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Title:
DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A TESTED WELD JOINT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024481
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and to a method for producing a tested weld joint between two contact partners (11, 12), which are joined to each other in a welding plane S, comprising a compression chamber for accommodating the contact partners (11, 12), wherein the compression chamber is bounded in a first axial direction at two sides lying opposite each other by a working surface of a sonotrode, which sonotrode transmits ultrasonic oscillations, and by a counter-surface (15) of a counter-electrode (16) and in a second axial direction at two sides lying opposite each other by bounding surfaces of bounding elements, which bounding elements lie opposite each other, wherein the device has a testing head (27) adjacent to the compression chamber, and the testing head can be transferred from a position outside of the compression chamber to a position within the compression chamber in such a way that, in a testing mode of the device for applying a shear force directed substantially parallel to the welding plane S to one contact partner (12) of the previously produced weld joint, the testing head (27) is arranged within the opened compression chamber and, in a welding mode of the device for producing the weld joint, the testing head (27) is arranged outside of the compression chamber.

Inventors:
WAGENBACH UDO (DE)
SCHMIDT REINER (DE)
SCHUCH ALEXANDER (DE)
RUEHL SEBASTIAN (DE)
BECKER STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/068154
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
July 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHUNK SONOSYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
B23K20/10; B23K31/12; H01L23/00; H01R43/02; H02G1/14; B23K101/38
Domestic Patent References:
WO2005042202A12005-05-12
Foreign References:
US6564115B12003-05-13
DE102014013452A12016-03-17
DE19752319A11998-05-28
DE102014013452A12016-03-17
Attorney, Agent or Firm:
ADVOTEC. PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zur Herstellung einer geprüften Schweißverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern (11, 12), die in einer Schweißebene S miteinander verbunden sind, umfassend einen Verdichtungsraum (25) zur Aufnahme der Kontaktpartner (11, 12), wobei der Verdichtungsraum (25) in einer ersten Achsenrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch eine Arbeitsfläche (13) einer Ultraschallschwingungen übertragenden Sonotrode (14) und eine Gegenfläche (15) einer Gegenelektrode (16) sowie in einer zweiten Achsenrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch Begrenzungsflächen (17, 18) von einander gegenüberliegenden Begrenzungselementen begrenzt ist, und zumindest ein Begrenzungselement als Seitenschieberelement (26) ausgebildet ist, das mittels einer Zu- stelleinrichtung gegenüber der Gegenelektrode (16) verfahrbar ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung benachbart dem Verdichtungsraum (25) einen Prüfkopf (27) aufweist, der mit einer ZuStelleinrichtung zur Zustellung des Prüfkopfs (27) in Richtung einer zur Schweißebene S parallelen Zustellachse versehen ist, und die Gegenfläche (15) zur fixierenden Aufnahme eines Kontaktpartners (11) in Richtung der Zustellachse dient, wobei der Prüfkopf aus einer Position außerhalb des Verdichtungsraums in eine Position innerhalb des Verdichtungsraums überführbar ist, derart, dass der Prüfkopf (27) in einem Prüfmodus der Vorrichtung zur Beaufschlagung des anderen Kontaktpartners (12) der zuvor hergestellten Schweißverbindung mit einer im Wesent- liehen parallel zur Schweißebene S gerichteten Scherkraft innerhalb des geöffneten Verdichtungsraums (25) angeordnet ist, und der Prüfkopf (27) in einem Schweißmodus der Vorrichtung zur Herstellung der Schweißverbindung außerhalb des Verdichtungsraums (25) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die ZuStelleinrichtung des Prüfkopfs (27) durch die ZuStelleinrichtung des Seitenschieberelements (26) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) am Seitenschieberelements (26) angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) an einem austauschbar mit einem Seitenschie- berträger (30) des Seitenschieberelements (26) verbundenen Seiten- schieberkopf (28) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) verschwenkbar an das Seitenschieberelement (26) angeschlossen ist. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) mittels einer parallel zur Gegenfläche (15) der Gegenelektrode (16) und in eine dritte Achsenrichtung quer zur Zustellrichtung des Seitenschieberelements (26) verlaufenden Schwenkachse (31) an das Seitenschieberelement (26) angeschlossen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) mittels einer am Seitenschieberelement (26) angeordneten Antriebseinrichtung (32) gegenüber dem Seitenschieberelement (26) verschwenkbar ist.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Prüfkopf (27) eine Kontaktpartneraufnahme (41) aufweist mit einem im Wesentlichen parallel zur Schweißebene S angeordneten Niederhalter und einer Krafteinleitungseinrichtung zur Kraftübertragung auf den Kontaktpartner (12).

Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Krafteinleitungseinrichtung derart angeordnet ist, dass sie seitlich versetzt zu einer parallel zur Zustellachse des Prüfkopfs (27) verlaufenden Mittelachse des auf der Gegenfläche angeordneten Kontaktpartners ausgerichtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontaktpartneraufnahme eine gegenüber einer Drehung um die erste Achsenrichtung wirksame Dreharretierung aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Niederhalter als eine parallel zur Schweißebene S angeordnete Anlagefläche (39), die Dreharretierung als eine Anlagekante (38) und die Krafteinleitungseinrichtung als Anschlagkante (37) ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass benachbart dem Verdichtungsraum (25) eine Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist, die eine dem Prüfvorgang nachfolgende Bearbeitung eines mit einem Kontaktpartner (12) verbundenen Drahtleiters (43) oder eines mit dem Kontaktpartner verbundenen Terminals (22) ermöglicht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bearbeitungseinrichtung als Trenneinrichtung (44) zum Durchtrennen des Drahtleiters (22) ausgebildet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bearbeitungseinrichtung als Umformeinrichtung zur Umfor mung des Terminals (22) ausgebildet ist.

Verfahren zur Herstellung einer geprüften, in einer Schweißebene S zwischen Kontaktpartnern (11, 12) hergestellten Schweißverbindung, wobei nachfolgend einem in einem Verdichtungsraum (25), der in einer ersten Achsenrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch eine Arbeitsfläche (13) einer Ultraschallschwingungen übertragenden Sonotrode (14) und eine Gegenfläche (15) einer Gegenelektrode (16) sowie in einer zweiten Achsenrichtung an zwei ei- nander gegenüberliegenden Seiten durch Begrenzungsflächen (17, 18) von einander gegenüberliegenden Begrenzungselementen begrenzt ist, in einer Schweißposition der Kontaktpartner (11, 12) durchgeführten Schweißvorgang der Verdichtungsraum (25) geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet,

dass zur Durchführung eines dem Schweißvorgang nachfolgenden Prüfvorgangs ein Prüfkopf (27), der während des im Schweißmodus der Vorrichtung durchgeführten Schweißvorgangs, in dem der Verdichtungsraum (25) durch die Sonotrode (14) geschlossen ist, außer- halb des Verdichtungsraums angeordnet ist, in einem Prüfmodus der

Vorrichtung, in dem der Verdichtungsraum (25) geöffnet ist, in eine Position innerhalb des geöffneten Verdichtungsraums gebracht wird, wobei zur Durchführung des Prüfvorgangs ein Kontaktpartner (12) der in Schweißposition verbliebenen Schweißverbindung mit einer Scherkraft in Richtung einer Zustellachse des Prüfkopfs beaufschlagt und der andere Kontaktpartner (11) auf der Gegenfläche (15) entgegen der Zustellrichtung des Prüfkopfs (27) fixiert gehalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet,

dass zur Durchführung des Prüfvorgangs im Prüfmodus der Vorrichtung der Prüfkopf (27) aus einer im Schweißmodus der Vorrichtung oberhalb des Seitenschieberelements (26) angeordneten Position in eine Prüfstellung in den geöffneten Verdichtungsraum (25) eingeschwenkt wird. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Durchführung des Prüfvorgangs in Abhängigkeit von zumindest einem während des Schweißvorgangs ermittelten Prozessparameter erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass zur Durchführung des Prüfvorgangs eine Krafteinleitungseinrichtung des Prüfkopfs (27) auf Anschlag gegen den Kontaktpartner (12) verfahren wird, und anschließend eine kontinuierliche Erhöhung der Kraft erfolgt.

19. Verfahren nach 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass die ZuStelleinrichtung des Prüfkopfs mit einer Wegmesseinrich- tung versehen ist, derart, dass während der Erhöhung der Kraft der

Zustellweg des Prüfkopfs (27) gemessen wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei Durchführung des Prüfvorgangs eine Kennzeichnung

Kontaktpartners (12) mit einem Prüfkennzeichen erfolgt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass während des Prüfvorgangs eine Kraftmessung der durch den Prüfkopf (27) aufgebrachten Kraft und/oder eine Wegmessung des Zustellwegs des Prüfkopfs (27) erfolgt, und im Falle einer Unterschreitung einer als Sollwert definierten Prüfkraft oder Überschreitung eines als Maximalweg definierten Zustellwegs eine Durchtrennung eines mit einem Kontaktpartner (12) verbundenen Drahtleiters (24) mittels einer Trenneinrichtung (44) erfolgt. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass während des Prüfvorgangs eine Kraftmessung der durch den Prüfkopf (27) aufgebrachten Kraft und/oder eine Wegmessung des Zustellwegs des Prüfkopfs (27) erfolgt, und im Falle einer Unterschreitung einer als Sollwert definierten Prüfkraft oder Überschreitung eines als Maximalweg definierten Zustellwegs eine Umformung eines Kontaktpartners ( 1 1 , 12) zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Kontaktpartner und einem mit dem Kontaktpartner verbundenen Drahtleiter (22) mittels einer auf den Kontaktpartner ( 12) einwirkenden Umformeinrichtung unterbleibt.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer geprüften Schweißverbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer geprüften Schweißverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern, die in einer Schweißebene miteinander verbunden sind, umfassend einen Verdichtungsraum zur Aufnahme der Kontaktpartner, wobei der Verdichtungsraum in einer ersten Achsenrichtung an zwei einander gegenüber- liegenden Seiten durch eine Arbeitsfläche einer Ultraschallschwingungen übertragenden Sonotrode und eine Gegenfläche einer Gegenelektrode sowie in einer zweiten Achsenrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch Begrenzungsflächen von einander gegenüberliegenden Begrenzungselementen begrenzt ist, und zumindest ein begrenzendes Element als Seitenschieberelement ausgebildet ist, das mittels einer

ZuStelleinrichtung gegenüber der Gegenelektrode verfahrbar ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer geprüften, in einer Schweißebene zwischen zwei Kontaktpartnern hergestellten Schweißverbindung. Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden bei der Anmelderin zur Herstellung einer nachfolgend als Terminalverbindung bezeichneten Schweißverbindung zwischen einem Anschlussende eines Drahtleiters und einer regelmäßig als Blechteil ausgebildeten, fachterminologisch häufig als Terminal bezeichneten Anschlusseinrichtung eingesetzt. Dabei bilden das Anschlussende des Drahtleiters und die Anschlusseinrichtung Kontaktpartner der Terminalverbindung, die in einer Schweißebene mittels der Ultraschweißverbindung miteinander verbunden sind.

Das Anschlussende des Drahtleiters kann dabei unmittelbar durch die Litze des Drahtleiters gebildet sein, die sich während der Ultraschallbeaufschlagung durch die Sonotrode in der Schweißebene flächig an eine Kontaktfahne der Anschlusseinrichtung anschmiegt, oder auch durch ein ebenfalls als Blechteil ausgebildetes Kontaktflächenelement, das zur Ausbildung des Anschlussendes des Drahtleiters vor Herstellung der Schweißverbindung mit der Litze des Drahtleiters verbunden wird. In diesem Fall sind beide Kontaktpartner aus einem Blechteil gebildet. Zur Herstellung geprüfter Schweißverbindungen ist es aus der DE 10 2014 01 3 452 A I bekannt, während der Herstellung der Schweißverbindung im Verdichtungsraum die Prozessparameter oder auch die Geometrie der im Verdichtungsraum hergestellten Verbindungsanordnung in-situ zu überprüfen und bei Detektierung von Fehlern, also beispielsweise bei Überschreitung definierter Grenzwerte, automatisch eine Messereinrichtung zu aktivieren, um durch Abtrennen des Drahtleiters von dem Terminal eine nachfolgende Verwendung des fehlerhaft mit dem Terminal verschweißten Drahtleiters unmöglich zu machen.

Alternativ oder auch in Kombination mit der vorgenannten in-situ Über- prüfung der Schweißverbindung mittels Überwachung von Prozessparametern oder der beim Schweißvorgang hergestellten Geometrie der Verbindungsanordnung werden bei Terminalverbindungen, bei denen das Anschlussende eines Drahtleiters mit einem Terminal verschweißt ist, zumindest Stichprobenartig mechanische Belastungstests der Verbin- dungsanordnung durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Terminalverbindung auch den bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Termi- nalverbindung auftretenden mechanischen Belastungen Stand hält.

Hierzu werden die Terminalverbindungen einem Schertest unterzogen, bei dem die Kontaktpartner in der Schweißebene und quer zur Längserstreckung des Drahtleiters mit einer Scherkraft beaufschlagt werden. Diese Tests werden bislang nachfolgend der Durchführung des Schweißvorgangs und nach Entfernung der im Schweißvorgang hergestellten Verbindunganordnung aus dem Verdichtungsraum durchgeführt. Hiermit ist ein zusätzliches Handling der Terminalverbindung verbunden, sodass wegen des damit verbundenen Aufwands in der Praxis nur relativ wenige Terminalverbindungen einer Losgröße geprüft werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren vorzuschlagen, das die Durchführung mechanischer Tests an Terminalverbindungen vereinfacht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung benachbart dem Verdichtungsraum einen Prüfkopf auf, der mit einer ZuStelleinrichtung zur Zustellung des Prüfkopfs in Richtung einer zur Schweißebene parallelen Zustellachse versehen ist, und die Gegenfläche dient zur fixierenden Aufnahme eines Kontaktpartners in Richtung der Zustellachse, wobei der Prüfkopf aus einer Position außerhalb des Verdichtungsraums in eine Position innerhalb des Verdichtungsraums überführbar ist, derart, dass der Prüfkopf in einem Prüfmodus der Vorrichtung zur Beaufschlagung des anderen Kontaktpartners der zuvor hergestellten Schweißverbindung mit einer im Wesentlich parallel zur Schweißebene gerichteten Scherkraft innerhalb des geöffneten Verdichtungsraums angeordnet ist, und der Prüfkopf in einem Schweißmodus der Vorrichtung zur Herstellung der Schweißverbindung außerhalb des Verdichtungsraums angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht demnach die Durchfüh- rung der mechanischen Prüfung der Terminalverbindung noch während sich die Terminalverbindung im Verdichtungsraum befindet. Eine gesonderte Handhabung der Terminalverbindung zur Durchführung des mechanischen Tests ist demnach nicht notwendig. Vielmehr verbleibt die Terminalverbindung nach Durchführung des Schweißvorgangs an Ort und Stelle im Verbindungsraum und wird erst nach Durchführung des mechanischen Tests dem Verbindungsraum entnommen. Somit kann die Anzahl der tatsächlich überprüften Terminalverbindungen einer Losgröße wesentlich erhöht werden, ohne dass hiermit eine wesentliche Erhöhung der Fertigungszeit einer Losgröße verbunden wäre. Vorzugsweise ist die ZuStelleinrichtung des Prüfkopfs durch die Zustell- einrichtung des Seitenschieberelements gebildet, so dass für die Zustellung des Prüfkopfs keine separate ZuStelleinrichtung vorzusehen ist.

Wenn der Prüfkopf am Seitenschieberelement angeordnet ist, kann dieses zur Montage des Prüfkopfs genutzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Prüfkopf an einem austauschbar mit einem Seitenschieberträger eines Seitenschieberelements verbundenen Seitenschieberkopf angeordnet, sodass eine Nachrüstung einer standardmäßig zur Herstellung von Terminalverbindungen verwendeten Schweißvorrichtung durch einfachen Austausch des Seitenschie- berkopfs möglich ist.

Wenn der Prüfkopf verschwenkbar an das Seitenschieberelement angeschlossen ist, lässt sich die Überführung des Prüfkopfs in den Verdichtungsraum innerhalb kürzester Zeit vornehmen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Prüfkopf mittels einer parallel zur Gegenfläche der Gegenelektrode und in eine dritte Achsenrichtung quer zur Zustellrichtung des Seitenschieberelements verlaufenden Schwenkachse an das Seitenschieberelement angeschlossen ist, sodass eine Antriebseinrichtung zum Verschwenken des Prüfkopfs oberhalb des Seitenschieberelements vorgesehen werden kann und somit die Zugänglichkeit des Verdichtungsraums möglichst wenig beeinträchtigt.

Eine besonders kompakte Lösung zur Anordnung des Prüfkopfs in unmittelbarer Nähe des Verdichtungsraums ergibt sich, wenn der Prüfkopf mittels einer am Seitenschieberelement angeordneten Antriebseinrichtung gegenüber dem Seitenschieberelement verschwenkbar ist.

Vorzugsweise weist der Prüfkopf eine Kontaktpartneraufnahme auf mit einem im Wesentlichen parallel zur Schweißebene angeordneten Niederhalter und einer Krafteinleitungseinrichtung zur Kraftübertragung auf den Kontaktpartner. Mittels eines derart ausgebildeten Prüfkopfs ist sichergestellt, dass die vom Prüfkopf auf den Kontaktpartner wirkende Prüfkraft innerhalb der Schweißebene wirkt, da insbesondere aufgrund der Ausbildung der Kontaktpartneraufnahme verhindert wird, dass der mit der Prüfkraft beaufschlagte Kontaktpartner vom anderen Kontakt- partner abhebt.

Wenn die Krafteinleitungseinrichtung derart angeordnet ist, dass sie seitlich versetzt zu einer parallel zur Zustellachse des Prüfkopfs verlaufenden Mittelachse des auf der Gegenfläche angeordneten Kontaktpartners ausgerichtet ist, kann die Scherkraft mit einem Schermoment über- lagert werden.

Wenn die Kontaktaufnahme eine in der ersten Achsenrichtung wirksame Dreharretierung aufweist, kann anderseits bei Bedarf auch verhindert werden, dass der mit der Prüfkraft beaufschlagte Kontaktpartner sich in der Schweißebene gegenüber dem anderen Kontaktpartner verdreht. Vorzugsweise ist der Niederhalter als eine parallel zur Schweißebene S angeordnete Anlagefläche, die Dreharretierung als eine Anlagekante und die Krafteinleitungseinrichtung als Anschlagkante ausgebildet, sodass der Niederhalter, die Dreharretierung und die Beaufschlagungsfläche eine definierte Raumecke ausbilden und die Prüfkraft gleichmäßig über die gesamte Breite des Kontaktpartners übertragen und ein Verdrehen des Kontaktpartners ausgeschlossen ist.

Besonders bevorzugt ist es, wenn benachbart dem Verdichtungsraum eine Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist, die eine dem Prüfvorgang nachfolgende Bearbeitung eines mit einem Kontaktpartner verbundenen Drahtleiters oder eines mit dem Kontaktpartner verbundenen Terminals ermöglicht.

Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinrichtung als Trenneinrichtung zum Durchtrennen des Drahtleiters ausgebildet, sodass für den Fall eines Versagens der Verbindungsanordnung im Schertest unmittelbar nachfolgend eine Durchtrennung des Drahtleiters zur Unbrauchbarmachung der Verbindungsanordnung erfolgen kann.

Ebenso vorteilhaft kann es sein, wenn die Bearbeitungseinrichtung als Umformeinrichtung zur Umformung des Terminals ausgebildet ist, sodass im Falle eines Versagens der Verbindungsanordnung im Schertest eine Umformung des Terminals erfolgen oder unterbleiben kann, um die Verbindungsanordnung als unbrauchbar zu kennzeichnen.

Zur Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 15 auf. Erfindungsgemäß wird zur Durchführung des dem Schweißvorgang nachfolgenden Prüfvorgangs ein Prüfkopf, der während des im Schweißmodus der Vorrichtung durchgeführten Schweißvorgangs, in dem der Verdichtungsraum durch die Sonotrode geschlossen ist, außerhalb des Verdichtungsraums angeordnet ist, in einem Prüfmodus der Vorrichtung, in dem der Verdichtungsraum geöffnet ist, in eine Position innerhalb des Verdichtungsraums gebracht, wobei zur Durchführung der Prüfung ein Kontaktpartner der in Schweißposition verbliebenen Schweißverbindung mit einer Scherkraft in Richtung einer Zustellachse des Prüfkopfs beauf- schlagt und der andere Kontaktpartner auf der Gegenfläche entgegen der Zustellrichtung des Prüfkopfs fixiert gehalten wird.

Vorzugsweise wird der Prüfkopf zur Durchführung des Prüfvorgangs im Prüfmodus der Vorrichtung aus einer im Schweißmodus der Vorrichtung oberhalb des Seitenschieberelements angeordneten Position in eine Prüfstellung in den geöffneten Verdichtungsraum eingeschwenkt.

Wenn die Durchführung des Prüfvorgangs in Abhängigkeit von zumindest einem während des Schweißvorgangs ermittelten Prozessparameter erfolgt, kann die Prüfung unabhängig von einem festen Prüfraster, das beispielsweise eine definierte Prüffrequenz vorsieht, derart, dass j ede x- te Terminalverbindung geprüft wird, immer dann erfolgen, wenn signifikante Abweichungen in einem Prozessparameter festgestellt werden. Derartige Prozessparameter können beispielsweise die Leistungsaufnahme der Sonotrode bzw. eines an die Sonotrode angeschlossenen Konver- ters, die Schweißzeit oder auch ein geometrischer Parameter der

Schweißverbindung sein.

Vorzugsweise wird zur Durchführung des Prüfvorgangs eine Krafteinleitungseinrichtung des Prüfkopfs auf Anschlag gegen den Kontaktpartner verfahren, und anschließend erfolgt eine kontinuierliche Erhöhung der Kraft.

Wenn die ZuStelleinrichtung des Prüfkopfs mit einer Wegmesseinrichtung versehen ist, derart, dass während der Erhöhung der Kraft der Zustellweg des Prüfkopfs gemessen wird, kann insbesondere in dem Fall, dass ein Kontaktpartner als Litze ausgebildet ist, eine Schlechtteildefini- tion der Terminalverbindung bei zu großer Komprimierbarkeit des

Kontaktpartners, also etwa bei zu großer Abweichung von einen vorgegebenen Kraf Weg-Gradienten, erfolgen.

Unabhängig von dem zur Schlechtteildefinition bestimmten Parameter ist es zur Dokumentation des Prüfvorgangs und/oder des Prüfergebnisses von Vorteil, wenn parallel zum Prüfvorgang eine Dokumentation mit Speicherung der relevanten Daten und deren Zuordnung zur geprüften Terminalverbindung, insbesondere die Erstellung einer Logdatei, erfolgt.

Wenn bei Durchführung des Prüfvorgangs eine Kennzeichnung eines Kontaktpartners mit einem Prüfkennzeichen erfolgt, kann gleichzeitig mit Durchführung des Prüfvorgangs ein Nachweis für die erfolgte Prüfung ermöglicht werden.

Vorzugsweise erfolgt während des Prüfvorgangs eine Kraftmessung der durch den Prüfkopf aufgebrachten Kraft um im Falle eines Unterschrei- tens einer definierten Prüfkraft eine Durchtrennung eines mit dem

Kontaktpartner verbundenen Drahtleiters mittels einer Trenneinrichtung.

Alternativ kann während des Prüfvorgangs eine Kraftmessung der durch den Prüfkopf aufgebrachten Scherkraft erfolgen und im Falle einer Unterschreitung einer als Sollwert definierten Prüfkraft die Umformung eines Kontaktpartners zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Kontaktpartner und einem mit dem Kontaktpartner verbundenen Drahtleiter mittels einer auf den Kontaktpartner einwirkenden Umformeinrichtung unterbleiben.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung mit Erläuterung des mittels der Vorrichtung durchführbaren Verfahrens anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit einem geschlossenen Verdichtungsraum; Fig. 2 die Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit geöffnetem Verdichtungsraum; Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem außerhalb des Verdichtungsraums angeordneten Prüfkopf;

Fig. 4 die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung mit in den Verdich- tungsraum verschwenktem Prüfkopf.

Fig. 1 zeigt einen Verdichtungsraum 10 einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik während der Durchführung eines Ultraschallschweißvorgangs . Der Verdichtungsraum 10 nimmt während der Durchführung des Schweißvorgangs einen unteren Kontaktpartner 1 1 sowie einen oberen Kontaktpartner 12 auf und ist in einer hier durch die Z-Achse definierten ersten Achsenrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch eine Arbeitsfläche 13 einer hier senkrecht zur Zeichenebene in Richtung der Y-Achse mit Ultraschallschwingungen beaufschlagten Sonotrode 14 und einer Gegenfläche 15 einer als Amboss ausgebildeten Gegenelektrode 16 begrenzt.

In einer zweiten, hier durch die X-Achse definierten Achsenrichtung ist der Verdichtungsraum 10 von einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen 17 , 1 8 von Begrenzungselementen begrenzt, die durch j eweils ein Seitenschieberelement 19, 20 gebildet sind, welche, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt, im vorliegenden Fall beide gegenüber der Gegenelektrode 1 6 in Richtung der X-Achse verfahrbar sind.

In dem in Fig. 1 dargestellten Schweißmodus, in dem sich die Kontaktpartner 1 1 , 12 in definierter Anordnung aufeinanderliegend in Schweißposition befinden, ist der untere Kontaktpartner 1 1 in eine den Kontakt- partner 1 1 in Richtung der X-Achse fixierenden Ambossaufnahme 21 aufgenommen. Zwischen dem unteren Kontaktpartner 1 1 und der Arbeitsfläche 13 der Sonotrode 14 befindet sich der obere Kontaktpartner 12, der von der Sonotrode 14 mit definiertem Druck gegen den unteren Kontaktpartner 1 1 gedrückt wird. Die Relativposition des oberen Kon- taktpartners 12 gegenüber dem unteren Kontaktpartner 1 1 wird im Schweißmodus durch die in Richtung der X-Achse gegen den oberen Kontaktpartner 12 verfahrenen Begrenzungsflächen 17, 1 8 der Seiten- schieberelemente 19 , 20 definiert. In dieser Relativanordnung der Kontaktpartner 1 1 , 12 innerhalb des geschlossenen Verdichtungsraums 10 bewirkt eine Schwingungsbeaufschlagung der Sonotrode 14 ein Verschweißen der Kontaktpartner 1 1 , 12 in einer zwischen den Kontaktpartnern 1 1 , 12 ausgebildeten Schweißebene S .

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kontaktpartnern 1 1 , 12 handelt es sich im vorliegenden Fall bei dem unteren Kontaktpartner 1 1 um ein Anschlussende eines aus Blech hergestellten Terminals 22 , und bei dem oberen Kontaktpartner 12 um ein infolge der Druckbeaufschlagung durch die Sonotrode 14 im Querschnitt annähernd rechteckförmig verdichtetes Litzenende eines mit dem Terminal 22 zur Herstellung einer Terminalverbindung 23 verbundenen Drahtleiters 24 (Fig. 3) . Nach Herstellung der Schweißverbindung in dem in Fig. 1 dargestellten Verdichtungsraum 10 erfolgt eine Öffnung des Verdichtungsraums 10, wie in Fig. 2 dargestellt, derart, dass sowohl die Seitenschieberelemente 19, 20 in Richtung der X-Achse als auch die Sonotrode 14 in Richtung der Z-Achse verfahren wird und eine Entnahme der fertiggestellten Terminalverbindung 23 aus dem Verdichtungsraum 10 erfolgen kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Verdichtungsraum 25 in isometrischer Darstellung in einer Fig. 2 entsprechenden Konfiguration, also nach Durchführung des Schweißvorgangs mit einer noch in Schweißposition im Verdichtungs- räum 25 angeordneten Terminalverbindung 23 , wobei in Fig. 3 übereinstimmend mit dem in Fig. 2 dargestellten Verdichtungsraum 10 ausgebildete Komponenten identische Bezugszeichen aufweisen.

Wie ein Vergleich der Fig. 3 und 2 deutlich macht, weist der Verdichtungsraum 25 abweichend von dem Verdichtungsraum 10 ein Seiten- schieberelement 26 auf, das mit einem Prüfkopf 27 versehen ist. Der Prüfkopf 27 ist an einem Seitenschieberkopf 28 angeordnet, der wie ein Seitenschieberkopf 29 des Seitenschieberelements 19 austauschbar an einem Seitenschieberträger 30 angeordnet ist.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der Prüfkopf 27 an einer quer zur Zustellrichtung des Seitenschieberelements 26 , also hier quer zur X-Achse und parallel zur Gegenfläche 15 der Gegenelektrode l 6 verlaufenden Schwenkachse 3 1 am Seitenschieberkopf 28 gelagert. Als Schwenkantrieb für den Prüfkopf 27 ist dieser mit einer hier als Pneumatikzylinder ausgebildeten Antriebseinrichtung 32 verbunden, die auf dem Seitenschieberträger 30 angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt den Prüfkopf 27 in einer Relativanordnung am Seitenschie- berelement 26 außerhalb des Verdichtungsraums 25 , in der der Prüfkopf 27 während der Durchführung des Schweißvorgangs, also während sich die Schweißvorrichtung im Schweißmodus befindet, angeordnet ist. Nach Überführung des Verdichtungsraums 25 in die in Fig. 3 dargestellte geöffnete Stellung, in der sich die Seitenschieberelemente 26, 20 beabstandet zu den Kontaktpartnern 1 1 , 12 befinden und die Sonotrode 14 nach oben von den Kontaktpartnern 1 1 , 12 abgehoben ist, verbleibt nachfolgend dem Schweißvorgang die Terminalverbindung 23 mit den in der Schweißebene S miteinander verschweißten Kontaktpartnern 1 1 , 12 in Schweißposition auf der Gegenelektrode 16, wobei der untere Kontaktpartner 1 1 in der Ambossaufnahme 21 in Richtung der X-Achse fixiert bleibt.

Ausgehend von der in Fig. 3 dargestellten Nichtbetriebsstellung wird zur Durchführung eines Prüfvorgangs der Prüfkopf 27 in seine Betriebs- oder Prüfstellung verschwenkt, wobei die Prüfstellung des Prüfkopfs 27 im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch einen Anschlag von an der Schwenkachse 3 1 gelenkig gelagerten Schwenkarmen 33 , 34 des Prüfkopfs gegen am Seitenschieberkopf 28 angeordnete Schwenkanschläge 35 , 36 definiert ist. Ausgehend von dieser Prüfstellung des Prüfkopfs 27 wird der Prüfkopf 27 mit einer in Fig. 3 dargestellten Anschlagkante 37, die zusammen mit einer Anlagekante 38 und einer Anlagefläche 39, die j eweils senkrecht zur Anschlagkante 37 orientiert sind und mit der Anschlagkante 37 an einer Unterseite 40 des Prüfkopfs 27 eine als Raumecke ausgebildete Kontaktpartneraufnahme 41 ausbil- den, gegen eine in Richtung der Y-Achse verlaufende Längskante 42 des oberen Kontaktpartners 12 verfahren.

Wie Fig. 4 zeigt, ist in der nach Anlage der Anschlagkante 37 gegen die Längskante 42 des oberen Kontaktpartners 12 erreichten Krafteinleitungsstellung des Prüfkopfs 27 der obere Kontaktpartner 12 derart in der am Prüfkopf 27 ausgebildeten Kontaktpartneraufnahme 41 aufgenommen, dass die Anlagefläche 39 als Niederhalter und die Anlagekante 38 als Verdrehsicherung wirkt. Somit wird in dem Fall, dass der obere Kontaktpartners 12 durch Betätigung der ZuStelleinrichtung des Seitenschie- berelements 26 in Richtung der X-Achse mit einer Querkraft beauf- schlagt wird, die in der Schweißebene S eine Scherkraft bewirkt, ein

Ausweichen des oberen Kontaktpartners 12 in Richtung der Z-Achse und der Y-Achse verhindert und lediglich in Richtung der X-Achse ermöglicht.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Anschlagkante 37 mit einem Prüfstem- pel 43 versehen, der die Aufbringung einer Prüfkennzeichnung auf den oberen Kontaktpartner 12 ermöglicht. Im Falle einer Unterschreitung einer als Sollwert definierten Prüfkraft kann mittels einer in Richtung der Y-Achse, wie in Fig. 3 dargestellt, unmittelbar benachbart dem Verdichtungsraum 25 angeordneten Trenneinrichtung 44 eine Durchtren- nung des mit dem oberen Kontaktpartner 12 verbundenen Drahtleiters 24 erfolgen, um eine Verwendung einer durch Unterschreiten der Prüfkraft als fehlerhaft erkannten Terminalverbindung 23 zu verhindern.