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Title:
DEVICE AND METHOD FOR ULTRASOUND CONNECTION OF ELECTRICAL CONDUCTORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/076433
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) and to a method for ultrasound connection of electrical conductors (2, 3). The device (1) comprises a compression space (4) for receiving the conductors (2, 3), the compression space (4) being delimited in a welding position by portions of delimiting faces (5, 6, 7, 8) arranged adjacently to one another, the delimiting faces comprising a working surface (5) of an ultrasound-transmitting sonotrode (15) and an anvil surface (6) arranged opposite the working surface (5). At least one retaining element (14) is provided for holding at least one strand (20), which is connected to at least part of the conductors (2, 3), away from the compression space (4).

Inventors:
HUBER CHRISTIAN (CH)
LITVINAS ARVYDAS (CH)
Application Number:
PCT/EP2017/076351
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
October 16, 2017
Export Citation:
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Assignee:
TELSONIC HOLDING AG (CH)
International Classes:
B23K20/10; H01R43/02; H01R4/02
Domestic Patent References:
WO2014161715A12014-10-09
Foreign References:
DE102011014801A12012-09-27
DE102013209314B32014-06-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
NIESWAND, Martina et al. (CH)
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Claims:
Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Ultraschallverbinden von elektrischen Leitern (2, 2 3, 3λ),

mit einem Verdichtungsraum (4) zur Aufnahme der Leiter (2,

3), wobei der Verdichtungsraum (4) in einer Schweisspositi- on von Abschnitten aneinander angrenzender Begrenzungsflächen (5, 6, 7, 8) begrenzt ist, welche Begrenzungsflächen eine Arbeitsfläche (5) einer ultraschallübertragenden Sono- trode (15) und eine der Arbeitsfläche (5) gegenüberliegend angeordnete Ambossfläche (6) umfassen,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein Rückhalteelement (14) vorgesehen ist zum Fernhalten mindestens eines Stranges (20), der mit zumindest einem Teil der Leiter (2, 2 3, 3λ) verbunden ist, insbesondere eines Leiterstranges, vom Verdichtungsraum (4), wo¬ bei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass das Rückhalteelement (14) den Strang (20) zumindest während des Ultraschallverbindens vom Verdichtungsraum (4) fernhält.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, wobei die Begrenzungsflächen eine Schieberfläche (8), welche an einem Schieberelement (18, 18 λ) angeordnet ist, umfassen und das Rückhalteelement (14) an dem Schieberelement (18, 18 λ) angeordnet ist, wobei das Rückhalteelement (14) insbesondere als vorstehendes

Element an dem Schieberelement (18, 18 λ) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, wobei das Schieberelement

(18, 18 λ) einen von der Schieberfläche (8) wegweisenden Montagebereich (21) aufweist, und das Schieberelement (18,

18 λ) bevorzugt im Montagebereich (21) eine Auflagefläche (23) für den mindestens einen Strang (20) umfasst, die insbesondere als Absenkung im Montagebereich (21) ausgebildet ist.

Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, wobei das Schieberelement (18, 18 λ) eine Ausnehmung (40) aufweist und die Vorrichtung einen Einsatz (41, 41 λ) zum Einlegen in die Ausnehmung (40) umfasst, auf dem eine Auf¬ lagefläche (23) für den mindestens einen Strang (20) ausge¬ bildet ist.

Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Schutzhaube (10) umfasst, die über den Verdichtungsraum (4) bewegbar ist, so dass dieser in der Schweissposition abgedeckt ist, wobei die Schutzhaube (10) derart ausgebildet ist, dass die Leiter (2, 2 3, 3λ) von einem Aussenbereich (25) der Vorrichtung (1) in den Verdichtungsraum (4) verlaufen, wenn die Schutzhaube (10) den Verdichtungsraum (4) in der Schweissposition abdeckt und die Schutzhaube (10) derart ausgebildet ist, dass der

Strang (20) von einem Aussenbereich (25) der Vorrichtung (1) in die Vorrichtung (1) verläuft, wenn die Schutzhaube (10) den Verdichtungsraum (4) in der Schweissposition abdeckt .

Vorrichtung gemäss Anspruch 5, wobei die Schutzhaube (10) mindestens einen ersten Durchlass (11) zum Durchführen der Leiter (2, 2 3, 3λ) und insbesondere mindestens eine ers¬ ten Anlegekante (13) zum Ausrichten der Leiter (2, 2 3, 3λ) umfasst, sowie mindestens eine weitere Anlegekante (19) zum Ausrichten des mindestens einen Stranges (20) aufweist, und wobei bevorzugt ein weiterer Durchlass (12) vorgesehen ist, durch welchen der Strang (20) führbar ist. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, wobei die Anlegekanten (13, 19) Teile einer Haltevorrichtung sind, mit welcher die Leiter (2, 3) und/oder der Strang (20) ausserhalb des Verdichtungsraums (4), insbesondere während eines Schweissvorgangs festlegbar sind und, insbesondere nach einem Schweissvor- gang wieder freigebbar sind.

Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) ein auswechselbares Schieberelement (18, 18 λ) mit Rückhalteelement (14) umfasst und die Vor¬ richtung (1) insbesondere mindestens ein weiteres Schie¬ berelement ohne Rückhalteelement (14) umfasst.

Verfahren zum Ultraschallverbinden von elektrischen Leitern (2, 3), in einem Verdichtungsraum (4) einer Vorrichtung (1) zum Ultraschallverbinden, insbesondere einer Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8,

wobei der Verdichtungsraum (4) in einer Schweissposition zumindest von Abschnitten von Begrenzungsflächen (5, 6, 7, 8) begrenzt ist, welche Begrenzungsflächen (5, 6, 7, 8) ei¬ ne Arbeitsfläche (5) einer ultraschallübertragenden Sonot- rode (15) und eine Ambossfläche (6) umfassen, wobei ein Rückhalteelement (14) vorgesehen ist zum Fernhalten mindestens eines Stranges (20), der mit zumindest einem Teil der Leiter (2, 3) verbunden ist, insbesondere eines Lei¬ terstranges, aus dem Verdichtungsraum (4), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a.) Erstellen einer Einlegeposition des Verdichtungsraums (4), in welcher der Verdichtungsraum (4) zum Einlegen der Leiter (2, 3) an einer Einlegeöffnung (9) zumindest teilweise offen ist, b. ) Einlegen der Leiter (2, 3) in den Verdichtungsraum (4), und gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte c. ) Positionieren des mindestens einen Stranges (20) an dem

Rückhalteelement (14), insbesondere Positionieren des Stranges auf einer von einer Schiebefläche (8) wegwei¬ senden Seite eines an einem Schiebelement (18, 18 λ) vorstehenden Elements (14),

d. ) Erstellen einer Schweissposition des Verdichtungsraums

(4) und Fernhalten des Strangs (20) von dem Verdich- tungsraum (4) in der Schweissposition,

e. ) Beaufschlagen der Leiter (2, 3) mit Ultraschallschwingungen .

Verfahren gemäss Anspruch 8, wobei das Rückhalteelement (14) aus der Einlegeposition in eine Schweissposition bewegt wird und dabei die relative Anordnung von den Leitern (2, 3) und dem mindestens einen Strang (20) erhalten bleibt . 11. Verfahren gemäss Anspruch 9 oder 10, wobei eine Schutzhaube (10) über den Verdichtungsraum (4) bewegt wird, so dass dieser in der Schweissposition abgedeckt ist, wobei die Leiter (2, 2 3, 3λ) aus einem Aussenbereich in den Verdichtungsraum (4) gelangen, und der Strang (20) von ei- nem Aussenbereich (25) der Schutzhaube (10) in die Schutzhaube (10), und bevorzugt wieder hinaus, gelangt.

12. Verfahren gemäss Anspruch 11, wobei die Leiter (2, 3,

2λ, 3λ) durch mindestens einen ersten Durchlass (11) in der Schutzhaube (10) an den Verdichtungsraum (4) verlaufen, und die Leiter (2, 3, 2λ, 3λ) insbesondere mit mindestens ei¬ ner Anlegekante (13) ausgerichtet werden, und wobei der mindestens eine Strang (20) durch mindestens eine weitere Anlegekante (19) ausgerichtet wird, die bevorzugt in min¬ destens einem weiteren Durchlass (12) der Schutzhaube (10) angeordnet ist. 13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei

Leiter (2, 3, 2λ, 3λ) von zwei gegenüberliegenden Seiten in den Verdichtungsraum (4) geführt werden, und die Leiter (2, 3, 2λ, 3λ) in Längsrichtung miteinander verbunden werden. 14. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Strang (20) mindestens einen länglichen Leiter umfasst, der während des Verbindens an dem Verdichtungsraum (4) vorbeigeführt ist. 15. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei eine ersten Gruppe von Leitern (2λ, 3λ) mindestens zweier Kabel (32, 33), die von gegenüberliegenden Seiten an den Verdichtungsraum (4) herangeführt sind, in den Verdichtungsraum eingelegt (4) wird, insbesondere mindestens eine zweite Gruppe von Leitern (2, 3) so positioniert wird, dass sie durch das Rückhalteelement (14) von dem Verdichtungs¬ raum (4) ferngehalten werden, eine erste Schweissverbindung der ersten Gruppe von Leitern (2λ, 3λ) hergestellt wird, anschliessend die mit der ersten Schweissverbindung verbun- denen Leiter (2λ, 3λ) so positioniert werden, dass sie durch das Rückhalteelement (14) von dem Verdichtungsraum (4) ferngehalten werden, die zweite Gruppe von Leitern (2, 3) in den Verdichtungsraum (4) abgelegt und eine zweite Schweissverbindung der zweiten Gruppe von Leitern (2, 3) hergestellt wird.

16. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 15,

wobei

in einem ersten Schritt zwischen Leitern (2λ) zweier Kabel (32), die von einer ersten Seite an den Verdichtungsraum (4) herangeführt werden und Leitern (3λ) eines dritten Ka¬ bels (33) , das von der anderen Seite an den Verdichtungs¬ raum (4) herangeführt ist, ein erster Y-Knoten (29) herge¬ stellt wird, in einem zweiten Schritt der erste Y-Knoten (29) so positioniert wird, dass er durch das Rückhalteele- ment (14) von dem Verdichtungsraum (4) ferngehalten wird, weitere Leiter (2, 3) der drei Kabel (32, 33) in den Verdichtungsraum (4) eingelegt werden und ein weiterer Y- Knoten (29) hergestellt wird oder wobei in einem ersten Schritt zwischen Leitern (2λ) zweier Kabel (32), die von einer ersten Seite an den Verdichtungsraum (4) herangeführt werden und Leitern (3λ) zweier weiterer Kabel (33) , die von der anderen Seite an den Verdichtungs¬ raum (4) herangeführt werden, ein erster X-Knoten (34) hergestellt wird und in einem zweiten Schritt der erste X- Knoten (34) so positioniert wird, dass er durch das Rück¬ halteelement (14) von dem Verdichtungsraum (4) ferngehalten wird, weitere Leiter (2, 3) der vier Kabel (32, 33) in den

Verdichtungsraum (4) eingelegt werden und ein weiterer X- Knoten (34) hergestellt wird.

17. Verwendung eines Schieberelements, das mindestens ein Rückhaltelement (14) aufweist, zum Fernhalten eines Strangs

(20) von einem Verdichtungsraum (4) zur Aufnahme von elektrischen Leitern (2, 3) in einer Vorrichtung zum Ultra- schallverbinden der elektrischen Leiter (2, 3), insbesondere gemäss einem der Ansprüche 1-8.

8. Leiterstruktur mit mindestens einem ersten und einem zweiten Leiterstrang, die jeweils Leiter aufweisen,

wobei die Leiterstränge Verbindungsstellen umfassen, an denen Leiter in Längsrichtung miteinander durch Ultraschallverbinden verbunden sind, insbesondere in einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9-16, so dass die Verbindungs¬ stellen, insbesondere X-Knoten und/oder Y-Knoten, parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass

zu verschiedenen Leitersträngen gehörige Leiter ausserhalb der Verbindungsstelle über eine Länge zusammengefasst sind, insbesondere durch eine Verdrillung, eine Abschirmung oder eine Isolationshülle, und die Leiter um die parallelen Ver¬ bindungsstellen auf einer freigestellten Länge nicht zusam- mengefasst sind, wobei insbesondere die freigestellte Länge

- für Leiter mit einem Durchmesser von kleiner gleich 1mm oder einem Nennquerschnitt kleiner gleich als 0.5mm2 kleiner als der 40fache Durchmesser des Leiters ist,

- für Leiter mit einem Durchmesser von grösser 1mm und kleiner gleich 5mm oder einem Nennquerschnitt grösser 0.5 mm2 und kleiner gleich 10mm2 kleiner als der

20fache Durchmesser des Leiters ist und

- für Leiter mit einem Durchmesser von grösser 5mm oder einem Nennquerschnitt grösser 10mm2 kleiner als der lOfache Durchmesser des Leiters ist.

Leiterstruktur gemäss Anspruch 18, wobei

die Leiter ausserhalb der Verbindungsstelle verdrillt sind und um die parallelen Verbindungsstellen auf einer freige- stellten Länge von maximal 30mm, bevorzugt 15 mm, entdrillt sind, wobei die verdrillten Leiter bevorzugt jeweils einen Querschnitt zwischen 0.8mm2-4mm2 aufweisen, und/oder die Leiter ausserhalb der Verbindungsstelle als Kabel in Kabelabschirmungen und/oder Isolationshüllen verlaufen und auf einer freigestellten Länge von maximal 70 mm, bevorzugt 60mm, um die Verbindungsstellen keine Kabelabschirmung und/oder keine Isolationshülle vorliegt, wobei die Leiter bevorzugt jeweils einen Querschnitt von 4-8 mm2 aufweisen.

Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ULTRASCHALLVERBINDEN VON ELEKTRISCHEN LEITERN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ultraschallverbinden von elektrischen Leitern, sowie eine Verwendung eines Schieberelements zum Ultraschallverbinden von Gruppen von Leitern.

Vorrichtungen zum Ultraschallverbinden sind z.B. als mobile Handgeräte sowie als stationäre Geräte bekannt und kommen bevor zugt zum Verschweissen von länglichem Schweissgut wie z.B.

elektrischen Leitern wie Litzen zum Einsatz. Ein Leiter kann mehrere Einzeldrähte umfassen.

Die zu verschweissenden Leiter, insbesondere die abisolierten freien Enden der Leiter, werden typischerweise in einen Verdich tungsraum eingebracht, in welchem die Leiter in Kontakt mitei ¬ nander gebracht werden und mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt werden. Der Verdichtungsraum ist in der Regel in latera ler Richtung, d.h. in einer Richtung quer zu einem lichten Durchtrittsbereich für das Schweissgut, zumindest einseitig von einer Arbeitsfläche einer Sonotrode begrenzt. Typischerweise wird die Sonotrode mittels eines Ultraschall-Konverters z.B. zu longitudinalen oder torsionalen Ultraschallschwingungen angeregt. Über die im Allgemeinen profilierte Arbeitsfläche werden die Schwingungen der Sonotrode auf das Schweissgut, zum Beispie die Leiterenden, übertragen. Der Arbeitsfläche der Sonotrode ge genüberliegend ist in der Regel eine Ambossfläche einer Gegen ¬ elektrode oder eines Ambosses angeordnet. Zudem kann der Ver ¬ dichtungsraum durch Begrenzungsflächen seitlicher Begrenzungselemente und/oder Schieberelemente zusätzlich begrenzt sein, so dass der Verdichtungsraum zumindest beim Verschweissen weitgehend vollständig in lateraler Richtung umschlossen ist. Der Ver dichtungsraum kann beispielsweise derart verstellbar ausgebildet sein, dass das Schweissgut durch Verringerung der Querschnitts ¬ fläche des lichten Durchtritts während des Schweissens verdich ¬ tet werden kann. Dies kann z.B. durch relative Verschiebung des Schieber- und/oder Begrenzungselements und/oder des Ambosses be ¬ züglich der Schweissfläche erreicht werden.

Der Amboss, das Begrenzungselement und/oder das Schieberelement können dabei derart beweglich gelagert sein, dass vor oder nach einem Schweissvorgang eine Einlege- bzw. Entnahmeöffnung erzeugt werden kann, an welcher der Verdichtungsraum in lateraler Richtung offen ist. Auf diese Weise kann das Schweissgut in den Ver ¬ dichtungsraum eingelegt und wieder aus diesem entnommen werden. Sollen Kabel, das heisst gebündelte Leiter, in Längsrichtung miteinander verbunden werden, die nicht nur jeweils freie Enden aufweisen, sondern die bereits miteinander verbunden sind, von denen zum Beispiel ein Teil der Leiter bereits eine Verbindung in Längsrichtung aufweist, so kann sich das Einlegen der Leiter in den Verdichtungsraum schwierig gestalten. Es muss sichergestellt werden, dass die Leiter mit der bereits bestehenden Verbindung nicht in den Verdichtungsraum gelangen.

Diese Schwierigkeit tritt beispielsweise auf, wenn drei Kabel mit je zwei Leitern derart verbunden werden sollen, dass die Leitungen von zwei Kabeln in einem Kabel weitergeführt werden und so zwei parallele Y-Verbindungsstellen oder Y-Knoten erstellt werden sollen. Für jede der zwei Y-Knoten müssen jeweils zwei Leiter von einer Seite und ein Leiter von der gegenüberlie- genden Seite in den Verdichtungsraum geführt werden und alle anderen Leiter vom Verdichtungsraum ferngehalten werden. Diese Schwierigkeit tritt ebenfalls auf, wenn vier Kabel mit je zwei Leitern derart verbunden werden sollen, dass jeweils zwei Kabel von gegenüberliegenden Seiten an den Verdichtungsraum geführt werden und zwei parallele X-Verbindungsstellen oder X- Knoten zu erstellen sind. In jedem der X-Knoten laufen vier Leiter, die jeweils zu einem der Kabel gehören, zusammen. Die Leiter können jeweils Gruppen von Leitungsdrähten umfassen.

Derartige Verbindungen werden für geschirmte und/oder mehradrige Hochspannungskabel benötigt, zum Beispiel mit Kupferleitern oder Aluminiumleitern .

Derartige Verbindungen können für verdrillte Leitungen, abgeschirmte Leitungen, abgeschirmte und verdrillte Leitungen, sowie abgeschirmten Kabel gewünscht sein. Häufig ist es notwendig, die Abisolierlänge, die Länge der entfernten Abschirmung und/oder die Entdrilllänge kurz zu halten, um Störungen der elektromagne ¬ tischen Verträglichkeit (EVM) zu vermeiden oder verringern. Derartige Verbindungen können auch zum Tragen kommen, wenn einer der Leiter kein Leiterdraht ist, sondern ein Kontaktteil, das mit einem gegenüberliegenden Leiter verbunden werden soll.

Die bestehenden Verbindungen oder auch nicht zu verschweissende Enden müssen von dem Verdichtungsraum ferngehalten werden. Beim manuellen Einlegen kann dies gewährleistet werden, indem der Be- diener die entsprechenden Leiter von dem Verdichtungsraum weghält. Gewöhnlich wird der Verdichtungsraum jedoch während der Verkleinerung des Verdichtungsraums und während der Ultraschall- beaufschlagung zum Schutz des Bedieners von einer Schutzhaube abgedeckt. Die nicht zu verschweissenden Enden und/oder die bestehenden Verbindungen können dann also nicht mehr ohne Weiteres festgehalten werden. Es kann daher nicht zuverlässig sicherge- stellt werden, dass die zusätzlichen Stränge nicht in den Verdichtungsraum geraten.

Der Strang wird daher in der Regel in grossem Abstand um den Verdichtungsraum herumgeführt und eine gemeinsame Abschirmung muss auf einer langen Strecke um die Verbindungsstelle entfernt werden und/oder eine Verdrillung muss auf einer langen Strecke um die Verbindungsstelle aufgehoben werden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stan ¬ des der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung, ein Verfahren zum Verschweissen sowie eine Leiteranordnung bereitzustellen, welche bei gleichzeitig komfortabler Handhabung ein einfaches und zuverlässiges Verbinden auch von Kabeln mit mehreren parallel verlaufenden Strängen ermöglichen, ohne dass die Abschirmung und/oder die Verdrillung auf einer grösseren Länge aufgehoben werden muss.

Diese Aufgaben werden insbesondere durch die Merkmalskombinatio ¬ nen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Ultraschall ¬ verbinden von elektrischen Leitern. Bei der Vorrichtung handelt es sich insbesondere um eine halbautomatische Vorrichtung, bei welcher die Leiter manuell herangeführt und eingelegt werden müssen .

Die Vorrichtung weist einen Verdichtungsraum zur Aufnahme der Leiter auf. Insbesondere können abisolierte Enden von Leitungs ¬ drähten oder Litzen in den Verdichtungsraum eingebracht werden. Es können auch Leiter mit Zwischenausisolierungen in den Verdichtungsraum gebracht werden. Der Verdichtungsraum ist in einer Schweissposition von Abschnitten aneinander angrenzender Begrenzungsflächen begrenzt. Diese Begrenzungsflächen umfassen zumindest eine Arbeitsfläche einer ultraschall-übertragenden Sonotrode und eine der Arbeitsfläche gegenüberliegend angeordneten Ambossfläche, welche an einem Am- boss angeordnet ist.

Während des Schweissvorgangs werden Ultraschallschwingungen von der Arbeitsfläche auf die Leitungen übertragen.

Die Vorrichtung weist insbesondere eine Schutzhaube auf, die über den Verdichtungsraum bewegt werden kann, so dass dieser in der Schweissposition abgedeckt ist. Die Schutzhaube ist derart ausgebildet ist, dass die Leiter von einem Aussenbereich der Vorrichtung in den Verdichtungsraum verlaufen können, wenn die Schutzhaube den Verdichtungsraum in der Schweissposition abdeckt .

Die Schutzhaube ist bevorzugt quer zur Durchtrittsrichtung der Leiter über den Verdichtungsraum in eine geschlossene Stellung verschiebbar .

Die Schutzhaube kann ein Sichtfenster aufweisen, welches in der geschlossenen Stellung oberhalb des Verdichtungsraums angeordnet ist und welches eine visuelle Überprüfung des Schweissvorgangs erlaubt .

Erfindungsgemäss ist mindestens ein Rückhalteelement vorgesehen, zum Fernhalten mindestens eines Stranges vom Verdichtungsraum. Der Strang ist mit zumindest einem Teil der zu verbindenden Leiter verbunden. Bevorzugt handelt es sich um einen Leiterstrang. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass das Rückhalteele ¬ ment den Strang zumindest während des Ultraschallverbindens vom Verdichtungsraum fernhält. Der zurückzuhaltende Leiterstrang und die zu verbindenden Leiter können jeweils zu gemeinsamen Kabeln gehören. Der zurückzuhaltende Strang kann insbesondere eine zuvor hergestellte Schweiss ¬ verbindung umfassen oder auch freie Enden, die nicht zu ver- schweissen sind. Der Strang kann auch ein Kontaktteil oder meh- rere Kontaktteile umfassen, die bereits mit einem oder mehreren Leitern eines Kabels verbunden sind.

Bei dem Rückhalteelement kann es sich um ein aktives oder passi ¬ ves Element handeln. Es kann sich beispielsweise um ein Klemm- element, eine Klammer oder einen Haken handeln, mit welchen der Strang von dem Verdichtungsraum weggezogen wird. Es kann sich auch um ein Stosselement handeln, welches den Strang von dem Verdichtungsraum wegdrückt. Ein aktives Rückhaltelement kann ein bewegliches Fixierelement umfassen. Soll der Strang in einer bestimmten Parkposition gehalten werden, so kann das Fixierelement aktiviert werden. Das Fixierelement kann als Klammer, Klemme oder Riegel ausgeführt sein .

Die Aktivierung kann mechanisch geschehen, zum Beispiel durch das Verschieben oder Umlegen des Fixierelements. Alternativ kann das Rückhaltelement beispielsweise elektrisch oder elektronisch von einer Rückhaltesteuerung aktivierbar sein. Zusätzlich kann die Rückhaltesteuerung zum Erzeugen eines Signals ausgelegt sein, das an eine Steuerung des Ultraschallerzeugers weiterleit ¬ bar ist, so dass der Schweissprozess nicht beginnt, bevor das Rückhaltelement aktiviert ist. Für ein Entnehmen des Stranges ist das Rückhaltelement insbeson dere wieder deaktivierbar.

Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Schutzhaube auf, die der art ausgebildet ist, dass der zurückzuhaltende Strang von einem Aussenbereich der Vorrichtung in die Vorrichtung verläuft, wenn die Schutzhaube den Verdichtungsraum in der Schweissposition ab deckt .

Der zurückzuhaltende Strang kann insbesondere von einer Seite der Vorrichtung auf die andere Seite der Vorrichtung führen und während des Schweissens, wenn die Schutzhaube den Verdichtungs ¬ raum in der Schweissposition abdeckt, von der einen Seite der Schutzhaube durch die Schutzhaube auf die andere Seite der Schutzhaube führen.

Die Vorrichtung bietet mit dem Rückhalteelement und insbesonder mit der Schutzhaube eine Parkposition für Stränge, zum Beispiel für bestehende Verbindungen oder auch nicht zu verschweissende Enden, in der die Stränge eine definierte Position einnehmen un von dem Verdichtungsraum ferngehalten werden.

Die Schutzhaube erlaubt eine Aufnahme des Strangs. Der Strang muss also während des Schweissens nicht an der Schutzhaube vor ¬ bei geführt werden. Die Vorrichtung ermöglicht daher eine Posi ¬ tionierung des zurückzuhaltenden Strangs in der Nähe des Verdichtungsraums .

Es können somit freie Enden von Kabeln verbunden werden, die be reits verbundene Enden parallel verlaufender Leiter aufweisen, da diese Leiter zuverlässig in einer Parkposition gehalten werden können. Der Verdichtungsraum weist einen lichten Durchtritt auf, durch welchen die Leiter z.B. in den Verdichtungsraum hineinragen oder durch den Verdichtungsraum hindurchragen können. Der lichte Durchtritt ist in der Regel zumindest in der Schweissposition in lateraler Richtung, d.h. im Wesentlichen quer zur Durchtrittsrichtung, von den Begrenzungsflächen begrenzt und weitgehend vollständig umschlossen.

Bevorzugt sind die Begrenzungsflächen in eine Anordnung bring- bar, in welcher eine Einlegeöffnung gebildet ist. Die Einlege ¬ öffnung der Einlegeposition versteht sich als laterale Zugangsöffnung zum Verdichtungsraum, durch welche die Leiter in der typischerweise weitgehend quer zur Durchtrittsrichtung gerichteten Einlegerichtung in den Verdichtungsraum eingelegt werden können.

In der Regel wird die Einlegeöffnung durch Änderung der Anordnung wenigstens einer der Begrenzungsflächen, insbesondere der Ambossfläche, geschaffen. In der Schweissposition kann während des Schweissvorgangs der lichte Durchtritt des Verdichtungsraums im Querschnitt verrin ¬ gert werden.

In der Regel sind die Begrenzungsflächen weitgehend eben, wobei z.B. Profilierungen oder andere Strukturierungen der Flächen vorhanden sein können. Grundsätzlich ist es je nach Erfordernis allerdings auch denkbar, dass die Begrenzungsflächen z.B. gekrümmt sein können. In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung umfassen die Begrenzungsflächen eine Schieberfläche, welche an einem Schie ¬ berelement angeordnet ist, und insbesondere eine der Schieber- fläche gegenüberliegend angeordnete Seitenfläche, welche an ei ¬ nem seitlichen Begrenzungselement angeordnet ist.

Die Schieberfläche und die Seitenfläche können aufeinander zu bewegbar sein, um die Querschnittsfläche des Verdichtungsraums vor dem oder während des Schweissens zu verkleinern.

Die Seitenfläche und/oder die Schieberfläche können weitgehend senkrecht zur Arbeitsfläche angeordnet sein.

Das Rückhalteelement ist insbesondere an dem Schieberelement an ¬ geordnet .

Das Schieberelement kann zum Beispiel eine von der Schieberflä- che wegweisenden Rückhaltefläche aufweisen, die zum Beispiel an einem auf dem Schieberelement vorstehenden Element angeordnet ist, welches als Rückhalteelement wirkt. Das vorstehende Element kann einen Aufnahmeraum für den wegzuhaltenden Strang definieren und den Strang von dem Verdichtungsraum wegdrücken.

In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung ein Schieberelement mit Schieberfläche und Rückhaltelement. Das Rückhalteelement weist eine von dem Verdichtungsraum wegweisende Rückhaltefläche auf, die parallel zur Schieberfläche angeordnet ist, und bevorzugt nah an der Schieberfläche angeordnet ist. Das Rückhalteelement ist fest mit dem Schieberelement verbunden und kann mit dem Schieberelement mitbewegt werden. Der zurückzuhal ¬ tende Strang kann daher einen geringen Abstand zu dem Verdichtungsraum einnehmen. Es ist daher möglich, auch einen Strang zu positionieren, der durch kurze aus einem Kabel vorstehende Lei ¬ terenden gebildet wird. Insbesondere weist das Schieberelement eine Auflagefläche für den abzulegenden Strang auf, die derartig ausgebildet ist, dass ein abgelegter Strang dort verbleibt, bis er wieder entnommen wird, auch wenn das Schieberelement bewegt wird. Es kann das Rückhalteelement entsprechend ausgebildet sein, zum Beispiel als aktives Element, welches den Strang fixiert. Alternativ oder zu ¬ sätzlich kann die Auflagefläche als Vertiefung in dem Schieberelement ausgebildet sein, in welcher der Strang aufgenommen wird .

In einer vorteilhaften Ausbildung umfasst die Vorrichtung ein Schieberelement mit Schieberfläche, wobei das Schieberelement einen von der Schieberfläche wegweisenden Montagebereich aufweist. Der Montagebereich kann Verbindungsmittel umfassen, die zur Befestigung des Schieberelements an einer maschinenseitigen Aufnahme dienen, über welche das Schieberelement in eine Bewe ¬ gung versetzt werden kann.

Typischerweise erstreckt sich das Rückhalteelement, zum Beispiel ein vorstehendes Element, in eine Richtung, die senkrecht zu der Richtung steht, in welche die Schieberfläche weist.

Das Rückhalteelement kann unmittelbar an den Montagebereich an- schliessen, so dass der wegzuhaltende Strang auf dem Montagebe- reich abgelegt werden kann.

Bevorzugt umfasst das Schieberelement eine Auflagefläche für den mindestens einen wegzuhaltenden Strang, die als Absenkung im Montagebereich ausgebildet ist. Der wegzuhaltende Strang kann dann in der Regel näher an den Abschnitt der Schieberfläche her ¬ angebracht werden, welcher eine Begrenzungsfläche des Verdich ¬ tungsraums bildet. Der Abstand zwischen Verdichtungsraum und Auflagefläche ist also geringer als bei einer nicht abgesenkten Auflagefläche .

In einer vorteilhaften Ausbildung umfasst die Vorrichtung ein Schieberelement mit Schieberfläche, wobei das Schieberelement eine Ausnehmung aufweist, in welcher ein Einsatz platziert werden kann.

Das Rückhaltelement kann an dem Schieber ausgebildet sein oder an einem Einsatz, der in der Ausnehmung platzierbar ist.

In die Ausnehmung kann zum Beispiel ein Einsatz eingelegt werden, der eine Auflagefläche für einen Strang bietet. Der Einsatz kann beispielweise eine Nut aufweisen.

Die Nut kann so tief sein, dass ein Strang in der Nut zurückge ¬ halten wird. Auf dem Einsatz oder dem Schieber kann alternativ oder zusätzlich ein vorstehenden Element angebracht sie, das als Barriere zum Verdichtungsraum wirkt.

Der Einsatz kann auch eine Ausnehmung aufweisen, deren Kontur mit der Aussenkontur eines Kontaktteils korrespondiert, so dass das Kontaktteil in den Einsatz einlegbar ist.

Der Einsatz kann auswechselbar sein. Es kann ein Einsatz mit einer Nut eingelegt werden, deren Querschnittsfläche und/oder Durchmesser an die Querschnittsfläche und/oder den Durchmesser des zu verarbeitenden Strangs angepasst ist.

Es können Befestigungsmittel zum Befestigen des Einsatzes in der Ausnehmung des Schieberelements vorgesehen sein, zum Beispiel für eine Schraubverbindung. Es kann auch ein Formschluss zwi- sehen Einsatz und Ausnehmung herstellbar sein, wenn zum Beispiel die Ausnehmung als Schiebekulisse für eine am Einsatz ausgebil ¬ dete komplementäre Struktur ausbildet ist.

In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung umfasst die Schutzhaube mindestens einen ersten Durchlass zum Durchführen der zu verbindenden Leiter und insbesondere mindestens eine ers ¬ te Anlegekante zum Ausrichten der Leiter.

Der Durchlass kann in Form einer Öffnung, einer Ausnehmung, einer Klappe oder eines elastischen Elements vorliegen und ermög ¬ licht das Heranführen der Leiter von einem Aussenbereich der Schutzhaube in den Verdichtungsraum, wenn dieser von der Schutzhaube abgedeckt ist.

Die Anlegekante kann in dem Durchlass angeordnet sein. Die

Schutzhaube deckt den Verdichtungsraum ab, damit ein Bediener nicht in die Nähe des Verdichtungsraums kommt. Ein Bediener kann daher auch die Leiter nicht mehr in der Nähe des Verdichtungs ¬ raums festhalten. Die Anlegekante kann die Leiter in Richtung eines Anschlags drücken und damit eine Halte- und/oder Ausricht ¬ funktion übernehmen, die gewährleistet, dass die Leiter nicht verrutschen, wenn die Vorrichtung in der Schweissposition ist.

Zusätzlich weist die Schutzhaube mindestens eine weitere Anlege ¬ kante zum Ausrichten des mindestens einen zurückzuhaltenden Stranges auf. Für den Strang gilt ebenfalls, dass er nicht mehr von einem Bediener festgehalten werden kann, wenn die Schutzhaube schliesst, also den Verdichtungsraum abdeckt. Die weitere An ¬ legekante kann den Strang in Richtung eines Anschlags drücken und damit den Strang halten und/oder ausrichten. Die weitere Anlegekante kann in demselben Durchlass angeordnet sein, wie eine erste Anlegekante, oder es kann ein weiterer Durchlass vorgesehen ist, durch welchen der Strang führbar ist. Bevorzugt weist die Schutzhaube beidseitig einen Durchlass für Leiter auf, so dass Leiter von gegenüberliegenden Seiten in den Verdichtungsraum verlaufen können, und beidseitig erste und zweite Anlegekanten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung sind die Anlegekanten Teile einer Haltevorrichtung, mit welcher die Leiter und/oder der Strang ausserhalb des Verdichtungsraums, insbe ¬ sondere während eines Schweissvorgangs festlegbar sind und, ins ¬ besondere nach einem Schweissvorgang wieder freigebbar sind.

Die Schutzhaube kann jeweils elastische Klemmlippen aufweisen, deren freie Enden die Anlegekanten bilden. Mittels der Klemmlippen können die Leiter und der Strang bei geschlossener Schutzhaube an einer Anschlagfläche festgeklemmt werden. Auf diese Weise ist eine Lage der Leiter und des Stranges ausserhalb des Verdichtungsraums weitgehend festgelegt.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung ein auswechselbares Schieberelement mit Rückhalteelement und die Vorrichtung umfasst insbesondere mindestens ein weiteres Schieberelement ohne Rück ¬ halteelement. Das Schieberelement kann dann demontiert werden und durch ein anderes Schieberelement ersetzt werden. Auf diese Weise ist die Vorrichtung umrüstbar und kann für unterschiedli ¬ che elektrische Kabel oder Leiter verwendet werden, insbesondere für Kabel mit und ohne zurückzuhaltenden Strang oder für Kabel mit unterschiedlich dicken Strängen oder unterschiedlich vielen Leitern . Die Vorrichtung kann auch ein Schieberelement mit auswechselba ¬ rem Einsatz aufweisen. Zum Beispiel kann ein Einsatz mit einer Nut demontiert werden und durch einen anderen Einsatz ohne Nut oder mit einer Nut, die eine andere Querschnittsfläche und/oder einen anderen Durchmesser aufweist, ersetzt werden.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Anlage zum Ultra ¬ schallverbinden mit mindestens zwei Vorrichtungen zum Ultraschallverbinden von elektrischen Leitern, wovon mindestens eine Vorrichtung zum Ultraschallverbinden eine Vorrichtung ist, wie sie oben beschrieben ist. Die Anlage ist insbesondere so ausge ¬ bildet, dass zwei oder mehr Sonotroden und korrespondierende Am ¬ bosse parallel zueinander angeordnete Verdichtungsräume begren ¬ zen .

Es können dann gleichzeitig zwei oder mehr ausisolierte Bereiche von denselben Leitern in die jeweilige Verdichtungsräume einge ¬ bracht werden und mit Leiterenden, Kontaktelementen oder zwi- schenausisolierten Bereichen weiterer Leiter verbunden werden, während ein Strang aus mindestens einem Verdichtungsraum ferngehalten wird.

Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Verfahren zum Ultraschallverbinden von elektrischen Leitern in einem Verdichtungs- räum einer Vorrichtung zum Ultraschallverbinden, insbesondere wie oben beschrieben.

Der Verdichtungsraum ist in einer Schweissposition zumindest von Abschnitten von Begrenzungsflächen begrenzt. Die Begrenzungsflä- chen umfassen eine Arbeitsfläche einer ultraschallübertragenden Sonotrode und eine Ambossfläche, welche an einem Amboss angeord ¬ net ist. Ein Rückhalteelement ist an der Vorrichtung vorgesehen zum Fernhalten mindestens eines Stranges aus dem Verdichtungsraum, der mit zumindest einem Teil der zu verbindenden Leiter verbunden ist. Insbesondere dient das Rückhaltelement zum Fernhalten eines Leiterstranges.

Zunächst erfolgt das Erstellen einer Einlegeposition des Verdichtungsraums, in welcher der Verdichtungsraum zum Einlegen der Leiter an einer Einlegeöffnung zumindest teilweise offen ist.

Die zu verbindenden Leiter werden dann in den Verdichtungsraum eingelegt. Vorher, gleichzeitig oder nachher erfolgt ein Positi ¬ onieren des mindestens einen Stranges an dem Rückhalteelement. Insbesondere wird der Strang auf einer von einer Schieberfläche wegweisenden Seite eines an einem Schiebelement vorstehenden

Elements positioniert. Der Strang kann an einer von der Schie ¬ berfläche wegweisenden Rückhaltefläche anliegen.

Es wird dann eine Schweissposition des Verdichtungsraums er- stellt und der Strang wird durch das Rückhalteelement von dem Verdichtungsraum in der Schweissposition ferngehalten.

Es kann dann der Schweissvorgang durch Beaufschlagen mit Ultraschallwellen erfolgen.

Das Rückhalteelement hindert den Strang während des Einlegevor ¬ gangs und während des Schweissens daran, in den Verdichtungsraum zu gelangen. Zum Beispiel kann ein vorstehendes Element an dem Schieberele ¬ ment eine Barriere bilden zwischen einem Auflagebereich und dem Verdichtungsraum. In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird das Rückhalteelement aus der Einlegeposition in eine Schweissposition bewegt und dabei bleibt die relative Anordnung von den Leitern und dem mindestens einen Strang erhalten. Zum Beispiel kann ein Schieberelement mit Schieberfläche und einem vorstehenden Ele ¬ ment in Richtung einer gegenüberliegenden Begrenzungsfläche geschoben werden. Die zu verbindenden Leiter sind zwischen der Schieberfläche und der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche an ¬ geordnet und der wegzuhaltende Strang liegt auf der von der Schieberfläche wegweisenden Seite des vorstehenden Elements, be ¬ vorzugt an einer von der Schieberfläche wegweisenden Rückhalte ¬ fläche .

Wird der Schieber bewegt, werden die Leiter im Verdichtungsraum zusammengeschoben und gleichzeitig hat der Strang die Möglichkeit, der Bewegung zu folgen, so dass keine unnötige Spannung auf dem Strang und/oder einem Kabel, zum dem die Leiter und der Strang gehören, liegt. In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird eine

Schutzhaube über den Verdichtungsraum bewegt, so dass dieser in der Schweissposition abgedeckt ist. Die Leiter verlaufen von einem Aussenbereich in den Verdichtungsraum, und der Strang verläuft von einem Aussenbereich der Schutzhaube in die Schutzhaube hinein, und bevorzugt auf der gegenüberliegenden Seite wieder hinaus .

Die Leiter können dabei durch mindestens einen ersten Durchlass in der Schutzhaube an den Verdichtungsraum herangeführt werden, und die Leiter können mit mindestens einer Anlegekante ausge ¬ richtet werden. Der mindestens eine Strang kann durch mindestens eine weitere Anlegekante ausgerichtet werden, die bevorzugt in mindestens ei ¬ nem weiteren Durchlass der Schutzhaube angeordnet ist. In einer Variante des Verfahrens werden Leiter von zwei gegenüberliegenden Seiten in den Verdichtungsraum geführt und in Längsrichtung miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich können Leiter von derselben Seite in den Verdichtungsraum geführt und verbunden werden.

Der wegzuhaltende Strang kann mindestens einen länglichen Leiter umfassen, der während des Verbindens der zu verbindenden Leiter an dem Verdichtungsraum vorbeigeführt ist. Der wegzuhaltende Strang kann zu zwei oder mehr von gegenüberliegenden Seiten an den Verdichtungsraum geführten Kabeln gehören, die ausserdem Leiter umfassen, welche verbunden werden sollen . Der wegzuhaltende Leiterstrang kann zum Beispiel durch jeweils gemeinsame Abschirmungen, Isolierungen und/oder Kabelumhüllungen mit den zu verbindenden Leitern verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird eine erste Gruppe von Leitern mindestens zweier Kabel, die von gegenüberliegenden Seiten an den Verdichtungsraum herangeführt sind, in den Verdichtungsraum eingelegt.

Insbesondere kann mindestens eine zweite Gruppe von Leitern so positioniert werden, dass sie durch das Rückhalteelement von dem Verdichtungsraum ferngehalten werden. Eine erste Schweissverbindung der ersten Gruppe von Leitern wird hergestellt und bildet einen Leiterstrang.

Anschliessend werden die mit der ersten Schweissverbindung ver- bundenen Leiter so positioniert, dass sie durch das Rückhal ¬ teelement von dem Verdichtungsraum ferngehalten werden, und die zweite Gruppe von Leitern wird in den Verdichtungsraum abgelegt. Eine zweite Schweissverbindung der zweiten Gruppe von Leitern wird hergestellt, die parallel zu der ersten Schweissverbindung angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens kann zunächst zwischen Leitern zweier Kabel, die von einer ersten Seite an den Verdichtungsraum herangeführt werden und Leitern eines dritten Kabels, das von der anderen Seite an den Verdichtungsraum herangeführt ist, ein erster Y-Knoten hergestellt werden. Der erste Y-Knoten kann dann so positioniert werden, dass er durch das Rückhalteelement von dem Verdichtungsraum ferngehalten wird und weitere Leiter der drei Kabel können in den Verdichtungsraum eingelegt werden, so dass ein weiterer Y-Knoten hergestellt werden kann. Die hergestellten Y-Knoten sind parallel zueinander angeordnet .

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens kann zunächst zwischen Leitern zweier Kabel, die von einer ersten Seite an den Verdichtungsraum herangeführt werden und Leitern zweier weiterer Kabel, die von der anderen Seite an den Verdichtungsraum herangeführt werden, ein erster X-Knoten hergestellt werden. Der erste X-Knoten kann dann so positioniert werden, dass er durch das Rückhalteelement von dem Verdichtungsraum ferngehalten wird und weitere Leiter der vier Kabel können in den Verdichtungsraum eingelegt werden, so dass ein weiterer X- Knoten hergestellt werden kann. Die hergestellten X-Knoten sind parallel zueinander angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens können wie oben beschrieben parallel angeordnete X-Knoten oder Y-Knoten von Kabeln mit verdrillten Leitern hergestellt werden. Das Rückhalteelement sorgt dafür, dass der bereits erstellte Knoten ohne Risiko nah an den Verdichtungsraum gebracht werden kann. Die Verdrillung der Leiter muss um die Verbindungsstelle herum also nur auf einer kurzen Strecke aufgehoben werden.

Derartig verbundene Kabel können für CAN Busse in Fahrzeugen verwendet werden, wo die Anforderung besteht, dass die Verdril ¬ lung auf einer Länge von zum Beispiel maximal 15-30mm aufgehoben sein darf.

Während des Schweissvorgangs kann eine Schutzhaube in eine ge ¬ schlossene Position bewegt werden, in welcher sie den Verdichtungsraum abdeckt.

Grundsätzlich ist es möglich, das Verfahren auf alle Sorten von mehradrigen Kabeln anzuwenden, insbesondere auf solche, bei de ¬ nen eine kurze Abisolierlänge des Kabels gewünscht ist. Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch eine Verwendung eines Schieberelements, das mindestens ein vorstehendes Element auf ¬ weist, zum Fernhalten eines Strangs von einem Verdichtungsraum, in welchem parallel zum Strang verlaufende Leiter verbunden werden soll. Die Verwendung erfolgt in einer Vorrichtung zum Ultra- schallverbinden von elektrischen Leitern, insbesondere wie oben beschrieben . Der ferngehaltene Strang kann eine bereits zuvor hergestellte Verbindungsstelle umfassen.

Insbesondere können daher Gruppen von Leitern verbunden werden, die im verbunden Zustand parallel zueinander angeordnete Verbin ¬ dungsstellen aufweisen.

Die Leiter können vor dem Verbinden ein abisoliertes Ende aufweisen .

Ein zu verbindender Leiter kann auch eine Zwischenausisolierung aufweisen, die im Verdichtungsraum platziert wird, so dass derselbe Leiter in den Verdichtungsraum hinein und aus dem Verdichtungsraum heraus verläuft.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum Umrüsten einer Vorrichtung zum Ultraschallverbinden von Schweissgut, wie zum Beispiel elektrischen Leitern, mit einem Verdichtungsraum zur Aufnahme des Schweissgutes . Der Verdichtungsraum ist in ei- ner Schweissposition von Abschnitten aneinander angrenzender Begrenzungsflächen begrenzt. Die Begrenzungsflächen umfassen eine Arbeitsfläche einer ultraschallübertragenden Sonotrode, eine Ambossfläche, welche an einem Amboss angeordnet ist und eine

Schieberfläche, welche an einem Schieberelement angeordnet ist.

Das Schieberelement wird ersetzt durch ein Schieberelement, wel ¬ ches mindestens Rückhalteelement, bevorzugt ein vorstehendes Element, aufweist zum Fernhalten mindestens eines Strangs aus dem Verdichtungsraum.

Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch eine Leiterstruktur mit mindestens einem ersten und einem zweiten Leiterstrang, die jeweils Leiter aufweisen. Die Leiterstränge umfassen Verbindungsstellen, an denen Leiter in Längsrichtung miteinander durch Ultraschallverbinden verbunden sind, insbesondere in einem Verfahren wie oben beschrieben, so dass die Verbindungsstellen parallel zueinander angeordnet sind. Bei den Verbindungsstellen kann es sich um X-Knoten oder Y-Knoten handeln.

Zu verschiedenen Leitersträngen gehörige Leiter sind ausserhalb der Verbindungsstelle über eine Länge zusammengefasst , insbeson ¬ dere durch eine Verdrillung, eine Abschirmung oder eine Isolationshülle, und die Leiter sind um die parallelen Verbindungsstel ¬ len auf einer freigestellten Länge nicht zusammengefasst . Insbe ¬ sondere ist die freigestellte Länge

- für Leiter mit einem Durchmesser von kleiner gleich 1mm oder einem Nennquerschnitt kleiner gleich als 0.5mm 2 kleiner als der 40fache Durchmesser des Leiters,

- für Leiter mit einem Durchmesser von grösser 1mm und kleiner gleich 5mm oder einem Nennquerschnitt grösser 0.5 mm 2 und kleiner gleich 10mm 2 kleiner als der 20fache Durchmesser des Leiters und

- für Leiter mit einem Durchmesser von grösser 5mm oder einem Nennquerschnitt grösser 10mm 2 kleiner als der lOfache Durchmesser des Leiters. Der Nennquerschnitt ist als elektrisch wirksamer Querschnitt de ¬ finiert. Die Ermittlung des Nennquerschnitts erfolgt durch die Messung des elektrischen Widerstands bei einer Umgebungstempera ¬ tur von 20°C. Der Nennquerschnitt wird als Grössenangabe häufig bei feindrahtigen Leitern, Starkstromkabel und -leitungen ver- wendet. Der Nennquerschnitt ist in seinen Abmessungen kleiner als der geometrische Querschnitt.

Die Leiter sind insbesondere ausserhalb der Verbindungsstelle verdrillt und um die parallelen Verbindungsstellen auf einer Länge von maximal 30mm, bevorzugt maximal 15mm, entdrillt.

Die verdrillten Leiter weisen bevorzugt einen Nennquerschnitt von 0.8mm 2 bis 4mm 2 auf.

Alternativ oder zusätzlich verlaufen die Leiter ausserhalb der Verbindungsstelle als Kabel in Kabelabschirmungen und/oder Iso ¬ lationshüllen und auf einer Länge von maximal 70mm, bevorzugt 60mm, um die Verbindungsstellen liegt keine Kabelabschirmung und/oder Isolationshülle vor.

Die Leiter der abgeschirmten Kabel weisen bevorzugt einen Querschnitt von 4mm 2 -8mm 2 auf. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Abbildungen exemplarischer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen schematisch Figur la einen Verdichtungsraum einer erfindungsgemässen Vorrichtung in einer Entnahmeposition;

Figur lb den Verdichtungsraum der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer Einlegeposition;

Figur lc den Verdichtungsraum der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer ersten Schweissposition;

Figur ld den Verdichtungsraum der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer zweiten Schweissposition;

Figur 2 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Draufsicht;

Figur 3a ein Schieberelement in Schnittdarstellung;

Figur 3b das Schieberelement perspektivischer Darstellung;

Figur 4 ein Schieberelement in Schnittdarstellung;

Figur 5 eine Schutzhaube in perspektivischer Darstellung;

Figur 6a einen doppelten Y-Knoten in einer ersten Seitenansicht; Figur 6b den doppelten Y-Knoten in einer zweiten Seitenansicht; Figur 6c den doppelten Y-Knoten in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 6b;

Figur 7 einen doppelten X-Knoten in einer Seitenansicht;

Figuren 8a-8c die Schritte eines erfindungsgemässen Verfahrens.

Figuren la bis ld zeigen schematisch verschiedene Positionen eines Verdichtungsraums 4 einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 mit einem Verdichtungsraum 4 zur Aufnahme der Leiter 2, 3 (siehe Figur lb) welche bei einem Verbindungsprozess eingenommen werden können .

Herbei zeigen Figur la eine Entnahmeposition, in welcher der Verdichtungsraum 4 offen ist, Figur lb eine Einlegeposition, in welcher eine Einlegeöffnung 9 besteht, und Figuren lc und ld je ¬ weils Schweisspositionen .

Der Verdichtungsraum 4 wird von einer ultraschallübertragenden Sonotrode 15, einem Amboss 16, einem seitlichen Begrenzungsele- ment 17 und einem Schieberelement 18 definiert.

Der Verdichtungsraum 4 weist eine rechtwinklige Innenkante auf, welche als kontrollierte Anlagefläche beim Einlegen der Leiter 2, 3 dient und formgebend für die zu erstellende Verbindungs- stelle ist, also die Kompaktierhöhe A und die Kompaktierbreite B (siehe Figur 6c) vorgibt.

In der Schweissposition ist der Verdichtungsraum 4 von Abschnitten aneinander angrenzender Begrenzungsflächen 5, 6, 7, 8 be- grenzt. Die Begrenzungsflächen umfassen eine Arbeitsfläche 5 der ultraschallübertragenden Sonotrode 15 und eine der Arbeitsfläche 5 gegenüberliegend angeordnete Ambossfläche 6, welche an dem Am ¬ boss 16 angeordnet ist. In den Verdichtungsraum 4 werden von gegenüberliegenden Seiten des Verdichtungsraums 4 Leiter 2, 3 eingeführt.

Das Schiebeelement 18 umfasst ein Rückhalteelement 14, das einen Strang 20 von dem Verdichtungsraum 4 fernhält. Das Rückhalteelement 14 ist hier als vorstehendes Element ausgebildet.

Der Strang 20 ist mit den Leitern 2, 3 verbunden, was in den Schnittdarstellungen lb bis ld nicht explizit dargestellt ist.

Während des Ultraschallverbindungsprozesses werden die Leiter 2, 3 kompaktiert, indem das Schieberelement 28, wie in Figuren lb und lc angedeutet ist, in Richtung Sl auf das seitliche Begren ¬ zungselement 17 zu verschoben wird.

In der Schweissposition ist der Verdichtungsraum 4 im Wesentlichen von der Sonotrode 15, dem Amboss 16, dem Begrenzungselement 17 und dem Schieberelement 18 begrenzt. Dazu wird, wie in Figur lc angedeutet ist, der Amboss 16 zunächst in Richtung S2 auf das Schieberelement 18 zu verschoben und anschliessend, wie in Figur ld angedeutet, zusammen mit dem seitlichen Begrenzungselement 17 in Richtung S3 auf die Sonotrode 15 zu verschoben.

Während des gesamten Prozesses bleibt der Strang 20 auf der von der Schieberfläche 8 abgewandten Seite des Rückhalteelements 14 liegen und wird so aus dem Verdichtungsraum 4 ferngehalten.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 in Drauf ¬ sicht. Eine ersten Gruppe von Leitern 2 eines ersten Kabels 32 und eine erste Gruppe von Leitern 3 eines zweiten Kabeins 33 sind von gegenüberliegenden Seiten an den Verdichtungsraum 4 herangeführt. Ein Strang 20 verläuft auf der von dem Verdich ¬ tungsraum 4 wegweisenden Seite des Rückhaltelements 14, das an einem Schieberelement 18 angeordnet ist. Der Strang 20 wird durch das Rückhalteelement 14 daran gehindert, in den Verdich ¬ tungsraum 4 zu gelangen. Die Leiter 2, 3 können ungestört kom- paktiert und verschweisst werden.

Der Strang 20 umfasst insbesondere Leiter 2 3 die zu den beiden gegenüberliegenden Kabeln 32, 33 gehören. Die Leiter 2 3 λ des Strangs 20 sind über Kabelumhüllungen 37, 38 mit den in den Verdichtungsraum 4 führenden Leitern 2, 3 verbunden. Der Strang 20 kann einen vorher hergestellten Schweissknoten aufweisen .

Figur 3a und 3b zeigen ein Beispiel für ein Schieberelement 18 λ in Schnittdarstellung und in perspektivischer Darstellung.

An dem Schieberelement 18 λ ist ein Rückhalteelement 14, das als vorstehendes Element ausgebildet ist, angeordnet. Das Rückhal ¬ teelement 14 weist eine zu dem Verdichtungsraum 4 weisende Flä ¬ che 27 auf, die parallel zur Schieberfläche 8 angeordnet ist, in diesem Fall einen Teil der Schieberfläche 8 bildet. Das Rückhal ¬ teelement 14 weist überdies eine von dem Verdichtungsraum 4 weg ¬ weisende Fläche 24 auf, welche einen in der Figur nicht explizit gezeigten wegzuhaltenden Strang von dem Verdichtungsraum 4 wegdrücken kann.

Das Schieberelement 18 λ besitzt einen von der Schieberfläche 8 wegweisenden Montagebereich 21.

In dem Montagebereich 21 ist benachbart zum Rückhalteelement 14 eine Auflagefläche 23 für den mindestens einen nicht explizit dargestellten Strang 20 angeordnet, die als Absenkung ausgebil ¬ det ist. Im Montagebereich 21 ist ausserdem eine Montageöffnung 26 mit einer Montagefläche 22 vorgesehen, mit welcher eine Verbindung zu einem nicht dargestellten maschinenseitigen Gegenstück hergestellt werden kann. Die Verbindung ist leicht mit einem Werk- zeug lösbar, so dass das Schieberelement 18 λ auswechselbar ist.

Figur 4 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Schieberelement 18 λ in Schnittdarstellung. In dem Schieberelement 18 λ ist eine Ausnehmung 40 vorgesehen, in die ein Einsatz 41 einlegbar ist. In dem Einsatz 41 ist eine Nut 42 angebracht, die eine Auflagefläche 23 für einen Strang bie ¬ tet. In die Ausnehmung kann zum Beispiel für andere Anwendungs ¬ zwecke ein anderer Einsatz 41 λ eingelegt werden, der eine Nut 42 λ mit grösserer Querschnittsfläche aufweist.

Figur 5 zeigt eine Schutzhaube 10 in perspektivischer Darstel ¬ lung. Die Schutzhaube 10 ist über den in dieser Figur nicht ge ¬ zeigten Verdichtungsraum 4 bewegbar, so dass dieser in der

Schweissposition abgedeckt ist. Die Schutzhaube 10 ist derart ausgebildet, dass die Leiter 2, 3 und der Strang 20, welche ebenfalls in dieser Abbildung nicht dargestellt sind, von einem Aussenbereich 25 der Schutzhaube 10 in den Verdichtungsraum 4 verlaufen können, wenn die Schutzhaube 10 den Verdichtungsraum 4 in der Schweissposition abdeckt.

Die Schutzhaube 10 umfasst einen ersten Durchlass 11 zum Durch ¬ führen der Leiter 2, 3 und eine erste Anlegekante 13 zum Aus ¬ richten der Leiter 2, 3, sowie eine zweite Anlegekante 19 zum Ausrichten des mindestens einen Stranges 20. Ein zweiter Durchlass 12 ist vorgesehen, durch welchen der Strang 20 verlaufen kann . Der erste und der zweite Durchlass 11, 12 sowie die erste und zweite Anlegekante 13, 19 sind jeweils beidseitig angebracht, so dass Leiter und Strang beidseitig in die Schutzhaube, bzw. aus der Schutzhaube verlaufen können.

Die Anlegekanten 13, 19 sind Teile einer Haltevorrichtung 28, hier elastische Klemmlippen 29, 30, mit welcher die Leiter 2, 3 und der Strang 20 ausserhalb des Verdichtungsraums 4, insbeson ¬ dere während eines Schweissvorgangs festlegbar sind und, insbe- sondere nach einem Schweissvorgang, wieder freigebbar sind.

Figur 6a und 6b zeigen einen doppelte Y-Knoten 29 in zwei Seitenansichten und Figur 6c zeigt den doppelten Y-Knoten 29 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 6b.

Bei einem Y-Knoten werden zwei Leiter 2 mit einem Leiter 3 in Längsrichtung verbunden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Ver- fahren finden vor allem dann Anwendung, wenn wie im Beispiel gezeigt, zwei Kabel 32 je zwei Leiter 2, 2 λ heranführen, die je ¬ weils mit einem von zwei Leitern 3, 3 λ zu verbinden sind, welche von einem Kabeln 33 von der gegenüberliegenden herangeführt werden .

Es werden in zwei Schritten zwei parallel zueinander angeordnete Y-Knoten 29 hergestellt. In einem ersten Schritt wird ein erster Y-Knoten 29 erstellt. In einem zweiten Schritt wird dieser von dem Rückhaltelement in einer Parkposition gehalten und die übri- gen Leiter werden zu einem zweiten Y-Knoten verbunden.

Die Enden der Leiter 2, 2 3, 3 λ können dabei kurz ausgebildet sein, so dass die aus dem Kabelmantel 30 herausgeführte Länge E der Leiter 2, 2 3, 3 λ 40mm und die Gesamtlänge F der Verbindung 70mm betragen kann. Eine Länge C von 15mm der Leiter 2, 2 3, 3 λ ist abisoliert, um eine Kompaktierlänge D von ll-13mm zu erreichen. Die Kompaktierbreite B kann dabei etwa 5mm betragen und die Kompaktierhöhe A der Y-Verbindung 29 3.6 - 4.3mm.

Figur 7 zeigt einen doppelten X-Knoten 34 in einer Seitenansicht .

Bei einem X-Knoten werden jeweils zwei Leiter 2 die von einer ersten Seite an die Verbindungsstelle 34 herangeführt werden, mit zwei Leitern 3, die von der gegenüberliegenden Seite an die Verbindungsstelle 34 herangeführt werden, in Längsrichtung ver ¬ bunden .

Die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Ver ¬ fahren finden vor allem dann Anwendung, wenn wie im Beispiel gezeigt, zwei Kabel 32 je zwei Leiter 2, 2 λ heranführen, die mit je zwei Leitern 3, 3 λ verbunden werden, welche von zwei Kabeln 33 von der gegenüberliegende Seite herangeführt werden.

Es werden dann in zwei Schritten zwei parallel zu einander angeordnete X-Knoten 34 hergestellt. In einem ersten Schritt wird ein erster X-Knoten 34 erstellt. In einem zweiten Schritt wird dieser von dem Rückhaltelement in einer Parkposition gehalten und die übrigen Leiter werden zu einem zweiten X-Knoten 34 verbunden .

Die Abisolierlänge G kann 40mm betragen und die Gesamtlänge F der X-Verbindung 70mm, bei einer Kompaktierlänge D von 15mm.

Nach Erstellen der X-Verbindung kann die X-Verbindungstelle 34 mit einer Isolierung und mit Gehäuseteilen umgeben werden. Figuren 8a bis 8c zeigen schematisch das erfindungsgemässe Verfahren .

Gemäss Figur 8a sollen die Leiter 2, 2 3, 3 λ zweier Kabeln 32, 33 jeweils in Längsrichtung miteinander verbunden werden sollen.

Gemäss Figur 8b werden ein erster Leiter 2 λ des ersten Kabels 32 und ein erster Leiter 3 λ des zweiten Kabels 33 von gegenüberlie ¬ genden Seiten an einen nicht explizit dargestellten Verdich- tungsraum 4 herangeführt. Dort wird zwischen den ersten Leitern 2 λ , 3 λ gegenüberliegender Kabel 32, 33 eine Schweissverbindung hergestellt und ein erster Schweissknoten 39 gebildet. Die noch unverbundenen Enden der übrigen Leiter 2, 3 können leicht von dem Verdichtungsraum ferngehalten werden.

In einem weiteren Schritt, der in Figur 8c angedeutet ist, sol ¬ len nun die beiden übrigen Leiter 2, 3 miteinander verbunden werden. Die bereits verbundenen Leiter 2 λ , 3 λ bilden mit dem Schweissknoten 39 einen Strang 20.

Dieser Strang 20 wird so positioniert, dass er durch das Rück ¬ halteelement 14 von dem Verdichtungsraum 4 ferngehalten wird, in den die zweiten Leiter 2, 3 der gegenüberliegenden Kabel abgelegt werden.

Es kann nun problemlos eine zweite Schweissverbindung zwischen den zweiten Leitern 2, 3 der gegenüberliegenden Kabel 32, 33 hergestellt werden.