WO2019210937A1 - Rotary welding tool, rotary welding device, method for rotary welding, and part manufactured with same - Google Patents
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
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- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
Definitions
- the invention relates to processing tools, features, features and methods, in particular for torsional welding, and components comprising a processing point to which in particular a first component of the component with a two-th component of the component is connected by means of torsional welding.
- Ver driving In which between two parts to be joined Ver is made by a tool that performs a ro animal movement, a friction energy is entered in the connection point.
- Rotational welding includes, for example, friction stir welding, in which the friction energy is generated by a wear-resistant tool, or torsional ultrasonic welding, in which a sonotrode carries out a torsional movement about a torsion axis.
- VerFEschweissens The advantage of VerFEschweissens is that the BEWE movement of the machining tool usually has transversely to the direction of the compound and the method is therefore suitable for susceptible chained parts.
- a torsion sonotrode is known, for example, from EP 1 930 148 A1. It has at its one end a perpendicular to egg ner torsion axis extending annular contact surface to conduct a torsional ultrasonic vibration in a ver to be welded component. At the other end, the Torsionssono electrode is coupled with a device for introducing the torsional ultrasonic vibration.
- From EP2643119 Al is also a Torsionssonotrode be known, with a sonotrode head on which with respect to the Torsi onsachse circumferentially welding surfaces are arranged.
- the So notrodenkopf generally comprises at least two or more, before given four, circumferentially formed welding surfaces. It may also be that n work surfaces are provided, which are uniformly arranged over the circumference at an angle of 360 ° / n, where n is an integer> 1.
- the known Torsionssonotroden generally have sonotrodes heads, which are configured substantially symmetrically with respect to the longitudinal or torsion axis, so that there are no imbalances with respect to the torsion axis.
- the known processing tools have a head which is rather bulky and can only be attached to the outside of convex workpieces or flat workpieces. If the workpiece is concave, the desired connection point is in or on a recess, farther away from an edge or in the region of an undercut, then the known machining tools can either not be brought to the connection point or provide only a too small working surface. It is not possible, for example, to fasten a contact element within a housing when the clear opening of the housing is smaller than the diameter of the tool head and / or if the distance ei Nes contact element at the bottom of the housing of the GeHouseöff opening greater than the radius of the Works head is.
- a processing point can also be difficult to access that already mounted elements prevent or make it difficult to approach the longitudinal axis of a machining tool to the workpiece. It is therefore the task of overcoming the disadvantages of the known and to allow the processing of hard to reach processing centers.
- editing tools, processing devices and procedures are introge provides, with which difficult to reach featuressstel len are machinable, as well as components that are machined on a difficult he reachable processing site.
- the object is achieved by a machining tool having a longitudinal axis about which it is rotatably arranged or arranged bar.
- the machining tool has an interface for connection to a rotary drive.
- the machining tool can have, for example, a screw hole, in particular axially aligned, a clamping ring can be provided, or at least one contact surface.
- a rotary drive is both a drive for a continu- ous rotation, as well as a vibrator, for example, an ultrasonic converter, understood.
- the machining tool also has a degreessflä surface, which can be brought into contact with at least one workpiece.
- the machining tool has according to a first aspect of the invention at least one direction away from the longitudinal axis Auskra tion.
- the projection contains at least one processing surface.
- the projection is asymmetrical and / or circumferential with respect to the longitudinal axis. By circumferential is meant that the projection extends radially in all directions away from a Grundköper the machining tool.
- the projection can protrude from one, for example substantially zy-cylindrical, basic body of the machining tool in the radial direction and / or in the longitudinal direction.
- the projection is in particular perpendicular to the longitudinal axis
- a provided on the projection machining surface may have a distance from the longitudinal axis, which is sufficiently large to reach far away from an edge of a workpiece machining processing points to which a Grundköper the machining tool processing is not heran14.
- the provided on the projection processing surface preferably from the lateral surface of the body relative to the L Lucassach se at a distance.
- the projection can be shaped so that it is adapted to the geometry of a workpiece and the working surface is so ge targeted to a specific point of the workpiece can be moved there and produces a processing point.
- the machining tool may have at least one, in particular aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, which in turn is formed with a cylindrical lateral surface.
- the processing surface may be formed on this lateral surface of the collar.
- the machining tool may have at least one, in particular aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, wherein the projection is annular, star-shaped or finger-shaped.
- the projection can have a lateral surface which runs parallel to the longitudinal direction or with this includes NEN angle.
- the processing surface may be formed on this lateral surface.
- the projection may extend more in one or more directions from the longitudinal axis than in other directions when the projection is, for example, star or finger shaped.
- Be working surfaces are preferably located at the furthest removed from the longitudinal axis areas of the projection and can thus achieve workpiece surfaces and / or machining points on workpieces that can not bring zoom close to the longitudinal axis of the machining tool.
- the processing tool has at least one processing surface which is arranged on a radially outwardly directed outer surface of the projection or on a radially inwardly directed inner surface of the projection.
- the radially outwardly or radially inwardly directed surface may extend parallel to the longitudinal axis.
- the machining tool can thus grip edges of workpieces and process backs of workpieces to which it can be moved only to a front side.
- the machining tool can also have at least one machining surface, which is arranged on at least one surface of the projection, which runs approximately perpendicular to the longitudinal axis.
- the working surface is preferably arranged eccentrically. The working surface may then face away from the face or be attached to the projection so as to face the side where the interface is located.
- the object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Leksach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged.
- the machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
- the machining tool has at least one surface reliablsflä, which is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis. If the machining tool has more than one machining surface, the entirety of the machining surfaces is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis.
- the processing surfaces can not, for example, by rotation about the longitudinal axis into each other or it results from Dre hung the processing tool to the longitudinal axis, except for egg ner rotation by integer multiples of 360 °, no equivalent arrangement of the processing surfaces.
- the surface normal of the processing surface preferably encloses an angle of not equal to 90 ° with the longitudinal axis or the processing surface points to the longitudinal axis.
- the processing surface may be mounted on a projection which protrudes ra dial and / or in particular in the longitudinal direction of the surface of a base body.
- the working surface may therefore be arranged on a base body of the machining tool, that the main body can be brought to certain points of the workpiece ge is feasible and there manufactures a processing station.
- a machining point can be produced at an obliquely adjacent to a projection the surface of a workpiece to which a symmetrically designed machining tool can not be moved.
- the object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Leksach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged.
- the machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
- the Be processing tool has at least one with respect to the Leksach se eccentrically arranged processing surface, which is arranged in particular special on the end face of the machining tool.
- the respective processing surface has substantially in the direction of the longitudinal axis. Their center, that is the center of gravity, lies outside the longitudinal axis.
- the working surface can face away from the front side or point to the front side in order to reach behind edges.
- processing surfaces may be arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis and / or symmetrically to each other.
- the at least one processing surface may be arranged on a projection.
- the processing surface ra dial outside a lateral surface of the machining tool is arranged to.
- the lateral surface may be the surface of a base body of the Be processing tool from which, for example, extends from a collar on which the processing surface is located.
- the processing surface is arranged radially with a distance of at least 3 to 160 mm from the lateral surface.
- the lateral surface in turn has a radial distance to the Lticiansach se.
- It is preferably a cylindrical outer surface which has the same radial distance to the longitudinal axis in all directions.
- the distance from the lateral surface to the longitudinal axis is 5 mm to 70 mm, preferably 10 mm to 60 mm.
- the machining tool can be tuned to an excitation with a torsional ultrasonic oscillation with a wavelength l and the machining surface can be arranged radially at a distance of at least l / 64, preferably at least l / 32, particularly preferably at least l / 16 to the lateral surface.
- the processing tool may be, for example, a sonotrode that can be connected to a converter.
- the machining surface on a machining tool as described above can be referenced to the longitudinal axis at any angle, from 0 ° to max. 180 °, be arranged.
- the machining tool has at least one pedestal with a machining surface.
- the pedestal can be attached to the front or peripheral side of an approximately zy-cylindrical body or on a Auskra supply.
- the pedestal may be formed integrally and integrally with a Grundkör by and / or with a projection of the machining tool.
- the pedestal is particularly preferably a separate component, which is in particular connectable or connected to a base body or a projection of the machining tool.
- prefabricated processing tools can be prepared specifically and individually for the machining of specific workpieces in the form of basic bodies.
- the pods to be attached may be selected from a variety of available pods with regard to the size of the desired processing surface and with respect to a particular height above the outside surface of a body or projection of the processing tool.
- the machining tool has at least one, in particular special aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, which has a plurality of pedestals with working surfaces.
- the pedestals may have different shapes and / or different distances Liche from a base.
- a Dre increase of the machining tool can thus be compared to the longitudinal axis differently positioned and / or different large processing areas are provided.
- the machining tool can thus be used for various applications and / or for the machining of differently located workpiece surfaces.
- the machining tool has at least one leveling compound, which serves as countermass in at least one machining surface arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis.
- the compensation may be necessary if the processing surface has egg nen greater distance from the longitudinal axis than the rest of the machining tool or as a Grundköper the machining tool, especially if the processing surface arranged on a direction away from the longitudinal axis projection and / or pointing away from the longitudinal axis pedestal is.
- the leveling compound is in a longitudinal Ab stand, that is arranged at a distance along the longitudinal axis of the processing surface, in particular at a location of a vibration belly.
- the balancing mass then does not disturb the deliberately asymmetrically selected arrangement of the working surface.
- the positioning of the working surface of hard to access points of the workpiece is not affected by the balancing mass.
- the object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a L Lucassach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged.
- the machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
- the machining tool is tuned to a self-resonance of the torsional vibration system at a wavelength l.
- An axial length of the machining tool is expediently chosen so that it performs at a given frequency ei ne standing wave or natural vibration with the wavelength l.
- the at least one machining surface can lie with respect to a wavelength of a natural vibration of the machining tool, for example a torsion sonotrode, on a line of the maximum, that is to say in the case of a vibration antinode.
- the shortest possible axial length is 1/2.
- the object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Leksach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged.
- the machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
- the machining tool has a processing tool extending through it and extending along the longitudinal axis extending cavity. This ends in a Ausmün extension, which is arranged on an end face of the machining tool is.
- the cavity may serve to axially perform an operating element which is connected to a counter tool which is to be brought close to the processing surface, for example when playing with an anvil.
- the control element can be moved within the cavity, whereby the tool can be rotated about the longitudinal axis or moved in the direction of the longitudinal axis.
- the machining tools described above are welding tools for torsionally welding at least two workpieces.
- the processing tools can also be used for other machining purposes, such as joining, forming, heating, polishing, sealing, exciting, separating or activating.
- the object is further achieved by acritsvor direction, containing at least one machining tool as described above and at least one anvil.
- the machining tool has a plurality of processing surfaces.
- the machining tool can be movably mounted, wherein it is in particular rotatably mounted about the longitudinal axis, so that different machining surfaces can be brought into a machining position, in particular a welding position.
- the machining device has a plurality of processing surfaces and a plurality of anvils.
- the anvils are each individually arranged with respect to the machining surfaces movable.
- the anvils are arranged such that optionally one or more of the anvils can be brought into engagement with a workpiece inserted between the anvil and the machining tool. It can be provided for respective processing surfaces an anvil or meh rere associated anvils.
- the anvils can be arranged so that contact surfaces of the anvils together with the processing surface define a working space in which one or more workpieces can fit.
- both working surfaces, as well as each associated anvils be arranged revolver-like around the longitudinal axis.
- At least one anvil is provided which has at least one contact surface which is parallel to the loading processing surface of the associated processing tool.
- the anvil may have a contact surface, which with respect to the longitudinal axis at an angle of 0 ° to 180 °, preferably from 60 ° to 180 °.
- acritsvor direction in particular as described above, which includes a machining tool with cavity as described above and a boss on.
- the anvil is movable by means of a through the hollow space through and out of the mouth operable management element.
- the anvil is preferably connected to a control element, which leads through the cavity and in particular is mounted so that it does not vibrate with a vibration of the machining tool with the machining tool.
- the operating element can be rotated relative to the machining tool and can be moved along the longitudinal axis. be pushed. It can for example be moved so that the anvil initially in the longitudinal direction from a larger Ab stand from the processing surface, the processing tool then convincing is guided to the workpiece or vice versa and at closing the distance between the anvil and the processing surface in the longitudinal direction is reduced until a workspace is created. This can then be further reduced by further shifting the Am bosses.
- the processing devices described above include from serdem preferably a rotary drive, for example, an ultrasonic converter.
- the object is also achieved by a method for machining at least one workpiece using one of the machining tools as described above, the method comprising the following steps. First, a contacting of the processing surface of the machining tool with at least one workpiece takes place. Subsequently, the workpiece is machined by rotating the machining tool about its longitudinal axis.
- the machining can be selected from the group consisting of welding, forming, heating, polishing, sealing, activating, separating and activating.
- the machining is in particular a twist-welding of two or more components of at least one workpiece, preferably a torsional ultrasonic welding.
- At least one workpiece may consist of a material or comprise a material which is selected from the group consisting of metal, plastic, composite materials.
- the processing is performed at a frequency in the range of 0.1 kHz to 100 kHz.
- a friction stir welding can be carried out at a frequency of 150Hz to 250Hz or an ultrasonic welding at a frequency of 10kHz to 50kHZ.
- the Be processing includes welding and at least one component to be welded is selected from the group consisting of conductor tracks in battery packs, parts of capacitors, electrical connections of IGBTs, grounding connections to inner surfaces of Ge housings and electrical connections in electric motors ,
- the object is also achieved by a component, insbesonde re available with a method as described above.
- the component contains at least one processing point. In this case, it is in particular a welding point at which a first component of the component is connected to a second component of the component by means of rotary welding.
- By “Bear beitungsstelle” here is the sum of individual connec tion sites meant that can be produced, for example, simultaneously in a torsional welding process.
- the machining point has a continuously changing structure from a lateral end to an opposite lateral end.
- a structure which changes continuously from one to another to an end is understood in particular to mean a structure which has no rotational symmetry.
- the structure for example, grinding marks or grooves, is produced in a method in which a machining tool has been rotated in relation to a longitudinal axis and has been machined with the machining tool. Tung tool connected processing surface with a Flä chenkomponente in the direction of the axis of rotation in contact with the loading processing stood.
- the structure may, for example, have a pattern that shows a curvature transverse to the surface.
- the structure has a pattern in which the radius of curvature transverse to the surface only increases or only decreases from one lateral end to an opposite lateral end of the processing site.
- a change in structure such as a change in the radius of curvature of a pattern from one lateral end to an opposite lateral end, is due to the fact that the radius of rotation of the processing surface changes from one lateral end to the other lateral end.
- This is the case with respect to the axis of rotation asymmetric and / or eccentric risch arranged surfaces of the case, while, for example, kon centrally arranged processing surface usually produce structures that have a symmetry.
- the object is also achieved by a component, in particular re obtainable with a method as described above and in particular as described above.
- the component contains at least one processing point.
- the processing point has a curvature which is concave with respect to the surface of the component on which the processing is arranged, and the radius of curvature is greater than 100 mm.
- a curvature may, for example, arise when a machining tool has been rotated with respect to a longitudinal axis, while a machining tool connected to the machining surface was in contact with the machining point and the surface area of the machining surface encloses an angle with the axis of rotation.
- the large radius of curvature corresponds to the distance of the working surface from the axis of rotation.
- the longitudinal axis of the machining tool may, for example, be aligned parallel to the component surface and the machining surface may point radially away from the longitudinal axis.
- the distance between welding point and edge of the component can be up to 200mm for machining with a tool with overhang.
- welding sites at depths of about 300mm can be achieved with an axial length of 4l / 2. Accordingly, at other frequencies, the frequencies are inversely proportional to the frequency.
- han delt in particular a welding point at which ei ne first component of the component with a second component of the component by means of rotary welding is connected. It can also be a polished job.
- the components described above have a machining point on which is arranged in a hard to reach place, which is selected from the group consisting of Hin ter4.000 and depression or in a fold, groove, groove or groove.
- At least one component consists of a material or comprises a material which is selected from the group consisting of metal, plastic, composite materials.
- the component is selected from the group consisting of electrical components, for example battery packs or capacitors, IGBTs and electric motors.
- FIG. 1 shows a first example of a machining tool in egg ner perspective view.
- FIG. 2 shows a second example of a machining tool in a perspective view
- Fig. 3 is a third example of a machining tool in a side view
- FIG. 4 shows a fourth example of a machining tool in a lateral sectional view
- Fig. 5 shows a fifth example of a machining tool in a side sectional view
- FIG. 6 shows a sixth example of a machining tool in a lateral sectional view
- FIG. 7 shows a seventh example of a machining tool in a perspective view
- FIG. 8 shows an eighth example of a machining tool in egg ner perspective view.
- FIG. 9 shows a first example of a processing device in a sectional view
- FIG. 10 shows a second example of a processing device in a side view
- FIG. 11 shows a first example of a component in a perspective view
- Fig. 12 is a schematic detail view of the first example of a component
- FIG. 13 shows a second example of a component in a perspective view
- Fig. 14 is a third example of a component in a perspective view
- Fig. 15 is a schematic detail view of an example of a
- Fig. 16 shows schematically a representation of a battery pack in a perspective view.
- FIG. 1 shows a first example of a processing tool 10 in a perspective view.
- the machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably.
- the machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
- the machining tool 10 has a machining surface
- the working surface 11.1 is asym metrically arranged with respect to the longitudinal axis A, wherein the surface normal N of the machining surface 11.1 is arranged parallel to the longitudinal axis A.
- the working surface 11.1 is thus arranged eccentrically to the longitudinal axis.
- the machining tool 10 comprises a pedestal 19, on which the machining surface 11.1 is provided.
- the pedestal 19 he stretches from the front side 14 of the machining tool 10th
- the processing tool 10 has a balancing mass 22, which serves as a counterweight, since a with respect to the longitudinal axis A asymmetrically arranged pedestal 19 is present with working surface 11.1.
- FIG. 2 shows a second example of a machining tool 10 in a perspective view.
- the machining tool 10 is also rotatably arrangeable about a longitudinal axis A and be sitting an interface 15 for connection to a rotary drive,
- Thechieswerkmaschinemaschine 10 has two processing surfaces 11.1, 11.2, each eccentrically with respect to the longitudinal axis A and on the end face 14 of the machining tool 10th are arranged.
- the processing surfaces 11.1., 11.2 are each arranged on pedestals 19, which extend away from the end face 14. Since the pedestals 19 are symmetrical to each other in this case, a balancing mass is not necessary.
- the machining tool 10 can be set in Drehschwin conditions, so that, for example, a machining processing surface 11.1 is moved back and forth in an angular range of 0.01-10 ° and thereby transfers energy to a workpiece, not shown.
- FIG. 3 shows a third example of a processing tool 10 in a side view.
- the machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably.
- the machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
- the machining tool 10 has a machining surface
- the machining tool 10 has at the end 13, the interface 15 opposite, a radially away from the longitudinal axis A pointing away projection 16.
- the projection 16 is arranged on a base body 12 from which it faces away in the radial direction and in the longitudinal direction.
- the projection 16 has a ge curved shape.
- the projection 16 contains the featuressflä surface 11.3.
- the projection 16 and the working surface 11.3 are eccentric with respect to the longitudinal axis A.
- the machining tool 10 has as counterweight for the bezüg Lich the longitudinal axis A asymmetrically arranged featuressflä surface 11.3 a balancing mass 22.
- the work surface 11.3 can be brought to hard to reach areas 58, for example in egg ner recess 59 next to a step 62, in an interior (see Figure 8), in a slot, not shown, and others.
- FIG. 4 shows a fourth example of a processing tool 10 in a lateral view.
- the machining tool 10 has a finger-shaped projection 16 on which a Bear beitungsization 11.3 is arranged, the surface normal N obliquely away from the longitudinal axis A, so with the longitudinal axis A does not include a 90 ° angle.
- FIG. 5 shows a fifth example of a processing tool 10 in a side view.
- the machining tool 10 be sitting perpendicular to the longitudinal axis A aligned annular projection 16 with a cylindrical lateral surface 17th
- a processing surface 11.3 is on a radially outwardly directed lateral surface 17 of the projection 16 and a machining processing surface 11.4 on the radially inwardly directed réelleflä surface 18 of the projection 16 are arranged, each extending approximately parallel to the longitudinal axis A.
- the illustration is schematic. In practice, either only one of the processing surfaces 11.3 or 11.4 are present or at de.
- FIG. 6 shows a sixth example of a machining tool 10 in a lateral view.
- the machining tool 10 be sitting a finger-shaped projection 16.
- a working surface 11.3 points away from the longitudinal axis A.
- Eg egg ne further processing surface 11.4 is radially inwardly court tet and includes with the longitudinal axis A an angle of dress ner 90 °.
- FIG. 7 shows a seventh example of a machining tool 10 in a perspective view.
- the machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably.
- the machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
- the editing tool 10 has at the end 13, which is the interface 15 against, one of the longitudinal axis A radially pioneering dish-shaped projection 16. Not illustrated in the figure Bear Berttungs vom can be arranged on the lateral surface of the plate-shaped projection 16 or on the technological of the interface 15 surface.
- FIG. 8 shows an eighth example of a machining tool 10 in a perspective view.
- the machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably.
- the machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
- the machining tool 10 has at the end 13, the interface 15 opposite, a radially away from the longitudinal axis A pointing away projection 16, which has a threefold symmetry.
- the surface normals N of three working surfaces 11.1 respectively face away from the interface 15 and are parallel to the axis of rotation A.
- Figure 9 shows a first example of apatitis device 100, comprising a machining tool 10 and an anvil 30 in a side sectional view.
- the machining tool 10 has a peripheral projection 16 pointing away from the longitudinal axis A and having a cylindrical projection. 17 and a plurality of processing surfaces 11.3, which are arranged on a surface 25 of the projection 16, which extends approximately perpendicular to the longitudinal axis A.
- the machining tool 10 has a machining tool 10 extending therethrough and along its longitudinal axis A extending cavity 23 which terminates in an orifice 24, which is arranged on a front side 14 of the processing tool 10 zeugs.
- the anvil 30 is arranged on a control element 32 in the form of a Stan ge, which is guided through the cavity 23 and within which is movable, so that the anvil through the cavity 23 through and out of the orifice 24 is movable out bar.
- the anvil 30 requires on the processing surface 11.3 ge opposite side no holder and no drive.
- the processing device 100 can thus be brought as a whole to difficult to workpieces 50, 51, the example, are arranged in a housing, not shown.
- the anvil 30 has a contact surface 31 which is engageable with a between anvil 30 and machining tool 10 set workpieces 50, 51 can be brought.
- the processing surfaces 11.3 are arranged on pedestals 19, the ten different distances 20 bie from a base 21.
- a Bear beitungs Structure 11.3 stand on a pedestal 19 with the appropriate From 20 are selected to the base 21.
- Figure 10 shows a second example of aparsvor device 100, comprising a machining tool 10 with Auskra supply 16 and an anvil holder 130 in a side view.
- the machining tool 10 is arranged, which is offset by a rotary drive 40, here an ultrasonic converter, in torsional vibrations about the longitudinal axis A.
- the rotary drive is powered by a generator 102 with energy.
- the machining tool 10 can be displaceable along the longitudinal axis A by means of a vertical displacement device 103.
- anvil holder 130 which is also arranged on the machine frame 101, there is a plurality of anvils 30th
- the anvil holder 130 is displaceable bar in a lateral direction B, so that can bring an anvil 30 in the vicinity of the processing surface 11.3 as needed. In this way, a working space 104 with a desired distance D can be produced.
- the anvil holder 130 may also be rotatable.
- the anvil holder 130 or the respective anvil 30 can also be displaceable in the direction of the longitudinal axis A, so that the workpieces, not shown, are pressed during the welding between the anvil 30 and the processing surface 11.3.
- FIG. 11 shows a first example of a component 500 in a perspective view.
- the component 500 comprises a machining center 52, in this case a welding point, on which Rather, a first component 60 of the component 500, here a hous se, with a second component 61 of the component 500, here an electrical contact, is connected by means of rotary welding.
- the processing point 52 is located at a hard-to-access point, namely on the inside of the first component 60.
- the connection can be made, for example, with a machining tool 10, as shown in Figure 3.
- the processing point 52 has a structure 55 that changes from a lateral end 53 to an opposite lateral end 54.
- the structure 55 is shown schematically in a plan view. At a first lateral end 53, the structure 55 has a processing pattern with a larger radius than a second lateral end 54.
- FIG. 13 shows a second example of a component 500, here an IGBT, in a perspective illustration.
- the component 500 comprises a plurality of processing points 52, in this case welding points, to which a first component 60 of the component 500, here a circuit board, is connected to second components 61 of the component 500, in this case electrical contacts, by means of rotary welding.
- the processing point 52 is located at a hard to reach place because there are already other Ele ments on the board.
- the connection can be made for example with a loading tool 10, as shown in Figure 1 or Figure 5.
- FIG. 14 shows a second example of a component 500, here a battery cell with foils 501, in a perspective illustration.
- the component 500 comprises processing points 52, in this case welding points, at which first components 60 of the component 500, here foils, are connected to second components 61 of the component 500, in this case electrical contacts, by means of rotary welding.
- FIG. 15 a machining point 52 which has been produced with a machining tool 10, as shown in FIG. 5, is shown schematically in a sectional view.
- the processing point 52 has a curvature 56 which is bezüg Lich the surface 57 of the component 500, on which the machining processing point 52 is arranged, is concave.
- the radius of curvature R is greater than 100mm.
- FIG. 16 schematically shows an illustration of a battery pack 600 with a multiplicity of battery cells 500, as shown in FIG. 14, in a perspective view.
- the battery cells 500 are placed in a housing 601 before the components 60, 61, here the foils and the electrical connectors, are welded together.
- the connectors 61 connect the battery cells 500 serially or in parallel.
- the battery cells 500 are completely within the housing 601, so that the edge 602 of the housing 601 len the processing Stel 52.
- the connections can be made particularly well with machining tools 10, as shown in FIGS. 3 or 7, in which a projection 16 or a projection and an anvil 30 are insertable into the housing 601.
Landscapes
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Abstract
The invention relates to processing tools (10), processing devices and methods, more particularly for rotary welding, and parts comprising a processing location, at which more particularly a first component of the part is joined to a second component of the part by means of rotary welding. The processing tool (10) has a longitudinal axis (A) about which it is or can be arranged to rotate, an interface (15) for connection to a rotary drive, and a processing surface (11.3), which can be brought into contact with at least one workpiece (50). The processing tool (10) has for example at least one projection (16) pointing away from the longitudinal axis (A), more particularly oriented perpendicular to the longitudinal axis (A), more particularly at the end (13) of the processing tool (10) opposite the interface, having at least one processing surface (11.3), wherein the projection is eccentric and/or circumferential.
Description
VERDREHSCH WEISSWERKZEUG, VERDREHSCHWEISSVORRICHTUNG, VERFAHREN ZUM VERDREHSCH WEISSEN UND DAMIT GEFERTIGTES BAUTEIL WHITENING WHITENER, WHEEL WELDING DEVICE, WHITENING METHOD AND COMPONENT MADE THEREFOR
Die Erfindung betrifft Bearbeitungswerkzeuge, Bearbeitungsvor richtungen und Verfahren, insbesondere zum Verdrehschweissen, sowie Bauteile umfassend eine Bearbeitungsstelle, an welcher insbesondere eine erste Komponente des Bauteils mit einer zwei ten Komponente des Bauteils mittels Verdrehschweissen verbunden ist . The invention relates to processing tools, Bearbeitungsvor devices and methods, in particular for torsional welding, and components comprising a processing point to which in particular a first component of the component with a two-th component of the component is connected by means of torsional welding.
Mit Verdrehschweissen werden in der vorliegenden Anmeldung Ver fahren bezeichnet, bei denen zwischen zwei Fügeteilen eine Ver bindung hergestellt wird, indem über ein Werkzeug, das eine ro tierende Bewegung ausführt, eine Reibenergie in die Verbindungs stelle eingetragen wird. With welding in the present application Ver driving are referred to, in which between two parts to be joined Ver is made by a tool that performs a ro animal movement, a friction energy is entered in the connection point.
Zum Verdrehschweissen zählt beispielsweise das Rührreibschweis- sen, bei welchem die Reibenergie durch ein verschleissfestes ro tierendes Werkzeug erzeugt eingetragen wird, oder das torsionale Ultraschallschweissen, bei welchem eine Sonotrode eine torsiona le Bewegung um eine Torsionsachse ausführt. Rotational welding includes, for example, friction stir welding, in which the friction energy is generated by a wear-resistant tool, or torsional ultrasonic welding, in which a sonotrode carries out a torsional movement about a torsion axis.
Der Vorteil des Verdrehschweissens besteht darin, dass die Bewe gung des Bearbeitungswerkzeugs in der Regel quer zur Richtung der Verbindung weist und das Verfahren daher auch für empfindli chere Fügeteile geeignet ist. The advantage of Verdrehschweissens is that the BEWE movement of the machining tool usually has transversely to the direction of the compound and the method is therefore suitable for susceptible chained parts.
Eine Torsionssonotrode ist beispielsweise aus der EP 1 930 148 Al bekannt. Sie weist an ihrem einen Ende eine senkrecht zu ei ner Torsionsachse verlaufende ringförmige Kontaktflache zum Ein leiten einer torsionalen Ultraschallschwingung in ein zu ver schweißendes Bauteil auf. Am anderen Ende ist die Torsionssono trode mit einer Einrichtung zum Einleiten der torsionalen Ultra schallschwingung gekoppelt.
Aus der EP2643119 Al ist ausserdem eine Torsionssonotrode be kannt, mit einem Sonotrodenkopf, auf dem bezüglich der Torsi onsachse umfangsseitig Schweissflachen angeordnet sind. Der So notrodenkopf umfasst allgemein wenigstens zwei oder mehr, bevor zugt vier, umfangseitig ausgebildete Schweissflachen . Es kann auch sein, dass n Arbeitsflächen vorgesehen sind, welche gleich mäßig über den Umfang in einem Winkel von 360°/n angeordnet sind, wobei n eine ganze Zahl > 1 ist. A torsion sonotrode is known, for example, from EP 1 930 148 A1. It has at its one end a perpendicular to egg ner torsion axis extending annular contact surface to conduct a torsional ultrasonic vibration in a ver to be welded component. At the other end, the Torsionssono electrode is coupled with a device for introducing the torsional ultrasonic vibration. From EP2643119 Al is also a Torsionssonotrode be known, with a sonotrode head on which with respect to the Torsi onsachse circumferentially welding surfaces are arranged. The So notrodenkopf generally comprises at least two or more, before given four, circumferentially formed welding surfaces. It may also be that n work surfaces are provided, which are uniformly arranged over the circumference at an angle of 360 ° / n, where n is an integer> 1.
Die bekannten Torsionssonotroden weisen in der Regel Sonotroden köpfe auf, die im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der Längs oder Torsionsachse ausgestaltet sind, sodass sich bezüglich der Torsionsachse keine Unwuchten ergeben. The known Torsionssonotroden generally have sonotrodes heads, which are configured substantially symmetrically with respect to the longitudinal or torsion axis, so that there are no imbalances with respect to the torsion axis.
Dies hat den Nachteil, dass die bekannten Bearbeitungswerkzeuge einen Kopf aufweisen, der eher sperrig ist und nur an die Aus- senseite von konvexen Werkstücken oder an flache Werkstücke her angebracht werden kann. Ist das Werkstück konkav, liegt die ge wünschte Verbindungsstelle in oder an einer Ausnehmung, weiter von einem Rand entfernt oder im Bereich einer Hinterschneidung, so können die bekannten Bearbeitungswerkzeuge entweder gar nicht an die Verbindungsstelle herangeführt werden oder nur eine zu kleine Bearbeitungsfläche bereitstellen . Es ist zum Beispiel nicht möglich, ein Kontaktelement innerhalb eines Gehäuses zu befestigen, wenn die lichte Öffnung des Gehäuses kleiner ist als der Durchmesser des Werkzeugkopfes und/oder wenn der Abstand ei nes Kontaktelements am Boden des Gehäuses von der Gehäuseöff nung grösser als der Radius des Werkezugkopfes ist. This has the disadvantage that the known processing tools have a head which is rather bulky and can only be attached to the outside of convex workpieces or flat workpieces. If the workpiece is concave, the desired connection point is in or on a recess, farther away from an edge or in the region of an undercut, then the known machining tools can either not be brought to the connection point or provide only a too small working surface. It is not possible, for example, to fasten a contact element within a housing when the clear opening of the housing is smaller than the diameter of the tool head and / or if the distance ei Nes contact element at the bottom of the housing of the Gehäuseöff opening greater than the radius of the Works head is.
Eine Bearbeitungsstelle kann auch dadurch schwer zugänglich sein, dass bereits montierte Elemente eine Annäherung der Längs achse eines Bearbeitungswerkzeugs an das Werkstück verhindern oder erschweren.
Es besteht daher die Aufgabe, die Nachteile des Bekannten zu überwinden und die Bearbeitung an schwer zugänglichen Bearbei tungsstellen zu ermöglichen. Insbesondere sollen Bearbeitungs werkzeuge, Bearbeitungsvorrichtungen und Verfahren bereitge stellt werden, mit denen schwierig erreichbare Bearbeitungsstel len bearbeitbar sind, sowie Bauteile, die an einer schwer er reichbaren Bearbeitungsstelle bearbeitet sind. A processing point can also be difficult to access that already mounted elements prevent or make it difficult to approach the longitudinal axis of a machining tool to the workpiece. It is therefore the task of overcoming the disadvantages of the known and to allow the processing of hard to reach processing centers. In particular, editing tools, processing devices and procedures are bereitge provides, with which difficult to reach Bearbeitungsstel len are machinable, as well as components that are machined on a difficult he reachable processing site.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bearbeitungswerkzeug, das eine Längsachse aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anorden bar ist. Das Bearbeitungswerkzeug besitzt eine Schnittstelle zum Verbinden mit einem Drehantrieb. Das Bearbeitungswerkzeug kann dazu beispielsweise ein, insbesondere axial ausgerichtetes, Schraubloch aufweisen, es kann ein Spannring vorgesehen sein, oder mindestens eine Kontaktfläche . The object is achieved by a machining tool having a longitudinal axis about which it is rotatably arranged or arranged bar. The machining tool has an interface for connection to a rotary drive. For this purpose, the machining tool can have, for example, a screw hole, in particular axially aligned, a clamping ring can be provided, or at least one contact surface.
Unter einem Drehantrieb wird sowohl eine Antrieb für eine konti nuierliche Rotation, als auch ein Schwingungserzeuger, zum Bei spiel ein Ultraschallkonverter, verstanden. Under a rotary drive is both a drive for a continu- ous rotation, as well as a vibrator, for example, an ultrasonic converter, understood.
Das Bearbeitungswerkzeug besitzt ausserdem eine Bearbeitungsflä che, welche mit mindestens einem Werkstück in Kontakt bringbar ist . The machining tool also has a Bearbeitungsflä surface, which can be brought into contact with at least one workpiece.
Das Bearbeitungswerkzeug weist gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung mindestens eine von der Längsachse wegweisende Auskra gung auf. Die Auskragung enthält mindestens eine Bearbeitungs fläche. Die Auskragung ist bezüglich der Längsachse asymmetrisch und/oder umlaufend. Unter umlaufend wird verstanden, dass sich die Auskragung in allen Richtungen radial von einem Grundköper des Bearbeitungswerkzeugs wegerstreckt.
Die Auskragung kann von einem, zum Beispiel im Wesentlichen zy lindrisch geformten, Grundkörper des Bearbeitungswerkzeugs in Radialrichtung und/oder in Längsrichtung abstehen. The machining tool has according to a first aspect of the invention at least one direction away from the longitudinal axis Auskra tion. The projection contains at least one processing surface. The projection is asymmetrical and / or circumferential with respect to the longitudinal axis. By circumferential is meant that the projection extends radially in all directions away from a Grundköper the machining tool. The projection can protrude from one, for example substantially zy-cylindrical, basic body of the machining tool in the radial direction and / or in the longitudinal direction.
Die Auskragung ist insbesondere senkrecht zur Längsach The projection is in particular perpendicular to the longitudinal axis
se ausgerichtet und insbesondere an dem Ende des Bearbeitungs werkzeugs vorgesehen, das der Schnittstelle gegenüberliegt. aligned and provided in particular at the end of the machining tool, which is opposite to the interface.
Eine an der Auskragung vorgesehene Bearbeitungsfläche kann einen Abstand von der Längsachse aufweisen, der genügend gross ist, um auch weit von einem Rand eines Werkstücks entfernte Bearbei tungsstellen zu erreichen, an welche ein Grundköper des Bearbei tungswerkzeugs nicht heranführbar ist. Dabei weist die an der Auskragung vorgesehene Bearbeitungsfläche bevorzugt von der seitlichen Oberfläche des Grundkörpers bezogen auf die Längsach se einen Abstand auf. A provided on the projection machining surface may have a distance from the longitudinal axis, which is sufficiently large to reach far away from an edge of a workpiece machining processing points to which a Grundköper the machining tool processing is not heranführbar. In this case, the provided on the projection processing surface preferably from the lateral surface of the body relative to the Längsach se at a distance.
Die Auskragung kann so geformt sein, dass sie an die Geometrie eines Werkstücks angepasst ist und die Bearbeitungsfläche so ge zielt an eine bestimmte Stelle des Werkstücks heranführbar ist und dort eine Bearbeitungsstelle herstellt. The projection can be shaped so that it is adapted to the geometry of a workpiece and the working surface is so ge targeted to a specific point of the workpiece can be moved there and produces a processing point.
Das Bearbeitungswerkzeug kann mindestens eine, insbesondere senkrecht zur Längsachse ausgerichtete, Auskragung aufweisen, die ihrerseits mit einer zylindrischen Mantelfläche ausgebildet ist. Die Bearbeitungsfläche kann an dieser Mantelfläche der Aus kragung ausgebildet sein. The machining tool may have at least one, in particular aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, which in turn is formed with a cylindrical lateral surface. The processing surface may be formed on this lateral surface of the collar.
Das Bearbeitungswerkzeug kann mindestens eine, insbesondere senkrecht zur Längsachse ausgerichtete, Auskragung aufweisen, wobei die Auskragung ringförmig, sternförmig oder fingerförmig ausgebildet ist. Die Auskragung kann eine Mantelfläche aufwei sen, die parallel zur Längsrichtung verläuft oder mit dieser ei-
nen Winkel einschliesst . Die Bearbeitungsfläche kann an dieser Mantelfläche ausgebildet sein. The machining tool may have at least one, in particular aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, wherein the projection is annular, star-shaped or finger-shaped. The projection can have a lateral surface which runs parallel to the longitudinal direction or with this includes NEN angle. The processing surface may be formed on this lateral surface.
Die Auskragung kann sich in einer oder mehreren Richtungen mehr von der Längsachse erstrecken als in anderen Richtungen, wenn die Auskragung beispielsweise stern- oder fingerförmig ist. Be arbeitungsflächen sind bevorzugt an den am weitesten von der Längsachse entfernten Bereichen der Auskragung angeordnet und können damit Werkstückoberflächen und/oder Bearbeitungsstellen an Werkstücken erreichen, die sich nicht nah an die Längsachse des Bearbeitungswerkzeugs heranbringen lassen. The projection may extend more in one or more directions from the longitudinal axis than in other directions when the projection is, for example, star or finger shaped. Be working surfaces are preferably located at the furthest removed from the longitudinal axis areas of the projection and can thus achieve workpiece surfaces and / or machining points on workpieces that can not bring zoom close to the longitudinal axis of the machining tool.
In einer vorteilhaften Ausbildung weist das Bearbeitungswerk zeug mindestens eine Bearbeitungsfläche auf, die auf einer radi al nach aussen gerichteten Mantelfläche der Auskragung oder auf einer radial nach innen gerichteten Innenfläche der Auskragung angeordnet ist. In an advantageous embodiment, the processing tool has at least one processing surface which is arranged on a radially outwardly directed outer surface of the projection or on a radially inwardly directed inner surface of the projection.
Die radial nach aussen oder radial nach innen gerichtete Fläche kann parallel zur Längsachse verlaufen. The radially outwardly or radially inwardly directed surface may extend parallel to the longitudinal axis.
Das Bearbeitungswerkzeug kann somit Kanten von Werkstücken um greifen und Rückseiten von Werkstücken bearbeiten, an die es nur an eine vordere Seite heranführbar ist. The machining tool can thus grip edges of workpieces and process backs of workpieces to which it can be moved only to a front side.
Das Bearbeitungswerkzeug kann aber auch mindestens eine Bearbei tungsfläche aufweisen, die auf wenigstens einer Oberfläche der Auskragung angeordnet ist, welche etwa senkrecht zur Längsachse verläuft. Die Bearbeitungsfläche ist bevorzugt exzentrisch ange ordnet .
Die Bearbeitungsfläche kann dann von der Stirnseite wegweisen oder so an der Auskragung angebracht sein, dass sie zu der Seite hinweist, an der die Schnittstelle angeordnet ist. However, the machining tool can also have at least one machining surface, which is arranged on at least one surface of the projection, which runs approximately perpendicular to the longitudinal axis. The working surface is preferably arranged eccentrically. The working surface may then face away from the face or be attached to the projection so as to face the side where the interface is located.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bearbeitungswerk zeug, insbesondere wie oben beschrieben, das eine Längsach se aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug besitzt eine Schnittstelle zum Verbin den mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche, welche mit mindestens einem Werkstück in Kontakt bringbar ist. The object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Längsach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged. The machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
Das Bearbeitungswerkzeug weist mindestens eine Bearbeitungsflä che auf, welche asymmetrisch bezüglich der Längsachse angeordnet ist. Besitzt das Bearbeitungswerkzeug mehr als eine Bearbei tungsfläche, so ist die Gesamtheit der Bearbeitungsflächen asym metrisch bezüglich der Längsachse angeordnet. Die Bearbeitungs flächen lassen sich beispielweise nicht durch Drehung um die Längsachse ineinander überführen oder es ergibt sich durch Dre hung des Bearbeitungswerkzeugs um die Längsachse, ausser bei ei ner Drehung um ganzzahlige Vielfache von 360°, keine äquivalente Anordnung der Bearbeitungsflächen. The machining tool has at least one surface Bearbeitungsflä, which is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis. If the machining tool has more than one machining surface, the entirety of the machining surfaces is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis. The processing surfaces can not, for example, by rotation about the longitudinal axis into each other or it results from Dre hung the processing tool to the longitudinal axis, except for egg ner rotation by integer multiples of 360 °, no equivalent arrangement of the processing surfaces.
Bevorzugt schliesst die Flächennormale der Bearbeitungsfläche mit der Längsachse einen Winkel von ungleich 90° ein oder die Bearbeitungsfläche weist zu der Längsachse. The surface normal of the processing surface preferably encloses an angle of not equal to 90 ° with the longitudinal axis or the processing surface points to the longitudinal axis.
Die Bearbeitungsfläche kann auf einer Auskragung angebracht sein, die insbesondere von der Oberfläche eines Grundkörpers ra dial und/oder in Längsrichtung vorsteht. The processing surface may be mounted on a projection which protrudes ra dial and / or in particular in the longitudinal direction of the surface of a base body.
Die Bearbeitungsfläche kann daher so an einem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet sein, dass der Grundkörper ge zielt an bestimmte Stellen des Werkstücks heranführbar ist und
dort eine Bearbeitungsstelle herstellt. Eine Bearbeitungsstelle kann beispielweis an einer schräg neben einem Vorsprung liegen den Fläche eines Werkstücks hergestellt werden, an welche ein symmetrisch gestaltetes Bearbeitungswerkzeug nicht heranführbar ist . The working surface may therefore be arranged on a base body of the machining tool, that the main body can be brought to certain points of the workpiece ge is feasible and there manufactures a processing station. For example, a machining point can be produced at an obliquely adjacent to a projection the surface of a workpiece to which a symmetrically designed machining tool can not be moved.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bearbeitungswerk zeug, insbesondere wie oben beschrieben, das eine Längsach se aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug besitzt eine Schnittstelle zum Verbin den mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche, welche mit mindestens einem Werkstück in Kontakt bringbar ist. Das Be arbeitungswerkzeug weist mindestens eine bezüglich der Längsach se exzentrisch angeordnete Bearbeitungsfläche auf, welche insbe sondere auf der Stirnseite des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet ist . The object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Längsach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged. The machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece. The Be processing tool has at least one with respect to the Längsach se eccentrically arranged processing surface, which is arranged in particular special on the end face of the machining tool.
Die jeweilige Bearbeitungsfläche weist im Wesentlichen in die Richtung der Längsachse. Ihr Zentrum, das heisst der Flächen schwerpunkt, liegt aber ausserhalb der Längsachse. The respective processing surface has substantially in the direction of the longitudinal axis. Their center, that is the center of gravity, lies outside the longitudinal axis.
Die Bearbeitungsfläche kann von der Stirnseite wegweisen oder zur Stirnseite hinweisen, um Kanten zu hintergreifen. The working surface can face away from the front side or point to the front side in order to reach behind edges.
Mehrere Bearbeitungsflächen können symmetrisch bezüglich der Längsachse und/oder symmetrisch zueinander angeordnet sein. Several processing surfaces may be arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis and / or symmetrically to each other.
Mit derartigen Bearbeitungsflächen lassen sich auch sehr kleine Bearbeitunsgsstellen realisieren. With such processing surfaces also very small Bearbeitungsunsgsstellen can be realized.
Die mindestens eine Bearbeitungsfläche kann auf einer Auskragung angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Bearbeitungsfläche ra dial ausserhalb einer Mantelfläche des Bearbeitungswerkzeugs an geordnet . The at least one processing surface may be arranged on a projection. In an advantageous embodiment, the processing surface ra dial outside a lateral surface of the machining tool is arranged to.
Die Mantelfläche kann die Oberfläche eines Grundkörpers des Be arbeitungswerkzeugs sein, von der sich beispielsweise eine Aus kragung erstreckt, auf der sich die Bearbeitungsfläche befindet. The lateral surface may be the surface of a base body of the Be processing tool from which, for example, extends from a collar on which the processing surface is located.
Insbesondere ist die Bearbeitungsfläche radial mit einem Abstand von mindestens 3 bis 160 mm zur Mantelfläche angeordnet. Die Mantelfläche hat ihrerseits einen radialen Abstand zur Längsach se . In particular, the processing surface is arranged radially with a distance of at least 3 to 160 mm from the lateral surface. The lateral surface in turn has a radial distance to the Längsach se.
Bevorzugt handelt es sich um eine zylindrische Mantelfläche, die in allen Richtungen den gleichen radialen Abstand zur Längsachse aufweist . It is preferably a cylindrical outer surface which has the same radial distance to the longitudinal axis in all directions.
Typischerweise beträgt der Abstand von der Mantelfläche zur Längsachse 5mm bis 70 mm, vorzugweise, 10mm bis 60 mm. Typically, the distance from the lateral surface to the longitudinal axis is 5 mm to 70 mm, preferably 10 mm to 60 mm.
Das Bearbeitungswerkzeug kann auf eine Anregung mit einer torsi- onalen Ultraschallschwingung mit einer Wellenlänge l abgestimmt sein und die Bearbeitungsfläche radial mit einem Abstand von mindestens l/64, bevorzugt mindestens l/32, besonders bevorzugt mindestens l/16 zur Mantelfläche angeordnet sein. The machining tool can be tuned to an excitation with a torsional ultrasonic oscillation with a wavelength l and the machining surface can be arranged radially at a distance of at least l / 64, preferably at least l / 32, particularly preferably at least l / 16 to the lateral surface.
Bei dem Bearbeitungswerkzeug kann es sich beispielsweise um eine Sonotrode handeln, die mit einem Konverter verbindbar ist. The processing tool may be, for example, a sonotrode that can be connected to a converter.
Die Bearbeitungsfläche an einem wie oben beschriebenen Bearbei tungswerkzeug kann bezogen zur Längsachse unter jedem Winkel, von 0° bis max . 180°, angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausbildung des Bearbeitungswerkzeugs weist das Bearbeitungswerkzeug mindestens ein Podest mit einer Bearbeitungsfläche auf. The machining surface on a machining tool as described above can be referenced to the longitudinal axis at any angle, from 0 ° to max. 180 °, be arranged. In a preferred embodiment of the machining tool, the machining tool has at least one pedestal with a machining surface.
Das Podest kann an der Stirn- oder Umfangsseite eines etwa zy lindrischen Grundkörpers angebracht sein oder an einer Auskra gung . The pedestal can be attached to the front or peripheral side of an approximately zy-cylindrical body or on a Auskra supply.
Das Podest kann einteilig und integral mit einem Grundkör per und/oder mit einer Auskragung des Bearbeitungswerkzeugs aus gebildet sein. The pedestal may be formed integrally and integrally with a Grundkör by and / or with a projection of the machining tool.
Besonders bevorzugt ist das Podest jedoch ein separates Bauteil, das insbesondere mit einem Grundkörper oder einer Auskragung des Bearbeitungswerkzeugs verbindbar oder verbunden ist. However, the pedestal is particularly preferably a separate component, which is in particular connectable or connected to a base body or a projection of the machining tool.
Mit Hilfe von solchen Podesten können in Form von Basiskörpern vorkonfektionierte Bearbeitungswerkzeuge gezielt und individuell zum Bearbeiten von bestimmten Werkstücken hergerichtet werden. Die anzubringenden Podeste können aus einer Menge von zur Verfü gung stehenden Podesten im Hinblick auf die Grösse der gewünsch ten Bearbeitungsfläche und im Hinblick auf eine bestimmte Höhe über der Aussenfläche eines Grundkörpers oder einer Auskragung des Bearbeitungswerkzeugs ausgewählt werden. With the help of such pedestals prefabricated processing tools can be prepared specifically and individually for the machining of specific workpieces in the form of basic bodies. The pods to be attached may be selected from a variety of available pods with regard to the size of the desired processing surface and with respect to a particular height above the outside surface of a body or projection of the processing tool.
Bevorzugt weist das Bearbeitungswerkzeug mindestens eine, insbe sondere senkrecht zur Längsachse ausgerichtete, Auskragung auf, die eine Mehrzahl von Podesten mit Bearbeitungsflächen aufweist. Preferably, the machining tool has at least one, in particular special aligned perpendicular to the longitudinal axis, projection, which has a plurality of pedestals with working surfaces.
Die Podeste können unterschiedliche Formen und/oder unterschied liche Abstände von einer Grundfläche aufweisen. Durch eine Dre hung des Bearbeitungswerkzeugs können somit gegenüber der Längs achse unterschiedlich positionierte und/oder unterschiedlich
grosse Bearbeitungsflächen breitgestellt werden. Das Bearbei tungswerkzeug kann somit für verschiedene Anwendungen und/oder zur Bearbeitung von unterschiedlich gelegenen Werkstückoberflä chen genutzt werden. The pedestals may have different shapes and / or different distances Liche from a base. By a Dre increase of the machining tool can thus be compared to the longitudinal axis differently positioned and / or different large processing areas are provided. The machining tool can thus be used for various applications and / or for the machining of differently located workpiece surfaces.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Bearbeitungswerkzeug mindestens eine Ausgleichsmasse auf, die als Gegenmasse bei mindestens einer bezüglich der Längsachse asymmetrisch angeordneten Bearbeitungsfläche dient. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the machining tool has at least one leveling compound, which serves as countermass in at least one machining surface arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis.
Der Ausgleich kann nötig werden, wenn die Bearbeitungsfläche ei nen grösseren Abstand zur Längsachse aufweist als der Rest des Bearbeitungswerkzeugs oder als ein Grundköper des Bearbeitungs werkzeugs, insbesondere wenn die Bearbeitungsfläche auf einer von der Längsachse wegweisenden Auskragung und/oder einem von der Längsachse wegweisenden Podest angeordnet ist. The compensation may be necessary if the processing surface has egg nen greater distance from the longitudinal axis than the rest of the machining tool or as a Grundköper the machining tool, especially if the processing surface arranged on a direction away from the longitudinal axis projection and / or pointing away from the longitudinal axis pedestal is.
Bevorzugt ist die Ausgleichsmasse in einem longitudinalen Ab stand, also in einem Abstand entlang der Längsachse, von der Bearbeitungsfläche angeordnet, insbesondere an einem Ort eines Schwingungsbauches. Die Ausgleichsmasse stört dann nicht die be wusst asymmetrisch gewählte Anordnung der Bearbeitungsfläche.Preferably, the leveling compound is in a longitudinal Ab stand, that is arranged at a distance along the longitudinal axis of the processing surface, in particular at a location of a vibration belly. The balancing mass then does not disturb the deliberately asymmetrically selected arrangement of the working surface.
Die Positionierbarkeit der Bearbeitungsfläche an schwer zugäng lichen Stellen des Werkstücks wird durch die Ausgleichsmasse nicht beeinträchtigt. The positioning of the working surface of hard to access points of the workpiece is not affected by the balancing mass.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bearbeitungswerk zeug, insbesondere wie oben beschrieben, das eine Längsach se aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug besitzt eine Schnittstelle zum Verbin den mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche, welche mit mindestens einem Werkstück in Kontakt bringbar ist.
Das Bearbeitungswerkzeug ist auf eine Eigenresonanz des torsio- nalen Schwingungssystems bei einer Wellenlänge l abgestimmt. Das Bearbeitungswerkzeug weist in Richtung der Längsachse eine Län ge auf, so dass der Abstand zwischen der Bearbeitungsfläche und dem Drehantrieb ein ganzzahliges Vielfaches hl/2 der halben Wel lenlänge l/2 des Bearbeitungswerkzeugs mit n>=l beträgt. Bezüg lich einer vorgegebenen Frequenz wird die Länge also so gewählt, dass damit Eigenschwingungen der Wellenlänge hl/2 erzeugbar sind, wobei n eine ganze Zahl, bevorzugt eine Zahl n > 4, ist. The object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Längsach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged. The machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece. The machining tool is tuned to a self-resonance of the torsional vibration system at a wavelength l. The machining tool has a length in the direction of the longitudinal axis, so that the distance between the machining surface and the rotary drive is an integer multiple hl / 2 of half the wavelength of l / 2 of the machining tool with n> = l. With respect to a given frequency, the length is thus chosen such that natural oscillations of the wavelength h 1/2 can be generated, where n is an integer, preferably a number n> 4.
Eine axiale Länge des Bearbeitungswerkzeugs wird zweckmäßiger weise so gewählt, dass diese bei einer vorgegebenen Frequenz ei ne stehende Welle bzw. Eigenschwingung mit der Wellenlänge l ausführt. Die mindestens eine Bearbeitungsfläche kann bezüglich einer Wellenlänge einer Eigenschwingung des Bearbeitungswerk zeugs, zum Beispiel einer Torsionssonotrode, auf einer Linie des Maximums, also bei einem Schwingungsbauch, liegen. Die kürzest mögliche axiale Länge dafür beträgt l/2. An axial length of the machining tool is expediently chosen so that it performs at a given frequency ei ne standing wave or natural vibration with the wavelength l. The at least one machining surface can lie with respect to a wavelength of a natural vibration of the machining tool, for example a torsion sonotrode, on a line of the maximum, that is to say in the case of a vibration antinode. The shortest possible axial length is 1/2.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bearbeitungswerk zeug, insbesondere wie oben beschrieben, das eine Längsach se aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug besitzt eine Schnittstelle zum Verbin den mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche, welche mit mindestens einem Werkstück in Kontakt bringbar ist. The object is also achieved by a machining tool, in particular as described above, which has a Längsach se, around which it is rotatably arranged or can be arranged. The machining tool has an interface to the connec with a rotary drive, as well as a processing surface which can be brought into contact with at least one workpiece.
Das Bearbeitungswerkzeug weist einen sich durch das Bearbei tungswerkzeug hindurch erstreckenden und entlang dessen Längs achse verlaufenden Hohlraum auf. Dieser endet in einer Ausmün dung, welche an einer Stirnseite des Bearbeitungswerkzeugs ange ordnet ist.
Der Hohlraum kann zum axialen Durchführen eines Bedienelements dienen, das mit einem Gegenwerkzeug verbunden ist, welches nahe an die Bearbeitungsfläche herangebracht werden soll, zum Bei spiel mit einem Amboss. Das Bedienelement kann innerhalb des Hohlraums bewegt werden, wodurch das Werkzeug um die Längsachse gedreht oder in Richtung der Längsachse verschoben werden kann. The machining tool has a processing tool extending through it and extending along the longitudinal axis extending cavity. This ends in a Ausmün extension, which is arranged on an end face of the machining tool is. The cavity may serve to axially perform an operating element which is connected to a counter tool which is to be brought close to the processing surface, for example when playing with an anvil. The control element can be moved within the cavity, whereby the tool can be rotated about the longitudinal axis or moved in the direction of the longitudinal axis.
Insbesondere handelt es sich bei den vorstehend beschriebenen Bearbeitungswerkzeugen um Schweisswerkzeuge zum Verdrehschweis- sen mindestens zweier Werkstücke. Die Bearbeitungswerkzeuge kön nen aber auch für andere Bearbeitungszwecke verwendet werden, wie zum Verbinden, Umformen, Erwärmen, Polieren, Verschliessen, Anregen, Trennen oder Aktivieren. In particular, the machining tools described above are welding tools for torsionally welding at least two workpieces. However, the processing tools can also be used for other machining purposes, such as joining, forming, heating, polishing, sealing, exciting, separating or activating.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Bearbeitungsvor richtung, enthaltend wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug wie vorstehend beschrieben und wenigstens einen Amboss. The object is further achieved by a Bearbeitungsvor direction, containing at least one machining tool as described above and at least one anvil.
In einer vorteilhaften Ausbildung weist das Bearbeitungswerkzeug mehrere Bearbeitungsflächen auf. Das Bearbeitungswerkzeug kann beweglich gelagert sein, wobei es insbesondere um die Längsachse drehbar gelagert ist, so dass unterschiedliche Bearbeitungsflä chen in eine Bearbeitungsposition, insbesondere eine Schweisspo- sition, bringbar sind. In an advantageous embodiment, the machining tool has a plurality of processing surfaces. The machining tool can be movably mounted, wherein it is in particular rotatably mounted about the longitudinal axis, so that different machining surfaces can be brought into a machining position, in particular a welding position.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Bearbei tungsvorrichtung mehrere Bearbeitungsflächen und mehrere Ambosse auf. Die Ambosse sind jeweils individuell bezüglich der Bearbei tungsflächen beweglich angeordnet. Insbesondere sind die Ambosse derart angeordnet, dass wahlweise einer oder mehrere der Ambosse in Eingriff mit einem zwischen Amboss und Bearbeitungswerkzeug eingesetzten Werkstück bringbar sind.
Es können zu jeweiligen Bearbeitungsflächen ein Amboss oder meh rere zugehörige Ambosse vorgesehen sein. According to an advantageous embodiment, the machining device has a plurality of processing surfaces and a plurality of anvils. The anvils are each individually arranged with respect to the machining surfaces movable. In particular, the anvils are arranged such that optionally one or more of the anvils can be brought into engagement with a workpiece inserted between the anvil and the machining tool. It can be provided for respective processing surfaces an anvil or meh rere associated anvils.
Die Ambosse können so angeordnet werden, dass Kontaktflachen der Ambosse zusammen mit der Bearbeitungsfläche einen Arbeitsraum begrenzen, in welchem ein oder mehrere Werkstücke Platz finden. Durch eine relative Bewegung von Ambossen und Bearbeitungswerk zeug kann das Volumen des Arbeitsraums verringert werden. The anvils can be arranged so that contact surfaces of the anvils together with the processing surface define a working space in which one or more workpieces can fit. By a relative movement of anvils and Bearbeitungswerk tool, the volume of the working space can be reduced.
Es können beispielsweise sowohl Bearbeitungsflächen, als auch jeweils zugehörige Ambosse, revolverartig um die Längsachse an geordnet sein. It can, for example, both working surfaces, as well as each associated anvils, be arranged revolver-like around the longitudinal axis.
Vorteilhafterweise ist mindestens ein Amboss vorgesehen, der mindestens eine Kontaktfläche aufweist, die parallel zu der Be arbeitungsfläche des zugehörigen Bearbeitungswerkzeugs ist. Advantageously, at least one anvil is provided which has at least one contact surface which is parallel to the loading processing surface of the associated processing tool.
Der Amboss kann eine Kontaktfläche aufweisen, welche bezogen auf die Längsachse unter einem Winkel von 0° bis 180°, bevorzugt von 60° bis 180°, verläuft. The anvil may have a contact surface, which with respect to the longitudinal axis at an angle of 0 ° to 180 °, preferably from 60 ° to 180 °.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Bearbeitungsvor richtung, insbesondere wie oben beschrieben, welche ein Bearbei tungswerkzeug mit Hohlraum wie oben beschrieben sowie einen Am boss enthält. Der Amboss ist mittels eines durch den Hohl raum hindurch und aus der Ausmündung herausführbaren Bedienele ments bewegbar. The object is further achieved by a Bearbeitungsvor direction, in particular as described above, which includes a machining tool with cavity as described above and a boss on. The anvil is movable by means of a through the hollow space through and out of the mouth operable management element.
Der Amboss ist bevorzugt mit einem Bedienelement verbunden, das durch den Hohlraum führt und insbesondere so gelagert ist, dass es bei einer Schwingung des Bearbeitungswerkzeugs nicht mit dem Bearbeitungswerkzeug schwingt. Das Bedienelement kann gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug rotiert und entlang der Längsachse ver-
schoben werden. Es kann zum Beispiel derart verschoben werden, dass der Amboss zunächst in Längsrichtung einen grösseren Ab stand von der Bearbeitungsfläche aufweist, das Bearbeitungswerk zeug dann an das Werkstück geführt wird oder umgekehrt und an schliessend der Abstand zwischen Amboss und Bearbeitungsfläche in Längsrichtung soweit verkleinert wird, bis ein Arbeitsraum entsteht. Dieser kann danach durch weiteres Verschieben des Am bosses noch verkleinert werden. The anvil is preferably connected to a control element, which leads through the cavity and in particular is mounted so that it does not vibrate with a vibration of the machining tool with the machining tool. The operating element can be rotated relative to the machining tool and can be moved along the longitudinal axis. be pushed. It can for example be moved so that the anvil initially in the longitudinal direction from a larger Ab stand from the processing surface, the processing tool then convincing is guided to the workpiece or vice versa and at closing the distance between the anvil and the processing surface in the longitudinal direction is reduced until a workspace is created. This can then be further reduced by further shifting the Am bosses.
Die oben beschriebenen Bearbeitungsvorrichtungen umfassen aus serdem bevorzugt einen Drehantrieb, zum Beispiel einen Ultra schallkonverter . The processing devices described above include from serdem preferably a rotary drive, for example, an ultrasonic converter.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Verfahren zum Bear beiten mindestens eines Werkstücks unter Verwendung eines der Bearbeitungswerkzeuge wie sie oben beschrieben sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält. Zunächst erfolgt ein Inkontaktbringen der Bearbeitungsfläche des Bearbeitungswerk zeugs mit mindestens einem Werkstück. Anschliessend wird das Werkstück durch Verdrehen des Bearbeitungswerkzeugs um dessen Längsachse bearbeitet. The object is also achieved by a method for machining at least one workpiece using one of the machining tools as described above, the method comprising the following steps. First, a contacting of the processing surface of the machining tool with at least one workpiece takes place. Subsequently, the workpiece is machined by rotating the machining tool about its longitudinal axis.
Das Bearbeiten kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Verschweissen, Umformen, Erwärmen, Polieren, Verschliessen, An regen, Trennen und Aktivieren. The machining can be selected from the group consisting of welding, forming, heating, polishing, sealing, activating, separating and activating.
Bei dem Bearbeiten handelt es sich insbesondere um ein Verdreh- schweissen zweier oder mehrerer Komponenten mindestens eines Werkstücks, bevorzugt ein torsionales Ultraschallschweissen . The machining is in particular a twist-welding of two or more components of at least one workpiece, preferably a torsional ultrasonic welding.
Wenigstens ein Werkstück kann aus einem Material bestehen oder ein Material aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Kompositmaterialien .
Vorteilhafterweise wird das Bearbeiten mit einer Frequenz im Be reich von 0.1 kHz bis 100 kHz durchgeführt. Insbesondere kann ein Rührreibschweissen bei einer Frequenz von 150Hz bis 250Hz durchgeführt werden oder ein Ultraschallschweissen bei einer Frequenz von 10kHz bis 50kHZ. At least one workpiece may consist of a material or comprise a material which is selected from the group consisting of metal, plastic, composite materials. Advantageously, the processing is performed at a frequency in the range of 0.1 kHz to 100 kHz. In particular, a friction stir welding can be carried out at a frequency of 150Hz to 250Hz or an ultrasonic welding at a frequency of 10kHz to 50kHZ.
In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens umfasst die Be arbeitung ein Schweissen und mindestens eine zu verschweissende Komponente ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiter bahnen bei Batteriepaketen, Teile von Kondensatoren, elektrische Anschlüsse von IGBTs, Erdungsanschlüsse an Innenflächen von Ge häusen und elektrische Anschlüsse in Elektromotoren. In an advantageous embodiment of the method, the Be processing includes welding and at least one component to be welded is selected from the group consisting of conductor tracks in battery packs, parts of capacitors, electrical connections of IGBTs, grounding connections to inner surfaces of Ge housings and electrical connections in electric motors ,
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bauteil, insbesonde re erhältlich mit einem wie oben beschriebenen Verfahren. Das Bauteil enthält mindestens eine Bearbeitungsstelle. Dabei han delt es sich insbesondere um eine Schweissstelle, an welcher ei ne erste Komponente des Bauteils mit einer zweiten Komponente des Bauteils mittels Verdrehschweissen verbunden ist. Mit „Bear beitungsstelle" ist hierbei auch die Summe von einzelnen Verbin dungsstellen gemeint, die beispielsweise gleichzeitig in einem torsionalen Schweissvorgang herstellbar sind. The object is also achieved by a component, insbesonde re available with a method as described above. The component contains at least one processing point. In this case, it is in particular a welding point at which a first component of the component is connected to a second component of the component by means of rotary welding. By "Bear beitungsstelle" here is the sum of individual connec tion sites meant that can be produced, for example, simultaneously in a torsional welding process.
Erfindungsgemäss weist die Bearbeitungsstelle von einem latera len Ende zu einem gegenüberliegenden lateralen Ende eine sich kontinuierlich verändernde Struktur auf. Unter einer sich von einem zu einem zu einem anderen Ende kontinuierlich verändernden Struktur wird insbesondere eine Struktur verstanden, die keine Rotationssymmetrie aufweist. According to the invention, the machining point has a continuously changing structure from a lateral end to an opposite lateral end. A structure which changes continuously from one to another to an end is understood in particular to mean a structure which has no rotational symmetry.
Die Struktur, zum Beispiel Schleifspuren oder Rillen, entsteht bei einem Verfahren, bei welchem ein Bearbeitungswerkzeug gegen über einer Längsachse gedreht wurde und eine mit dem Bearbei-
tungswerkzeug verbundenen Bearbeitungsfläche mit einer Flä chenkomponente in Richtung der Drehachse in Kontakt mit der Be arbeitungsstelle stand. The structure, for example, grinding marks or grooves, is produced in a method in which a machining tool has been rotated in relation to a longitudinal axis and has been machined with the machining tool. Tung tool connected processing surface with a Flä chenkomponente in the direction of the axis of rotation in contact with the loading processing stood.
Die Struktur kann beispielweise ein Muster aufweisen, das eine Krümmung quer zur Oberfläche zeigt. The structure may, for example, have a pattern that shows a curvature transverse to the surface.
Insbesondere weist die Struktur ein Muster auf, bei welchem der Krümmungsradius quer zur Oberfläche von einem lateralen Ende zu einem entgegengesetzten lateralen Ende der Bearbeitungsstelle nur zunimmt oder nur abnimmt. In particular, the structure has a pattern in which the radius of curvature transverse to the surface only increases or only decreases from one lateral end to an opposite lateral end of the processing site.
Eine Veränderung der Struktur, beispielweise eine Änderung des Krümmungsradius eines Musters, von einem lateralen Ende zu einem entgegengesetzten lateralen Ende stammt beispielsweise daher, dass der Rotationsradius der Bearbeitungsfläche sich von dem ei nen lateralen Ende zu dem anderen lateralen Ende verändert. Dies ist bei bezüglich der Drehachse asymmetrisch und/oder exzent risch angeordneten Flächen der Fall, während zum Beispiel kon zentrisch angeordnete Bearbeitungsfläche in der Regel Strukturen erzeugen, die eine Symmetrie aufweisen. For example, a change in structure, such as a change in the radius of curvature of a pattern from one lateral end to an opposite lateral end, is due to the fact that the radius of rotation of the processing surface changes from one lateral end to the other lateral end. This is the case with respect to the axis of rotation asymmetric and / or eccentric risch arranged surfaces of the case, while, for example, kon centrally arranged processing surface usually produce structures that have a symmetry.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Bauteil, insbesonde re erhältlich mit einem wie oben beschriebenen Verfahren und insbesondere wie oben beschrieben. Das Bauteil enthält mindes tens eine Bearbeitungsstelle. The object is also achieved by a component, in particular re obtainable with a method as described above and in particular as described above. The component contains at least one processing point.
Erfindungsgemäss weist die Bearbeitungsstelle eine Krümmung auf, die bezüglich Oberfläche des Bauteils, auf der die Bearbeitungs stelle angeordnet ist, konkav ist und der Krümmungsradius ist grösser als 100mm.
Eine derartige Krümmung kann beispielsweise entstehen, wenn ein Bearbeitungswerkzeug gegenüber einer Längsachse gedreht wurde, dabei eine mit dem Bearbeitungswerkzeug verbundene Bearbeitungs fläche in Kontakt mit der Bearbeitungsstelle stand und die Flä chennormale der Bearbeitungsfläche einen Winkel mit der Drehach se einschliesst . Der grosse Krümmungsradius entspricht dabei dem Abstand der Bearbeitungsfläche von der Drehachse. According to the invention, the processing point has a curvature which is concave with respect to the surface of the component on which the processing is arranged, and the radius of curvature is greater than 100 mm. Such a curvature may, for example, arise when a machining tool has been rotated with respect to a longitudinal axis, while a machining tool connected to the machining surface was in contact with the machining point and the surface area of the machining surface encloses an angle with the axis of rotation. The large radius of curvature corresponds to the distance of the working surface from the axis of rotation.
Die Längsachse des Bearbeitungswerkzeugs kann beispielsweise pa rallel zur Bauteiloberfläche ausgerichtet sein und die Bearbei tungsfläche radial von der Längsachse wegweisen. The longitudinal axis of the machining tool may, for example, be aligned parallel to the component surface and the machining surface may point radially away from the longitudinal axis.
Der Abstand zwischen Schweissstelle und Rand des Bauteils kann für die Bearbeitung mit einem Werkzeug mit Auskragung bis zu 200mm betragen. Für Anregungsfrequenzen von etwa 20 kHz können bei einer axialen Länge von 4l/2 Schweissstellen in Tiefen von etwa 300mm erreicht werden. Entsprechend sind bei anderen Fre quenzen die Tiefen umgekehrt proportional zur Frequenz. The distance between welding point and edge of the component can be up to 200mm for machining with a tool with overhang. For excitation frequencies of about 20 kHz, welding sites at depths of about 300mm can be achieved with an axial length of 4l / 2. Accordingly, at other frequencies, the frequencies are inversely proportional to the frequency.
Bei der Bearbeitungsstelle der oben beschriebenen Bauteile han delt es sich insbesondere um eine Schweissstelle, an welcher ei ne erste Komponente des Bauteils mit einer zweiten Komponente des Bauteils mittels Verdrehschweissen verbunden ist. Es kann sich aber auch um eine polierte Stelle handeln. In the processing point of the above-described components han delt in particular a welding point at which ei ne first component of the component with a second component of the component by means of rotary welding is connected. It can also be a polished job.
Bevorzugt weisen die oben beschriebenen Bauteile eine Bearbei tungsstelle auf, die an einer schwer zugänglichen Stelle ange ordnet ist, die ausgewählt aus der Gruppe ist bestehend aus Hin terschnitt und Vertiefung oder in einer Falz, Rille, Nut oder Auskehlung . Preferably, the components described above have a machining point on which is arranged in a hard to reach place, which is selected from the group consisting of Hin terschnitt and depression or in a fold, groove, groove or groove.
In einer vorteilhaften Ausbildung besteht wenigstens eine Kompo nente aus einem Material oder weist ein Material auf, welches
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Kompositmaterialien . In an advantageous embodiment, at least one component consists of a material or comprises a material which is selected from the group consisting of metal, plastic, composite materials.
Insbesondere ist das Bauteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus elektrischen Komponenten, zum Beispiel Batteriepaketen oder Kondensatoren, IGBTs und Elektromotoren. In particular, the component is selected from the group consisting of electrical components, for example battery packs or capacitors, IGBTs and electric motors.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren gezeigten Beispielen erläutert. Dabei sind einander entsprechende Elemente verschiedener Beispiele mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The invention will be explained below with reference to examples shown in FIGS. In this case, corresponding elements of different examples are provided with the same reference numerals.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in ei ner perspektivischen Ansicht; 1 shows a first example of a machining tool in egg ner perspective view.
Fig . 2 ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer perspektivischen Ansicht; Fig. FIG. 2 shows a second example of a machining tool in a perspective view; FIG.
Fig . 3 ein drittes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer seitlichen Ansicht; Fig. 3 is a third example of a machining tool in a side view;
Fig. 4 ein viertes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer seitlichen Schnittansicht; 4 shows a fourth example of a machining tool in a lateral sectional view;
Fig . 5 ein fünftes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer seitlichen Schnittansicht; Fig. 5 shows a fifth example of a machining tool in a side sectional view;
Fig . 6 ein sechstes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer seitlichen Schnittansicht; Fig. FIG. 6 shows a sixth example of a machining tool in a lateral sectional view; FIG.
Fig. 7 ein siebtes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in einer perspektivischen Ansicht; 7 shows a seventh example of a machining tool in a perspective view;
Fig. 8 ein achtes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug in ei ner perspektivischen Ansicht; 8 shows an eighth example of a machining tool in egg ner perspective view.
Fig. 9 ein erstes Beispiel für eine Bearbeitungsvorrichtung in einer Schnittansicht; 9 shows a first example of a processing device in a sectional view;
Fig. 10 ein zweites Beispiel für eine Bearbeitungsvorrichtung in einer seitlichen Ansicht;
Fig. 11 ein erstes Beispiel für ein Bauteil in einer perspekti vischen Ansicht; 10 shows a second example of a processing device in a side view; FIG. 11 shows a first example of a component in a perspective view; FIG.
Fig. 12 eine schematische Detailansicht des ersten Beispiels für ein Bauteil; Fig. 12 is a schematic detail view of the first example of a component;
Fig. 13 ein zweites Beispiel für eine Bauteil in einer perspek tivischen Ansicht; FIG. 13 shows a second example of a component in a perspective view; FIG.
Fig. 14 ein drittes Beispiel für eine Bauteil in einer perspek tivischen Ansicht; Fig. 14 is a third example of a component in a perspective view;
Fig. 15 eine schematische Detailansicht eines Beispiels für ein Fig. 15 is a schematic detail view of an example of a
Bauteil component
Fig. 16 zeigt schematisch eine Darstellung eines Batteriepakets in perspektivischer Ansicht. Fig. 16 shows schematically a representation of a battery pack in a perspective view.
Figur 1 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer perspektivischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine Längsachse A auf, um die es drehbar anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist ausserdem eine nicht im Detail dargestellte Schnittstelle 15 zum Verbinden mit einem ebenfalls nicht dargestellten Drehantrieb auf. FIG. 1 shows a first example of a processing tool 10 in a perspective view. The machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably. The machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 besitzt eine Bearbeitungsflä The machining tool 10 has a machining surface
che 11.1, welche mit mindestens einem in dieser Figur nicht dar gestellten Werkstück 50 (siehe zum Beispiel Figuren 3 und 7) in Kontakt bringbar ist. che 11.1, which with at least one in this figure is not Asked workpiece 50 (see, for example, Figures 3 and 7) can be brought into contact.
Die Bearbeitungsfläche 11.1 ist bezüglich der Längsachse A asym metrisch angeordnet, wobei die Flächennormale N der Bearbei tungsfläche 11.1 parallel zur Längsachse A angeordnet ist. Die Bearbeitungsfläche 11.1 ist somit exzentrisch zur Längsachse an geordnet .
Das Bearbeitungswerkzeug 10 umfasst ein Podest 19, auf welcher die Bearbeitungsfläche 11.1 vorgesehen ist. Das Podest 19 er streckt sich von der Stirnseite 14 des Bearbeitungswerkzeugs 10. The working surface 11.1 is asym metrically arranged with respect to the longitudinal axis A, wherein the surface normal N of the machining surface 11.1 is arranged parallel to the longitudinal axis A. The working surface 11.1 is thus arranged eccentrically to the longitudinal axis. The machining tool 10 comprises a pedestal 19, on which the machining surface 11.1 is provided. The pedestal 19 he stretches from the front side 14 of the machining tool 10th
Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine Ausgleichsmasse 22 auf, die als Gegenmasse dient, da ein bezüglich der Längsachse A asymmetrisch angeordnetes Podest 19 mit Bearbeitungsfläche 11.1 vorliegt . The processing tool 10 has a balancing mass 22, which serves as a counterweight, since a with respect to the longitudinal axis A asymmetrically arranged pedestal 19 is present with working surface 11.1.
Figur 2 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer perspektivischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 ist ebenfalls drehbar anordenbar um eine Längsachse A und be sitzt eine Schnittstelle 15 zum Verbinden mit einem Drehantrieb, Das Bearbeitungswerkzeugzeug 10 weist zwei Bearbeitungsflächen 11.1, 11.2 auf, die jeweils bezüglich der Längsachse A exzent risch und auf der Stirnseite 14 des Bearbeitungswerkzeugs 10 angeordnet sind. FIG. 2 shows a second example of a machining tool 10 in a perspective view. The machining tool 10 is also rotatably arrangeable about a longitudinal axis A and be sitting an interface 15 for connection to a rotary drive, The Bearbeitungswerkzeugzeug 10 has two processing surfaces 11.1, 11.2, each eccentrically with respect to the longitudinal axis A and on the end face 14 of the machining tool 10th are arranged.
Die Bearbeitungsflächen 11.1., 11.2 sind jeweils auf Podesten 19 angeordnet, die sich von der Stirnseite 14 wegerstrecken. Da die Podeste 19 in diesem Fall zueinander symmetrisch sind, ist eine Ausgleichsmasse nicht notwendig. The processing surfaces 11.1., 11.2 are each arranged on pedestals 19, which extend away from the end face 14. Since the pedestals 19 are symmetrical to each other in this case, a balancing mass is not necessary.
Zum Bearbeiten kann das Bearbeitungswerkzeug 10 in Drehschwin gungen versetzt werden, so dass beispielsweise eine Bearbei tungsfläche 11.1 in einem Winkelbereich von 0.01-10° hin und her bewegt wird und dabei Energie auf ein nicht dargestelltes Werkstück überträgt. For editing, the machining tool 10 can be set in Drehschwin conditions, so that, for example, a machining processing surface 11.1 is moved back and forth in an angular range of 0.01-10 ° and thereby transfers energy to a workpiece, not shown.
Sobald die Bearbeitungsfläche 11.1 abgenutzt ist, kann das Bear beitungswerkzeugs 10 um 180° um die Längsachse A gedreht werden, und die zweite Bearbeitungsfläche 11.2 eingesetzt werden.
Figur 3 zeigt ein drittes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer seitlichen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine Längsachse A auf, um die es drehbar anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist ausserdem eine nicht im Detail dargestellte Schnittstelle 15 zum Verbinden mit einem ebenfalls nicht dargestellten Drehantrieb auf. Once the processing surface 11.1 is worn, the Bear processing tool 10 can be rotated by 180 ° about the longitudinal axis A, and the second processing surface 11.2 are used. FIG. 3 shows a third example of a processing tool 10 in a side view. The machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably. The machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 besitzt eine Bearbeitungsflä The machining tool 10 has a machining surface
che 11.3, welche mit mindestens einem Werkstück 50 in Kontakt bringbar ist. che 11.3, which can be brought into contact with at least one workpiece 50.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist am Ende 13, das der Schnitt stelle 15 gegenüberliegt, eine von der Längsachse A radial weg weisende Auskragung 16 auf. Die Auskragung 16 ist auf einem Grundkörper 12 angeordnet, von dem sie in radialer Richtung und in Längsrichtung wegweist. Die Auskragung 16 besitzt eine ge krümmte Form. Die Auskragung 16 enthält die Bearbeitungsflä che 11.3. The machining tool 10 has at the end 13, the interface 15 opposite, a radially away from the longitudinal axis A pointing away projection 16. The projection 16 is arranged on a base body 12 from which it faces away in the radial direction and in the longitudinal direction. The projection 16 has a ge curved shape. The projection 16 contains the Bearbeitungsflä surface 11.3.
Die Auskragung 16 und die Bearbeitungsfläche 11.3 sind bezüglich der Längsachse A exzentrisch. The projection 16 and the working surface 11.3 are eccentric with respect to the longitudinal axis A.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist als Gegenmasse für die bezüg lich der Längsachse A asymmetrisch angeordnete Bearbeitungsflä che 11.3 eine Ausgleichsmasse 22 auf. The machining tool 10 has as counterweight for the bezüg Lich the longitudinal axis A asymmetrically arranged Bearbeitungsflä surface 11.3 a balancing mass 22.
Mittels der Auskragung 16 kann die Arbeitsfläche 11.3 an schwer zugängliche Bereiche 58 herangeführt werden, zum Beispiel in ei ner Vertiefung 59 neben einer Stufe 62, in einen Innenraum (sie he Figur 8), in einen nicht dargestellten Schlitz und andere. By means of the projection 16, the work surface 11.3 can be brought to hard to reach areas 58, for example in egg ner recess 59 next to a step 62, in an interior (see Figure 8), in a slot, not shown, and others.
Figur 4 zeigt ein viertes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer seitlichen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10
weist eine fingerförmige Auskragung 16 auf, auf der eine Bear beitungsfläche 11.3 angeordnet ist, deren Flächennormale N schräg von der Längsachse A wegweist, mit der Längsachse A also keinen 90° Winkel einschliesst . FIG. 4 shows a fourth example of a processing tool 10 in a lateral view. The machining tool 10 has a finger-shaped projection 16 on which a Bear beitungsfläche 11.3 is arranged, the surface normal N obliquely away from the longitudinal axis A, so with the longitudinal axis A does not include a 90 ° angle.
Figur 5 zeigt ein fünftes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer seitlichen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 be sitzt eine senkrecht zur Längsachse A ausgerichtete ringförmige Auskragung 16 mit einer zylindrischen Mantelfläche 17. FIG. 5 shows a fifth example of a processing tool 10 in a side view. The machining tool 10 be sitting perpendicular to the longitudinal axis A aligned annular projection 16 with a cylindrical lateral surface 17th
Eine Bearbeitungsfläche 11.3 ist auf einer radial nach aussen gerichteten Mantelfläche 17 der Auskragung 16 und eine Bearbei tungsfläche 11.4 auf der radial nach innen gerichteten Innenflä che 18 der Auskragung 16 angeordnet, die jeweils etwa parallel zur Längsachse A verlaufen. A processing surface 11.3 is on a radially outwardly directed lateral surface 17 of the projection 16 and a machining processing surface 11.4 on the radially inwardly directed Innenflä surface 18 of the projection 16 are arranged, each extending approximately parallel to the longitudinal axis A.
Die Darstellung ist schematisch. In der Praxis kann entweder nur eine der Bearbeitungsflächen 11.3 oder 11.4 vorliegen oder bei de . The illustration is schematic. In practice, either only one of the processing surfaces 11.3 or 11.4 are present or at de.
Figur 6 zeigt ein sechstes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer seitlichen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 be sitzt eine fingerförmige Auskragung 16. FIG. 6 shows a sixth example of a machining tool 10 in a lateral view. The machining tool 10 be sitting a finger-shaped projection 16.
Eine Bearbeitungsfläche 11.3 weist von der Längsachse A weg. Ei ne weitere Bearbeitungsfläche 11.4 ist radial nach innen gerich tet und schliesst mit der Längsachse A einen Winkel von klei ner 90° ein. A working surface 11.3 points away from the longitudinal axis A. Eg egg ne further processing surface 11.4 is radially inwardly court tet and includes with the longitudinal axis A an angle of dress ner 90 °.
Die Darstellung ist schematisch. In der Praxis kann entweder nur eine der Bearbeitungsflächen 11.3 oder 11.4 vorliegen oder bei de .
Figur 7 zeigt ein siebtes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer perspektivischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine Längsachse A auf, um die es drehbar anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist ausserdem eine nicht im Detail dargestellte Schnittstelle 15 zum Verbinden mit einem ebenfalls nicht dargestellten Drehantrieb auf. Das Bearbeitungs werkzeug 10 weist am Ende 13, das der Schnittstelle 15 gegen überliegt, eine von der Längsachse A radial wegweisende teller förmige Auskragung 16 auf. Nicht in der Figur dargestellte Bear beitungsflächen können auf der Mantelfläche der tellerförmigen Auskragung 16 oder auf der von der Schnittstelle 15 wegweisenden Fläche angeordnet sein. The illustration is schematic. In practice, either only one of the processing surfaces 11.3 or 11.4 are present or at de. FIG. 7 shows a seventh example of a machining tool 10 in a perspective view. The machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably. The machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown. The editing tool 10 has at the end 13, which is the interface 15 against, one of the longitudinal axis A radially pioneering dish-shaped projection 16. Not illustrated in the figure Bear beitungsflächen can be arranged on the lateral surface of the plate-shaped projection 16 or on the groundbreaking of the interface 15 surface.
Figur 8 zeigt ein achtes Beispiel für ein Bearbeitungswerkzeug 10 in einer perspektivischen Ansicht. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine Längsachse A auf, um die es drehbar anordenbar ist. Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist ausserdem eine nicht im Detail dargestellte Schnittstelle 15 zum Verbinden mit einem ebenfalls nicht dargestellten Drehantrieb auf. FIG. 8 shows an eighth example of a machining tool 10 in a perspective view. The machining tool 10 has a longitudinal axis A about which it can be arranged rotatably. The machining tool 10 also has an interface 15, not shown in detail, for connection to a rotary drive, also not shown.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist am Ende 13, das der Schnitt stelle 15 gegenüberliegt, eine von der Längsachse A radial weg weisende Auskragung 16 auf, die eine dreizählige Symmetrie auf weist. Die Flächennormalen N von drei Bearbeitungsflächen 11.1 weisen jeweils von der Schnittstelle 15 weg und sind parallel zur Drehachse A. The machining tool 10 has at the end 13, the interface 15 opposite, a radially away from the longitudinal axis A pointing away projection 16, which has a threefold symmetry. The surface normals N of three working surfaces 11.1 respectively face away from the interface 15 and are parallel to the axis of rotation A.
Figur 9 zeigt ein erstes Beispiel für eine Bearbeitungsvorrich tung 100, umfassend ein Bearbeitungswerkzeug 10 und einen Amboss 30 in einer seitlichen Schnittansicht. Figure 9 shows a first example of a Bearbeitungsvorrich device 100, comprising a machining tool 10 and an anvil 30 in a side sectional view.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 weist eine von der Längsachse A weg weisende umlaufende Auskragung 16 mit einer zylindrischen Man-
telfläche 17 auf und mehrere Bearbeitungsflächen 11.3, welche auf einer Oberfläche 25 der Auskragung 16 angeordnet sind, die etwa senkrecht zur Längsachse A verläuft. The machining tool 10 has a peripheral projection 16 pointing away from the longitudinal axis A and having a cylindrical projection. 17 and a plurality of processing surfaces 11.3, which are arranged on a surface 25 of the projection 16, which extends approximately perpendicular to the longitudinal axis A.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 besitzt einen sich durch das Bear beitungswerkzeug 10 hindurch erstreckenden und entlang dessen Längsachse A verlaufenden Hohlraum 23, der in einer Ausmündung 24 endet, welche an einer Stirnseite 14 des Bearbeitungswerk zeugs 10 angeordnet ist. The machining tool 10 has a machining tool 10 extending therethrough and along its longitudinal axis A extending cavity 23 which terminates in an orifice 24, which is arranged on a front side 14 of the processing tool 10 zeugs.
Der Amboss 30 ist auf einem Bedienelement 32 in Form einer Stan ge angeordnet, welches durch den Hohlraum 23 hindurch geführt ist und innerhalb dessen bewegbar ist, so dass der Amboss durch den Hohlraum 23 hindurch und aus der Ausmündung 24 heraus beweg bar ist. The anvil 30 is arranged on a control element 32 in the form of a Stan ge, which is guided through the cavity 23 and within which is movable, so that the anvil through the cavity 23 through and out of the orifice 24 is movable out bar.
Der Amboss 30 benötigt auf der der Bearbeitungsfläche 11.3 ge genüberliegenden Seite keine Halterung und keinen Antrieb. Die Bearbeitungsvorrichtung 100 kann also als Ganzes an schwer zu gängliche Werkstücke 50, 51 herangebracht werden, die beispiels weise in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet sind. The anvil 30 requires on the processing surface 11.3 ge opposite side no holder and no drive. The processing device 100 can thus be brought as a whole to difficult to workpieces 50, 51, the example, are arranged in a housing, not shown.
Der Amboss 30 weist eine Kontaktfläche 31 auf, die in Eingriff mit einem zwischen Amboss 30 und Bearbeitungswerkzeug 10 einge setzte Werkstücke 50, 51 bringbar ist. The anvil 30 has a contact surface 31 which is engageable with a between anvil 30 and machining tool 10 set workpieces 50, 51 can be brought.
Bei einer rotatorischen Schwingung des Bearbeitungswerkzeugs 10 und damit der Bearbeitungsfläche 11.3 um die Längsachse A können die Werkstücke 50, 51 miteinander verschweisst werden. In a rotational oscillation of the machining tool 10 and thus the working surface 11.3 about the longitudinal axis A, the workpieces 50, 51 are welded together.
Die Bearbeitungsflächen 11.3 sind auf Podesten 19 angeordnet, die unterschiedliche Abstände 20 von einer Grundfläche 21 bie ten .
Für Werkstücke 50, 51 mit einer bestimmten Dicke kann eine Bear beitungsfläche 11.3 auf einem Podest 19 mit dem passenden Ab stand 20 zur Grundfläche 21 gewählt werden. The processing surfaces 11.3 are arranged on pedestals 19, the ten different distances 20 bie from a base 21. For workpieces 50, 51 with a certain thickness, a Bear beitungsfläche 11.3 stand on a pedestal 19 with the appropriate From 20 are selected to the base 21.
Figur 10 zeigt ein zweites Beispiel für eine Bearbeitungsvor richtung 100, umfassend ein Bearbeitungswerkzeug 10 mit Auskra gung 16 und einen Ambosshalter 130 in einer seitlichen Ansicht. Figure 10 shows a second example of a Bearbeitungsvor device 100, comprising a machining tool 10 with Auskra supply 16 and an anvil holder 130 in a side view.
Auf einem Maschinengestell 101 ist zum einen das Bearbeitungs werkzeug 10 angeordnet, welches über einen Drehantrieb 40, hier ein Ultraschallkonverter, in Drehschwingungen um die Längsachse A versetzt wird. Der Drehantrieb wird von einem Generator 102 mit Energie versorgt. On a machine frame 101, on the one hand, the machining tool 10 is arranged, which is offset by a rotary drive 40, here an ultrasonic converter, in torsional vibrations about the longitudinal axis A. The rotary drive is powered by a generator 102 with energy.
Das Bearbeitungswerkzeug 10 kann mittels einer Höhenverschiebe- vorrichtung 103 entlang der Längsachse A verschiebbar sein. The machining tool 10 can be displaceable along the longitudinal axis A by means of a vertical displacement device 103.
Auf dem Ambosshalter 130, der ebenfalls auf dem Maschinengestell 101 angeordnet ist, befindet sich eine Vielzahl von Ambossen 30. On the anvil holder 130, which is also arranged on the machine frame 101, there is a plurality of anvils 30th
Der Ambosshalter 130 ist in einer Lateralrichtung B verschieb bar, so dass sich je nach Bedarf ein Amboss 30 in die Nähe der Bearbeitungsfläche 11.3 bringen lässt. Auf diese Weise ist ein Arbeitsraum 104 mit einem gewünschten Abstand D herstellbar. Alternativ kann der Ambosshalter 130 auch drehbar sein. The anvil holder 130 is displaceable bar in a lateral direction B, so that can bring an anvil 30 in the vicinity of the processing surface 11.3 as needed. In this way, a working space 104 with a desired distance D can be produced. Alternatively, the anvil holder 130 may also be rotatable.
Der Ambosshalter 130 oder der jeweilige Amboss 30 kann ausserdem in Richtung der Längsachse A verschiebbar sein, sodass die nicht dargestellten Werkstücke während des Schweissens zwischen Amboss 30 und Bearbeitungsfläche 11.3 gepresst werden. The anvil holder 130 or the respective anvil 30 can also be displaceable in the direction of the longitudinal axis A, so that the workpieces, not shown, are pressed during the welding between the anvil 30 and the processing surface 11.3.
Figur 11 zeigt ein erstes Beispiel für ein Bauteil 500 in einer perspektivischen Darstellung. Das Bauteil 500 umfasst eine Bear beitungsstelle 52, in diesem Fall eine Schweissstelle, an wel-
eher eine erste Komponente 60 des Bauteils 500, hier eine Gehäu se, mit einer zweiten Komponente 61 des Bauteils 500, hier ein elektrischer Kontakt, mittels Verdrehschweissen verbunden ist. FIG. 11 shows a first example of a component 500 in a perspective view. The component 500 comprises a machining center 52, in this case a welding point, on which Rather, a first component 60 of the component 500, here a hous se, with a second component 61 of the component 500, here an electrical contact, is connected by means of rotary welding.
Die Bearbeitungsstelle 52 befindet sich an einer schwer zugäng lichen Stelle, nämlich an der Innenseite der ersten Komponente 60. Die Verbindung kann beispielweise mit einem Bearbeitungs werkzeug 10, wie in Figur 3 gezeigt wird, hergestellt werden. The processing point 52 is located at a hard-to-access point, namely on the inside of the first component 60. The connection can be made, for example, with a machining tool 10, as shown in Figure 3.
Die Bearbeitungsstelle 52 weist eine von einem lateralen Ende 53 zu einem entgegengesetzten lateralen Ende 54 sich verändernde Struktur 55 auf. The processing point 52 has a structure 55 that changes from a lateral end 53 to an opposite lateral end 54.
In Figur 12 ist die Struktur 55 schematisch in einer Draufsicht gezeigt. An einem ersten lateralen Ende 53 weist die Struktur 55 ein Berarbeitungsmuster mit einem grösseren Radius auf als einem dem zweiten lateralen Ende 54. In FIG. 12, the structure 55 is shown schematically in a plan view. At a first lateral end 53, the structure 55 has a processing pattern with a larger radius than a second lateral end 54.
Figur 13 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bauteil 500, hier ein IGBT, in einer perspektivischen Darstellung. Das Bauteil 500 umfasst mehrere Bearbeitungsstellen 52, in diesem Fall Schweiss- stellen, an welcher eine erste Komponente 60 des Bauteils 500, hier eine Platine, mit zweiten Komponenten 61 des Bauteils 500, hier elektrische Kontakte, mittels Verdrehschweissen verbunden ist. Die Bearbeitungsstelle 52 befindet sich an einer schwer zu gänglichen Stelle, da sich auf der Platine bereits andere Ele mente befinden. Die Verbindung kann beispielweise mit einem Be arbeitungswerkzeug 10, wie in Figur 1 oder Figur 5 gezeigt wird, hergestellt werden. FIG. 13 shows a second example of a component 500, here an IGBT, in a perspective illustration. The component 500 comprises a plurality of processing points 52, in this case welding points, to which a first component 60 of the component 500, here a circuit board, is connected to second components 61 of the component 500, in this case electrical contacts, by means of rotary welding. The processing point 52 is located at a hard to reach place because there are already other Ele ments on the board. The connection can be made for example with a loading tool 10, as shown in Figure 1 or Figure 5.
Figur 14 zeigt ein zweites Beispiel für ein Bauteil 500, hier eine Batteriezelle mit Folien 501, in einer perspektivischen Darstellung .
Das Bauteil 500 umfasst Bearbeitungsstellen 52, in diesem Fall Schweissstellen, an welcher erste Komponenten 60 des Bauteils 500, hier Folien, mit zweiten Komponenten 61 des Bauteils 500, hier elektrische Kontakte, mittels Verdrehschweissen verbunden werden . FIG. 14 shows a second example of a component 500, here a battery cell with foils 501, in a perspective illustration. The component 500 comprises processing points 52, in this case welding points, at which first components 60 of the component 500, here foils, are connected to second components 61 of the component 500, in this case electrical contacts, by means of rotary welding.
In Figur 15 ist eine Bearbeitungsstelle 52, die mit einem Bear beitungswerkzeug 10, wie in Figur 5 gezeigt wird, hergestellt wurde, schematisch in einer Schnittansicht gezeigt. In FIG. 15, a machining point 52 which has been produced with a machining tool 10, as shown in FIG. 5, is shown schematically in a sectional view.
Die Bearbeitungsstelle 52 weist eine Krümmung 56 auf, die bezüg lich der Oberfläche 57 des Bauteils 500, auf der die Bearbei tungsstelle 52 angeordnet ist, konkav ist. Der Krümmungsradius R ist grösser als 100mm. The processing point 52 has a curvature 56 which is bezüg Lich the surface 57 of the component 500, on which the machining processing point 52 is arranged, is concave. The radius of curvature R is greater than 100mm.
Figur 16 zeigt schematisch eine Darstellung eines Batteriepakets 600 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 500, wie sie in Figur 14 gezeigt sind, in perspektivischer Ansicht. Die Batteriezellen 500 werden in einem Gehäuse 601 angeordnet, bevor die Komponen ten 60, 61, hier die Folien und die elektrischen Verbinder, mit einander verschweisst sind. FIG. 16 schematically shows an illustration of a battery pack 600 with a multiplicity of battery cells 500, as shown in FIG. 14, in a perspective view. The battery cells 500 are placed in a housing 601 before the components 60, 61, here the foils and the electrical connectors, are welded together.
Die Verbinder 61 verbinden die Batteriezellen 500 seriell oder parallel . The connectors 61 connect the battery cells 500 serially or in parallel.
Die Batteriezellen 500 liegen vollständig innerhalb des Gehäuses 601, so dass der Rand 602 des Gehäuses 601 die Bearbeitungsstel len 52 überragt. Die Verbindungen können besonders gut mit Bear beitungswerkzeugen 10 hergestellt werden, wie sie in den Figuren 3 oder 7 gezeigt sind, bei denen eine Auskragung 16 oder eine Auskragung und ein Amboss 30 in das Gehäuse 601 einführbar sind.
The battery cells 500 are completely within the housing 601, so that the edge 602 of the housing 601 len the processing Stel 52. The connections can be made particularly well with machining tools 10, as shown in FIGS. 3 or 7, in which a projection 16 or a projection and an anvil 30 are insertable into the housing 601.
Claims
Patentansprüche claims
1. Bearbeitungswerkzeug (10), insbesondere Schweisswerkzeug zum1. machining tool (10), in particular welding tool for
Verdrehschweissen mindestens zweier Komponenten (60, 61) ei nes Werkstücks (50, 51), wobei das BearbeitungswerkzeugTwist welding at least two components (60, 61) egg nes workpiece (50, 51), wherein the machining tool
(10) eine Längsachse (A) aufweist, um die es drehbar ange ordnet oder anordenbar ist, eine Schnittstelle (15) zum Ver binden mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsflä che (11.1, 11.2; 11.3, 11.4), welche mit mindestens einem Werkstück (50, 51) in Kontakt bringbar ist, (10) has a longitudinal axis (A) about which it is rotatably arranged or can be arranged, an interface (15) for Ver bind with a rotary drive, as well as a Bearbeitungsflä surface (11.1, 11.2, 11.3, 11.4), which with at least one Workpiece (50, 51) can be brought into contact,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens eine von der Längs achse (A) wegweisende, insbesondere senkrecht zur Längsach se (A) ausgerichtete, Auskragung (16) aufweist, insbesondere am Ende (13) des Bearbeitungswerkzeugs (10), das der the machining tool (10) at least one of the longitudinal axis (A) pointing away, in particular perpendicular to Längsach se (A) aligned, projection (16), in particular at the end (13) of the machining tool (10), the
Schnittstelle gegenüberliegt, welche mindestens eine Bear beitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) enthält, wobei die Auskragung exzentrisch und/oder umlaufend ist. Interface is opposite, which contains at least one Bear beitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3, 11.4), wherein the projection is eccentric and / or circumferential.
2. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Auskra 2. Processing tool according to claim 1, wherein the Auskra
gung (16) mit einer zylindrischen Mantelfläche (17) ausge bildet ist. supply (16) with a cylindrical lateral surface (17) is out forms.
3. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wo bei die Auskragung (16) ringförmig, sternförmig oder finger förmig ausgebildet ist. 3. Machining tool according to one of claims 1 or 2, where in the projection (16) is annular, star-shaped or finger-shaped.
4. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens eine Bearbeitungs fläche (11.3, 11.4) umfasst, die auf einer radial nach aus sen gerichteten Mantelfläche (17) der Auskragung oder auf einer radial nach innen gerichteten Innenfläche (18) der Auskragung (18) angeordnet ist, insbesondere etwa parallel zur Längsachse (A) verläuft.
4. Machining tool according to one of claims 1 to 3, wherein the machining tool (10) at least one processing surface (11.3, 11.4) comprises on a radially outwardly directed sen surface of the projection (17) of the projection or on a radially inwardly directed inner surface (18) of the projection (18) is arranged, in particular approximately parallel to the longitudinal axis (A).
5. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens eine Bearbeitungs fläche (11.3, 11.4) umfasst, die auf wenigstens einer Ober fläche der Auskragung (16) angeordnet ist, welche etwa senk recht zur Längsachse (A) verläuft. 5. Machining tool according to one of claims 1 to 4, wherein the machining tool (10) at least one processing surface (11.3, 11.4), which is arranged on at least one upper surface of the projection (16) which approximately perpendicular to the longitudinal axis (A ) runs.
6. Bearbeitungswerkzeug (10), insbesondere Schweisswerkzeug zum6. machining tool (10), in particular welding tool for
Verdrehschweissen mindestens zweier Komponenten (60, 61) ei nes Werkstücks (50, 51), insbesondere gemäss einem der An sprüche 1-5, Twist welding of at least two components (60, 61) of a workpiece (50, 51), in particular according to one of claims 1-5,
wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) eine Längsachse (A) auf weist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist, ei ne Schnittstelle (15) zum Verbinden mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3, 11.4), wel che mit mindestens einem Werkstück (50, 51) in Kontakt bringbar ist, wherein the machining tool (10) has a longitudinal axis (A) on which it is rotatably arranged or arranged, ei ne interface (15) for connection to a rotary drive, and a processing surface (11.1, 11.2, 11.3, 11.4), wel che with at least one workpiece (50, 51) can be brought into contact,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Bearbeitungswerkzeugzeug (10) mindestens eine Bearbei tungsfläche (11.1) aufweist, welche asymmetrisch bezüglich der Längsachse (A) angeordnet ist, wobei insbesondere die Flächennormale (N) der Bearbeitungsfläche (11.1) mit der Längsachse einen Winkel von ungleich 90° einschliesst oder zu der Längsachse weist. the machining tool (10) has at least one machining surface (11.1) which is arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis (A), wherein in particular the surface normal (N) of the machining surface (11.1) encloses an angle of not equal to 90 ° with the longitudinal axis or to the Longitudinal axis points.
7. Bearbeitungswerkzeug (10), insbesondere Schweisswerkzeug zum7. processing tool (10), in particular welding tool for
Verdrehschweissen mindestens zweier Komponenten (60, 61) ei nes Werkstücks (50, 51), insbesondere gemäss einem der An sprüche 1 bis 6, Twist-welding at least two components (60, 61) of a workpiece (50, 51), in particular according to one of claims 1 to 6,
wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) eine Längsachse (A) auf weist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist, ei ne Schnittstelle (15) zum Verbinden mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsfläche (13), welche mit mindestens einem Werkstück (50, 51) in Kontakt bringbar ist, wherein the machining tool (10) has a longitudinal axis (A) about which it is rotatably arranged or arranged, ei ne interface (15) for connection to a rotary drive, and a processing surface (13), which with at least one workpiece (50, FIG. 51) can be brought into contact,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bearbeitungswerkzeugzeug (10) mindestens eine bezüglich der Längsachse (A) exzentrisch angeordnete Bearbeitungsflä che (11.1, 11.2) aufweist, welche auf der Stirnseite (14) des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet ist. characterized in that the machining tool (10) at least one with respect to the longitudinal axis (A) eccentrically arranged Bearbeitungsflä surface (11.1, 11.2), which is arranged on the end face (14) of the machining tool.
8. Bearbeitungswerkzeug gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bearbeitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3) radial aus serhalb einer Mantelfläche des Bearbeitungswerkezeugs (10) angeordnet ist und insbesondere radial mit einem Abstand von mindestens 3 bis 160 mm zur Mantelfläche angeordnet ist. 8. Machining tool according to one of claims 1 to 7, wherein the machining surface (11.1, 11.2, 11.3) is arranged radially from serhalb a lateral surface of the Bearbeitungswerkzeugs (10) and in particular radially with a distance of at least 3 to 160 mm is arranged to the lateral surface.
9. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 8, wobei das Bearbei 9. Processing tool according to claim 8, wherein the Bearbei
tungswerkzeug (10) auf eine Anregung mit einer torsionalen Ultraschallschwingung mit einer Wellenlänge l abgestimmt ist und die Bearbeitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3) radial mit einem Abstand von mindestens l/64, bevorzugt mindestens l/32, besonders bevorzugt mindestens l/16, zur Mantelfläche angeordnet ist. (10) is tuned to an excitation with a torsional ultrasonic oscillation with a wavelength l and the processing surface (11.1, 11.2, 11.3) radially with a distance of at least l / 64, preferably at least l / 32, particularly preferably at least l / 16, is arranged to the lateral surface.
10. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wo bei die Bearbeitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) bezogen zur Längsachse unter einem Winkel ( ) von 0° bis max . 180° angeordnet ist. 10. Machining tool according to one of claims 1 to 9, where in the processing surface (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) relative to the longitudinal axis at an angle () of 0 ° to max. 180 ° is arranged.
11. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens ein Podest (19) mit ei ner Bearbeitungsfläche (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) aufweist. 11. Processing tool according to one of claims 1 to 11, the machining tool (10) at least one pedestal (19) with egg ner processing surface (11.1, 11.2, 11.3, 11.4).
12. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 11, wobei das Bearbei tungswerkzeug (10) mindestens eine, insbesondere senkrecht zur Längsachse (L) ausgerichtete, Auskragung (16) aufweist und die Auskragung (16) eine Mehrzahl von Podesten (19) mit Bearbeitungsflächen (11.1, 11.2, 11.3, 114) aufweist, welche insbesondere unterschiedliche Formen und/oder unterschiedli che Abstände (20) von einer Grundfläche (21) aufweisen.
12. Processing tool according to claim 11, wherein the machining tool (10) at least one, in particular perpendicular to the longitudinal axis (L) aligned, projection (16) and the projection (16) has a plurality of pedestals (19) with working surfaces (11.1, 11.2 , 11.3, 114), which in particular have different shapes and / or unterschiedli che distances (20) from a base (21).
13. Bearbeitungswerkzeug (10) gemäss einem der Ansprüche 1-12, wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens eine Aus gleichsmasse (22) aufweist, die als Gegenmasse dient, wenn das Bearbeitungswerkzeug (10) eine bezüglich der Längsachse (A) asymmetrisch angeordnete Bearbeitungsfläche aufweist, insbesondere eine auf einer Auskragung (16) und/oder einem Podest (19) angeordnete Bearbeitungsfläche (11.1 , 11.2, 11.3, 11.4) . 13. machining tool (10) according to any one of claims 1-12, wherein the machining tool (10) at least one equal mass (22), which serves as a counterweight when the machining tool (10) with respect to the longitudinal axis (A) asymmetrically arranged processing surface has, in particular a on a projection (16) and / or a pedestal (19) arranged processing surface (11.1, 11.2, 11.3, 11.4).
14. Bearbeitungswerkzeug (10) zum Verdrehschweissen mindestens zweier Werkstücke (50, 51), wobei das Bearbeitungswerk zeug (10) eine Längsachse (A) aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist, eine Schnittstelle (15) zum Verbinden mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsflä che (11), welche mit mindestens einem der Werkstücke (50,14. machining tool (10) for torch-welding at least two workpieces (50, 51), wherein the machining tool (10) has a longitudinal axis (A) about which it is rotatably arranged or can be arranged, an interface (15) for connection to a rotary drive , and a Bearbeitungsflä surface (11), which with at least one of the workpieces (50,
51) in Kontakt bringbar ist, 51) can be brought into contact,
insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug (10) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, in particular a machining tool (10) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Bearbeitungswerkzeug (10) auf eine Anregung mit einer torsionalen Ultraschallschwingung mit einer Wellenlänge l abgestimmt ist, und das Bearbeitungswerkzeug (10) in Rich tung der Längsachse (A) eine Länge (L) aufweist, so dass der Abstand zwischen dem Drehantrieb (40) und der Bearbeitungs fläche (11) einem ganzzahligen Vielfachen (hl/2) der halben Wellenlänge (l) des Bearbeitungswerkzeugs (10), bevorzugt mit n>4, beträgt. the machining tool (10) is tuned to an excitation with a torsional ultrasonic vibration having a wavelength l, and the machining tool (10) in Rich tion of the longitudinal axis (A) has a length (L), so that the distance between the rotary drive (40) and the processing surface (11) an integer multiple (hl / 2) of half the wavelength (l) of the machining tool (10), preferably with n> 4, is.
15. Bearbeitungswerkzeug (10) zum Verdrehschweissen mindestens zweier Werkstücke (50, 51), wobei das Bearbeitungswerk zeug (10) eine Längsachse (A) aufweist, um die es drehbar angeordnet oder anordenbar ist, eine Schnittstelle (15) zum Verbinden mit einem Drehantrieb, sowie eine Bearbeitungsflä che (11), welche mit mindestens einem der Werkstücke (50,
51) in Kontakt bringbar ist, 15. machining tool (10) for torch-welding at least two workpieces (50, 51), wherein the machining tool (10) has a longitudinal axis (A) about which it is rotatably arranged or can be arranged, an interface (15) for connection to a rotary drive , and a Bearbeitungsflä surface (11), which with at least one of the workpieces (50, 51) can be brought into contact,
insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug (10) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, in particular a machining tool (10) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Bearbeitungswerkzeug (10) einen sich durch das Bearbei tungswerkzeug (10) hindurch erstreckenden und entlang dessen Längsachse (A) verlaufenden Hohlraum (23) aufweist, der in einer Ausmündung (24) endet, welche an einer Stirnseite (14) des Bearbeitungswerkzeugs (10) angeordnet ist. the machining tool (10) extending through the machining tool (10) and extending along its longitudinal axis (A) extending cavity (23) which terminates in an orifice (24) which at one end face (14) of the machining tool (10 ) is arranged.
16. Bearbeitungsvorrichtung (100), enthaltend wenigstens ein Be arbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und we nigstens einen Amboss (30) . 16. Processing device (100), comprising at least one loading processing tool according to one of claims 1 to 15 and we least one anvil (30).
17. Bearbeitungsvorrichtung (100) nach Anspruch 16, wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) mehrere Bearbeitungsflächen (11.1, 11.2, 11.3) aufweist und beweglich gelagert ist, insbesonde re um die Längsachse (A) drehbar gelagert ist, so dass un terschiedliche Bearbeitungsflächen (11.1, 11.2, 11.3) in ei ne Schweissposition bringbar sind. 17. Processing device (100) according to claim 16, wherein the machining tool (10) has a plurality of processing surfaces (11.1, 11.2, 11.3) and is movably mounted, insbesonde re about the longitudinal axis (A) is rotatably mounted, so that un ferent processing surfaces (11.1 , 11.2, 11.3) can be brought into a welding position.
18. Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Bearbeitungswerkzeug (10) mindestens eine Be arbeitungsfläche (11.3) aufweist und wobei die Bearbeitungs vorrichtung (100) mehrere Ambosse (30) aufweist, die jeweils individuell bezüglich der Bearbeitungsfläche (11.3) beweg lich angeordnet sind, insbesondere derart, dass wahlweise einer oder mehrere der Ambosse (30) in Eingriff mit einem zwischen Amboss (30) und Bearbeitungswerkzeug (10) einge setzten Werkstück bringbar sind. 18. Processing device, in particular according to claim 16 or 17, wherein the machining tool (10) has at least one processing surface Be (11.3) and wherein the processing device (100) a plurality of anvils (30), each individually with respect to the processing surface (11.3) move Lich are arranged, in particular such that optionally one or more of the anvils (30) in engagement with a between anvil (30) and machining tool (10) inserted workpiece can be brought.
19. Bearbeitungsvorrichtung, nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Ambos (30) eine Kontaktfläche (31) aufweist, wel che bezogen auf die Längsachse unter einem Winkel von maxi mal 180° verläuft.
19. Processing device according to one of claims 16 to 18, wherein the anvil (30) has a contact surface (31), wel che based on the longitudinal axis at an angle of maxi times 180 °.
20. Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprü che 16 bis 18, enthaltend ein Bearbeitungswerkzeug (10) ge mäss Anspruch 15 sowie einen Amboss (30), welcher mittels eines durch den Hohlraum (23) hindurch und aus der Ausmün dung (24) heraus geführten Bedienelements (32) bewegbar ist. 20. Processing device, in particular according to one of che Ansprü 16 to 18, comprising a machining tool (10) ge claim 15 and an anvil (30), which by means of a through the cavity (23) and from the Ausmün extension (24) out guided operating element (32) is movable.
21. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18 umfassend einen Drehantrieb (40), insbesondere einen Ultra schallkonverter . 21. Processing device according to one of claims 14 to 18 comprising a rotary drive (40), in particular an ultrasonic converter.
22. Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Verdrehschweissen 22. Method for processing, in particular twist welding
mindestens zweier Komponenten (60, 61), mindestens eines Werkstücks (50, 51) unter Verwendung eines Bearbeitungs werkzeugs (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: a) Inkontaktbringen der Bearbeitungsfläche (11) des Bearbei at least two components (60, 61), at least one workpiece (50, 51) using a processing tool (10) according to one of claims 1 to 15, wherein the method comprises the following steps: a) contacting the processing surface (11) of the machining
tungswerkzeugs (10) mit mindestens einem Werkstück (50, tool (10) with at least one workpiece (50,
51) , b) Bearbeiten des Werkstücks (50, 51) durch Drehen des Bearbei tungswerkzeugs (10) um dessen Längsachse (A) . 51), b) machining the workpiece (50, 51) by rotating the machining tool (10) about its longitudinal axis (A).
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Bearbeitungsflä 23. The method of claim 22, wherein the Bearbeitungsflä
che (11) des Bearbeitungswerkzeugs (10) in einen schwerzu gänglichen Bereich (58) gebracht wird, insbesondere an eine Stufe (59) , an eine Hinterschneidung, in eine Ausnehmung, eine Nut oder einen Schlitz oder in einen Innenraum. surface (58), in particular on a step (59), on an undercut, in a recess, a groove or a slot or in an interior.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei das Bearbeiten 24. The method of claim 22 or 23, wherein the processing
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ein Verschweis- sen, Umformen, Erwärmen, Polieren, Verschliessen, Anregen, Trennen, Aktivieren. is selected from the group consisting of welding, forming, heating, polishing, sealing, stimulating, separating, activating.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22, 23 oder 24, wobei we nigstens ein Werkstück (50, 51) aus einem Material besteht
oder ein Material aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Kompositmateria- lien . 25. The method according to any one of claims 22, 23 or 24, wherein we least one workpiece (50, 51) consists of a material or a material which is selected from the group consisting of metal, plastic, Kompositmateria- materials.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, 26. The method according to any one of claims 22 to 25,
wobei das Bearbeiten mit einer Frequenz im Bereich von 0.1 kHz bis 100 kHz durchgeführt wird. wherein the processing is performed at a frequency in the range of 0.1 kHz to 100 kHz.
27. Verfahren nach gemäss einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei die Bearbeitung ein Schweissen umfasst und wobei mindestens eine zu verschweissenden Komponente (60, 61) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 27. The method according to any one of claims 22 to 26, wherein the machining comprises welding and wherein at least one component to be welded (60, 61) is selected from the group consisting of
- Leiterbahnen bei Batteriepaketen, - Tracks in battery packs,
- Teile von Kondensatoren, - parts of capacitors,
-Anschlüsse von IGBTs, Connections of IGBTs,
- Erdungsanschlüsse an Innenflächen von Gehäusen, Grounding connections to inner surfaces of housings,
-Anschlüsse in Elektromotoren. Connections in electric motors.
28. Bauteil, insbesondere erhältlich mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, welches mindestens eine Bear beitungsstelle (52) enthält, insbesondere eine Schweissstel- le, an welcher eine erste Komponente (60) des Bauteils (500) mit einer zweiten Komponente (61) des Bauteils (50) mittels Verdrehschweissen verbunden ist, 28 component, in particular obtainable with a method according to one of claims 22 to 27, which at least one Bear processing point (52), in particular a Schweißstel- le, on which a first component (60) of the component (500) with a second component (61) of the component (50) is connected by twist welding,
wobei die Bearbeitungsstelle (52) von einem lateralen Ende (53) zu einem entgegengesetzten lateralen Ende (54) eine sich verändernde Struktur (55) aufweist, und wobei die Bear beitungsstelle (52) insbesondere an einer schwer zugängli chen Stelle angeordnet ist, die ausgewählt aus der Gruppe ist bestehend aus Hinterschnitt, Stufe, Gehäuseinnenraum und Vertiefung .
wherein the processing station (52) has a changing structure (55) from a lateral end (53) to an opposite lateral end (54), and wherein the processing site (52) is arranged, in particular, at a hard-to-reach location from the group consists of undercut, step, housing interior and recess.
29. Bauteil, insbesondere gemäss Anspruch 28, erhältlich mit ei nem Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, welches mindestens eine Bearbeitungsstelle (52) enthält, insbesonde re eine Schweissstelle, an welcher eine erste Komponente (60) des Bauteils mit einer zweiten Komponente (61) des Bau teils (500) mittels Verdrehschweissen verbunden ist, wobei die Bearbeitungsstelle (52) eine Krümmung (56) aufweist, die bezüglich einer Oberfläche des Bauteils, auf der die Bear beitungsstelle (52) angeordnet ist, konkav ist, wobei der Krümmungsradius grösser als 100mm ist. 29. Component, in particular according to claim 28, obtainable with egg nem method according to one of claims 22 to 27, which contains at least one processing point (52), insbesonde re a welding point, at which a first component (60) of the component with a second component (61) of the construction part (500) is connected by means of rotary welding, wherein the processing point (52) has a curvature (56) which is concave with respect to a surface of the component on which the Bear is beitungsstelle (52), wherein the Radius of curvature is greater than 100mm.
30. Bauteil nach Anspruch 28 oder 29, wobei wenigstens eine Kom ponente (60, 61) aus einem Material besteht oder ein Materi al aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Kompositmaterialien . 31. Bauteil nach Anspruch 28, 29 oder 30, wobei das Bauteil 30. The component according to claim 28 or 29, wherein at least one com ponent (60, 61) consists of a material or has a Materi al, which is selected from the group consisting of metal, plastic, composite materials. 31. Component according to claim 28, 29 or 30, wherein the component
(500) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus elektri sche Komponenten, insbesondere Batteriepakete oder Kondensa toren, IGBT und Elektromotoren.
(500) is selected from the group consisting of electrical cal components, in particular battery packs or capaci tors, IGBT and electric motors.
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