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Title:
ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/098853
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an assembly (10) having a first connection part (12) with a base area (14), which is flat at least in sections, and having a second connection part (16) with a surrounding shell surface (18), wherein the first connection part (12) and the second connection part (16) are welded to each other by means of an ultrasound weld (24), and the first connection part (12) comprises one or more weld lugs (26a, 26b) protruding out of the base area (14) and surrounding the shell surface (18) of the second connection part (16) along the circumference at least in sections.

Inventors:
PAZGU COSMIN-IOAN (DE)
SCHOPPEL HARALD (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000299
Publication Date:
May 22, 2020
Filing Date:
November 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GENTHERM GMBH (DE)
International Classes:
B23K20/10; B29C65/08; H01R4/18; H01R43/02
Foreign References:
DE102017209028A12017-11-30
DE102014207207A12014-10-23
DE102015214408B32016-06-09
DE10017464A12000-11-09
US20170244178A12017-08-24
DE202004010775U12005-01-27
DE3806544A11989-09-14
DE4206584C21994-03-10
DE2219290C21990-07-19
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Claims:
Ansprüche

1. Baugruppe (10), mit

einem ersten Verbindungsteil (12) mit einer zumindest abschnittsweise flachen Grundfläche (14); und

einem zweiten Verbindungsteil (16) mit einer umlaufenden Mantelfläche (18);

wobei das erste Verbindungsteil (12) und das zweite Verbindungsteil (16) mittels einer Ultraschallschweißverbindung (24) miteinander verschweißt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (12) eine oder mehrere aus der Grundfläche (14) herausragende

Schweißfahnen (26a, 26b) umfasst, welche die Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen.

2. Baugruppe (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (12) und das zweite Verbindungsteil (16) zusätzlich zu der stoffschlüssigen Schweißverbindung mittels der einen oder der mehreren

Schweißfahnen (26a, 26b) formschlüssig miteinander verbunden sind.

3. Baugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungsteil (16) als

Schweißhülse ausgebildet ist.

4. Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren

Schweißfahnen (26a, 26b) als, insbesondere gebogene,

Materialkämme ausgebildet sind, welche die Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen.

5. Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungsteil (16) eine

Längsachse aufweist und die eine oder die mehreren Schweißfahnen (26a, 26b) sich jeweils parallel zu der Längsachse des zweiten Verbindungsteils (16) erstrecken. 6. Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (12) und das zweite Verbindungsteil (16) innerhalb eines Fügebereichs miteinander verschweißt sind, wobei der Fügebereich eine dem zweiten Verbindungsteil (16) zugewandte Innenfläche der einen oder der mehreren Schweißfahnen (26a, 26b) des ersten Verbindungsteils

(12) umfasst.

7. Baugruppe (10) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich einen dem zweiten Verbindungsteil (16) zugewandten Abschnitt der Grundfläche (14) des ersten Verbindungsteils (12) und/oder zumindest einen Abschnitt der umlaufenden Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) umfasst. 8. Baugruppe (10) nach eine der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (12) zwei gegenüberliegende und vorzugsweise entgegengesetzt gebogene Schweißfahnen (26a, 26b) aufweist, welche die Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen.

9. Baugruppe (10) nach eine der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) entlang zumindest der Hälfte des Umfangs, vorzugsweise entlang zumindest 60%, 70%, 80% oder 90% des Umfangs oder entlang des gesamten Umfangs, von Material des ersten Verbindungsteils (12) umschlossen ist.

10. Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe (10), insbesondere einer Baugruppe (10) nach einer der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten:

Positionieren eines zweiten Verbindungsteils (16) mit einer umlaufenden Mantelfläche (18) auf einer flachen Grundfläche (14) eines ersten Verbindungsteils (12); und

Verbinden des ersten Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) mittels Ultraschallschweißen, wobei über eine Arbeitsfläche (102) einer Sonotrode (100) hochfrequente mechanische Schwingungen in das erste Verbindungsteil (12) und/oder das zweite Verbindungsteil (16) eingeleitet werden; dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche (102) der Sonotrode (100) zumindest abschnittsweise gebogene ausgebildet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass während dem Verbinden des ersten Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) mittels Ultraschallschweißen das Erzeugen einer Formschlussverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil (12) und dem zweiten

Verbindungsteil (16) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des ersten

Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) mittels Ultraschallschweißen das Aufsetzen der Sonotrode (100) auf das zweite Verbindungsteil (16) umfasst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (100) eine oder mehrere Kontaktflächen (104a, 104b) aufweist, welche beim

Aufsetzen der Sonotrode (100) auf das zweite Verbindungsteil (16) in Kontakt mit der Grundfläche (14) des ersten Verbindungsteils (12) gebracht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren

Kontaktflächen (104a, 104b) der Sonotrode (100) während des Verbindens des ersten Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) durch die Ebene der Grundfläche (14) hindurchbewegt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass die Form und/oder Kontur der Arbeitsfläche (102) der Sonotrode (100) derart an die Form und/oder Kontur der Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) angepasst ist, dass sich beim Aufsetzen der Sonotrode (100) auf das zweite Verbindungsteil (16) zwischen der Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) und der Arbeitsfläche (102) der Sonotrode (100) ein Schweißspalt (106) ausbildet, in welchem Material des ersten Verbindungsteils (12) während des

Schweißvorgangs von der Grundfläche (14) des ersten

Verbindungsteils (12) hineinfließt.

16. Verfahren nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, dass der sich ausbildende Schweißspalt (106) gebogen ist und die Mantelfläche (18) des zweiten

Verbindungsteils (16) entlang des Umfangs abschnittsweise umgibt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16,

dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbinden des ersten

Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) mittels Ultraschallschweißen eine oder mehrere aus der Grundfläche (14) des ersten Verbindungsteils (12) herausragende Schweißfahnen (26a, 26b) erzeugt werden, welche die Mantelfläche (18) des zweiten Verbindungsteils (16) entlang des Umfangs zumindest

abschnittsweise umschließen.

18. Verfahren nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, dass sich die eine oder die mehreren Schweißfahnen (26a, 26b) während des Verbindens des ersten Verbindungsteils (12) und des zweiten Verbindungsteils (16) innerhalb des Schweißspalts (106) ausbilden.

Description:
Baugruppe

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem ersten Verbindungsteil mit einer zumindest abschnittsweise flachen Grundfläche und einem zweiten Verbindungsteil mit einer umlaufenden Mantelfläche, wobei das erste Verbindungsteil und das zweite Verbindungsteil mittels einer

Ultraschallschweißverbindung miteinander verschweißt sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer

Baugruppe mit den Schritten: Positionieren eines zweiten Verbindungsteils mit einer umlaufenden Mantelfläche auf einer flachen Grundfläche eines ersten Verbindungsteils und Verbinden des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils mittels Ultraschallschweißen, wobei über eine Arbeitsfläche einer Sonotrode hochfrequente mechanische

Schwingungen in das erste Verbindungsteil und/oder das zweite

Verbindungsteil eingeleitet werden.

In einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsbereichen erfolgt das Fügen von Verbindungsteilen mittels Ultraschallschweißen. Hierbei werden hochfrequente mechanische Schwingungen in zumindest ein Verbindungsteil eingeleitet, sodass es in einem Fügebereich zu einem plastischen Materialfluss kommt, aus welchem ein Verzahnen und

Verhaken der Fügepartner resultiert. Das Verschweißen von Verbindungsteilen mittels Ultraschallschweißen ist beispielsweise aus den Druckschriften DE 4206 584 C2 und DE 2 219 290 C2 bekannt.

Die Belastbarkeit von Ultraschallschweißverbindungen lässt sich insbesondere über deren Schälkraft beurteilen. Diese hängt insbesondere von der Materialauswahl und der Oberflächengüte der Verbindungspartner ab. In der Praxis wird die Belastbarkeit von

Ultraschallschweißverbindungen nicht selten von Unregelmäßigkeiten in

Bestätigungskopie den Fügeoberflächen und/oder lokal variierenden Materialeigenschaften beeinträchtigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die

Belastbarkeit einer Ultraschallschweißverbindung zwischen zwei

Verbindungsteilen zu erhöhen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Baugruppe der eingangs genannten Art, wobei das erste Verbindungsteil der erfindungsgemäßen Baugruppe eine oder mehrere aus der Grundfläche herausragende Schweißfahnen umfasst, welche die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch den Einsatz einer geeigneten Sonotrode beim Verschweißen des ersten

Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils ein plastisches Fließen des Materials des ersten Verbindungsteils erreicht werden kann, welches zur Ausbildung einer oder mehrerer Schweißfahnen führt. Die eine oder die mehreren während des Schweißvorgangs erzeugten Schweißfahnen führen zu einer erheblichen Stabilisierung der Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil, da diese das zweite Verbindungsteil entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen. Die Belastbarkeit der Ultraschallschweißverbindung wird durch die eine oder die mehreren den Umfang des zweiten

Verbindungsteils zumindest abschnittsweise umschließenden

Schweißfahnen erheblich gesteigert.

Eine Schweißfahne im Sinne der Erfindung ist dabei eine Materialfahne, welche sich während des Schweißvorgangs durch plastisches Fließen, insbesondere ohne Schmelzen, des Materials des ersten Verbindungsteils ausgebildet hat. Das erste Verbindungsteil und/oder das zweite

Verbindungsteil können aus einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein. Insbesondere ist das erste Verbindungsteil und/oder das zweite Verbindungsteil aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer und/oder einer Kupferlegierung ausgebildet.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Baugruppe sind das erste Verbindungsteil und das zweite Verbindungsteil zusätzlich zu der stoffschlüssigen Schweißverbindung mittels der einen oder der mehreren Schweißfahnen formschlüssig miteinander verbunden. Der Formschluss wird durch das zumindest abschnittsweise Umschließen der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs durch die eine oder die mehreren Schweißfahnen erreicht. Der während des

Schweißvorgangs erzeugte Formschluss sorgt einerseits für eine erhöhte Festigkeit der Ultraschallschweißverbindung zwischen dem ersten

Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil und erhöht andererseits die Belastbarkeit der Fügeverbindung durch einen zusätzlichen

Formschluss. Der Formschluss kann dabei in eine, mehrere oder sämtliche Richtungen wirken.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe ist das zweite Verbindungsteil als Schweißhülse ausgebildet. Insbesondere ist das zweite Verbindungsteil eine Schweißhülse eines elektrischen Leiters, beispielsweise eines Kabels. Vorzugsweise sind innerhalb des als Schweißhülse ausgebildeten Verbindungsteils elektrisch leitfähige

Metalladern angeordnet. Entsprechende Baugruppen werden

beispielsweise in der Fahrzeugindustrie eingesetzt, um elektrische

Bauteile zu kontaktieren. Das erste Verbindungsteil kann vorzugsweise zumindest abschnittsweise als flaches Metallblech ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe ist die eine oder sind die mehreren Schweißfahnen als Materialkämme ausgebildet, welche die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen. Die Materialkämme sind dabei insbesondere gebogen ausgebildet. Die Innenflächen der Mantelkämme weisen dabei vorzugsweise eine Kontur auf, welche an die Kontur der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils angepasst ist und dieser vorzugsweise im Wesentlichen entspricht.

Vorzugsweise überdeckt die eine oder überdecken die mehreren

Schweißfahnen die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils zumindest abschnittsweise.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe weist das zweite Verbindungsteil eine Längsachse auf und die eine oder die mehreren Schweißfahnen erstrecken sich jeweils parallel zu der Längsachse des zweiten Verbindungsteils. Somit umschließt die eine oder umschließen die mehreren Schweißfahnen des ersten Verbindungsteils die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang eines

Längsabschnitts. Die eine oder die mehreren Schweißfahnen können zumindest einen Umfangsabschnitt der Mantelfläche des zweiten

Verbindungsteils entlang einer Teillänge oder entlang der gesamten Länge des zweiten Verbindungsteils zumindest abschnittsweise

umschließen.

Die erfindungsgemäße Baugruppe wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das erste Verbindungsteil und das zweite

Verbindungsteil innerhalb eines Fügebereichs miteinander verschweißt sind, wobei der Fügebereich eine dem zweiten Verbindungsteil

zugewandte Innenfläche der einen oder der mehreren Schweißfahnen des ersten Verbindungsteils umfasst. Somit dienen die Schweißfahnen nicht nur zur Bereitstellung einer Formschlussverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil, sondern außerdem zur Bereitstellung einer flächenvergrößerten stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe umfasst der Fügebereich einen dem zweiten Verbindungsteil

zugewandten Abschnitt der Grundfläche des ersten Verbindungsteils und/oder zumindest einen Abschnitt der umlaufenden Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils. Das zweite Verbindungsteil liegt vorzugsweise auf der Grundfläche des ersten Verbindungsteils auf, sodass eine besonders belastbare Ultraschallschweißverbindung dadurch erreicht werden kann, dass sowohl zwischen der einen oder den mehreren Schweißfahnen des ersten Verbindungsteils und der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils als auch zwischen der Grundfläche des ersten Verbindungsteils und der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils eine stoffschlüssige Fügeverbindung vorliegt.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Baugruppe weist das erste Verbindungsteil zwei gegenüberliegende und vorzugsweise

entgegengesetzt gebogene Schweißfahnen auf, welche die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest

abschnittsweise umschließen. Die zwei Schweißfahnen sind dabei vorzugsweise spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet. Die

Schweißfahnen verlaufen vorzugsweise entlang von gegenüberliegenden Seiten des zweiten Verbindungsteils.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe ist die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang zumindest der Hälfte des Umfangs, vorzugsweise entlang zumindest 60 %, 70 %, 80 % oder 90% des Umfangs oder entlang des gesamten

Umfangs, von Material des ersten Verbindungsteils umschlossen. Je höher der Anteil des Umfangs des zweiten Verbindungsteils ist, welcher von der einen oder den mehreren Schweißfahnen des ersten

Verbindungsteils umschlossen wird, desto größer ist die Fügefläche zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil. Ferner erhöht sich mit dem Anteil des Umfangs des zweiten

Verbindungsteils, welcher von Material des ersten Verbindungsteils umschlossen ist, die Belastbarkeit der Formschlussverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein

Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Arbeitsfläche der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Sonotrode zumindest abschnittsweise gebogen ausgebildet ist. Insbesondere wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Baugruppe nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hergestellt. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Baugruppe verwiesen. Durch die zumindest abschnittsweise gebogene Arbeitsfläche der

Sonotrode kann eine Fließrichtung für das Material des ersten

Verbindungsteils während des Ultraschallschweißens vorgegeben werden. Durch die Vorgabe der Fließrichtung können eine oder mehrere

Schweißfahnen erzeugt werden, über welche die Belastbarkeit der

Fügeverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil erheblich gesteigert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt während dem Verbinden des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils mittels Ultraschallschweißen das Erzeugen einer Formschlussverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil. Die Formschlussverbindung wird vorzugsweise über eine oder mehrere Schweißfahnen erzeugt, welche durch plastisches Materialfließen während des Ultraschallschweißens aufgebaut werden. Dabei fließt Material des ersten Verbindungsteils von der flachen

Grundfläche des ersten Verbindungsteils weg und legt sich um die

Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils, um die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise zu umschließen.

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verbinden des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils mittels Ultraschallschweißen das Aufsetzen der

Sonotrode auf das zweite Verbindungsteil. Das Aufsetzen der Sonotrode auf das zweite Verbindungsteil kann derart erfolgen, dass ein Kontakt der Arbeitsfläche der Sonotrode mit der Mantelfläche des zweiten

Verbindungsteils hergestellt wird. Alternativ kann das Aufsetzen der Sonotrode auf das zweite Verbindungsteil derart erfolgen, dass kein Kontakt zwischen der Arbeitsfläche der Sonotrode und der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils hergestellt wird. Insbesondere, wenn ein Schweißspalt zur Ausbildung einer oder mehrerer Schweißfahnen zwischen der Arbeitsfläche der Sonotrode und der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils freigehalten werden soll, kann es von Vorteil sein, den direkten Kontakt zwischen der Mantelfläche des zweiten

Verbindungsteils und der Arbeitsfläche der Sonotrode beim Aufsetzen der Sonotrode auf das zweiten Verbindungsteil zu vermeiden. In diesem Fall ist jedoch zumindest ein Kontakt der Sonotrode mit dem ersten

Verbindungsteil erforderlich, sodass die hochfrequenten mechanischen Schwingungen von der Sonotrode in das erste Verbindungsteil eingeleitet werden können.

Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem die Sonotrode eine oder mehrere Kontaktflächen aufweist, welche beim Aufsetzen der Sonotrode auf das zweite Verbindungsteil in Kontakt mit der Grundfläche des ersten Verbindungsteils gebracht werden. Durch den Kontakt zwischen der einen oder den mehreren Kontaktflächen der Sonotrode und der Grundfläche des ersten

Verbindungsteils werden die hochfrequenten mechanischen

Schwingungen in das erste Verbindungsteil eingebracht. Auf diese Weise wird ein plastisches Fließen des Materials des ersten Verbindungsteils verursacht, wodurch die Ausbildung von einer oder mehrerer

Schweißfahnen, welche die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen, initiiert wird. Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem die eine oder die mehreren Kontaktflächen der Sonotrode während des Verbindens des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils durch die Ebene der Grundfläche hindurchbewegt werden. Somit kommt es zu einem Eintauchen der Sonotrode in das Material des ersten Verbindungsteils. Hierdurch wird eine erhebliche Steigerung des plastischen Materialflusses hervorgerufen, wodurch die Ausbildung von einer oder mehreren Schweißfahnen, welche die

Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen, gefördert wird.

Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem die Form und/oder die Kontur der Arbeitsfläche der Sonotrode derart an die Form und/oder Kontur der Mantelfläche des zweiten

Verbindungsteils angepasst ist, dass sich beim Aufsetzen der Sonotrode auf das zweite Verbindungsteil zwischen der Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils und der Arbeitsfläche der Sonotrode ein Schweißspalt ausbildet, in welchem Material des ersten Verbindungsteils während des Schweißvorgangs von der Grundfläche des ersten Verbindungsteils hineinfließt. Innerhalb des Schweißspalts bilden sich während des

Ultraschallschweißvorgangs vorzugsweise eine oder mehrere

Schweißfahnen aus, welche die Mantelfläche des zweiten

Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen. Der Schweißspalt kann zumindest abschnittsweise eine konstante Spaltbreite aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der sich ausbildende Schweißspalt gebogen ausgebildet und umgibt abschnittsweise die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs. Dadurch, dass der Schweißspalt die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs umgibt, wird während des Ultraschallschweißvorgangs ein plastisches Materialfließen erreicht, welches zur Ausbildung von einer oder mehreren Schweißfahnen führt.

Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem beim Verbinden des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils mittels Ultraschallschweißen eine oder mehrere aus der Grundfläche des ersten Verbindungsteils herausragende Schweißfahnen erzeugt werden, welche die Mantelfläche des zweiten Verbindungsteils entlang des Umfangs zumindest abschnittsweise umschließen. Das Erzeugen der einen oder der mehreren aus der Grundfläche des ersten Verbindungsteils herausragenden Schweißfahnen erfolgt durch plastisches Fließen des Materials des ersten Verbindungsteils, wobei das plastische Fließen durch die eingeleiteten hochfrequenten mechanischen Schwingungen verursacht wird.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden sich die eine oder die mehreren Schweißfahnen während des Verbindens des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils innerhalb des Schweißspalts aus. Der Schweißspalt gibt somit die Form der sich ausbildenden Schweißfahnen vor. Abhängig von Material und

Prozessparametern während des Schweißvorgangs kann der

Schweißspalt teilweise oder vollständig durch Material des ersten

Verbindungsteils ausgefüllt werden.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baugruppe in einer Draufsicht;

Fig. 2 die in der Fig. 1 abgebildete Baugruppe in einer

Schnittdarstellung; Fig. 3 die Herstellung einer Baugruppe mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem ersten Zeitpunkt;

Fig. 4 die Herstellung einer Baugruppe mittels des

erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem zweiten Zeitpunkt; und

Fig. 5 die Herstellung einer Baugruppe mittels des

erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem dritten Zeitpunkt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Baugruppe 10. Die Baugruppe 10 umfasst ein erstes Verbindungsteil 12 und ein zweiten Verbindungsteil 16, welche mittels einer Ultraschallschweißverbindung 24 miteinander verschweißt sind.

Das erste Verbindungsteil 12 ist als Metallblech ausgebildet und umfasst eine flache Grundfläche 14. Das erste Verbindungsteil 12 kann

beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer und/oder einer Kupferlegierung ausgebildet sein. Das zweite Verbindungsteil 16 ist als Schweißhülse einer elektrisch leitfähigen Leitung ausgebildet und weist eine umlaufende Mantelfläche 18 auf. Das zweite Verbindungsteil 16 kann beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer und/oder einer Kupferlegierung ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähige Leitung umfasst außerdem elektrisch leitfähige Adern 20, welche entlang eines Abschnitts mit einer Isolation 22 ummantelt sind.

Das erste Verbindungsteil 12 weist zwei aus der Grundfläche 14 herausragende Schweißfahnen 26a, 26b auf, welche die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 entlang des Umfangs abschnittsweise umschließen. Die Schweißfahnen 26a, 26b sind Materialfahnen, welche sich während des Schweißvorgangs durch plastisches Fließen und ohne Schmelzen des Materials des ersten Verbindungsteils 12 ausgebildet haben. Die beiden Schweißfahnen 26a, 26b sind als gebogene und

gegenüberliegende Materialkämme ausgebildet und erstrecken sich jeweils parallel zu einer Längsachse des zweiten Verbindungsteils 16. Die Innenflächen der Schweißfahnen 26a, 26b weisen eine Kontur auf, welche mit der Kontur der Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 korrespondiert. Die Krümmungen der Schweißfahnen 26a, 26b sind entgegengesetzt gerichtet, wobei die Schweißfahnen 26a, 26b

spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Die Schweißfahnen 26a, 26b sind auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten Verbindungsteils 16 angeordnet und umschließen abschnittsweise die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 entlang des Umfangs. Insgesamt wird die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs von Material des ersten Verbindungsteils 12 umschlossen. Die Schweißfahnen 26a, 26b umschließen die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 also derart abschnittsweise entlang des Umfangs, dass das erste Verbindungsteil 12 und das zweite

Verbindungsteil 16 zusätzlich zu der stoffschlüssigen Schweißverbindung mittels der beiden Schweißfahnen 26a, 26b formschlüssig miteinander verbunden sind. Das erste Verbindungsteil 12 und das zweite

Verbindungsteil 16 sind nämlich innerhalb eines Fügebereichs miteinander verschweißt, wobei der Fügebereich einerseits einen Abschnitt der umlaufenden Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 und andererseits die dem zweiten Verbindungsteil 16 zugewandten

Innenflächen der Schweißfahnen 26a, 26b und einen dem zweiten

Verbindungsteil 16 zugewandten Abschnitt der Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 umfasst.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen unterschiedliche Phasen bei der Herstellung einer Baugruppe 10. ln dem in der Fig.3 dargestellten Zustand ist das Positionieren eines zweiten Verbindungsteils 16 mit einer umlaufenden Mantelfläche 18 auf einer flachen Grundfläche 14 eines ersten Verbindungsteils 12 bereits abgeschlossen. Beide Verbindungsteile 12, 16 sind aus einem

ultraschallschweißbaren Metall oder einer ultraschallschweißbaren

Metalllegierung ausgebildet.

Zum Verschweißen den ersten Verbindungsteils 12 und des zweiten Verbindungsteils 16 mittels Ultraschall wird eine Sonotrode 100 auf das zweite Verbindungsteil 16 aufgesetzt. Das Aufsetzen der Sonotrode 100 erfolgt durch Absenken der Sonotrode in Richtung des ersten

Verbindungsteils 12 und des zweiten Verbindungsteils 16. Beim

Aufsetzen der Sonotrode 100 wird ein direkter Kontakt zwischen der äußeren Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 und der gewölbten bzw. gebogenen Arbeitsfläche 102 der Sonotrode 100 vermieden.

Die Fig. 4 zeigt, dass die Kontaktflächen 104a, 104b der Sonotrode 100, welche der Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 zugewandt sind, beim Absenken der Sonotrode 100 durch die Ebene der Grundfläche 14 hindurchbewegt werden und somit in das Material des ersten

Verbindungsteils 12 eintauchen. Die beiden Kontaktflächen 104a, 104b werden beim Aufsetzen der Sonotrode 100 auf das zweite Verbindungsteil 16 in Kontakt mit der Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 gebracht. Durch das Eintauchen der Kontaktflächen 104a, 104b in und das In-Kontakt-Bringen der Kontaktflächen 104a, 104b mit der

Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 wird die Menge an

Material des ersten Verbindungsteils 12, welche während des

Ultraschallschweißprozesses durch plastisches Fließen bewegt wird, deutlich gesteigert.

In der Fig. 4 werden hochfrequente mechanische Schwingungen in das erste Verbindungsteil 12 und das zweite Verbindungsteil 16 eingeleitet, wodurch der plastische Materialfluss des Materials des ersten

Verbindungsteils 12 verursacht wird. Die Form und Kontur der

Arbeitsfläche 102 der Sonotrode 100 ist derart an die Form und die Kontur der Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 angepasst, dass sich beim Aufsetzen der Sonotrode 100 auf das zweite Verbindungsteil 16 zwischen der Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 und der Arbeitsfläche 102 der Sonotrode 100 ein Schweißspalt 106 ausbildet. In den Schweißspalts 106 fließt während des Schweißvorgangs Material des ersten Verbindungsteils 12 von der Grundfläche 14 des ersten

Verbindungsteils 12 hinein. Durch den Materialfluss bilden sich seitlich von dem zweiten Verbindungsteil 16 Schweißfahnen 26a, 26b aus.

Wie in der Fig. 5 dargestellt, werden dadurch, dass der sich ausbildende Schweißspalt 106 gebogen ist und die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 abschnittsweise entlang des Umfangs umgibt, während des Ultraschallschweißvorgangs zwei gegenüberliegende und aus der Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 herausragende Schweißfahnen 26a, 26b erzeugt, welche die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 abschnittsweise entlang des Umfangs umschließen. Die Schweißfahnen 26a, 26b bilden sich während des Verschweißens des ersten Verbindungsteils 12 und des zweiten Verbindungsteils 16 innerhalb des Schweißspalts 106 aus. Durch die Schweißfahnen 26a, 26b wird zusätzlich zu der Ultraschallschweißfügung eine Formschlussverbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil 12 und dem zweiten Verbindungsteil 16 erzeugt. Die Mantelfläche 18 des zweiten Verbindungsteils 16 wird durch die Schweißfahnen 26a, 26b und einen Abschnitt der Grundfläche 14 des ersten Verbindungsteils 12 im Wesentlichen entlang des gesamten

Umfangs von Material des ersten Verbindungsteils 12 umschlossen. Bezugszeichen

10 Baugruppe

12 erstes Verbindungsteil 14 Grundfläche

16 zweites Verbindungsteil 18 Mantelfläche

20 Adern

22 Isolation

24 Ultraschallschweißverbindung

26a, 26b Schweißfahnen

100 Sonotrode

102 Arbeitsfläche

104a, 104b Kontaktflächen

106 Schweißspalt