KR20070049176A - 용접 연결부 제조 방법 및 용접 연결부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람직하게 입방형의 캐리어(12)와 리츠 와이어(10)의 초음파 용접을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 리츠 와이어은 공통적으로 압축 챔버(16) 내에 삽입되고, 상기 리츠 와이어의 폭은 캐리어의 폭에 맞게 세팅된다.
캐리어, 리츠 와이어, 초음파 용접, 압축 챔버

Description

용접 연결부 제조 방법 및 용접 연결부{Method for producing a welded joint and corresponding welded joint}
본 발명은 전기 접속 소자 또는 그것의 섹션, 특히 접지 콘택, 콘택 나이프 또는 케이블 소켓의 섹션과 같은 편평한 고유 강성의 캐리어와, 리츠 와이어와 같은 전기 도체 간의 용접 연결부를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 도체는 4개의 제한면에 의해 제한된, 횡단면이 특히 사각형인 압축 챔버 내에서 캐리어와 용접되고, 용접시 상기 챔버의 횡단면은 감소되고, 제 1 제한면은 소노트로드와 같은 제 1 전극에 의해 형성되고, 제 1 제한면에 대해 평행하게 또는 대략 평행하게 연장된 제 2 제한면은 제 1 전극에 대해 조절 가능한, 엔빌과 같은 대응 전극에 의해 형성되고, 제 3 및 제 4 제한면은 제 1 전극에 대해 상대적으로 조절되는 제 1 및 제 2 제한 소자에 의해 형성된다. 또한, 본 발명은 특히 접지 콘택, 콘택 나이프 또는 케이블 소켓 형태의 전기 접속 소자의 섹션과 같은 캐리어 및 상기 캐리어에 용접된 도체로 이루어진 용접 연결부, 특히 초음파 또는 저항 용접에 의해 제조된 용접 연결부에 관한 것이다.
DE-A-199 06 088에 배터리 극 접속 케이블을, 평면도로 볼 때 용접 영역에 서 사다리꼴 형상을 갖는 콘택 부품에 용접하는 것이 공지되어 있다. 콘택 부품 및 배터리 극 접속 케이블은 초음파 용접 장치의 압축 챔버 내로 삽입되고, 상기 압축 챔버의 폭과 높이는 조절될 수 있다. 측면 제한부를 형성하는 측면 슬라이더는 각각 콘택 부품의 방향으로 조절될 수 있고, 압축 챔버가 폐쇄될 수 있도록 하기 위해, 콘택 부품의 서로 기울어져 연장된 종측면에 압입 되어야 한다. 이와 별도로 압축 챔버 내로 엔빌이 삽입 가능하다.
초음파에 의해 캐리어와 리츠 와이어를 용접하기 위해, DE-C-34 37 749에 따라 압축 챔버를 측면으로 제한하는 측벽이 캐리어를 따라 조절 가능하고, 상기 측벽의 내측 간격은, 압축 챔버 내로 삽입되는 성형 소노트로드 섹션의 폭에 대해 조정된다.
DE.Z(기술 총서, Die Biblothek der Technik, 제 108 권 : 초음파 금속 용접, Moderne Industrie 출판사, 86895 란츠베르크, 1995, 43 페이지)에 U형상의 단면을 갖는 케이블 소켓을 초음파에 의해 전기 리츠 와이어에 용접하는 것이 공지되어 있다. 이를 위해, 케이블 소켓이 대응 전극에 지지된 초음파 용접 장치가 공지되어 있다. 도체를 케이블 소켓과 용접하기 위해, 제한 소자들이 케이블 소켓에 대해 측면으로 이동 가능하게 그리고 측면 레그를 따라 연장되어 배치되고, 상기 제한 소자들 사이에서 소노트로드, 즉 상기 소노트로드 헤드의 용접면이 대응 전극의 방향으로 하강할 수 있다. 소노트로드의 조절 가능성을 보장하고 케이블 소켓의 치수 공차를 고려하기 위해, 측면 제한부는 작은 간격을 가지고 측면 레그의 외부면을 따라 연장된다. 이로 인해 용접시 나타나는 횡력에 의해, 측면 레그들이 서로 멀어지게 휘어질 수 있다.
또한 공지된 구조는, 충전 체적이 케이블 소켓의 측면 레그의 높이에 의해 미리 주어짐으로써, 케이블 소켓이 일정 범위로만 용접될 리츠 와이어로 채워질 수 있고, 소노트로드의 하강시 리츠 와이어가 케이블 소켓으로부터 밀려나올 수 있는 것이 배제된다는 단점을 갖는다.
편평한 또는 U형 캐리어를 포함하는 전기 접속 소자와 리츠 와이어와 같은 전기 도체를 기계적 및 전기적으로 연결하기 위한 상기 방법에 있어서, 이를 위해 특별하게 형성된 초음파 용접 장치가 필요하다. 상기 초음파 용접 장치는 리츠 와이어의 중간 또는 최종 단자의 제조에는 적합하지 않다. 이러한 문제점은 상이한 리츠 와이어 결합체 및 상이한 평판 캐리어를 가진 접속 소자가 사용되는, 특히 조립 장치 내에 고정된 고객 사양의 케이블 하니스의 최종 조립시에 나타난다. 선행기술에 따른 방법에서 상기의 요구 조건들은 비용 및 시간이 많이 드는 공구 교체에 의해서만 실현될 수 있다.
높이 및 폭 조절 가능한 압축 챔버를 가진 초음파 용접 장치는 EP-B-0 143 936 또는 DE-A-37 19 083에 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 앞에 언급된 방식의 용접 연결부가 우수한 품질로 재현 가능하고 저렴하게 제조될 수 있도록 상기 방식의 방법을 개선하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 실질적으로, 캐리어로서 서로 평행하게 또는 거의 평행하게 연장된 종측면 가장자리를 갖는 캐리어가 사용되고, 압축 챔버의 횡단면은 제 1 제한 소자가 갭을 가지면서 제 1 제한면을 따라 대응 전극을 위한 지지부로 형성된 제 2 제한 소자의 방향으로 조절됨으로써 변경되고, 상기 제 2 제한 소자는 갭을 유지하면서 제 1 제한면에 대해 수직으로만 또는 거의 수직으로 조절되고, 제 1 제한면, 제 1 제한면의 작용 범위 내에서 연장된 제 3 제한면 및 제 4 제한면에 의해 제한된 압축 챔버가 개방된 경우 상기 압축 챔버 내로 도체 및 캐리어가 삽입되고, 제 1 제한 소자는 제 3 및 제 4 제한면의 간격이 캐리어의 종측면 가장자리들 사이의 내측 간격에 매칭되도록 상기 제 2 제한 소자의 방향으로 조절되고, 대응 전극은 제 2 제한 소자의 조절에 의해 제 1 전극의 방향으로 조절됨으로써 달성된다.
공지된 선행기술과 달리, 횡단면이 실질적으로 사각형인 편평한 캐리어 및 전기 도체로 형성된, 입방형 형상을 갖는 유닛은 완전히 압축 챔버 내에서 연장된다. 이로써, 선행기술로부터 지금까지 중간 단자 및 최종 단자의 용접을 위해서만 사용된 초음파 용접 장치를 이용한 압축 및 용접이 이루어질 수 있다. 이로써, 상이한 리츠 와이어 결합체를 가진 고객 사양의 케이블 하니스 및 상이한 횡단면의 캐리어를 가진 접속 소자의 최종 조립을 위해 공구 교체가 필요하지 않다. 압축 챔버는 편평한 캐리어 및 전기 도체로 형성된 유닛에 맞게 문제없이 무단으로 조정될 수 있다.
캐리어로서 평면의 편평한 또는 휘어진 편평한 소자가 사용될 수 있다. 리츠 와이어는 예비 압축되거나 또는 예비 압축되지 않고 압축 챔버 내로 삽입될 수 있다. 전자는, 리츠 와이어가 캐리어 상의 원하는 위치에 용접되어야 하거나 또는 작은 전체 횡단면을 가져야 할 때 바람직하다.
특히 제 3 제한면과 제 4 제한면, 즉 제한 소자들 간의 간격 및 압축 챔버의 폭이 매칭됨으로써, 리츠 와이어가 측면으로 밀려나올 위험이 없이, 리츠 와이어는 필요한 범위에서 캐리어와 용접되는 것이 보장된다. 이 경우, 리츠 와이어의 삽입이 문제없이 이루어질 수 있는데, 그 이유는 리츠 와이어가 놓인, 압축 챔버의 베이스 영역은 둘레면이 폐쇄되기 때문인데, 즉 떨어져 있는 또는 상당히 떨어져 있는 대응 전극의 경우 홈 또는 채널 형태의 수용부를 형성하고 자유롭게 접근 가능하기 때문이다.
특히 견고한 용접 연결이 가능하도록 하면서, 동시에 전류가 흐르는 경우 원치않는 가열이 발생하지 않도록 하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 압축 챔버 내로 도체의 전체 횡단면이 삽입되고, 압축되어, 캐리어에 용접된 도체의 횡단면은 캐리어의 횡단면과 동일하거나 또는 대략 동일하다.
또한 본 발명은, 도체가 개방된 압축 챔버 내의 제 1 제한면 위에 배치된 후 도체 위에 캐리어가 배치되고, 후속하여 제 1 제한면을 따라 조절 가능한 제 1 제한 소자는 캐리어의 하나의 종측면 가장자리에 접촉되고, 캐리어의 반대편 종측면 가장자리는 제 4 제한면에 접하거나 또는 4 제한면과 제 3 제한면 사이의 간격이 캐리어의 종측면 가장자리 사이의 내측 간격과 동일하거나 또는 약간 더 작아질 때까지 이동되는 것을 특징으로 한다.
특히 본 발명은 하기 단계를 특징으로 한다.
- 압축 챔버의 개방시 제 1 전극에 용접될 도체를 삽입하는 단계,
- 실질적으로 사각형 횡단면 QT을 갖는 캐리어를 도체 위에 배치하는 단계,
- 제 3 및 제 4 제한면 사이의 간격 b가 캐리어의 종측면 가장자리들 사이의 내측 간격에 매칭될 때까지, 제 1 제한 소자를 제 2 제한 소자의 방향으로 조절하는 단계,
- 대응 전극을 캐리어 위로 하강시키고 제 1 전극의 방향으로 캐리어의 힘을 전달함으로써 캐리어와 제 1 전극 사이에서 도체를 콤팩트화하는 단계,
- 콤팩트화의 종료 후에 압축 챔버의 높이, 폭 또는 적어도 하나의 다른 특성값을 결정하는 단계,
- 압축 챔버의 높이, 폭 또는 특성값을 기초로 저장된 용접 파라미터를 호출하는 단계,
- 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 간격을 변경하면서 동시에 캐리어와 콤팩트화된 도체를 용접하는 단계,
- 제 2 전극의 상승 및 제 1 제한 소자와 제 2 제한 소자와의 이격에 의해 압축 챔버를 개방하는 단계 및,
- 캐리어와 용접된 도체로 형성된 용접 연결부를 압축 챔버로부터 분리하는 단계.
다른 바람직한 방법에서, 용접 파라미터가 편평한 캐리어의 횡단면 QT 및 전기 도체의 횡단면 QL에 따라 결정되거나 또는 선택된다.
상기 방법은 간단하게 편평한 캐리어 또는 단자를 가진 접속 소자의 사용을 가능하게 한다. 이는, 선행기술에서 사용된, U 형상 캐리어를 포함하는 접속 소자에 비해 저렴한데, 그 이유는 휨 조작이 불필요하고 더 적은 스크랩이 생기기 때문이다.
또한, 편평한 캐리어를 가진 접속 소자의 사용시 선행기술에 따른 U형 캐리어의 경우에 가능한 것과 같은, 측면 레그의 휨이 불가능하다. 측면 제한면이 상기 제한면을 향한, 편평한 캐리어의 측면에 밀착하기 때문에, 도체의 개별 리츠 와이어들이 용접시 고정되지 않는 것이 방지된다.
또한, 편평한 캐리어가 V 형상과 같은 특수한 구조를 가질 필요가 없다. 오히려 캐리어는 본 발명에 따라 직육면체 형상, 즉 평면도로 볼 때 사각형 형상을 갖는다.
단자와 같은 캐리어의 표면적 보다 작은 전체 횡단면을 갖는 리츠 와이어와 같은 도체를 확실하게 연결할 수 있는 가능성을 제공하기 위해, 본 발명은 리츠 와이어와 같은 전기 도체를 예비 압축된 및/또는 예비 용접된 유닛으로서 캐리어에 용접하는 것을 제안한다. 특히, 단면도로 볼 때 바람직하게 사각형 형태를 갖는 예비 압축된 또는 예비 용접된 또는 용접된 도체를 압축 챔버 내로 삽입한 후에 캐리어를 상응하는 유닛 상에 위치설정하고, 후속하여 제 1 전극과 대응 전극의 상대 운동 및 제 1 전극의 진동 여기에 의해 유닛을 캐리어에 용접한다.
제 1 시퀀스에서 이루어지는 리츠 와이어의 용접으로 인해, 캐리어의 원하는 위치에 도체를 용접하거나 또는 작은 전체 횡단면을 가진 도체를 캐리어에 용접할 수 있는 가능성이 있고, 이 경우 상기 캐리어는 경우에 따라서 U형상의 단면을 가질 수 있다. 리츠 와이어 구조물을 따라 연장된 측면 레그의 길이는 레그들 사이에 처음에 용접되지 않은 리츠의 높이 보다 클 수 있다. 이로 인해, 선행 기술에 따른 용접은 불가능할 것이다.
본 발명에 따라 리츠 와이어는 먼저 측면 레그의 높이를 지나 돌출하는 높이를 갖는 리츠 와이어 구조물로 용접된다.
또한, 본 발명은 용접 연결부, 특히 초음파 또는 저항 용접에 의해 제조된 용접 연결부에 관한 것으로, 상기 용접 연결부는 특히 접지 콘택, 콘택 나이프 또는 케이블 소켓 형태의 전기 접속 소자의 섹션과 같은 캐리어 및 상기 캐리어에 용접된 도체로 이루어지고, 상기 용접 연결부는 횡단면 QT의 캐리어와 상기 캐리어에 용접된, 전체 횡단면 QL을 갖는 도체로 구성된 입방형 형태를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 경우 용접된 도체의 전체 횡단면 QL 은 캐리어의 횡단면 QT과 동일하거나 또는 캐리어의 횡단면과 대략 동일하다. 캐리어의 횡단면은 바람직하게 0.5 - 100 ㎟ 이고 따라서 용접된 도체의 횡단면도 동일한 값 범위이다.
본 발명의 다른 세부 사항, 장점 및 특징들은 청구범위 뿐 아니라 도면에 도시된 바람직한 실시예들의 하기 설명부에 제시된다.
도 1은 제 1 위치에서 초음파 용접 장치의, 횡단면이 변경 가능한 압축 챔버.
도 2는 제 2 위치에서 도 1에 따른 압축 챔버.
도 3은 제 3 위치에서 도 1 및 도 2에 따른 압축 챔버.
도 4는 횡단면이 변경 가능한, 초음파 용접 장치의 압축 챔버의 다른 실시예.
도 5는 횡단면이 변경 가능한, 초음파 용접 장치의 압축 챔버의 다른 실시예.
도 6은 용접된 리츠 와이어를 포함하는 전기 접속 소자의 사시도.
도 7은 도 6 IV-IV을 따른 단면도.
도 8은 초음파 용접 장치의 기본도.
도 9는 용접 전, 리츠 와이어 구조물과 캐리어 배치의 기본도.
도 10은 용접 동안의 도 9에 따른 배치도.
도 11은 다르게 형성된 캐리어를 도 9에 상응하게 도시한 도면.
도 12는 도 10에 상응하게 도시한 도면.
도 8에 초음파를 이용하여 고유 강성의 편평한 캐리어에 전기 도체를 용접하는 장치의 기본도가 도시된다. 장치는 일반적으로 컨버터(112), 경우에 따라서는 부스터(114) 및 소노트로드(116)를 포함하는 초음파 용접 장치 또는 기계(110)를 포함한다. DE-C- 37 19 083에 제시된 바와 같이, 소노트로드(116) 또는 그것의 한 면에 다수의 부분으로 이루어진 대응 전극(118) - 엔빌이라고도 함 - 및 슬라이더(120)가 배치된다. 소노트로드(116) 또는 그것의 면들, 대응 전극(18) 및 슬라이더(120)는 횡단면 조절이 가능한 압축 챔버를 제한하고, 상기 압축 챔버는 도 1- 도 5에 의해 상세히 설명된다. 압축 챔버 내로 용접될 소자들이 삽입된다.
컨버터(112)는 라인(122)에 의해 제너레이터(124)에 연결되고, 상기 제너레이터는 라인(126)을 통해 PC(128)에 안내되고, 상기 PC에 의해 용접 공정이 제어되고, 용접 파라미터 또는 캐리어의 횡단면 또는 폭 및 상기 캐리어와 용접될 도체가 입력되고 또는 적절하게 저장된 값이 호출될 수 있다.
도 1은 도 8에 기본적으로 도시된 초음파 용접 장치 중, 압축 챔버에 관련된 부분을 도시한다. 초음파 용접 장치에 의해 먼저 압축될 필요가 없는 리츠 와이어와 같은 전기 도체(10)와, 횡단면 QT를 갖는 고유 강성의 편평한 캐리어(12)와의 기계적 및 전기 도전적 연결부가 제조되고, 상기 캐리어는 접지 콘택 또는 케이블 소켓과 같은 접속 소자(14)의 섹션일 수 있다. 이 경우, 도체(10) 및 캐리어(12)는 압축 챔버(16) 내로 삽입된다.
압축 챔버(16)의 횡단면 및 종단면은 사각형 형상을 갖고, 리츠 와이어의 케이블을 밖으로 안내하기 위해 단부측이 개방되어 있다.
압축 챔버는 소노트로드(26)의 섹션으로 형성된 제 1 제한면(20)을 포함한다. 면(18)의 반대편에 제 2 제한면(24)이 연장되고, 상기 제 2 제한면은 대응 전극 또는 엔빌(34)의 기능을 하는 크로스헤드(crosshead)에 의해 형성되고, 상기 크로스헤드는 도 1 내지 도 3의 실시예에서 제한 소자(32)에서 시작된다.
슬라이더(32)라고 하는 제 1 제한 소자에 의해 압축 챔버(16)의 측면이 제한되고, 상기 제 1 제한 소자는 제 1 제한면(20) 및 제 2 제한면(24)에 대해 수직으 로 연장된 제 3 제한면(18)을 형성한다. 반대편의 제 4 제한면(22)은 제 1 제한면(18)에 대해 수직으로 또는 거의 수직으로만 이동 가능한, 제 2 제한 소자라고도 할 수 있는 제한 소자(32)에 의해 형성된다. 따라서 제 2 제한 소자(32) 및 크로스헤드(34)는 선행기술, 예컨대 DE-C-35 08 122의 형태에 제시된 바와 같이, 다수의 부분으로 이루어진 대응 전극을 형성한다.
슬라이더(30), 제한 소자(32) 및 엔빌(34)의 이동 방향은 양방향 화살표 S1, S2, 및 S3으로 도시된다.
도체(10)와 캐리어(12)를 용접하기 위해, 상기 도체는 압축 챔버(16) 내로 삽입된다. 이 경우 압축 챔버(16)는 개방되어 있다. 이 경우 엔빌(34) 또는 크로스헤드는 도면에서 우측으로 이동되므로, 압축 챔버(16)는 리츠 와이어(10)가 측면으로 압축 챔버(16)로부터 빠져나올 수 없도록 위에서부터 접근 가능하다. 그 이유는 슬라이더(30)의 제한면(18)이 소노트로드(26)의 제한면(18)의 작용 범위 내에 있기 때문이다.
본 발명에 따라, 바람직하게 무단으로 횡단면 조절이 가능한 압축 챔버(16) 내에서 도체(10)와 캐리어(12)의 용접이 이루어지고, 상기 압축 챔버의 폭, 즉 제 3 및 제 4 제한면(18, 22) 사이의 간격은 캐리어(12)의 폭에, 즉 상기 캐리어의 종측면 가장자리(36, 38)의 내측 간격에 맞게 설정될 수 있다. 슬라이더(30)는 크로스헤드(34;대응 전극)를 지지하는 제 2 제한 소자(32)에 대해 조절된다. 따라서, 슬라이더(30)는 제 1 제한면(20)에 대해 평행하게 조절되는 한편, 제 2 제한 소자(32)는 상기 제 1 제한면에 대해 수직으로, 특히 크로스헤드(34)의 하강 또는 상 승을 위해 이동된다.
바람직한 방법에 상응하게 먼저 용접될 도체(10)는 압축 챔버(16) 내로 삽입되는데, 즉 제 1 제한면(20) 위에 위치설정된다. 그리고 나서 캐리어(12)가 제공되고, 상기 캐리어의 편평한 연장부는 제 1 제한면(20)을 따라, 즉 제 3 및 제 4 제한면(18, 22)에 대해 대략 수직으로 연장된다. 그리고 나서 측면 슬라이더(3)는 제 2 제한 소자(32)의 방향으로, 화살표(S1) 방향으로 일정 범위 내에서 이동되므로, 제 3 및 제 4 제한면(18, 22) 사이의 간격은 캐리어(12)의 종측면 가장자리(36, 38) 사이의 내측 간격과 동일하거나 또는 약간 더 작다. 이는 자동적으로 이루어질 수 있거나 또는 슬라이더(30)의 이동시 캐리어(12)가 제 2 제한 소자(32)의 방향으로 이동됨으로써 이루어지므로, 캐리어(12)가 제한면(18, 22)들에 의해 거의 고정되어서 이들의 간격이 캐리어(12)의 종측면 가장자리(36, 38)들의 내측 간격에 상응한다. 그리고 나서 제 2 제한 소자(32)는 소노트로드(26;화살표 방향 S2)를 따라 조절된다. 동시에 크로스헤드 또는 엔빌(34)은 제 3 제한면(18)의 방향으로 이동되므로, 압축 챔버(16)는 도 3에 도시된 바와 같이 폐쇄된다.
압축 챔버의 폭 b은 캐리어(12)의 미리 주어진 폭에 상응하게 기계적 스토퍼에 의해 또는 상기 캐리어 자체에 의해 제한된다. 따라서 압축 챔버(16)의 폭 b은 실질적으로 캐리어(12)의 폭을 통해 결정된다.
압축 챔버(16)가 폐쇄된 후에 제한 소자(32) 및 엔빌(34)이 소노트로드(26)의 방향으로 조절된다. 이는, 예컨대 압축 공기식으로 이루어질 수 있다. 이 경우 도체(10)의 압축이 이루어진다. 압축이 완료된 후 압축 챔버(16)는 높이 h를 갖는다. 높이 h는 제 2 제한 소자(32)에 배치된 위치 센서에 의해 결정될 수 있으므로, 압축 챔버(16)의 높이 또는 다른 특성값에 기초하여 용접 에너지, 용접 진폭, 용접 시간 및 용접 압력과 같은 미리 저장된 특성값이 호출되어, 소노트로드(26)의 초음파 여기시 그리고 높이 h의 감소와 동시에 엔빌(34)을 통해 도체(10) 및 캐리어(12)에 힘 작용시 도체(10)와 캐리어(12)가 용접된다. 용접 공정 종료 후에 엔빌(34)은 복귀된다(상승된다). 도면에 상응하게 슬라이더(30)는 좌측으로 이동된다. 그리고 나서 도체(10) 및 캐리어(12)로 이루어진 용접 연결부는 압축 챔버(16)로부터 분리될 수 있다.
압축 챔버(16) 내로 삽입된 도체(10)의 횡단면은, 캐리어(12)와 용접된 도체의 전체 횡단면이 캐리어(12)의 전체 횡단면에 상응하거나 또는 대략 상응하도록 설계되어야 한다.
본 발명에 따라게 도체(10)를 고유 강성의 편평한 캐리어(12)와 용접하기 위해, 도 4 및 도 5에 초음파 용접 장치의 압축 챔버의 다른 실시예가 도시된다.
도 1 및 도 3의 실시예와 달리, 도 4 및 도 5는 엔빌(34') 및 제 2 제한 소자(32')가 일체형으로 형성된다. 슬라이더(30)의 방향으로 돌출한 엔빌(34')의 섹션은 설정될 압축 챔버(16)의 폭에 맞게 설계되는데, 즉 캐리어의 종측면 가장자리(36, 38)의 내측 간격에 맞추어진다. 도체(10)를 캐리어(12)와 용접하는 방법의 순서는 상기 설명된 방식으로 이루어진다.
그러나 본 발명에 따른 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이 소노트로드(26)를 따라 돌출한 엔빌(34')의 영역이 캐리어(12)의 종측면 가장자리(36, 38)의 내측 간 격보다 작은 경우에도 구현될 수 있다. 물론, 제 2 제한 소자(32')를 포함하고 유닛을 형성하는, 엔빌(34')의 돌출 섹션은, 도체(10)와 캐리어(12)의 용접시 상기 캐리어가 압축 챔버(16) 내에서 틸팅되지 않는 것을 보장하는 치수를 갖는다.
도 6은 편평한 캐리어(12)를 포함하는 접속 소자(14)의 사시도를 도시하고, 상기 캐리어에 전기 라인(42)의 도체(10)가 용접된다.
도 6의 VI를 따른 횡단면을 도시하는 도 7은, 용접 연결부, 특히 초음파 또는 저항 용접 연결부의 횡단면이 실질적으로 사각형으로 형성되는 것을 도시하고, 횡단면의 폭은 캐리어(12)의 폭 b에 의해 미리 주어지거나 또는 결정된다.
접속 소자(14)는 바람직하게 구리와 같은 도전 금속으로 이루어진 편평한 스탬핑 소자로 형성되고, 편평한 캐리어(12)는 실질적으로 콤택트화된 상태의 도체(10)로 형성된 횡단면 QL 에 상응하는 횡단면 QT을 갖는다. 본 발명에 따른 방법은 절연체 크림프를 갖는 접속 소자 및 절연체 크림프를 갖지 않는 접속 소자에서도 이용될 수 있다.
절연체 크림프를 갖지 않는 접속 소자의 사용시 편평한 캐리어(12)와 라인(42) 사이의 이행 위치는 수축 튜브에 의해 절연되고 밀봉될 수 있다. 수축 튜브는 절연에 이용되고, 경우에 따라서는 수밀 방식의 절연에 이용되고 또한 횡력 및 추력을 최적으로 흡수할 수 있다. 수축 튜브는 용융 접착체와 같은 충전 물질로 채워질 수 있다.
예컨대 캐리어를 둘러싸는 케이블 클립에 의해 용접 연결부를 고정하는 가능 성도 있다.
선행기술과 달리 본 발명에 따른 방법은 특히, 접촉을 위해 제조시 비용이 저렴한 단순하고 편평한 접속 소자가 사용되는 것이 특징인데, 그 이유는 예컨대 선행기술에 따른 U형 접속 클램프의 경우처럼 휨 조작이 불필요하고 적은 스크랩이 발생하기 때문이다. 또한, 접속 소자(14)의 보어를 가진 접속 림(42)에 부분적으로 예컨대 아연과 같은 코팅이 제공되는 가능성이 있다.
한편으로는 기계적 안정성을 다른 한편으로는 양호한 전기 도전성을 달성하기 위해, 선행기술과 달리 접속 소자의 편평한 섹션(12)의 횡단면 QT 은 확장된다. 또한, 편평한 캐리어(12)와 접속 림(42) 사이의 이행부에 보강 리브가 배치될 수 있다.
본 발명의 장점은, 상기 방법이 선행기술에 따라 최종 및 중간 단자의 구현을 위해 사용되었던 표준적인 리츠 와이어 용접 기계에 의해서도 가능하다는 것이다. 따라서, 최종 조립시 예컨대 고객 사양의 케이블 하니스도 사용될 수 있고, 반드시 공구 교체를 할 필요없이 상이한 리츠 와이어 결합체 및 편평한 캐리어의 상이한 접속부 폭이 이용될 수 있다.
도 9 내지 도 12에 리츠 와이어와 같은 도체와 콘택 부품(캐리어)을 용접하는 본 발명에 따른 제안이 도시된다. 앞에 설명된 실시예와 달리 콘택 부품(100, 102)은 초음파 용접 장치의 압축 챔버(104) 내로 삽입된 고정되지 않은 리츠 와이어와 용접될 뿐 아니라 실시예에서 직사각형 단면을 갖는 압축된 또는 용접된 리츠 와이어 구조물(106)과 용접된다. 이러한 조치에 의해 콘택 및 연결 강도에 대한 손실을 감수할 필요없이, 리츠 와이어의 비교적 작은 전체 횡단면이 넓은 면의 캐리어와 또는 캐리어의 원하는 위치에 용접될 수 있다.
따라서 도 9에 의해 압축 챔버(104) 내로 유닛으로 압축된 또는 용접된 리츠 와이어가 먼저 삽입되는 것을 알 수 있고, 상기 압축 챔버는 일반적으로 소노트로드(108), 측면 슬라이더(110), 엔빌(112)의 캐리어(111) 및 상기 캐리어 자체에 의해 제한된다. 압축 챔버(104)는 우선 개방되어 있으므로, 엔빌(112)은 실시예에서 캐리어(111) 상으로 우측으로 조절된다. 리츠 와이어 구조물(106)이 소노트로드(108)에 배치되고 콘택 부품(100)이 압축 챔버(104) 내로 삽입된 후에 측면 슬라이더(110)는 캐리어(111)의 방향으로 조절되므로, 측면 슬라이더(110)와 캐리어(111)의 상응하는 제한면 사이의 내측 간격은 콘택 부품(100)의 종측면 가장자리의 간격과 동일하거나 또는 대략 동일하다. 그리고 나서 캐리어(111)는 엔빌(112)과 함께 소노트로드(108)의 방향으로 조절된다. 엔빌(112)은 먼저 측면 슬라이더(110)의 방향으로 조절되고 압축 챔버(104)를 제한하는 측면이 상기 시프트를 따라 이동된다. 콘택 부품(100)과 리츠 와이어 또는 리츠 와이어 구조물(106)의 용접 동안 압축 챔버(104)의 폐쇄 상태는 도 10에 도시된다.
도 11 및 도 12에 도시된 실시예는 기본적으로 도 9 및 도 10에 해당하므로, 동일한 소자들에는 동일한 참조번호가 사용된다.
도 9 및 도 10의 도면과 달리, 콘택 부품(100)은 플레이트 또는 디스크 형태를 갖지 않고, 즉 사각형 단면을 갖는 것이 아니라 단자에서 흔히 그러한 것처럼, U형으로 형성된다. 또한 본 발명의 사상에 따라 콘택 부품(102)을 작은 전체 횡단면을 갖는 리츠 와이어와도 용접하는 가능성이 있는데, 그 이유는 리츠 와이어는 먼저 리츠 와이어 구조물(106)로 압축 또는 용접되기 때문이다. 이로써, 리츠 와이어 구조물(106)의 높이는 콘택 부품(102)의 유효한 측면 레그 길이보다 크기 때문에 도 12에 의해 도시된 바와 같이 리츠 와이어와 콘택 부품(102)의 완벽한 용접이 가능하다.

Claims (18)

  1. 전기 접속 소자 또는 그것의 섹션 특히 접지 콘택, 콘택 나이프 또는 케이블 소켓의 섹 션과 같은 고유 강성의 편평한 캐리어와, 리츠 와이어와 같은 전기 도체 사이의 용접 연결부를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 도체는 4개의 제한면에 의해 제한된 바람직하게 횡단면이 사각형인 압축 챔버 내에서 캐리어와 용접되고, 용접시 상기 압축 챔버의 횡단면이 감소되고, 제 1 제한면은 소노트로드와 같은 제 1 전극에 의해, 상기 제 1 제한면에 대해 평행하거나 또는 대략 평행한 제 2 제한면은 상기 제 1 전극에 대해 조절 가능한, 엔빌과 같은 대응 전극에 의해, 제 3 및 제 4 제한면은 상기 제 1 전극에 대해 조절되는 제 1 및 제 2 제한 소자에 의해 형성되는, 용접 연결부의 제조 방법에 있어서,
    캐리어로서 서로 평행하게 또는 거의 평행하게 연장된 종측면 가장자리를 갖는 캐리어가 사용되고, 압축 챔버의 횡단면은 제 1 제한 소자가 갭을 가지면서 제 1 제한면을 따라 대응 전극을 위한 지지부로 형성된 제 2 제한 소자의 방향으로 조절됨으로써 변경되고, 상기 제 2 제한 소자는 갭을 유지하면서 제 1 제한면에 대해 수직으로만 또는 거의 수직으로 조절되고, 제 1 제한면, 상기 제 1 제한면의 작용 범위 내에서 연장된 제 3 제한면 및 제 4 제한면에 의해 제한된 압축 챔버가 개방된 경우 상기 압축 챔버 내로 도체 및 캐리어가 삽입되고, 상기 제 1 제한 소자는 상기 제 3 및 제 4 제한면의 간격이 캐리어의 종측면 가장자리 사이의 내측 간격에 매칭되도록 상기 제 2 제한 소자의 방향으로 조절되고, 대응 전극은 제 2 제한 소 자가 조절됨으로써 제 1 전극의 방향으로 조절되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 캐리어로서 평면의 편평한 또는 휘어진 편평한 소자가 사용되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리츠 와이어는 함께 압축되지 않은 상태로 개방된 압축 챔버 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체가 개방된 압축 챔버 내의 제 1 제한면 위에 배치되고 나서 상기 도체 위에 캐리어가 배치되고, 후속하여 제 1 제한면을 따라 조절 가능한 제 1 제한 소자가 상기 캐리어의 하나의 종측면 가장자리에 접촉되고, 캐리어의 반대편 종측면 가장자리는 제 3 제한면에 접촉하거나 또는 제 3 제한면과 제 4 제한면 사이의 간격이 상기 캐리어의 상기 종측면 가장자리 사이의 내측 간격과 동일하거나 또는 약간 더 작아질 때까지 조절되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 챔버 내로 도체의 전체 횡단면이 삽입되고, 압축되어 캐리어와 용접된 도체의 횡단면은 상기 캐리어 의 횡단면과 동일하거나 또는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 제한면 사이의 간격은 상기 캐리어의 종측면 가장자리들의 내측 간격에 매칭되는 미리 정해진 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 제한면 사이의 간격은, 힘 작용시 상기 캐리어가 대응 전극에 의해 전극의 방향으로 조절 가능하고 제 4 제한면에 대해 평행하게 배향되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 챔버는 상기 캐리어와 상기 전기 도체로 형성된 형상에 무단으로 매칭될 수 있는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 방법의 단계를 포함하는 방법으로서,
    - 압축 챔버의 개방시 제 1 전극에 용접된 도체를 삽입하는 단계,
    - 사각형 횡단면 QT를 갖는 캐리어를 상기 도체 위에 배치하는 단계,
    - 제 3 및 제 4 제한면 사이의 간격 b가 상기 캐리어의 종측면 가장자리들 사이의 내측 간격에 매칭될 때까지, 제 1 제한 소자를 제 2 제한 소자의 방향으로 이동하는 단계.
    - 대응 전극을 상기 캐리어 위로 하강시키고 상기 제 1 전극의 방향으로 상기 캐리어의 힘을 전달함으로써 상기 캐리어와 상기 제 1 전극 사이에서 도체를 콤팩트화하는 단계,
    - 콤팩트화의 종료 후에 압축 챔버의 높이 h 또는 폭 b 또는 적어도 하나의 다른 특성값을 결정하는 단계,
    - 상기 압축 챔버의 높이 h 또는 폭 b 또는 특성값을 기초로 저장된 용접 파라미터를 호출하는 단계,
    - 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 간격을 변경하면서 동시에 상기 캐리어에 콤팩트화된 도체를 용접하는 단계,
    - 상기 제 2 전극의 상승 및 상기 제 1 제한 소자와 상기 제 2 제한 소자와의 이격에 의해 상기 압축 챔버를 개방하는 단계 및,
    - 상기 캐리어와 용접된 상기 도체로 형성된 용접 연결부를 상기 압축 챔버로부터 분리하는 단계를 포함하는 용접 연결부의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접 파라미터는 상기 캐리어의 횡단면 QT 및/또는 상기 도체의 전체 횡단면에 따라 결정되거나 또는 선택되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    예비 압축된 및/또는 예비 용접된 또는 용접된 유닛으로서 리츠 와이어와 같은 상기 전기 도체가 상기 캐리어와 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 캐리어로서 U형 단면 형상을 갖는 캐리어가 사용되고, 상기 캐리어의 측면 레그는 상기 도체를 따라 연장되어 배치되고, 상기 측면 레그들 사이에 연장된 면의 횡단면은 도체의 전체 횡단면보다 작은 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 바람직하게 직사각형 형상을 갖는 예비 압축된 또는 예비 용접된 또는 용접된 유닛으로서 상기 도체가 상기 압축 챔버 내로 삽입된 후, 상기 유닛 위에 상기 캐리어가 위치 설정되고 후속하여 제 1 전극과 대응 전극 간의 상대 운동에 의해 그리고 상기 제 1 전극의 진동 여기에 의해 상기 유닛이 상기 캐리어에 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부의 제조 방법.
  14. 특히 접지 콘택, 콘택 나이프 또는 케이블 소켓 형태의 전기 접속 소자의 섹션과 같은 캐리어(12) 및 상기 캐리어와 용접된 도체(10)로 이루어진 용접 연결부, 특히 초음파 또는 저항 용접 연결부에 있어서,
    상기 용접 연결부는 횡단면 QT를 갖는 캐리어(12) 및 상기 캐리어와 용접된, 전체 횡단면 QL 을 갖는 도체(10)로 이루어진 입방형 형태를 갖고, 상기 용접된 도체의 전체 횡단면 QL은 상기 캐리어의 횡단면 QT와 동일하거나 또는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 용접 연결부.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 캐리어(12)는 0.15 ㎟ ≤ QT ≤100 ㎟ 인 사각형 횡단면 QT을 갖는 것을 특징으로 하는 용접 연결부.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 도체(10)의 전체 횡단면 QL 은 0.15 ㎟ ≤ QL ≤100 ㎟ 인 것을 특징으로 하는 용접 연결부.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 용접 연결부는 수축 튜브에 의해 경우에 따라서는 용융 접착제와 같은 충전 물질을 사용하여 절연, 밀봉되고 추력 및 횡력에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 용접 연결부는 상기 캐리어를 둘러싸는 케이블 클립에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 용접 연결부.
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