用于产生接合的超声焊头、设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在缆线(17)和包覆缆线(17)的护套(17)之间产生接合尤其是焊接接合和/或钎焊接合的超声焊头(18)，包括至少一个工作面(2)，其中，工作面(2)在第二轮廓中至少部分地凹弯，并且尤其是凹弯的。本发明专利技术还涉及包括至少一个配对面(11)的砧座(10)，其在第二轮廓中至少部分地凹弯，尤其是凹弯的。本发明专利技术另外涉及一种用于在缆线(17)和包覆缆线(17)的护套(17)之间产生接合的设备，其包括至少在连接面(5)连接至超声波源(8)的超声焊头(18)，并且包括与超声焊头(18)的工作面(2)对置的砧座(10)。另外，本发明专利技术涉及用于在缆线(17)和包覆缆线(17)的护套(17)之间产生接合的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生接合的超声焊头、设备和方法
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的超声焊头。它还涉及使用该超声焊头的设备和方法。
技术介绍
DE102013212331A1公开了这样的超声焊头。已知的超声焊头具有关于第一对称平面对称的质量分布。这是由垂直于第一对称平面延伸的用于连接到超声波源的两个圆形连接面限定的。超声焊头轴线延伸穿过连接面和第一对称平面。超声焊头具有自其外周延伸的两个相互相对的工作面。工作面各自以凸状或脊状方式在平行于轴线延伸的第一轮廓中弯曲。弯曲的工作面的脊线垂直于超声焊头轴线延伸。工作面的脊线以直线方式构造。在管状缆线终端和缆线之间产生焊接接合期间，将对应于工作面的凹槽压至管状缆线终端的管状部分。DE112011102335T5公开了一种用于将管状缆线终端连接到缆线的方法。在所述方法中，缆线借助超声振动被部分熔化并产生了与管状缆线终端的连接。DE102010029395A1公开了一种扭转超声焊头，其中，扭转轴线垂直于用来连接到超声产生设备或超声波源的连接面。在连接面之间，具有以大致平坦方式构造的工作面的突出部从彼此相对布置地自圆柱形超声焊头的外周延伸。工作面沿扭转超声焊头的轴线或扭转轴线的方向延伸。为了在管状缆线终端和缆线之间产生连接，缆线被插入管状缆线终端的管状部分。接着，将管状缆线终端在从管状部分延伸出的接线端子的区域内被牢固地夹紧到砧座。随后，将超声焊头压入管状部分的区域中并且借助于超声振动在缆线和管状缆线终端的管状部分之间产生接合尤其是焊接接合和/或钎焊接合。超声焊头的工作面和对置的砧座的配对面通常都是根据现有技术构成的，使得尽可能避免在砧座和超声焊头之间夹持的零部件或多个零部件之间的相对移动。这导致设置在工作面和砧座上的结构被压入待连接尤其是待焊接和/或钎焊的零部件的表面。由于由此导致的接触问题而不期望的这种表面变化，尤其是在电子部件例如接线端子中。另外，在连接期间，由于结构的原因，在工作面和配对面处经常发生高温和快速磨损。镀镍的管状缆线终端的磨损尤为显著。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补现有技术的缺点。尤其是，超声焊头旨在说明允许在缆线和包覆缆线的护套之间产生接合，尤其是焊接接合和/或钎焊接合，同时减少了待连接尤其是待焊接和/或钎焊的部件的表面的损伤和/或变形。根据本专利技术的又一目的，旨在说明使用超声焊头来产生接合尤其是焊接接合和/或钎焊接合的设备和方法。通过独立权利要求的特征实现该目的。本专利技术的有利构造来自从属权利要求的特征。在第一方面中，本专利技术涉及一种超声焊头用于在缆线和包覆缆线的护套之间产生接合。该接合可以是焊接接合和/或钎焊接合。该护套例如可以是套筒、尤其是金属套筒、尤其是被插在缆线上的管状缆线终端的金属套筒(如管状部分)。作为套筒的替代，该护套还可以是缆线的部分包装材料。本专利技术提出工作面在第二轮廓中至少部分地凹弯。工作面最好在第二轮廓中是凹弯的。由于根据本专利技术提出的第二轮廓中的工作面的凹形弯曲，在压力或力被施加到护套尤其是金属套筒上时，超声焊头以“自对中”方式起作用。这种效果尤其在第二轮廓垂直于超声焊头的轴线延伸时尤为显著(下文详细阐释)。当工作面抵着护套移动时，护套移位使得护套的纵向延伸的轴线以符合工作面的凹形弯曲的方式定向。如果护套尤其是金属套筒以圆柱方式构造，那么护套的圆柱轴线近似平行于超声焊头的轴线定向。根据本专利技术，不必将护套尤其是金属套筒牢固地夹持到砧座。因此，可以避免对护套或具有护套的部件例如管状缆线终端的表面的损伤。护套仅需要被定位在工作面的对面，尤其是位于砧座上，具体使得护套的纵向延伸的轴线大致对齐于超声焊头的轴线，即护套应该布置成使得其纵向延伸的方向与超声焊头的轴线形成至多60°、优选至多45°、特别优选至多30°的角度。缆线例如可以是铜缆或铝缆。尤其在扭转焊接和/或扭转钎焊期间，为了实现质量平衡且尽可能避免不平衡，具有关于第一对称平面的对称的质量分布对超声焊头是有利的。超声焊头还可具有用于连接到超声波源的连接面。有利地，连接面垂直于第一对称平面延伸。进一步有利的是，超声焊头包含延伸穿过连接面和第一对称平面的轴线，并且至少一个工作面从超声焊头的外周沿垂直于该轴线的方向延伸。这产生的优点已在上面阐释过。特别有利的是，工作面在平行于轴线延伸的第一轮廓中至少部分地凸弯，并且尤其是凸弯的。结果，在产生接合、尤其是焊接接合和/或钎焊接合期间，在护套(如管状接线接头的管状部分)和缆线之间，可以将对应于工作面的凹槽压至护套，这尤其有助于增加接合的稳定性。在本专利技术范围内，第一轮廓还可以是以直的或凹的方式形成，或其可具有凸部和/或直部和/或凹部。这样，可以将其它有利的外轮廓压至护套。对于第二轮廓同样有利的是，其中，工作面至少部分地凹弯，以垂直于超声焊头的所述轴线延伸。工作面可具有一个或多个脊状部。该脊状部可以沿着、横向于或以任何期望的其它角度相对于超声焊头的轴线延伸。多个(例如两个)脊状部还可相对于超声焊头的轴线以不同的角度延伸。尤其是工作面的两个以上脊状部例如可呈直角相交。这样，可将一个或多个凹槽压至护套，对于这些凹槽沿着、横向于或以任何期望的其它角度相对于轴线延伸是可能的。根据本专利技术的有利的一种构造，工作面在第一轮廓中以90°至180°的角度弯曲。适当地，第一轮廓以凸缘的方式形成。在这种情况下，第一轮廓可以以半圆方式构造。第一轮廓适当地以对称方式形成。第一轮廓的曲率半径可以是均匀的或可变的。根据另一构造，第二轮廓部分地凹弯。在这种情况下，第二轮廓可具有凹槽，凹槽被构造成使得在借助于工作面将压力或力施加在护套上时，将护套迫入至关于工作面的限定位置。本专利技术含义内的“凹槽”有利地被构造成使得当两个凹槽边缘与护套的表面接触时，居中地位于凹槽边缘之间的凹槽底部不与护套的表面接触，即在凹槽底部和护套的表面之间保持最初的间隙。结果，凹槽边缘可能最初沿着护套的表面滑动，从而将护套移入关于工作面的限定位置。仅在随后将压力或力施加在工作面上时，凹槽底部也与护套接触。在本专利技术范围内，第二轮廓还能以部分凸出方式形成，只要它根据本专利技术至少部分地以凹入方式形成即可。这样可将有利的外轮廓压至护套。根据本专利技术的一个有利的构造，工作面分别在凹槽的任一侧具有突出的尤其是驼峰状的压力面。换言之，凹槽边缘均形成为突出的尤其是驼峰状的压力面。压力面的驼峰状构造允许护套在压力面上以基本无摩擦的方式滑动，并且因此快速且准确的设定关于工作面的限定位置。根据另一有利的构造，第二轮廓的凹形弯曲在工作面的整个长度上延伸。表述“工作面的长度”理解成意味着限定出第二轮廓的凹形弯曲的两个最高点之间的距离。工作面的表面可具有至多0.4微米、优选至多0.1微米的平均粗糙度Ra。相比于现有技术，压力面或工作面以平滑的、优选已抛光的方式被构造。优选地，它因此不具有任何表面结构，例如突起、肋等。但是，出人意料地，借助于超声焊接方法以这样平滑构造的工作面在缆线和护套之间成功地产生了接合尤其是焊接接合和/或钎焊接合。据当前地推测，通过轧制缆线和护套实现了接合。缺少表面结构还具有增大超声焊头、护套和砧座之间的摩擦的效果，并因此增大了热生成。结果，据当前地推测，配合所施加的焊接力在护套内部实现了护套和缆线的粘结连接。此外，缺少表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在缆线(17)与包覆缆线(17)的护套(17)之间、尤其是缆线(17)与套装在该缆线上的套筒(13)尤其是金属套筒(12)且尤其是管状缆线终端(13)的金属套筒(12)之间产生接合、尤其是焊接接合和/或钎焊接合的超声焊头(18)，其具有至少一个工作面(2)，其特征在于，所述工作面(2)在第二轮廓中至少部分呈凹形弯曲，尤其是凹弯的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.29 DE 102015214408.91.一种用于在缆线(17)与包覆缆线(17)的护套(17)之间、尤其是缆线(17)与套装在该缆线上的套筒(13)尤其是金属套筒(12)且尤其是管状缆线终端(13)的金属套筒(12)之间产生接合、尤其是焊接接合和/或钎焊接合的超声焊头(18)，其具有至少一个工作面(2)，其特征在于，所述工作面(2)在第二轮廓中至少部分呈凹形弯曲，尤其是凹弯的。2.根据权利要求1所述的超声焊头(18)，该超声焊头具有关于第一对称平面(S1)对称的质量分布。3.根据权利要求2所述的超声焊头(18)，该超声焊头具有用于连接至超声波源(8)的且尤其垂直于所述第一对称平面(S1)延伸的至少一个连接面(5)。4.根据权利要求3所述的超声焊头(18)，该超声焊头具有延伸穿过所述连接面(5)和所述第一对称平面(S1)的轴线(X)，其中至少一个所述工作面(2)在垂直于所述轴线(X)的方向上自周面延伸。5.根据权利要求4所述的超声焊头(18)，其中，所述工作面(2)在平行于所述轴线(X)延伸的第一轮廓中至少部分呈凸形弯曲，尤其是凸弯的。6.根据权利要求4和5之一所述的超声焊头(18)，其中，所述第二轮廓垂直于所述轴线(X)延伸。7.根据权利要求5和6之一所述的超声焊头(18)，其中，所述工作面(2)在所述第一轮廓中以90°至180°的角度(α)弯曲。8.根据权利要求5至7之一所述的超声焊头(18)，其中，所述工作面(2)在所述第一轮廓中以凸缘的方式形成。9.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述第二轮廓部分呈凹形弯曲。10.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述第二轮廓具有凹槽(3)，该凹槽被构造成在借助所述工作面(2)将压力或力施加至该护套(12)时迫使所述护套(12)进入关于该工作面(2)的限定位置。11.根据权利要求10所述的超声焊头(18)，其中，所述工作面(2)在所述凹槽(3)的任一侧分别具有突出的、尤其是驼峰状的压力面(4)。12.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述第二轮廓的凹形弯曲在所述工作面(2)的整个长度(L)上延伸。13.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述工作面(2)的表面具有至多0.4微米、优选至多0.1微米的平均粗糙度Ra。14.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述超声焊头(18)是扭转超声焊头，并且所述轴线(X)是扭转轴线。15.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，所述超声焊头(18)是纵向超声焊头，并且所述轴线(X)对应于纵波传播方向。16.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，设有两个相互对置的连接面(5)，使得各有一个超声波源(8)能连接至每个连接面(5)。17.根据前述权利要求之一所述的超声焊头(18)，其中，在每个连接面(5)和所述工作面(2)之间设有径向环绕偏移的、供压力产生装置(9)作用的接触面(7)。18.一种具有至少一个配对面(11)的砧座(10)，该配对面与超声焊头(18)的工作面(2)对置，以便在缆线(17)和包覆缆线(17)的护套(17)之间、尤其在缆线(17)和套装在该缆线上的套筒(13)尤其是金属套筒(12)且尤其是管状缆线终端(13)的金属套筒(12)之间产生接合、尤其是焊接接合和/或钎焊接合，其特征在于，所述配对面(11)在第二轮廓中至少部分呈凹形弯曲，尤其是凹弯的。19.根据权利要求18所述的砧座(10)，其中，所述配对面(11)在垂直于所述第二轮廓的第一轮廓中至少部分呈凸形弯曲，尤其是凸弯的。20.根据权利要求19所述的砧座(10)，其中，所述配对面(11)在所述第一轮廓中以90°至180°的角度(α)弯曲。21.根据权利要求19和20之一所述的砧座(10)，其中，所述配对面(11)在所述第一轮廓中以凸缘的方式形成。22.根据权利要求18至21之一所述的砧座(10)，其中，所述第二轮廓是部分呈凹形弯曲。23.根据权利要求18至22之一所述的砧座(10)，其中，所述第二轮廓具有凹槽，该凹槽被构造成在借助所述配对面(11)将压力或力施加至护套(12)上时迫使所述护套(12)进入关于该配对面(11)的限定位置。24.根据权利要求23所述的砧座(10)，其中，所述配对面(11)在所述凹槽的任一侧分别具有突出的、尤其是驼峰状的压力面(4)。25.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·博姆，T·许尼希，
申请(专利权)人：远程声波控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH