CN114599473A - 具有v形接合部件容座的超声波焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波焊接装置(100)，其包括具有超声焊极表面(112)的超声焊极(102)、具有横向滑动件表面(114)的横向滑动件(104)、具有接触表面(116)的接触元件(106)和用于插入接合部件(110,110’)的插入室(108)。插入室(108)在第一侧由超声焊极表面(112)沿第一轴向(y)限定并且在第二侧由横向滑动件表面(114)沿第二轴向(x)限定并且在与第二侧相对的第三侧由接触表面(116)限定。超声波焊接装置(100)还包括具有第一止动件边缘(120)的第一接纳元件(118)和具有第二止动件边缘(124)的第二接纳元件(122)。第一接纳元件(118)和第二接纳元件(122)设置为在起始位置和结束位置之间相对于彼此可移动。在结束位置，将第一止动件边缘(120)和第二止动件边缘(124)放在一起并与插入室(108)的开口侧相对以形成用于接纳接合部件(110)的接合部件容座(126)，并在起始位置移动分开。接合部件容座(126)呈v形，以便将接合部件(110)沿第一轴向(y)和第二轴向(x)定位在插入室(108)中。

Description

具有V形接合部件容座的超声波焊接装置

技术领域

本发明涉及一种超声波焊接装置。

背景技术

对于各种各样的技术应用，可能需要通过机械固定和/或导电的方式将两个部件接合在一起。例如，出于各种目的，可能需要以机械方式和导电方式将电缆或其线股接合在一起。这可以用于生产例如线束或电缆束，例如车辆内部的耗电器可以借助这些线束或电缆束相互电连接、电连接到能源和/或控制系统。

开发了所谓的超声波焊接，以在两个导电部件之间产生物质与物质的结合，为它们提供高强度和良好的导电性。超声波焊接是一种特殊形式的摩擦焊接，待焊接的部件(也称为接合部件或焊缝金属)相互进行表面接触，并在低压和高频机械振动下相向移动。在这种情况下，可以借助超声焊极产生振动，在该超声焊极中产生具有频率通常为20kHz至50kHz的超声波振动并将其传递至至少一个接合部件。随后塑性流动允许接合部件在表面附近相互渗透或互锁，而接合部件的材料不必熔化。因此，超声波焊接可用于以低冲击、快速且经济的方式将接合部件结合在一起。

特别地，超声波焊接也可以用于焊接金属接合部件，例如电缆线股，这也被称为超声波金属焊接。为此，通常将接合部件插入超声焊极和砧座之间的超声波焊接装置的接纳室中，在接纳室中以预定的压力将接合部件压在一起。经由超声焊极耦合的振动导致两个接合部件摩擦在一起或相互摩擦，结果以固态的物质与物质的结合的方式接合在一起。虽然未达到待接合金属的熔点，但可以使用短程扩散来生产高强度、均匀和耐用的焊接金属接头。

为了生产具有高强度的焊接接头，重要的是在将接合部件焊接在一起之前，将接合部件相对于彼此正确定位。例如，在焊接剥皮的电缆端部时，应避免将两个或更多个电缆端部并排放置在超声焊极上。相反，如果可能，应将电缆端部插入超声波焊接装置中，使它们相互叠放。根据超声波焊接装置操作者的实践水平，正确插入电缆端部可能需要或多或少的时间。

例如，EP2981389B1描述了一种具有可倾斜正面的横向滑动件，通过该横向滑动件可以在焊接室中将电缆端部相互叠放。

发明内容

可能需要一种超声波焊接装置，可以以尽可能小的力气将接合部件插入其中，从而使它们处于对随后的焊接过程最有利的位置。

独立权利要求的主题可以满足这样的需求。在从属权利要求和以下描述中定义了有利实施例。

本发明的第一方面涉及超声波焊接装置，其包括具有超声焊极表面的超声焊极、具有横向滑动件表面的横向滑动件、具有接触表面的接触元件和用于插入接合部件的插入室。插入室在第一侧由超声焊极表面沿第一轴向限定并且在第二侧由横向滑动件表面沿第二轴向限定并且在与第二侧相对的第三侧由接触表面限定。此外，超声波焊接装置包括具有第一止动件边缘的第一接纳元件和具有第二止动件边缘的第二接纳元件。第一接纳元件和第二接纳元件设置为在起始位置和结束位置之间相对于彼此可移动。在结束位置，将第一止动件边缘和第二止动件边缘放在一起并与插入室的开口侧相对以形成用于接纳接合部件的接合部件容座。在起始位置，第一止动件边缘与第二止动件边缘移动分开。在这种情况下，接合部件容座呈v形，以便将接合部件沿第一轴向和第二轴向定位在插入室中。

在不以任何方式限制本发明范围的情况下，与本发明实施例有关的想法和可能的特征可以被认为是基于，尤其是以下描述的想法和发现。

插入室可以理解为在焊接过程之前将接合部件插入其中的室。插入室可以在至少三个侧面上被限定，使得接合部件只能容纳在有限的体积中。

超声焊极表面可以至少部分地在横向滑动件表面和接触表面之间延伸。例如，第二轴向可以与第一轴向正交对齐或与超声焊极表面平行对齐。这意味着超声焊极表面可以与横向滑动件表面或接触表面大致正交对齐，即在预定公差范围内。替代地，超声焊极表面可以与横向滑动件表面或接触表面成微小角度对齐。横向滑动件表面和接触表面可以彼此大致平行对齐或甚至彼此大致成微小角度对齐，即在预定公差范围内。

在第三轴向，插入室可以在至少一侧上至少部分地开放。在这种情况下，第三轴向可以与第一轴向和第二轴向正交对齐。

例如，插入室可以在左侧由横向滑动件表面(即横向滑动件的表面)限定，并且在右侧由接触表面(即接触元件的表面)限定。插入室可以在底部由超声焊极表面(即由超声焊极的表面)限定。在与超声焊极表面相对的一侧，例如在顶部，插入室可以至少部分地开放，以允许将接合部件沿第一轴向(例如从上方)插入。在第三轴向，插入室可以在至少一侧，例如在前侧和/或后侧，至少部分地开放，以允许将接合部件沿第三轴向(例如从前侧和/或后侧)插入。换句话说，横向滑动件表面、接触表面和超声焊极表面可以像开放式框架，特别是像u形框架一样，围绕插入室。

特别是对于焊接所谓的内联接头，插入室可以在两个相对侧上沿第三轴向至少部分地开放，以允许将接合部件沿相对的方向插入。

限定插入室的侧面可以理解为接合部件邻接横向滑动件表面、接触表面或超声焊极表面的侧面。这意味着接合部件不能移出插入室超过由横向滑动件表面、接触表面或超声焊极表面限定的边界。为了为接合部件形成这样的边界，插入室的各个侧面完全被横向滑动件表面、接触表面或超声焊极表面覆盖并不是绝对必要的。替代地，只要确保接合部件不会移出插入室，插入室也可以在各个侧面上仅被部分覆盖。

例如，可以将横向滑动件设置为沿第二轴向可移动，使得横向滑动件表面和接触表面可以朝向或远离彼此移动。通过这种方式，可以使插入室在第二轴向上变小或变大。例如，这可以用于指定插入室的最大宽度。

在已经插入接合部件之后，一方面，通过将横向滑动件表面和接触表面相对地朝向彼此移动，例如通过沿第二轴向移动横向滑动件，另一方面，通过将超声焊极表面和砧座的砧座表面相对地朝向彼此移动，例如通过沿第一轴向移动砧座，插入室可以暂时缩小为焊接室。在这种情况下，可以以规定的压力将接合部件压在一起。

第一接纳元件和第二接纳元件在移动到结束位置时可以相应地朝向彼此移动，并且在移动到起始位置时可以相应地远离彼此移动。为此，可以将两个接纳元件都设置为可移动的。然而，也可以仅将两个接纳元件中的一个设置为可移动的。在结束位置，两个止动件边缘可以相对于彼此定位，使得接合部件的布置限于第一轴向和第二轴向。这可以通过使两个止动件边缘形成在第一轴向上朝向超声焊极表面逐渐变细的v形或楔形来实现。换句话说，由两个接纳元件形成的接合部件容座可以具有v形或楔形开口，可以将接合部件插入到该开口中。因此可以确保接合部件在相对于横向滑动件表面和接触表面的第二轴向上以及在相对于超声焊极表面的第一轴向上处于限定位置。

将两个止动件边缘放在一起或分开可以理解为两个止动件边缘之间的相对移动，目的是使它们彼此更靠近或使它们彼此远离。两个止动件边缘可以是直的和/或弯曲的，并且可以相对于超声焊极表面倾斜相同或不同的角度。因此，根据止动件边缘的设计，v形或楔形也可以理解为不对称的形状或具有至少部分弯曲的轮廓的形状。

接合部件容座的两个止动件边缘，或者它们的假想延长线，可以会聚到一点，即狭窄的区域。该点也可以理解为曲线或圆形尖端。例如，该点可以设置在由横向滑动件表面限定的平面和由触摸表面限定的平面之间的中间空间中。在这种情况下，两个止动件边缘可以或不可以彼此接触。v形或楔形可以是对称的或不对称的，即由两个止动件边缘形成的v形或楔形的腿可以相对于超声焊极表面大致包括相同或不同的角度。两个止动件边缘之一也可以与超声焊极表面至少大致正交对齐或与横向滑动件表面和/或接触表面至少大致平行对齐。然而，如果两个止动件边缘在两个接纳元件的结束位置分别与超声焊极表面成角度对齐，则是有利的。接纳部件容座的两个止动件边缘还可以位于公共面上，即在第二轴向上彼此对齐，或者也可以横向彼此偏移地设置。这样的v形锥可用于确保在焊接期间每次只有一个接合部件停留在超声焊极表面上，即与超声焊极直接接触。

接合部件容座可以成形为允许接合部件沿第三轴向移动。例如，可以首先将接合部件插入或预定位在接合部件容座中，然后通过沿第三轴向移动接合部件而将接合部件推入插入室。

接合部件容座可以设置为与插入室的开口侧相对。这可以理解为，当两个接纳元件位于起始位置时，插入室在设置接合部件容座的一侧上是开放的，并且通过将两个接纳元件放在一起，插入室在该侧至少部分地被限定。接合部件容座本身也可以设置在实际插入室之外。这可以被理解为，在第三轴向上，接合部件容座与超声焊极表面之间具有明显的间隙，例如1cm到10cm之间的间隙。例如，在起始位置，插入室的相关侧可以不受限制地进入。

例如，通过改变第一接纳元件相对于第二接纳元件的布置，即通过改变第一接纳元件的结束位置和/或第二接纳元件的结束位置，可以改变张角(其是位于两个接纳元件的结束位置的两个止动件边缘的夹角)，和/或改变两个止动件边缘各自相对于超声焊极表面的的倾角。因此，在不同情况下，可以使两个止动件边缘的张角或相应的倾角适应于接合部件的总横截面或横截面最大的接合部件。可以进行这样的调整，以便即使具有不同横截面和不同数量的接合部件，如果可能，也使横截面最大的接合部件定位在超声焊极表面上，并且其他接合部件相互叠放，或者在其他接合部件被焊接在一起之前，至少将它们定位于横截面最大的接合部件的顶部。

可选地，例如在接合部件的不利组合的情况下，插入室可以由例如可自由调节的横向滑动件来附加地限制。然而，由于由接合部件容座引起的接合部件的预对齐，这不是绝对必要的。事实上，在插入接合部件期间，也可以将横向滑动件拉入到使得插入室具有最大宽度的程度。这可以为操作者提高插入室的可进入性。

在最简单的情况下，两个接纳元件可以配置为可滑动的板，每个止动件边缘可以由板的倾斜前边缘形成。然而，任何其他实施例也是可能的。例如，两个接纳元件也可以配置为倾斜定位的杆。例如，可以将两个接纳元件中的至少一个可旋转地或可旋转且可滑动地安装。重要的是，在两个接纳元件的结束位置，两个止动件边缘形成用于接合部件的几何限定的容座，通过该容座，接合部件在第一轴向和第二轴向被保持在限定位置。

这种方法可以简化将接合部件插入到插入室的过程，因为在将接合部件压在一起或焊接在一起之前，即使是不太熟练的操作者在限定的位置将接合部件相互叠放也需要少量时间。特别是，接合部件容座可以使得在插入过程中将横截面最大的接合部件定位在最底部对于操作者变得更容易，从而在焊接过程中只有横截面最大的接合部件与超声焊极直接机械接触，而其他接合部件置于该接合部件上和/或相互叠放。根据两个接纳元件在结束位置的布置，也可以指定接合部件在第二轴向上的特定设置，例如在水平方向上。例如，这使得可以将接合部件定位在距横向滑动件表面和/或接触表面限定距离的位置处，例如大致定位在横向滑动件表面和接触表面之间的插入室中的中央位置。这意味着可以独立于用户将接合部件进行预对齐，即可以在焊接过程之前将接合部件置于近似理想的位置。

根据一实施例，在结束位置，第一止动件边缘沿第二轴向可以至少部分地突出超过横向滑动件表面。附加地或替代地，在结束位置，第二止动件边缘沿第二轴向可以至少部分地突出超过接触表面。

换句话说，可以将两个接纳元件设置在结束位置，使得第一止动件边缘或第二止动件边缘的仅一部分位于由横向滑动件表面限定的平面和由接触表面限定的平面之间的中间空间中。例如，横向滑动件表面和接触表面之间的距离可以指定插入室的最大宽度。由于两个止动件边缘中的至少一个突出超过横向滑动件表面或接触表面，可以至少在一侧例如朝向超声焊极表面向下限制插入室的宽度，同时该宽度可以在与超声焊极表面相对的一侧(例如在顶部)保持最大值。因此，这可以简化接合部件的插入过程并且还防止接合部件在超声焊极表面上并排放置。

根据一实施例，在结束位置，第一止动件边缘可以与超声焊极表面成角度对齐。附加地或替代地，在结束位置，第二止动件边缘可以与超声焊极表面成角度对齐。

换句话说，两个止动件边缘中的一个可以与超声焊极表面至少大致正交对齐，而两个止动件边缘中的另一个可以与超声焊极表面成角度对齐。如果两个止动件边缘都与超声焊极表面成角度对齐，则是特别有利的。这使得可以确保，在插入期间，将接合部件放到第二轴向上的限定位置，或者接合部件在第二轴向上与横向滑动件表面和接触表面相距特定距离处。特别是，这使得可以将接合部件定位在相对于超声焊极表面的中央位置或者在横向滑动件表面与接触表面之间的中央位置。这可以对焊接结果有积极影响。如已经提到的，止动件边缘可以相对于超声焊极表面包括大致相同或不同的角度。

根据一实施例，第一接纳元件和第二接纳元件可以设置为相互独立地可移动。

换句话说，两个接纳元件可以相互独立的可调整。例如，这使得可以相互独立地调整两个接纳元件的结束位置。因此，接合部件容座可以灵活地调整以适应接合部件的不同横截面。

根据一实施例，在结束位置，第一接纳元件可以限制第二接纳元件的移动。附加地或替代地，在结束位置，第二接纳元件可以限制第一接纳元件的移动。

换句话说，在结束位置，第一接纳元件可以形成用于第二接纳元件的止动件，该止动件指定第二接纳元件的结束位置，反之亦然。因此，可以改变第二止动件边缘相对于超声焊极表面的倾角，例如，通过改变第一接纳元件的结束位置，反之亦然。

例如，第一接纳元件可以可滑动地安装，而第二接纳元件可以可旋转地安装。在这种情况下，在结束位置，第一接纳元件可以配置为限制第二接纳元件的旋转。在这种情况下，第二止动件边缘相对于超声焊极表面的倾角可以取决于第二接纳元件的旋转角度。因此，例如，从起始位置开始，旋转角度越大，倾角可能就越小。在这种情况下，通过第一接纳元件的结束位置来指定第二接纳元件的最大旋转角度以及因此的第二止动件边缘的最小倾角。

根据一实施例，超声波焊接装置可以进一步包括驱动装置。驱动装置可以被配置为通过施加驱动力使第一接纳元件和/或第二接纳元件在起始位置和结束位置之间移动。

驱动装置可以理解为用于通过马达移动两个接纳元件的装置。为此，驱动装置例如可以包括电动机。也可以想到为具有气动或液压致动器的驱动装置，例如以线性致动器的形式。驱动装置可以包括用于将第一接纳元件机械地耦合到第二接纳元件的耦合元件和/或用于引导两个接纳元件的分别运动的引导元件。例如，机械耦合可以被配置为考虑到特定的传动比，将第一接纳元件的运动转换成第二接纳元件的运动，反之亦然。附加地或替代地，驱动装置可以包括用于将两个接纳元件中的至少一个机械耦合到横向滑动件的附加耦合元件。作为这种机械耦合的替代方案，驱动装置可以包括用于两个接纳元件中的每一个或者也用于横向滑动件的专用致动器元件，例如电动机。在这种情况下，多个致动器元件可以通过相应的控制系统彼此依赖地可调节，而无需将两个接纳元件机械耦合或将两个接纳元件中的至少一个机械耦合到横向滑动件。该驱动装置能够对两个接纳元件进行精确的、可重复的调整。

根据一实施例，超声波焊接装置可以进一步包括控制装置，该控制装置被配置为基于接合部件的预定的总横截面产生用于驱动装置的控制信号。在这种情况下，基于控制信号，驱动装置可以被配置为使第一接纳元件和/或第二接纳元件在起始位置和适于总横截面的结束位置之间移动。

例如，控制装置可以被配置为处理来自超声波焊接装置的操作者的输入。例如，控制装置可以基于操作者的输入计算接合部件的总横截面或最大横截面。该驱动装置可以被配置为将计算的(总)横截面转换成两个接纳元件的相应运动或将两个接纳元件移动到相应选定的结束位置。例如，计算的(总)横截面越大，可以选择接合部件容座的张角越大。此外，基于控制信号，驱动装置可以被配置为对应于计算的(总)横截面，调整接合部件容座在第二轴向上的位置和/或横向滑动件表面与接触表面之间的距离。该实施例可以进一步简化超声波焊接装置的操作。特别是，这可以减少手动执行的操作步骤的数量。

根据一实施例，横向滑动件可以设置为在起始位置和结束位置之间可移动；在这种情况下，在横向滑动件的起始位置，横向滑动件表面与接触表面沿第二轴向的距离可以大于横向滑动件的结束位置。

换句话说，可以通过移动横向滑动件来改变插入室的宽度。特别是，横向滑动件可以设置为相对于超声焊极表面或接触表面在第二轴向上可滑动。横向滑动件的起始位置可以理解为横向滑动件的拉入位置，结束位置可以理解为横向滑动件的拉出位置。

根据一实施例，驱动装置还可以被配置为通过施加驱动力使横向滑动件在起始位置和结束位置之间移动。

在这种情况下，驱动装置可以被配置为独立地或依赖于两个接纳元件来移动横向滑动件。

根据一实施例，驱动装置可以被配置为根据第一接纳元件和/或第二接纳元件的移动来移动横向滑动件。

换句话说，如果两个接纳元件中的至少一个位于第一结束位置，则横向滑动件可以位于第一结束位置，并且如果两个接纳元件中的至少一个位于偏离第一结束位置的第二结束位置，则横向滑动件可以位于偏离第一结束位置的第二结束位置。例如，可以将横向滑动件耦合到两个接纳元件中的至少一个，于是接合部件容座的张角越小，横向滑动件表面到接触表面的距离越小，反之亦然。因此，横向滑动件和第一接纳元件或第二接纳元件可以在一个步骤中一起调整。因此，可以进一步简化超声波焊接装置的操作。

根据一实施例，第一接纳元件可以沿第二轴向可滑动地安装。附加地或替代地，第二接纳元件可以沿第二轴向可滑动地安装。

换句话说，这允许将第一接纳元件或第二接纳元件在平行于超声焊极表面进行调整。例如，第一接纳元件连同横向滑动件一起可以沿第二轴向可滑动地安装。两个接纳元件可以在彼此相对的方向上可滑动地安装，使得两个接纳元件在移动到它们各自的结束位置时朝向彼此线性地移动，并且在移动到它们各自的起始位置时远离彼此线性地移动。因此，可以通过很少的设计努力来实现第一接纳元件或第二接纳元件的安装。

根据一实施例，第一接纳元件可以可旋转地安装，附加地或替代地，第二接纳元件可以可旋转地安装。

例如，出于有限的安装空间的原因，两个接纳元件中的至少一个可以可旋转地安装。两个接纳元件中的至少一个可以可旋转且可滑动地安装。

根据一实施例，超声波焊接装置可以包括具有另一第一止动件边缘的另一第一接纳元件和具有另一第二止动件边缘的另一第二接纳元件。在这种情况下，另一第一接纳元件和另一第二接纳元件可以设置为相对于彼此在另一起始位置和另一结束位置之间可移动。将另一第一止动件边缘和另一第二止动件边缘在与插入室的另一开口侧相对的另一结束位置放在一起以形成用于接纳另一接合部件的另一接合部件容座，且另一第一止动件边缘和另一第二止动件边缘在另一起始位置移动分开。在这种情况下，接合部件容座可以呈v形，以便沿第一轴向和第二轴向定位另一接合部件。

例如，第一接纳元件和另一第一接纳元件可以分别设置在横向滑动件的侧面，可以将横向滑动件可移动地设置在第一接纳元件和另一第一接纳元件之间。类似地，例如，第二接纳元件和另一第二接纳元件可以分别设置在接触元件的侧面。在这种情况下，第一接纳元件连同另一第一接纳元件一起可以在起始位置和结束位置之间可移动。附加地或可替代地，第二接纳元件连同另一第二接纳元件一起可以在起始位置和结束位置之间可移动。例如，接合部件容座和另一接合部件容座可以彼此相对地设置和/或在插入室的不同侧面上设置。因此，可以将接合部件从不同的、特别是相对的侧面以规定的方向插入到插入室中。例如，第一接纳元件和另一第一接纳元件在结构上可以相同。例如，第二接纳元件和另一第二接纳元件在结构上也可以相同。

根据一实施例，接合部件容座和另一接合部件容座可以设置在插入室的相对侧。

例如，相对侧可以是插入室的沿第三轴向对齐的前侧或后侧。接合部件容座和另一接合部件容座可以设置为彼此对齐。然而，接合部件容座和另一接合部件容座也可以设置为横向地彼此偏移。这使得可以将待以内联接头的形式焊接在一起的细长的接合部件从相对侧引入插入室，在每种情况下都能正确地对齐。

应当注意的是，本发明实施例的可能特征和优点在本文中部分地参考根据本发明配置的超声波焊接装置来说明，并且部分地参考操作或使用该超声波焊接装置的方式来说明。本领域技术人员将认识到，针对单个实施例描述的特征可以以类似的方式适当地转移到其他实施例，可以调整和/或互换以实现本发明的进一步实施例和可能的协同效应。

附图说明

下面结合附图对本发明的有利实施例作进一步说明，附图和说明均不应解释为以任何方式限制本发明。

图1示出了根据本发明的示例性实施例的超声波焊接装置的示意图，其中接纳元件位于结束位置。

图2示出了图1的超声波焊接装置，其中接纳元件位于另一结束位置。

图3示出了图1的超声波焊接装置，其中接纳元件位于起始位置。

图4示出了图1的超声波焊接装置的俯视图。

图5示出了图1的超声波焊接装置的透视图。

图6示出了图2的超声波焊接装置的透视图。

这些附图仅是示意性的而不是按比例的。各个附图中相同的附图标记表示相同的特征或具有相同效果的特征。

具体实施方式

图1示出了超声波焊接装置100的示意图，其中该超声波焊接装置100具有超声焊极102、横向滑动件104和接触元件106。超声焊极102、横向滑动件104和接触元件106限定用于插入接合部件110的插入室108，此处，例如，具有待焊接在一起的电缆端部的三根电缆。插入室108在第一侧，在此为下侧，由超声焊极102的超声焊极表面112限定。第一侧由此沿第一轴向y限定插入室108。在第二侧，在此为左侧，或在与第二侧相对的第三侧，在此为右侧，插入室108分别由横向滑动件104的横向滑动件表面114或由接触元件106的接触表面116限定。第二侧和第三侧沿与第一轴向y正交的第二轴向x限定插入室108。举例来说，插入室108在与第一侧相对的第四侧是开放的，在此为上侧。类似地，插入室108在第五侧(在此为前侧)和在与第五侧相对的第六侧(在此为后侧)是开放的，使得在该示例中可以将接合部件110从前面、后面和顶部插入到插入室108中。为了焊接接合部件110，上侧可以例如通过设置的沿x轴和y轴方向均可移动的砧座来封闭，如图3所示。

为了达到可能的最佳焊接效果，接合部件110应沿第一轴向y尽可能相互叠放地定位在插入室108中。特别是，在超声焊极表面112上不应有并排的接合部件110。为了防止这种情况，如果将横截面最大的接合部件110定位在最底部并且将剩余的接合部件110定位在横截面最大的接合部件110的顶部，则是有帮助的。

为了使接合部件110在插入室108中的这种定位对于超声波焊接装置100的操作者来说更容易，所述超声波焊接装置100包括具有第一止动件边缘120的第一接纳元件118和具有第二止动件边缘124的第二接纳元件122。两个接纳元件118、122分别设置为在起始位置和结束位置之间可移动，此处，例如，沿第二轴向x可滑动。附加地或替代地，两个接纳元件118、122中的至少一个可以可旋转地安装，如图6所示。图1示出了两个接纳元件118、122，其中每个接纳元件均处于其结束位置。在这种情况下，与超声焊极表面112成一定角度延伸的两个止动件边缘120、124相互结合以形成可以将接合部件110插入其中的v形接合部件容座126。换句话说，两个接合的止动件边缘120、124形成与插入室108的前侧相对的v形或楔形开口。接合部件110可以插入到该开口中。接合部件容座126的v形具有使接合部件110沿第一轴向y(即垂直于超声焊极表面112)和第二轴向x(即与超声焊极表面112水平)均对齐的效果，以使得横截面最大的接合部件110更好地置于v形的点上并且其余的接合部件110相互叠放或放置在横截面最大的接合部件110的顶部，但不会放置在超声焊极表面112上。

在该示例中，选择两个接纳元件118、122的结束位置，使得第一止动件边缘120的一部分突出超过横向滑动件表面114并且第二止动件边缘124的一部分突出超过接触表面116。也就是说，v形的点在x位置，即在第二轴向x的位于横向滑动件表面114的x位置和接触表面116的x位置之间的位置。根据点的x位置，可以将接合部件110相对于超声焊极表面112放置在插入室108中，例如放置在中央或偏左或偏右的位置。点的x位置，即两个接纳元件118、122的各自相应的结束位置，可以因此根据接合部件110的最大横截面来选择。

例如，如图1所示，两个接纳元件118、122可以在它们各自的结束位置彼此接触，例如在止动件边缘120、124的区域中。在这种情况下，第一接纳元件118可以在结束位置形成用于第二接纳元件122的止动件，反之亦然。换句话说，第二接纳元件122可以仅沿第二轴向x移位，直到它邻接位于结束位置的第一接纳元件118。从这个意义上来说，第二接纳元件122的结束位置可以由第一接纳元件118的结束位置来指定。然而，也可以将两个接纳元件118、122设置为相互独立地可移动。

另外，超声波焊接装置100包括驱动装置128，用于向接纳元件118和接纳元件122施加沿第二轴向x作用的驱动力，通过该驱动装置128使两个接纳元件118、122在它们各自的起始位置和结束位置之间相对的方向上移位。举例来说，驱动装置128在此由两个单独的线性致动器组成，每个线性致动器耦合到接纳元件118、122中的一个。

根据示例性实施例，驱动装置128可由控制装置130进行控制。这可以被配置为基于操作者的输入(例如关于接合部件110的最大横截面或总横截面的输入)生成相应的控制信号132。驱动装置128可以被配置为基于控制信号132将两个接纳元件118、122移动到相应的结束位置。例如，可以通过控制装置130选择结束位置，使得v形的点，即止动件边缘120、124会聚的地方，被放置在横向滑动件表面114和接触表面116之间越靠近中央的位置，接合部件110的最大横截面和/或总横截面越大。

与接纳元件118、122类似，横向滑动件104还可以设置为在起始位置和结束位置之间沿第二轴向x可滑动，在横向滑动件114的起始位置，横向滑动件表面114连同接触表面116一起指定插入室108在第二轴向x上的最大宽度。可选地，横向滑动件104可以机械地耦合到两个接纳元件118、122中的至少一个，使得相关接纳元件和横向滑动件104可以在驱动装置128向相关接纳元件施加驱动力时依靠彼此移动。在这种情况下，横向滑动件104的移动应理解为相关接纳元件的移动的线性或非线性函数，反之亦然。该函数可以通过相应的控制曲线或路径引导来实现。

图2示出了图1的超声波焊接装置100，两个接纳元件118、122位于另一结束位置，其中与图1相比，接合部件容座126沿第二轴向x进一步向左移动。换句话说，此处由两个止动件边缘120、124形成的v形的点大致位于由横向滑动件表面114限定的平面和由接触表面116限定的平面之间的中心位置，而图1中的点更靠近接触表面116而不是横向滑动件表面114。这使得与图1相比，可以将具有更大横截面的接合部件110定位在插入室108中。如果该点在第一轴向y上位于超声焊极表面112下方，则是有利的。这确保有足够的空间可用于将接合部件110定位在超声焊极表面112上，并且在焊接过程中，最底部的接合部件110的表面被置于超声焊极表面112上。

图3示出了处于焊接过程中的图1的超声波焊接装置100。在这种情况下，两个接纳元件118、122处于它们各自的起始位置。横向滑动件104位于其结束位置。插入室108已缩小为焊接室300，与插入室108不同，焊接室300在上侧由砧座302封闭。堆放的接合部件110在焊接室300中被以规定的压力压在一起，并通过超声焊极102的超声波振动焊接在一起。更准确地说，接合部件110沿第一轴向y在超声焊极表面112和朝向超声焊极表面112的砧座304之间被压在一起并且沿第二轴向x在横向滑动件表面114和接触表面116之间被压在一起。两个接纳元件118、122分别位于焊接室300外的它们各自的起始位置。

图4示出了图1的超声波焊接装置100的俯视图。在此，可以看出，接合部件110从前侧插入插入室108中，并且，另一接合部件110’从后侧插入插入室108中，以产生内联接头。为清楚起见，图4仅示出了在不同情况下的接合部件110、110’的一个示例。为了在插入室108的两侧沿第一轴向y和第二轴向x适当地支撑接合部件110、110’，在该示例中，除了接合部件容座126之外，超声波焊接装置100还包括用于插入另一接合部件110’的另一v形接合部件容座400。与接合部件容座126类似，另一接合部件容座400包括具有另一第一止动件边缘404的另一第一接纳元件402和具有另一第二止动件边缘408的另一第二接纳元件406。另一接纳元件402和另一接纳元件406还分别设置为在起始位置和结束位置之间沿第二轴向x可滑动，从而在它们各自的结束位置形成另一接合部件容座400。

对于焊接内联接头，如果两个接合部件容座126、400彼此相对设置，则是有利的，如图4所示，使得定位在它们中的接合部件110、110’沿第三轴向z彼此对齐。第三轴向z可以与第一轴向y和第二轴向x正交对齐。

例如，横向滑动件104可以设置在第一接纳元件118和另一第一接纳元件402之间。附加地或替代地，接触元件106可以设置在第二接纳元件122和另一第二接纳元件406之间。

例如，接纳元件118、122、402、406可以分别实施为以斜切的正面作为止动件边缘的简单板，例如角板。然而，其他合适的实施例也是可能的，例如具有曲线轮廓的止动件边缘。附加地或替代地，如已经提到的，接纳元件118、122、402、406也可以设置为枢轴，如图6示意性指示的。

图5示出了图1的超声波焊接装置100的透视图。可以看到用于线性引导第一接纳元件118和另一第一接纳元件402的线性引导装置500。线性引导装置500可以理解为驱动装置128的部件，线性引导装置500可以被配置为根据两个接纳元件118、402的调节路径来调节横向滑动件104。在此，接纳元件118、122、402、406分别位于结束位置，该结束位置特别适用于焊接具有较小横截面的电缆。

图6示出了图2的超声波焊接装置100的透视图。如图2所示，在此选择接纳元件118、122、402、406的结束位置，使得在插入期间，具有较大横截面的电缆大致定位在横向滑动件104和接触元件106之间的中央位置。还可以看出，与第一接纳元件118和另一第一接纳元件402相比，第二接纳元件122和另一第二接纳元件406可旋转地安装在此处，以便在起始位置和结束位置之间可调节。

换言之，本发明的各种实施例还可概括如下。

例如，接纳元件118、122、402、406的行进路径可以通过控制曲线或相应程控致动驱动器来指定。根据待焊接在一起的接合部件110的数量和横截面，可额外地连接与第一接纳元件118相对放置的第二接纳元件122和与另一第一接纳元件402相对放置的另一第二接纳元件406，以便形成用于插入接合部件110或另一接合部件110'的v形插入部。

如已经提到的，取决于在不同情况下横向滑动件104的移动，第一接纳元件118、402和/或第二接纳元件122、406可以是可移动的，横向滑动件104的移动与预定的、特别是可变的传动比相一致，例如，通过控制曲线。

止动件边缘120、124、404、408各自相对于超声焊极表面112的倾角可以是可变的，例如通过使相关接纳元件118、122、402、406相应地枢转。

最后，应当注意，诸如“具有”、“包括”等术语不排除任何其他元素或步骤，并且术语“一个”不排除是多个。还应指出，关于上述示例性实施例之一已经描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例所描述的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应被视为限制。

附图标记列表

y 第一轴向

x 第二轴向

z 第三轴向

100 超声波焊接装置

102 超声焊极

104 横向滑动件

106 接触元件

108 插入室

110 接合部件

110’ 另一接合部件

112 超声焊极表面

114 横向滑动件表面

116 接触表面

118 第一接纳元件

120 第一止动件边缘

122 第二接纳元件

124 第二止动件边缘

126 接合部件容座

128 驱动装置

130 控制装置

132 控制信号

300 焊接室

302 砧座

304 砧座表面

400 另一接合部件容座

402 另一第一接纳元件

404 另一第一止动件边缘

406 另一第二接纳元件

408 另一第二止动件边缘

500 线性引导装置

Claims (14)

1.超声波焊接装置(100)，包括：

超声焊极(102)，所述超声焊极(102)具有超声焊极表面(112)；

横向滑动件(104)，所述横向滑动件(104)具有横向滑动件表面(114)；

接触元件(106)，所述接触元件(106)具有接触表面(116)；

插入室(108)，所述插入室(108)用于插入接合部件(110,110’)；

其中，所述插入室(108)在第一侧由所述超声焊极表面(112)沿第一轴向(y)限定并且在第二侧由所述横向滑动件表面(114)沿第二轴向(x)限定并且在与所述第二侧相对的第三侧由所述接触表面(116)限定；

第一接纳元件(118)，所述第一接纳元件(118)具有第一止动件边缘(120)；

第二接纳元件(122)，所述第二接纳元件(122)具有第二止动件边缘(124)；

其中，所述第一接纳元件(118)和所述第二接纳元件(122)设置为在起始位置和结束位置之间相对于彼此可移动；

其中，在所述结束位置，所述第一止动件边缘(120)和所述第二止动件边缘(124)被放在一起并与所述插入室(108)的开口侧相对以形成用于接纳所述接合部件(110)的接合部件容座(126)并在所述起始位置移动分开；

其中，所述接合部件容座(126)呈v形，以便将所述接合部件(110)沿所述第一轴向(y)和所述第二轴向(x)定位在所述插入室(108)中。

2.根据权利要求1所述的所述超声波焊接装置(100)，

其中，在所述结束位置，所述第一止动件边缘(120)沿所述第二轴向(x)至少部分地突出超过所述横向滑动件表面(114)；和/或

其中，在所述结束位置，所述第二止动件边缘(124)沿所述第二轴向(x)至少部分地突出超过所述接触表面(116)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，在所述结束位置，所述第一止动件边缘(120)与所述超声焊极表面(112)成角度对齐；和/或

其中，在所述结束位置，所述第二止动件边缘(124)与所述超声焊极表面(112)成角度对齐。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，所述第一接纳元件(118)和所述第二接纳元件(122)设置为相互独立地可移动。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，在所述结束位置，所述第一接纳元件(118)限制所述第二接纳元件(122)的移动；和/或

其中，在所述结束位置，所述第二接纳元件(122)限制所述第一接纳元件(118)的移动。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，进一步包括：

驱动装置(128)，被配置为通过施加驱动力使所述第一接纳元件(118)和/或所述第二接纳元件(122)在所述起始位置和所述结束位置之间移动。

7.根据权利要求6所述的所述超声波焊接装置(100)，进一步包括：

控制装置(130)，被配置为基于所述接合部件(110)的预定总横截面产生用于所述驱动装置(128)的控制信号(132)；

其中，基于所述控制信号(132)，所述驱动装置(128)被配置为使所述第一接纳元件(118)和/或所述第二接纳元件(122)在所述起始位置和适于所述全截面的结束位置之间移动。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，所述横向滑动件(104)设置为在起始位置和结束位置之间可移动；

其中，在所述横向滑动件(104)的所述起始位置，所述横向滑动件表面(114)与所述接触表面(116)之间沿所述第二轴向(x)的距离大于所述横向滑动件(104)的所述结束位置。

9.根据权利要求8并结合权利要求6或7所述的超声波焊接装置(100)，

其中，所述驱动装置(128)配置为还通过施加驱动力使所述横向滑动件(104)在所述起始位置和所述结束位置之间移动。

10.根据权利要求9所述的所述超声波焊接装置(100)，

其中，所述驱动装置(128)被配置为根据所述第一接纳元件(118)和/或所述第二接纳元件(122)的移动来移动所述横向滑动件(104)。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，所述第一接纳元件(118)沿所述第二轴向(x)可滑动地安装；和/或

其中，所述第二接纳元件(122)沿所述第二轴向(x)可滑动地安装。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，

其中，所述第一接纳元件(118)可旋转地安装；和/或

其中，所述第二接纳元件(122)可旋转地安装。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的超声波焊接装置(100)，进一步包括：

另一第一接纳元件(402)，所述另一第一接纳元件(402)具有另一第一止动件边缘(404)；

另一第二接纳元件(406)，所述另一第二接纳元件(402)具有另一第二止动件边缘(408)；

其中，所述另一第一接纳元件(402)和所述另一第二接纳元件(406)设置为相对于彼此在另一起始位置和另一结束位置之间可移动；

其中，将所述另一第一止动件边缘(404)和所述另一第二止动件边缘(408)在与所述插入室(108)的另一开口侧相对的所述另一结束位置放在一起以形成用于接纳所述另一接合部件(110)的另一接合部件容座(400)，并在所述另一起始位置移动分开；

其中，所述另一接合部件容座(400)呈v形，以便将所述另一接合部件(110)沿所述第一轴向(y)和所述第二轴向(x)定位在所述插入室(108)中。

14.根据权利要求13所述的所述超声波焊接装置(100)，

其中，所述接合部件容座(126)和所述另一接合部件容座(400)设置在所述插入室(108)的相对侧。

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