KR102600716B1 - 초음파에 의해 전기 도체를 용접하기 위한 방법 및 초음파 금속 용접 장치 - Google Patents

초음파에 의해 전기 도체를 용접하기 위한 방법 및 초음파 금속 용접 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 금속 용접 장치 및 적어도 높이를 조절할 수 있고 제 1 경계면으로서 소노트로드의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면으로서 카운터 전극(156)의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측들에서 경계가 정해지는 압축 챔버를 사용하여 전기 도체를 용접하는 방법에 관한 것으로서, 용접을 위해, 카운터 전극과 소노트로드는 서로에 대해 변위된다. 사용된 카운터 전극은 기하학적으로 상이한 작업면의 섹션(152, 154)을 포함하거나 또는 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션으로 구성되는 전극이다.

Description

초음파에 의해 전기 도체를 용접하기 위한 방법 및 초음파 금속 용접 장치
본 발명은 적어도 높이를 조절할 수 있고 제 1 경계면으로서 소노트로드의 섹션 및 제 2 경계면으로서 카운터 전극의 적어도 하나의 섹션에 의해, 반대측에서 제한되는 압축 챔버를 사용하여 전기 도체 및/또는 이들을 둘러싼 관형 케이블 러그와 같은 케이싱 단부를 용접 및/또는 변형시키는 방법에 관한 것으로서, 카운터 전극 및 소노트로드는 용접을 위해 서로에 대해 조정되는 한편, 동시에 전기 도체 및 여기된 소노트로드의 가압이 조정된다. 압축 챔버의 높이 및 폭은 바람직하게는 조절 가능하다. 압축 챔버는 제 1 경계면으로서 소노트로드의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면으로서 카운터 전극의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측에 제한되고, 나머지 측은 제 3 경계면으로서 측방향 슬라이드의 한 부분에 의해 그리고 제 4 경계면으로서 제한 요소의 섹션에 의해 제한된다.
본 발명은 또한 적어도 높이, 바람직하게는 높이 및 폭이 조절 가능하고, 제 1 경계면으로서 소노트로드의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면으로서 카운터 전극의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측에서 제한되는 압축 챔버를 갖는 초음파 금속 용접 장치에 관한 것이고, 압축 챔버의 높이 및 폭이 조절 가능한 경우, 압축 챔버는 제 3 경계면으로서 측방향 슬라이드의 섹션 및 제 4 경계면으로서 제한 요소의 섹션 중 하나에 의해 나머지측에서 제한된다.
본 발명은 또한 초음파 용접 공구에 관한 것이다.
케이블 하네스를 제조하기 위해, 자동차 산업에서 스트랜드가 초음파 용접에 의해 연결되어 노드를 형성하는 것이 일반적이다. 이 공정에서 신호를 전달하거나 또는 전기를 전도하기 위해, 사전 한정된 수의 스트랜드가 완전히 용접되어 노드를 형성하도록 주의를 기울여야 하다. 용접 공정 자체는 검증에 사용될 수 있는데, 즉 높이 및 폭 조절 압축 챔버의 특성 파라미터가 용접 스트랜드의 수를 나타내므로, 공정 제어가 보장된다. 그러나, 원칙적으로, 이것은 용접될 각각의 스트랜드가 최소 단면을 갖는 경우에만 가능하다.
사용되는 전자 기기의 지속적인 개발로 인해, 예를 들어, 0.13 ㎟의 단면을 갖는 개별 와이어 또는 코어로 구성된 스트랜드가 사용될 수 있으며, 이를 통해 신호가 적절하게 전도되거나 또는 전류가 적절하게 유동할 수 있다. 이러한 유형의 스트랜드가 더 큰 단면의 스트랜드에 용접되는 경우, 단면이 작은 스트랜드가 더 큰 스트랜드들 사이의 공간으로 가는 길을 찾는 위험이 있으므로, 궁극적으로 용접 후 결정된 압축 챔버의 특성 파라미터, 예를 들어, 높이 또는 폭은 더 이상 사전 한정된 수의 스트랜드가 실제로 서로 결합되어 있는지를 충분히 나타내지 못한다.
높이와 폭의 관점에서 조절가능한 압축 챔버를 갖는, 대응하는 노드들을 용접할 수 있는 초음파 용접 장치는 예를 들어, DE 44 29 484 A1, EP 0 143 936 B1, DE 10 2005 004 899 A1 또는 DE 37 19 083 A1에서 발견된다.
높이 및 폭의 관점에서 마찬가지로 조절 가능한 압축 챔버는 WO 95/10866 A1에 공지되어 있다. 그러나, 이 초음파 용접 장치에서, 압축 챔버는 용접될 도체의 단면에 관계없이 소정의 높이/폭 비율로 설정된다.
도체 용접 방법은 DE 10 2011 014 801 A1에서 찾을 수 있다. 상기 방법은 2 스테이지 공정을 사용한다. 제 1 단계에서, 다수의 도체가 용접되어 제 1 노드를 형성한 다음, 제 2 단계에서, 이 제 1 노드는 추가의 도체 또는 노드에 용접된다.
DE-Z에서: Die Bibliothek der Technik [기술 도서], 제 108 권 : 초음파 금속 용접, Verlag Moderne Industrie, 86895 Landsberg 1995에는 초음파 용접의 원리가 설명되어 있다. 이 간행물에서, 특히 20 페이지 이하에서, 금속을 용접하기 위한 초음파 용접 장치의 구조 및 기능이 설명된다. 압축 챔버의 조정 또는 초음파 용접 장치의 기능이 관련되는 한 종래 기술에서 인용된 상이한 문서뿐만 아니라, 이와 관련된 개시 내용을 명백히 참조한다. 이와 관련하여, 관련 문서의 내용은 본 발명의 개시의 일부로 간주된다.
스트랜드와 같은 도체의 용접에 더하여 용접 조인트의 기계적 고정이 요구되는 경우, 생산 공정을 연장시키고 더 비싸게 하는 다양한 공구가 전형적으로 사용된다.
예를 들어, DE 10 2008 045 751 A1은 전기 라인을 전기 단자 접점에 연결하는데 사용하기 위한 강화 용접을 위한 장치 및 방법을 개시하고 있다. 별도의 크림핑 공구를 사용하여 생성된 절연 크림핑을 사용하여 단자 접점을 라인에 연결할 수도 있다.
US 2015/0060135 A1에 따르면, 스트랜드로 구성된 라인을 크림프 연결을 통해 전기 단자에 연결하기 위해, 스트랜드의 단부는 초음파 용접에 의해 블록형 형태로 용접되고 크림핑 날개가 고정되는 스트랜드의 길이방향으로 진행되는 만입부가 형성된다.
다양한 초음파 용접 장치를 이용하여 용접을 수행할 수도 있다.
본 발명의 목적은 용접의 절차적 단순화 및 적용 가능한 경우에, 전기 도체, 특히 상이한 단면의 도체의 변형을 이룰 수 있는 방식으로 서두에 언급된 유형의 방법을 개발하는 것이다.
다른 양태에 따르면, 목적은 결과적으로 공정 모니터링에 제한을 두지 않으면서 용접될 도체를 위한 초음파 용접 장치의 단면적을 확장시키는 것이다.
용접될 노드의 특성 또한 최적화되어야 한다.
다른 양태는 전기 및 기계적 연결을 확실하게 보장하고 선택적으로 용접 조인트의 기계적 검사를 수행하기 위해 용접될 도체에 대한 추가 조치를 수행할 수 있게 하는데 초점을 둔다.
하나 이상의 양태를 달성하기 위해, 서두에 언급된 방법은 본질적으로 사용되는 카운터 전극이 기하학적으로 상이한 작업면의 섹션을 포함하거나 또는 적어도 2 개의 상호 변위 가능한 섹션으로 구성된다는 점에서 본 발명에 따라 개발된다. 종래 기술에서와 같이 용접면으로서 작용하는 작업면을 갖는 소노트로드가 사용될 수 있다.
그러나, 본 발명의 개념에 따르면, 소노트로드는 또한 기하학적으로 상이한 용접면들 또는 작업면으로서 하나의 용접면 및 성형 또는 조형 기능을 갖는 하나의 작업면을 갖는 적어도 2 개의 접하거나 또는 인접한 작업면을 가질 수 있다. 따라서 접하거나 또는 인접한 작업면은 소노트로드의 원주면을 따라 배열되고 소노트로드를 회전시킴으로써 카운터 전극과 정렬되는 것과 혼동되어서는 안된다. 각각의 원하는 작업면은 소노트로드의 길이방향 축을 따라 용접 또는 성형 또는 용접 조인트의 기계적 검사에서 사용될 카운터 전극의 섹션으로의 소노트로드 및 카운터 전극의 상대 축 방향 변위에 의해 접하거나 또는 인접한 작업면으로부터 선택된다.
특히, 카운터 전극의 섹션, 또는 소노트로드의 용접면, 또는 앤빌의 섹션 및 용접면은 모두 용접될 전기 도체에 기초하여 선택되는 것이 제공된다.
강조될 추가의 개발에서, 본 발명은 제 1 용접 공정에서 전기 도체가 카운터 전극의 제 1 섹션을 사용하여 용접되어 중간 노드를 형성하고, 제 2 용접 공정에서 중간 노드가 적어도 하나의 추가 도체 및/또는 하나의 추가 중간 노드에 용접되어 노드를 형성하며, 제 2 용접 공정에서, 제 1 섹션과 상이한 카운터 전극의 제 2 섹션 및/또는 제 1 용접 공정에서 사용된 것과 상이한 용접면이 사용된다.
중간 노드의 위치가 변하지 않으면서, 상기 노드는 카운터 전극의 제 2 섹션을 사용하여 추가 도체 및/또는 추가 중간 노드에 용접될 수 있다.
추가의 제안은 제 1 용접 공정에서, 카운터 전극의 제 1 섹션이 제 1 용접 공정에서 사용되어 제 1 도체들을 용접하여 단부 노드 또는 전이 노드를 형성하고, 상기 단부 노드 또는 전이 노드는 제 1 섹션과 상이한 카운터 전극의 제 2 섹션을 사용하여 용접 및/또는 변형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 카운터 전극의 제 1 섹션은 도체를 용접하는데 사용되어 단부 노드를 형성하고, 카운터 전극의 제 2 섹션은 도체를 용접하는데 사용되어 전이 노드를 형성하는 것이 또한 가능하다.
카운터 전극의 작업면은 크림핑 또는 절단 공정을 수행하도록 구성될 수도 있다.
카운터 전극의 작업면은 또한 용접 조인트의 기계적 강도를 점검하기 위한 테스트 죠(testing jaw)와 같은 테스트 요소로서 구성될 수 있다. 이를 위해, 한정된 테스트 힘이 테스트 요소로서 구성된 작업면과 카운터 요소로서 작용하는 소노트로드 사이의 용접 조인트에 도입되며, 상기 테스트 힘의 레벨은 용접 조인트가 결함이 없는 경우 손상이 발생하지 않도록 된다. 용접 조인트에 결함이 있는 경우 검출 가능한 변경 사항이 용접 조인트에서 식별할 수 있다.
또한, 성형 또는 엠보싱 기능을 수행하는 소노트로드의 작업면은 도체를 둘러싸는 케이싱 단부 내로 만입부를 엠보싱하는데 사용될 수 있으며, 상기 만입부는 특히 소노트로드의 길이방향 축에 대해 가로방향 및 직각으로 진행됨을 강조해야 한다.
본 발명에 따르면, 노드 자체의 최저 단면을 갖는 스트랜드의 단면 대 전체 단면의 비율이 일반적으로 특히 용접된 도체들의 수를 결정하기 위해 정확한 공정 모니터링을 가능하게 하지 않거나 또는 가능하게 할 필요가 없어도, 작은 단면의 스트랜드는 하나의 동일한 초음파 용접 장치를 사용하여 큰 단면의 스트랜드에 용이하게 용접될 수 있다.
상이한 단면의 스트랜드가 용접된 후에, 압축 챔버의 특성 파라미터에 기초하여 필요한 수의 스트랜드가 서로 용접되는지를 결정하도록 점검이 이루어질 수 있다.
앤빌(anvil)이라고도 불리는 카운터 전극의 섹션 및/또는 소노트로드는 상이한 구조를 가질 수 있기 때문에, 하나의 동일한 기계를 사용하여 전이 노드 및 단부 노드 둘 다 용이하게 용접될 수 있다.
카운터 전극의 섹션 및 적용 가능한 경우, 소노트로드의 섹션은 상이한 프로파일링, 특히 더 미세한 프로파일 및 더 거친 프로파일을 가질 수 있어서, 작은 단면을 갖는 스트랜드 및 큰 단면을 갖는 스트랜드는 공구를 교환하거나 또는 상이한 초음파 용접 장치를 사용할 필요없이 동일하게 재현 가능하고 완벽하게 용접될 수 있다.
공정 모니터링을 보장하기 위해, 최저 스트랜드의 단면은 예를 들어, 노드 단면의 7 % 이상이어야 한다. 예를 들어, 0.13 ㎟의 단면을 갖는 스트랜드가 사용되는 경우, 해당 규칙에 따라 전체 단면적이 약 1.9 ㎟보다 크지 않아야 하다.
본 발명에 따르면, 작은 단면을 갖는 다수의 스트랜드, 예를 들어, 각각 0.13 ㎟의 단면을 갖는 3 개의 스트랜드를 용접하여 중간 노드를 형성할 수 있고, 이어서 중간 노드를 추가 스트랜드에 용접하여 공정 모니터링 관점에서 어떠한 단점도 없이 약 5.6 ㎟의 단면을 갖는 노드를 형성할 수 있다. 더 미세한 구조를 갖는 또한 앤빌로 칭하는 카운터 전극의 섹션은 단면이 작은 스트랜드를 용접하기 위해 사용되고, 거친 구조를 갖는 섹션은 단면이 큰 스트랜드를 용접하기 위해 사용된다.
본 발명의 교시에 따르면, 서로에 대해 변위될 수 있는 섹션들 중 상이한 섹션들을 사용할 때, 원하는 구조, 즉 프로파일링을 갖는 섹션들이 압축 챔버를 제한하는데 사용될 수 있다. 또한, 원하는 단면의 압축 챔버가 제공되고 노드의 용접 동안 4 개의 측면에 결합되는 정도로 각 섹션이 소노트로드의 작업면에 평행하게 변위될 수 있다.
서로에 대해 변위 가능한 섹션은 나란히 또는 서로 위에 배여될 수 있으며, 나란한 배열은 섹션이 각각 용접면을 형성하는 소노트로드의 상이한 영역에 할당될 수 있다는 장점을 제공한다.
섹션들이 대칭 및 비대칭 프로파일을 가질 수 있기 때문에, 사용된 프로파일에 따라 동일한 품질의 단부 노드 또는 전이 노드가 하나의 동일한 기계에 용접될 수 있다는 이점이 있다. 비대칭 프로파일은 단부 노드에 사용될 수 있고 대칭 프로파일은 전이 노드에 사용될 수 있다. 비대칭은 압축 챔버의 흡입 측에서, 단면이 아치형인 돌출부가 카운터 전극의 작업면으로부터 외향으로 돌출하고 소노트로드의 방향으로 연장되는 것을 의미한다. 그런 다음 돌출부와 만입부가 따른다. 대칭 프로파일로, 대응하는 아치형 돌출부는 압축 챔버의 흡입측 및 출구측 모두에서 앤빌의 작업면으로부터 외향으로 진행한다.
물론, 단부 노드와 전이 노드는 대칭 프로파일을 사용하여 용접될 수도 있다.
특히 단부 노드가 또한 용접될 경우, 본 발명의 주목할 만한 제안에 따르면, 계단식 소노트로드가 사용될 수 있어서, 그 계단 자체는 용접될 스트랜드의 단부를 위한 정지면으로서 기능한다. 따라서, 소노트로드는 계단에 의해 분리된 2 개의 용접 영역을 가지며, 그 중 하나는 단부 노드의 용접을 위해 설계되고 다른 하나는 전이 노드의 용접을 위해 설계될 수 있다. 카운터 전극의 상호 변위 가능한 섹션 중 하나가 각 영역에 할당된다.
예를 들어, 3 × 4 ㎟의 단면을 갖는 제 1 노드가 용접되고 중간 노드로서 기능하는 이중 용접으로 알려진 공정이 용이하게 수행될 수 있고, 상기 중간 노드에는 그 다음 추가 스트랜드 또는 다른 중간 노드가 용접될 수 있다.
카운터 전극의 적어도 하나의 작업면은 예를 들어, 라인 주위의 용접을 위한 성형 기하학적 형상을 가질 수 있다.
그러나, 크림핑 또는 절단 기능이 달성될 수 있도록 작업면이 기하학적으로 구성될 수도 있다.
따라서, 용접면에 추가하여, 소노트로드는 예를 들어, 관형 케이블 러그와 같이 도체를 둘러싸는 케이싱 단부의 기계적 성형 또는 엠보싱에 사용되는 섹션을 가질 수 있다. 이러한 목적을 위해, 특히 소노트로드의 빗형 또는 비드형 섹션이 제공되는데, 이는 용접면에 인접하여 이어져서 스트랜드의 용접 동안 케이싱 단부, 예를 들어, 케이블 러그에서 오목부가 동시에 형성되도록 하고, 이에 의해 케이싱 단부, 즉 케이블 러그와 전기 도체 사이의 연결의 높은 기계적 강도를 달성할 수 있다. 오목부 또는 만입부를 생성하는 영역, 즉 특히 단면이 아치형인 빗형 또는 비드형 단면은 길이방향으로 여기될 수 있는 소노트로드의 길이방향 축에 직각으로 진행되도록 의도되지만, 이는 의무적 특징은 아니다. 오히려 적용 분야에 따라 병렬 프로파일을 선택할 수도 있다.
비틀림 소노트로드도 마찬가지로 사용될 수 있다.
용접은 또한 빗형 또는 비드형 섹션을 사용하여 수행된다.
상기 유형의 초음파 금속 용접 장치는 특히 다음과 같은 사실을 특징으로 한다.
- 카운터 전극은 기하학적으로 상이한 작업면을 갖는 섹션을 포함하거나 또는 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션으로 구성되고, 소노트로드는 용접면으로서 작용하는 적어도 하나의 작업면을 포함하거나, 또는
- 카운터 전극은 기하학적으로 상이한 작업면을 갖는 섹션을 포함하거나 또는 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션으로 구성되고 및/또는 소노트로드는 기하학적으로 상이한 용접면을 갖는 적어도 2 개의 접하거나 또는 인접한 작업면들 또는 용접면으로서 작용하는 하나의 작업면 및 보완 성형 또는 엠보싱 기능이 있는 하나의 작업면을 포함한다.
카운터 전극의 작업면들 중 하나가 추가 기능, 예를 들어, 크림핑 또는 절단 기능 또는 용접 조인트의 강도를 테스트하기 위한 기능을 수행하는 것이 또한 가능하다. 이를 위해, 예를 들어, 돌출부는 작업면으로부터 한 지점으로 외향으로 테이퍼지게 연장될 수 있고 한정된 테스트 힘으로 용접 조인트에 작용할 수 있다.
개선에서, 본 발명은 카운터 전극이 서로 평행하고 소노트로드의 작업면에 평행하게 변위될 수 있고 소노트로드의 작업면 또는 작업면들 중 하나에 할당될 수 있는 적어도 2 개의 섹션을 포함하는 것을 제공한다. 압축 챔버가 주변에서 폐쇄되면, 카운터 전극의 섹션에 의해 제한된다.
2 개의 섹션은 서로 위에 또는 나란히 배열될 수 있다. 섹션들은 또한 서로에 대해 신축적으로 변위 가능할 수 있다.
변위 가능한 섹션 자체는 실린더와 같은 별도의 구동 수단을 통해 작동되도록 의도된다.
특히, 적어도 카운터 전극의 작업면은 서로 상이한 프로파일링을 구비하며, 여기서 각각의 작업면에 직각으로 진행되고 압축 챔버의 길이방향에서 중심과 교차하는 평면에 대하여, 바람직하게는 프로파일 중 하나는 대칭으로 구성되고 다른 하나는 비대칭으로 구성되거나 또는 둘다는 대칭 또는 비대칭으로 구성되지만 상이한 구조를 갖는 것이 제공된다.
본 발명 자체는 선택적으로 상술한 특징부와 조합하여 본 발명의 기초를 형성하는 것은 직각으로 서로로부터 이격되어 서로 평행하게 진행되는 2 개의 용접면들을 갖는 소노트로드의 가능성이다. 소노트로드가 그의 길이방향 축을 따라 진동으로 설정되는 길이방향 진동기인 경우, 용접면들은 나란히 이어진다.
성형 또는 엠보싱 기능을 추가로 수행하기 위해, 소노트로드의 작업면 중 하나는 빗형 또는 비드형 기하학적 형태를 가지며, 그 연장부는 소노트로드의 길이방향 축에 평행하거나 또는 직각으로 연장된다. 이는 특히 관형 케이블 러그의 용접 및 성형에 적용된다.
소노트로드 형태의 초음파 용접 공구는 특히 소노트로드가 서로 직각으로 이격되고 서로 평행하게 진행되고 서로 접하는 평면들에서 연장되는 2 개의 용접면을 갖는다는 사실을 특징으로 한다.
추가적인 기능을 달성하기 위해, 특히 작업면 중 하나가 빗형 또는 비드형 기하학적 형태를 가지며, 그 연장부는 소노트로드의 길이방향 축에 평행하거나 또는 직각으로 연장된다.
본 발명은 또한 전기 도체의 용접 및/또는 변형을 위해 상술한 바와 같이 카운터 전극이 단일 작업면을 갖고, 소노트로드가 적어도 2 개의 작업면을 갖는, 서두에 언급된 유형의 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 적어도 높이, 바람직하게는 높이 및 폭을 조절할 수 있고 제 1 경계면으로서 소노트로드의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면으로서 카운터 전극의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측에서 제한되고 바람직하게는 제 3 경계면으로서 측방향 슬라이드의 한 부분에 의해 그리고 제 4 경계면으로서 제한 요소의 섹션에 의해 나머지 측에 제한되는 압축 챔버를 사용하여 전기 도체 및/또는 도체를 둘러싸는 튜브형 케이블 러그와 같이 케이싱 단부를 용접 및/또는 변형시키기 위한 방법을 특징으로 하고 카운터 전극과 소노트로드는 서로에 대해 변위되고, 사용된 소노트로드는 기하학적으로 상이한 용접면들을 갖는 적어도 2개의 접하거나 또는 인접한 작업면들 또는 작업면으로서 적어도 하나의 용접면 및 엠보싱 또는 성형 기능을 갖는 하나의 작업면을 갖는 것이다. 본 발명의 추가의 세부 사항, 장점 및 특징은 청구항 및 그에 명시된 특징으로부터 단독으로 및/또는 조합으로뿐만 아니라, 도면 세트에 도시된 바람직한 예시적인 실시예의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 초음파 용접 시스템의 개략도이다.
도 2는 압축 챔버가 개방된 초음파 용접 장치의 단면을 도시한다.
도 3은 압축 챔버가 폐쇄된 카운터 전극의 제 1 섹션을 갖는 도 2에 따른 초음파 용접 장치를 도시한다.
도 4는 압축 챔버가 폐쇄된 카운터 전극의 제 2 섹션을 갖는 도 2에 따른 초음파 용접 장치를 도시한다.
도 5는 카운터 전극의 제 2 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6은 카운터 전극의 제 3 실시예의 개략도이다.
도 7a 내지 도 7c는 카운터 전극의 제 4 실시예의 개략도이다.
도 8은 소노트로드의 제 2 실시예의 개략도이다.
도 9는 소노트로드의 제 3 실시예를 도시한다.
도 10은 소노트로드의 제 4 실시예를 도시한다.
도 11a 내지 도 11d는 상이한 단면 및 그 노드 지점의 스트랜드를 도시한다.
도 12a, 도 12b는 단부 노드를 형성하기 위해 용접된 스트랜드를 도시한다.
도 1에서, 초음파에 의해 스트랜드를 용접하는데 사용되는 시스템은 개략적으로 도시되어 있다. 조립체는 초음파 금속 용접 장치 또는 기계(110)를 포함하고, 이는 통상적으로 변환기(112), 선택적으로 부스터(114) 및 소노트로드(116)를 포함한다. 소노트로드(116) 또는 이것의 작업면에는 개시 내용이 명백히 참조되는 DE 37 19 083 C1 또는 WO 95/10866 A1 또는 DE 44 29 684 A1에 기술된 바와 같이 카운터 전극(118), 레벨링 플레이트(119) 및 측방향 슬라이드(120)가 할당된다. 길이방향 축 방향으로 진동할 수 있는 소노트로드(116) 또는 그 기능 또는 용접면, 카운터 전극(118), 유닛으로서 카운터 전극(118)과 함께 변위될 수 있는 레벨링 플레이트로 지정된 제한 요소(119)로서, 카운터 전극(118)이 측방향 슬라이드(120)의 방향으로 변위될 수 있는 상기 제한 요소(119) 및 측방향 슬라이드(120)는 함께 압축 챔버를 한정하고, 상기 압축 챔버는 도 2 내지 도 4에서 참조 부호(42)로 표시되고, 단면이 조정가능하며 용접될 스트랜드가 배치된다.
변환기(112)는 라인(122)을 통해 발전기(124)에 연결되고, 발전기(124)는 차례로 라인(126)을 통해 PC(128)로 이어진다. PC는 용접 공정을 제어 또는 조절하는데 사용된다. 또한, 스트랜드의 용접 파라미터 또는 단면 또는 폭을 입력할 수 있다. 대응하게 저장된 값을 검색할 수도 있다.
또한, 용접이 수행되기 전 또는 후에 압축 챔버의 높이 및/또는 폭을 결정하기 위해 센서(미도시)가 제공될 수 있다. 이러한 값을 통해 컴팩트한 용접 스트랜드 수에 대한 결론을 도출할 수 있다. 이러한 방식으로, 공정 모니터링이 수행될 수 있다. 압축 챔버의 높이 및 폭 및 그러므로 단면을 결정하기 위한 하나 이상의 센서 대신에, 다른 센서가 사용될 수 있거나 또는 용접된 스트랜드의 수에 관한 공지된 방식으로 결론을 도출하기 위해 다른 조치가 적용될 수 있다.
예를 들어, 케이블 하니스의 경우에, 상이한 단면의 스트랜드가 스트랜드의 수와 관련하여 검증될 수 있는 신뢰할 수 있는 공정에서 용접될 수 있도록 하기 위해, 도 11을 참조할 때, 스트립핑된 영역(18, 20, 22)에서 단면적이 더 큰 다른 스트랜드(28, 30)의 스트립핑된 영역(24, 26)에 재료적으로 접합되어, 예를 들어 단부 노드 또는 전이 노드(32)를 형성하는 스트랜드(12, 14, 16)가 먼저 서로 용접되는 것이 제공된다. 이것은 도 11a와 도 11b의 비교에서 분명해진다. 여기서, 제 1 배어 단부(18, 20, 22)는 용접되어 제 1 노드(34) 또는 중간 노드를 형성하고, 이는 개별 스트랜드(18, 20, 22)의 와이어를 손상시킬 수 있는 기계적 부하를 회피하기 위하여 스트랜드(12, 14, 16)의 절연체(36, 38, 40)로부터 상당한 거리에 위치된다. 스트랜드(12, 14, 16), 즉, 배어 단부(bare end;18, 20, 22)의 영역에 있는 각각의 와이어 또는 코어는 예를 들어, 0.13 ㎟의 단면을 각각 가질 수 있고 이에 의해 본 발명의 교시를 제한하지 않는다. 이러한 유형의 스트랜드가 더 큰 단면, 예를 들어, 0.35 ㎟의 단면을 갖는, 즉 중간 노드(34)를 우회하는 스트랜드(28, 30)에 직접 용접되어야 한다면, 이는 압축 챔버의 높이 및/또는 폭의 측정으로부터 또는 압축 챔버의 임의의 다른 특성 파라미터로부터 예를 들어, 케이블 하니스의 적절한 전기적 연결에 필요한 상이한 단면의 스트랜드의 개수가 함께 용접되는지를 재생가능하게 결정할 수 없다. 이러한 단점은, 스트랜드가 0.39 ㎟의 전체 단면을 갖는 중간 노드(34)를 먼저 용접한 다음, 상기 중간 노드를 스트랜드(28, 30)의 배어 단부(24, 26)에 용접하여 노드(32)를 형성함으로써 회피되고, 이는 도 11d에 개략적으로 도시되어 있다.
이러한 치수에서 중간 노드의 단면은 전체 단면의 7 % 초과를 차지하므로 관련 산업 부문의 표준을 충족한다.
본 발명의 교시에 따라, 도 1에 개략적으로 도시된 초음파 용접 장치(110)의 카운터 전극은 중간 노드(34)가 단부 노드(32)와 동일한 초음파 용접 장치에서 용접될 수 있도록 하기 위해, 각각 상이한 치수 및/또는 상이한 구조를 갖는 작업면을 갖는 2 개의 섹션이 중간 노드(34) 또는 단부 노드(32)를 용접하는데 이용 가능하도록 구성된다. 단부 노드 대신에, 전이 노드도 용접될 수 있다. 이는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 이들 도면은 도 1의 것에 대응하는 초음파 용접 장치의 상세를 도시한다.
도 2는 소노트로드(46)의 제 1 경계면(44)에 의해 제한되는 개방된 압축 챔버(42)를 갖는 초음파 용접 장치를 도시하며, 소노트로드 헤드는 그 개시 내용이 참조되는 EP 1 680 254 B1에 기술된 바와 같이 구성된다. 길이방향 진동 소노트로드로서 구성된 소노트로드(46)의 제 1 경계면(44) 반대편에서, 압축 챔버(42)는 폐쇄될 때, 소노트로드(46)에 할당된 카운터 전극(56)의 제 1 섹션(52) 또는 제 2 섹션(54)에 의해 형성된 제 2 경계면(48 또는 50)에 의해 제한된다. 앤빌(56)로도 지칭되는 카운터 전극의 섹션(52, 54)은 아래에서 더 상세하게 논의될 것이다.
압축 챔버(42)의 제 3 경계면(58)은 측방향 슬라이드(60)에 의해 형성된다. 제 3 경계면(58) 반대편의 압축 챔버(42)의 경계면(62)은 레벨링 플레이트(64)로 지칭되는 경계 요소에 의해 형성된다. 도면에서, 레벨링 플레이트(64)는 종래로부터 잘 알려진 바와 같이, 앤빌(56)과 함께 직각으로, 즉 제 1 경계면(44)에 직각으로 그리고 소노트로드(46)의 헤드를 따라 작은 갭을 갖는 단위로서 조정된다.
압축 챔버(42)는 압축 챔버(42)의 길이방향 축에 의해 관통되는 개방 단부면을 갖는 직사각형 단면을 가진다.
본 발명에 따르면, 카운터 전극(56)은 제 1 또는 하부 섹션(54)과 제 2 또는 상부 섹션(52)으로 구성되며, 섹션들은 사용될 때 압축 챔버(42)의 길이방향 축에 대해 가로방향으로 서로 상이한 폭을 가질 수 있다. 이것은 상이한 단면의 스트랜드를 용이하게 용접하는 것을 가능하게 한다. 이 경우에, 제 1 섹션(54)의 작업면(50)은 폭이 좁아서 압축 챔버(42)의 길이방향 축에 대해 그리고 그에 따라 제 2 섹션(52)의 작업면(48)보다 소노트로드(46)의 길이방향 축에 대해 가로방향으로 연장되는 더 짧은 연장부를 갖는다. 이를 위해, 제 1 섹션(54)은 경계면(44)에 평행 한 단면에서 직사각형 형상을 가지며 소노트로드(46)의 제 1 경계면(44)과 대면하는 돌출부를 가지며, 이는 용접면 또는 작업면으로서 작용한다. 제 1 경계면(44)에 평행하게 연장되는 돌출부(66)의 표면[카운터 전극(56)의 섹션(54)]은 그에 따라 앤빌(56)의 제 1 작업면(50)을 형성한다. 제 1 작업면(50)으로, 스트랜드(12, 14, 16) 즉, 그 배어 단부(28, 30, 32)는 도 4의 다이애그램에 따라, 스트랜드 단부(18, 20, 22)(미도시)가 압축 챔버(42) 내로 도입되고 압축 챔버(42)가 원주 방향으로 폐쇄될 때. 용접되어 중간 노드(34)를 형성한다. 이어서, 앤빌(56)은 소노트로드(46)의 방향, 즉 압축 챔버(42)의 제 1 경계면(44)에서 변위되어, 소노트로드(46)가 길이방향으로 여기되고 즉 길이방향으로 진동하고, 힘이 앤빌(56)을 통해 스트랜드(12, 14, 16)에 동시에 가해지게 할 때, 스트랜드들이 용접되어 중간 노드(34)를 형성한다. 소노트로드(46)의 용접면은 진동 방지 노드 내에 있다. 압축 챔버(42)가 폐쇄되기 전에, 측방향 슬라이드(60)는 레벨링 플레이트(64), 즉 제 4 경계면(62)을 향하여 필요한 거리만큼 변위되는데, 이는 높이와 폭의 관점에서 조정될 수 있는 초음파 금속 용접 장치의 압축 챔버에 대해 잘 알려져 있다.
중간 노드를 형성하기 위해 용접되는 스트랜드(12, 14, 16) 또는 복수의 대응 스트랜드 유닛은 도 10d에 따른 노드(32)를 제 1 섹션(54)이 후퇴된 상태로 용접하기 위해, 더 큰 단면을 갖는 추가 스트랜드와 함께 즉, 예시적인 실시예에서 스트랜드(28, 30)와 함께 동일한 초음파 용접 장치의 새로 개방된 압축 챔버(42) 내로 배치된다. 압축 챔버는 상술한 설명에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 섹션(54)의 단부면(68)이 제 4 경계면(62)과 정렬하여 연장되어 폐쇄된다. 이 경우, 단부면(68)은 제 4 경계면을 형성한다. 단부면(68)을 넘어 돌출된 제 2 섹션(52)의 작업면(48)은 용접 동안 작업면으로서 작용한다.
다수의 큰 단면의 스트랜드 대신에, 하나 이상의 스트랜드 유닛 또는 중간 노드가 사용될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 앤빌(56)의 섹션(52, 54) 중 하나에 의해 폐쇄될 수 있는 압축 챔버(42)가 제공되며, 섹션(52, 54)은 스트랜드의 와이어에 손상을 초래하지 않는 스트랜드의 단면에 적합한 적절한 재료 결합된 연결부가 용접될 수 있도록 하기 위해서 서로 상이한 작업면(48, 50)을 갖는다. 이 공정에서, 중간 노드(34)는 절연체(36, 38, 40)로의 전이 영역에서 노출된 와이어에 대한 기계적 부하를 피하기 위해, 도 11a, 도 11b의 다이애그램에 따라 절연체(36, 38, 40)로부터 거리를 두고 형성되며, 그렇지 않으면 파손될 수 있다.
서로 상이한 작업면에는 상이한 프로파일링 또는 상이한 평면 연장 또는 둘 다가 포함된다.
섹션(52, 54)으로부터 진행하는 작업면(48, 50)이 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 압축 챔버(42)의 제 1 경계면(44)을 형성하는 소노트로드(46)의 작업면 또는 용접면에 평행하게 정렬되면, 다수의 섹션으로 구성된 카운터 전극의 한 섹션은 또한 그와 상이한 기하학적 형태를 가질 수 있다. 이것은 도 12a, 도 12b를 참조하여 설명될 것이다. 도 12a에 따르면, 스트랜드(72, 74, 76)의 자유 단부는 용접되어 단부 노드(70)를 형성하고, 그 후에 만입부(78)가 강도를 증가시키기 위해 상기 단부 노드에 도입된다. 이는 스트랜드(72, 74, 76)의 길이방향에 대한 가로방향으로 연장되는 단부 노드(70) 안으로 단면이 아치형인 만입부(78)를 형성할 때 사용하기 위해 소노트로드(46)를 향하는 측면이 단면이 원의 세그먼트 형상의 돌출부를 갖는 하부 또는 제 1 섹션(54)에 의해 가능하게 될 수 있다.
섹션(52, 54)은 서로에 대해 평행하고 그리고 제 1 경계면(44)에 대해 평행하게 변위 가능하고 소노트로드(46)에 의해 제공되는 준 슬라이드로 구성된다. 하부 섹션(54)은 레벨링 플레이트(64)에 의해 유지 및 안내될 수 있다. 용접 또는 성형이 제 1 섹션(54)을 사용하여 수행되는 경우, 제 1 및 제 2 섹션(54, 52)은 바람직하게 도 4로부터 명백한 바와 같이 유닛으로서 변위된다.
예시적인 실시예의 맥락 내에서 섹션(52, 54)의 작업면이 서로 상이한 것으로 기술되지만, 작업면이 동일한 기하학적 형태를 갖는 것이 본 발명의 범위 내에 있는 것은 당연하다.
도 2 내지 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 앤빌(56)의 섹션(52, 54)이 서로 위에 배치되어 있지만, 도 5의 예를 통해 순수하게 도시된 바와 같이 섹션이 나란히 배치될 수도 있다.
여기서, 카운터 전극, 즉 앤빌(156)은 제 1 섹션(152) 및 제 2 섹션(154)을 가지며, 이들은 하나의 평면에서 변위 가능하다. 섹션들(152, 154)은 압축 챔버 측에서 상이한 프로파일들을 가질 수 있으며, 이는 단부 노드 또는 전이 노드를 용접하도록 의도된다.
예시적인 실시예에서, 앤빌(156)의 섹션(152)은 대칭 프로파일을 갖는다. 즉, 작업면(158)의 구조는 작업면(158)에 직각으로 그리고 섹션(152)의 측방향 표면(172, 174) 사이에서 중심으로 연장되는 평면(160)에 대해 대칭이다. 대조적으로, 섹션(154)은 비대칭이고 따라서 단부 노드를 용접하기 위한 작업면(176)을 갖는다.
도 6은 제 1 섹션(252) 및 제 2 섹션(254)으로 구성되는 앤빌(256)의 추가 실시예를 도시하며, 이는 제 1 섹션(252)에 대해 신축적으로 변위 가능하다. 즉 후자 내외로 이동될 수 있다. 도면에 도시된 섹션(252, 254)의 밑면(258, 260)은 작업면을 형성한다.
도 7a 내지 도 7c는 품질에 대한 용접 조인트의 검사를 가능하게 하도록 구성된 카운터 전극(356)의 추가 실시예를 도시한다. 이를 위해, 카운터 전극(356)은 소노트로드(346)의 용접면에 대면하는 카운터 전극의 베이스 몸체(360) 및 밑면(362) 상에서 특히 신축적으로 변위될 수 있는 섹션(358)을 가지며 테이퍼형으로 구성되는 돌출부(364)를 갖는다. 돌출부(364)는 소노트로드의 표면에 배치된 용접 조인트 상에 놓일 수 있고 미리 한정된 테스트 힘으로 용접 조인트에 작용할 수 있다. 용접 조인트의 검출 가능한 변화에 기초하여, 용접 조인트의 우수 또는 결함 여부를 평가할 수 있다. 베이스 몸체(360) 자체의 밑면(368)은 용접이 수행되는 작업면으로서 작용할 수 있다.
카운터 전극 또는 앤빌은 상이한 구성 또는 기하학적 형태를 갖는 다중 섹션을 가질 수 있을 뿐만 아니라 소노트로드도 마찬가지일 수 있다. 이것은 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명될 것이다.
도 8의 예시적인 실시예에서, 길이방향 진동기로서 구성된 소노트로드(146)의 섹션이 개략적으로 도시되며, 여기에서 단차부(166)에 의해 서로 분리된 2 개의 섹션(148, 150)이 소노트로드 헤드에 형성된다. 섹션(148, 150)은 서로로부터 이격되고 평행한 평면으로 연장되는 작업면(162, 164)을 제공한다. 섹션(148)의 작업면 또는 용접면(162)은 대칭 프로파일을 가지며 섹션(150)의 작업면(164)은 주름진 구조로부터 명백한 바와 같이 비대칭 프로파일을 갖는다. 작업면들(162, 164) 사이에서 진행되는 단차부(166)는 작업면 또는 용접면(154)의 비대칭 프로파일에 의해 용접될 스트랜드 단부를 위한 정지면으로서 기능할 수 있다.
섹션(148, 150) 및 따라서 작업면(162, 164)은 소노트로드(146)의 길이방향으로 서로 만난다.
전이 노드가 용접될 경우, 용접 또는 작업면(162)이 사용되고, 섹션(152)은 도 5에 따른 앤빌(156)이 할당되었다고 가정할 때 상기 표면을 향해 정렬된다. 대조적으로, 섹션(154)은 작업면(164)에 의해 단부 노드를 용접하기 위해 사용된다.
그러나, 대칭 프로파일을 갖는 단부 노드도 용접될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 9는 헤드 단부에 2 개의 섹션(248, 250)을 갖는 소노트로드(246)의 추가 실시예를 도시한다. 섹션(248)은 용접면으로서 구성되고 원하는 프로파일을 갖는 작업면(254)을 갖는다. 섹션(250)은 빗형 또는 비드형 기하학적 형태, 즉 단면이 아치형을 가지므로, 예를 들어, 스트랜드의 용접 동안, 만입부가 기계적 강도를 향상시키기 위해 튜브형 케이블 러그와 같이 상기 스트랜드를 둘러싸는 케이싱 단부로의 용접 동안 동시에 영향을 받을 수 있다. 도 8의 예시적인 실시예에서, 대응 섹션(250)은 소노트로드(256)의 길이방향 축에 직각으로 연장된다.
도 10의 예시적인 실시예에 따른 소노트로드(346)는 용접을 위한 작업면(354)을 갖는 제 1 섹션(348) 및 용접 및 엠보싱을 위한, 예를 들어, 도 9에 따라 튜브형 케이블 러그와 같이 금속 케이싱 단부 내로 만입을 가하기 위한 제 2 섹션(350)을 가진다. 비드형 또는 빗형 섹션(350)의 길이방향 축은 소노트로드(346)의 길이방향 축 방향으로 연장된다.
본 발명의 교시에 기초하여, 초음파 금속 용접 시스템은 특히 다부품 앤빌을 갖는 스트랜드 용접기의 형태로 제공되며, 의도된 용접 공정에 최적화된 섹션이 사용된다. 앤빌의 섹션은 서로 위에, 나란히 또는 서로 안에 배열될 수 있다. 섹션의 작업면은 프로파일링될 수 있거나 또는 용접 조인트의 크림핑 또는 절단 또는 테스트와 같은 추가 기능을 수행하도록 설계된 기하학적 형태를 가질 수 있다.
또한, 소노트로드가 복수의 작업면을 형성하는 섹션을 갖는 것으로 구성될 수 있으며, 이 경우 용접 공정에 가장 적합한 섹션을 사용하여 용접이 수행된다. 작업면은 엠보싱과 같은 성형을 위해 구성될 수도 있다.
본 발명의 교시에 기초하여, 노드는 하나의 동일한 기계를 사용하여 용접될 수 있으며, 노드는 그렇지 않으면 가능하지 않거나 또는 공구 교환 후에만 또는 상이한 용접 기계를 연속적으로 사용하여 제조될 수 있다.
노드 특성을 최적화할 수 있다.
단차형 소노트로드가 사용될 수 있으며, 이 경우 소노트로드의 한 섹션은 단부 노드 용접에 사용되고 다른 섹션은 전이 노드 용접에 사용된다. 섹션들 사이에서 진행되는 단차부는 또한 단부 노드를 형성하기 위해 용접될 도체를 위한 정지면으로서 사용될 수 있다.
단부 노드 또는 전이 노드를 용접할 때, 상이한 경우에 종종 존재하는 초음파 용접 후에 용접되지 않은 임의의 라인 단부 및/또는 돌출 개별 와이어가 적어도 추가로 가압되는 것을 보장할 수 있다. 예를 들어, 제 1 섹션은 단부 노드 또는 전이 노드 자체를 용접하는데 사용될 수 있고, 다른 섹션은 적어도 라인 단부를 가압하기 위해 사용된다.
바람직하게는, 카운터 전극의 섹션이 서로에 대해 변위 가능하다면, 카운터 전극이 하나의 유닛을 형성하고 서로 상이한 작업면들을 갖는 적어도 2 개의 섹션을 갖는 것이 여전히 본 발명의 범위 내에 있고, 여기서 하나의 작업면은 특히 용접을 위해 그리고 다른 작업면은 성형을 위해 사용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 압축 챔버(42)를 사용하여 전기 도체들(18, 20, 22, 24, 26) 및 상기 도체들을 둘러싸는 케이싱 단부들 중 적어도 하나를 용접하거나, 또는 변형시키거나, 또는 용접하고 변형시키기 위한 방법으로서, 상기 압축 챔버는 적어도 높이가 조정 가능하고, 상기 압축 챔버는 제 1 경계면(44)으로서 소노트로드(sonotrode)(46, 146, 246, 346)의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면(48, 50)으로서 카운터 전극(56, 156, 256, 356)의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측들에서 경계가 정해지고, 용접을 위해 상기 카운터 전극 및 상기 소노트로드는 서로에 대해서 변위되는, 상기 방법에 있어서,
    사용되는 상기 카운터 전극(56, 156, 256)은 기하학적으로 상이한 작업면들의 섹션들을 포함하거나 또는 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)로 구성되는 전극이되, 상기 섹션들 각각은 서로 분리되는 별도의 작업면을 형성하고, 사용되는 상기 소노트로드(46, 146, 246, 346)는 용접면(44)으로서의 작업면, 기하학적으로 상이한 용접면들(162, 164)을 갖는 적어도 2 개의 접하거나 또는 인접한 작업면들, 작업면으로서 적어도 하나의 용접면(254, 354), 및 엠보싱 또는 성형 기능을 갖는 작업면(250, 350)을 포함하는 소노트로드들의 그룹 중 하나이고,
    상기 카운터 전극(56, 156, 256)의 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254) 중 적어도 하나 또는 상기 카운터 전극의 섹션들 중 하나 및 상기 용접면들 중 하나 양자는 용접될 상기 전기 도체들(18, 20, 22, 24, 26)에 따라, 상기 소노트로드들의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 용접 공정에서, 상기 카운터 전극(56)의 제 1 섹션(54)은 중간 노드(34)를 형성하기 위해 전기 도체들(18, 20, 22)을 용접하는데 사용되고,
    제 2 용접 공정에서, 상기 중간 노드는 노드(70)를 형성하도록 적어도 하나의 추가 도체(24, 26), 또는 하나의 추가 중간 노드, 또는 적어도 하나의 추가 도체(24, 26)와 하나의 추가 중간 노드 양자에 용접되고, 상기 제 2 용접 공정에서, 상기 제 1 섹션과 상이한 상기 카운터 전극의 제 2 섹션(52)이 사용되거나, 또는 상기 제 1 용접 공정에서 사용된 것과 상이한 용접면 또는 용접면 영역이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간 노드(34)의 위치가 변경되지 않은 상태에서, 상기 중간 노드는 상기 카운터 전극(56, 256)의 제 2 섹션(52)을 사용하여 상기 추가 도체(24, 26) 또는 상기 추가 중간 노드에 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 용접 공정에서, 제 1 도체들(18, 20, 22)은 상기 카운터 전극(56)의 제 1 섹션(54)에 의해 용접되어 단부 노드(34)를 형성하고, 그런 다음 상기 단부 노드는 상기 제 1 섹션과는 상이한 상기 카운터 전극의 제 2 섹션(52)을 사용하여 용접 또는 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터 전극(156)의 제 1 섹션(154)은 도체들을 용접하기 위해 사용되어 단부 노드를 형성하고, 상기 카운터 전극의 제 2 섹션(152)은 도체들을 용접하기 위해 사용되어 전이 노드를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터 전극의 작업면들 중 하나는 크림핑 또는 절단을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터 전극(356)의 섹션(358)은 용접 테스트를 수행하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 또는 엠보싱 기능을 갖는 상기 소노트로드(246, 346)의 작업면(250, 350)은 도체들을 둘러싸는 케이싱 단부 내로 만입부를 엠보싱하기 위해 사용되고, 상기 만입부는 상기 소노트로드의 길이방향 축에 가로방향으로 진행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 높이 및 폭이 조정 가능하고, 제 1 경계면(44)으로서 소노트로드(46, 146, 246, 346)의 섹션에 의해 그리고 제 2 경계면으로서 카운터 전극(56, 156, 256, 356)의 적어도 하나의 섹션에 의해 반대측들에서 경계가 정해지는, 압축 챔버(42)를 갖는 초음파 금속 용접 장치로서, 상기 압축 챔버는 상기 카운터 전극과 상기 소노트로드 사이의 상대적인 이동에 의해 폐쇄 또는 개방되는, 상기 초음파 금속 용접 장치에 있어서,
    - 상기 카운터 전극(56, 156, 256)은 기하학적으로 상이한 작업면들을 갖는 섹션들을 포함하고, 상기 압축 챔버는 상기 섹션들 중 하나에 의해 선택적으로 폐쇄될 수 있고, 또는 상기 카운터 전극은 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)로 구성되되, 상기 섹션들 각각은 별도의 작업면을 형성하고, 상기 소노트로드(46)는 용접면으로서 작업면을 포함하는 것, 또는
    - 상기 카운터 전극(56, 156, 256)은 기하학적으로 상이한 작업면들을 갖는 섹션들을 포함하되, 상기 압축 챔버는 상기 섹션들 중 하나에 의해서 선택적으로 폐쇄될 수 있거나, 또는 상기 카운터 전극은 서로에 대해 변위 가능한 적어도 2 개의 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)로 구성되되, 상기 섹션들 각각은 작업면을 형성하거나, 또는 상기 소노트로드(146, 246, 346)는 기하학적으로 상이한 용접면들을 갖는 적어도 2 개의 접하거나 또는 인접한 작업면들(162, 164)을 포함하되, 상기 용접면들 중 하나는 용접을 위해 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 카운터 전극의 작업면들 중 하나는 용접 독립적 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 카운터 전극(56, 156)은 서로 평행하게 그리고 상기 소노트로드(46, 146, 246, 346)의 작업면(44, 162, 164, 254, 354)과 평행하게 변위될 수 있는 적어도 2 개의 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)을 가지며, 상기 섹션들은 상기 압축 챔버를 선택적으로 제한하는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 2 개의 섹션들(52, 54, 152, 154)은 서로 위에 또는 나란히 배열되는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 섹션들(252, 254)은 서로에 대해 신축적으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)은 별도의 구동 수단을 통해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    적어도 상기 카운터 전극(156)의 작업면들(158, 176)은 상이한 프로파일링을 갖고, 각각의 상기 작업면에 직각으로 진행되고 상기 압축 챔버의 길이방향의 중심으로 상기 작업면과 교차하는 평면(160)에 대하여, 프로파일들 중 하나는 대칭으로 구성되고 다른 하나는 비대칭으로 구성되거나, 또는 둘 다 서로 상이한 구조화를 가진 대칭 또는 비대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 소노트로드(146)는 2 개의 용접면들(162, 164)을 갖고, 이 용접면들은 서로로부터 수직 방향으로 이격되어 서로 평행하게 진행되는 평면들에서 연장되고, 서로 접하거나 또는 바로 인접하는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소노트로드(246, 346)의 작업면들(250, 350) 중 하나는 단면이 아치형인 빗형(comb-like) 또는 비드형(bead-like) 기하학적 형태를 가지며, 그 연장부는 상기 소노트로드의 길이방향 축에 평행 또는 직각으로 진행되는 것을 특징으로 하는 초음파 금속 용접 장치.
  18. 카운터 전극 형태의 초음파 용접 공구에 있어서,
    상기 카운터 전극(56, 156, 256, 356)은 서로에 대해 변위가능한 작업면들을 형성하는 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)을 포함하고, 상기 섹션들 각각은 서로 분리되는 별도의 작업면을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 공구.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 변위 가능 섹션들(52, 54, 152, 154, 252, 254)은 나란히 또는 서로 위에 배열되거나 또는 서로에 대해 신축적으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 초음파 용접 공구.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 카운터 전극(356)의 섹션(358)은 용접 조인트들을 테스트하기에 적합한 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 공구.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 작업면들은 서로 상이한 프로파일링을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 공구.
  22. 소노트로드 형태의 초음파 용접 공구에 있어서,
    소노트로드(246, 346)는 적어도 2 개의 용접면들(254, 354)을 가지며, 상기 용접면들 중 하나는 빗형 또는 비드형 기하학적 형태를 갖고, 그 연장부는 상기 소노트로드의 길이방향 축에 평행하거나 또는 직각으로 진행되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 공구.
  23. 삭제
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