[发明专利]用于超声波焊接装置的支撑系统和支撑接触件的方法

说明书

用于超声波焊接装置的支撑系统和支撑接触件的方法。一种用于超声波焊接装置的固定系统，该固定系统在超声波焊接装置中固定接触件，该固定系统包括两个夹紧单元，所述夹紧单元彼此间隔开设置并且以机械方式连接至超声波焊接装置，其中，各夹紧单元具有夹紧指，其中，各夹紧指具有端面并且这些端面彼此相对设置，其中，各夹紧指具有夹紧面，其中，所述夹紧面在安装状态下压在接触件的表面上，使得接触件压靠在超声波焊接装置的砧部上，其中，接触件具有细长平坦形状，并且沿着纵轴与线缆平行，所述接触件具有焊接区、夹紧区及接触建立区，其中，夹紧面在安装状态下压在接触件的夹紧区上，并且其中，夹紧区设置在接触件的焊接区与接触建立区之间。

技术领域

本发明涉及一种用于超声波焊接装置的支撑(bracing)系统。具体用于在超声波焊接装置中支撑接触件(contact element)。此外，本发明还涉及一种用于在该支撑系统中支撑接触件的方法。

背景技术

铜的高成本和减少机动车辆重量以便由此还减少排放和燃料消耗的目的意味着机动车辆制造商越来越多地使用铝作为导体材料。而且，机动车辆的电气化在发动机舱中存在安装空间问题。将组件移出发动机舱(诸如将电池移入车辆内部、前排乘客座椅下方甚或移入后备箱空间中)是所得到的用于实现所需安装空间的措施。因此，线路通常可以长约5米，这导致材料消耗增加和成本增加。因此，替代材料的使用变得更加重要。

与铜相比，铝具有优点和缺点。一方面，铜是比铝更好的导体，因此在相同电流强度下可以制造得较小。一般来说，铝线的横截面(根据ISO标准横截面)比具有相同导电率的铜线的横截面大大约60％-70％。另一方面，在相同导体长度下，尽管尺寸较大，铝仍然比铜轻44％。

在横截面尺寸大于10mm²的情况下，超声波焊接工艺的发展正在逐步顶替并取代压接工艺(crimping process)。通过超声波焊接加工铝线时，可以实现必需的工艺可靠性和可加工性，这带来了新的可能性。即使在横截面较小的情况下，该方法也提供了压接的替代方案，并且在接触技术领域中越来越多地被采用。

在当前超声波焊接装备中用于在焊接期间保持接触件的支撑系统可在二维空间中自由移动。这些执行工序中的两个任务。第一个任务是在砧部上支撑一端子，以使其在焊接工序期间不会在超声波的影响下移动。而且，支撑钳口(jaw)横向限制引入线的空间，因此用作横向止动部并同时确定最大焊接宽度。

关于资源的最佳利用，支撑系统有一些缺点。在构造端子时考虑仅用于支撑的区域。这个支撑区增加了产品的尺寸。在以120mm²的线横截面焊接的情况下，突出的支撑宽度高达4mm。附加材料对于该组件的机械性能和电气性能都不是有利的。因此，焊接工序要求端子尺寸加大以用于支撑过程。这导致后续工序步骤和最终组装中的问题，也会导致最终客户端出现问题。

增加的宽度意味着还需要调整并因此还扩大配电箱。这违背了汽车工业的目的，即，始终进一步降低机动车辆的重量。此外，增加配电箱的尺寸是有问题的，因为机动车辆的电气化意味着可用的安装空间越来越少，因此必须有效地使用每毫米。

端子的单位成本高于1欧元。价格部分地归因于昂贵的材料。这里，端子上的附加支撑区也导致了更高的成本。

现有支撑系统的缺点对最终产品有严重影响。因此，焊接到铝线上的接触部分比例如铜线上的压接电缆接线头宽得多。因此，配电箱也必须适应焊接端子的宽度，或者焊接的铝线必须按照端子的非常复杂的几何形状从配电箱引出。这不仅与安装空间的问题有关，而且与非常高的构造复杂性有关。

发明内容

本发明的目的可以被认为是提供一种新颖的支撑系统，该支撑系统可以在没有横向支撑区的情况下进行，以使端子可以变得较窄，由此准许在端子生产期间节省重量和成本。另一目的是继续使用现有配电箱。这使得可以节省新开发的成本以及配电箱调整的成本。