EP4705053A1

EP4705053A1 - Niederhalterwerkzeug

Info

Publication number: EP4705053A1
Application number: EP24717095.4A
Authority: EP
Inventors: Sascha BISTRY; Hans-Jürgen HESSE; Alexander KLINGEBIEL; Patrick VEHMEIER; Frank Walther
Original assignee: Hesse GmbH
Current assignee: Hesse GmbH
Priority date: 2023-05-05
Filing date: 2024-03-22
Publication date: 2026-03-11
Also published as: CN121285442A; US20260061529A1; WO2024230868A1; EP4705054A1; WO2024230867A1; US20260061524A1; CN121100041A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Niederhalterwerkzeug (9) für eine Laser-Schweißanlage umfassend einen röhrenförmigen Hohlkörper (20), welcher eine zumindest abschnittsweise flächig geschlossen ausgebildete Mantelfläche (26) aufweist, sowie einen Werkzeugeinsatz (40) als ein Anlageelement, welcher an dem Hohlkörper (20) nachgiebig gehalten ist und eine Werkzeuganlagefläche (53) zum Anlegen des Werkzeugeinsatzes (40) an eine erste zu verschweißende Kontaktkomponente (1) bereitstellt.

Description

Niederhalterwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Niederhalterwerkzeug für eine Laser-Schweißanlage.

Klassische Laser-Schweißanlagen werden seit vielen Jahren verwendet, um insbesondere metallische Kontaktkomponenten stoffschlüssig zu verbinden. Diese Anlagen sind heute aber nur eingeschränkt in der Lage, Form- und Lagetoleranzen der Kontaktkomponenten auszugleichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Niederhalterwerkzeug für eine Laser-Schweißanlage anzugeben.

Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Demzufolge umfasst ein Niederhalterwerkzeug für eine Laser-Schweißanlage einen röhrenförmigen Hohlkörper, welcher eine zumindest abschnittsweise flächig geschlossen ausgebildete Mantelfläche aufweist, sowie einen Werkzeugeinsatz. Der Werkzeugeinsatz ist an dem Hohlkörper nachgiebig gehalten und stellt als ein Anlageelement des Niederhalterwerkzeugs eine Werkzeuganlagefläche zum Anlegen des Werkzeugeinsatzes an eine erste zu verschweißende Kontaktkomponente bereit. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Laserstrahl zum Verschweißen der Kontaktkomponenten durch den rohrförmigen Hohlkörper zu einer Verbindungsstelle geführt werden kann und das Niederhalterwerkzeug mit dem Werkzeugeinsatz zugleich Form- und Lagetoleranzen der zu verschweißenden Kontaktkomponenten auszugleichen vermag. Der Ausgleich von Form- und Lagetoleranzen und das insbesondere flächige Aneinanderdrücken der Kontaktkomponenten begünstigt das sichere und fehlerfreie Verschweißen ebendieser. Darüber hinaus ermöglicht es die Anlage des nachgiebig in Bezug auf den Hohlkörper gehaltenen Werkzeugeinsatzes an die dem Niederhalterwerkzeug zugewandte, insbesondere obere zu verschweißende Kontaktkomponente, einer Verunreinigung der Umgebung beim Herstellen der Schweißverbindung entgegenzuwirken.

Das Niederhalterwerkzeug mit dem rohrförmigen Hohlkörper einerseits und dem nachgiebig zu dem Hohlkörper an ebendiesem gehaltenen Werkzeugeinsatz andererseits hat also eine Mehrfachfunktion. Sie schirmt den Laserstrahl ab, sodass einer insbesondere unter Sicherheitsgesichtspunkten kritischen ungerichteten Reflektion des Laserstrahls entgegengewirkt ist. Zudem können durch das Andrücken des Niederhalters gegen die obere zu verschweißende Kontaktkomponente Form- und Lagetoleranzen der Kontaktkomponenten ausgeglichen werden. Die Nachgiebigkeit zwischen Werkzeugeinsatz und Hohlkörper wirkt dabei einer mechanischen Beschädigung der zu verbindenden Kontaktkomponenten entgegen. Insbesondere bei empfindlichen elektronischen Bauteilen ist dies von Bedeutung. Schließlich schirmt das Niederhalterwerkzeug mit dem rohrförmigen Hohlkörper und dem nachgiebig hierin gehaltenen Werkzeugeinsatz die Schweißstelle mechanisch ab. Einer Verschmutzung der Umgebung durch beispielsweise beim Schweißen entstehende Spritzer ist so ebenfalls entgegengewirkt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Werkzeugeinsatz federnd an dem Hohlkörper gelagert. Vorteilhaft hat sich gezeigt, dass die federnde Halterung des Werkzeugeinsatzes an dem Hohlkörper gleichermaßen kostengünstig zu realisieren und robust ausführbar ist. Entsprechende Niederhalterwerkzeuge sind insofern langlebig und zugleich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit gekennzeichnet. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zur federnden Lagerung des Werkzeugeinsatzes an dem Hohlkörper eine Anpressfeder vorgesehen. Die Anpressfeder ist insbesondere als eine innenliegende Anpressfeder realisiert, die von dem Hohlkörper und/oder dem Werkzeugeinsatz umgriffen ist. Vorteilhaft ist durch das Vorsehen der innenliegenden Anpressfeder ein mechanischer Schutz der Anpressfeder vor äußeren Einwirkungen gegeben. Einer Beschädigung der Anpressfeder ist so entgegengewirkt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Werkzeugeinsatz hohlkugelringsegmentartig ausgebildet. Er weist insofern eine Kugelringsegmentmantelfläche auf, die an eine von dem Hohlkörper bereitgestellte und korrespondierend zu der Kugelringsegmentmantelfläche geformte Stützfläche anlegbar ist. Die nachgiebige beziehungsweise federnde Zuordnung des Werkzeugeinsatzes zu dem Hohlkörper ist darüber hinaus so realisiert, dass der Werkzeugeinsatz relativ zum Hohlkörper verschwenkbar angeordnet ist. Vorteilhaft kann durch das Vorsehen der Kugelringsegmentmantelfläche und der Stützfläche sowie der verschwenkbaren Zuordnung des Werkzeugeinsatzes zu dem Hohlkörper das typischerweise in eine Vertikalachse verfahrbare Niederhalterwerkzeug selbst dann an die zu verschweißende obere Kontaktkomponente angelegt werden, wenn diese geneigt zur Horizontalen angeordnet ist. Die Kugelringsegmentmantelfläche und die korrespondierende Stützfläche des Hohlkörpers sorgen dabei dafür, dass eine stets flächige Anlage des Werkzeugeinsatzes an den Hohlkörper gegeben ist. In der Folge ist ein Höchstmaß an Stabilität und Robustheit unabhängig von der Schwenkposition gegeben.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Werkezugeinsatz relativ zu dem Hohlkörper um einen Drehpunkt verschwenkt wird, der in einer Kontaktstellung, in der die Werkzeuganlagefläche des Werkzeugeinsatzes in einem flächigen Kontakt mit einer Oberfläche der ersten Kontaktkomponente ist, an der Oberfläche der ersten Kontaktkomponente gebildet ist. Vorteilhaft sorgt dies zusammen mit der nachgiebigen und verschwenkbaren Zuordnung des Werkzeugeinsatzes zu dem Hohlkörper des Niederhalterwerkzeugs sorgt dafür, dass das Niederhalterwerkzeug bei einer schrägen Orientierung der zu verschweißenden oberen Kontaktkomponente flächig an ebendiese angelegt werden kann, ohne dass eine Relativbewegung im Sinne eines Reibens oder Gleitens zwischen dem Niederhalterwerkzeug beziehungsweise dem die Werkzeuganlagefläche aufweisenden Werkzeugeinsatz des Niederhalterwerkzeugs einerseits und der oberen Kontaktkomponente andererseits ausgebildet wird. Durch das Vermeiden der Relativbewegung reduziert sich die mechanische Belastung der Oberfläche der Kontaktkomponenten und es ist einer Beschädigung von zum Beispiel elektronischen Bauteilen entgegengewirkt, die auf der Oberfläche der Kontaktkomponente montiert sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Werkzeuganlagefläche des Werkzeugeinsatzes ringförmig beziehungsweise plan ausgebildet. Die ringförmige, bevorzugt in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildete und plane Werkzeuganlagefläche sorgt für einen gleichmäßigen und verteilten Krafteintrag beim Anlegen des Niederhalterwerkzeugs an die zu verschweißende obere Kontaktkomponente. Zudem ergibt sich eine verbesserte Abschirmung der Schweißstelle sowohl in Bezug auf den reflektierten Laserstrahl als auch auf mechanische Verunreinigungen, die beispielsweise durch aus der Schmelze herausgelöste Spritzer entstehen können.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht der Werkzeugeinsatz einen gegenüber dem Hohlkörper hervorstehenden Vorsatz vor, wobei der Vorsatz die Werkzeuganlagefläche bereitstellt und insofern der zu verschweißenden oberen Kontaktkomponente zugewandt ist. Durch das Vorsehen des Vorsatzes, der gegenüber dem Hohlkörper hervorsteht beziehungsweise von diesem abragt, verbessert sich die Handhabbarkeit des Niederhalterwerkzeugs. Insbesondere kleine, filigrane Fügestellen können durch das Vorsehen des Vorsatzes angefahren beziehungsweise ausgebildet werden. Der Vorsatz bildet insofern eine Verjüngung des Werkzeugeinsatzes in Richtung der Kontaktkomponenten.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlkörper mehrteilig ausgebildet. Er sieht ein die Ringmantelfläche bereitstellendes Mantelteil sowie ein Stützteil bereit, welches die Stützfläche für den Werkzeugeinsatz bereitstellt. Optional kann darüber hinaus eine Kappe vorgesehen sein, welche das Stützteil beziehungsweise den Werkzeugeinsatz des Niederhalterwerkzeugs ebenfalls abschnittsweise umgreift. Vorteilhaft ergeben sich durch die Mehrteiligkeit des Hohlkörpers konstruktive beziehungsweise fertigungstechnische Vorteile. Insbesondere kann die Stützfläche als Teil des Stützteils getrennt von dem Mantelteil hergestellt und das Stützteil nachträglich mit den anderen Teilen des Hohlkörpers verbunden werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Werkzeugeinsatz mehrteilig ausgebildet. Er sieht beispielsweise einen die Werkzeuganlagefläche bereitstellenden Wechselkörper vor, der auswechselbar an einer Anbaukomponente des Werkzeugeinsatzes gehalten ist. Vorteilhaft kann der mehrteilige Werkzeugeinsatz mit dem die Werkzeuganlagefläche bereitstellenden Wechselkörper erhebliche Kostenvorteile im laufenden Betrieb bieten. Mit zunehmendem Verschleiß beispielsweise im Bereich der Werkzeuganlagefläche muss nur der Wechselkörper des Werkzeugeinsatzes ausgetauscht werden, wohingegen die Anbaukomponente und ebenfalls weitere Komponenten des Werkzeugeinsatzes weiter verwendet werden können. Der Wechselkörper kann insofern als ein kostengünstiges Verschleißteil ausgebildet sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht der Werkzeugeinsatz ein Oberteil vor, welches die Kugelringsegmentmantelfläche bereitstellt. Das Oberteil ist dabei - anders als etwa der Wechselkörper - bevorzugt nicht als ein Verschleißteil des Werkzeugeinsatzes beziehungsweise Niederhalters ausgebildet. Eines regelmäßigen Austauschs des Oberteils mit der fertigungstechnisch aufwendigen Kugelringsegmentmantelfläche bedarf es dann nicht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung dient das Oberteil des Werkzeugeinsatzes als Anbaukomponente für den Wechselkörper. Der Werkzeugeinsatz kann dann beispielsweise zwei wesentliche Funktionsbauteile, nämlich das Oberteil und den Wechselkörper vorsehen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wechselkörper kraft- beziehungsweise formschlüssig an der Anbaukomponente festgelegt. Insbesondere kann ein Schnellverschlussmechanismus vorgesehen sein zum Festlegen des Wechselkörpers an der Anbaukomponente. Beispielsweise kann ein Bajonettverschluss als Schnellverschluss vorgesehen sein zum werkzeuglosen Festlegen des Wechselkörpers an der Anbaukomponente. Beispielsweise können an der Anbaukomponente einerseits und dem Wechselkörper andererseits Umlaufnuten vorgesehen sein, in die eine ringförmige, elastische Haltefeder eingesetzt wird. Die Haltefeder kann dabei derart nachgiebig ausgebildet sein, dass der Wechselkörper mittels der Haltefeder werkzeuglos mit der Anbaukomponente verbunden und an dieser festgelegt werden kann. Die in die Umlaufnuten eingreifende Haltefeder definiert hierbei die relative Position von Wechselkörper und Anbaukomponente.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich ein Laserkanal, durch den hindurch der Laserstrahl zu der zu verschweißenden oberen Kontaktkomponente führbar ist, durch den rohrförmigen Hohlkörper und den Werkzeugeinsatz. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Laserkanal sich durch das Mantelteil und/oder das Stützteil des Hohlkörpers sowie das Oberteil, die Anbaukomponente und/oder den Wechselkörper des Werkzeugeinsatzes erstreckt. Eine Längsmittelachse des Niederhalterwerkzeugs kann durch den Laserkanal verlaufen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht das Niederhalterwerkzeug einen Gaskanal vor, der dazu dient, ein Gas als Spülgas, beispielsweise Luft oder ein inertes Schutzgas, bevorzugt Argon oder Stickstoff, zu einem an dem Werkzeugeinsatz gebildeten Arbeitsraum zu führen, der an die obere Kontaktkomponente angrenzt. Der Arbeitsraum, der beispielsweise im Bereich des Vorsatzes gebildet sein kann, sieht hierzu eine Gasaustrittsöffnung als Ende des Gaskanals vor. Der Gaskanal selbst erstreckt sich bevorzugt durch den Hohlkörper einerseits und den Werkzeugeinsatz andererseits.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das über den Gaskanal zu dem Arbeitsraum zugeführte Gas über den Laserkanal abgeführt wird. Beispielsweise kann eine Absaugung des Gases über den Laserkanal vorgesehen sein.

Beispielsweise kann Umgebungsluft über an dem Werkzeugeinsatz vorgesehen Eintrittsöffnungen in den Werkzeugeinsatz beziehungsweise den Arbeitsraum gelangen. Insbesondere kann die Umgebungsluft über die Eintrittsöffnungen eingesaugt werden, während das über den Gaskanal zugeführte Gas abgesaugt wird. Eine Absaugungsvorrichtung kann insofern das über den Gaskanal zugeführte Gas, die über die Eintrittsöffnungen zugeführte Umgebungsluft und/oder das Gas- Umgebungsluft-Gemisch absaugen. Die Eintrittsöffnungen sind dabei bevorzugt oberhalb der Austrittöffnung des Gaskanals und/oder des Vorsatzes, das heißt in einem größeren Abstand von der Werkzeuganlagefläche vorgesehen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der Werkzeugeinsatz beziehungsweise Teile desselben, insbesondere der Wechselkörper des Werkzeugeinsatzes jedenfalls in einem die Werkzeuganlagefläche aufweisenden Bereich aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet. Bevorzugt kann hier insbesondere eine technische Keramik als Werkstoff genutzt werden.

Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Die dort erwähnten Merkmale können jedenfalls einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Laserschweißanordnung mit einem Niederhalterwerkzeug bei ideal senkrechter Orientierung einer Arbeitsebene zu einer Längsmittelachse des Niederhalterwerkzeugs und Erstreckung der mittels Laser zu verschweißenden Kontaktkomponenten in der Arbeitsebene,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Niederhalterwerkzeugs mit einem Hohlkörper und einem Werkzeugeinsatz in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten,

Fig. 3 das Niederhalterwerkzeug in der ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben,

Fig. 4 eine erste Längsschnittansicht des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform, Fig. 5 eine um 90° zu der ersten Längsschnittansicht gedrehte zweite Längsschnittansicht des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 eine perspektivische Oberseitenansicht eines Oberteils des Werkzeugeinsatzes des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform,

Fig. 7 eine perspektivische Unterseitenansicht des Oberteils des Werkzeugeinsatzes nach Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Oberseitenansicht eines dem Werkzeugeinsatz zugewandten Stützteils des Hohlkörpers des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform,

Fig. 9 eine perspektivische Unterseitenansicht des Stützteils des Hohlkörpers nach Fig. 8,

Fig. 10 eine erste Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen einer in der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente,

Fig. 11 eine zweite Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen einer in der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente,

Fig. 12 eine erste Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen einer schräg zu der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente und einer in der Arbeitsebene erstreckten zweiten Kontaktkomponente,

Fig. 13 eine zweite Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen der schräg zu der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente und der in der Arbeitsebene erstreckten zweiten Kontaktkomponente, Fig. 14 eine dritte Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen der schräg zu der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente und der in der Arbeitsebene erstreckten zweiten Kontaktkomponente,

Fig. 15 eine vierte Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen der vormals schräg zu der Arbeitsebene orientierten ersten Kontaktkomponente und der in der Arbeitsebene erstreckten zweiten Kontaktkomponente,

Fig. 16 eine erste Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen von zwei Kontaktkomponenten, die schräg zu der Arbeitsebene orientiert und zueinander beabstandet sind,

Fig. 17 eine zweite Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen der zwei Kontaktkomponenten, die schräg zu der Arbeitsebene orientiert und zueinander beabstandet sind,

Fig. 18 eine dritte Arbeitsposition des Niederhalterwerkzeugs in der ersten Ausführungsform beim Laserschweißen der zwei Kontaktkomponenten, die schräg zu der Arbeitsebene orientiert sind und vormals zueinander beabstandet waren,

Fig. 19 einen Längsschnitt durch das Niederhalterwerkzeug in einer zweiten Ausführungsform mit einem Werkzeugeinsatz in einer Zusammenbauposition,

Fig. 20 einen Längsschnitt durch das Niederhalterwerkzeug in einer zweiten Ausführungsform mit einem Werkzeugeinsatz in einer Entnahmeposition,

Fig. 21 eine perspektivische Ansicht des Niederhalterwerkzeugs in der zweiten Ausführungsform mit dem Werkzeugeinsatz in der Zusammenbauposition, Fig. 22 eine perspektivische Ansicht des Niederhalterwerkzeugs in der zweiten Ausführungsform mit dem Werkzeugeinsatz in der Entnahmeposition,

Fig. 23 eine erste Längsschnittansicht des Niederhalterwerkzeugs in einer dritten Ausführungsform und

Fig. 24 eine um 90° zu der ersten Längsschnittansicht gedrehte zweite Längsschnittansicht des Niederhalterwerkzeugs in der dritten Ausführungsform.

Für das Verschweißen von metallischen Kontaktkomponenten 1, 2 in der Elektrotechnik, Batterietechnik beziehungsweise Leistungselektronik werden unter anderem Laser-Schweißanlagen mit einer Laserquelle 3 als Energiequelle eingesetzt. Ein von der Laserquelle 3 bereitgestellter Laserstrahl 7 wird dabei typischerweise durch einen Lichtwellenleiter zu einer Optik 4 geleitet, die sich oberhalb der Arbeitsebene 5 befindet. Die Optik 4 ist so ausgerichtet, dass die Symmetrieachse 6 des fokussierten Laserstrahls 7 kollinear mit einer typischerweise vertikal erstreckten Symmetrie- beziehungsweise Längsmittelachse 8 eines Niederhalterwerkzeugs 9 der Laser-Schweißanlage und senkrecht zu der Arbeitsebene 5 verläuft (vergleiche Fig. 1).

Die zu verschweißenden Kontaktkomponenten 1, 2 beziehungsweise ihre Kontaktflächen sind im Idealfall in der Arbeitsebene 5 erstreckt beziehungsweise dazu parallel. Einander zugewandte Kontaktflächen der Kontaktkomponenten 1, 2 verlaufen dabei planparallel zueinander. Das Niederhalterwerkzeug 9 dient dann dazu, die Kontaktkomponenten 1, 2 spaltfrei aufeinander zu drücken und die Schweißstelle abzuschirmen. Insbesondere bei dem bevorzugt verwendeten Tiefschweißen müssen die zu verschweißenden Kontaktkomponenten 1, 2 bündig übereinanderliegen. Es darf kein Spalt zwischen den Kontaktkomponenten 1, 2 bestehen, ansonsten ist eine qualitativ hochwertige, spritzerarme oder -freie Schweißung nicht möglich.

Die Kontaktstellen der zu verbindenden Kontaktkomponenten 1 , 2 können, falls die Topologie das zulässt, so ausgerichtet werden, dass sie direkt miteinander verbunden werden. Für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung sind dann keine zusätzlichen Leitungen (mit runden oder rechteckigen Querschnitten) notwendig. Ist die Anzahl der Kontaktstellen groß oder sind die Kontaktstellen räumlich verteilt angeordnet, so ist eine direkte Verbindung der Kontaktstellen mithin nicht möglich. Es werden dann zusätzliche Leiter benötigt, die an die Kontaktstellen gebracht werden müssen und dort durch eine geeignete Verbindungstechnik mit den Kontaktstellen der Kontaktkomponenten 1, 2 verbunden werden müssen. Um die Leiter nicht einzeln zu den jeweiligen Kontaktstellen bringen zu müssen, ist es sinnvoll, die erforderlichen Verbindungen in einem zusätzlichen Kontaktiersystem zusammenzufassen, ähnlich einer Leiterplatte, das als eine erste Kontaktkomponente 1 alle Leitungen für die Verbindung der Einzelkomponenten enthält. Derartige Kontaktiersysteme werden beispielsweise für die Verdrahtung beziehungsweise Kontaktierung größerer Batteriemodule oder anderer matrixförmig angeordneter Kontaktkomponenten verwendet, die als zweite Kontaktkomponente 2 mit der ersten Kontaktkomponente 1 zu verbinden sind. An den Stellen, an denen die Kontaktstellen des elektrisch zu kontaktierenden Moduls liegen, hat das Kontaktiersystem Freimachungen, aus denen ein Kontaktstreifen austritt und mit dem Kontakt des Moduls verbunden werden kann.

Das Kontaktiersystem ist beispielsweise kostengünstig als ein Blechstanzteil ausgebildet und entsprechend toleranzbehaftet beziehungsweise nicht ideal plan ausgebildet. Zudem ist in der Praxis festzustellen, dass beispielsweise die einzelnen Batteriezellen eines Batteriemoduls einander toleranzbehaftet zugeordnet sind. Diese Toleranzen sind dann im Zuge der Herstellung der Schweißverbindung ebenfalls auszugleichen.

Um die stoffschlüssige Schweißverbindung der Kontaktkomponenten 1, 2 herzustellen, sieht das Niederhalterwerkzeug 9 einen Laserkanal 10 für den Laserstrahl 7 vor. Der Niederhalter 9 ist mit einer der Optik 4 abgewandten Werkzeuganlagefläche 53 flächig an die der Optik 4 zugewandte erste, obere Kontaktkomponente 1 angelegt und so dimensioniert beziehungsweise positioniert, dass der fokussierte Laserstrahl 7 durch den Laserkanal 10 hindurchtritt und an der der Optik 4 abgewandten Stirnseite des Niederhalterwerkzeugs 9 auf die erste Kontaktkomponente 1 trifft. Die flächige Anlage des Niederhalterwerkzeugs 9 an die obere, erste Kontaktkomponente 1 und die zumindest abschnittsweise geschlossene Mantelfläche 26 des Niederhalterwerkzeugs 9 wirken abschirmend und sorgen dafür, dass beim Verschweißen aufgeschmolzenes Material nicht unkontrolliert verspritzt. Das Niederhalterwerkzeug 9 beugt insofern einer Verschmutzung der Umgebung vor und wirkt einer späteren Fehlfunktion durch das Ausbilden schadhafter, unbeabsichtigter, elektrisch leitender Kontakte entgegen.

Die Module können Kontaktstellen beziehungsweise -flächen in unterschiedlicher Höhe enthalten. Das Niederhalterwerkzeug 9 ist mit einem Achssystem der Laser- Schweißanlage fest verbunden, das in vertikaler Richtung beweglich gelagert ist. Das Niederhalterwerkzeug 9 kann insoweit Kontaktstellen beziehungsweise -flächen in unterschiedlicher Höhe erreichen. Die Ausrichtung des Niederhalterwerkzeugs 9 verläuft typischerweise senkrecht zu der Arbeitsebene 5. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Niederhalterwerkzeug 9 über eine geeignete xy-Kinematik der Laser- Schweißanlage horizontal bewegt und positioniert wird.

Die Optik 4 ist vorliegend von einer Steuerung 11 der Laser-Schweißanlage ansteuerbar und eingerichtet, den fokussierten Laserstrahl 7 entlang der Kontaktkomponenten 1, 2 zu bewegen und eine linienförmige oder flächige Verschweißung auszubilden.

In der Praxis ist nun häufig zu beobachten, dass die Kontaktelemente 1 , 2 nicht exakt in der Arbeitsebene 5 erstreckt angeordnet sind und/oder sich nicht planparallel zueinander erstrecken. Beispielsweise können die Kontaktelemente 1, 2 aufgrund ihrer Formgebung sich nur an einigen wenigen Punkten berühren und/oder schräg zu der Arbeitsebene 5 angeordnet sein. Eine flächige Anlage der Kontaktkomponenten 1, 2 aneinander und/oder eine flächige Anlage des Niederhalterwerkzeugs 9 an der ersten, oberen Kontaktkomponente 1 ist in diesem Fall nicht ohne Weiteres möglich. Vielmehr müssen die Kontaktkomponenten 1, 2 zueinander ausgerichtet und/oder flächig aneinander angelegt werden, um einen Nullspalt sicherzustellen und so eine hochwertige Schweißverbindung herzustellen. Um dies zu bewirken, sieht das erfindungsgemäße Niederhalterwerkzeug 9 einen rohrförmigen, das heißt eine Durchgangsausnehmung für den Laserstrahl 7 aufweisenden Hohlkörper 20 und einen nachgiebig in Bezug auf den Hohlkörper 20 an ebendiesem gehaltenen Werkzeugeinsatz 40 mit der Werkzeuganlagefläche 53 vor.

Nachfolgend wird anhand von drei Ausführungsformen des Niederhalterwerkzeugs 9 dessen möglicher konstruktiver Aufbau und dessen Funktion exemplarisch erläutert. Eine erste Ausführungsform des Niederhalterwerkzeugs 9 ist in Fig. 2 bis 5 dargestellt. Demzufolge umfasst das Niederhalterwerkzeug 9 als funktionswesentliche Komponente den Hohlkörper 20 mit einem Mantelteil 25, einem Stützteil 21 und einer Kappe 30 sowie den Werkzeugeinsatz 40 mit einem Oberteil 44 und einem Wechselkörper 50. Das Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 ist im Detail in den Fig. 6 und 7 wiedergegeben. Die Fig. 8 und 9 zeigen das Stützteil 21 des Hohlkörpers 20.

Der Hohlkörper 20 sieht den Mantelteil 25 mit einer mantelseitig geschlossenen Mantelfläche 26 vor. Durch das Mantelteil 25 erstreckt sich in Richtung der Längsmittelachse 8 des Niederhalterwerkzeugs 9 ein Teil des Laserkanals 10.

An das Mantelteil 25 ist im Bereich einer dem Werkzeugeinsatz 40 beziehungsweise der ersten, oberen Kontaktkomponente 1 zugewandten Stirnseite das Stützteil 21 zugeordnet. Das Stützteil 21 stellt eine kugelringsegmentmantelflächenartige Stützfläche 22 bereit, an der der Werkzeugeinsatz 40 anlegbar ist. Das Stützteil 21 ist über Schrauben 24, die in Durchgangsausnehmungen 23 des Stützteils 21 eingreifen, an dem Hohlkörper 20 festgelegt.

Ferner ist an das Mantelteil 25 des Hohlkörpers 20 die Kappe 30 angebaut. Die Kappe 30 umgreift das Stützteil 21 mit der Stützfläche 22. Darüber hinaus umgreift die Kappe 30 den Werkzeugeinsatz 40 abschnittsweise. Zum Festlegen der Kappe 30 an dem Hohlkörper 20 dienen Schrauben 31.

Der Werkzeugeinsatz 40 ist wie der Hohlkörper 20 mehrteilig ausgebildet. Er umfasst das Oberteil 44 sowie den Wechselkörper 50, der über Schrauben 56 an dem Oberteil 44 festgelegt ist. Zur Aufnahme der Schrauben 56 sieht das Oberteil 44 insgesamt drei in eine Umfangsrichtung verteilt angeordnete Sacklöcher 46 vor.

Das Oberteil 44 sieht an einer dem Stützteil 21 des Hohlkörpers 20 zugewandten Oberseite eine Kugelringsegmentmantelfläche 48 vor, die korrespondierend zu der Stützfläche 22 des Stützteils 21 kugelringsegmentmantelflächenartig ausgeformt ist. Auf einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite sind an dem Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kugelsitze 49 ausgebildet. Die Kugelsitze 49 weisen jeweils eine radial von der Längsmittelachse 8 des Niederhalterwerkzeugs 9 wegragende, im Wesentlichen keilförmige Nut auf. Sie dienen dazu, den Werkzeugeinsatz 40 über drei Tragkugeln 14 gegen die Kappe 30 des Hohlkörpers 20 abzustützen. Die Kappe 30 weist als Aufnahme für die Tragkugeln 14 drei den Kugelsitzen 49 korrespondierend gegenüberliegende Durchgangsbohrungen 33 auf.

Der Wechselkörper 50 ist gegen eine Einsatzschulter 43 des Oberteils 44 des Werkzeugeinsatzes 40 angelegt und nimmt so eine feste Relativposition zum Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 ein. Er sieht einen sich verjüngenden Vorsatz 59 vor, welcher über die Kappe 30 des Hohlkörpers 20 hinausragt. Der Vorsatz 59 des Wechselkörpers 50 sieht die Werkzeuganlagefläche 53 vor. Die Werkzeuganlagefläche 53 ist plan beziehungsweise eben gebildet und umgibt den Vorsatz 59 umlaufend ringförmig.

Um den Werkzeugeinsatz 40 verdrehtest an dem Hohlkörper 20 festzulegen, sind an dem Werkzeugeinsatz 40 drei in Umfangsrichtung regelmäßig beabstandete, nach außen abragende Arme 58 gebildet. Die Arme 58 sind derart spielbehaftet durch drei an der Kappe 30 des Hohlkörpers 20 mantelseitig gebildete Ausnehmungen 32 hindurchgeführt, dass der Werkzeugeinsatz 40 relativ zu dem Hohlkörper 20 beziehungsweise der Kappe 30 verschwenkt werden kann.

Die Zuordnung des Werkzeugeinsatzes 40 zum Hohlkörper 20 erfolgt in Richtung der Längsmittelachse 8 des Niederhalterwerkzeugs 9 mittels einer Anpressfeder 13, die als innenliegende Anpressfeder 13 von dem Mantelteil 25, dem Stützteil 21 und der Kappe 30 des Hohlkörpers 20 außenseitig umgriffen ist. Die Anpressfeder 13 ist mit zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten derselben zum einen gegen eine Schulter 28 angelegt, die an dem Mantelteil 25 des Hohlkörpers 20 gebildet ist.

Darüber hinaus ist die Anpressfeder 13 gegen eine weitere Schulter 47 angelegt, die an dem Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 gebildet ist. Die Anpressfeder 13 ist so dimensioniert, dass der Werkzeugeinsatz 40 in einer in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Nichtanlagestellung des Niederhalterwerkzeugs 9 in die Richtung der Längsmittelachse 8 beabstandet zu dem Stützteil 21 des Hohlkörpers 20 angeordnet ist und zugleich über die Tragkugeln 14, die in die Durchgangsbohrungen 33 der Kappe 30 eingreifen und an die Kugelsitze 49 angelehnt sind, gegen die Kappe 30 abgestützt ist. Der Laserkanal 10, der in die Richtung der Längsmittelachse 8 des Niederhalterwerkzeugs 9 verläuft, ist durch den gesamten Hohlkörper 20 mit dem Mantelteil 25, dem Stützteil 21 und der Kappe 30 geführt. Weiter ist der Laserkanal 10 durch den Werkzeugeinsatz 40 mit dem Oberteil 44 und dem Wechselkörper 50 geführt. Der Laserkanal 10 sieht stirnseitig an dem Mantelteil 25 des Hohlkörpers 20 eine Lasereintrittsöffnung 27 und im Bereich des Vorsatzes 59 eine von der Werkzeuganlagefläche 53 umgebene Laseraustrittsöffnung 54 vor. Im Bereich des Vorsatzes 59 definiert der Laserkanal 10 zugleich einen Arbeitsraum 51. Im Bereich des Arbeitsraums 51 trifft der Laserstrahl 7 auf die erste, obere Kontaktkomponente 1.

Zusätzlich zu dem Laserkanal 10 umfasst das Niederhalterwerkzeug 9 einen Gaskanal 12 vor. Der Gaskanal 12 dient der Zuführung eines Gases als ein Spülgas zu dem Arbeitsraum 51. Der Arbeitsraum 51 sieht hierbei eine Gasaustrittsöffnung 52 als Ende des Gaskanals 12 vor. Eine Rückführung des Gases erfolgt exemplarisch durch den Laserkanal 10. Hierzu kann insbesondere eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Absaugungsvorrichtung vorgesehen sein.

Die Absaugungsvorrichtung kann überdies dazu dienen, über an dem Werkzeugeinsatz 40 vorgesehene Eintrittsöffnungen 62 einströmende Umgebungsluft an- und durch den Laserkanal 10 hindurchzuziehen.

In den Fig. 10 und 11 ist die Funktionsweise des Niederhalters 9 in der ersten Ausführungsform beim Aufsetzen desselben auf eine plane, parallel zu der Arbeitsebene 5 erstreckten Oberfläche der ersten Kontaktkomponente 1 dargestellt. Der Niederhalter 9, der in der Nichtanlagestellung zunächst beabstandet von der ersten Kontaktkomponente 1 vorgesehen ist, wird mit dem Vorsatz 59 des Werkzeugeinsatzes 40 voran in Richtung der ersten Kontaktkomponente 1 abgesenkt. Dabei ist die Längsmittelachse 8 des Niederhalters 9 senkrecht zur Arbeitsebene 5 orientiert. Sobald die Werkzeuganlagefläche 53 des Werkzeugeinsatzes 40 in einem flächigen Kontakt mit der Oberfläche der ersten Kontaktkomponente 1 ist (Kontaktstellung) und der Hohlkörper 20 des Niederhalterwerkzeugs 9 weiter abgesenkt wird, federt der Werkzeugeinsatz 40 ein. Die Anpressfeder 13 wird dabei zusammengedrückt, bis der Werkzeugeinsatz 40 mit der Kugelringsegmentmantelfläche 48 an der Stützfläche 22 des Stützteils 21 anliegt und eine Anlagestellung erreicht ist. Gleichzeitig lösen sich die Kugelsitze 49 von den Tragkugeln 14.

Sobald der Niederhalter 9 aus der Nichtanlagestellung gemäß Fig. 10 in die Anlagestellung gemäß Fig. 11 verbracht ist, kann die Schweißung beginnen. Es kann zu diesem Zweck das Gas über den Gaskanal 12 zugeführt werden und durch die Gasaustrittsöffnung 52 in den Arbeitsraum 51 gelangen. Zusätzlich wird die Laserquelle 3 aktiviert, so dass der Laserstrahl 7 durch den Laserkanal 10 hindurchtritt und auf die erste Kontaktkomponente 1 trifft. Diese wird dann durch die Energie des Laserstrahls 7 aufgeschmolzen und mit der vorliegend nicht dargestellten zweiten Kontaktkomponente 2 stoffschlüssig verbunden.

Sofern die erste Kontaktkomponente 1 nicht flächig an der zweiten Kontaktkomponente 2 anliegt und die erste Kontaktkomponente 1 sich nicht senkrecht zu der Längsmittelachse 8 des Niederhalters 9 erstreckt, ist zwischen der ersten und der zweiten Kontaktkomponente 1, 2 ein Spalt gebildet. Diese Ausgangssituation ist in Fig. 12 dargestellt. Um ungeachtet der ungünstigen Anordnung der Kontaktkomponenten 1, 2 ebendiese sicher und zuverlässig miteinander zu verschweißen, wird das Niederhalterwerkzeug 9 im ersten Schritt abgesenkt, bis ein Kontakt mit der ersten Kontaktkomponente 1 hergestellt ist (vgl. Fig. 13). Anschließend wird infolge des Kontakts und der Materialsteifigkeit der ersten Kontaktkomponente 1 der Werkzeugeinsatz 40, von dem in Fig. 14 nur der Vorsatz 59 aus der Kappe 30 herausragt und sichtbar ist, so relativ zu der Werkzeuglängsachse 8 verschwenkt, dass der Werkzeugeinsatz 40 mit der Werkzeuganlagefläche 53 flächig auf die erste Kontaktkomponente 1 aufgelegt ist. Ab dem Zeitpunkt der flächigen Anlage der Werkzeuganlagefläche 53 an der Oberfläche der ersten Kontaktkomponenten 1 befinden sich diese in der Kontaktstellung. Anschließend wird im Zuge des weiteren Absenkens die erste Kontaktkomponente 1 mit Hilfe des Niederhalterwerkzeugs 9 flächig an die zweite Kontaktkomponente 2 angedrückt. Dabei rückverschwenkt der Werkzeugeinsatz 40 und es bildet sich der in Fig. 15 dargestellte flächige Kontakt der Kontaktkomponenten 1, 2. Die Schweißung kann nun wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.

Die Fig. 16 bis 18 zeigen eine Ausgangskonfiguration für das Laserschweißen, bei der die Kontaktelemente 1, 2 jeweils nicht in der Arbeitsebene 5 erstreckt beziehungsweise nicht senkrecht zur Längsmittelachse 8 des Niederhalterwerkzeugs 9 orientiert sind und bei der zusätzlich ein Spalt zwischen den Kontaktkomponenten 1, 2 gebildet ist. Wie gehabt wird das Niederhalterwerkzeug 9 in einem ersten Schritt abgesenkt, bis ein erster Kontakt zwischen dem Vorsatz 59 des Werkzeugeinsatzes 40 und der ersten Kontaktkomponente 1 ausgebildet ist. Anschließend verschwenkt der Werkzeugeinsatz 40 so, dass die Werkzeuganlagefläche 53 flächig an der ersten Kontaktkomponente 1 anliegt, und drückt die erste Kontaktkomponente 1 gegen die zweite Kontaktkomponente 2 bis der Spalt zwischen den Kontaktkomponenten 1, 2 geschlossen ist. In der geneigten Anordnung des Werkzeugeinsatzes 40 kann nunmehr die Schweißung stattfinden. Der Werkzeugeinsatz 40 ist dabei mit der Kugelringsegmentmantelfläche 48 in bekannter Weise gegen die Stützfläche 22 Stützteils 21 abgestützt. Ein maximaler Verschwenkwinkel ist funktionsnotwendigerweise auf eine Querabmessung des Laserkanals 10 so abgestimmt, dass der Laserstrahl 7 trotz der Schrägstellung des

Werkzeugeinsatzes 40 durch den Laserkanal 10 hindurchtritt und ungehindert auf die erste Kontaktkomponente 1 auftrifft.

Während der Wechselkörper 50 nach der ersten Ausführungsform des Niederhalterwerkzeugs 9 mit dem Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 verschraubt und insofern nur mit Hilfe von Werkzeug getauscht werden kann, zeigt eine in den Fig. 19 bis 22 dargestellte zweite Ausführungsform des Niederhalterwerkzeugs 9 einen Werkzeugeinsatz 40, bei dem ein Wechselkörper 50 über eine Haltefeder 15 an dem Oberteil 44 des Werkzeugeinsatzes 40 festgelegt ist und werkzeuglos gewechselt werden kann. Die Haltefeder 15 ist als Ringfeder in Umfangsrichtung und in radialer Richtung elastisch und verformbar, sodass es gelingt, den Wechselkörper 50 unter Verformung der Haltefeder 15 in das Oberteil 44 einzusetzen. Die Haltefeder 15 greift dabei in zwei korrespondierend an dem Wechselkörper 50 und dem Oberteil 44 gebildete, umlaufende Haltefedernuten 45, 60 ein.

Der werkzeuglose Wechsel des Wechselkörpers 50 erlaubt es, im Produktivbetrieb einen verschlissenen und/oder verschmutzten Wechselkörper 50 schnell zu tauschen. Die Verwendung des Niederhalterwerkzeugs 9 in der zweiten Ausführungsform ist insofern auf hohe Produktivität und kurze Stillstandszeiten optimiert. Die relative Zuordnung des Wechselkörpers 50 zum Oberteil 44 in die Richtung der Längsmittelachse 8 ist durch eine an dem Wechselkörper 50 gebildete Stirnfläche 61 und eine korrespondierend ausgebildete Einsatzschulter 43 des Oberteils 44 realisiert.

Die Fig. 23 und 24 zeigen eine dritte Ausführungsform des Niederhalterwerkzeugs 9. Hier ist es so, dass der Werkzeugeinsatz 40 einteilig gebildet ist. Der einteilige Werkzeugeinsatz 40 sieht den Vorsatz 59, einen Teil des Gaskanals 12 sowie die Kugelringsegmentmantelfläche 48 vor und stellt darüber hinaus die Schulter 47 bereit, gegen die die Anpressfeder 13 angelegt ist. Er interpretiert insofern die Funktionen des Stützteils 21 und des Wechselkörpers 50 des Werkzeugeinsatzes 40 des Niederhalterwerkzeugs 9 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.

Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Bezugszeichenliste

1 Kontaktkomponente

2 Kontaktkomponente

3 Laserquelle

4 Optik

5 Arbeitsebene

6 Symmetrieachse

7 fokussierter Laserstrahl

8 Längsmittelachse

9 Niederhalterwerkzeug

10 Laserkanal

11 Steuerung

12 Gaskanal

13 Anpressfeder

14 Tragkugel

15 Haltefeder

20 Hohlkörper

21 Stützteil

22 Stützfläche

23 Durchgangsausnehmungen

24 Schraube (für Stützteil)

25 Mantelteil

26 Mantelfläche

27 Lasereintrittsöffnung

28 Schulter (für Anpressfeder)

30 Kappe

31 Schraube (für Kappe)

32 Ausnehmung (für Arm)

33 Durchgangsbohrung (für Kugel)

40 Werkzeugeinsatz

43 Einsatzschulter Oberteil

Haltefedernut

Sackloch

Schulter (für Anpressfeder)

Kugelringsegmentmantelfläche

Kugelsitz

Wechselkörper

Arbeitsraum

Gasaustrittsöffnung

Werkzeuganlagefläche

Laseraustrittsöffnung

Schraube

Arm

Vorsatz

Haltefedernut

Stirnfläche

Eintrittsöffnung

Claims

Patentansprüche

1. Niederhalterwerkzeug (9) für eine Laser-Schweißanlage umfassend einen röhrenförmigen Hohlkörper (20), welcher eine zumindest abschnittsweise flächig geschlossen ausgebildete Mantelfläche (26) aufweist, sowie einen Werkzeugeinsatz (40) als ein Anlageelement, welcher an dem Hohlkörper (20) nachgiebig gehalten ist und eine Werkzeuganlagefläche (53) zum Anlegen des Werkzeugeinsatzes (40) an eine erste zu verschweißende Kontaktkomponente (1) bereitstellt.

2. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werkzeugeinsatz (40) federnd an dem Hohlkörper (20) gelagert ist.

3. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuganlagefläche (53) ringförmig und/oder plan ausgebildet ist.

4. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) als ein Hohlkugelringsegment und/oder hohlkugelringsegmentartig ausgebildet ist.

5. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlkugelringsegmentartig gebildete Werkzeugeinsatz (40) eine Kugelringsegmentmantelfläche (48) aufweist, dass der Hohlkörper (20) eine korrespondierend zu der Kugelringsegmentmantelfläche (48) geformte Stützfläche (22) bereitstellt, an die der Werkzeugeinsatz (40) mit der Kugelringsegmentmantelfläche (48) anlegbar ist und dass der Werkzeugeinsatz (40) relativ zum Hohlkörper (20) verschwenkbar angeordnet ist, wobei der Werkzeugeinsatz (40) bevorzugt um einen Drehpunkt verschwenkt wird, der in einer Kontaktstellung, in der die Werkzeuganlagefläche (53) des Werkzeugeinsatzes (40) in einem flächigen Kontakt mit einer Oberfläche der ersten Kontaktkomponente (1) ist, an der Oberfläche der ersten Kontaktkomponente (1) gebildet ist.

6. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) mehrteilig ausgebildet ist.

7. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) einen auswechselbar an einer Anbaukomponente des Werkzeugeinsatzes (40) gehaltenen Wechselkörper (50) vorsieht, wobei der Wechselkörper (50) die Werkzeuganlagefläche (53) bereitstellt.

8. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkörper (50) kraft- und/oder formschlüssig an der Anbaukomponente festgelegt ist.

9. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) ein Oberteil (44) vorsieht, wobei das Oberteil (44) als die Anbaukomponente dient und die Kugelringsegmentmantelfläche (48) bereitstellt.

10. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) einen gegenüber dem Hohlkörper (20) hervorstehenden Vorsatz (59) vorsieht und dass der Vorsatz (59) die Werkzeuganlagefläche (53) bereitstellt.

11. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) über mindestens eine Tragkugel (14) gegenüber dem Hohlkörper (20) abgestützt ist und/oder dass der Werkzeugeinsatz (40) einerseits sowie der Hohlkörper (20) andererseits jeweils eine zu einer Anzahl der Tragkugeln (14) korrespondierende Anzahl an Kugelsitzen (49) und/oder Durchgangsbohrungen (33) vorsehen.

12. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur federnden Lagerung des Werkzeugeinsatzes (40) an dem Hohlkörper (20) eine Anpressfeder (13) vorgesehen ist und/oder dass die Anpressfeder (13) als eine innenliegende Anpressfeder (13) realisiert ist, die von dem Hohlkörper (20) und/oder dem Werkzeugeinsatz (40) umgriffen ist.

13. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (20) mehrteilig ausgebildet ist und/oder dass der Hohlkörper (20) ein Stützteil (21) vorsieht, wobei das Stützteil (21) die korrespondierend zu der Kugelringsegmentmantelfläche (48) geformte Stützfläche (22) bereitstellt.

14. Niederhalterwerkzeug (9) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (20) ein die Mantelfläche (26) bereitstellendes Mantelteil (25) und/oder eine Kappe (30) vorsieht und/oder dass die Kappe (30) das Stützteil (21) des Hohlkörpers (20) und/oder den Werkzeugeinsatz (40) jedenfalls abschnittsweise umgreift.

15. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaskanal (12) vorgesehen ist, über den ein Gas einem an dem Werkzeugeinsatz (40) gebildeten Arbeitsraum (51) zuführbar ist, und/oder dass der Gaskanal (12) sich durch den Hohlkörper (20) und/oder den Werkzeugeinsatz (40) hindurcherstreckt.

16. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserkanal (10) vorgesehen ist, durch den hindurch ein Laserstrahl zu der zu verschweißenden Kontaktkomponente (1) führbar ist, und/oder dass der Laserkanal (10) sich durch den Hohlkörper (20) und/oder den Werkzeugeinsatz (40) erstreckt.

17. Niederhalterwerkzeug (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (40) und/oder der Wechselkörper (50) des Werkzeugeinsatzes (40) und/oder der Hohlkörper (20) jedenfalls in einem die Werkzeuganlagefläche (53) aufweisenden Bereich aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff und bevorzugt aus einer technischen Keramik hergestellt ist.