【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种超声波焊接装置以及运行该超声波焊接装置的方法。
技术介绍
1、对于各种各样的技术应用而言，可能需要以机械固定和/或导电的方式将两个部件接合在一起。例如，出于各种目的，可能需要以机械和导电的方式将电缆线接合在一起。因此，可以生产出线束或电缆束，例如其可以用于以导电的方式将例如车辆内部的用电装置彼此连接、连接到能源和/或连接到控制系统。
2、开发所谓的超声波焊接是为了在导电部件之间产生物质对物质的接合，从而为它们提供高强度和良好的导电性。这是一种特殊形式的摩擦焊接，其中待焊接的部件作为接合件，在低压力和高频机械振动下彼此表面接触并对着彼此移动。所述振动可以借助于焊头装置产生，其中频率通常为20khz至50khz的超声波振动被生成并传递到所述接合件至少之一。然后，塑性流动允许所述接合件在表面附近渗透或彼此互锁，而所述接合件的材料不必熔化。因此，超声波焊接可用于以低冲击、快速且经济的方式将接合件接合在一起。
3、超声波焊接尤其是也用于焊接比如金属接合件，例如用于将多股电缆焊接在一起，用于对电缆内的各个导线进行焊接压缩，用于将一个或多个电缆焊接到接触元件，和/或用于焊接金属板。为此目的，通常将接合件插入超声波焊接装置的容纳腔中，然后在发生超声波振动的焊头的焊头头部与砧座之间焊接在一起。
4、为了能够在利用所述焊头装置进行超声波焊接期间将超声波振动施加在待焊接的所述接合件上，所述焊头通常在一端机械地耦合到振动发生器。所述焊头具有焊头头部，与所述振动发生器间隔开。由所述振动发生器例如借助于
5、已经观察到，超声波焊接操作的结果可能在相当大程度上尤其是取决于在所述操作期间施加在所述接合件上的力。
技术实现思路
1、可能需要一种超声波焊接装置和运行该超声波焊接装置的方法，其允许改进超声波焊接操作的结果。尤其是可能需要相应的超声波焊接装置或运行方法，借助于该设备或运行方法，可以监视和/或调节在超声波焊接运行期间占主导的状态，使得可以改善所得到的焊接的特性、例如接合所述接合件的焊接接头的机械强度、导电性等。
2、这样的需要可以通过独立权利要求的主题来满足。有利的实施例在从属权利要求和以下描述中进行了定义。
3、本专利技术的第一方面涉及一种超声波焊接装置，其包括焊头装置、砧座、位移装置和力传感器。所述焊头装置在远端区域中包括焊头头部。所述焊头装置被配置为将在焊头装置处在远离焊头头部的区域中产生的超声波振动传递到焊头头部，使得焊头头部在焊头装置的振动方向上振动，并且焊头装置基于振动方向在与焊头头部间隔开的零点位置处在振动方向上最小地振动。位移装置被配置为在位移方向上使焊头装置和砧座相对于彼此位移。力传感器定位在与零位置相邻的接触区域中，并且被配置为使得借助于力传感器能够测量由焊头装置平行于位移方向施加在力传感器上的力。
4、根据第二方面，提出了一种用于运行根据专利技术第一方面的实施例的超声波焊接装置的方法。该方法包括至少以下步骤：
5、确定由所述焊头装置施加在所述力传感器上的力；
6、在考虑所确定的力的情况下运行所述超声波焊接装置。
7、在不以任何方式限制专利技术的范围的情况下，与专利技术的实施例有关的思想和可能的特征可以被认为尤其是基于以下描述的思想和发现。
8、宽泛且简要地概括而言，在此所描述的思想的基本概念可以被视为为超声波焊接装置配备了在焊接操作期间尽可能精确地测量施加在接合件上的力的可能性，使得可以使用关于这些力的信息，例如以优化在焊接操作中使用的参数。已经发现，所需的力测量可以优选地利用在零点位置附近与焊头装置相互作用的力传感器来进行，尤其是利用该定位，一方面，借助于力传感器测量的力允许得出关于在焊接操作期间实际作用在接合件上的力的足够精确的结论，并且另一方面，力传感器不暴露于过度振动。
9、下面将解释在此描述的所述超声波焊接装置的实施例的可能细节。
10、所述超声波焊接装置具有焊头装置。所述焊头装置被设计成将焊头头部置于超声波振动中。为此目的，所述焊头装置通常由多个部件、尤其是振动发生器和焊头组成。振动发生器被布置在焊头装置的近端，并且被设置用于产生超声波振动。为此目的，振动发生器通常具有转换器，该转换器将周期性变化的电信号转换为机械振动。在许多但不是所有的情况下，在振动发生器中进一步设置增强器，借助于该增强器，在机械振动从振动发生器传递到焊头之前对机械振动进行修改。在振动发生器中，在振动方向上产生超声波振动。许多超声波焊接装置适于产生作为纵向振动的超声波振动、即振动方向平行于焊头装置的纵向延伸方向的振动。主要用于超声波焊接过程的振动的振幅在焊头装置内的振动传播方向上行进。在通常是细长的焊头中，机械振动然后被引导到焊头头部，该焊头头部可以位于例如靠近焊头装置的远端的位置。作为替代方案，超声波焊接装置原则上也可以被配置为产生横向振动。
11、由于焊头装置旨在施加力并将超声波振动传递到接合件，因此焊头装置的各个部件通常必须被保持、安装和/或支承在壳体中。为了不至于尤其是由于超声波振动而过度地给所提及的部件或相应的保持器、安装件或支承体加载荷，这里所利用的事实是，沿着焊头装置通常存在一个或多个位置，在所述位置处焊头不振动或至少比在相邻区域中振动得显著更弱。这样的位置通常被称为零点位置，并且构成对于将沿着焊头装置传递的振动而言的节点。布置在这样的零点位置处或接近这样的零点的保持器、安装件或支承体通常被称为零点轴承。
12、在焊接操作期间，砧座用作接合件的对置轴承，接合件受到力并且通过焊头装置的焊头头部而被置于振动。砧座在此可以朝向焊头头部位移，或者可替代地，焊头头部可以沿着位移方向或与位移方向相反地朝向砧座位移并且受到力。作为进一步的替代方案，砧座和焊头头部两者都可以位移。
13、为了将接合件焊接在一起，它们被容纳在焊头头部与砧座之间的容纳腔中。焊头头部和砧座然后借助于位移装置相对于彼此朝向彼此移动。为此目的，位移装置可以具有合适的机构、液压系统、或气动系统等，以用于实现所需的相对运动。根据超声波焊接装置的设计，两个部件中的一个可以以静态方式保持，而另一个部件可以通过位移装置在位移方向上位移。可替代地，两个部件也可以都位移。位移方向横向于、优选垂直于焊头头部的如下表面延伸：焊头头部以所述表面接触接合件以便将超声波振动传递到所述接合件。位移方向通常横向于、尤其是垂直于焊头装置的纵向延伸方向。
14、原则上，可以设想以各种方式确定在超声波焊接装置内部施加在接合件上的力。例如，可以直接测量由位移装置产生的力。然而，已经观察到，在这种容易实施的方案的情况下，在位移装置中测量的力往往似乎与实际施加在接合件上的力不对应。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声波焊接装置(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的超声波焊接装置，
3.根据权利要求1和2之一所述的超声波焊接装置，
4.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
5.根据权利要求4所述的超声波焊接装置，
6.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
7.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
8.根据权利要求7所述的超声波焊接装置，
9.根据权利要求7和8之一所述的超声波焊接装置，
10.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
11.一种运行前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置(1)的方法，其中所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，
13.根据权利要求11和12之一所述的方法，
14.根据权利要求11至13中任一所述的方法，
15.根据权利要求11至14中任一所述的方法，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种超声波焊接装置(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的超声波焊接装置，
3.根据权利要求1和2之一所述的超声波焊接装置，
4.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
5.根据权利要求4所述的超声波焊接装置，
6.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
7.根据前述权利要求中任一所述的超声波焊接装置，
8.根据权利要求7所述的超声波焊接装置，<...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·穆勒，丹尼尔·冈瑟，
申请(专利权)人：顺克声系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。