WO2006010551B1 - Method for producing a welded joint between electrical wires with a support and welded joint - Google Patents
Method for producing a welded joint between electrical wires with a support and welded jointInfo
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- WO2006010551B1 WO2006010551B1 PCT/EP2005/007919 EP2005007919W WO2006010551B1 WO 2006010551 B1 WO2006010551 B1 WO 2006010551B1 EP 2005007919 W EP2005007919 W EP 2005007919W WO 2006010551 B1 WO2006010551 B1 WO 2006010551B1
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Abstract
The invention relates to the ultrasound welding of wires (10), with a preferably rectangular support (12), which are jointly inserted in a compression space (16), the width of which is set to match that of the support.
Claims
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro am 24 Februar 2006 (24.02.2006) eingegangen, AMENDED CLAIMS received by the International Bureau on 24 February 2006 (24.02.2006),
Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung zwischen elektrischen Leitern wie Litzen mit einem flächigen eigensteifen Träger wie einem elektrischen An¬ schlusselement oder einem Abschnitt eines solchen, insbesondere Abschnitt eines Erdungskontakts, Kontaktmessers oder Kabelschuhs, wobei die Leiter mit dem Träger in einem von vier Begrenzungsflächen begrenzten im Querschnitt vor¬ zugsweise rechteckförmigen Verdichtungsraum verschweißt werden, der beim Schweißen in seinem Querschnitt verkleinert wird, wobei eine erste Begrenzungs¬ fläche von einer ersten Elektrode wie Sonotrode, ein parallel oder in etwa parallel zu der ersten Begrenzungsfläche verlaufende zweite Begrenzungsfläche von einer zu der ersten Elektrode verstellbaren Gegenelektrode wie Amboss und verblei¬ bende dritte und vierte Begrenzungsflächen von einem ersten und einem zweiten Begrenzungselement gebildet werden, die relativ zu der ersten Elektrode verstellt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Träger ein solcher verwendet wird, der parallel oder nahezu parallel zu¬ einander verlaufende Längsseitenränder aufweist, dass der Verdichtungsraum in seinem Querschnitt dadurch verändert wird, dass das erste Begrenzungselement mit Spalt entlang der ersten Begrenzungsfläche in Richtung des als Halterung für die Gegenelektrode ausgebildeten zweiten Begrenzungselements verstellt wird, das seinerseits unter Einhaltung eines Spalts ausschließlich senkrecht oder nahezu senkrecht zu der ersten Begrenzungsfläche verstellt wird, dass bei geöffnetem und von der ersten Begrenzungsfläche, von der innerhalb des Wirkbereichs der ersten Begrenzungsfläche verlaufenden dritten Begrenzungsfläche und von der vierten Begrenzungsfläche begrenzten Verdichtungsraum in diesen die Leiter und der Träger eingelegt werden, dass das erste Begrenzungselement in Richtung des zweiten Begrenzungselements derart verstellt wird, dass Abstand der dritten und der vierten Begrenzungsfläche auf lichten Abstand zwischen den Längsseitenrän¬ dern des Trägers abgestimmt wird und dass sodann die Gegenelektrode in Rich- tung der ersten Elektrode durch Verstellen des zweiten Begrenzungselements ver¬ stellt wird.Method for producing a welded connection between electrical conductors such as strands with a planar intrinsically rigid support such as an electrical An¬ closing element or a portion of such, in particular portion of a grounding contact, contact blade or cable lug, wherein the conductor with the carrier in one of four boundary surfaces limited in cross section vor¬ preferably rectangular compression space to be welded, which is reduced in size during welding, wherein a first Begrenzungs¬ surface of a first electrode such as sonotrode, a parallel or approximately parallel to the first boundary surface extending second boundary surface of an adjustable to the first electrode Counter electrode such as anvil and remaining third and fourth boundary surfaces are formed by a first and a second limiting element, which are adjusted relative to the first electrode, characterized in that as Tr ger such is used, which has parallel or nearly parallel zu¬ mutually extending longitudinal side edges, that the compression space is changed in its cross section characterized in that the first limiting element adjusted with gap along the first boundary surface in the direction of the formed as a support for the counter electrode second limiting element which, in turn, is adjusted perpendicularly or almost perpendicularly to the first boundary surface while maintaining a gap, that with the third boundary surface opened and bounded by the first boundary surface, by the third boundary surface extending within the effective area of the first boundary surface and by the fourth boundary surface Ladder and the carrier are inserted, that the first limiting element is adjusted in the direction of the second limiting element such that distance of the third and the fourth boundary surface at a clear distance is tuned between the Längsseitenrän¬ countries of the wearer and that then the counter electrode in Rich- tion of the first electrode by adjusting the second limiting element is ver¬ provides.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger ein eben flächiges oder gekrümmt flächiges Element verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a planar or curved planar element is used as the carrier.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen unzusammengedrückt in den offenen Verdichtungsraum eingelegt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the strands are inserted unpressed in the open compression space.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den geöffneten Verdichtungsraum die Leiter auf die erste Begrenzungsflä¬ che gelegt werden und sodann auf die Leiter der Träger gelegt werden und dass anschließend das entlang der ersten Begrenzungsfläche verstellbare erste Begren¬ zungselement entweder an zugewandten Längsseitenrand des Trägers angefahren wird, wobei gegenüberliegender Längsseitenrand des Trägers an der dritten Be¬ grenzungsfläche anliegt, oder bis auf einen Abstand zwischen der dritten Begren¬ zungsfläche zu der vierten Begrenzungsfläche verstellt wird, der gleich oder ge¬ ringfügig kleiner als lichter Abstand zwischen den Längsseitenrändern des Trä¬ gers ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the open compression space, the conductors are placed on the first Begrenzungsflä¬ surface and then placed on the head of the carrier and then that along the first boundary surface adjustable first Begren¬ element either being approached on the longitudinal side edge of the carrier, wherein the opposite longitudinal side edge of the carrier rests against the third boundary surface, or is adjusted to a distance between the third boundary surface and the fourth limiting surface which is the same or slightly smaller than the clear distance between the longitudinal side edges of Trä¬ gers is.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verdichtungsraum Leiter mit einem Gesamtquerschnitt eingebracht werden, dass Querschnitt der verdichteten und mit dem Träger verschweißten Lei¬ ter gleich oder in etwa gleich Querschnitt des Trägers ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that conductors are introduced with an overall cross-section in the compression space, that cross-section of the compacted and welded to the carrier Lei¬ ter is equal to or approximately equal to the cross section of the carrier.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der dritten und der vierten Begrenzungsfläche auf zu¬ vor festgelegten Wert eingestellt wird, der auf den lichten Abstand der Längssei¬ tenränder des Trägers abgestimmt ist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance between the third and the fourth boundary surface is set zu¬ before fixed value, which is tuned to the clear distance of Längssei¬ tenränder the wearer.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der dritten und vierten Begrenzungsfläche auf einen Wert derart eingestellt wird, dass der Träger bei Krafteinwirkung durch die Ge¬ genelektrode in Richtung der Elektrode bewegbar und parallel zu der vierten Be¬ grenzungsfläche ausgerichtet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance between the third and fourth boundary surface is set to a value such that the carrier when force is applied by the Ge gene electrode in the direction of the electrode movable and parallel to the fourth Be¬ is aligned.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungsraum stufenlos an die aus dem Träger und den elektrischen Leitern gebildete Geometrie anpassbar ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the compression space is continuously adapted to the geometry formed from the carrier and the electrical conductors.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method comprises the following method steps:
Einlegen der zu verschweißenden Leiter auf die erste Elektrode bei ge¬ öffnetem Verdichtungsraum,Inserting the conductors to be welded onto the first electrode when the compression space is open,
Einlegen des im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt QT aufweisenden Trägers auf die Leiter,Inserting the carrier having a substantially rectangular cross-section Q T onto the conductors,
Verschieben des ersten Begrenzungselementes in Richtung des zweiten Begrenzungselementes bis auf einen Abstand b zwischen der dritten und vierten Begrenzungsfläche, wobei der Abstand b auf lichten Abstand zwischen den Längsseitenrändern des Trägers abgestimmt wird, Kompaktieren der Leiter zwischen dem Träger und der ersten Elektrode durch Absenken der Gegenelektrode auf den Träger und Kraftbeauf¬ schlagen des Trägers in Richtung der ersten Elektrode,Displacing the first limiting element in the direction of the second limiting element up to a distance b between the third and fourth limiting surface, wherein the distance b is matched to a clear distance between the longitudinal side edges of the carrier, Compacting the conductors between the carrier and the first electrode by lowering the counterelectrode onto the carrier and applying force to the carrier in the direction of the first electrode,
Bestimmung der Höhe h oder Breite b oder zumindest einer anderen cha¬ rakteristischen Größe des Verdichtungsraums nach Abschluss der Kom- paktierung,Determining the height h or width b or at least one other characteristic size of the compression space after completion of the compacting,
Abrufen von abgelegten Schweißparametern unter Zugrundelegung der Höhe h oder Breite b bzw. der charakteristischen Größe des Verdich¬ tungsraums,Retrieval of stored welding parameters on the basis of the height h or width b or the characteristic size of the compaction space,
Verschweißung der kompaktierten Leiter mit dem Träger bei gleichzeiti¬ ger Veränderung des Abstands zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode,Welding the compacted conductors to the carrier while changing the distance between the first electrode and the second electrode,
Öffnen des Verdichtungsraums durch Anheben der zweiten Elektrode und Beabstanden des ersten Begrenzungselements zu dem zweiten Be¬ grenzungselement undOpening the compression space by lifting the second electrode and spacing of the first delimiting element to the second delimiting element and
Entfernen der aus den mit dem Träger verschweißten Leiter gebildeten Schweißverbindung aus dem Verdichtungsraum.Removing the welded connection formed from the conductor welded to the carrier from the compression space.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schweißparameter in Abhängigkeit des Querschnitts Qx des Trägers und/oder des Gesamtquerschnittes der Leiter bestimmt bzw. ausgewählt werden. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the welding parameters depending on the cross section Qx of the carrier and / or the total cross section of the conductors are determined or selected.
11. Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter wie Litzen als vorverdichtete und/oder vorverschweißte oder verschweißte Einheit mit dem Träger verschweißt werden.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical conductors such as strands are welded as pre-compressed and / or pre-welded or welded unit with the carrier.
12. Verfahren nach zumindest Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass als Träger ein solcher mit im Schnitt U-förmiger Geometrie verwendet wird, dessen Seitenschenkel entlang der Leiter sich erstreckend ausgerichtet werden, wobei Querschnitt der sich zwischen den Seitenschenkeln erstreckenden Fläche vorzugsweise kleiner als Gesamtquerschnitt der Leiter ist.12. The method according to at least claim 11, characterized in that as a support such is used with a U-shaped geometry, the side legs along the conductor are aligned extending, wherein cross-section of the extending between the side legs surface preferably smaller than the overall cross-section Head is.
13. Verfahren nach zumindest Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter als vorverdichtete bzw. vorverschweißte bzw. verschweißte Ein¬ heit mit vorzugsweise rechteckförmiger Geometrie in den Verdichtungsraum eingebracht, sodann auf die Einheit der Träger positioniert und anschließend durch Relativbewegung der ersten Elektrode zu der Gegenelektrode und Schwingungserregung der ersten Elektrode die Einheit mit dem Träger ver¬ schweißt werden.13. The method according to at least claim 11 or 12, characterized in that the conductors introduced as pre-compressed or welded or welded unit with preferably rectangular geometry in the compression space, then positioned on the unit of the carrier and then by relative movement of the first electrode to the counter electrode and vibration excitation of the first electrode, the unit with the carrier ver¬ be welded.
14. Ultraschall- oder Widerstandsschweißverbindung bestehend aus einem Träger (12) wie Abschnitt eines elektrischen Anschlusselements, insbesondere in Form eines Erdungskontaktes, Kontaktmessers oder Kabelschuhs, und mit dem Träger verschweißten Leitern (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung eine Quaderform aufweist, die sich aus dem Träger (12) mit den mit darin verschweißten einen Gesamtquerschnitt QL aufweisende Leitern (10) zusammensetzt, wobei der Gesamtquerschnitt QL der verschweißten Leiter gleich oder in etwa gleich dem quer zur Längsrichtung der Leiter betra¬ chteten Querschnitt QT des Trägers ist. 14. Ultrasonic or resistance welding connection consisting of a carrier (12) as a section of an electrical connection element, in particular in the form of a grounding contact, contact blade or cable lug, and to the carrier welded conductors (10), characterized in that the welded joint has a cuboid shape, the is composed of the support (12) with the welded therein having an overall cross-section Q L having conductors (10), wherein the total cross-section QL of the welded conductors is equal to or approximately equal to the transversely to the longitudinal direction of the conductors betra¬ Chteten cross section Q T of the carrier ,
15. Schweißverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) einen rechteckförmigen Querschnitt QT mit 0,15mm2 bis 1 OO mm2 < Qt < 1 OO mm2 aufweist.15. Welded connection according to claim 14, characterized in that the carrier (12) has a rectangular cross section Q T with 0.15 mm 2 to 1 OO mm 2 <Q t <1 OO mm 2 .
16. Schweißverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt QL der Leiter ( 10) beträgt von 0, 15mm2 < QL ≤ 100 mm2 liegt.16. Welded connection according to claim 14, characterized in that the total cross section Q L of the conductors (10) is from 0.15 mm 2 <Q L ≤ 100 mm 2 .
17. Schweißverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung mittels eines Schrumpfschlauchs ggf. unter Ver¬ wendung einer Füllmasse wie Schmelzkleber isoliert, abgedichtet und gegen Längs- und Querkräfte gesichert ist.17. Welded connection according to claim 14, characterized in that the welded connection by means of a shrink tubing possibly Ver¬ using a filling compound such as hot melt insulated, sealed and secured against longitudinal and transverse forces.
18. Schweißverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung mittels eines den Träger umschließenden Kabel¬ binders gesichert ist. 18. Welded connection according to claim 14, characterized in that the welded connection is secured by means of a carrier enclosing Kabel¬ binder.
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