CN110576258A - 制造材料配合的激光接合连接的方法及实施该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造材料配合的激光接合连接的方法，其中在第一方法步骤中提供由第一材料构造的接合元件，在第二方法步骤中提供由第二材料构造的接触元件，在第三方法步骤中，构造具有接合元件的经减小的横截面的接合元件的截面区域，其中所述经减小的横截面垂直于所述接合元件的纵向来布置，在第四方法步骤中，在激光的作用下或者由超声波来将所述接合元件和所述接触元件以结合的方式来相互连接，和在第五方法步骤中，在制造所述接合元件与所述接触元件的连接之后，所述接合元件在所述截面区域内被切断。

Description

制造材料配合的激光接合连接的方法及实施该方法的设备
技术领域
本发明从一种根据独立权利要求的类型的用于制造材料配合的激光接合连接的方法出发。
本发明的主题也是一种用于实施根据本发明的方法的设备。
背景技术
原则上从现有技术中已知：用于借助接合连接来构造在第一接触元件和第二接触元件之间的导电连接的接合过程被划分为以下阶段：
1）制造在接合元件和第一接触元件之间的接合连接；
2）使接合元件变形；
3）制造在接合元件和与第一接触元件不同的第二接触元件之间的接合连接；和
4）在接合元件的并不位于第一接触元件和第二接触元件之间的位置将接合元件切断（Duchtrennung）。
出版物US 9 452 490 B2公开一种用于连接两种金属的方法。
发明内容
具有独立权利要求的特征的用于制造材料配合的激光接合连接的方法提供如下优点：能够将接合元件和接触元件相互连接，并且进一步地能够减小接下来用于切断接合元件所需的切削力。
尤其是也在接合元件的增大的大小和尺寸的情况下无关于能量引入和材料选择地可能的是，减小在切断接合元件时的切削力。
对此，根据本发明提供一种用于制造材料配合的激光接合连接的方法。
在此，在第一方法步骤中提供接合元件。该接合元件在此由第一材料构造。
在此，在第二方法步骤中提供接触元件。该接触元件在此由第二材料构造。
在此，在第三方法步骤中，构造具有接合元件的经减小的横截面的接合元件的截面区域。
在此，所述经减小的横截面垂直于接合元件的纵向来布置。
在第四方法步骤中，在此在激光的作用下或者由超声波来将接合元件和接触元件以结合的方式（gefügt）来相互连接。
在此，在第五方法步骤中，在制造接合元件与接触元件的连接之后，接合元件在所述截面区域内被切断。
通过在从属权利要求中提及的措施，在独立权利要求中所说明的设备的有利的扩展方案和改善方案是可能的。
为此，在此处应注意:在激光接合连接的情况下应该表示借助激光接合所构造的连接，其中所述激光接合是组合方法，其中在所述组合方法的情况下借助激光结合过程或激光焊接过程来构造所述连接。
因此，激光接合例如也区别于超声波接合，其中在所述超声波接合的情况下借助超声波结合过程来构造所述连接。
因此，尤其是在借助激光接合所实施的方法情况下此外得出不同的和新的应用可能性。
有利的是，将接合元件的第一材料选择为铝、铜或镍。
因此，能够提供具有足够的导电率的由金属材料构造的接合元件。例如，可以使用用于接触和/或接线电池组模块的电组件、诸如电池组电池或电路板的电压分接头的这种接合元件。
此外也适宜的是，将第二材料选择为铝、铜或镍。
因此可以提供具有足够导电率的由金属材料构造的接触元件。例如，这种接触元件可以是电池组模块的接触元件，诸如电池组电池的电压分接头，或者也可以是电路板的接触元件，诸如电路载体的导体线路。
有利地，该接合元件具有垂直于接合元件的纵向来布置的横截面。
在此，该接合元件的横截面具有方形的、矩形的或圆形的形状。
因此可能的是：提供接合元件的能够适配于相应要求的不同实施方式。
在此，通过构造具有经减小的垂直于接合元件的纵向来布置的横截面的接合元件可能的是，无关于横截面的形状地减小切削力。
也有利的是，接合元件具有垂直于接合元件的纵向来布置的宽度。
在此，接合元件的宽度具有小于5cm的值。优选地，该接合元件的宽度具有小于1cm的值。尤其是，该接合元件的宽度具有小于0.5cm的值。
例如，该接合元件的宽度可以具有0.1cm的值。
在此，例如利用更大的横截面或更大的宽度而可能的是：在将接合元件使用在电池组模块中的情况下提供电流的足够传导。在此通过构造具有经减小的垂直于接合元件的纵向来布置的横截面的接合元件可能的是，无关于横截面的大小或宽度地减小切削力。
适宜的是，将接合元件的经减小的横截面构造为穿孔（Perforation）或经限定的削弱部（Schwächung）。
因此可能的是，在所期望的和经限定的位置处构造接合元件的切断。
在此，该穿孔或经限定的削弱部可以任意地选择并且例如被构造为穿过接合元件延伸的孔。
此外，该穿孔的或经限定的削弱部的型式能够适配于切削过程的相应要求或者接合元件的尺寸。
换言之来表达，这意味着：接合元件的待切削的面被减小。
在此可以因此实现：能够以如下方式减小切削力：尤其是能够也在接合元件的相应大小和/或形状的情况下继续应用所有已知的用于切断的方法。
穿孔在此仅是经限定的削弱部的优选实施方式，例如也可能的是：借助冲裁（Stanzen）或切削来以经限定的方式使接合元件削弱。
根据本发明的有利方面，在第二方法步骤中所提供的接触元件是电池组模块的电池组电池的电压分接头或者是电池组模块或功率电子装置的监控系统。
在此，电池组模块的监控系统例如应该理解为电路载体或电路板（Leiterplatte）、例如由低温烧结陶瓷组成的或者也由高温烧结陶瓷组成的电路板。
因此，例如一方面可能的是,使电池组模块的电池组电池串联和/或并联地相互导电连接。此外，例如另一方面可能的是，使电池组电池与电池组模块的监控系统导电连接。
总体上，利用根据本发明的方法在此可能的是：使电池组模块的电池组电池电接触和/或电池组模块的各个电池组电池相互导电连接，由此能够以灵活的方式将电池组电池接线成具有多个导电连接的电池组电池的电池组模块。
在此处还应注意，这种接合元件优选由金属材料、诸如铝、铜或镍来构造并且优选地具有如下宽度，所述宽度提供足够的导电率。
尤其是，在此在第一方法步骤中所提供的接合元件具有第一末端和第二末端。
此外，在此第一末端可以与电池组电池的电压分接头以结合的方式连接并且第二末端可以与其他电池组电池的电压分接头以结合的方式连接。
因此在该电池组电池和所述其他电池组电池之间的导电连接是可能的。
此外，在此第一末端可以与电池组电池的电压分接头以结合的方式连接并且第二末端可以与电池组模块的监控系统以结合的方式连接。
因此电池组电池的电接触是可能的。
在此，接合元件、例如能够作为连续材料（Endlosmaterial）来被提供，其尤其是具有在经限定的位置处经减小的横截面并且其进一步地优选地能够在线圈上卷绕。
在此处还应注意，一方面可能的是，将接合元件作为连续材料来提供，其中该连续材料已经在经限定的位置处分别具有经减小的横截面。
尤其是，这种具有如下经限定的位置的连续材料被卷绕到线圈上，以便因此优选地被储存，其中所述经限定的位置分别具有经减小的横截面。
这具有优点：用于实施根据本发明的方法的设备不需要用于构造具有经减小的横截面的截面区域的单元。
尤其是，在例如以大批量的方式（在所述大批量的情况下各个接合元件的长度在过程持续时间期间是恒定的）的方法情况下，这种方法是有利的。
由此，所述方法可以被加速并且以更低成本的方式来构造，因为并不需要改变或者改装该设备。
此外，在此处还应该注意，另一方面可能的是，将接合元件作为连续材料来提供，其中该连续材料不具有如下经限定的位置：所述经限定的位置分别具有经减小的横截面。尤其是，这种没有所述具有经减小的横截面的经限定的位置的连续材料被卷绕到线圈上，以便因此优选地被储存。
在此，在接合过程期间在经限定的位置处构造经减小的横截面。
由此优选地可能的是，使各个接合元件的长度适配于相应应用，这优选地经由沿着接合元件的经减小的横截面的各个经限定的位置的彼此的间距来进行。
此外，这提供如下优点：具有用于构造具有经减小的横截面的截面区域的切削单元的设备在没有附加的装备耗费（Rüstaufwand）的情况下可以对具有不同的接合长度的产品进行加工。
优选地，在实施第四方法步骤之前使该接合元件变形。
由此，接合元件的几何结构已经在其与接触元件的连接之前被规定。
此外，本发明也涉及用于实施根据本发明的方法的设备。
在此，该设备具有第一容纳元件，该第一容纳元件被构造用于容纳接合元件。
此外，该设备具有第二容纳元件，该第二容纳元件被构造用于容纳接触元件。
此外该设备也具有切削单元，该切削单元被构造用于构造接合元件的具有经减小的横截面的截面区域。此外，该设备也具有结合单元，该结合单元被构造用于在激光的作用下或者由超声波来将接合元件与接触元件以结合的方式来连接。
此外，该设备也具有分离单元，该分离单元被构造用于，在截面区域内将接触元件和接合元件切断。
附图说明
在附图中示出并且在接下来的描述中进一步阐述本发明的实施方式。其中：
图1示意性地示出用于实施用于制造激光接合连接的方法的根据本发明的设备的一种实施方式的片段。
具体实施方式
在图1中示意性地应看出一种设备的片段，所述设备被构造用于实施用于制造激光接合连接的方法。
该设备1在此具有图1中并未示出的用于容纳接合元件2的容纳元件。
此外，该设备1具有在图1中也不应看出的用于容纳接触元件的容纳元件。
所述设备1在此还包括切削单元3，该切削单元被构造用于构造截面区域6，其中该截面区域6具有经减小的横截面。
此外，该设备1也具有结合单元4。
该结合单元4在此被构造用于，在激光的作用下或者由超声波来将接合元件2与接触元件以结合的方式来相互连接。
此外，该设备1也具有分离单元5，该分离单元被构造用于，接下来在所述截面区域内将接合元件2切断。

Claims (11)

1.用于制造材料配合的激光接合连接的方法，其中
在第一方法步骤中提供由第一材料构造的接合元件，
在第二方法步骤中提供由第二材料构造的接触元件，
在第三方法步骤中，构造具有所述接合元件的经减小的横截面的所述接合元件的截面区域，其中所述经减小的横截面垂直于所述接合元件的纵向来布置，
在第四方法步骤中，在激光的作用下或者由超声波来将所述接合元件和所述接触元件以结合的方式来相互连接，和
在第五方法步骤中，在制造所述接合元件与所述接触元件的连接之后，所述接合元件在所述截面区域内被切断。
2.根据前述权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料选择为铝、铜或镍。
3.根据前述权利要求1或2中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二材料选择为铝、铜或镍。
4.根据前述权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述接合元件具有垂直于所述接合元件的所述纵向来布置的横截面，其中所述接合元件的所述横截面具有方形的、矩形的或圆形的形状。
5.根据前述权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述接合元件具有垂直于所述接合元件的所述纵向来布置的宽度，其中所述接合元件的所述宽度具有小于5cm的值，优选地小于1cm的值，并且尤其是小于0.5cm的值。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述经减小的横截面构造为穿孔或经限定的削弱部。
7.根据前述权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述第二方法步骤中所提供的所述接触元件是电池组模块的电池组电池的电压分接头或者是电池组模块的监控系统。
8.根据前述权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步骤中所提供的所述接合元件具有第一末端和第二末端，其中，所述第一末端与电池组电池的所述电压分接头以结合的方式连接，并且所述第二末端与其他电池组电池的所述电压分接头以结合的方式连接；或者其中所述第一末端与电池组电池的所述电压分接头以结合的方式连接并且所述第二末端与所述电池组模块的所述监控系统连接。
9.根据前述权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，在实施所述第四方法步骤之前使所述接合元件变形。
10.根据前述权利要求1至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述接合元件作为所述接合元件的具有经减小的横截面的连续材料来被提供。
11.用于实施根据权利要求1至10中任意一项所述的方法的设备，其中所述设备（1）具有：第一容纳元件，所述第一容纳元件被构造用于容纳接合元件，和
第二容纳元件，所述第二容纳元件被构造用于容纳接触元件，并且所述设备还具有切削单元（3），其中所述切削单元被构造用于构造所述接合元件（2）的具有经减小的横截面的截面区域（6），并且所述设备（1）具有结合单元（4），所述结合单元被构造用于在激光的作用下或者由超声波来将所述接合元件（2）与所述接触元件以结合的方式来连接，其中所述设备还具有分离单元（5），所述分离单元被构造用于，在所述截面区域内将所述接合元件（2）切断。
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