DE3316873A1

DE3316873A1 - Vorrichtung zum verbinden elektrischer leiter

Info

Publication number: DE3316873A1
Application number: DE19833316873
Authority: DE
Inventors: Herbert 6107 Reinheim Knapp
Original assignee: Schunk Ultraschalltechnik GmbH
Current assignee: Schunk Ultraschalltechnik GmbH
Priority date: 1983-05-07
Filing date: 1983-05-07
Publication date: 1984-11-15

Description

Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter vorzugsweise in Form von Litzen umfassend eine Schallschwingungen erzeugende mit einem Booster amplitudenverstärkend arbeitende Sonotrode sowie einem als Amboß dienenden Gegenlager.

Um zwei oder mehr elektrische Leiter zu verbinden, wird die Knotenstelle normalerweise mit einer Hülse überdeckt, um diese dann mit den Leitern zu vercrimpen und gegebenenfalls anschließend zu verschweißen. Dies kann durch Löten, Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen erfolgen. Der Nachteil dieser Verbindungsarten besteht grundsätzlich darin, daß die Montage zeitaufwendig ist, da die Leiterenden in die Hülse zunächst eingebracht werden müssen, um anschließend eine feste Verbindung herzustellen. Eine Vorrichtung zum Verbinden von elektrischen Leitern in Form von Litzen mit einem metallischen Träger ist der DE-AS 26 21 508 zu entnehmen, bei der der elektrische Leiter in einer als Amboß ausgebildeten Gegenlager einer Ultraschallschweißvorrichtung eingelegt wird. Sodann wird auf dem Amboß der mit dem Leiter zu verbindende elektrische Träger aufgelegt, um anschließend die Sonotrode in Richtung des Ambosses zu bewegen. Um den Träger mit unterschiedlichen Leiterdurchmessers

COPY

• V

verbinden zu können,- weist der Amboß federbeaufschlagte bewegliche Schieber auf, auf die die Sonotrode abgesenkt werden kann. Dabei ist der Abstand zwischen "den Schiebern stets kleiner als die entsprechen- - de Erstreckung der anliegenden Sonotrodenflachen.

Um zum Beispiel in der Automobilindustrie Litzen zu verschweißen, werden diese aus Kabelbrettern geführt entnommen, um sie dann mittels einer Handzange zu crimpen. Anschließend erfolgt ein Verlöten. Diese Knotenherstellung hat nicht nur den Nachteil, daß sie recht zeitaufwendig ist, sondern zusätzlich besteht die Gefahr, daß die Knotenpunkte durch Oxidation angegriffen werden, so daß infolgedessen später in der elektrischen Versorgung der Automobile Störungen auftreten können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere zur Verwendung in der · Automobilindustrie derart auszubilden, daß ein problemloses, kostengünstiges und rationelles Verbinden elektrischer Leiter vorzugsweise in Form von Litzen ermöglicht wird, ohne daß die zu verbindenden Leiter mit einer Hülse umgeben und anschließend verschweißt werden müssen, wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, daß die Gefahr von durch Oxidation herrührenden Störungen nicht gegeben und außerdem eine leichte Anpassung an unterschiedliche Leiterstärken möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mobil ausgebildet ist und daß zur Bildung eines die zu verbindenden Leiter aufnehmenden Verdichtungsraums die Sonotrode zumindest eine Ausnehmung oder einen Vorsprung aufweist, die bzw. der zumindest ein Vorsprung oder eine Ausnehmung zugeordnet ist, der bzw. die an dem Amboß vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird demzufolge ein Handgerät zum Verbinden elektrischer Leiter zu Knoten zur Verfügung gestellt, das zum Beispiel in der Automobilindustrie eingesetzt werden kann. Dabei brauchen die von einem Kabelbrett

ι • .' " I

stammenden Litzen nur noch in den Verdichtungsraum eingebracht' werden, um dann durch Erregung der Sonotrode vorzugsweise im; Ultraschallbereich ein Verschweißen zu ermöglichen. Demzufolge ent- = fällt der Crimpvorgang. Durch das Ultraschallverschweißen ist ferner, der Vorteil gegeben, daß die Einzellitzen so innig miteinander ver-1 bunden sind, daß durch Oxidation keine elektrische Störungen auf-j treten können. Durch die mobile Ausbildung der Vorrichtung, also der;

Zurverfügungstellung des Handgerätes ergibt sich ferner der Vorteill, ΐ daß mehrere Handgeräte von einer einzigen Steuerung bzw. von einem einzigen Generator versorgt werden können, so daß dadurch kosten-, mäßig eine Einsparung gegeben ist. Ferner ist -wie erwähnt- nur_: noch ein einziger Verfahrensschritt erforderlich, um die Knoten herzustellen, nämlich nur noch das Verschweißen der Leiter mittels Ultraschall.

Um ein einfaches Einbringen in den Verdichtungsraum zu ermöglichen, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Amboß und die Sonotrode jeweils um eine Achse kippbar ausgebildet, wobei die Achsen ' vorzugsweise einen rechten Winkel zueinander beschreiben.

Dabei kann der Amboß von der Sonotrode weggekippt werden, um so · den Verdichtungsraum zu öffnen, also ein einfaches Entnehmen der Leiter zu ermöglichen. Bevor die Leiter eingebracht worden sind,] kann der Amboß wieder in Richtung der Sonotrode gekippt werden. Anschließend kann in den Verdichtungsraum die Litze eingelegt werden. Sodann kann die Sonotrode angehoben also entlang des Ambosses bewegt werden, um mittels Ultraschall die Verschweißung vorzunehmen. Selbstverständlich könnten die zuvor beschriebenen Bewegungsabläufe bezüglich der Kipp- bzw. Schwenkvorgänge von Amboß und Sonotrode umgekehrt erfolgen, ohne daß dadurch die erfindungsgemäße Lehre eine Änderung erfahren würde.

In weiterer hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung bilden Sonotrode und Booster eine Einheit, so daß sich dadurch eine überaus kompakte Baueinheit ergibt. Dies macht sich insbesondere bei der

Verwendung als Handgerät positiv bemerkbar. In einer weiteren Ausführungsform weist die Sonotrode an der Umfangsfläche zumindest eine Ausnehmung auf, die von einer Sonotrodenrandfläche ausgeht, die entlang einer einen der Ausnehmung angepaßten Vorsprung aufweisenden Flächen . des Ambosses verschiebbar ist. Selbstverständlich sind der Vorsprung und die Ausnehmung derart aufeinander abgestimmt, daß eine Wechselwirkung mit dem Sonotrodenkopf erfolgt, wodurch letztendlich die Verschweißung ermöglicht wird. Um ein einfaches Kippen bzw. Anheben des Ambosses bzw. der -Sonotroden -Booster-Einheit zu ermöglichen, werden diese mittels Pneumatikzylinder betätigt. Dabei kann der Zylinderkolben über ein Gelenk mit der Sonotroden-Booster-Einheit bzw. deren Halterung verbunden werden, um eine starre Verbindung, die zu Zerstörungen führen könnte, auszuschließen. Die die Sonotrode und den Booster zumindest in einem Abschnitt umgebende Halterung ist dabei vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildet, von der selbst ein Handgriff oder ein ähnlich wirkendes Element ausgeht, um die Handvorrichtung erfassen zu können. Ferner kann die Vorrichtung mit einem Halteelement verbunden sein, um somit die mobile Vorrichtung in etwa in der Position zu halten, von der aus das Einlegen und Verschweißen der Leiter erfolgen soll. Mit anderen Worten wird die Vorrichtung zum Beispiel über ein Seil abgehängt, das zum Beispiel von einer Decke oder einem anderen Halteelement ausgeht.

In weiterer Ausgestaltung umfaßt die Sonotrode ein Vieleck bildende eben verlaufende die Umfangsfläche darstellende Randflächen, in deren Schnittpunkten Ausnehmungen vorzugsweise unterschiedlicher Dimensionierung angeordnet sind. Demzufolge befindet sich auf der Peripherie der Sonotrode bzw. des Sonotrodenkopfs eine Vielzahl von Ausnehmungen, die mit entsprechenden Vorsprüngen des Ambosses in Wechselwirkung treten können, um Verdichtungsräume unterschiedlicher Abmessungen für Leiter unterschiedlicher Stärken bzw. unterschiedlicher Anzahl zur Verfugung zu stellen.

Die an die Abmessungen der zu verbindenden Leiter angepaßten Ausnehmungen werden vorzugsweise durch zwei in Sonotrodenlängsrichtung verlaufende Schenkel begrenzt, von denen der zur zugeordneten Randfläche versetzt angeordnete parallel zu dieser verläuft und der von der Randfläche ausgehende zu dieser einen Winkel von 90 oder weniger beschreibt, wobei der Übergang zwischen den ₍ Schenkeln vorzugsweise rund wie zum Beispiel konkav ist. Insbesondere wenn der Winkel zwischen den Schenkeln kleiner als 90 ist, wird sichergestellt, daß die eingelegten Leiter nicht herausrutschen können. Durch den runden Übergang zwischen den Schenkeln wird sichergestellt, daß das verschweißte Endprodukt keine scharfen Kanten aufweist.

Damit der Knotenpunkt von den verschweißten Leitern eine besonders hohe Festigkeit aufweist, ist in einer weiteren besonders erwähnenswerten Ausgestaltung der Erfindung der parallel zur zugeordneten Randfläche verlaufende Abschnitt (Schenkel) der Ausnehmung parallel zur Verschiebungsrichtung entlang der Randfläche des Ambosses durch abwechselnd angeordnete Erhebungen und Vertiefungen strukturiert, um sogenannte Riefen zu bilden, die zum Beispiel durch Funkenerosion '— eingeschnitten werden können. Nach einer weiteren Ausgestaltung der

Erfindung weist der Amboß vorzugsweise mehrere unterschiedliche Vorsprünge aufweisende Flächen auf, entlang derer Sonotrodenflächen r^· verschoben werden können oder umgekehrt. Dadurch wird die bereits

aufgezeigte Möglichkeit eröffnet, daß aufgrund der unterschiedlichen Dimensionierungen der Vorsprünge auch unterschiedliche Leiterstärken miteinander verschweißt werden können, ohne daß in Abhängigkeit von der Leiterstärke bzw. der Anzahl der Leiter unterschiedliche Ambosse Verwendung finden müssen. Um den gewünschten Vorsprung einer bestimmten Ausnehmung zuordnen zu können, kann der Amboß um seine Hauptachse gedreht werden. Dabei verläuft die Hauptachse parallel zur Verschiebungsrichtung der Sonotrode. Die am Amboß angeordneten Vorsprünge werden dabei vorzugsweise jeweils durch eine Stufe gebildet, deren einer (erster) Abschnitt der Randfläche entspricht bzw.

AO

von dieser ausgeht; entlang der die Sonotrode verschoben wird. Der andere" (zweite) Abschnitt beschreibt hierzu einen Winkel von vorzugsweise 90 , wobei die seitliche' Erstreckung gleich oder kleiner als die Tiefe der zuzuordnenden Ausnehmung der Sonotrode ist. Ferner besteht die entlang der 'Randfläche 'der Sonotrode verlaufende Fläche des Ambosses aus"" gehärtetem Material/ um eine^; hohe Standfestigkeit zu geben._ -.--- ■· -- - -·

Schließlich kann ^; die' Hauptachse des Ambosses zu der Schwingungsrichtung der Sonotrode' einen -Winkel von (90 _+ 20 ) beschreiben, wobei -dieser unter ^: anderem 'von "den zu verschweißenden Leitermaterialieh · abhängig ist. Durch "diese geometrische Konfiguration ergibt sich der weitere Vorteil, daß die verschweißten Knoten eine hohe Stabilität aufweisen.' Um "die Achse/ um die die Sonotrode-Booster-Einheit verschwenkbar ist," beim Schweißvorgang nicht unnötigen Querlatten auszusetzen, ist in weiterer 'Ausgestaltung der Erfindung die Sonotrode bzw. deren Halterung' auf der dem Amboß gegenüberliegenden Seite von einem" "Gegenlager abstützbar. Dieses Gegenlager kann als ein um eine parallel oder nahezu parallel zur Sonotrodenlängsachse drehbar angeordnetes Rad ausgebildet sein.

Weitere Einzelheiten, 'Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel. ^; ■ .■■-:-■■-·■■■
-.:■=.:-.-Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ultraschallschweißhandgeräts,

, 30 Fig. 2 die Seitenansicht nach Fig. 1, jedoch teilweise weggebrochen und

Fig. 3 . eine Vorderansicht des Gerätes nach Fig. 1, teilweise weggebrochen.

Das in · den Figuren dargestellte Ultraschallschweißhandgerät 10. dessen Einsatz insbesondere für die Automobilindustrie bestimmt is' und mit Hilfe dessen nicht dargestellte zum Beispiel von einen Kabelbrett entnommene Litzen zu Knoten verschweißt werden sollen, umfaßt einen aus einer nicht näher bezeichneten Bodenplatte und Seitenwangen bestehenden Rahmen 11, der u.a. eine Sonotrode 12, einen Booster 14, einen Konverter 16 sowie einen Amboß 18 als wesentliche Bestandteile aufnimmt. Dabei ist zunächst ein Teil der Sonotrode 12 und des Boosters 14 von einer vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildeten Halterung 20 umgeben. Diese Halterung wird an zwei Lagerstellen 60 geklemmt. Dieses Festklemmen kann dabei derart erfolgen, daß die Lagerstellen 60 einen in Längsrichtung der Halterung 20 verlaufenden Längsschlitz aufweist, der mittels Schrauben 22 in seinem Abstand derart veränderbar ist, daß die Halterung 20 an zwei Stellen festgeklemmt wird. Dabei ist in erfindungsgemäßer Ausgestaltung die Sonotrode 12 und der Booster 14 als durchgehende Einheit ausgebildet, so daß sich eine überaus kompakte Einheit ergibt. Dies macht sich vorteilhaft bei den Abmessungen des erfindungsgemäßen Handgerätes 10 bemerkbar.

:

Von den Lagerstellen 60 geht ferner ein Handgriff 24 aus, um so das Handgerät im gewünschten Umfang bewegen zu können. Um eine Gewichtsentlastung dabei vorzunehmen, kann der Handgriff bzw. die r~\ Bodenplatte 11 eine nicht dargestellten Öse aufweisen, die ihrerseits

mit einem Halteelement verbunden ist, über das eine Gewichtsabtragung erfolgt. Dadurch ergibt sich eine einfache Handhabung der Vorrichtung 10.

Der Handgriff 24 ist ferner von einer Arretiervorrichtung 26 durchsetzt, die es ermöglicht, daß die Sonotrode 12 und damit auch der Booster 14 und der Konverter 16 in nachstehend noch näher zu beschreibender Art gedreht werden kann. Schließlich ist darauf hinzu-

Al

weisen, daß der Booster 14 über eine Verbindungsschraube 28 mit dem Konverter 16 verbunden ist, der seinerseits an einen nicht dargestellten Generator angeschlossen ist.

Wie den Figuren des weiteren zu entnehmen ist, ist die Booster-Sonotroden-Einheit 12, 14 und damit der Konverter 16 und der Handgriff 24 um eine Achse 30 kipp- bzw. schwenkbar ausgebildet, die senkrecht zu der Längsachse der Sonotroden-Booster-Einheit verläuft. Dabei kann die Achse von dem - Gehäuse 11 ausgehenden Seitenwangen oder aber auch durch von der Grundplatte ausgehende Stege gehalten werden. Eine andere Befestigungsmöglichkeit für die Achse 30 ist selbstverständlich auch möglich. Der Amboß 18 ist um eine Achse 32 kipp- bzw. schwenkbar, wobei diese senkrecht zu der Achse 30 verläuft. Mit anderen Worten beschreiben die Achsen 30 und 32 für die Kipp- bzw. Schwenkbewegungen der Sonotroden-Booster-Einheit und des Ambosses zueinander einen rechten Winkel.

Das Kippen bzw. Verschwenken der zuvor beschriebenen Elemente erfolgt dabei mittels Pneumatikzylinder 34 bzw. 36. Dabei kann der aus dem Pneumatikzylinder 36 herausragende Zylinderkolben 38 über zum Beispiel ein Stellrad 40 hinsichtlich seines Hubs verstellt werden, um so den Umfang der Schwenkbewegung der Sonotroden-Booster-Einheit einzustellen. Um eine starre Verbindung zwischen dem Kolben 38 und der erwähnten Einheit auszuschließen, die andernfalls zu Zerstörungen führen könnte, befindet sich zwischen jenem und der einen Lagerstelle 60 bzw. einem mit diesem verbundenen Abschnitt 42 ein Gelenk 44, durch das eine zu harte Kraftübertragung vermieden wird. Ferner ist auf der dem Amboß 18 gegenüberliegenden Seite der die Sonotroden-Bcoster-Einheit umgebenden Lagerstelle 60 ein Gegenlager 46 angeordnet, das im vorliegenden Fall eine die Kipp- bzw. Schwenkbewegung nicht störende Radanordnung darstellt. Das Gegenlager 46 stellt sicher, daß bei dem nachfolgend näher zu beschreibenden Schweißungsvorgang der von der Sonotrode 12 und dem Amboß 18 erfaßten nicht dargestellten elektrischen Leiter eine unerwünschte seitliche Krafteinwirkung auf die Achse 30 unterbleibt.

Die Sonotrode 12 umfaßt einen Sonotrodenkopf 48, der an seiner Umfangsfläche Ausnehmungen aufweist, von denen eine mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist. Der Amboß 18, der im Ausführungsbeispiel T-förmig ausgebildet ist, weist Vorsprünge auf, von denen gleichfalls nur einer mit einem Bezugszeichen versehen ist (Bezugszeichen 52). Dabei ist der Vorsprung 52 der Ausnehmung 50 derart angepaßt, daß' bei angehobener Sonotrode 52 ein Verdichtungsraum 54 zur Verfügung gestellt wird, " in der eingebrachte elektrische Leiter verschweißt werden können. Um den Verdichtungsraum 54 zu schließen, wird dabei eine in die Ausnehmung 50 mündende Randfläche 56 entlang einer in den Vorsprung 52 übergehenden Randfläche 58 bewegt, um anschließend durch in Schallschwingungen versetzter Sonotrode 12 die eingebrachten elektrischen Leiter zu verschweißen. Nach Beendigung des Schweiß Vorganges kann dann die Sonotrode 12 in die Grundposition rückbewegt werden, also nach unten weggekippt werden. Gleichzeitig kann der Amboß 18 von der Sonotrode seitlich weg (um die Achse 32) bewegt werden, um so ein einfaches Entfernen der verschweißten Leiter zu ermöglichen. Gleiches gilt in umgekehrter Reihenfolge für das Einlegen von Leitern.

. :

Zu der Sonotrodenkopfgestaltung 48 und dem zugeordneten Amboß 18 ist nun folgendes zu bemerken.

Der Sonotrodenkopf 48 weist im Ausführungsbeispiel an seiner Umfangs— fläche ingesamt vier Ausnehmungen auf, die in den Schnittpunkten von die Umfangsfläche bildenden eben verlaufenden Randflächen liegen. Mit anderen Worten wird im vorliegenden Fall der Querschnitt des Sonotrodenkopfes 48 von einem Quadrat gebildet, dessen Ecken durch Ausnehmungen ersetzt worden sind. Der Amboß 18 ist nun so ausgebildet, daß entlang der Randfläche 58 die Begrenzungsfläche 56 des Scnotrodenkopfes verschiebbar ist. Ferner ist jede Ausnehmung des Sonotrodenkopfes 48 einer der Vorsprünge des Ambosses 18 zugeordnet, so daß sich bei angehobener Sonotrode 12 der Verdichtungsraum 54 ergibt.

* ff

AU

Wie erwähnt befindet sich in der Grundstellung die Sonotrode 12 in einer unteren -im Ausführungsbeispiel dargestellten- Position. Der Amboß 18 kann um die Achse 32 von der Sonotrode 12 weggekippt werden, um so in den Bereich zwischen der Ausnehmung 50 und der Begrenzungsfläche 58 die verbundenen Leiter zu entnehmen. Bevor die

Leiter eingelegt werden, wird der Amboß wieder zur Sonotrode gei
j kippt. Sodann wird der Amboß 18 auf die Sonotrode zubewegt.

j Anschließend erfolgt ein Anheben der Sonotrode 12 um die Achse 30.

Sodann werden von dem nicht dargestellten Generator elektrische Impulse auf den . Konverter gegeben, wodurch mechanische Schwingungen erzeugt werden können. Diese werden über das Verbindungsstück 28 auf den Booster 30 gegeben, durch den eine Transformation der Schwingungen auf die gewünschte Amplitude erfolgt. Diese wird dann über die Sonotrode 12 bzw. den Sonotrodenkopi

3-5 48 auf das zwischen diesem und dem Amboß 18 eingebrachte Leitermaterial übertragen, um so die Verschweißung vorzunehmen. Nach Beendigung des Schweißvorganges, der vorzugsweise mit Ultraschallschwingungen erfolgt, jedoch auch im 10 kHz-Bereich liegen kann_r wird die Sonotrode 12 entlang der Fläche 58 nach unten bewegt, damit anschließend der Amboß 18 um die Achse 32 weggeschwenkt werder kann. Dadurch wird der Verdichtungsraum 54 geöffnet, um die zu einem Knoten verbundenen elektrischen Leiter entfernen zu können. .

Die Ausnehmungen des Sonotrodenkopfes können dabei verschiedene 2d Größen aufweisen. Gleiches gilt bezüglich der Dimensionierung der Ycrsprünge des Ambosses 18. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, mi" :::.-.e- einzigen Amboß 18 und einer einzigen Sonotrode 12 bzw. Sjnoirodenkopf 48 Leiter unterschiedlicher Dicke bzw. Anzahl verschweißen zu können. Mit anderen Worten können unterschiedlich große Verdichtungsräume dadurch gewonnen werden, daß entweder die Sonotrode und/oder der Amboß 18 gedreht werden. Ersteres erfolg" dadurch, daß die Arretierung 26 gelöst wird.

λ5

Zu den Ausnehmungen des Sonotrodenkopfes 48 ist noch zu bemerken, daß diese jeweils durch zwei in Sonotrodenlängsrichtung verlaufende Schenkel begrenzt sind, von denen der zur zugeordneten Randfläche

' - (im Ausführungsbeispiel Randfläche 56), die entlang der Fläche 58 des Ambosses 18 verschiebbar ist, versetzt angeordnete Schenkel parallel zu der Randfläche verläuft, wohingegen der von dieser ausgehende Schenkel rechtwinklig oder spitzwinklig in Richtung der Sonotrodenmitte hin verläuft. Ferner ist der Übergang zwischen den Schenkeln konkav ausgebildet, um ein einfaches Einlegen der zu verbindenden Leiter zu ermöglichen. Mit anderen Worten stellt die Ausnehmung 50 im Schnitt eine L- bzw. J-Form dar. - \

Die Vorsprünge des Ambosses 18 sind dagegen jeweils durch eine Stufe gebildet, deren einer Abschnitt von der Randfläche 58 ausgeht oder ein Teil dieser ist und der andere Abschnitt einen Winkel von vorzugsweise 90 dazu beschreibt, wobei die seitliche Erstreckung des abragenden Abschnitts gleich oder kleiner als die Tiefe der zuzuordnenden Ausnehmung der Sonotrode ist.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß die parallel zu der Fläche, die entlang der zugeordneten Fläche des Ambosses verschoben werden, verlaufenden Schenkel der Ausnehmungen eine Strukturierung vorzugsweise in Form von Riefen aufweisen, die ihrerseits senkrecht zur Sonotrodenschwingungsrichtung verlaufen. Diese Riefen prägen "sich dann an der. Knotenstelle in den Leitern ein, wodurch sich eine erhöhte Festigkeit ergibt. Schließlich sei erwähnt, daß die Begren/.ungsfläche 58 des Ambosses 18 aus gehärtetem Material besteht, um so eine hohe Standfestigkeit zu erzielen.

Sind im Ausführungsbeispiel in dem Sonotrodenkopf C8 nur vier Ausnehmungen dargestellt, so kann jedoch auch eine andere gewünschte Anzahl gewählt werden. Gleiches gilt hinsichtlich der Anzahl der Vorsprünge des Ambosses 18, der gegebenenfalls sternförmig ausgebildet sein kann.

- Leerseite -

COPY

Claims

Patentansprüche:

Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter vorzugsweise in Form von Litzen umfassend eine Schallschwingungen erzeugende mit einem Booster amplitudenverstärkend arbeitende Sonotrode sowie einem als Amboß dienenden Gegenlager,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (10) mobil ausgebildet ist und daß zur Bildung eines die zu verbindenden Leiter aufnehmenden Verdichtungsraumes (54) die Sonotrode (12, 48) zumindest eine Ausnehmung (50) oder einen Vorsprung aufweist, die bzw. der zumindest ein Vorsprung (52) oder eine Ausnehmung zugeordnet ist, der bzw. die an dem Amboß (18) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Amboß (18) und die Sonotrode (12) um vorzugsweise einen rechten Winkel zueinander beschreibende Achsen (30, 32) kippbar

sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

■daß die Sonotrode (12) und der Booster (14) ineinanderübergehend eine Einheit bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Sonotrode (12, 48) an der Umfangsfläche zumindest eine Ausnehmung (50) aufweist, die von einer Sonotrodenrandfläche

(56) ausgeht, die entlang einer einen der Ausnehmung angepaßten Vorsprung (52) aufweisenden Fläche (58) des Ambosses (18) ver-

- schiebbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 4, ~

dadurch gekennzeichnet,

daß die Bewegung der Sonotrode (12) und des Ambosses (18) mittels Pneumatikzylindern (34, 36) erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Sonotrode (12) und der Booster (14) zumindest in einem Abschnitt von einer vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildeten Halterung (20) umgeben und von dieser an vorzugsweise zwei Punkten festgelegt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß zum Einbringen der zu verbindenden Leiter der Amboß (18) von der Sonotrode (12, 48) wegkippbar ist und daß zum Verbinden der Leiter die Sonotrode (12, 48) entlang des Ambosses (18) geführt und anhebbar und dann in Schwingungen versetzbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 7,
da durch gekennzeichnet,

daß die Sonotrode (12, 48) ein Vieleck bildende eben verlaufende

die Umfangsfläche darstellende Randflächen (56) umfaßt, in deren

Schnittpunkten Ausnehmungen (50) vorzugsweise unterschiedlicher Dimensionierungen angeordnet sind.

' COPY
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, ;_;

daß die an der Umfangsfläche der Sonotrode (12, 48) angeordneten . ■ Ausnehmungen (50) jeweils durch zwei in Sonotrodenlängsrichtung verlaufende Schenkel begrenzt sind, von denen einer von der'¹ zugeordneten Randfläche (56) versetzt angeordnet ist und parallel; zu dieser verläuft und der andere von der Randfläche ausgehend zu dieser einen Winkel von vorzugsweise 90 oder weniger be-" schreibt, wobei der Übergang zwischen den Schenkeln vorzugsweise konkav ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß der parallel zur zugeordneten Randfläche (56) verlaufende Schenkel parallel zur Verschiebungsrichtung entlang der Randfläche (58) des Ambosses (18) strukturiert ist, vorzugsweise in Form von Riefen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Vorsprung (52) des Ambosses (18) durch eine Stufe gebildet ist, dessen seitliche Erstreckung gleich oder kleiner als die Tiefe der zugeordneten Ausnehmung (50) der Sonotrode (12, 48) ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß die parallel zu der zugeordneten Randfläche (56) der Sonotrode (12, 48) verlaufende Fläche (58) des Ambosses (18) aus gehärtetem Material besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadur'ch gekennzeichnet,

daß die Häuptachse des Ambosses (18) zu der Schwingungsrichtung der Sonotrode ' (12) einen Winkel von vorzugsweise (90 + 20 ) beschreibt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Sonotrode (12) bzw. dessen Halterung (20) auf der dem Amboß (18) gegenüberliegenden Seite von einem Gegenlager (46) abstützbar ist.