[发明专利]用于焊接棒状电导体的装置和用于这种装置的超声波焊极

说明书

本发明涉及一种用于焊接棒状电导体(28、29)的装置以及一种用于这种装置的超声波焊极(16)，该超声波焊极(16)包括：压缩空间，其用于接收待连接的导体(28、29)的两个连接区域(26、27)，所述连接区域(26、27)沿第一轴向方向(x轴)延伸，压缩空间(18)在第二轴向方向(z轴)上在两个相对侧处由传递超声波振动的超声波焊极(16)的工作表面(19)以及砧座(21)的配合面(20)所限定，并且在第三轴向方向(y轴)上在两个相对侧上由在第二轴向方向(z轴)上可移位的滑动元件的边界表面以及边界元件的边界表面所限定。在特殊接触区(50)中，工作表面(19)的表面构造不同于由其余的工作表面(19)形成的接触区(30)，其中，特殊接触区(50)是超声波焊极(16)的工作表面(19)的一部分，并且特殊接触区(50)用于使至少一个连接区域(26、27)经受超声波振动。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于焊接棒状电导体的装置。此外，本发明涉及一种根据权利要求18的前序部分的一种特别适用于这种装置的超声波焊极(sonotrode)。

背景技术

从前述类型的装置具有压缩空间，该压缩空间用于在导体的连接区域之间产生超声波焊接，在实践中，使用一个或多个相同的装置来连接其连接区域的直径可能相差很大的电导体。基本上不管它们的连接区域的直径如何，都以相同的方式处理所有导体，所述处理包括将连接区域放置在开放的压缩空间中，并且在压缩空间闭合之后，超声波焊极的工作表面和彼此叠置的两个导体的至少底部连接区域之间的接触面积根据连接区域的直径而形成。

为了将超声波振动从超声波焊极传递到连接区域，在工作表面上提供轮廓成型的表面构造，其中轮廓凸起在工作表面上垂直于超声波焊极的纵向轴线而延伸。当导体的连接区域的直径非常小时，特别地，发现轮廓凸起可能会导致连接区域上的机械应力过大，这在成品焊接中非常明显，因为理想的焊接强度还没达到。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于焊接棒状电导体的装置和一种在该方法中使用的超声波焊极，其使得即使在小直径和最小直径的连接区域之间也可以产生高焊接强度的超声波焊接。

为了实现所述目的，根据本发明的装置具有权利要求1的特征，并且根据本发明的超声波焊极具有权利要求18的特征。

在特殊接触区中，该特殊接触区是超声波焊极的工作表面的一部分，并且用于使至少一个连接区域经受超声波振动，根据本发明的装置的超声波焊极的工作表面的表面构造不同于其余的工作表面形成的接触区。

根据本发明的装置和根据本发明的超声波焊极允许使用一个和相同的装置以及一个且相同的超声波焊极在具有中等和较大焊丝直径的电导体之间以及具有较小和最小焊丝直径的电导体之间产生超声波焊接。

根据本发明，提供了具有不同构造的工作表面，即将工作表面划分为设计成与中等焊丝直径和较大焊丝直径接触的接触区和设计成与较小和最小焊丝直径接触的特殊接触区，通过使用一个且相同的装置以及一个和相同的超声波焊极，可以实现不同焊丝直径的理想的超声波处理。

结果，特殊接触区可以在较小焊接连接器中完全有效，并且可以避免由轮廓凸起引起的焊丝或导体损坏，而具有直径较大的焊丝的导体基本上与工作表面接触区中的“法向(normal)”轮廓接触，从而可以传递更大的力。

因此，最小和较小的导体横截面可以在特殊接触区中经受工作表面的“更平顺”的轮廓，而较大导体横截面可以在接触区中经受“锐利”的轮廓，以便无论导体横截面如何，均可以实现理想的焊接强度。

优选地，特殊接触区被设置为相邻于边界元件，使得当压缩空间闭合时，即，滑动元件在y轴的方向上移位于抵靠边界元件的边界表面，直到设置在其之间的导体的连接区域允许连接区域根据需要设置在特殊接触区中。

如果特殊接触区形成在平行于边界元件的超声波焊接极的工作表面的工作表面边缘上，则尤其如此。