧面的反射或吸收特性保持为恒定的和可复现的。
通过在侧面卷曲时将压接侧面材料挤压到压接冲头的孔中，能够出现“形成凸起”。由此，压接侧面的反射或吸收性能进而焊接质量能够改变。在最不利的情况下，也能够出现压接侧面焊接到压接冲头上。“形成凸起”虽然能够通过改变电接触件的设计来防止，这当然由于提供附加的接触变型形式与部分价格的提高相关联。
并且压接冲头中的孔的变小又引起接触件焊接到压接冲头(弯曲冲头)上。
根据本发明，压接焊接从下部通过铁砧或柱塞22进行。通过相应的焊接深度，也实现，借助焊接过程从下方将包括(多个)导线20的压接侧面18彼此焊接。
电接触件14的定位是无问题的。能够在铁砧或柱塞22中使用更大的开口30，由此防止电接触件14的焊接并且增大质量窗口。并且此外能够使用标准接触部14。

Claims (10)

1.一种用于将电导体(12)与电接触件(14)连接的方法，所述电接触件具有底部部分(16)和与此连接的、能够变形的侧面(18)，其中将所述侧面(18)借助于具有弯曲冲头(26)以及用于所述电接触件(14)的所述底部部分(16)的至少一个部段的支承区域(24)的设备利用所述弯曲冲头(26)变形成，使得所述侧面将所述电导体(12)与所述接触件(14)力配合地压紧，
其特征在于，
至少在所述弯曲冲头(26)的下部的死点时间段之内，穿过所述支承区域(24)作用于至少部分地设置在所述支承区域(24)和所述弯曲冲头(26)之间的所述接触件(14)，使得所述电导体(12)的至少一个部件(20)与所述底部部分(16)和/或至少一个侧面(18)材料配合地连接。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
引起所述材料配合的连接的所述作用经由所述支承区域(24)中的至少一个开口(30)进行。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
至少一个穿过所述支承区域(24)中的至少一个所述开口(30)的激光射束(32)引起所述材料配合的连接。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
穿过所述接触件(14)的所述底部部分(16)中的至少一个开口(36)作用于所述电导体(12)，使得所述电导体(12)的至少一个部件(20)与所述底部部分(16)和/或至少一个侧面(18)材料配合地连接。
5.根据权利4所述的方法，
其特征在于，
所述激光射束(32)所作用的区域与所述底部部分(16)中的至少一个所述开口(36)的面积相比具有较大的面积，其中在射到所述区域上时垂直于所述激光射束(32)的射束方向测量所述面积。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
对于具有纵向和横向延伸部的接触件(14)，所述材料配合的连接至少在关于所述纵向延伸部居中的子区域中进行。
7.一种用于将电导体(12)与电接触件(14)连接的设备(10)，其中所述电接触件(14)具有底部部分(16)和与之连接的、能够变形的侧面(18)，并且所述设备具有：柱塞(22)、弯曲冲头(26)、至少一个激光设备(34)，所述柱塞具有用于所述电接触件(14)的所述底部部分(16)的至少一个部段的支承区域(24)，所述弯曲冲头构成为用于，将所述侧面(18)变形成，使得所述侧面将所述电导体(12)与所述接触件(14)力配合地压紧，
其特征在于，
至少一个所述激光设备(34)构成为用于，穿过所述支承区域(24)中的至少一个开口(30)作用于至少部分地设置在所述支承区域(24)和所述弯曲冲头(26)之间的所述接触件(14)，使得所述电导体(12)的至少一个部件(20)与所述底部部分(16)和/或至少一个侧面(18)材料配合地连接。
8.根据权利要求7所述的设备(10)，
其特征在于，
所述设备还具有控制装置，所述控制装置构建成用于，对射出一个/多个激光射束(32)的开始时刻、射出一个/多个激光射束(32)的持续时间、一个/多个激光射束(32)的能量密度、一个/多个激光射束(32)的能量密度在焊接过程期间的变化、和/或所述弯曲冲头(26)的死点时间段进行控制。
9.根据权利要求7或8所述的设备(10)，
其特征在于，
所述设备具有至少两个柱塞(22)，所述柱塞能够根据预设的标准彼此更换。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备(10)，
其特征在于，
所述设备具有用于清洁所述开口(30)和/或所述支承区域(24)的清洁设备。
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