ES2625746T3 - Dispositivo de soldadura por ultrasonidos así como procedimiento para soldar conductores eléctricos mediante la utilización de relieves que presentan el sonotrodo y escotaduras que presentan el contraelectrodo - Google Patents

Dispositivo de soldadura por ultrasonidos así como procedimiento para soldar conductores eléctricos mediante la utilización de relieves que presentan el sonotrodo y escotaduras que presentan el contraelectrodo Download PDF

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Abstract

Dispositivo de soldadura por ultrasonidos para soldar conductores eléctricos (104, 106, 110, 112, 114, 116, 118), como cables trenzados, para producir un nodo (100, 102), que comprende una cámara de compresión (18) para alojar el conductor, que está delimitado perimétricamente por dos superficies de trabajo (30, 34) que delimitan la cámara de compresión en lados opuestos y dos superficies limitadoras laterales que discurren transversalmente a las superficies de trabajo, y en el que los lados restantes están abiertos, en donde una de las superficies de trabajo es un segmento de un sonotrodo (16) excitable en oscilaciones ultrasónicas del dispositivo de soldadura por ultrasonidos y la otra superficie de trabajo es un segmento de un contraelectrodo (36) y en donde al menos las superficies de trabajo están estructuradas, al menos una, de forma preferida en dos zonas de salida (58, 60) de la cámara de compresión la superficie de trabajo del contraelectrodo presenta un relieve (62, 64), que discurre transversalmente al eje longitudinal (28) de la cámara de compresión que atraviesa los lados abiertos, que en su corte tiene forma de arco y se extiende en la dirección de la superficie de trabajo del sonotrodo, caracterizado porque la superficie de trabajo (30) del sonotrodo (16), en su zona que discurre en la proyección del relieve (62, 64) del contraelectrodo (36) perpendicularmente al plano abarcado por la superficie de trabajo del sonotrodo, presenta al menos una escotadura (66, 68) que discurre al menos por segmentos a lo largo del relieve.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de soldadura por ultrasonidos as! como procedimiento para soldar conductores electricos mediante la utilizacion de relieves que presentan el sonotrodo y escotaduras que presentan el contraelectrodo
La presente invencion hace referencia a un dispositivo de soldadura por ultrasonidos para soldar conductores electricos, como cables trenzados, para producir un nodo entre los conductores, y un procedimiento para soldar conductores electricos, como cables trenzados, conforme al preambulo de las reivindicaciones 1 y 8 (vease p.ej. el documento EP 1 853 404 B1).
Mediante ultrasonidos pueden soldarse tanto materiales plasticos como metales. Con ello durante la soldadura por ultrasonidos de metales se orientan las oscilaciones mecanicas en paralelo a la superficie de ensamblaje. Se establece una relacion compleja entre la fuerza estatica, las fuerzas de cizallamiento oscilantes y un aumento de temperatura moderado en la zona de soldadura. Para ello se disponen las piezas de trabajo entre el sonotrodo oscilante y un contraelectrodo estatico, dado el caso graduable con relacion al sonotrodo, que puede estar configurado en varias piezas para limitar con el sonotrodo, es decir la superficie de trabajo de su cabeza, una camara de compresion. La misma puede estar configurada de forma graduable en dos direcciones que discurren perpendicularmente una respecto a la otra, en particular en altura y anchura, segun lo aprendido del documento EP 0 143 936 B1 (US 4 596 352 A1) o del documento DE 35 08 122 C2. De este modo se obtiene una adaptacion a secciones transversales de por ejemplo conductores a soldar.
En una camara de compresion conocida, que presenta una seccion transversal fundamentalmente rectangular, los cables trenzados que atraviesan la camara de compresion en sus lados abiertos se sueldan mediante ultrasonidos para obtener nodos de paso o terminales.
Para asegurarse de que los cables trenzados se sueldan a todo lo largo de la camara de compresion, para reforzar la soldadura en las zonas de salida de la camara de compresion, es decir en la zona de los lados abiertos, en la superficie de trabajo del contraelectrodo, que tambien recibe el nombre de yunque, se configura un relieve que tiene un segmento ondulado y que se extiende en la direccion del sonotrodo, es decir de su superficie de trabajo. El correspondiente relieve respectivo tiene en su corte basicamente una geometrla de arco y puede seguir el recorrido de un tramo en una curvatura sinusoidal. El inconveniente consiste en que los conductores que discurren en el lado del sonotrodo en la zona del relieve, es decir, aquellos que hacen contacto con la superficie de trabajo del sonotrodo que oscila en la direccion longitudinal de los conductores, sufren una gran carga, de tal manera que esto, dado el caso, conduce como resultado a un nodo que se puede valorar como de mala soldadura.
En las disposiciones conocidas esta previsto asimismo que la superficie de trabajo del contraelectrodo presente en la zona central un resalte, que sobresale por encima de la estructura existente por lo demas en la superficie de trabajo, para llevar a cabo en la zona central una soldadura reforzada. El relieve que se extiende por toda la anchura de la superficie de trabajo, sin embargo, supone un inconveniente cuando los conductores se sueldan para formar nodos con secciones transversales de entre 0,2 mm2 y 1,5 mm2, ya que en este caso el resalte sobresaliente puede actuar de forma cortante, con la consecuencia de que puede romperse el nodo.
El documento US 2006/0169388 A1 hace referencia a un dispositivo de soldadura por ultrasonidos, con el que pueden soldarse electrodos de tipo lamina. El dispositivo de soldadura por ultrasonidos comprende un yunque as! como una cabeza de sonotrodo, sin que se presenten elementos limitadores laterales. Para reducir las cargas de material sobre los componentes a soldar, en particular los electrodos compuestos de aluminio, esta previsto que las superficies de soldadura que presentan relieves del yunque y de la cabeza de sonotrodo presenten en la zona periferica una altura menor que en la zona central, en donde los resaltes del yunque y de la cabeza de sonotrodo son iguales.
El objeto de la presente invencion consiste en perfeccionar un dispositivo de soldadura por ultrasonidos as! como un procedimiento para soldar en particular cables trenzados, de tal manera que todo a lo largo de los conductores que discurre en la camara de compresion este disponible un nodo de alta resistencia, sin que se produzcan unas cargas indeseadas, ya sea en la zona de los extremos de nodo o al soldar conductores para obtener nodos de seccion transversal reducida o de anchura reducida.
Para solucionar uno de los aspectos la invencion preve que la superficie de trabajo del sonotrodo, en su zona que discurre en la proyeccion del relieve del contraelectrodo en la direccion del plano abarcado por la superficie de trabajo del sonotrodo, presente al menos una escotadura que discurre al menos por segmentos a la largo del relieve, vease la reivindicacion 1.
Conforme a la invencion esta previsto que con respecto al relieve de la superficie de trabajo del yunque que discurre en la zona de la zona de salida, es decir del lado abierto de la camara de compresion, se configure en la superficie de trabajo del sonotrodo una depresion, que se extiende a lo largo del relieve. La proyeccion del relieve del
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contraelectrodo en direction al sonotrodo deberla cubrir a este respecto la escotadura durante la soldadura. Si entre las superficies de trabajo o soldadura del yunque y del sonotrodo no se encuentra ningun cable trenzado, el relieve - que tambien puede llamarse resalte, en particular resalte abombado - cubre la escotadura. Por medio de que en la zona de la escotadura deja de existir un contacto directo de los conductores con la superficie de trabajo del sonotrodo, se reduce la aplicacion de energla oscilatoria, con la consecuencia de que se reduce la carga. Con independencia de ello, la deseada soldadura se produce sin embargo en la zona de los conductores que discurren en el lado del yunque, ademas de que mediante los relieves se obtiene un refuerzo de la soldadura de los nodos que discurren en el lado del yunque.
A causa de la revelation conforme a la invention se garantiza por un lado, mediante el relieve, que los conductores situados encima en esta zona se suelden bien, de tal manera que un nodo presenta hasta su salida la resistencia requerida. Al mismo tiempo se protegen mediante el rebaje los cables trenzados o sus hilos, que discurren enfrente del relieve del contraelectrodo a lo largo del sonotrodo.
Esta previsto en particular que la escotadura este configurada de tal manera que al menos una delimitation de la escotadura, que discurre transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion, actue como protection contra desplazamientos para evitar un desplazamiento axial de conductores que hagan contacto con la delimitacion.
La escotadura tiene de este modo una funcion doble, precisamente la de proteger los conductores, que segun el estado de la tecnica son los que sufren una mayor carga en la zona del sonotrodo, y por otro lado la de impedir un desplazamiento de los conductores en su direccion longitudinal.
Esta previsto en particular que cada una de las delimitaciones laterales de la escotadura actue como proteccion contra desplazamientos.
La escotadura presenta de forma preferida una geometrla en corte con forma de U, semiclrculo o V.
Si de forma preferida se asocia un rebaje a cada relieve, que discurre en la zona de salida de la camara de compresion partiendo de la superficie del yunque y transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion, existe la posibilidad de que en la zona de la proyeccion del relieve esten previstas al menos dos escotaduras que discurren a lo largo del relieve.
Si a un relieve solo esta asociada una escotadura, la misma deberla estar orientada de tal manera con respecto al relieve que la escotadura discurra, durante la soldadura de los conductores, a lo largo de la zona central del relieve.
En la reivindicacion 8 se define otro ejemplo de realization del dispositivo de soldadura por ultrasonidos definido conforme a la invencion.
A causa de la revelacion conforme a la invencion existe la posibilidad de soldar con el mismo dispositivo de soldadura por ultrasonidos conductores o cables trenzados de diferente section transversal, sin que en el caso de conductores de seccion transversal reducida o nodos de anchura reducida, exista el riesgo de que el resalte que sobresale de la superficie de trabajo del yunque cree un efecto de muesca sobre los cables trenzados, de tal manera que sea posible una ruptura. Esta previsto en particular que la longitud L sea de 0,5 mm < L < 1,5 mm, en particular L = 1 mm.
Un procedimiento de la clase citada al comienzo destaca porque los conductores situados enfrente del relieve del contraelectrodo y situados sobre el sonotrodo o que discurren en esta zona, en comparacion con la soldadura que se realiza al menos en la zona central de la camara de compresion, se sueldan con menos intensidad y en contra de un movimiento axial al menos se contienen, por medio de que en la proyeccion del relieve en direccion a la superficie de trabajo del sonotrodo, al menos por segmentos en la superficie de trabajo del sonotrodo y discurriendo a lo largo del relieve, esta configurada una escotadura, en donde al menos una de las delimitaciones que discurren transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion al menos contiene el movimiento axial de los conductores situados sobre la delimitacion, vease la reivindicacion 10.
019 Conforme a la invencion se produce una soldadura de conductores para formar nodos - ya sea nodos terminales o nodos de paso - de tal manera que tambien en el lado del yunque se realiza la soldadura requerida de los conductores en las zonas de salida de la camara de compresion, y al mismo tiempo se “protegen” los conductores en las zonas del sonotrodo en las que, segun el estado de la tecnica, se aplica de forma mas intensa energla oscilatoria, precisamente en aquellas en las que en las zonas de salida de la camara de compresion y sobre la superficie de trabajo del contraeelctrodo discurren unos resaltes sobresalientes y en corte con forma de arco. Al mismo tiempo la escotadura actua como proteccion contra desplazamientos, de tal manera que con la interactuacion de la escotadura con al menos una de las delimitaciones de la escotadura, que discurre transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion, se elimina o al menos contiene un desplazamiento axial de los conductores.
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En la reivindicacion 11 se define otro ejemplo de realizacion del procedimiento definido conforme a la invencion.
En consecuencia existe la posibilidad de usar los mismos elementos limitadores de una camara de compresion para conductores de diferente seccion transversal, sin que en el caso de secciones transversales pequenas exista el riesgo de que el resalte necesario para grandes secciones transversales, que sobresale en la zona central de la superficie de trabajo del sonotrodo, perjudique el resultado de la soldadura a causa de la muesca del resalte en los conductores. Mas bien en el caso de secciones transversales pequenas la camara de compresion se disena con una anchura tal, que el resalte que discurre en la zona central discurre por fuera de la camara de compresion.
Como es natural, no se aleja el alcance de la invencion en el caso de que la superficie de trabajo del yunque presente una estructura distinta a la descrita anteriormente o solamente el resalte que discurre en la zona central, que conforme a la invencion se recorta en cuanto a altura. Se deducen detalles, ventajas y caracterlsticas adicionales de la invencion no solo de las reivindicaciones, de las caracterlsticas que se deducen de las mismas - por si mismas y/o en combinacion -, sino tambien de la siguiente descripcion de unos ejemplos de realizacion preferidos a deducir de los dibujos.
Aqul muestran:
la fig. 1 una exposicion de los principios de un dispositivo de soldadura por ultrasonidos,
la fig. 2a una vista fragmentaria de una camara de compresion del dispositivo de soldadura por ultrasonidos conforme a la fig. 1 en corte,
las figs. 2b, c detalles de la vista fragmentaria conforme a la fig. 2a,
la fig. 3 una exposicion en perspectiva de una vista fragmentaria de un dispositivo de soldadura por ultrasonidos correspondiente en principio a la fig. 1,
las figs. 4a, b unas vistas de nodos de cables trenzados en el lado del contraelectrodo,
la fig. 5 una vista fragmentaria del yunque y del sonotrodo segun el estado de la tecnica, y
la fig. 6 una vista fragmentaria del yunque y del sonotrodo segun la invencion, correspondiente a la fig. 5.
A continuacion se explica la invencion en base a unas exposiciones de principio, en donde basicamente para los elementos iguales se utilizan los mismos slmbolos de referencia.
En la fig. 1 se ha representado a modo solamente de principio un dispositivo de soldadura por ultrasonidos, mediante el cual se pretende soldar entre si piezas metalicas en forma de cables trenzados. El dispositivo de soldadura por ultrasonidos comprende un oscilador 10, que se compone en el ejemplo de realizacion de un convertidor 12, un reforzador (del ingles booster) 14 y un sonotrodo 16. El sonotrodo 16 delimita a este respecto una camara de compresion 18 que se explica a continuacion con mas detalle. Del documento US 4,869,419 A1 puede deducirse una estructura basica de una camara de compresion correspondiente.
En la exposicion segun la fig. 2a oscila el sonotrodo 16 y con ello la cabeza de sonotrodo 32, horizontalmente en el
plano del dibujo y en paralelo a la arista longitudinal de la hoja del dibujo. Un contraelectrodo asociado al sonotrodo
16 - llamado a partir de ahora tambien yunque 36 - puede graduarse perpendicularmente al plano del dibujo y con relacion al sonotrodo 16.
De forma conocida el convertidor 12 esta unido a traves de una llnea 20 a un generador 22, que por su lado esta conectado a traves de una llnea 24 a un ordenador 26, a traves del cual se controla el generador 22, para seguidamente a traves del convertidor 12 convertir oscilaciones electricas en mecanicas a traves de por ejemplo elementos piezoelectricos, en donde las oscilaciones se intensifican a traves del reforzador 14, para seguidamente excitar de forma correspondiente el sonotrodo 16.
La camara de compresion 18 presenta en seccion transversal una geometrla rectangular y esta abierta frontalmente. A traves de los lados frontales se implantan unos cables trenzados en la camara de compresion, para soldar los mismos y formar un nodo, como pueden deducirse a modo de ejemplo de la fig. 4 y estan caracterizados con el slmbolo de referencia 100, 102. La camara de compresion 18, que discurre en la direccion longitudinal del eje de sonotrodo 28 y de este modo en la direccion de oscilacion del sonotrodo 16 y en direccion axial de los cables trenzados 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118 a introducir en la camara de compresion 18, esta delimitada en lados opuestos por un lado por una superficie de trabajo 30 del sonotrodo 16 o de su cabeza de sonotrodo 32 y, por otro lado, por una superficie de trabajo 34 del contraelectrodo o del yunque 36. Desde un soporte 38 graduable
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perpendicularmente a las superficies de trabajo 30, 34 sale el yunque 36, que puede desplazarse en paralelo a la superficie de trabajo o soldadura 30 del sonotrodo 16 o de la cabeza de sonotrodo 32. A este respecto se hace referencia a estructuras conocidas.
Para impedir durante la soldadura de los cables trenzados 104, 106, 108 o 110, 112, 114, 116, 118 o de sus hilos un desplazamiento con el sonotrodo 16 excitado, las superficies de trabajo 30, 34 presentan una estructura ondulada o en forma de dientes de sierra, en donde de forma correspondiente a la exposition en corte conforme a la fig. 2a se alternan relieves 42, 44, y escotaduras, respectivamente depresiones o cavidades 46, 48 de la superficie de trabajo 30 de la cabeza de sonotrodo 32, respectivamente relieves 50, 52 y depresiones o cavidades 54, 56 del yunque 36. La estructura formada de este modo discurre perpendicularmente a los ejes longitudinales de los cables trenzados 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118 y con ello perpendicularmente al eje longitudinal de la camara de compresion 18 y de este modo del sonotrodo 16.
Tambien, en las zonas de salida 58, 60 de la camara de compresion 18, es decir, en las zonas de borde de las superficies de trabajo 30, 34 que discurren perpendicularmente al eje longitudinal 28, para soldar cables trenzados 104, 106, 108 que discurren en el lado del yunque o sus hilos en la extension necesaria y, de este modo, garantizar la deseada resistencia, se extienden en las zonas de borde longitudinales que discurren transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion 18, es decir en las zonas de salida 58, 60 en corte con forma de arco y en la direction del sonotrodo 16 o de la cabeza de sonotrodo 32, unos relieves 62, 64 sobresalientes, de tal manera que los cables trenzados 104, 106, 108 se sueldan en la extension necesaria hacia la salida de nodo respectiva, es decir hasta la zona de borde de la camara de compresion 18. Estos resaltes 62, 64 que pueden llamarse tambien ondulaciones pertenecen al estado de la tecnica.
De la fig. 5 puede deducirse un corte de una camara de compresion en la zona del yunque y del sonotrodo, que se corresponde con el estado de la tecnica. Puede verse la estructuracion en corte con forma de sierra de las superficies de trabajo 30, 34 del yunque 36 y de la cabeza de sonotrodo 32. En la zona de salida se ha configurado en plano tanto la superficie de trabajo 34 del yunque 36 como la de la cabeza de sonotrodo 32. Sin embargo, tambien se obtienen unas geometrlas en las que en la superficie de yunque en la zona de salida un segmento posee un relieve, como la que puede deducirse de la fig. 2a y esta caracterizada con el slmbolo de referencia 62, 64. Segun el estado de la tecnica la superficie de la cabeza de sonotrodo 32, situada enfrente de los relieves, presenta tambien unos relieves. De este modo los cables trenzados que discurren a lo largo de la superficie de trabajo de la cabeza de sonotrodo 32 sufren una gran carga.
Para proteger los cables trenzados 104, 106, 108 que sufren una gran carga en el lado opuesto, es decir la superficie de trabajo 30 de la cabeza de sonotrodo 32, discurre en la zona de los resaltes 62, 64 del yunque 36 y, enfrente de la misma, en la superficie de trabajo o soldadura 30 del sonotrodo 16 o de la cabeza de sonotrodo 32, respectivamente al menos una depresion 66, 68, que en corte puede presentar una geometrla en forma de semiclrculo, U o V. En la exposicion del dibujo de las figs. 2a, 2c se ha elegido una geometrla en semiclrculo. Las escotaduras 66, 68 discurren en la proyeccion de los resaltes 62, 64 en la direccion de la superficie de trabajo 30 de la cabeza de sonotrodo 32. A este respecto los dibujos son autoexplicativos.
Si en la exposicion del dibujo a un resalte 62, 64 del yunque 36 solo esta asociada una escotadura 66, 68 que discurre a lo largo del mismo, en la superficie de trabajo 30 de la cabeza de sonotrodo 32, pueden estar previstas tambien varias escotaduras correspondientes en la superficie de trabajo o soldadura 30 de la cabeza de sonotrodo 32. Dado el caso tambien es posible que solo a uno de los resaltes 62, 64 este asociada una escotadura 66, 68 correspondiente.
Mediante las escotaduras 66, 68 o depresiones se protegen las zonas de los cables trenzados 104, 106, 108, que por lo demas son las que mayores cargas sufren a causa de los resaltes 62, 64.
Sobre los relieves 62, 64 que discurren en las zonas de salida 58, 60 en la superficie de trabajo 34 del yunque 36 debe tenerse en cuenta lo siguiente. Como aclara la exposicion aumentada del relieve 64 en la fig. 2b, el relieve 62, 64 presenta una altura H con respecto a las zonas mas profundas directamente adyacentes en la superficie de trabajo 34, que esta situada entre 0,2 mm y 2 mm. La anchura B del relieve es de entre 0,2 mm y 2 mm, y precisamente entre los puntos de inversion 63 y 65, es decir, la transition entre el relieve 62, 64 y la hondonada respectivamente adyacente, que tambien esta delimitada por un segmento en curva. La separation B se obtiene en consecuencia a partir de la transicion entre el radio R1 del relieve 62, 64 y los radios R2 de las depresiones adyacentes. El radio R1 del relieve 62, 64 es de forma preferida de entre 0,1 mm y 1 mm. Los radios R2 de las depresiones adyacentes deberlan ser de entre 0,1 mm y 1,5 mm.
En la fig. 2c se ha representado en una exposicion aumentada solamente en principio la escotadura 66, 68 - tambien llamada depresion -. La misma presenta una profundidad T de entre 0,02 mm y 0,2 mm. La anchura o extension W de la depresion 66, 68 es de entre 0,2 mm y 2 mm.
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Aunque el relieve 62, 64 y la escotadura o depresion 66, 68 pueden presentar las mismas dimensiones, esta previsto de forma preferida que la dimension del relieve 62, 64 este adaptada a la de la escotadura 66, 68, de tal manera que la proyeccion del relieve 62, 64 en la direccion de la superficie de trabajo 30 del sonotrodo 32 en la direccion longitudinal de la camara de compresion 18, es decir del eje longitudinal 28 del sonotrodo 16, es mayor que la anchura o extension W de la escotadura 66, 68.
La separacion entre el relieve o el resalte 62, 64 y las superficies frontales 37, 39 del yunque, que discurren perpendicularmente al eje longitudinal de la camara de compresion 18, deberla estar en un margen de entre 1 mm y 3 mm.
Con independencia de ello, mediante las escotaduras 66, 68 puede conseguirse una ventaja adicional. De este modo los bordes que delimitan las escotaduras 66, 68, de los cuales los de la escotadura 66 poseen los slmbolos de referencia 70, 72, actuan casi como freno contra un desplazamiento axial de los cables trenzados 104, 106, 108 o de sus hilos, que estan situados sobre la superficie de trabajo 30. En otras palabras se ofrece una proteccion contra desplazamientos. Se obtiene un apoyo axial, sin que los hilos se estrangulen o se cizallen.
Segun el estado de la tecnica es conocido configurar la estructura de la superficie de trabajo 34 del yunque 36 de tal manera, que en la zona central este previsto un resalte 74 que sobresale por encima de un plano abarcado por los otros resaltes de la superficie de trabajo 34, es decir que sobresale del mismo, como puede deducirse en principio de la fig. 2a.
Para con independencia de esto soldar en la camara de compresion 18 cables trenzados 104, 106, 108 con seccion transversal pequena, es decir en particular cables trenzados que se sueldan para formar nodos cuya anchura es inferior a 1 mm, sin que el resalte 74 pueda conducir a una muesca y con ello al riesgo de una ruptura del nodo 100, esta previsto conforme a la invencion que el resalte 74, partiendo de su borde 76, se aplaste o aplane o se configure como un relieve correspondientemente mas corto en la superficie de trabajo 34, como puede deducirse en principio de la fig. 3.
La zona aplanada del resalte 74 esta caracterizada con el slmbolo de referencia 78 y presenta, transversalmente o perpendicularmente al eje longitudinal 38 de la camara de compresion 18, una longitud de entre 0,5 mm y 1,5 mm, en particular en un margen de 1 mm. De este modo existe la posibilidad de soldar nodos con anchuras de hasta 1,5 mm, sin que actue el resalte 74 y con ello pueda ejercer una accion de efecto muesca.
La zona 78, en la que el relieve tiene una menor altura que en la zona restante, presenta casi una meseta o una superficie elevada que se extiende a lo largo, de forma preferida en paralelo al plano abarcado por la superficie de trabajo 34, del yunque 36.
En las “vistas sobre el yunque” de las figs. 4a, 4b de los nodos 100, 102 puede verse que cuando un nodo - en el caso presente el nodo 100 - se suelda en la camara de compactacion 18, en la que el resalte 74 a causa de la retraccion del yunque 36 (flecha 80) discurre por fuera de la camara de compactacion 18, se estampa una zona 82 correspondiente a la zona 78 aplanada. En el caso de nodos mas anchos, en los que coopera el resalte 74, se obtiene una zona 84 correspondiente aplanada, que seguidamente se transforma en una depresion 86 que se estampa mediante un resalte 74. Esto puede verse mediante la exposicion del nodo 102.
De la fig. 6 puede deducirse un segmento correspondiente del yunque 36 y de la cabeza de sonotrodo 32, en donde tanto el yunque 36 como la cabeza de sonotrodo 32 estan conformados de forma correspondiente a la revelacion conforme a la invencion. Pueden verse claramente las depresiones 66, 68 en forma de acanaladura en la superficie de trabajo 30 de la cabeza de sonotrodo 32, asociadas a los relieves 62, 64 en la superficie de trabajo 34 del yunque 36. Ademas de esto puede verse que el resalte o el relieve 74 de la superficie de trabajo 34 del yunque 36, que discurre en la zona central y que sobresale por encima de los otros relieves o resaltes 50, 52, esta aplastado por zonas, de tal manera que esta disponible una zona retralda formada por una meseta 78 o un aplastamiento, que interactua con cables trenzados de pequena seccion transversal, que se sueldan para formar nodos de menor anchura, como se ha explicado en base a las figs. 4a, 4b.
Los dimensionamientos conforme a la invencion de las superficies de trabajo del contraelectrodo y del sonotrodo pueden utilizarse para cualquier dispositivo de soldadura por ultrasonidos, en particular para aquellos que estan perfilados por completo perimetricamente, como puede deducirse del documento EP 1 853 404 B1. Lo mismo es valido para un uso con un sonotrodo de forma correspondiente al documento EP 1 680 254 B1. A este respecto se hace referencia expresa a las descripciones correspondientes.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos para soldar conductores electricos (104, 106, 110, 112, 114, 116, 118), como cables trenzados, para producir un nodo (100, 102), que comprende una camara de compresion (18) para alojar el conductor, que esta delimitado perimetricamente por dos superficies de trabajo (30, 34) que delimitan la
    5 camara de compresion en lados opuestos y dos superficies limitadoras laterales que discurren transversalmente a las superficies de trabajo, y en el que los lados restantes estan abiertos, en donde una de las superficies de trabajo es un segmento de un sonotrodo (16) excitable en oscilaciones ultrasonicas del dispositivo de soldadura por ultrasonidos y la otra superficie de trabajo es un segmento de un contraelectrodo (36) y en donde al menos las superficies de trabajo estan estructuradas, al menos una, de forma preferida en dos zonas de salida (58, 60) de la 10 camara de compresion la superficie de trabajo del contraelectrodo presenta un relieve (62, 64), que discurre transversalmente al eje longitudinal (28) de la camara de compresion que atraviesa los lados abiertos, que en su corte tiene forma de arco y se extiende en la direccion de la superficie de trabajo del sonotrodo, caracterizado porque la superficie de trabajo (30) del sonotrodo (16), en su zona que discurre en la proyeccion del relieve (62, 64) del contraelectrodo (36) perpendicularmente al plano abarcado por la superficie de trabajo del sonotrodo, presenta al 15 menos una escotadura (66, 68) que discurre al menos por segmentos a lo largo del relieve.
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque al menos una delimitacion (70, 72) de la escotadura (66, 68), que discurre transversalmente al eje longitudinal (28) de la camara de compresion (18), actua como proteccion contra desplazamientos para evitar un desplazamiento axial de conductores (104, 106, 110, 112, 114, 116, 118) que hacen contacto con la delimitacion.
    20 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque cada una de las delimitaciones laterales (70, 72) de
    la escotadura (66, 68) actua como proteccion contra desplazamientos.
  3. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la escotadura (66, 68) presenta una geometrla en corte con forma de U, semiclrculo o V.
  4. 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona de la proyeccion del 25 relieve (62, 64) en la direccion del sonotrodo (16) estan previstas al menos dos escotaduras que discurren a lo largo
    del relieve.
  5. 6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura del relieve (62, 64) es mayor que la anchura de la escotadura (66, 68), segun se mira respectivamente en la direccion del eje longitudinal de la camara de compresion (18).
    30 7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la escotadura (66, 68) discurre,
    durante la soldadura de los conductores, a lo largo de la zona central del relieve (62, 64).
  6. 8. Dispositivo de soldadura por ultrasonidos segun la reivindicacion 1, en donde la superficie de trabajo (34) del contraelectrodo (36) parte de una corredera graduable en paralelo a la superficie de trabajo (30) del sonotrodo (32), que parte de un soporte (38) graduable perpendicularmente a la superficie de trabajo del sonotrodo, que indirecta o
    35 directamente delimita lateralmente la camara de compresion (18), y en donde al menos la superficie de trabajo del contraelectrodo presenta una estructura que de forma preferida esta formada por relieves (50, 52) y depresiones (54, 56), consecutivo(a)s y que discurren transversamente al eje longitudinal de la camara de compresion, en donde en la zona central de la superficie de trabajo del contraelectrodo sobresale al menos un relieve (74) por encima de los otros relieves o bien, si falta una estructura, por encima de la superficie de trabajo en la direccion del sonotrodo, en 40 donde el al menos un relieve (74) que discurre en la zona central, partiendo del borde libre de la superficie de trabajo (34) del contraelectrodo (36), que discurre en la direccion longitudinal de la camara de compresion, esta acortado en su altura por encima de una zona (78) de tal manera, que la zona elevada (75) de la zona vuelta hacia la superficie de trabajo (30) del sonotrodo (32) discurre en o aproximadamente en un plano o de forma retralda respecto al plano, que esta abarcado por los otros relieves o, en el caso de inexistencia de los otros relieves, por la superficie de 45 trabajo, en donde la zona presenta una longitud L que discurre transversalmente al eje longitudinal (28) de la camara de compresion, que es menor que posibles extensiones de la superficie de trabajo transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion.
  7. 9. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque la longitud L es de 0,5 mm < L < 1,5 mm, en particular L = 1 mm.
    50 10. Procedimiento para soldar conductores electricos (104, 106, 110, 112, 114, 116, 118), como cables trenzados,
    para producir un nodo, en una camara de compresion (18) graduable en altura y anchura de un dispositivo de soldadura por ultrasonidos, en donde la camara de compresion esta delimitada perimetricamente por dos superficies de trabajo (30, 34) que delimitan la camara de compresion en lados opuestos y dos superficies limitadoras laterales que discurren transversalmente a las superficies de trabajo, con los lados restantes de la camara de compresion
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    abiertos, en donde una superficie de trabajo es un segmento de un sonotrodo (16, 32) excitable en oscilaciones ultrasonicas del dispositivo de soldadura por ultrasonidos y la otra superficie de trabajo un segmento de un contraelectrodo (36) y al menos las superficies de trabajo estan estructuradas, en donde en al menos una zona de salida (58, 60) de la camara de compresion sobresale de la superficie de trabajo del contraelectrodo un relieve (62, 64) en corte con forma de arco, que discurre transversalmente al eje longitudinal de la camara de compresion, mediante el cual se refuerza la soldadura de los conductores que discurren en la zona del relieve, caracterizado porque
    los conductores situados enfrente del relieve (62, 64) y situados sobre el sonotrodo (16) o que discurren en esta zona, en comparacion con la soldadura que se realiza al menos en la zona central de la camara de compresion (18), se sueldan con menos intensidad y en contra de un movimiento axial al menos se contienen, por medio de que en la proyeccion del relieve en direccion a la superficie de trabajo (30) del sonotrodo (16, 32), al menos por segmentos en la superficie de trabajo del sonotrodo y discurriendo a lo largo del relieve, esta configurada una escotadura (66, 68), en donde al menos una de las delimitaciones (70, 72) que discurren transversalmente al eje longitudinal (28) de la camara de compresion al menos contiene el movimiento axial de al menos los conductores situados sobre la delimitacion.
  8. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10 con la utilizacion de un contraelectrodo (36), cuya superficie de trabajo (34) parte de una corredera graduable en paralelo a la superficie de trabajo del sonotrodo (16, 32), la cual a su vez parte de un soporte (38) graduable perpendicularmente a la superficie de trabajo del sonotrodo, mediante el cual indirecta o directamente se delimita lateralmente la camara de compresion (18), en donde al menos la superficie de trabajo del contraelectrodo posee una estructura formada por relieves (50, 52) y depresiones (54, 56), consecutivo(a)s y que discurren transversamente al eje longitudinal de la camara de compresion, en donde en la zona central de la superficie de trabajo sobresale al menos uno de los relieves (74) por encima de los otros en la direccion del sonotrodo, en donde el al menos un relieve (74) que discurre en la zona central de la superficie de trabajo (34), partiendo del borde libre de la superficie de trabajo, que discurre en la direccion longitudinal de la camara de compresion, esta acortado en su altura por encima de una zona (78) con una longitud L perpendicularmente al eje longitudinal (28) de la camara de compresion (18) de tal manera, que la zona elevada de la zona acortada vuelta hacia la superficie de trabajo del sonotrodo discurre en o aproximadamente en un plano o de forma retralda respecto al plano, que esta abarcado por los otros relieves (50, 52), y porque en funcion de la seccion transversal de los conductores a soldar (104, 106, 110, 112, 114, 116, 118), o bien la anchura maxima de la camara de compresion se ajusta a la longitud de la zona del relieve acortado o se ajusta una anchura, que es mas ancha que la longitud.
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