DD296585A5

DD296585A5 - Artikel, einschliesslich keramikteil und metallteil, die miteinander verbunden sind

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Publication number: DD296585A5
Application number: DD90342486A
Authority: DD
Inventors: Christopher O'neil-Bell; Stuart Mclachlan
Original assignee: ��@��@��@��k��
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1991-12-05
Also published as: ATE120159T1; GB8915316D0; JPH05500495A; KR920703479A; US5270135A; WO1991000255A1; DE69018077T2; ZA905186B; DE69018077D1; CA2062785A1; EP0480962A1; EP0480962B1

Abstract

Ein Erzeugnis besitzt ein Keramik- oder Glasteil und ein Verbundstoffteil. Das Verbundstoffteil setzt sich aus einem Traeger und aus einer mechanisch an diesem Traeger befestigten verformbaren Metallschicht zusammen. Der Traeger besteht aus einem Material, das haerter als das verformbare Metall ist. Das Keramik- oder Glasteil und die verformbare Metallschicht sind durch eine mittels Ultraschallschweiszen entstandene Festphasen-Bindung miteinander verbunden.{Sekundaerzelle; Natrium-Schwefel-Zelle; Verbundstoffteil; Keramikteil; Glasteil; Metallteil; verformbare Metallschicht; Ultraschallschweiszen; Festphasenbindung}

Description

Dioso Erfindung betrifft Bindungen üwiachon Metellen und Keramik· otter Olaswerkstoffon und Insbosondoro Erzeugnisse mit oinom Keramik· odor Qlastoii und einem MotaiUoil, die unter öllduno oinos Verschlusses miteinander vorbunden sind, sowio ein Verfahren zur Bofostlgung einos Motalltalle an oinom Keramik· odor Qlästeil unter Bildung einos Vorschlusses.

Häufig Ist ein Motalltoil unter Bildung olnos Verschluss»» an olriem Koramlktoll zu befestigen, ein spezielles Boisplol hierfür ist dio Fertigung von Nntrkim/Schwofol-Zollon, cllo als Sekuiidttrxolloii Verwendung finden.

Im Gooonsutz zu herkömmlichen Blolakkumulotoron, In dunen ein Flüsslgoloktrolyt - vordünnto Schwefelsäure - zwei Foststoffoloktroden trennt, wordon in oinor Natrium/Schwefol-Zollo zwei Flüssigeloktroden, nämlich Flüssigschwofol· und FlUsslgnatiumoloktrodon, durch oinon Feststoffolektrolyton - im allgemeinen Beta-Alumlniumoxld - gotrennt.

Elno solclio NnUlum/Gchwofol-Zollo noch Ist In Figur 1 der Zeichnungen zu orkonnen, In der die Zeile perspektivisch mit einem horausgebrochononTell dargostolltlst. Es wird deutlich, daß die Zolle aus einem Kasten 1,zum Bolspiol aus Stahl, in Form eines geraden krclsförmlgon Zylinders besteht und elntt Feststoffoloktrolytschale 2 aus Bota-Alumlniumoxid enthält, woboi die Schale 2 oino Natrlumeloktrode 3 besitzt, währond in dom Raum zwischen dom Kasten 1 und der Schalo 2 elno Schwofololoktrodo 4 untergebracht ist. Für don Gebrauch wird in die ZoIIo bol olner Tomporatur zwischen 300°C und 400°C goholton, so daß die Natrium· und Schwofetolektrodon in flüssiger Form vorliogon.

Die offene Seite der Schale 2 Ist durch eine Isolierscheibe 6 aus Alpha-Alumlolumoxld verschlossen, während der Kasten 1 durch eine ringförmige Verschlußscholbo aus Stahl 6 verschlossen wird,

Der Kasten 1 dient als Arretierung für die Schwofelelektrode 4, während die Natriurnoloktrode 3 durch einen verlängerten Motnllstromabnehmer 8 gekennzeichnet Ist, der axial durch don Kaston 1 und die Scheibe 5 vorläuft, wo er an einer an Scheibe 5 angebrachton mittleren Anschlußscholbo 7 angeschlossen Ist. Die orforderljchon Anschlüsse orfolgen durch Schwoißen.

Da es sich bei Schwofol im wesentlichen um einen Nichtleiter handelt, muß eine Möglichkeit zur Schaffung eines elektrischen Anschlusses zwischen Kasten 1 und Schalo 2 vorgosohen sein. Im ollgomolnen wird dies mit Hilfe einer Schweißelektrode 4, wie zum Beispiel In Form einer mit Schwofol imprägnierten kohlenstoffaserverstärkten Matte, erreicht.

Es wird offenbar, daß bei einer aolchen Zelle die Gegenlage der Natrium- und Schwofeloloktroden 3 und 4 möglich ist.

Bei oinor solchen Zolle muß die Alpha-Aluminiumoxidschoibo 5 die offeno Seite der Beta-Aluminlumoxidschale 2 verschließen, was im allgemeinen durch ein Glasiervorfahren erreicht wird. Des weiteren müssen die Scheibe 6 und die Anschlußscheibe 7 unter Bildung von Verschlüssen an der Alpha-Aluminiumoxidscheibe 5 befestigt sein. Da Alpha-Aluminiumoxid sowohl ionenals auch elektronenisolierend ist, gelangt normalerweise das Diffusionsbinden zum Einsatz.

Die Formen der angewandten Diffusionsbindungstechniken lassen sich in zwei große Kategorion unterteilen, nämlich in die bei „niedrigen Temperaturen", d. h. bei Temperaturen zwischen 350°C und 650°C, und in die bei „hohen Temperaturen", d. h. bei Temperaturen von mehr als 800X. Beida Vorfahren besitzen jedoch Nachteile, Beispielsweise kann bei beiden ein gesondertes verformbares Zwischendichtungselement zwischen den zu verbindenden Metall- und Keramikteilen erforderlich sein.

Aufgrund der bei den verschiedenen Verfahren angewandten Temperaturen findet das Tieftemperaturbinden nach dem Glasieren der Alpha-Aluminiumoxidscheibo 5 auf die Beta-Aluminiumoxidschale 5 statt. Die beim Tieftemperaturbinden wirkenden Temperaturen können während der nachfolgenden Herstellungsverfahren oder beim Einsatz der Zelle Schäden am Glasierungsverschluß hervorrufen. Darüber hinaus wird durch die Beta-Aiumlniumoxidschaie der Prozr 1 des Diffusionsbindens zwischen der Alpha-Aluminiumoxidscheibo 5 und der Scheibe 6 einerseits oder der Anschlußscheibe 7 nrirlererseits erschwert.

Die Hochtemperaturbindungstechnik erfordert den Einsatz von Materialion, die gegenüber den wirkenden hohen Temperaturen sowie den beim Binden erzeugten Wärmespannungen beständig sind. Das Hochtemperaturbinden läßt sich jedoch vor dem Anschluß der Alpha-Aluminiumoxidschoibo 5 an die Beta-Aluminjumoxldschale 2 durchführen, und auf diese Weise können die Spannungen in diesem Glasierverschluß weitestgehend gering gehalten werden.

GB 111760 (Philips) offenbart das Ultraschallschweißen verformbarer Metalle, wie zum Beispiel Aluminium oder Kupfer, auf härtere Materialien, wie zum Beispiel Glas oder glasartige oder keramische Substanzen. Eine Folie aus verformbarem Metall, zum Beispiel Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,1 mm oder geringer, wird beispielsweise gegen Keramik gepreßt, die sich zwischen einer Sonotrode und einer steifen Gegensonotrode befindet. Die Sonotrode weist die Form eines Drehkörpers auf, der sich um die Drehachse parallel zur Keramiksrhicht dreht. Die Sonotrode wird bei einer Ultraschallfrequenz in Richtung der Drehachse in Schwingungen versetzt und befindet sich mit der Metallfolie in Kontakt. Zwischen der Keramik und der Gegensonotrode ist eine Schicht aus einem elastischen Material vorgesehen. Die Augenblickskontaktfläche zwischen der Gegensonotrode und dem Teil bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung wie die Augenblickskontaktfläche der Sonotrode. Auf diese Weise entstehen zwischen einer Folie aus verformbarem Metall und einer Schicht aus hartem und sprödem Material durchlaufende Schweißnähte.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Erzeugnis mit einem Keramik- oder Glasteil und einem Metallteil zu schaffen, bei dem das Keramik· oder Glasteil und das Metallteil miteinander verbunden sind.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Erzeugnis mit einem Keramik- oder Glasteil und einem Verbundstoffteil geschaffen, wobei das Verbundteil aus einem Träger und einer mechanisch am Träger befestigten Metallschicht besteht und der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist, und wobei das Keramik- oder Glasteil und die verformbare Metallschicht durch eine mittels Ultraschallschweißen entstandene Festphasen-Bindung miteinander verbunden sind.

Im Gegensatz zur Offenbarung in der britischen Patentschrift Nr. 1117 760 besteht das Erzeugnis gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem mit einem Keramik- oder Glasteil "erbundenen Verbundstoffteil. Das Verbundstoffteil umfaßt einen Träger und eine verformbare Metallschicht, wobei der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist. Auf diese Weise läßt sich der Gefügeaufbau des Erzeugnisses verbessern.

Vorzugsweise wird der Träger aus einem Metall, wie zum Beispiel Stahl, gefertigt. Das verformbare Metall kann so gewählt werden, daß weitere vorteilhafte Merkmale wie Korrosionsbeständigkeit hinzukommen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verbindung eines Keramik· oder Glasteils mit einem Verbundstoffteil vorgesehen, wobei das Verbundstoffteil einen Träger und eine mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist, das Verfahren die Schritte der Positionierung des Keramik- oder Glasteils und Verbundstoffieils beinhaltet, so daß sich das Keramik-

odor Glastell neben dor verformbaren Molollschicht befindet, sowie der Befestigung des Keramik- odor Glastolle an dor verformbaren Mot '!schicht durch Ultraschallschweißen.

Mit Hllfo des Verfahrens gemäß diesem Aspekt dor vorllogonden Erfindung kann ein Keramik· odor Glastoll bol Umgebungstemperatur mit dom Trän-u vmΙη.,κΜη werdon. Im Vorglolch zu anderen Vorfahren zur Verbindung zwoior Elomonto, wie zum Bolsplol Diffusionsblndon, die nur bol höhoron Temperaturen stattfinden können, weist dlesos Vorfahren Vorteile auf, Gomöß oinom dritton Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Natrlum/Schwofol-Zollo mit olnom Koramik· odor Glastoll und einem Vorbundstofftoil goschaffon.'wobol das Vorbundstofftoll olnon Träger und oino mechanisch an diesem Träger bofostlgte vorformbaro Metallschicht umfaßt, der Träger aus olnom Matorial gobildot wird, das härter als das verformbare Metall Ist, und wobei das Keramik· odor Glasteil und die verformbare Metallschicht durch olno mittels Ultraschallschweißen entstandene Fostphason-Bindung miteinander vorbunden sind.

Vorzugsweise wird der Träger aus olnom Metall, wie zum Beispiel Stahl, gefertigt, das für den Gefügeaufbou dor Natrium/ Schwofol-Zolle verantwortlich Ist. Bei dom verformbaren Metall kann es sich um Aluminium oder um oin anderes Motall mit vorteilhaften Eigenschaften, wie zum Beispiel Korrosionsbeständigkeit, handeln. Die Gehäuse der Natrium/Schwofol-Zellon können speziell aus Stahl mit einer Korrosionsschutzschicht an der Innenfläche bestehen.

Es wurde festgestellt, daß bei Einsatz olnos Verbundstoffos mit Aluminium und einem weiteren Motall für die Teile einer Natrium/ Schwefel-Zelle, zum Beispiel für den Kasten, durch Ultraschallschweißen zwischen dem Keramikteil und dem Aluminium des Verbundstoffe im Ergebnis der Ultraschallvorformung dos Aluminiums eine Festphasen-Bindung entstehen kann, Die Bindung schafft zwischen dem Keramiktoil und dem Verbundstoff einen hermetischen Verschluß, und es müssen keine weiteren verformbaren Zwlschenolomente oder Bindehilfen zwischen dem Metall und den Keramikteilen verwendet werden. Entsprechend schafft ein viorter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Fertigung einer Natrium/Schwefel-Zolle, wobei die Zelle aus einem Keramik- odor Glastell und einem Vorbundstofftoil besteht, das Verbundstoffteil einen Träger und oino mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Motall ist, das Verfahren die Schritte der Positionierung des Keramik- oder Glasteils und des Verbundstoffteils beinhaltet, so daß sich das Keromikt ill oder Glasteil neben der verformbaren Metellschicht befindet, sowie der Befestigung dos Keramik- oder Glasteils an der verformbaren Metallschicht durch Ultraschallschweißen. Wie bereits erwähnt, kann der Schritt des Ultraschallschweißens bei Umgebungstemperatur stattfinden. Demzufolge verringern sich im Vergleich zu den Binci r nsverfahron nach dem bisherigen Stand der Technik die bei den verschiedenen Zellteilen auftretenden Temperaturwochuoi. Im besondren ei reichen die Spannungen im Glasiervorschluß nicht die hohen Worte, wie sie durch die hohen, für das Diffusionsbinden erforderlichen Temperaturen hervorgerufen werden. Diese Temperaturen belaufen sich selbst beim „Tieftemperatur"diffusionsbinden auf mohr als 300⁰C. Das Verfahren ist ferner durch eine vorteilhafte hohe Geschwindigkeit (weniger als eine Sekunde je Operation) und durch Unkompliziertheit gekennzeichnet. Es ist auffallend, daß die Struktur des Verbundstoffteils sowohl das Ultraschallschweißen zuläßt als auch eine Struktur schafft, bei der sich die Oberflächeneigenschaften des Trägers aufgrund der vorhandenen verformbaren Metallschicht verbessern lassen. Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Fertigung eines Erzeugnisses mit einem Keramik- oder Glasteil und einem Verbundstoffteil geschaffen, wobei das Vorbundstofftell einon Träger und eine mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Metall gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist, die Vorrichtung Möglichkeiten zur Positionierung des Keramik- oder Glasteils und des Verbundstoffteils zueinander besitzt, so daß sich das Keramik- oder Glasteil neben dor verformbaren Metallschicht befindet, sowie Möglichkeiten zur Übertragung von Energie bei einer Ultraschallfrequenz auf dio verformbare Metallschicht über den Träger, wobei die verformbare Metallschicht und das Keramik- oder Glasteil zueinander in Schwingungen versetzt werden und sich dazwischen eine Festphasen-Bindung herausbildet. Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden.

Im folgenden werden an einem Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügton Zeichnungen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.

Fig. 1: zeigt eine Natrium/Schwefel-Zelle nach dem bisherigen Stand derTechnik wie zuvor beschriebsn.

Fig. 2: zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens nach der vorliegenden

Erfindung.

Fig. 3: zeigt einen Teil der Vorrichtung von Figur 2 deutlicher.

Fig. 4: zeigt nur einige Erzeugnisse der breiten Palette, die sich gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen lassen.

Fig. 5 bis 9: sind graphische Darstellungen verschiedener Konstruktionen der Natrium/Schwefel-Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die im erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz gelangen kann. Die beiden durch Ultraschallschweißen miteinander zu verbindenden Teile sind unter der Zahl 10 als die beiden Teile 10a und 10b zu erkennen. Ein Frequenzgenerator 12 mit einer Leistung zwischen 10 und 36kHz wird für die Erzeugung eines Hochfrequenzausgangssignals bei der gewünschten Frequenz verwendet. Dieses Signal ist mit einem piezoelektrischen Kristall 14 gekoppelt, der mit einer geringfügigen Auslenkung bei einer ähnlichen Frequenz wie die des Signals reagiert, Die Auslenkung wird über eine Sonotrode 16 auf Teil 10 übertragen. Die ringförmige Sonotrode 16 ist entsprechend groß und besteht aus gehärtetem Stahl, Titan oder aus einem anderen geeigneten Material, und sie ist so geformt, daß die Ultraschallauslenkung (in Richtung von Pfeil A) verstärkt und im Anschluß an der gewünschten Stelle fokussiert wird. Die Ultraschallauslenkung wird durch Zacken 17 in der Sonotrode 16 auf das Oberteil 10a übertragen. Sobald der Schweißdruck (durch Pfeil B angegeben) auf Teil 10 aufgebracht wird, betten sich die Zacken 17 in der Oberfläche der Sonotrode selbst in das Material ein, wodurch die Ultraschallauslenkung auf das Oberteil 10 a übertragen wird. Das Unterteil 10b ist auf einem im einzelnen in Figur 3 dargestellten Halter 18 angeordnet. Im Gegensatz zu den Verfahren, die nach dem bisherigen Stand der Technik zur Bildung einer Ringschweißnaht zwischen zwei Metallteilen vorgeschlagen wurden, bei denen für die Drehschwingverschiebung des Schweißstifts (Zacken) parallel zum Schweißnahtübergang (zwischen dem Ober- und dem Unterteil) ein Torsionskopplungssystem eingesetzt worden ist, besitzen die vorliegenden Vorrichtungen eine seitlich angetriebene Sonotrode, so daß eo sich bei der Bewegung des Schweißstifts zum Schweißnahtübergang um keine

Torslonsbowogung handelt. Dabei entsteht die Schweißnaht allein durch die fortschreitende Ultraschallauslonkung. Von Vorteil Ist dnbol, daß dlo Schweißnaht aufgrund fohlender Torslonsvorlusto mit weit weniger Energie ontstohon kann. Wahlwolso kann oino Ultraschallschwingschwoißmaechlno zum Einsatz kommon, bei der dlo Sonotrode um dio Achso der aufgebrachten Last schwingt und rotiert.

Der Halter 18 besitzt eine Metallstütze 20. Vorzugsweise bo'indot sich zwischen der Motollstützo 20 und dom Unterteil 10b oln Tragelemont 22 aus einem elastischen, biegsamen oder verformbaren Material. Annohmbare Ergebnisse sind mit nlchtmetallslchen Tragelementen 22 aus olnor Kombination von Kunststoff und Gummi mit rundon oder rechteckigen Querschnitten erzielt wordon. Eine nichtmetallische Einspannvorrichtung 24 In Form eines Spannfutters mit drei Klemmbuckon und einer Kunststoffspitzo en jeder Klemmbacke (obwohl jode ondoro Vorrichtung, wie zum Beispiel olno Spannpatrono, dieselbe Wirkung erzielen wü de) befindet sich auf der Metallstütze 20, sodaß das Untertoll 10b umschlossen wird. Dor Halter 18 hält das Keramikteil 10b in Position, worauf die Relativbewegung zwischen dem Ober· und dem Untertoll 10a, 10b beim Schwelßon stattfinden kann. Es ist festgestellt wordon, daß UoI olnor für dio Verhütung der übermäßigen Bewegung des Unterteils 10b ausreichenden Reibungskraft zwischen dem nichtmetallischen Tragelomont 22 und dem Unterteil 10b boim Schweißen die Klommbacken dos Spannfutters 24 beim Schwelßon am Unterteil 10b nicht befestigt werden müssen, sondern sie können rein für die Positionierung dos Unterteils 10b zum Oberteil 10a oingosotzt wordon.

Falls erforderlich, so kann die Vorrichtung mit geschlossenen Klommbackon des Spannfutters 24 betrlebon worden, so daß das Unterteil 10b zum Oberteil 10a in Position gehalten wird. Daraus können jedoch goringfügigo Probleme hinsichtlich der Positionierung und der Relativbewegung erwachsen, sofern für das nichtmetallische Tragoloment 22 Gummi verwondot wird. Dies ist auf die elastische Vorformung sowie die Rückkehr des Gummis in den Ausgangszustand beim Aufbringen und Entfernen dos Schwoißdrucks zurückzuführen.

Das Oberteil 10a wird mit Hilfe einer einfachen Aufspanneinrichtung oder eines Einlegegerätos (nicht dargestellt) positioniert. Für einige Formen des Schweißbeginns, wie zum Beispiel dann, wenn das Oberteil 10a bezüglich des Unterteils 10b einer übermäßigen Bewegung ausgesetz» ist, wird der Gebrauch der Aufspanneinrichtung bevorzugt. Ein Beispiel dafür wäre das Implantationsschweißen, bei dem sine Sonotrode 16 schwingt, sowie sie mit Teil 10 in Kontakt kommt. Dio in den Figuren 2 und 3 abgebildete Vorrichtung für das Ultraschallschweißen eines Oberteils 10a an ein Unterteil 10b aus Keramik verwies darauf, das Keramikteil mit nichtmetallischen Teilen, wie in Figur 3 beschrieben, zu stützen und zu positionieren. Folgende Gründe sind anzuführen:

1. Ist das Keramikteil an einer Metallstütze irgendeiner Form befestigt, so kann der für das Schweißen der beiden Teilo benötigte Druck das Abplatzen der Keramik an den Berührungsstellen zwischen der Keramik und der Metallstütze verursachen.

2. Da Keramik im gebrannten Zustand selten völlig flach ist, kann es boim Aufbringen eines Drucks auf ein Keramikteil, das von einer Metallstütze gehalten wird, zu Punktbeanspruchung und zu Keramikschäden kommen. Obwohl dies durch Schleifen bis zu einem völlig flachen Keramikteil verhindert worden kann, ist ein solches Vorgehen zeitaufwendig und kostspielig.

3. Das Keramikteil ist so zu befestigen, daß beim Schweißen eine Relativbewegung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil aus Keramik möglich ist. Gezackte Gegensonotroden wie in Vorrichtungen zum Ultraschallschweißen zweier Metalle nach dem bisherigen Stand der Technik lassen sich dafür jodoch nicht einsetzen, da die Zacken nicht in die Keramik eindringen.

Das Metallteil 10a ist ein Verbundstoff, bestehend aus mindestens zwei Komponenten, einer verformbaren Schicht zum Schweißen der Keramik und einem Träger aus einem festeren, härteren oder zäheren Material als die erste Komponente. Die Schicht aus verformbarem Material ist am Träger durch eine Reihe von Vorfahren, wie zum Beispiel Kaltwalzen, Diffusionsbinden, Explosionsschweißen, Ultraschallschweißen, oder mechanisch oder chemisch befestigt. Das Ober- und das Unterteil 10a, 10b liegen so zueinander, daß sich das Keramikteil 10b neben der verformbarem Schicht befindet. (Die verformbare Schicht ist in Figur 3 unter Punkt 10c dargestollt, jedoch nicht maßstabsgerecht.) Ein Beispiel für einen Verbundstoff wäre ein Stahlträger mit einer Dicke von 0,25mm. An jeder Seite wurde in der festen Phase eine Aluminiumschicht aufgeschweißt. (Das Aluminium liefert die verformbare Schicht und ist im allgemeinen nur an der Oberfläche des Stahls erforderlich, die mit der Keramik verbunden werden soll.) Aluminiumbeschichtungen mit einer Dicke von 25 bis 60 Mikrometer sind für dio Erzeugung hermetischer Verschlüsse eingesetzt worden. Es wird angestrebt, Aluminium mit Dicken außerhalb dieses Bereichs - wahrscheinlich bis zu 150 Mikrometer und darüber - zu verwenden.

Die Erfinder wiesen nach, daß auf diese Weise hergestellte Verbundstoffteile unter Bildung eines vollkommen hurmetischen Verschlusses durch Ultraschallschweißen leicht an einem Keramikteil befestigt werden könnten. Der Stahlträger soll die Ermüdungsrißbildung verhindern. Eine weitere Ursache für don Erfolg dieses Verfahrens bei Einsatz dos Verbundstoffteils könnte darin bestehen, daß die Struktur des Verbundstoffteils als Ganzes den Aufbau eines hohen Drucks ander Aluminium/ Keramik-Grer äche während des Schweißens ermöglicht, der sonst nicht möglich wäre. Wie bereits erwähnt, könnte der Stahlträgp . ;., ain anderes Material ersetzt werden, aber es muß zäher oder fester als die Aluminiumbeschichtung sein. Des '"weitere' . (tu das verwendete handelsübliche Aluminium gegen nahezu jede andere Aluminiumlegierung ausgetauscht were j·

Den hleuten wird die Bedeutung der Bauteilform für das Ultraschallschweißen metallischer Teile oder von Kunststoffteilen be' int sein. Demzufolge wird verständlich, weshalb die Bauteilform beim Ultraschallschweißen von Metall- und Keramikteilen '.!.scheidend sein kann. Beim Zusammenschweißen von Metallteilen können Metallteile normalerweise vom Schweißbereich an der Kante des Teils- an Stellen mit starken Querschnitts- und Richtungsänderungen Im Material- abplatzen. Bei Kunststoffen können die Kunststoffe nicht abplatzen, sondern sie schmelzen. Das Abplatzen oder Schmelzen ist auf ein Maximum in der sinusförmigen Energiewelle zurückzuführen, das mit einer der zuvor erwähnten Teilveränderungen zusammenfällt. Daraus resultiert an dieser Stelle ein plötzlicher Energieverlust. Die Erfinder wurden beim Ultraschallschweißen von Keramik- und Metallteilen mit solch schwerwiegenden Problemen nicht konfrontiert, obwohl sie unterschiedliche Energiemengen beobachteten, die von den verschiedenartig geformten und dimensionierten Teilen absorbiert wurden. Bezüglich der Teildicke (d.h. hinsichtlich ihrer Abmessungen zwischen der Sonotrode und dem Tragelement) wird normalerweise darauf verwiesen, daß die Dicke des Unterteils (im vorliegenden Falle der Keramikteilo) unbedeutend ist, während die Dicke des Oberteils bei einem Frequenzgenerator mit einer Leistung von 3 kW etwa 1,5 bis 2 mm nicht überschreiton sollte. Br.i einem zu dicken Oberteil kann die Ultraschallbewegung in das Material absorbiert werden, was auf die Verformbarkeit des Ma'.erials und das Reibungseinspannen an der Grenzfläche zwischen den beiden Teilen zurückzuführen ist. An der Teilnrenzfläche wird dagegen keine Bewegung verursacht. Die Erfinder halten es für wahrscheinlich, daß im vorliegenden Falle -

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bot einer Alumlnlumdicko, dlo sich otwa 200 Mlkromotor nöhort - dor Verbundstoff nur unter Schwlorlgkoiten zu schweißen ist, da es zu olnom Verlust dor SOiftokoltswirkung vom Trager kommen würde, DIo Verformbarkeit doa Aluminiums würde olno Bowogung bewlrkon, dlo vom Aluminium absorbiert wird. DIo Tollgronzflächt würdo dagogon fnststohond bloibon, DIo Erfinder hoben fostgöstollt, daß es zu koinem Vorschluß kommt, als oln Vorsuch ?.um Ultraschallschweißen eines Koremlktolls und oincr Aluminiumschicht mit oinor Dlcko von 450 Mikrometer gostortot wurdo. Wahrscholnllch könnton boi Einsatz von Qenoratoron mit olnor höhoron Leistung dlckoro Materialien vorschweißt worden.

Diozuvor boschriobonon Vorbundstofftollo solion durch Ultroschallschwolßon mit zahlreichen Keramlktoilon verbunden worden können. Ein Bolsplol hierfür wUro Keramik, gonorisch als Alpha-Aluminlumoxld bozelchnot (hergestellt von Wados Ceramics untor dor Bozoichnung UL300), mit folgondor Zusammonsotzung:

Material	Prozontantell
Aluminiumoxid	97,1
Sllika	1,66
Titanlumdioxid	0,01
Eisentrioxid	0,08
KaIk(CaO)	1,13
Magnesiumoxid	0,03
Pottasche	0,01
Soda	weniger als O₁OS

Ein weiteres Beispiel wäre ein qualitotsgomlndortos Aluminiumoxid (hergestellt von Corrs Ceramic) mit folgender Zusammonsotzung:

Material	Prozentantoil
Silika	O bis 3,0
Titaniumdioxid	wonigeralsO,1
Eisentrioxid	weniger als 0,2
KaIk(CaO)	Obis 3,0
Magnesiumoxid	Obis 2,0
Pottp.ouhe	woniger als0,1
Soda	weniger als 0,3
Aluminiumoxid	Rest

Die Schweißparameter für die obigen Materialien lauten beispielsweise folgendermaßen: Parameter Beispiel 1 Beispiel 2

Goneratorfrequenz/kHz	20	20
Verschlußbereich/mm²	30	40
Schweißdruck/kg	69	100
gesamte Energiezufuhr/Ws	140	320
Schwoißdauer/s	0,16	0,18

Unter den Bedingungen des ersten Beispiels wurden hintereinander 250 Bauteilpaare ultrageschweißt, wodurch 250 hermetisch abgeschlossene Baugruppen entstanden. Unter den Bedingungen des zweiten Beispiels wurden stärker variierende Ergebnisse erzielt, wobei die Stellung und das Einspannen der Teile und weitere variable Größen des Schweißverfahrens eine Rolle spielten. Modifikationen dieser Parameter zur Optimierung des Prozesses werden don Fachleuten deutlich

Dio Erfinder versuchten ebenfalls, Alpha-Aiuminiumoxid mit einer Zahl weiterer Metallteile durch Ultraschall zu verschweißen:

0,56 mm dicke NS3-Aluminiumleflierung

0,45 mm dicke NS3-Aluminiumlegierung

0,56 mm dickes handelsübliches Aluminium

0,45 mm dickes handelsübliches Aluminium

0,2 mm dickes, zu 99,99% reines Aluminium

0,15 mm dickes Inconel 600

0,15 mm dicke Feralloy „B"

0,075mm dicke Feralloy „B"

0,2 mm dickes Titaniumdioxid

Die Erfinder ermittelten, daß es möglich ist, eine bestimmte Menge en Aluminiumlegierungen auf dem Keramikteil abzulagern.

Es kommt jedoch nicht zur Herausbildung eines Ringschweißnahtbereichs mit einem intakten, hermetisch abgeschlossenen und vollständigen Gefüge. Bei den anderen untersuchten Materialien wurden geringe Metallmengen auf der Keramikoberfläche abgerieben, es entstand keinerlei Bindung.

Diese Ergebnisse lassen sich mit denen nach dem bisherigen Stand der Technik vergleichen, bsi denen dünne Metallfolien (mit Dicken von 0,1 mm oder geringer) durch Ultraschallschweißen auf Keramikteilen aufgebracht werden. Die Erfinder stellten fest, daß sich dicke Metallteile nur durch Ultraschall auf Keramikteile schweißen lassen, wenn das Metallteil die zuvor beschriebene Form eines Verbundstoffteils aufweist.

Figur 4 zeiqt einige der zahlreichen Erzeugnisse aus Metall- und Keramikteilon, die sich gemäß der vorliegenden Erfindung durch Einsatz einer Technik herstellen lassen, die die Bindung und Bildung hermetischer Verschlüsse zwischen Metallen und Keramik ermöglicht. Diese Erzeugnisse besitzen eine zylinderförmige Geometrie und sind im Detail und im Querschnitt dargestellt.

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Zwecks Vereinfachung Ist dlo Schicht aus vorformbnrom Metall nicht abgebildet, Figur 4a zoigt eine durch Ultrmtthnllvorschluß 34 mit olnom Keramikrohr 32 vorbundono Metallscholbo 30. Ähnliche ToMo sind in allon Figuren mit dcmsolbnn Bezügen gokonruoicnnot, In Figur 4b Ut dos Metalltoll oino rlngförmlgo Scholbo. Das Motolltoil von Figur 4c besitzt oino Vortlofung 30, die an die Koramlkstruktur 32 stößt, wodurch dlo Positionierung dor bolden ToIIo zueinander orfolgt, Figur 4 d macht olii Erzeugnis mit zwei Metallteilen 3On, 30b doutllch. In Figur 4ο ist das mlttloro Motolltoil 30b mit einer Vortlrfung vorsehen, wie bereits beschrieben. DIo Figuren 4f, 4g, 4h und 41 zoigon allesamt Strukturen, boi donon dlo Positionierung der Metall· und Kornmiktollo 30,32 durch Vor Sprünge an Motolltoil 30 orfolgt, die auf dio Kanten dor Aussparungen odor Vompi llngü in der Koramikstruktur stoßen.

In den Flguron 5 bis 8 der Zeichnungen sind vlor vorschlodono Konstruktionen der Natrlum/Schwofol-Zollo, die dor ZoIIo von Figur 1 ähnelt, graphisch dargostollt, dlo sich mit Hilfe dos er'indungsgomäßon Verfahrens auf oinfacho Wolso horstollon Inssoii. Der Einfachholt halber ist dlo Schicht aus verformbarem Metall nicht abgobildot. Die ToIIo dor Zollon, dio don Zelltoilon von Figur 1 entsprochen, besiUon dlosolben Bozügo. DIo Ähnlichkeit ist zwlschon dor ZoIIo von Figur 8 und dor von Figur 1 am größton, die Alpha-Alumlnlumoxldscholbo 5 dient als Verschluß von Schalo 2, sie bositzt nur oino klolno öffnung zwocks Aufnahme des Stromabnehmers 8. In den Zellen der Figuren 5 bis 7 dlont dio Anechlußschoibo 7 zum Vorschluß dor Schalo 2, das Alpha-Aluminlumoxldtell 5 liegt In Form elnos Ringos vor, der an dor offonon Solto dor Schale 2 befestigt Ist, an der sich dio Scheiben 6 und 7 befinden, In allon Zollon lassen sich dio Verbindungen zwischen dem Alpha-Aluminiumoxldtoll 5 und den Metallteilen 6 und 7 nach dem orfindungsgomößen Verfahren horstollon.

Figur 9 der Zeichnungen ?olgt die Konstruktion eines Teils einer weiteren Natrium/Schwofel-Z«lle, die sich auf einfache Welse nach dom Verfahren der vorliogondon Erfindung fertigon läßt.

Bei dieser Konstruktion ist dor Stromabnehmer 8 zu Boglnn an der Anschlußscholbo 7 befestigt odor Toll derselben. Und Scheibo 7 ist dann am Alpha-Alumlnlumoxidtoll G gemäß dom orfindungsgomäßon Verfahren bofostlgt, um den Elektrodenbohälter 3 abzuschließen, wobei dor Stromabnehmer 8 - falls erforderlich - In don Behälter 3 ragt. Wio der Figur zu entnehmen, kann dio Scholbo 7 Toil eines größeren Teils 9 soin, mit dem dio ZoIIo mit anderen Zellen verbunden worden kann, wie beispielsweise In WO 89/00344 beschrieben,

Eine Konstruktion wie in Figur 9 kann im Vorglolch zu den Zollon in Figur 1 zu Vortollen bei dor Herstellung führen. Zu diesen Vortollen zählen eine geringero Gautoilzahl, die auch oinfachor aufgebaut sein können, sowie die Schaffung der erforderlichen Verschlüsse bei Umgebungstemperatur nach dem orfindungsgemäßon Verfahren, nachdem das Natriumelektrodenmaterial in die Elektrolytschale 2 oingofüllt wordon ist.

Bei der Herstellung der Zelle von Figur 1 werden nach der Befestigung der Scheibe 5 an der Schalo 2 die Anschlußscheibe 7 sowie die Verschlußscheibo 6 durch Diffusionsbinden an Scheibe 6 angebracht, Schale 2 mit Natrium (oder Schwefel) gefüllt, Im Anschluß der Stromabnehmer 8 eingeführt und an der Anschlußscheibe 7 angeschweißt. Soll -wie es normalerweise der Fall ist - die Zelle mit weiteren Zellen verbunden werden, so Ist ein interzellulares Verbindungsteil an der Anschlußscheibe 7 oder am Stromabnehmer 8 anzuschweißen.

Bei solchen Zellen existieren vier Schadonsberelche, nämlich: die Diffusionsbindung zwischen Scheibe 6 und Schalo 2; die Diffusionsbindung zwischen Scheibo 5 und don Teilen 6 und 7; die Schweißnaht zwischen Anschlußscheibe 7 und Stromabnehmer 8; Schäden, die durch das Schweißen des interzellulären Verbindungsteils an Anschlußscheibe 7 oder Stromabnehmer 8 verursacht werden.

Bei einer Zelle wie in Figur 9 können nur die Verbindungen zwischen Scheibe 5 und Schale 2, zwischen Anschlußscheibe 7 und Scheibe 5 und möglicherweise zwischen Anschlußscheibe 7 und Stromabnehmer 8 schadhaft werdon. Wie bereits oben diskutiert, erfolgt die Verbindung zwischen der Anschtußscheibo 7 und der Scheibe 5 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Umgebungstemperatur, wodurch die Baugruppe weniger beansprucht wird.

Obwohl in der obigen Boschreibung das Keramikteil, mit dem ein Motalltoil (oder -teile) verbunden werden soll, aus Alpha-Aluminiumoxid besteht, können auch andere Keramikmaterialien eingesetzt werden.

Die Erfinder versuchten ferner, Glasteile und Metallverbundstoffteile durch Ultraschallschweißen miteinander zu verbinden (wie zuvor beschrieben). Dabei wurde festgestellt, daß ein zu dünnes Glasteil bei dor Beanspruchung gegenüber Schäden anfällig ist. Der Auftrag einer bestimmten Aluminiummenge auf das Glas sowie mit der Aluminiumschicht des Verbundstoffes verbundene Glasbereiche sollen dabei jedoch noch möglich gewesen soin. Deshalb wurde die mögliche Bildung von Verschlüssen zwischen einem Verbundstoffteil (wie zuvor beschrieben) und einem glasartigen oder Glasteil für wahrscheinlich gehalten, wenn das Glasteil ausreichend dick und abgestützt war, um der beim Schweißen aufgebrachten Kraft ^u widerstehen. Des weiteren wurde beobachtet, daß die bei einer Schweißung absorbierte Höchstleistung bei einem Glasteil weit geringer als bei einer Schweißung an Alpha-Aluminiumoxid war. Dieser Unterschied soll auf die verschiedene Oberflächenrauliigkeit (Reibungskoeffizient) am Schweißnahtübergang zurückzuführen sein. Die von einem Schweißgenerator beim Ultraschallschweißen abgegebene Höchstleistung ist vom aufgebrachten Schweißdruck abhängig sowie vom Schweißbereich und dem Reibungskoeffizienten zwischen den zu schweißenden Teilen.

Ferner werden Ultraschallschweißungen zwischen Teilen, wie zuvor beschrieben, für möglich gehalten, boi denen der Träger des Verbundstoffteils aus einem der folgenden Materialien besteht: Aluminium mit Keramikfaserverstärkung; Kunststoffe;

Kunststoffe mit Metall-, Keramik- oder Glasfaserverstärkung.

Wie bereits dargestellt, besteht das wesentliche Merkmal darin, daß der Träger aus einem härteren Material besteht als das verwendete verformbare Metall.

Claims

-1- 296Patentansprüche:

1. Erzeugnis mit einem Koinmlk- oder Ginstoll und einem Verbundstofftoll, wobol das Verbundstofftoll einen Träger und eine mechanisch an dlesom Träger bofostigte verformbar Motflllschicht umfaßt, dorTr/iger aus oinom Mutoriöl gobildot wird, dos härter ala dos verformbare Metall ¹St, und wobei das Koromik- oder Glasteil und die vorformbaro Metallschicht durch olne mittels Ultraschollschweißen entstandene Postphaeen-Blndung miteinander verbunden sind,
2. Erze ;gnis nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Trägor aus Metall bosteht.
3. Erzeugnis nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus Stahl besteht und dio verformbare Metallschicht aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium und Aluminiumlegierung?.·!, ausgewählt wird.
4. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbaro Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 450Mikrometer besitzt.
5. Erzeugnis nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 160 Mikrometer besitzt.
6. Erzeugnis nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 60 Mikrometer besitzt.
7. Erzeugnis nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke von mindestens 25 Mikrometer besitzt.
8. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbundstofftoil eine maximale Dicke Im Bereich bis zu und einschließlich 2 mm besitzt.
9. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbundstoffteil laminar ist.
10. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramik- oder Glasteil aus Keramik besteht.
11. Erzeugnis nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramikteil aus Alpha-Aluminiumoxid besteht.
12. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Festphasen-Bindung zwischen dem Keramik- oder ülasteil und dem Verbundstoffteil einen hermetischen Verschluß bildet.
13. Erzeugnis nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Bindung ringförmig ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses mit einem Keramik- oder Glastoil und einem Verbundstoffteil, wobei das Verbundstoffteil einen Träger und eine mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist, das Verfahren die Schritte der Positionierung des Keramikoder Glasteils und des Verbundstoffioils beinhaltet, so daß sich das Keramik- oder Glasteil neben der verformbaren Metallschicht befindei. sowie der Befestigung des Keramik- oder Glasteils an der verformbaren Metallschicht durch Ultraschallschweißen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus einem Metall besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus Stahl besteht und die verformbare Metallschicht aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, ausgewählt wird.
17. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine solche Dicke besitzt, daß das verformbare Metall beim Ultraschallschweißen an einer Grenzfläche zwischen der verformbaren Metallschicht und dem Keramik- oder Glasteil in Schwingungen versetzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 450 Mikrometer besitzt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 150 Mikrometer besitzt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 60 Mikrometer besitzt.
21. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke von mindestens 25 Mikrometer besitzt.

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22. Vorfahron nach irgendeinem dor Ansprücho 14 bis 21, gekennzeichnet dadurch, daß dos Vorbundstofftoil oine maxlmalo Dicke im Borolch bis zu und einschließlich 2mm besitzt.
23. Verfahren nach Irgendeinem der Ansprüche 14 bis 22, gokennzolchnot dadurch, daß das Verbundstofftoll laminar Ist.
24. Verfahren nach Irgendeinern der Ansprücho 14 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramik- oder Glasteil aus Keramik besteht.
25. Vorfahron nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramikteil aus Alpha· Aluminiumoxid besteht.
26. Verfahren nach Irgendeinem der Ansprüche 14 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß dio Festphasen-Bindung zwischon dem Keramik- oder Glaoteil und dem Verbundstoffteil einen hermetischen Verschluß bildet.
27. Verfahren nach Irgendeinem der Ansprücho 14 bis 26, gekennzeichnet dadurch, daß die Bindung ringförmig Ist.
28. Natrlum/Schwefel-Zello mit oinom Keramik- oder Glasteil und einem Verbundstoffteil, wobei das Verbundstoffteil einen Träger und eine mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, derTröger aus einem Material goblldet wird, das härter als das verformbare Metall ist, und wobei das Keramik- oder Glasteil und die verformbare Metallschicht durch eine mittels Ultraschallschweißen entstandene Festphasen-Bindung miteinander verbunden sind.
29. ^atrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 28, die ferner eine Festelektrolytschale aufweist, wobei das Keramik- oder Glasteil eine Keramlksohelbe besitzt, die die offene Seite der Schale verschließt, ein Stromabnehmer durch die Keramikscheibe In die Schale führt, das Verbundstoffteil aus einem elektrisch mit dem Stromabnehmer verbundenen Anschlußteil besteht und das Anschlußteil und die Keramikscheibe durch Festphasen-Bindung miteinander verbunden sind.
30. Natrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 29, gekennzeichnet dadurch, daß die Anschlußscheibe Teil eines Verbindungselements zwecks Verbindung der Zelle mit anderen Zellen ist.
31. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 29 oder 30, gekennzeichnet dadurch, daß die die Anschlußscheibe Teil des Stromabnehmers ist.
32. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 31, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus einem Metall besteht.
33. Natrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 32, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus Stahl und die verformbare Metallschicht aus einem korrosionsbeständigen Material bestehen.
34. Natrium/Schwefel-Zolle nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 33, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbar*) Metallschicht aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, ausgewählt wird.
35. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 34, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 450 Mikrometer besitzt.
36. Natrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 35, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht ui.ie Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 150 Mikrometer besitzt.
37. Natrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 36, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 60 Mikrometer besitzt.
38. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 35 bis 37, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke von mindestens 25 Mikrometer besitzt.
39. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 38, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbundstoffteil eine maximale Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 2 mm besitzt.
40. Natriurn/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 39, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramik- oder Glasteil aus Keramik besteht.
41. Natrium/Schwefel-Zelle nach Anspruch 40, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramikteil aus Alpha-Aluminiumoxid besteht.
42. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 41, gekennzeichnet dadurch, daß die Festphasen-Bindung zwischen dem Keramik- oder Glasteil und dem Verbundstoffteil einen hermetischen Verschluß bildet.
43. Natrium/Schwefel-Zelle nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 42, gekennzeichnet dadurch, daß die Bindung ringförmig ist.

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44. Vorfahren zur Herstellung einer Natrlum/Schwsfel-Zelle mit einem Keramik· oder Qiastell und einem Verbundstoffe!!, wobei das Verbundstofftoll einen Trägor und eine mechanisch an diesom Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Motall Ist, das Vorfahren die Schritte der Positionierung des Keramik· oder Glastells und des Verbundstofftolls zueinander beinhaltet, so daß sich das Keramikoder Glasteil neben der verformbaren Metallschicht befindet, sowie dor Befestigung dos Keramikoder Glasteils an der verformbaren Metallschicht durch Ultraschallschweißen.
45. Verfahren nach Anspruch 44, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus einem Metall besteht,
46. Verfahren nach Anspruch 45, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger aus Stahl und die verformbare Metallschicht aus einem korrosionsbeständigen Material bestehen.
47. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 46, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbaro Metallschicht aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium und Aluminlumleglerungen, ausgewählt wird.
48. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 47, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine solche Dicke besitzt, daß das verformbare Metall beim Ultraschallschweißen an der Grenzfläche zwischen der verformbaren Metallschicht und dem Keramik- oder Glasteil in Schwingungen versetzt wird.
49. Verfahren nach Anspruch 48, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 450 Mikrometer besitzt.
50. Verfahren nach Anspruch 49, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 150 Mikrometer besitzt.
51. Verfahren nach Anspruch 50, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke im Bereich bis zu und einschließlich 150 Mikrometer besitzt.
52. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 49 bis 51, gekennzeichnet dadurch, daß die verformbare Metallschicht eine Dicke von mindestens 25 Mikrometer besitzt.
53. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 52, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbundstoffteil eine maximale Dicke Im Bereich bis zu und einschließlich 2mm besitzt.
54. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 53, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramikoder Glasteil aus Keramik besteht.
55. Verfahren nach Anspruch 54, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramikteil aus Alpha-Aluminiumoxid besteht.
56. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 55, gekennzeichnet dadurch, daß die Festphasen-Bindung zwischen dem Keramik- oder Glasteil und dem Verbundstoffteil einen hermetischen Verschluß bildet.
57. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 44 bis 56, gekennzeichnet dadurch, daß die Bindung ringförmig ist.
58. Vorrichtung zur Herstellung eines Erzeugnisses mit einem Keramik- oder Glasteil und einem Verbundstoffteil, wobei das Verbundstoffteil einen Träger und eine mechanisch an diesem Träger befestigte verformbare Metallschicht umfaßt, der Träger aus einem Material gebildet wird, das härter als das verformbare Metall ist, die Vorrichtung Möglichkeiten zur Positionierung des Keramik- oder Glasteils und des Verbundstoffteils zueinander beinhaltet, so daß sich das Keramikoder Glasteil neben der verformbaren Metallschicht befindet, sowie zur Energieübertragung bei einer Ultraschallfrequenz auf die verformbare Metallschicht über den Träger, wobei zwischen dem Keramik- oder Glasteil und der verformbaren Metallschicht eine Festphasen-Bindung gebildet wird.
59. Vorrichtung nach Anspruch 55, gekennzeichnet dadurch, daß das Keramik- oder Glasteil aus Keramik besteht.
60. Vorrichtung nach den Ansprüchen 58 oder 59, gekennzeichnet dadurch, daß die Möglichkeiten zur Positionierung des Keramik- oder Glasteils und des Verbundstoffteils ein Tragelement zum Halten des Keramik- oder Glasteils besitzen, wobei das Tragelement aus einem elastischen, biegsamen oder verformbaren Material besteht.
61. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 58 bis 60, gekennzeichnet dadurch, daß die Festphasen-Bindung zwischen dem Keramik- oder Glasteil und dem Verbundstoffteil einen hermetischen Verschluß bildet.
62. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 58 bis 61, gekennzeichnet dadurch, daß die Bindung ringförmig ist.

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