DE102013021278B3 - Method for electrically conducting a connection to a contact element - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden einer elektrischen Leitung, welche einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweist, mit mindestens einem aus Metall bestehenden Kontaktelement durch Ultraschall-Schweißen angegeben. Zunächst wird an einem ersten Ende der Leitung deren von der Isolierung befreiter Leiter an ein erstes Kontaktelement angeschweißt. Daraufhin wird die Leitung im Bereich ihres zweiten Endes in einem an ihrer Isolierung anliegenden Werkzeug fest eingespannt und danach wird am zweiten Ende der Leitung deren dort ebenfalls von der Isolierung befreiter Leiter mit einem zweiten Kontaktelement verschweißt.There is provided a method of electrically conducting an electrical lead comprising a conductor surrounded by insulation with at least one metal contact element by ultrasonic welding. First, at a first end of the line whose conductor freed from the insulation is welded to a first contact element. Then, the line is firmly clamped in the region of its second end in a voltage applied to their insulation tool and then welded at the second end of the line there also freed from the insulation conductor with a second contact element.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden einer elektrischen Leitung, welche einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweist, mit mindestens einem aus Metall bestehenden Kontaktelement durch Ultraschall-Schweißen.The invention relates to a method for electrically conductive connection of an electrical line having a conductor surrounded by an insulation, with at least one metal contact element by ultrasonic welding.
Anlagen zum Verschweißen zweier Gegenstände mittels Ultraschalls sind seit langem bekannt. Sie bestehen aus einer Sonotrode und einem Amboß, zwischen welchen die zu verschweißenden Gegenstände positioniert und mittels hochfrequenter Schwingungen unter Druck miteinander verschweißt werden. Ein entsprechendes Verbindungsverfahren hat sich insbesondere bei elektrischen Leitern, die als mehrdrähtige Litzen ausgeführt sind durchgesetzt, welche mittels Ultraschalls mit einem am Amboß fest eingespannten Kontaktelement verschweißt werden sollen. Die einzelnen Drähte eines solchen Leiters werden dabei aufgefächert und auf ein entsprechend breites Kontaktelement gelegt. Sie werden durch die mit hochfrequenter Schwingung bewegte Sonotrode der Ultraschall-Schweißanlage, die höchstens so breit wie das Kontaktelement ist, gegen das auf dem Amboß fixierte und durch diesen gestützte Kontaktelement gedrückt. Auf diese Weise werden alle Drähte des Leiters mit dem Kontaktelement verschweißt und es entsteht eine stabile Verbindung von Leiter und Kontaktelement. Die Schweißverbidudung bleibt stabil erhalten, wenn sichergestellt ist, daß keine externen Erschütterungen auf dieselbe einwirken können. Solche Erschütterungen können beispielsweise über die Leitung bzw. deren Leiter von einer fernen Quelle her übertragen werden, insbesondere dann, wenn die Leitung relativ kurz ist. Derartige Erschütterungen können zu einer Schädigung der an sich fertigen Schweißverbindung führen. Der geschilderte Sachverhalt gilt auch für Leitungen mit massiven elektrischen Leitern, die beispielsweise als Flachleiter mit etwa rechteckigem Querschnitt ausgeführt sind.Systems for welding two objects by means of ultrasound have long been known. They consist of a sonotrode and an anvil, between which the objects to be welded are positioned and welded together by means of high-frequency vibrations under pressure. A corresponding connection method has prevailed especially in electrical conductors which are designed as multi-stranded strands, which are to be welded by means of ultrasound with a fixedly clamped to the anvil contact element. The individual wires of such a conductor are fanned out and placed on a correspondingly wide contact element. They are pressed by the high-frequency oscillation moving sonotrode of the ultrasonic welding system, which is at most as wide as the contact element, against the fixed on the anvil and supported by this contact element. In this way, all the wires of the conductor are welded to the contact element and there is a stable connection of the conductor and contact element. The Schweißverbidudung remains stable, if it is ensured that no external shocks can act on the same. Such vibrations can be transmitted, for example via the line or the conductor thereof from a remote source, especially if the line is relatively short. Such shocks can lead to damage to the per se finished welded joint. The described facts also apply to cables with solid electrical conductors, which are designed for example as a flat conductor with an approximately rectangular cross-section.
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu gestalten, daß keine störenden Erschütterungen über die Leitung auf die an einem Ende derselben befindliche Schweißstelle übertragen werden können.The invention has for its object to make the initially described method so that no disturbing vibrations can be transmitted via the line to the welding point located at one end thereof.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- – daß zunächst an einem ersten Ende der Leitung deren von der Isolierung befreiter Leiter an ein festes Kontaktelement angeschweißt wird,
- – daß daraufhin die Leitung im Bereich ihres zweiten Endes in einem an ihrer Isolierung anliegenden Werkzeug fest eingespannt wird und
- – daß danach am zweiten Ende der Leitung deren dort ebenfalls von der Isolierung befreiter Leiter mit einem zweiten Kontaktelement verschweißt wird.
- In that, first of all, at a first end of the line, the conductor, which has been freed from the insulation, is welded to a fixed contact element,
- - That then the line is firmly clamped in the region of its second end in a voltage applied to their insulation tool and
- - That thereafter at the second end of the line whose there likewise freed from the insulation conductor is welded to a second contact element.
Mit diesem Verfahren wird zunächst an einem Ende der Leitung ein erstes Kontaktelement mittels Ultraschalls angeschweißt. Das wird in grundsätzlich bekannter Technik durchgeführt. Der Leiter ist dann bei einer störungsfreien Arbeitsweise fest und elektrisch leitend mit dem Kontaktelement verbunden. Bevor das zweite Kontaktelement am anderen Ende der Leitung mittels Ultraschalls angeschweißt wird, wird die Leitung an diesem Ende fest eingespannt, und zwar mittels eines Werkzeugs, welches an der Isolierung der Leitung angreift und dieselbe rundum fest umfaßt. Die dabei erzeugte Anpreßkraft muß eine ausreichend feste Halterung der Leitung sicherstellen. Sie darf aber nicht zu einer Beschädigung der Leitung bzw. des Leiters derselben führen. Das zweite Ende der Leitung ist durch diese rundum angreifende Anpreßkraft so festgelegt, daß an diesem Ende auftretende Erschütterungen sich nicht auf das erste Ende auswirken können. Das gilt insbesondere für die beim Ultraschallschweißen erzeugten Schwingungen der Sonotrode, die sich nicht in Leitungsrichtung ausbreiten können. Die erste Schweißstelle wird also durch den zweiten Schweißvorgang nicht störend beeinflußt. Sie bleibt unverändert stabil erhalten.With this method, a first contact element is initially welded by means of ultrasound at one end of the line. This is done in basically known technique. The conductor is then firmly and electrically connected to the contact element in a trouble-free operation. Before the second contact element is welded at the other end of the line by means of ultrasound, the line is firmly clamped at this end, by means of a tool which engages the insulation of the line and the same all around firmly. The contact pressure generated must ensure a sufficiently strong support of the line. However, it must not lead to damage to the cable or the conductor of the same. The second end of the line is determined by this all-round pressing force so that occurring at this end shocks can not affect the first end. This applies in particular to the vibrations of the sonotrode generated during ultrasonic welding, which can not propagate in the direction of the line. The first weld is thus not disturbed by the second welding process. It remains stable unchanged.
Die Leitung wird in diesem Sinne am zweiten Ende mit Vorteil durch ein rundum angreifendes Werkzeug festgelegt, das zwar eine rundum wirkende Anpreßkraft erzeugt, jedoch die Leitung nicht beschädigt. Das Werkzeug dringt aber geringfügig in die Isolierung der Leitung ein. Es erzeugt dort eine Markierung, welche an der fertig bestückten Leitung gut erkennbar ist.The line is determined in this sense at the second end with advantage by an all-attacking tool, which indeed produces an all-round pressing force, but does not damage the line. The tool penetrates but slightly into the insulation of the line. It generates a mark there, which is clearly recognizable on the ready equipped line.
Das Verfahren nach der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.The method according to the invention will be explained below with reference to the drawings as an exemplary embodiment.
Es zeigen:Show it:
Die mit dem Verfahren nach der Erfindung zu bearbeitende Leitung hat mit Vorteil einen aus einer Vielzahl von Drähten aus Metall bestehenden Litzenleiter. Der Leiter kann aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung oder aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bestehen. Kontaktelemente sind im Wesentlichen ebene Platten oder Scheiben aus Metall. Sie bestehen mit Vorteil aus Kupfer. Im Einsatzfall sind an die Kontaktelemente jeweils mehrere elektrische Leitungen bzw. Leiter angeschlossen. Die Leitung soll im vorliegenden Fall als Verbindungsleitung zwischen zwei Kontaktelementen dienen, mit denen ihr Leiter durch Ultraschall verschweißt ist. Sie kann eine Länge von beispielsweise 20 cm haben. Statt des Doppelworts „Ultraschall-Schweißanlage” wird im Folgenden der Einfachheit halber nur das Wort „Schweißanlage” verwendet.The line to be processed by the method according to the invention advantageously has a stranded conductor made of a plurality of metal wires. The conductor may be made of copper or a copper alloy or of aluminum or an aluminum alloy. Contact elements are essentially flat plates or discs of metal. They are advantageously made of copper. In the case of use, a plurality of electrical lines or conductors are respectively connected to the contact elements. The line should serve in the present case as a connecting line between two contact elements with which their conductor is welded by ultrasound. It can have a length of for example 20 cm. Instead of the double word "ultrasonic welding system", in the following, for the sake of simplicity, only the word "welding system" will be used.
Die in
Das Verfahren nach der Erfindung wird beispielsweise wie folgt durchgeführt:
Am ersten Ende
At the
Nach Verschweißung des ersten Endes
Das Werkzeug
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- 2013-12-17 DE DE102013021278.2A patent/DE102013021278B3/en active Active
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