WO2021023539A9 - WERKZEUG ZUM FIXIEREN EINES BAUTEILS ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN, VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLSCHWEIßEN - Google Patents

WERKZEUG ZUM FIXIEREN EINES BAUTEILS ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN, VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLSCHWEIßEN Download PDF

Info

Publication number
WO2021023539A9
WO2021023539A9 PCT/EP2020/071080 EP2020071080W WO2021023539A9 WO 2021023539 A9 WO2021023539 A9 WO 2021023539A9 EP 2020071080 W EP2020071080 W EP 2020071080W WO 2021023539 A9 WO2021023539 A9 WO 2021023539A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
anvil
tool
contact element
joined
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/071080
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2021023539A1 (de
Inventor
Oliver Scharkowski
Kabelo Sebetlela
Original Assignee
Auto-Kabel Management Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Auto-Kabel Management Gmbh filed Critical Auto-Kabel Management Gmbh
Publication of WO2021023539A1 publication Critical patent/WO2021023539A1/de
Publication of WO2021023539A9 publication Critical patent/WO2021023539A9/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/26—Auxiliary equipment

Definitions

  • the invention relates to a tool for fixing a component for integral joining with a clamping device for non-positive fixing of a component and with an anvil for contacting a component against a contact surface of the anvil, the clamping device being designed and arranged to force-fit a component to be joined fix that an area of the component to be joined is in contact with the contact surface of the anvil.
  • Such tools are used in ultrasonic welding, for example of busbars and connection elements, in order to fix one of the components to be joined together.
  • a section of a component is clamped into the clamping device, so that the area of the component to be joined rests against the contact surface of the anvil.
  • a further component to be welded to this is attached to the area of the component to be joined and welded with an ultrasonic welding head.
  • the joining energy introduced by the ultrasonic welding head can lead to undesired welding of the component to the anvil.
  • Such welds lead to faster wear of the anvil, so that it must be replaced more frequently.
  • these welds also lead to damage to the component in question.
  • the present invention is based on the object of providing a tool, a system and a method with which these disadvantages are reduced or even avoided.
  • This task is achieved with a tool for fixing a component for material-locking joining with a clamping device for non-positive fixing of a component and with an anvil for resting a component on a contact surface of the anvil, the clamping device being set up and arranged to force-fit a component to be joined to fix that an area of the component to be joined rests against the contact surface of the anvil,
  • the anvil has an anvil body with a receptacle into which a contact element can be inserted or inserted, so that a surface of the contact element is the contact surface of the anvil forms.
  • the nature of the contact surface can be optimized by using a suitable contact element, so that welding of a component to the contact surface can be largely or completely prevented. Furthermore, in the event of wear, the contact surface can be renewed simply and inexpensively by replacing the contact element, without the need to replace the entire anvil.
  • the above-mentioned object is also achieved according to the invention by a system for integral joining, in particular for ultrasonic welding, with a device for integral joining, in particular an ultrasonic welding device, and with the previously described tool or an embodiment thereof for fixing a component for integral joining of the component the device for integral joining.
  • a system for integral joining in particular for ultrasonic welding
  • a device for integral joining in particular an ultrasonic welding device
  • the previously described tool or an embodiment thereof for fixing a component for integral joining of the component the device for integral joining is also achieved according to the invention by a
  • Method for integral joining in particular for ultrasonic welding which a materially bonded component to be joined is fixed with the tool described above or an embodiment thereof, the component being fixed with the clamping device of the tool in such a way that an area of the component to be joined rests on the contact surface and in which the fixed component is in the joining area is firmly bonded, in particular ultrasonically welded, in particular with a further component.
  • the component is preferably a flat conductor, in particular a busbar, or a connection element, in particular for connection to a flat conductor or a busbar.
  • the anvil body consists of metal, in particular hard metal. In this way, the anvil body has sufficient strength. At the same time, in the case of an anvil body made of metal without a contact element, there is a particular problem of undesired welding, so that the use of a contact element is particularly advantageous with such an anvil body.
  • the contact element is made of a different material than the anvil body, at least on the contact surface.
  • the contact element can in particular consist entirely of the other material. In this way, the material of the contact element can be selected so as to prevent welding as much as possible.
  • a thermally inert material is preferably used for the contact element. So has the material of the contact element compared to the material of the
  • Anvil body preferably has a lower thermal conductivity. To this way, heating of the contact element caused by the joining energy can be reduced, thereby reducing the likelihood of welding. Additionally or alternatively, the material of the contact element has a higher melting point than the material of the anvil body. In this way, too, the probability of a component being welded to the contact element can be reduced.
  • the material of the contact element is preferably not metallic. In this way, too, the likelihood of welding can be reduced.
  • the material of the contact element preferably has a higher hardness than the anvil body. In this way, the wear resistance of the contact element is increased.
  • a high hardness can be achieved, for example, by using a contact element made of polycrystalline diamond.
  • the contact element preferably has a higher surface quality than the surface quality of the anvil body.
  • the surface of the contact element is preferably such that it has a lower mean roughness depth R z than the surface of the anvil body, determined according to DIN ISO 4287/1. Such a smoother surface of the contact element can reduce the likelihood of welding.
  • the contact element consists of polycrystalline diamond or a ceramic at least on the contact surface.
  • the contact element can also consist entirely of polycrystalline diamond or of a ceramic. Tests have shown that such contact elements have good wear resistance and reliably prevent undesired welding on of a component. The components welded using such a contact element were also not damaged by the contact elements. In particular, components coated with such a contact element could be ultrasonically welded without damaging the coating.
  • the contact element has a contact element body with a coating made of ceramic or carbon (carbon coating), which forms the contact surface.
  • the contact element body can for example consist of metal. In this way, the manufacturing costs of the system elements can be reduced.
  • the clamping device has a pair of clamping jaws.
  • the clamping device in particular the clamping jaws, are preferably arranged next to the anvil and particularly preferably connected to it.
  • the clamping jaws can securely fix a component in such a way that the area of the component to be joined rests on the contact surface.
  • Fig. La-b an embodiment of the tool and an embodiment of the system and
  • 3a-b show a second step of the exemplary embodiment of the method.
  • FIG. 1a-b show an exemplary embodiment of the tool for fixing a component for integral joining and an exemplary embodiment of the system for integral joining with such a tool in a schematic representation.
  • Fig. 1a shows a plan view and
  • FIG. 1b shows a sectional illustration corresponding to the sectional plane designated by "Ib" in FIG.
  • the tool 2 comprises a clamping device 4 with two oppositely arranged clamping jaws 6, 8 made of metal, which can be moved towards one another via an actuator (arrow 9), for example via a hydraulic system, a motor or manual adjustment, in order to place a component between them to be clamped and thus fixed.
  • an actuator for example via a hydraulic system, a motor or manual adjustment, in order to place a component between them to be clamped and thus fixed.
  • the tool 2 further comprises an anvil 10 with an anvil body 12 made of metal, in particular hard metal, and a recess 14 embedded therein in the form of a recess into which a contact element 16 is inserted, so that a surface 18 of the contact element 16 is a contact surface 20 of the anvil 10 forms for a region to be joined of a component fixed with the clamping device 4.
  • the receptacle 14 and thus the contact element 16 are arranged next to the clamping jaws 6, 8 of the clamping device 4.
  • the contact element 16 is preferably made of polycrystalline diamond or ceramic.
  • the contact element 16 can also consist of a contact element body provided with a ceramic or carbon coating, for example a contact element body made of metal.
  • the contact surface 20 has a nature that prevents undesired welding of a component to be joined to the contact surface 20 and thus damage to the contact surface 20 or the component.
  • the contact element 16 is loosely arranged in the receptacle 14 and in this way can easily be replaced when worn.
  • the outer shape of the contact element 16 is adapted to the inner contour of the receptacle 14.
  • the anvil body 12 is firmly connected to one side of the clamping device 4 via screws 26 and is thereby fixed in a fixed position relative to the clamping device 4.
  • the tool 2 is used together with a device 28 for ultrasonic welding.
  • the tool 2 and the device 28 for ultrasonic welding can, for example, be mounted on a common tool frame (not shown), wherein the ultrasonic welding head 30 of the device 28 for welding a component can be lowered onto the tool 2 in the area of the contact surface 20 (arrow 31). .
  • the tool 2 and the device 28 for ultrasonic welding form, optionally together with the preferably provided framework, a system 32 for ultrasonic welding.
  • FIGS. 2 and 3a each show a top view and FIG. 3b a sectional view corresponding to the sectional plane designated by "111b" in FIG. 3a.
  • FIG. 2 shows a top view of the tool 2 from FIG. 1, a first component 40 in the form of a flat conductor or a connection element being clamped into the clamping device 4 in such a way that an area 42 of the first component 40 to be joined rests against the contact surface 20, which is formed by the surface 18 of the contact element 16.
  • a second component 44 in the form of a flat conductor is placed on the first component 40 fixed in this way, so that the area 42 to be joined is in contact with the area 46 of the second component 44 to be connected therewith .
  • the second component 44 is then contacted in the area 46 with the ultrasonic welding head 30 of the device 28 for ultrasonic welding and the two components 40, 44 are welded to one another by the joining energy introduced via the ultrasonic welding head 30. Due to the nature of the contact element 16, undesired welding of the first component 40 to the contact element 16 is avoided in this ultrasonic welding process. As a result, the contact element 16 is subject to only slight wear. In addition, damage to the first component 40 or any coating on the component 40, for example a
  • Nickel coating for corrosion protection avoided. Since there is no welding to the contact element 16, the welded components 40, 44 can be removed without any effort after the ultrasonic welding process and subsequent loosening of the clamping device 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (2) zum Fixieren eines Bauteils (40, 44) zum stoffschlüssigen Fügen, mit einer Klemmeinrichtung (4) zum kraftschlüssigen Fixieren eines Bauteils (40, 44) und mit einem Amboss (10) zur Anlage eines Bauteils (40, 44) an einer Anlagefläche (20) des Ambosses (10), wobei die Klemmeinrichtung (4) dazu eingerichtet und angeordnet ist, ein zu fügendes Bauteil (40, 44) kraftschlüssig so zu fixieren, dass ein zu fügender Bereich (42, 46) des Bauteils (40, 44) an der Anlagefläche (20) des Ambosses (10) anliegt, wobei der Amboss (10) einen Ambosskörper (12) mit einer Aufnahme (14) aufweist, in die ein Anlageelement (16) einsetzbar oder eingesetzt ist, so dass eine Fläche (18) des Anlageelements (16) die Anlagefläche (20) des Ambosses (10) bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System (30) mit einem Gerät (28) zum stoffschlüssigen Fügen und mit dem Werkzeug (2) sowie ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen.

Description

Werkzeug zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen, Verfahren zum Ultraschallschweißen
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen mit einer Klemmeinrichtung zum kraftschlüssigen Fixieren eines Bauteils und mit einem Amboss zur Anlage eines Bauteils an einer Anlagefläche des Ambosses, wobei die Klemmeinrichtung dazu eingerichtet und angeordnet ist, ein zu fügendes Bauteil kraftschlüssig so zu fixieren, dass ein zu fügender Bereich des Bauteils an der Anlagefläche des Ambosses anliegt.
Derartige Werkzeuge werden beim Ultraschallschweißen, beispielsweise von Stromschienen und Anschlusselementen, verwendet, um eines der miteinander zu fügende Bauteile zu fixieren. Ein Abschnitt eines Bauteils wird dazu in die Klemmeinrichtung eingespannt, so dass der zu fügende Bereich des Bauteils an der Anlagefläche des Ambosses anliegt. An den zu fügenden Bereich des Bauteils wird ein mit diesem zu verschweißendes weiteres Bauteil angesetzt und mit einem Ultraschallschweißkopf verschweißt.
Da das fixierte Bauteil flächig an der Anlagefläche des Ambosses anliegt, kann es durch die mit dem Ultraschallschweißkopf eingebrachte Fügeenergie zu einer unerwünschten Anschweißung des Bauteils an den Amboss kommen. Derartige Anschweißungen führen zu einem schnelleren Verschleiß des Ambosses, so dass dieser häufiger ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus führen diese Anschweißungen auch zu einer Beschädigung des betreffenden Bauteils.
Dies ist besonders problematisch bei beschichteten, insbesondere vernickelten Bauteilen, da das beim Anschweißen gelöste Nickel den Amboss angreift und eine Beschädigung der Beschichtung dazu führt, dass diese ihre Funktion, bei Nickel zum Beispiel den Korrosionsschutz, teilweise verliert. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Werkzeug, ein System und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem diese Nachteile reduziert oder sogar vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeug zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen mit einer Klemmeinrichtung zum kraftschlüssigen Fixieren eines Bauteils und mit einem Amboss zur Anlage eines Bauteils an einer Anlagefläche des Ambosses, wobei die Klemmeinrichtung dazu eingerichtet und angeordnet ist, ein zu fügendes Bauteil kraftschlüssig so zu fixieren, dass ein zu fügender Bereich des Bauteils an der Anlagefläche des Ambosses anliegt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Amboss einen Ambosskörper mit einer Aufnahme aufweist, in die ein Anlageelement einsetzbar oder eingesetzt ist, so dass eine Fläche des Anlageelements die Anlagefläche des Ambosses bildet.
Auf diese Weise kann die Beschaffenheit der Anlagefläche durch Verwenden eines geeigneten Anlageelements optimiert werden, so dass ein Anschweißen eines Bauteils an die Anlagefläche weitgehend oder vollständig verhindert werden kann. Weiterhin kann die Anlagefläche bei Verschleiß durch Austausch des Anlageelements einfach und kostengünstig erneuert werden, ohne dass ein Austausch des gesamten Ambosses erforderlich ist.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein System zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere zum Ultraschallschweißen, mit einem Gerät zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere einem Ultraschallschweißgerät, und mit dem zuvor beschriebenen Werkzeug oder einer Ausführungsform davon zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen des Bauteils mit dem Gerät zum stoffschlüssigen Fügen. Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein
Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere zum Ultraschallschweißen, bei dem ein stoffschlüssig zu fügendes Bauteil mit dem zuvor beschriebenen Werkzeug oder einer Ausführungsform davon fixiert wird, wobei das Bauteil so mit der Klemmeinrichtung des Werkzeugs fixiert wird, dass ein zu fügender Bereich des Bauteils an der Anlagefläche anliegt und bei dem das fixierte Bauteil in dem zu fügenden Bereich stoffschlüssig gefügt, insbesondere ultraschallgeschweißt wird, insbesondere mit einem weiteren Bauteil.
Bei dem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um einen Flachleiter, insbesondere um eine Stromschiene, oder um ein Anschlusselement, insbesondere zum Anschluss an einen Flachleiter bzw. eine Stromschiene.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Werkzeugs, des Systems und des Verfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils unabhängig voneinander für das Werkzeug, das System und für das Verfahren gelten. Zudem sind die Ausführungsformen untereinander kombinierbar.
Bei einer Ausführungsform besteht der Ambosskörper aus Metall, insbesondere Hartmetall. Auf diese Weise weist der Ambosskörper eine ausreichende Festigkeit auf. Gleichzeitig besteht bei einem Ambosskörper aus Metall ohne Anlageelement besonders das Problem eines unerwünschten Anschweißens, so dass die Verwendung eines Anlageelements besonders bei einem solchen Ambosskörper vorteilhaft ist.
Bei einer Ausführungsform besteht das Anlageelement zumindest an der Anlagefläche aus einem anderen Material als der Ambosskörper. Das Anlageelement kann insbesondere vollständig aus dem anderen Material bestehen. Auf diese Weise kann das Material des Anlageelements so ausgewählt werden, um ein Anschweißen möglichst zu verhindern.
Vorzugsweise wird für das Anlageelement ein thermisch träges Material verwendet. So weist das Material des Anlageelements gegenüber dem Material des
Ambosskörpers vorzugsweise eine geringere thermische Leitfähigkeit auf. Auf diese Weise kann eine durch die Fügeenergie bewirkte Erwärmung des Anlageelements reduziert werden, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit eines Anschweißens reduzieren lässt. Zusätzlich oder alternativ weist das Material des Anlageelements gegenüber dem Material des Ambosskörpers einen höheren Schmelzpunkt auf. Auch auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit eines Anschweißens eines Bauteils an das Anlageelement reduziert werden.
Das Material des Anlageelements ist vorzugsweise nicht metallisch. Auch auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit eines Anschweißens reduziert werden.
Das Material des Anlageelements weist vorzugsweise eine gegenüber dem Ambosskörper höhere Härte auf Auf diese Weise wird die Verschleißfestigkeit des Anlageelements erhöht. Eine hohe Härte kann zum Beispiel durch die Verwendung eines Anlageelements aus polykristallinem Diamant erreicht werden.
Das Anlageelement weist vorzugsweise eine gegenüber der Oberflächengüte des Ambosskörpers höhere Oberflächengüte auf So ist die Oberfläche des Anlageelements vorzugsweise so beschaffen, dass sie gegenüber der Oberfläche des Ambosskörpers eine geringere gemittelte Rautiefe Rz, bestimmt nach DIN ISO 4287/1, aufweist. Durch eine solche glattere Oberfläche des Anlageelements kann die Wahrscheinlichkeit eines Anschweißens reduziert werden.
Bei einer Ausführungsform besteht das Anlageelement zumindest an der Anlagefläche aus polykristallinem Diamant oder aus einer Keramik. Das Anlageelement kann auch vollständig aus polykristallinem Diamant oder aus einer Keramik bestehen. Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass derartige Anlageelemente eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen und ein unerwünschtes Anschweißen eines Bauteils zuverlässig verhindern. Die unter Verwendung eines solchen Anlageelements geschweißten Bauteile wurden durch die Anlageelemente zudem nicht beschädigt. Insbesondere konnten mit einem solchen Anlageelement beschichtete Bauteile ohne Beschädigung der Beschichtung ultraschallgeschweißt werden. Bei einer Ausführungsform weist das Anlageelement einen Anlageelementkörper mit einer Beschichtung aus Keramik oder Carbon (Carbonbeschichtung) auf, die die Anlagefläche bildet. Der Anlageelementkörper kann beispielsweise aus Metall bestehen. Auf diese Weise lassen sich die Herstellungskosten der Anlageelemente reduzieren.
Bei einer Ausführungsform weist die Klemmeinrichtung ein Paar Klemmbacken auf. Auf diese Weise kann ein zu fügendes Bauteil sicher fixiert werden. Die Klemmeinrichtung, insbesondere die Klemmbacken, sind vorzugsweise neben dem Amboss angeordnet und besonders bevorzugt mit diesem verbunden. Auf diese Weise können die Klemmbacken ein Bauteil sicher so fixieren, dass der zu fügende Bereich des Bauteils an der Anlagefläche anliegt. Weitere Vorteile und Merkmale des Werkzeugs, des Systems und des Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
In der Zeichnung zeigen
Fig. la-b ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs sowie ein Ausführungsbeispiel des Systems und
Fig. 2 einen ersten Schritt eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens,
Fig. 3a-b einen zweiten Schritt des Ausführungsbeispiels des Verfahrens.
Fig. la-b zeigen ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen und ein Ausführungsbeispiel des Systems zum stoffschlüssigen Fügen mit einem solchen Werkzeug in schematischer Darstellung. Fig. la zeigt eine Aufsicht und Fig. lb eine Schnittdarstellung entsprechend der in Fig. la mit „Ib" bezeichneten Schnittebene.
Das Werkzeug 2 umfasst eine Klemmeinrichtung 4 mit zwei gegenüberliegend angeordneten Klemmbacken 6, 8 aus Metall, die sich über einen Aktuator (Pfeil 9), zum Beispiel über eine Hydraulik, einen Motor oder eine manuelle Anstellung aufeinander zu bewegen lassen, um ein Bauteil zwischen sich einzuklemmen und so zu fixieren.
Das Werkzeug 2 umfasst weiterhin einen Amboss 10 mit einem Ambosskörper 12 aus Metall, insbesondere Hartmetall, und einer darin eingelassenen Aufnahme 14 in Form einer Vertiefung, in die ein Anlageelement 16 eingesetzt ist, so dass eine Fläche 18 des Anlageelements 16 eine Anlagefläche 20 des Ambosses 10 für einen zu fügenden Bereich eines mit der Klemmeinrichtung 4 fixierten Bauteils bildet. Zu diesem Zweck sind die Aufnahme 14 und damit das Anlageelement 16 neben den Klemmbacken 6, 8 der Klemmeinrichtung 4 angeordnet.
Das Anlageelement 16 besteht vorzugsweise aus polykristallinem Diamant oder aus Keramik. Alternativ kann das Anlageelement 16 auch aus einem mit einer Keramik oder Carbonbeschichtung versehenen Anlageelementkörper, zum Beispiel einem Anlageelementkörper aus Metall, bestehen. Auf diese Weise weist die Anlagefläche 20 eine Beschaffenheit auf, die ein unerwünschtes Anschweißen eines zu fügenden Bauteils an die Anlagefläche 20 und damit eine Beschädigung der Anlagefläche 20 oder des Bauteils verhindert.
Das Anlageelement 16 ist im vorliegenden Beispiel lose in der Aufnahme 14 angeordnet und kann auf diese Weise bei Verschleiß leicht gewechselt werden. Um eine Bewegung des Anlageelements 16 zum Ambosskörper 12 zu verhindern, ist die äußere Form des Anlageelements 16 an die Innenkontur der Aufnahme 14 angepasst. Der Ambosskörper 12 ist über Schrauben 26 fest mit einer Seite der Klemmeinrichtung 4 verbunden und dadurch in einer festen Position zur Klemmeinrichtung 4 fixiert. Das Werkzeug 2 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Gerät 28 zum Ultraschallschweißen eingesetzt. Das Werkzeug 2 und das Gerät 28 zum Ultraschallschweißen können zum Beispiel an ein gemeinsames Werkzeuggerüst (nicht dargestellt) montiert sein, wobei der Ultraschallschweißkopf 30 des Geräts 28 zum Schweißen eines Bauteils im Bereich der Anlagefläche 20 auf das Werkzeug 2 abgesenkt werden kann (Pfeil 31). Das Werkzeug 2 und das Gerät 28 zum Ultraschallschweißen bilden, optional zusammen mit dem vorzugsweise vorgesehenen Gerüst, ein System 32 zum Ultraschallschweißen.
Anhand der Figuren 2 und 3a-b wird nun ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum stoffschlüssigen Fügen mit dem Werkzeug 2 bzw. dem System 32 beschrieben. Fig. 2 und 3a zeigen jeweils eine Aufsicht und Fig. 3b eine Schnittansicht entsprechend der in Fig. 3a mit „111b" bezeichneten Schnittebene.
Fig. 2 zeigt in Aufsicht das Werkzeug 2 aus Fig. 1, wobei ein erstes Bauteil 40 in Form eines Flachleiters oder eines Anschlusselements so in die Klemmeinrichtung 4 eingespannt ist, dass ein zu fügender Bereich 42 des ersten Bauteils 40 an der Anlagefläche 20 anliegt, die durch die Fläche 18 des Anlageelements 16 gebildet wird.
Wie in Fig. 3a-b dargestellt, wird an das auf diese Weise fixierte erste Bauteil 40 ein zweites Bauteil 44 in Form eines Flachleiters angelegt, so dass der zu fügende Bereich 42 mit dem damit zu verbindenden Bereich 46 des zweiten Bauteils 44 in Kontakt ist. Sodann wird das zweite Bauteil 44 im Bereich 46 mit dem Ultraschallschweißkopf 30 des Geräts 28 zum Ultraschallschweißen kontaktiert und die beiden Bauteile 40, 44 werden durch die über den Ultraschallschweißkopf 30 eingebrachte Fügeenergie miteinander verschweißt. Aufgrund der Beschaffenheit des Anlageelements 16 wird bei diesem Ultraschallschweißvorgang ein unerwünschtes Anschweißen des ersten Bauteils 40 an das Anlageelement 16 vermieden. Dadurch unterliegt das Anlageelement 16 nur geringem Verschleiß. Darüber hinaus wird eine Beschädigung des ersten Bauteils 40 bzw. einer etwaigen Beschichtung des Bauteils 40, zum Beispiel einer
Nickelbeschichtung zum Korrosionsschutz, vermieden. Da es nicht zum Anschweißen an das Anlageelement 16 kommt, können die verschweißten Bauteile 40, 44 nach dem Ultraschallschweißvorgang und anschließendem Lösen der Klemmeinrichtung 4 ohne Aufwand entfernt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Werkzeug (2) zum Fixieren eines Bauteils (40, 44) zum stoffschlüssigen Fügen, mit einer Klemmeinrichtung (4) zum kraftschlüssigen Fixieren eines Bauteils (40, 44) und mit einem Amboss (10) zur Anlage eines Bauteils (40, 44) an einer Anlagefläche (20) des Ambosses (10), wobei die Klemmeinrichtung (4) dazu eingerichtet und angeordnet ist, ein zu fügendes Bauteil (40, 44) kraftschlüssig so zu fixieren, dass ein zu fügender Bereich (42, 46) des Bauteils (40, 44) an der Anlagefläche (20) des Ambosses (10) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (10) einen Ambosskörper (12) mit einer Aufnahme (14) aufweist, in die ein Anlageelement (16) einsetzbar oder eingesetzt ist, so dass eine Fläche (18) des Anlageelements (16) die Anlagefläche (20) des Ambosses (10) bildet.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ambosskörper (12) aus Metall, insbesondere Hartmetall, besteht.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) zumindest an der Anlagefläche (20) aus einem anderen Material besteht als der Ambosskörper (12).
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) zumindest an der Anlagefläche (20) aus polykristallinem Diamant oder aus Keramik besteht.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) einen Anlageelementkörper mit einer Beschichtung aus Keramik oder Carbon aufweist, die die Anlagefläche (20) bildet.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (4) ein Paar Klemmbacken (6, 8) aufweist.
7. System (32) zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere zum Ultraschallschweißen, mit einem Gerät (28) zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere einem Ultraschallschweißgerät, und mit einem Werkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Fixieren eines Bauteils (40, 44) zum stoffschlüssigen Fügen des Bauteils (40, 44) mit dem Gerät (28) zum stoffschlüssigen Fügen.
8. Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen, insbesondere zum Ultraschallschweißen, bei dem ein stoffschlüssig zu fügendes Bauteil (40, 44) mit einem Werkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 fixiert wird, wobei das Bauteil (40, 44) so mit der Klemmeinrichtung (4) des Werkzeugs (2) fixiert wird, dass ein zu fügender
Bereich (42, 46) des Bauteils an der Anlagefläche (20) anliegt und bei dem das fixierte Bauteil (40, 44) in dem zu fügenden Bereich (42, 46) stoffschlüssig gefügt, insbesondere ultraschallgeschweißt wird, insbesondere mit einem weiteren Bauteil (44, 40).
PCT/EP2020/071080 2019-08-02 2020-07-27 WERKZEUG ZUM FIXIEREN EINES BAUTEILS ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN, VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLSCHWEIßEN WO2021023539A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019120988.9 2019-08-02
DE102019120988.9A DE102019120988A1 (de) 2019-08-02 2019-08-02 Werkzeug zum Fixieren eines Bauteils zum stoffschlüssigen Fügen, Verfahren zum Ultraschallschweißen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2021023539A1 WO2021023539A1 (de) 2021-02-11
WO2021023539A9 true WO2021023539A9 (de) 2021-04-22

Family

ID=71846382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/071080 WO2021023539A1 (de) 2019-08-02 2020-07-27 WERKZEUG ZUM FIXIEREN EINES BAUTEILS ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN, VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLSCHWEIßEN

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019120988A1 (de)
WO (1) WO2021023539A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3868412D1 (de) * 1987-08-17 1992-03-26 Siemens Ag Werkzeuganordnung zum ultraschall-schweissen.
US5954899A (en) * 1998-04-03 1999-09-21 Illinois Tool Works Inc. Strap welding tool with base plate for reducing strap column strength and method therefor
JP2002336974A (ja) * 2001-05-15 2002-11-26 Denso Corp 超音波溶接装置
US20080023529A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Larry Van Reatherford Ultrasonic welding apparatus
KR101409460B1 (ko) * 2008-02-12 2014-06-19 삼성전자주식회사 와이어 클램프 및 이를 구비한 와이어 본딩 장치
US8444039B2 (en) * 2010-01-29 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Thermally-insulated vibration welding tool
DE102013208749B4 (de) * 2013-05-13 2015-11-19 Schunk Sonosystems Gmbh Ultraschallschweißvorrichtung sowie Verfahren zum Verschweißen von Komponenten mittels einer Ultraschallschweißvorrichtung
EP3260229A1 (de) * 2016-06-22 2017-12-27 Delphi Technologies, Inc. Spannsystem für eine ultraschall-schweissanlage und deren verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021023539A1 (de) 2021-02-11
DE102019120988A1 (de) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014007289T5 (de) Unterschiedliches-Material-Verbindungsstruktur und Unterschiedliches-Material-Verbindungsverfahren
DE102016223875A1 (de) Verfahren zum Verbinden von Bauteilen aus unterschiedlichen Werkstoffen
DE102011005655A1 (de) Kontaktelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112014006848T5 (de) Verfahren zum Verbinden eines Anschlusselements und einer elektrischen Leitung und ein Verbindungsanschlusselement für eine elektrische Leitung
DE102013201556B4 (de) Batteriesystem mit einem Kontaktelement
WO2021023539A9 (de) WERKZEUG ZUM FIXIEREN EINES BAUTEILS ZUM STOFFSCHLÜSSIGEN FÜGEN, VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLSCHWEIßEN
CH652855A5 (de) Verfahren zur herstellung eines elektrischen verbundmaterialkontakts und vorrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens.
DE102017205940A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds und Kraftfahrzeug
EP3771042A1 (de) Herstellung einer flächigen verbindung zwischen einem elektrischen leiter und einem kontaktstück
DE102016125897B4 (de) Lötfähiges elektrisches Anschlusselement
DE102017217671A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Laserbondverbindung und Vorrichtung zur Ausführung eines solchen Verfahrens
DE102014109176B4 (de) Elektrische erdungsvorrichtung für ungleichartige metalle und verfahren zum herstellen einer elektrischen erdungsvorrichtung für ungleichartige metalle
DE102006042097B4 (de) Abschirmung von Bauelementen beim Laserbearbeiten
DE102018219136B3 (de) Steckverbinder und Verfahren zum Montieren eines Steckverbinders
DE102015216620A1 (de) Verbindungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Bauteilen
DE102016010951A1 (de) Klemme mit Kontaktplatte
EP3270464B1 (de) Verfahren zum anschliessen eines kontaktelements an einen elektrischen leiter
DE102014101695A1 (de) Elektrischer Kontakt und Verfahren zum Herstellen
DE3115285A1 (de) Verfahren zur herstellung einer kontaktflaeche und einrichtung zu seiner durchfuehrung
DE202008017266U1 (de) Zange
EP3924714B1 (de) Verfahren und system zum prüfen einer stoffschlüssigen fügeverbindung zwischen einem litzenleiter und einem kontaktteil
WO2017167730A1 (de) Elektrische verbindungsleitung
DE102006012634B4 (de) Führungsschiene für einen Seilzugfensterheber
EP3984663A1 (de) Metallband und verfahren zur herstellung solch eines metallbands
DE102016110415B3 (de) Verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung sowie elektrische leitungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20747376

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20747376

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1