WO2017129250A1 - Verfahren und vorrichtung zur ultraschallbehandlung und beurteilen der ultraschallbehandlung - Google Patents

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Axel VIETZE
Claus Regenberg
Peter Solenthaler
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Definitions

  • the present invention relates to a process for Ultra ⁇ sonication at least a portion and for judging the quality of the ultrasonic treatment as well as an ultrasonic welding device for ultrasonic treatment of at least a part, and for judging the quality of these Ultraschallbe ⁇ treatment.
  • An ultrasonic treatment according to the present invention involves an energy input into the at least one part.
  • the ultrasonic treatment may comprise the production of an ultrasonic welded joint of at least two parts.
  • an ultrasonic treatment in the present invention may also be the compaction of a single part whereby the part can be prepared, for example, the latest, ⁇ direct connection to a further part.
  • the parts may be, for example, be strands which may be made of a ferrous metal such as copper or aluminum best ⁇ hen.
  • the parts may be at least one strand or at least one cable and a terminal or a contact ⁇ part, which are connected together.
  • the parts may be plastic parts.
  • the coefficient of friction is between the parts, or between components of a single piece (such as between a ⁇ individual wires of a strand) of great relevance. It determines what proportion of the introduced ultrasound energy actually provides for a welding effect. However, the coefficient of friction can be influenced by various process-related disturbances.
  • a method and an ultrasonic welding to be provided means which allow a reli possible ⁇ permeable assessment of the quality of an ultrasonic treatment, in particular an ultrasonic welding connection, even if the friction coefficient varies, without a direct on ⁇ manoeuvrable determining the coefficient of friction.
  • this is achieved by a method for ultrasonically treating at least one part and for assessing the quality of this ultrasound treatment.
  • it is a method for producing an ultrasonic welding connection of at least two parts and for assessing the quality of this ultrasonic welding connection.
  • the at least two parts can be, for example, min ⁇ least two strands or at least one strand and a terminal. Alternatively, the two parts may also be plastic parts.
  • This ultrasonic welding joint is formed by ultrasonic treatment of the at least two welded parts.
  • the inventive method includes the following Schrit ⁇ te: a) ultrasonic treatment of the at least one part, in particular ⁇ sondere welding of at least two parts by means of an ultrasonic welding device, wherein during the ultrasonic treatment, especially during the herstel ⁇ development of the ultrasonic welding connection, at at least one reference value of a welding parameter a judgment value is determined which characterizes the treatment process, especially the welding operation with the respective reference value, so that a said at least one Beurtei ⁇ lung worth containing judgment values set results; b) comparing the determined in step a) judgment values set ⁇ rich with at least one predetermined Akzeptanzbe; c) assessing the quality of the ultrasonic treatment, in particular the ultrasonic welding connection, i.
  • the welding parameter may be, for example, one time, one set. brought power or an energy act.
  • a judgment value is determined in step a).
  • the assessment value may be, for example, an oscillation frequency of the sonotrode or a concentration of a substance in the ambient air.
  • the assessment value set may include or consist of the at least one assessment value.
  • the appraisal values set can also contain all of the reference values and to ⁇ related appraisal values or consist thereof.
  • This assessment value set is compared in step b) with at least one predetermined acceptance range. Depending on whether or not the assessment value set lies within the prescribed acceptance range, in step c) the quality of the ultrasound treatment, in particular the ultrasound welding connection, is assessed as either good or not good.
  • the ultrasonic welding device includes a sonotrode, by means of which ultrasonic vibrations can be introduced into the at least one part, in particular in the min ⁇ least two parts to be welded.
  • judging value is a Schwingungsfre acid sequence used in the respective reference value, with which the sonotrode is excited (in particular with ⁇ means of a vibration generator), and the judgment values ⁇ kit contains at least a pair of a reference value and a associated vibration frequency used.
  • the predetermined acceptance range includes pairs of reference values of the welding parameter and associated vibration frequencies.
  • the sonotrode can be excited to oscillate, for example by means of a Schwingungsge ⁇ nerators.
  • the oscillation frequency is guided by means of a control device during welding along a predetermined time-dependent setpoint curve.
  • the dependence of a resonance frequency of the sonotrode on the forces acting on it can be taken into account by the frequency of oscillation used being tracked as a function of the welding process. This can be done at ⁇ play a manner that the oscillation frequency used in a reference value is an oscillation frequency at which at this reference value, an impedance is optimized.
  • an ultrasonic welding device have a sonotrode and an optional vibration generator and an optionally existing ultrasonic converter in each case a nominal impedance.
  • the impedance of the sonotrode changes under the influence of the forces prevailing during the ultrasound treatment, so that a variable load impedance arises.
  • An optimization of the impedance and will be understood hereinafter to mean that the impedance of the horn is tuned to the Impe ⁇ impedance of the vibration generator and / or the ultrasonic converter so that these impedances have similar sizes here.
  • the impedance results in a known manner from the current and the voltage and their relative phase position.
  • the quality of the Ultraschallbe ⁇ action is judged to be good, when the oscillation frequency is used for each reference value within a predetermined time for the jewei ⁇ reference value vibration frequency range. This quality assessment is computationally simple, yet reliable.
  • the determined in step a) judging characterized ⁇ value shown at the reference value a state of the ambient air in the region of at least ⁇ a treated part, in particular ⁇ sondere in the welded parts.
  • a state of the ambient air in the region of a compression space of the ultrasonic welding device can be determined. Contains residues to be treated, in particular the part to be welded, such as those mentioned above Drawing oils or insulating materials, this has an influence on the ambient air, which in turn according to the invention can be exploited to assess the quality of the ultrasonic treatment.
  • a contained in the ambient air combustion product so for example, a Burn ⁇ voltage product of a drawing oil or an insulating material such as silicone, so as carbon particles.
  • the concentration is compared with a predetermined maximum concentration of this substance, in particular this combustion product . This maximum concentration then defines the acceptance range.
  • a predetermined maximum concentration of this substance in particular this combustion product . This maximum concentration then defines the acceptance range.
  • said welding parameters can for example be vergange ⁇ ne time since the beginning of treatment, especially of welding.
  • a judged value determined so crizspielswei ⁇ se a vibration frequency or a concentration of a substance in the ambient air, in particular a present in the form of particles substance in the ambient air.
  • an associated assessment value can also be determined at two or more points in time (ie at two or more reference values of the welding parameter time).
  • the welding parameter may be the power introduced into a sonotrode of the ultrasonic welding apparatus. This introduced power can be determined in a manner known per se, for example, from the current and the voltage and their relative phase position, with which a Schwingungsgenera ⁇ tor is operated, by means of which the sonotrode is excited to vibrate.
  • the welding parameter may be the energy introduced into a sonotrode of the ultrasonic welding device since the start of the ultrasonic treatment, in particular welding. Also, this energy can be determined in itself be ⁇ known manner, especially by temporal In ⁇ gration since the start of ultrasound treatment, especially of welding, introduced into the horn performance.
  • the welding parameter may be a position of one of the components defining a compression space of the ultrasonic welding apparatus.
  • the welding parameter may be a welding force with which a sonotrode of the ultrasonic welding device is pressed against an anvil of the ultrasonic welding device.
  • the welding parameter may be the temperature in the region of the at least one treated part, for example in the region of a compression space of the ultrasonic welding device.
  • step c) The result of the assessment in step c) is preferably output from ⁇ . Such an issue may occur if - In step c) the quality of the ultrasonic treatment, in particular the ultrasonic welding, is judged to be good and / or
  • step c) the quality of the ultrasonic treatment, in particular the ultrasonic welding, is judged not good.
  • an output can only take place if the quality is judged to be good, or only when it is judged to be good, or it can be made an issue in both ge ⁇ called cases.
  • Another aspect of the invention relates to an ultrasonic welding device for ultrasonic treatment of at least one part and for assessing the quality of this ultrasound treatment .
  • it may welding device to an ultrasound for producing an ultrasonic welding connection of at least two parts act, in particular an ultrasonic welding connection of two strands, at least one strand and a terminal or at least two parts ⁇ plastic.
  • This ultrasonic welding device can be used in a method according to the invention described above. It contains
  • a sonotrode by means of which ultrasonic vibrations can be introduced into the at least one part
  • Determining means for determining an assessment value during the ultrasound treatment, in particular during the welding of the parts, on at least one reference value of a welding parameter, preferably on several reference values of a welding parameter, wherein the assessment value characterizes the treatment process, in particular the welding process, at the respective reference value, such that results in a the at least one judgment value containing Beurtei ⁇ lung set of values; - Computing means for comparing the evaluation value set with at least one predetermined acceptance range and for assessing the quality of the ultrasonic treatment, in particular the ultrasonic welding compound, i. good if the assessment value set is within the given acceptance range; or ii. as not good, if the judgment value set is ⁇ from the predetermined acceptance range.
  • the determining means may be formed as frequency determining means for determining a used oscillation frequency with which the sonotrode is excited.
  • the oscillation frequency used forms the assessment value
  • the assessment value set contains at least one pair of a reference value of the welding parameter and an associated ver ⁇ used oscillation frequency.
  • the Schwingungsfre acid sequence used in a reference value may be an oscillation frequency at which at this reference value in the above sense an impedance is optimized.
  • the determining means are designed as air determining means for determining a state of the other ⁇ ambient air in the region of at least one part being treated, particularly of the welded parts.
  • the air determining means can be arranged in the region of a sealing space of the ultrasonic welding device. In this case, this state of the ambient air forms the evaluation value.
  • the air-determining means are preferably used for determining a concentration of a predetermined air present in the ambient air. formed and the computing means are designed to Ver ⁇ equal to this concentration with a predetermined maximum concentration and / or a predetermined minimum concentration.
  • the fabric can be especially an item in the ambient air ⁇ combustion product, such as carbon particles.
  • the air determination means can be designed as a per se known gas analyzer, smoke detector, fire detector or particle analyzer.
  • the ultrasonic welding apparatus to include both frequency determining means and air determining means.
  • the ultrasonic welding apparatus includes output means for outputting corresponding information if the quality of the ultrasonic treatment is judged to be good and / or if it is judged not to be good.
  • output means for outputting corresponding information if the quality of the ultrasonic treatment is judged to be good and / or if it is judged not to be good.
  • the user of the ultrasonic welding device can be informed if the quality of the ultrasound treatment, particularly the ultrasonic welding joint, is judged to be good, if it is judged to be good, or it can be done in two cases mentioned an issue.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an ultrasonic welding device according to the invention
  • FIG. 2 a diagram for the representation of the invention
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation that does not conform to the scale, an ultrasonic welding device 10 for welding strands with one another, strands with terminals or plastic parts with one another.
  • This ultrasound Welding device 10 includes a compression space 11, which is bounded by the working surface of a sonotrode 12, the working surface of an anvil 13 and the boundary surfaces of two side boundary elements 14, 15.
  • the left side ⁇ limiting element 14 is slidably disposed in the horizontal direction relative to the sonotrode 12, while the right Be ⁇ tenbegrenzungselement 15 in the vertical direction relative to the sonotrode 12 is slidably disposed or vice versa.
  • the anvil 13 is slidably disposed in the horizontal direction relative to the right side limiting element 15.
  • the anvil 13 in the direction of the sonotrode 12 displaceable ⁇ bar, whereby a welding height h of the compression space 11 can be adjusted.
  • a welding height h of the compression space 11 can be adjusted.
  • one or more parts not shown here can be inserted, such as one or more strands to be welded there under the action of the sonotrode 12 or welded together and thereby treated.
  • one or more strands, as well as a terminal in the compression space 11 can be inserted so that the wires are welded to the terminal Kgs ⁇ NEN.
  • the ultrasonic welding apparatus 10 further includes a controller 16 for controlling the welding operation.
  • the control device 16 controls, for example, the movement of the sonotrode 12, the anvil 13 and the side boundary elements 14, 15, the welding force with which the sonotrode 12 is pressed against the anvil 13 during the welding process, and the oscillation amplitude and the optionally time-dependent oscillation frequency of the sonotrode 12. the means of a
  • Vibration generator 17 is excited to vibrate.
  • the ultrasonic welding device 10 contains a gas analyzer or particle analyzer 20 which is arranged in the region of the compression space 11 and forms an air determination means in the sense of the present invention.
  • This gas analyzer or particle analyzer 20 the concentration of one present in the region of the compression space 11 the substance can be determined at one or more points of time of the welding operation, the special ⁇ the concentration of carbon particles.
  • the concentrations determined at one or more times together with these times constitute an evaluation value set.
  • this judgment values ⁇ set can be compared with a predetermined acceptance range.
  • the measured concentration of Stof ⁇ fes can be compared with a predetermined maximum concentration and / or a predetermined maximum concentration of this substance.
  • Exceeds, for example, the measured concentration of the pre-added ⁇ maximum concentration, the ultrasonic welding is judged as no good connection.
  • an information on the judgment issued via output ⁇ medium that can be configured for example as a monitor 23rd
  • the ultrasonic welding device 10 includes alternatively or in addition to the gas analyzer or particle analyzer 20 frequency determining means 21, with the aid of a vibration ⁇ frequency is determined, with which the sonotrode 12 is excited at one or more times. It can be one
  • Vibration frequency can be determined and adjusted, in which at this time in the above sense, an impedance is optimized. This results in associated vibration frequencies at the times.
  • a dashed line shows the time profile of this oscillation frequency used.
  • a solid line is a predetermined setpoint curve the vibration frequency shown.
  • This target curve was determined for ei ⁇ nen welding process with parts that do not contain residues of drawing oils or insulation materials.
  • xi 400 ms
  • X2 800 ms
  • X3 1200 ms (ie at three reference values of a welding parameter x, which is formed here by the time)
  • the oscillation frequency used is compared with the oscillation frequency of the setpoint curve.
  • an oscillation frequency range 18 represented by a respective bar is given, within which the oscillation frequency used must be, so that the ultrasonic welding joint is judged to be good.
  • the oscillation frequency used is not within this given before ⁇ oscillation frequency range 18 Qua ⁇ formality of the ultrasonic welded joint is judged to be no good.
  • This assessment can also be output via the monitor 23.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbehandlung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: a) Ultraschallbehandlung des mindestens einen Teils, wobei während der Ultraschallbehandlung an zumindest einem Referenzwert eines Schweissparameters (x1, x2, x3), bevorzugt an mehreren Referenzwerten eines Schweissparameters (x1, x2, x3), ein Beurteilungswert bestimmt wird, der den Schweissvorgang beim jeweiligen Referenzwert charakterisiert, so dass sich ein den mindestens einen Beurteilungswert enthaltender Beurteilungswertesatzes ergibt; b) Vergleichen des im Schritt a) bestimmten Beurteilungswertesatzes mit mindestens einem vorgegebenen Akzeptanzbereich; c) Beurteilen der Qualität der Ultraschallbehandlung i) als gut, falls der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt; oder ii) als nicht gut, falls der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswertesatz ausserhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Ultraschallschweissvorrichtung (10) zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbehandlung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallbehandlung und Beurteilen der Ultraschallbehandlung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultra¬ schallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbehandlung sowie eine Ultraschall- schweissvorrichtung zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbe¬ handlung .
Eine Ultraschallbehandlung gemäss der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Energieeintrag in das mindestens eine Teil. Insbesondere kann die Ultraschallbehandlung die Herstellung einer Ultraschallschweissverbindung mindestens zweier Teile umfassen. Eine Ultraschallbehandlung im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann aber auch die Kompaktierung an einem einzelnen Teil sein, wodurch das Teil beispielsweise auf die spä¬ tere Verbindung mit einem weiteren Teil vorbereitet werden kann .
Bei den Teilen kann es sich beispielsweise um Litzen handeln, die aus einem Buntmetall wie etwa Kupfer oder Aluminium beste¬ hen können. Alternativ können die Teile mindestens eine Litze oder mindestens ein Kabel und ein Terminal oder ein Kontakt¬ teil sein, die miteinander verbunden werden. Ebenfalls alternativ kann es sich bei den Teilen um Kunststoffteile handeln. Bei der Ultraschallbehandlung, insbesondere beim Herstellen von Ultraschallschweissverbindungen mindestens zweier Teile, ist die Reibungszahl zwischen den Teilen oder zwischen Komponenten eines einzigen Teils (wie beispielsweise zwischen ein¬ zelnen Adern einer Litze) von grosser Relevanz. Sie bestimmt nämlich, welcher Anteil der eingebrachten Ultraschallenergie tatsächlich für eine Schweisswirkung sorgt. Die Reibungszahl kann allerdings durch verschiedene prozessbedingte Störgrössen beeinflusst werden. So können etwa Rückstände von Ziehölen an den Teilen vorhanden sein, die bei der Herstellung der Litzen eingesetzt wurden. Auch Isolationsmaterialien von zuvor entfernten Isolierungen, die beispielsweise Silikone enthalten können, können die Reibungszahl beeinflussen. Ohne Gegenmass- nahmen beeinflusst diese Reibungszahl die Qualität der Ultra¬ schallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbin- dung, da beispielsweise kein ausreichender Anteil der einge¬ brachten Ultraschallenergie umgesetzt wurde. Wird dies nicht bemerkt, so kann es zu fehlerhaften Ultraschallschweissverbin- dungen kommen, was mitunter zu gefährlichen Situationen bis hin zu Kabelbränden führen kann. Prinzipiell wäre es möglich, die Reibungszahl des zu behandelnden Teils oder der miteinander zu verschweissenden Teile vor dem Schweissen direkt zu bestimmen. Dies wäre jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden und daher wirtschaftlich nicht akzeptabel.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Ultraschallschweiss- vorrichtung bereitgestellt werden, die eine möglichst zuver¬ lässige Beurteilung der Qualität einer Ultraschallbehandlung, insbesondere einer Ultraschallschweissverbindung erlauben, selbst wenn die Reibungszahl variiert, und zwar ohne eine auf¬ wendige direkte Bestimmung der Reibungszahl.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird dies gelöst durch ein Verfahren zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbehandlung. Insbesondere handelt es sich um ein Verfahren zum Herstellen einer Ultraschallschweissverbindung mindestens zweier Teile und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallschweissverbindung. Die mindestens zwei Teile können beispielsweise min¬ destens zwei Litzen sein oder mindestens eine Litze und ein Terminal. Alternativ kann es sich bei den beiden Teilen auch um Kunststoffteile handeln. Diese Ultraschallschweissverbindung wird gebildet durch eine Ultraschallbehandlung der mindestens zwei verschweissten Teile. Erfasst ist jedoch auch die Herstellung einer Ultraschallbehandlung eines einzigen Teils, wie beispielsweise einer ein¬ zelnen, insbesondere mehradrigen Litze; dies kann der Kompak- tierung dieses Teils dienen, wodurch das Teil beispielsweise auf die spätere Verbindung mit einem weiteren Teil vorbereitet werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren enthält die folgenden Schrit¬ te : a) Ultraschallbehandlung des mindestens einen Teils, insbe¬ sondere Verschweissen der mindestens zwei Teile, mittels einer Ultraschallschweissvorrichtung, wobei während der Ultraschallbehandlung, insbesondere während der Herstel¬ lung der Ultraschallschweissverbindung, an zumindest einem Referenzwert eines Schweissparameters ein Beurteilungswert bestimmt wird, der den Behandlungsvorgang, insbesondere den Schweissvorgang, beim jeweiligen Referenzwert charakterisiert, so dass sich ein den mindestens einen Beurtei¬ lungswert enthaltender Beurteilungswertesatz ergibt; b) Vergleichen des im Schritt a) bestimmten Beurteilungswertesatzes mit mindestens einem vorgegebenen Akzeptanzbe¬ reich; c) Beurteilen der Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, i. als gut, falls der im Schritt a) bestimmte Beurtei¬ lungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt; oder ii. als nicht gut, falls der im Schritt a) bestimmte Be¬ urteilungswertesatz ausserhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt.
Wie unten noch im Detail erläutert wird, kann es sich bei dem Schweissparameter beispielsweise um eine Zeit, eine einge- brachte Leistung oder eine eingebrachte Energie handeln. An zumindest einem Referenzwert eines solchen Schweissparameters wird im Schritt a) ein Beurteilungswert bestimmt. Bevorzugt wird sogar an mehreren Referenzwerten eines Schweissparameters, insbesondere an verschiedenen Zeitpunkten, ein jeweiliger Beurteilungswert bestimmt. Wie ebenfalls noch unten im De¬ tail ausgeführt wird, kann es sich bei dem Beurteilungswert beispielsweise um eine Schwingungsfrequenz der Sonotrode oder eine Konzentration eines Stoffes in der Umgebungsluft handeln. Der Beurteilungswertesatz kann den mindestens einen Beurteilungswert enthalten oder daraus bestehen. Der Beurteilungswertesatz kann auch die Gesamtheit der Referenzwerte und der zu¬ gehörigen Beurteilungswerte enthalten oder daraus bestehen. Dieser Beurteilungswertesatz wird im Schritt b) mit mindestens einem vorgegebenen Akzeptanzbereich verglichen. In Abhängigkeit davon, ob der Beurteilungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt oder nicht, wird im Schritt c) die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ul- traschallschweissverbindung, entweder als gut oder als nicht gut beurteilt.
Durch dieses erfindungsgemässe Verfahren können auf besonders einfache Weise Rückschlüsse auf die Reibungszahl gezogen wer¬ den, ohne dass diese Reibungszahl aufwendig direkt bestimmt werden müsste. Auf diese Weise kann auf die Qualität der Ul¬ traschallbehandlung, insbesondere der Schweissverbindung, geschlossen werden, so dass insbesondere das Risiko fehlerhafter Ultraschallschweissverbindungen deutlich reduziert werden kann .
Natürlich können auch mehrere, insbesondere ineinander geschachtelte Akzeptanzbereiche vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine noch differenziertere Beurteilung der Qualität der Ultraschallbehandlung ermöglicht werden. Liegt beispielsweise der Beurteilungswertesatz innerhalb eines engeren ersten vorgegebenen Akzeptanzbereichs, so kann die Qualität der Ul- traschallbehandlung als gut beurteilt werden; liegt sie aus¬ serhalb des ersten Akzeptanzbereichs, aber noch innerhalb ei¬ nes bereiteren zweiten Akzeptanzbereichs, so kann die Qualität als durchschnittlich, aber noch ausreichend angesehen werden; liegt sie jedoch auch ausserhalb des zweiten Akzeptanzbe¬ reichs, so kann die Qualität als nicht gut beurteilt werden.
In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens enthält die Ultraschallschweissvorrichtung eine Sonotrode, mittels deren Ultraschallschwingungen in das mindestens eine Teil eingebracht werden können, insbesondere in die min¬ destens zwei zu verschweissenden Teile. In dieser ersten Ausgestaltung ist der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswert eine beim jeweiligen Referenzwert verwendete Schwingungsfre¬ quenz, mit der die Sonotrode angeregt wird (insbesondere mit¬ tels eines Schwingungsgenerators) , und der Beurteilungswerte¬ satz enthält mindestens ein Paar aus einem Referenzwert und einer zugehörigen verwendeten Schwingungsfrequenz. Weiterhin enthält in dieser ersten Ausgestaltung der vorgegebene Akzeptanzbereich Paare aus Referenzwerten des Schweissparameters und zugehörigen Schwingungsfrequenzen.
Die Sonotrode kann beispielsweise mittels eines Schwingungsge¬ nerators zu Schwingungen angeregt werden. In einer möglichen Variante wird die Schwingungsfrequenz mittels einer Steuereinrichtung während des Schweissens entlang einer vorgegebenen zeitabhängigen Sollkurve geführt. In einer zweiten, bevorzugten Variante kann der Abhängigkeit einer Resonanzfrequenz der Sonotrode von den auf sie einwirkenden Kräften Rechnung getragen werden, indem die verwendete Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit vom Schweissvorgang nachgeführt wird. Dies kann bei¬ spielsweise dadurch geschehen, dass die bei einem Referenzwert verwendete Schwingungsfrequenz eine Schwingungsfrequenz ist, bei der bei diesem Referenzwert eine Impedanz optimiert ist. In einer Ultraschallschweissvorrichtung haben eine Sonotrode und ein gegebenenfalls vorhandener Schwingungsgenerator sowie ein gegebenenfalls vorhandener Ultraschallkonverter jeweils eine Nennimpedanz. Die Impedanz der Sonotrode ändert sich jedoch unter Einwirkung der bei der Ultraschallbehandlung herrschenden Kräfte, so dass eine variable Lastimpedanz entsteht. Unter einer Optimierung der Impedanz wird hier und im Folgenden verstanden, dass die Impedanz der Sonotrode auf die Impe¬ danz des Schwingungsgenerators und/oder des Ultraschallkonverters abgestimmt wird, so dass diese Impedanzen vergleichbare Grössen haben. Die Impedanz ergibt sich in bekannter Weise aus dem Strom und der Spannung und deren relativer Phasenlage.
Weicht die Reibungszahl bei einem zu behandelnden oder mehreren zu verschweissenden Teilen von einem tolerierbaren Wert ab, so ergibt sich aufgrund der veränderten Reibung eine ande¬ re Schwingungsfrequenz, bei der die Impedanz im obigen Sinne optimiert ist. Auf diese Weise kann indirekt auf eine abwei¬ chende Reibungszahl geschlossen werden. Auch ohne aufwendige direkte Bestimmung der Reibungszahl kann somit die Ultraschallbehandlung als nicht gut beurteilt werden.
In bevorzugten Varianten wird die Qualität der Ultraschallbe¬ handlung als gut beurteilt, wenn zu jedem Referenzwert die verwendete Schwingungsfrequenz innerhalb eines für den jewei¬ ligen Referenzwert vorgegebenen Schwingungsfrequenzbereichs liegt. Diese Qualitätsbeurteilung ist rechnerisch besonders einfach und dennoch zuverlässig.
In einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens charakterisiert der im Schritt a) bestimmte Beurteilungs¬ wert beim jeweiligen Referenzwert einen Zustand der Umgebungs¬ luft im Bereich des mindestens einen behandelten Teils, insbe¬ sondere im Bereich der verschweissten Teile. Beispielsweise kann ein Zustand der Umgebungsluft im Bereich eines Verdichtungsraums der Ultraschallschweissvorrichtung bestimmt werden. Enthält das zu behandelnde, insbesondere das zu verschweissen- de Teil, Rückstände, wie beispielsweise von oben genannten Ziehölen oder Isolationsmaterialien, so hat dies einen Ein- fluss auf die Umgebungsluft, was erfindungsgemäss wiederum zur Beurteilung der Qualität der Ultraschallbehandlung ausgenutzt werden kann.
Bevorzugt ist in dieser zweiten Ausgestaltung der im
Schritt a) bestimmte Beurteilungswert eine Konzentration eines vorgegebenen in der Umgebungsluft enthaltenen Stoffes, der insbesondere in Form von Partikeln vorliegen kann. Insbesondere kann es sich dabei um ein in der Umgebungsluft enthaltenes Verbrennungsprodukt handeln, also beispielsweise ein Verbren¬ nungsprodukt eines Ziehöles oder eines Isolationsmaterials wie etwa Silikon, also etwa Kohlenstoffpartikel . Im Schritt b) wird die Konzentration mit einer vorgegebenen Maximalkonzentration dieses Stoffes, insbesondere dieses Verbrennungsproduk¬ tes, verglichen. Diese Maximalkonzentration definiert dann den Akzeptanzbereich. Alternativ oder zusätzlich kann im
Schritt b) auch die Konzentration mit einer vorgegebenen Minimalkonzentration des Stoffes verglichen werden; denn auch eine zu geringe Konzentration kann ein Indiz für eine fehlerhafte Ultraschallbehandlung sein.
In beiden Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens kann der genannte Schweissparameter beispielsweise die seit Beginn der Behandlung, insbesondere des Schweissens, vergange¬ ne Zeit sein. Mit anderen Worten wird also an zumindest einem Zeitpunkt (der dann einen Referenzwert des Schweissparameters Zeit bildet) ein Beurteilungswert bestimmt, also beispielswei¬ se eine Schwingungsfrequenz oder eine Konzentration eines Stoffes in der Umgebungsluft, insbesondere eines in Form von Partikeln vorliegenden Stoffes in der Umgebungsluft. Natürlich kann auch an zwei oder mehr Zeitpunkten (also an zwei oder mehr Referenzwerten des Schweissparameters Zeit) ein zugehöriger Beurteilungswert bestimmt werden. Alternativ kann der Schweissparameter die in eine Sonotrode der Ultraschallschweissvorrichtung eingebrachte Leistung sein. Diese eingebrachte Leistung kann auf an sich bekannte Weise bestimmt werden, beispielsweise aus dem Strom und der Spannung und deren relativer Phasenlage, mit der ein Schwingungsgenera¬ tor betrieben wird, mittels dessen die Sonotrode zu Schwingungen angeregt wird.
Ebenfalls alternativ kann der Schweissparameter die seit Beginn der Ultraschallbehandlung, insbesondere des Schweissens, in eine Sonotrode der Ultraschallschweissvorrichtung eingebrachte Energie sein. Auch diese Energie kann auf an sich be¬ kannte Weise bestimmt werden, insbesondere durch zeitliche In¬ tegration der seit Beginn der Ultraschallbehandlung, insbesondere des Schweissens, in die Sonotrode eingebrachten Leistung.
Ebenso alternativ kann der Schweissparameter eine Position eines der Bauteile sein, die einen Verdichtungsraum der Ultraschallschweissvorrichtung begrenzen. Insbesondere kann dies die Position der Sonotrode, eines Ambosses oder eines Seiten¬ begrenzungselementes des Verdichtungsraumes sein.
Weiterhin alternativ kann der Schweissparameter eine Schweiss- kraft sein, mit der eine Sonotrode der Ultraschallschweissvorrichtung gegen einen Amboss der Ultraschallschweissvorrichtung gepresst wird.
In einer weiteren Alternative kann der Schweissparameter die Temperatur im Bereich des mindestens einen behandelten Teils sein, beispielsweise im Bereich eines Verdichtungsraumes der Ultraschallschweissvorrichtung .
Bevorzugt wird das Ergebnis der Beurteilung im Schritt c) aus¬ gegeben. Eine solche Ausgabe kann erfolgen, falls - im Schritt c) die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als gut beurteilt wird und/oder
- im Schritt c) die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als nicht gut beurteilt wird.
Mit anderen Worten kann also nur dann eine Ausgabe erfolgen, wenn die Qualität als gut beurteilt wird, oder nur dann, wenn sie als nicht gut beurteilt wird, oder es kann in beiden ge¬ nannten Fällen eine Ausgabe erfolgen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschall- schweissvorrichtung zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultraschallbe¬ handlung. Insbesondere kann es sich um eine Ultraschall- schweissvorrichtung zum Herstellen einer Ultraschallschweissverbindung mindestens zweier Teile handeln, insbesondere einer Ultraschallschweissverbindung zweier Litzen, mindestens einer Litze und eines Terminals oder mindestens zweier Kunststoff¬ teile. Diese Ultraschallschweissvorrichtung kann in einem oben beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden. Sie enthält
- eine Sonotrode, mittels deren Ultraschallschwingungen in das mindestens eine Teil einbringbar sind;
- Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Beurteilungswertes während der Ultraschallbehandlung, insbesondere während des Verschweissens der Teile, an zumindest einem Referenzwert eines Schweissparameters , bevorzugt an mehreren Referenzwer¬ ten eines Schweissparameters, wobei der Beurteilungswert den Behandlungsvorgang, insbesondere den Schweissvorgang, beim jeweiligen Referenzwert charakterisiert, so dass sich ein den mindestens einen Beurteilungswert enthaltender Beurtei¬ lungswertesatz ergibt; - Rechenmittel zum Vergleichen des Beurteilungswertesatzes mit mindestens einem vorgegebenen Akzeptanzbereich und zum Beurteilen der Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der UltraschallSchweissVerbindung, i. als gut, falls der Beurteilungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt; oder ii. als nicht gut, falls der Beurteilungswertesatz aus¬ serhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt.
Mit einer solchen Ultraschallschweissvorrichtung können die oben bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Verfahren erläuterten Vorteile erzielt werden.
Die Bestimmungsmittel können als Frequenzbestimmungsmittel zum Bestimmen einer verwendeten Schwingungsfrequenz ausgebildet sein, mit der die Sonotrode angeregt wird. Dabei bildet die verwendete Schwingungsfrequenz den Beurteilungswert, und der Beurteilungswertesatz enthält mindestens ein Paar aus einem Referenzwert des Schweissparameters und einer zugehörigen ver¬ wendeten Schwingungsfrequenz. Wie oben bereits erläutert wurde, kann die bei einem Referenzwert verwendete Schwingungsfre¬ quenz eine Schwingungsfrequenz sein, bei der bei diesem Referenzwert im obigen Sinne eine Impedanz optimiert ist.
In einigen Ausgestaltungen sind die Bestimmungsmittel als Luftbestimmungsmittel zum Bestimmen eines Zustandes der Umge¬ bungsluft im Bereich des mindestens einen behandelten Teils, insbesondere der verschweissten Teile, ausgebildet. Beispiels¬ weise können die Luftbestimmungsmittel im Bereich eines Ver¬ dichtungsraums der Ultraschallschweissvorrichtung angeordnet sein. Dabei bildet dieser Zustand der Umgebungsluft den Beur¬ teilungswert .
Bevorzugt sind die Luftbestimmungsmittel zur Bestimmung einer Konzentration eines vorgegebenen in der Umgebungsluft enthal- tenen Stoffes ausgebildet, und die Rechenmittel sind zum Ver¬ gleichen dieser Konzentration mit einer vorgegebenen Maximalkonzentration und/oder einer vorgegebenen Minimalkonzentration ausgebildet. Der Stoff kann insbesondere ein in der Umgebungs¬ luft enthaltenes Verbrennungsprodukt sein, wie beispielsweise Kohlenstoffpartikel . Die Luftbestimmungsmittel können als an sich bekannter Gasanalysator, Rauchmelder, Brandmelder oder Partikelanalysator ausgebildet sein.
Natürlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass die Ultraschallschweissvorrichtung sowohl Frequenzbestimmungsmittel als auch Luftbestimmungsmittel enthält.
Vorteilhafterweise enthält die Ultraschallschweissvorrichtung Ausgabemittel zur Ausgabe einer entsprechenden Information, falls die Qualität der Ultraschallbehandlung als gut beurteilt wird und/oder falls sie als nicht gut beurteilt wird. Auf die¬ se kann der Benutzer der Ultraschallschweissvorrichtung informiert werden, falls die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als gut beurteilt wird, falls sie als nicht gut beurteilt wird, oder es kann in beiden genannten Fällen eine Ausgabe erfolgen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spiels und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
Figur 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsge- mässen Ultraschallschweissvorrichtung;
Figur 2: ein Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemässen
Beurteilung der Qualität einer Ultraschallschweiss¬ verbindung anhand einer Frequenznachführung.
Figur 1 zeigt in einer schematischen und nicht massstabsge- treuen Darstellung eine Ultraschallschweissvorrichtung 10 zum Schweissen von Litzen miteinander, von Litzen mit Terminals oder von Kunststoffteilen miteinander. Diese Ultraschall- schweissvorrichtung 10 enthält einen Verdichtungsraum 11, der von der Arbeitsfläche einer Sonotrode 12, der Arbeitsfläche eines Ambosses 13 sowie von den Begrenzungsflächen zweier Seitenbegrenzungselemente 14, 15 begrenzt ist. Das linke Seiten¬ begrenzungselement 14 ist in horizontaler Richtung relativ zur Sonotrode 12 verschiebbar angeordnet, während das rechte Sei¬ tenbegrenzungselement 15 in vertikaler Richtung relativ zur Sonotrode 12 verschiebbar angeordnet ist oder umgekehrt. Der Amboss 13 ist in horizontaler Richtung relativ zum rechten Seitenbegrenzungselement 15 verschiebbar angeordnet. Insgesamt ist also der Amboss 13 in Richtung der Sonotrode 12 verschieb¬ bar, wodurch eine Schweisshöhe h des Verdichtungsraumes 11 eingestellt werden kann. Durch Verschiebung des linken Seitenbegrenzungselementes 14 ist auch eine Schweissbreite b des Verdichtungsraumes 11 einstellbar.
In den Verdichtungsraum 11 können ein oder mehrere hier nicht dargestellte Teile eingelegt werden, wie beispielsweise eine oder mehrere Litzen, um dort unter Einwirkung der Sonotrode 12 geschweisst oder miteinander verschweisst und dadurch behandelt zu werden. Alternativ können eine oder mehrere Litzen sowie ein Terminal in den Verdichtungsraum 11 eingelegt werden, so dass die Litzen mit dem Terminal verschweisst werden kön¬ nen .
Die Ultraschallschweissvorrichtung 10 enthält ferner eine Steuereinrichtung 16 zum Steuern des Schweissvorgangs . Die Steuereinrichtung 16 steuert beispielsweise die Bewegung der Sonotrode 12, des Ambosses 13 und der Seitenbegrenzungselemente 14, 15, die Schweisskraft , mit der die Sonotrode 12 beim Schweissvorgang gegen den Amboss 13 gepresst wird, sowie die Schwingungsamplitude und die gegebenenfalls zeitabhängige Schwingungsfrequenz der Sonotrode 12, die mittels eines
Schwingungsgenerator 17 zu Schwingungen angeregt wird. Die Ultraschallschweisseinrichtung 10 enthält einen im Bereich des Verdichtungsraums 11 angeordneten Gasanalysator oder Partikelanalysator 20, der Luftbestimmungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung bildet. Mit diesem Gasanalysator bzw. Partikelanalysator 20 kann an einem oder mehreren Zeitpunkten des Schweissvorgangs die Konzentration eines im Bereich des Verdichtungsraums 11 vorhandenen Stoffes bestimmt werden, ins¬ besondere die Konzentration von KohlenstoffPartikeln . Die zu einem oder mehreren Zeitpunkten bestimmten Konzentrationen bilden zusammen mit diesen Zeitpunkten einen Beurteilungswertesatz. Mit Hilfe von Rechenmitteln, die in der Steuereinrichtung 16 integriert sein können, kann dieser Beurteilungswerte¬ satz mit einem vorgegebenen Akzeptanzbereich verglichen werden. Beispielsweise kann die gemessene Konzentration des Stof¬ fes mit einer vorgegebenen Maximalkonzentration und/oder einer vorgegebenen Maximalkonzentration dieses Stoffes verglichen werden. Übersteigt z.B. die gemessene Konzentration die vorge¬ gebene Maximalkonzentration, so wird die Ultraschallschweiss- verbindung als nicht gut beurteilt. Optional kann via Ausgabe¬ mittel, die beispielsweise als Monitor 23 ausgebildet sein können, eine Information über die Beurteilung ausgegeben werden .
Die Ultraschallschweissvorrichtung 10 enthält alternativ oder zusätzlich zum Gasanalysator bzw. Partikelanalysator 20 Frequenzbestimmungsmittel 21, mit deren Hilfe eine Schwingungs¬ frequenz bestimmt wird, mit der die Sonotrode 12 an einem oder mehreren Zeitpunkten angeregt wird. Dabei kann diejenige
Schwingungsfrequenz bestimmt und eingestellt werden, bei der zu diesem Zeitpunkt im obigen Sinne eine Impedanz optimiert ist. Hierdurch ergeben sich zu den Zeitpunkten zugehörige Schwingungsfrequenzen .
In Figur 2 ist mit einer gestrichelten Linie der zeitliche Verlauf dieser verwendeten Schwingungsfrequenz dargestellt. Mit einer durchgezogenen Linie ist eine vorgegebene Sollkurve der Schwingungsfrequenz gezeigt. Diese Sollkurve wurde für ei¬ nen Schweissvorgang mit Teilen bestimmt, die keine Rückstände von Ziehölen oder Isolationsmaterialien enthielten. An beispielsweise drei Zeitpunkten xi = 400 ms, X2 = 800 ms und X3 = 1200 ms (d.h. an drei Referenzwerten eines Schweissparameters x, der hier durch die Zeit gebildet wird) wird die verwendete Schwingungsfrequenz mit der Schwingungsfrequenz der Sollkurve verglichen. Zu jedem der Zeitpunkte xi, X2 und X3 ist ein durch einen jeweiligen Balken dargestellten Schwingungsfrequenzbereich 18 vorgegeben, innerhalb dessen die verwendete Schwingungsfrequenz liegen muss, damit die Ultraschallschweissverbindung als gut beurteilt wird. Da zu den Zeitpunkten X2 und X3 die verwendete Schwingungsfrequenz nicht innerhalb dieses vor¬ gegebenen Schwingungsfrequenzbereichs 18 liegt, wird die Qua¬ lität der Ultraschallschweissverbindung als nicht gut beurteilt. Um zu dieser Beurteilung zu gelangen, ist es nicht erforderlich, vor dem Schweissen die Qualität der Teile in Bezug auf die Reibungszahl zu untersuchen. Auch diese Beurteilung kann via den Monitor 23 ausgegeben werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ultraschallbehandlung mindestens eines
Teils, insbesondere Verfahren zum Herstellen einer Ultra- schallschweissverbindung mindestens zweier Teile, insbesondere mindestens zweier Litzen oder mindestens einer Litze und eines Terminals oder mindestens zweier Kunst¬ stoffteile, und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultra¬ schallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweiss- verbindung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält : a) Ultraschallbehandlung des mindestens einen Teils, insbesondere Verschweissen der mindestens zwei Tei¬ le, mittels einer Ultraschallschweissvorrich- tung (10), wobei während der Ultraschallbehandlung, insbesondere während der Herstellung der Ultra- schallschweissverbindung, an zumindest einem Referenzwert eines Schweissparameters (xi, x2, X3) , be¬ vorzugt an mehreren Referenzwerten eines Schweissparameters (xi, X2, X3) , ein Beurteilungswert bestimmt wird, der Behandlungsvorgang, insbesondere den
Schweissvorgang, beim jeweiligen Referenzwert charakterisiert, so dass sich ein den mindestens einen Beurteilungswert enthaltender Beurteilungswertesatz ergibt ; b) Vergleichen des im Schritt a) bestimmten Beurteilungswertesatzes mit mindestens einem vorgegebenen Akzeptanzbereich; c) Beurteilen der Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, i. als gut, falls der im Schritt a) bestimmte Be¬ urteilungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt; oder ii. als nicht gut, falls der im Schritt a) be¬ stimmte Beurteilungswertesatz ausserhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Ultraschallschweissvorrichtung (10) eine Sonotro- de (12) enthält, mittels deren Ultraschallschwingungen in das mindestens eine Teil eingebracht werden;
- der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswert eine
beim jeweiligen Referenzwert verwendete Schwingungs¬ frequenz ist, mit der die Sonotrode (12) angeregt wird, und der Beurteilungswertesatz mindestens ein Paar aus einem Referenzwert und einer zugehörigen verwendeten Schwingungsfrequenz enthält;
- der vorgegebene Akzeptanzbereich Paare aus Referenzwerten des Schweissparameters ( xi , x2 , X3 ) und zugehö¬ rigen Schwingungsfrequenzen enthält.
3. Verfahren gemäss Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die bei einem Referenzwert verwendete Schwingungsfrequenz eine Schwingungsfrequenz ist, bei der bei diesem Referenzwert eine Impedanz optimiert ist.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als gut beurteilt wird, wenn zu jedem Referenzwert die verwendete Schwingungsfre¬ quenz innerhalb eines für den jeweiligen Referenzwert vorgegebenen Schwingungsfrequenzbereichs (18) liegt.
5. Verfahren gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswert beim jewei¬ ligen Referenzwert einen Zustand der Umgebungsluft im Be¬ reich des mindestens einen behandelten Teils, insbesonde¬ re der verschweissten Teile, charakterisiert.
6. Verfahren gemäss Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der im Schritt a) bestimmte Beurteilungswert eine Konzen¬ tration eines vorgegebenen in der Umgebungsluft enthalte¬ nen Stoffes ist, insbesondere eines in der Umgebungsluft enthaltenen Verbrennungsproduktes, und im Schritt b) die Konzentration mit einer vorgegebenen Maximalkonzentration und/oder einer vorgegebenen Minimalkonzentration dieses Stoffes verglichen wird.
7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schweissparameter ( xi , X2, X3) die seit Beginn der Ultraschallbehandlung, insbesondere des Schweissens, ver¬ gangene Zeit ( xi , X2, X3) ist.
8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schweissparameter die in eine Sonotrode (12) der Ul- traschallschweissvorrichtung (10) eingebrachte Leistung ist .
9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schweissparameter die seit Beginn der Ultraschallbehandlung, insbesondere des Schweissens, in eine Sonotro¬ de (12) der Ultraschallschweissvorrichtung (10) eingebrachte Energie ist.
10. Verfahren gemäss einem der vorangehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ergebnis der Beurteilung im Schritt c) ausgegeben wird, falls im Schritt c) die Qualität der Ultraschallbe¬ handlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als gut beurteilt wird und/oder falls im Schritt c) die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als nicht gut beurteilt wird .
11. Ultraschallschweissvorrichtung (10) zur Ultraschallbehandlung mindestens eines Teils, insbesondere Ultra¬ schallschweissvorrichtung (10) zum Herstellen einer Ultraschallschweissverbindung mindestens zweier Teile, insbesondere mindestens zweier Litzen oder mindestens einer Litze und eines Terminals oder mindestens zweier Kunst¬ stoffteile, und zum Beurteilen der Qualität dieser Ultra¬ schallbehandlung, insbesondere in einem Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung enthält :
- eine Sonotrode (12), mittels deren Ultraschallschwingungen in das mindestens eine Teil einbringbar sind;
- Bestimmungsmittel (20; 21) zum Bestimmen eines Beur¬ teilungswertes während der Ultraschallbehandlung an zumindest einem Referenzwert eines Schweissparame- ters ( xi , X2, 3) , bevorzugt an mehreren Referenzwer¬ ten eines Schweissparameters ( xi , X2, X3) , wobei der Beurteilungswert den Behandlungsvorgang, insbesondere den Schweissvorgang, beim jeweiligen Referenzwert charakterisiert, so dass sich ein den mindestens ei¬ nen Beurteilungswert enthaltender Beurteilungswerte¬ satz ergibt; - Rechenmittel (22) zum Vergleichen des Beurteilungs¬ wertesatzes mit mindestens einem vorgegebenen Akzep¬ tanzbereich und zum Beurteilen der Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschall¬ schweiss erbindung, i. als gut, falls der Beurteilungswertesatz innerhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt; oder ii. als nicht gut, falls der Beurteilungswertesatz ausserhalb des vorgegebenen Akzeptanzbereichs liegt .
12. Ultraschallschweissvorrichtung (10) gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bestimmungsmittel (21) als Frequenzbestimmungsmit¬ tel (21) zum Bestimmen einer verwendeten Schwingungsfrequenz ausgebildet sind, mit der die Sonotrode (12) ange¬ regt wird, wobei die verwendete Schwingungsfrequenz den Beurteilungswert bildet und der Beurteilungswertesatz mindestens ein Paar aus einem Referenzwert des Schweiss- parameters ( xi , X2, 3) und einer zugehörigen verwendeten Schwingungsfrequenz enthält.
13. Ultraschallschweissvorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bestimmungsmittel (20) als Luftbestimmungsmittel (20) zum Bestimmen eines Zustandes der Umgebungsluft im Be¬ reich des mindestens einen behandelten Teils, insbesonde¬ re der verschweissten Teile, ausgebildet sind, wobei die¬ ser Zustand der Umgebungsluft den Beurteilungswert bil¬ det .
14. Ultraschallschweissvorrichtung (10) gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbestimmungsmittel (20) zur Bestimmung einer Kon¬ zentration eines vorgegebenen in der Umgebungsluft enthaltenen Stoffes ausgebildet sind, insbesondere eines in der Umgebungsluft enthaltenen Verbrennungsproduktes, und die Rechenmittel (22) zum Vergleichen dieser Konzentrati¬ on mit einer vorgegebenen Maximalkonzentration und/oder mit einer vorgegebenen Minimalkonzentration ausgebildet sind .
15. Ultraschallschweissvorrichtung (10) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ultraschallschweissvorrichtung (10) Ausgabemittel (23) zur Ausgabe einer entsprechenden Information enthält, falls die Qualität der Ultraschallbehandlung, insbesondere der Ultraschallschweissverbindung, als gut beurteilt wird und/oder falls sie als nicht gut beurteilt wird .
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