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Title:
ELECTRIC CONNECTION AND METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRIC CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/020628
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric connection between a flat part (2) and a connection part (10). The flat part (2) and the connection part (10) are arranged one over the other in an overlap region. The flat part (2) contact surface (12) facing the connection part (10) in the overlap region has a relief structure, and the flat part (2) is friction welded, in particular ultrasonic welded, to the connection part (10) via the structured contact surface (12).

Inventors:
SCHARKOWSKI OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/068355
Publication Date:
January 30, 2020
Filing Date:
July 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AUTO KABEL MAN GMBH (DE)
International Classes:
H01R4/02; H01R4/58; H01R43/02; H01R4/62
Domestic Patent References:
WO2019149396A12019-08-08
Foreign References:
DE102016110628A12017-12-14
DE102016125748B32018-03-01
JP2002025740A2002-01-25
JP2016225193A2016-12-28
DE112015000538T52016-10-06
DE102015106265A12016-08-11
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Elektrische Verbindung zwischen einem Flachteil und einem Anschlussteil bei der

das Flachteil und das Anschlussteil in einem Überlappungsbereich übereinander angeordnet sind,

eine im Überlappungsbereich dem Anschlussteil zugewandte Kontaktoberfläche des Flachteils eine reliefförmig strukturierte Struktur hat und

dass das Flachteil mit dem Anschlussteil über die strukturierte

Kontaktoberfläche reibverschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt ist, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontaktoberfläche in einem Längsschnitt des Flachteils vor und nach dem Verschweißen strukturiert ist.

2. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Struktur regelmäßig periodisch ist.

3. Elektrische Verbindung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Amplitude und/oder eine Periode der Struktur abhängig von einem Werkstoffsparameter der Kontaktoberfläche bestimmt ist, insbesondere von einer Dichte des Werkstoffs der Kontaktoberfläche.

4. Elektrische Verbindung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Amplitude antiproportional zu der Dichte des Werkstoffs der

Kontaktoberfläche ist.

5. Elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Periode proportional zu der Dichte des Werkstoffs der

Kontaktoberfläche ist.

6. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Struktur in Richtung einer Längsachse x der Kontaktoberfläche nach einer Funktion

h(x) = ho f(x)

wobei h die Amplitude ist und f(x) eine trigonometrische Funktion ist, insbesondere sin(2nx oder COS(2TTX , gebildet ist.

7. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Struktur aus Bergen und Tälern gebildet ist, wobei die Berge in einer Ebene unterhalb einer Ebene der Kontaktoberfläche liegen und die Täler in einer Ebene unterhalb der Ebene der Berge liegen.

8. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass in einem stirnseitigen Endbereich die Kontaktoberfläche frei von der Struktur ist.

9. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass in einem stirnseitigen Endbereich die Kontaktoberfläche parallel zu einer breiten Oberfläche des Flachleiters vor der Kontaktoberfläche verläuft.

10. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche eine geringere

Höhenerstreckung hat als in einem Bereich vor der Kontaktoberfläche.

11. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche eine geringere

Breitenersteckung hat als in einem Bereich vor der Kontaktoberfläche.

12. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Anschlussteil ein Flachleiter ist, dass das Anschlussteil im

Überlappungsbereich das Flachteil in Breitenerstreckung überragt und dass das Anschlussteil um zumindest eine Längskante des Flachteils im

Überlappungsbereich gebogen ist.

13. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Anschlussteil das Flachteil im Überlappungsbereich U-förmig umgreift.

14. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche metallisch beschichtet ist.

15. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil an seiner in Längsrichtung der Kontaktoberfläche

gegenüberliegenden Seite eine Anschlusskonsole aufweist.

16. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskonsole als Anschlussbolzen oder Anschlussfahne oder Anschlussöffnung, insbesondere Anschlussbohrung gebildet ist.

17. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlusskonsole metallisch beschichtet ist, insbesondere dass das Flachteil um die Anschlussöffnung herum metallisch beschichtet ist.

18. Elektrische Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil ein S-förmiges Längsprofil aufweist.

19. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flachteil aus Aluminiumwerkstoff gebildet ist und das Anschlussteil aus Kupferwerkstoff gebildet ist oder dass das Anschlussteil aus Aluminiumwerkstoff gebildet ist und das Flachteil aus Kupferwerkstoff gebildet ist.

20. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die reliefförmige Kontaktoberfläche spanhebend oder spanlos in das Flachteil eingebracht ist.

21. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die reliefförmige Kontaktoberfläche mittels Pressen in das Flachteil eingebracht ist.

22. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die reliefförmige Kontaktoberfläche in einem Längsschnitt oder einem Querschnitt durch das Flachteil wellenförmig oder stufig ist.

23. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich die strukturierte Oberfläche in einer Draufsicht wellenförmig oder stufig verläuft.

24. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Anschlussteil im verschweißten Zustand vollständig in Vertiefungen der reliefförmigen Kontaktoberfläche eindringt und/oder

dass im verschweißten Zustand Erhebungen der reliefförmigen

Kontaktoberfläche zumindest teilweise in das Anschlussteil eindringen.

25. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass in einem Längschnitt durch die Verbindung im verschweißten Zustand das Anschlussteil vollständig in den Vertiefungen angeordnet ist.

26. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die strukturierte Oberfläche durch Vertiefungen in der Oberfläche des Flachteils gebildet ist.

27. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vertiefungen durch Nuten in der Kontaktoberfläche gebildet sind

28. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem

Flachteil und einem Anschlussteil umfassend: Bereitstellen eines Flachteils,

Einbringen einer strukturierten, reliefförmigen Struktur in das Flachteil,

Bereitstellen eines Anschlussteils,

Auflegen des Anschlussteils auf das Flachteil im Bereich der reliefförmigen Struktur,

Anpressen des Anschlussteils auf das Flachteil mit einem Schweißwerkzeug und Reibverschweißen, insbesondere Ultraschallverschweißen zwischen

Anschlussteil und Flachteil wobei

das Schweißwerkzeug parallel zu der reliefförmigen Struktur schwingt.

29. Verfahren nach Anspruch 28,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Struktur aus sich in Querrichtung des Flachteils erstreckenden Bergen und Tälern gebildet ist und dass die Schweißwerkzeug parallel zu den Bergen und Tälern schwingt.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29,

dadurch gekennzeichnet,

dass Anschlussteil und/oder das Flachteil beim Verschweißen zunächst im Bereich einer Erhebung der reliefförmigen Oberfläche durch die eingebbrachte Schwingung plastifizieren und mit zunehmender Schweißdauer das Anschlussteil und/oder das Flachteil bis hin zu einem Boden einer Vertiefung der

reliefförmigen Oberfläche plastifizieren.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor dem Verschweißen des Anschlussteil auf die reliefförmigen Struktur gedrückt wird, dass dadurch eine relative Position der Längsachsen von

Anschlussteil und Flachteil zueinander fixiert ist und dass anschließend Flachteil und Anschlussteil miteinander verschweißt werden.

Description:
Elektrische Verbindung sowie Verfahren zur Herstellung einer elektrischen

Verbindung

Der Gegenstand betrifft eine elektrische Verbindung zwischen einem Flachteil und einem Anschlussteil sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Verbindung. Die elektrische Verbindung wird insbesondere in automotiven

Anwendungen zum Einsatz kommen, insbesondere bei der Verbindung von

Flachleitern mit Anschlussteilen, wie beispielsweise Bereiche von Batterieleitungen, welche als Flachkabel ausgeführt sind, Batteriezellenverbindern oder Stromschienen, die unteranderem als Flachleiter ausgebildet sind.

Die elektrische Verbindung von Flachleitern mit Anschlussteilen muss insbesondere in automotiven Anwendungen dauerhaft stabil sein. Darüber hinaus ist ein geringer Übergangswiderstand, insbesondere im Bereich der Energieleiter von

Kraftfahrzeugen von Nöten, um die elektrischen Verluste entlang des Übergangs so gering wie möglich zu halten. Dies ist insbesondere im Bereich der Batteriekabel als auch der Batteriezellenverbinder von besonderer Bedeutung.

Darüber hinaus hat sich der Einsatz von Aluminium für elektrische Leiter in

Kraftfahrzeugen etabliert. Der Werkstoff Aluminium stellt jedoch die

Verbindungstechnik vor neue Herausforderungen, was einerseits den

Übergangswiderstand angeht und andererseits die Verbindung mit anderen

Metallwerkstoffen. Bei den hohen Anforderungen an die Stromtragfähigkeit kommen meist hohe Leiterquerschnitte zur Anwendung, wodurch auch andere

Grundwerkstoffe herausfordernd für die meist stoffschlüssige Verbindungstechnik sind.

Vor diesem Hintergrund lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine

langzeitstabile elektrische Verbindung zwischen einem Flachteil und einem Anschlussteil zur Verfügung zu stellen, welche die geforderte langzeitstabile elektrische Verbindung nicht nur mittels Stoffschluss, sondern zusätzlich mittels Formschluss sowie insbesondere auch besonders prozesssicher und/oder

wirtschaftlich herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Verbindung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 28 gelöst.

Das Flachteil kann als Vollmaterialteil, beispielsweise mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt gebildet sein. Das Anschlussteil kann ebenfalls aus

Vollmaterial, beispielsweise mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, gebildet sein und beispielsweise ebenfalls ein Flachteil sein oder eine Anschlussfahne, ein Crimpanschluss, ein Klemmenanschluss, ein Anschluss für einen Bolzen oder dergleichen. Das Anschlussteil kann ein Litzenleiter aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus Aluminiumwerkstoff oder Kupferwerkstoff sein. Sowohl das Flachteil als auch das Anschlussteil kann als Leiter eines Kabels gebildet sein. Das Kabel kann in dem Überlappungsbereich zwischen dem Anschlussteil und dem

Flachteil abisoliert sein, so dass das blanke Metall von Flachteil und Anschlussteil im Überlappungsbereich übereinander angeordnet sein kann.

Das Anschlussteil kann aus einen massiven Leiter oder einen flexiblen Leiter gebildet sein. Der Grundwerkstoff von Anschlussteil und Flachteil kann gleich oder

verschieden sein. Anschlussteil und Flachteil können beschichtet sein. Insbesondere kann das Flachteil vernickelt sein. Die Beschichtung kann insbesondere im

Kontaktbereich erfolgen., Grundwerkstoff und Beschichtungswerkstoffe können voneinander verschieden sein.

Das Flachteil hat umfangsseitig vier Oberflächen, wobei bei einem rechteckigen Querschnitt zwei, bevorzugt parallel zueinander verlaufende breite Oberflächen und zwei , bevorzugt parallel zueinander verlaufende schmale Oberflächen gegeben sind. Das Flachteil hat eine Längserstreckung. Seitenkanten der breiten Oberflächen und Seitenkanten der schmalen Oberflächen verlaufen entlang der Längserstreckung. Stirnseitig hat das Flachteil Stirnkanten, die in Quererstreckung verlaufen. Die schmalen Oberflächen erstrecken sich entlang einer Höhenerstreckung des Flachteils.

Insbesondere die breite Oberfläche des Flachteils kann in einem Bereich als

Kontaktoberfläche gebildet werden. Hierfür ist in der Kontaktoberfläche, also insbesondere im Bereich des Überlappungsbereichs zwischen Anschlussteil und Flachteil, die Oberfläche des Flachteils reliefförmig strukturiert. Auf diese

reliefförmige Struktur wird das Anschlussteil aufgesetzt und reibverschweißt, insbesondere mittels Ultraschallschweißen.

Durch die reliefförmige Struktur der Kontaktoberfläche liegt das Anschlussteil zu Beginn des Schweißvorgangs nur auf einer geringen Gesamtfläche des Flachteils auf. Die Kontaktoberfläche hat eine Gesamtfläche, wobei durch die reliefförmige Struktur nur ein Bruchteil dieser Gesamtfläche zu Beginn des Schweißvorgangs in Kontakt mit dem Anschlussteil ist.

Dies führt dazu, dass zu Beginn des Schweißvorgangs die eingetragene

Schweißenergie, insbesondere die Schwingungsenergie, nur auf der kleinen

Berührfläche wirkt und hierdurch der Anpressdruck im Bereich der Berührfläche besonders hoch ist. Durch die Verringerung der Kontaktfläche aufgrund der

Reliefstruktur ist die Reibkraft bei gegebenem Reibkoeffizient von den Fügepartnern zueinander im festen Aggregatzustand zu Beginn des Schweißvorgangs ausreichend klein, so dass das Schweißwerkzeug ausreichend kinetische Energie punktuell in die Fügezone einbringen kann, um die Fügepartner partiell aufzuschmelzen

Mit zunehmender Schweißdauer wird mehr Energie in die Fügezone eingebracht. Die Randschichten der Fügepartner plastifizieren ausgehend von der anfänglichen

Fügefläche. Die Fügefläche vergrößert sich aufgrund der Art der Struktur und des Plastifizierens der Fügepartner in der Fügezone. Durch das Plastifizieren verringert sich der Reibkoeffizient, so dass trotz zunehmender Kontaktfläche die kinetische Energie des Schweißwerkzeugs ausreicht, den Schweißvorgang abzuschließen. Die Reliefstruktur führt dazu, dass im Bereich der Berührfläche zwischen Flachteil und Anschlussteil zu Beginn des Schweißvorgangs sehr schnell eine Plastifizierung der Werkstoffe von Flachteil und/oder Anschlussteil erfolgt. Nach und nach dringt das Anschlussteil durch die sich einstellende Plastifizierung tiefer in die reliefförmige Struktur ein.

Durch das Verschweißen entsteht entlang der Kontaktoberfläche zunächst einmal eine stoffschlüssige Verbindung. Durch die reliefförmige Struktur kommt es jedoch zusätzlich zu einem Formschluss zwischen dem Flachteil und dem Anschlussteil im Bereich der Kontaktoberfläche auch im verschweißten Zustand. Die Schweißenergie, die in die Kontaktoberfläche eingebracht wird, reicht aus, um die beiden Fügepartner Flachteil und Anschlussteil oberflächlich aufzuschmelzen und/oder zu plastifizieren. Hierbei ist die Reliefform der Kontaktoberfläche bevorzugt so grob, dass diese auch nach dem Schweißvorgang erhalten bleibt und sich somit nicht nur ein Stoffschluss, sondern auch ein Formschluss zwischen Anschlussteil und Flachteil einstellt.

Die Struktur der Kontaktoberfläche verläuft entlang des Längsschnitts des Flachteils als Höhenprofil mit Tälern (Nuten) und Bergen (Nutstege). Dieses Höhenprofil ist entlang des Längsschnitts des Flachteils bevorzugt wellig. Dadurch, dass durch das Verschweißen die Struktur nur unwesentlich verändert wird und auch nach dem Verschweißen die Sturktur der Kontaktoberfläche noch vorhanden ist, ergibt sich im Bereich der Kontaktoberfläche nicht nur ein Stoffschluss zwischen Flachteil und Anschlussteil, sondern Flachteil und Anschlussteil verbinden sich auch formschlüssig. Beim Verschweißen wird einerseits im Bereich der Berge der Struktur Material des Flachteils plastifiziert, wodurch nach dem Schweißen eine Amplitude der Struktur kleiner ist als vor dem Schweißen, gleichzeitig dringt jedoch auch die Struktur in den Werkstoff des Anschlussteils beim Verschweißen ein, sodass eine im Längsschnitt im Wesentlichen gerade verlaufende Oberfläche des im Überlappungsbereich nach dem Verschweißen ebenfalls strukturiert ist und an die Struktur des Flachteils angepasst ist. Anschlussteil und Flachteil verzahnen somit ineinander, was die mechanische Festigkeit der Schweißverbindung erhöht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Struktur regelmäßig periodisch ist. Somit folgen Berge auf Täler in einer Regelmäßigkeit mit einer gewissen Periodizität. Eine Periode kann als Abstand zwischen zwei benachbarten Bergen und/oder als Abstand zwischen zwei benachbarten Tälern verstanden werde.

Es hat sich herausgestellt, dass sowohl die Amplitude als auch die Periode der Struktur die Qualität der Schweißverbindung beeinflusst. Insbesondere muss die Amplitude und/oder Periode der Struktur abhängig von einem Werkstoffparameter der Kontaktoberfläche gewählt werden. Die Kontaktoberfläche kann aus dem

Werkstoff des Flachteils oder einer metallischen Beschichtung gebildet sein. Je nach Werkstoff ist eine andere Amplitude und/oder eine andere Periode zu wählen. Ein Werkstoffparameter der zur Bestimmung von Amplitude und Periode herangezogen werden kann, ist die Dichte des Werkstoffs der Kontaktoberfläche.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Amplitude antiproportional zu der Dichte des Werkstoffs der Kontaktoberfläche ist. Je dichter der Werkstoff der Kontaktoberfläche ist, desto geringer sollte die Auslenkung der Struktur, insbesondere der halbe Abstand zwischen einem Berg [lokales Maximum) und einem Tal [lokales Minimum) sein. Bei einem dichten Werkstoff führt die geringere Amplitude dazu, dass ein noch ausreichender Formschluss erfolgt und insbesondere die Fügepartner nach dem Schweißvorgang im Bereich der

Kontaktoberfläche vollständig aneinander anliegen.

Gemäß einem Ausführu ngsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Periode proportional zu der Dichte des Werkstoffs der Kontaktoberfläche ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des Flachteils eine Dichte > 8,2g/cm 3 hat. Für eine solche Dichte hat sich beispielsweise eine Amplitude von 0,2cm als sinnvoll herausgestellt. Auch wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des Flachteils einen Leitwert von > 50MS/m aufweist Es wird vorgeschlagen, dass die Dichte und/oder der Leitwert des Werkstoffs des Anschlussteils gleich derer des Flachteils sind. Auch wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des Anschlussteils aus einer

Aluminiumlegierung gemäß EN AW 2017A, EN AW 6082 oder EN AW 7075 gebildet ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Dichte und/oder der Leitwert des Werkstoffs des Flachteils geringer ist als die Dichte und/oder der

Leitwert des Werkstoffs des Anschlussteils. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des Flachteils eine Dichte zwischen 2,5g/cm 3 und 5g/ cm 3 hat und einen Leitwert zwischen 30MS/m und 40MS/m hat. Auch wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des Anschlussteils eine Dichte zwischen 8g/cm 3 und 9g/cm 3 hat und einen elektrischen Leitwert zwischen 40MS/m - 50MS/m hat.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Struktur in Richtung x einer Längsachse der Kontaktoberfläche nach einer Funktion h[x)=hof(x) gebildet ist. Dabei ist ho die Amplitude und f(x) eine trigonometrische Funktion. Insbesondere ist f(x)=sin(2nx) oder cos(2nx).

In einem solchen Fall kann die Amplitude ho beispielsweise wie folgt abhängig von der Dichte gewählt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Struktur aus Bergen [Nutstegen) und Tälern (Nuten) gebildet ist. Die Berge liegen dabei bevorzugt in einer Ebene unterhalb einer Ebene der breiten Oberfläche und die Täler in einer Ebene unterhalb der Ebene der Berge.

Das Flachteil erstreckt sich an einer breiten Oberfläche in Richtung der

Kontaktoberfläche. Im Bereich der Kontaktoberfläche wird dann die Struktur eingebracht. Die Struktur wird derartig eingebracht, dass die Ebene der Berge der Struktur unterhalb der breiten Oberfläche des Flachteils. Die Höhenerstreckung des Flachteils im Bereich der Kontaktoberfläche ist kleiner als die Höhenerstreckung des Flachteils vor der Kontaktoberfläche. Durch die geringere Aufbauhöhe des Flachteils im Bereich der Kontaktoberfläche wird auch die Aufbauhöhe der elektrischen

Verbindung reduziert. Wird das Anschlussteil auf die Berge aufgelegt, so ist die Aufbauhöhe geringer oder gleich, als wenn das Anschlussteil auf die breite Oberfläche des Flachteils aufgelegt würde. Nach dem Verschweißen ist das Anschlussteil in die Struktur eingedrungen, so dass sich bevorzugt eine Verbindung ergibt, bei der die breite Oberfläche des Flachteils am Übergang zu dem Anschlussteil nur einen geringen, bevorzugt keinen Höhenversatz aufweist. Somit kommt es zu einem reduzierteren Höhenversatz, gegenüber einer Verbindung, bei der das Anschlussteil unmittelbar auf die breite Oberfläche des Flachteils aufgelegt würde . Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in einem stirnseitigen Endbereich die Kontaktoberfläche frei von der Struktur ist. Die Struktur setzt sich von der Mitte des Flachteils hin zu einem stirnseitigen Endbereich fort. Vor dem

stirnseitigen Endbereich jedoch wird die Struktur beendet, so dass das Flachteil im stirnseitigen Ende eben ausläuft. Hierdurch wird verhindert, dass es zu einer

Kerbbelastung der elektrischen Verbindung im Bereich des Endbereichs der

Kontaktoberfläche kommt. Die Struktur läuft insbesondere ausgehend von einem Nulldurchgang der wellenförmigen Struktur aus in den flachen Endbereich.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in einem stirnseitigen Endbereich die Kontaktoberfläche parallel zu einer breiten Oberfläche des Flachleiters vor der Kontaktoberfläche verläuft. Die Längserstreckung des Endbereichs ist insbesondere zumindest eine halbe, bevorzugt eine ganze Periode.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche eine geringere Höhenerstreckung hat als in einem Bereich vor der Kontaktoberfläche. Wie zuvor bereits erläutert, können die Berge in einer Ebene unterhalb der Ebene des Flachteils vor der Kontaktoberfläche liegen. Dadurch wird der Aufbau bzw. die Aufbauhöhe der Verbindung zwischen Flachteil und Anschlussteil reduziert, was vorteilhaft hinsichtlich der Bauraumoptimierung ist.

Auch wird vorgeschlagen, dass das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche eine geringere Breitenerstreckung hat als in einem Bereich vor der Kontaktoberfläche. Das Flachteil kann im Bereich der Kontaktoberfläche schmaler sein als vor der

Kontaktoberfläche. Dies hat den Vorteil, dass das Anschlussteil, wenn es die

Kontaktoberfläche an den Seitenkanten überragt.

Somit wird auch vorgeschlagen, dass das Flachteil ein Flachleiter ist, dass das

Anschlussteil im Überlappungsbereich das Flachteil in der Breitenerstreckung überragt und dass das Anschlussteil um zumindest eine Längskante im

Überlappungsbereich geformt ist. Das Anschlussteil wird mittels einer Sonotrode gegen das Flachteil gedrückt. Durch das Einbringen der Schweißenergie fließt das Anschlussteil in dem den Überlappungsbereich überragenden Bereich um das

Flachteil. Dadurch wird die Fügezone vor Umwelteinflüssen geschützt

Im verbundenen Zustand liegt das Anschlussteil derart auf der Kontaktoberfläche, dass es bevorzugt beidseitig die Längskante des Flachteils überragt. Diese das Flachteil überragenden Bereiche können in Richtung der schmalen Oberfläche des Flachteils umgebogen vorzugsweise umflossen werden. Dadurch, dass die

Breitenerstreckung des Flachteils im Bereich der Kontaktoberfläche geringer ist als vor der Kontaktoberfläche, wird die Gesamtbreite des Flachteils durch das

Umschließen des Anschlussteils um die Längskanten bevorzugt nicht vergrößert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Anschlussteil das Flachteil im Überlappungsbereich U-förmig umschließt. Durch das Umschließen U- förmig oder auch nur einseitig erfährt die Verbindung eine Stabilisierung gegenüber einer Kraft in Querrichtung des Flachteils und ist somit stabiler. Auch Torsionen um eine Flächennormale der breiten Oberfläche werden durch das Umschließen besser kompensiert und wirken nicht unmittelbar auf die Schweißung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das umschließen U-förmig ein Eindringen von Gasen oder Fluiden in die Fügezone verhindern.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Flachteil im wenigstens Bereich der Kontaktoberfläche metallisch beschichtet ist. Eine solche Beschichtung kann beispielsweise walzplattiert sein. Beispielsweise ist es möglich, einen Aluminiumstreifen auf das Flachteil aufzubringen, insbesondere mittels Walzplattieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Flachteil an seiner in Längsrichtung der Kontaktoberfläche gegenüberliegenden Seite eine

Anschlusskonsole aufweist. Über diese Anschlusskonsole lässt sich beispielsweise ein elektrischer Leiter kontaktieren. Die Anschlusskonsole kann als Anschlussbolzen, Anschlussfahne, Crimpkontakt,

Anschlussöffnung, Kabelschuh oder dergleichen gebildet sein. Insbesondere kann die Anschlusskonsole als Anschlussbohrung gebildet sein.

Zur Kontaktierung mit einem Leiter aus einem gegenüber dem Werkstoff des

Flachteils anderen Werkstoffs wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskonsole metallisch beschichtet ist. Insbesondere ist das Flachteil um die Anschlussöffnung herum metallisch beschichtet. Somit kann bei einem Verschrauben eine gute

Kontaktoberfläche sichergestellt werden.

Zur Aufnahme von Stauchkräften, die in Längsrichtung auf die Schweißverbindung wirken, wird vorgeschlagen, dass das Flachteil ein S-förmiges Längsprofil aufweist. Hierdurch ist es möglich, Stauchkräfte elastisch federnd durch das Flachteil aufzunehmen. Die mechanische Belastung der Schweißverbindung wird somit reduziert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Flachteil aus Aluminiumwerkstoff gebildet und das Anschlussteil aus Kupferwerkstoff. Ein Aluminiumwerkstoff ist insbesondere E-Aluminium, beispielsweise Al 99,5 oder eine andere Aluminiumlegierung. Ein Kupferwerkstoff ist insbesondere eine Kupferlegierung. An das Anschlussteil, welches aus dem Kupferwerkstoff gebildet ist, lässt sich beispielsweise mittels Crimpen, Löten, Nieten, Schrauben, Schweißen oder dergleichen eine weitere Kupferleitung, beispielsweise eine flexible Kupferlitzenleitung anbringen. Das Flachteil ist aus dem Aluminiumwerkstoff und kann beispielsweise als Seele eines Flachkabels gebildet sein und außerhalb der Verbindung mit dem Anschlussteil isoliert sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Anschlussteil aus Aluminiumwerkstoff gebildet und das Flachteil aus Kupferwerkstoff. In diesem Fall kann das Flachteil für eine Verbindung, insbesondere eine sortenreine Verbindung mit einem Kupferkabel genutzt werden. Ein Kupferwerkstoff ist insbesondere eine Kupferlegierung. An das Flachteil, welches aus dem Kupferwerkstoff gebildet ist, lässt sich beispielsweise mittels Crimpen, Löten, Nieten, Schrauben, Schweißen oder dergleichen eine weitere Kupferleitung, beispielsweise eine flexible Kupferlitzenleitung anbringen. Das

Anschlussteil ist aus dem Aluminiumwerkstoff und kann beispielsweise als Seele eines Flachkabels gebildet sein und außerhalb der Verbindung mit dem Anschlussteil isoliert sein.

Auch wird vorgeschlagen, dass das Flachteil und das Anschlussteil aus einem gleichen metallischen Werkstoff, z.B. einem Aluminiumwerkstoff oder einem Kupferwerkstoff gebildet sind.

Die reliefförmige Kontaktoberfläche wird insbesondere spanhebend oder spanlos in das Flachteil eingebracht. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass vor der

Verbindung das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche überfräst wird, um so die reliefförmige Kontaktoberfläche zu formen. Eine spanlose Verformung kann beispielsweise mittels Biegen, Stanzen, Pressen, Ziehen, Stauchen, Schmieden oder dergleichen erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die reliefförmige

Kontaktoberfläche mittels Biegen, Stanzen, Pressen, Ziehen, Stauchen, Schmieden in das Flachteil eingebracht wird. Beispielsweise mittels eines Werkzeugs,

beispielsweise eines geeigneten Stempels, kann die reliefförmige Kontaktoberfläche in das Flachteil gebracht werden.

Die reliefförmige Kontaktoberfläche ist bevorzugt eine geschlossene Oberfläche und weist keine Durchbrüche durch das Flachteil auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass im verschweißten Zustand das Anschlussteil vollständig von dem Flachteil

aufgenommen ist und eine vollflächige Verbindung zwischen Anschlussteil und Flachteil gebildet ist. Dies bewirkt einen guten, geringen Übergangswiderstand. Durch das Reibverschweißen wird gegebenenfalls eine Verunreinigung auf der

Oberfläche der Fügepartner entfernt. Dies ist insbesondere beim

Ultraschallverschweißen der Fall, bei dem beispielsweise eine Aluminiumoxidschicht aufgebrochen wird. Durch die reliefförmige Struktur wird die Gesamtoberfläche der Kontaktoberfläche gegenüber einer glatten Struktur vergrößert, was dazu führt, dass die Kontaktfläche zwischen Anschlussteil und Flachteil gegenüber einer Verbindung zweier glatter Oberflächen vergrößert ist. Diese größere Berührfläche führt zu einem geringeren Übergangswiderstand, was insbesondere in automotiven Anwendungen vorteilhaft ist.

Die reliefförmige Struktur kann beispielsweise derart sein, dass in einem

Längsschnitt, der parallel zur Längsachse des Flachteils verläuft, die Struktur wellenförmig oder stufig ist. Auch ist es möglich, dass in einem Querschnitt, der insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Flachteils verläuft, die Oberflächenstruktur wellenförmig oder stufig ist. Eine wellenförmige Form muss nicht zwingend streng und monoton verlaufend sein, sondern kann auch

sägezahnförmig, V-förmig, U-förmig oder dergleichen sein. Auch muss die Abfolge von Wellental und Wellenberg nicht zwingend regelmäßig sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die strukturierte Oberfläche in einer Draufsicht wellenförmig oder stufig verläuft. Nicht nur in der Tiefe, sondern auch in der Längsrichtung der reliefförmigen Struktur kann diese wellenförmig oder stufig sein. Auch dies führt zu einer Vergrößerung der

Kontaktoberfläche zwischen Anschlussteil und Flachteil.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Anschlussteil im verschweißten Zustand vollständig in Vertiefung der reliefförmigen

Kontaktoberfläche eindringt und/oder dass im verschweißten Zustand Erhebungen der reliefförmigen Kontaktoberfläche zumindest teilweise in das Anschi ussteil eindringen. Bei einer reliefförmigen Struktur gibt es Täler und Berge, wobei das Tal als Vertiefung verstanden werden kann und ein Berg als Erhebung verstanden werden kann. Hierbei versteht es sich, dass ausgehend von der Oberfläche des Flachteils, auf der die Kontaktoberfläche geformt wird, Vertiefungen in das Material des Flachteils eingebracht werden können und/oder Erhebungen aus der Oberfläche heraus geformt werden können. Dadurch dass das Anschlussteil vollständig in die Vertiefung eindringt und/oder die Erhebung vollständig in das Anschlussteil eindringt, wird ein vollflächiger Kontakt zwischen Anschlussteil und Flachteil über die Kontaktoberfläche erwirkt. Durch die Erhebung und/oder Vertiefung wird, wie bereits erläutert, eine Vergrößerung der Kontaktoberfläche gegenüber einer glatten Oberfläche erzielt. Im verschweißten Zustand sind Erhebung und/oder Vertiefung nach wie vor durch den Werkstoff des Flachteils gebildet. Lediglich in einem

Übergangsbereich bildet sich eine intermetallische Fügezone, deren Ausdehnung senkrecht zur Kontaktoberfläche jedoch geringer ist, als die Ausdehnung von

Vertiefung und/oder Erhebung senkrecht zur Kontaktoberfläche.

Dadurch, dass das Material des Flachteils nach dem Verschweißen nach wie vor Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, bildet sich in einem Schnitt durch die Verbindung im verschweißten Zustand, der quer zur Längsrichtung der Vertiefungen und/oder Erhebungen der reliefförmigen Kontaktoberfläche verläuft, Zonen in denen das Anschlussteil vollständig in den Vertiefungen angeordnet ist.

Wie bereits erläutert, kann das Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche

strukturiert reliefförmig sein. Dies wird durch Vertiefungen und/oder Erhebungen in der Oberfläche des Flachteils bewirkt.

Denkbar ist auch das beide Fügepartner im Kontaktbereich eine reliefförmige

Oberfläche aufweisen die geometrisch ineinander greifen um bauraumtechnische oder andere denkbare funktionserfüllende Eigenschaften auszubilden. Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass in einer Fügezone die einander zugewandten Oberflächen von Flachteil und von Kontaktteil reliefförmig strukturiert sind.

Insbesondere sind dies Oberflächen gleich strukturiert. Die dem Flachteil zugewante Oberfläche des Anschlussteils kann genau so strukturiert sein, wie es für das Flachteil beschrieben ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Vertiefungen durch Nuten in der Kontaktoberfläche gebildet sind. Gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Erhebungen durch aus der

Kontaktoberfläche ragende Stege gebildet sind.

Wie bereits erläutert, müssen die Erhebungen nicht aus der ebenen Oberfläche des Flachteils, in dem die Kontaktoberfläche gebildet ist, herausragen. Daher können die Erhebungen auch durch Nutstege zwischen Nuten in der Kontaktoberfläche gebildet sein. Die Erhebungen können somit insbesondere unterhalb der Kontaktoberfläche bzw. der sonstigen Oberfläche des Flachteils, in der die Kontaktoberfläche eingebracht ist, liegen.

Wie bereits erläutert, müssen die Vertiefungen nicht in die ebene Oberfläche des Flachteils, in dem die Kontaktoberfläche gebildet ist, eindringen. Daher können die Vertiefungen auch zwischen zwei Stegen, die als Erhebung gebildet sind, gebildet sein. Die Vertiefungen können mit ihrem Grund somit insbesondere planparallel zu der Kontaktoberfläche bzw. der sonstigen Oberfläche des Flachteils, in der die

Kontaktoberfläche eingebracht ist, liegen.

Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach Anspruch 28.

Hierbei wird beispielsweise zunächst ein Flachteil bereitgestellt Das Flachteil kann dabei beispielweise als Seele eines Flachkabels gebildet sein. Das Flachkabel kann beispielsweise im Bereich der Verbindung abisoliert sein. Die Abisolation kann beispielweise mittels Laser erfolgen. Das Flachteil kann jedoch auch Teil eines

Kontaktteils, beispielsweise eines Crimpanschlusses, einer Anschlussfahne, einer Anschlussklemme, eines Anschlussbolzens oder dergleichen sein. In das bereitgestellte Flachteil wird eine strukturierte, reliefförmige Oberfläche eingebracht. Dabei kann die Oberfläche spanlos oder spanhebend eingebracht werden. Beispielsweise ist es möglich, die Oberfläche mittels Fräsen zu strukturieren. Auch ist es möglich, die Oberfläche beispielsweise mittels spanlosem Umformen, wie oben bereits erläutert, zu profilieren, so dass sie reliefförmig strukturiert ist. Die Struktur ist dabei streifenförmig.

Zusätzlich zum Einbringen der strukturierten reliefförmigen Oberfläche wird ein Anschlussteil bereitgestellt. Das Anschlussteil kann wie das Flachteil gebildet sein. Es ist möglich, dass das Anschlussteil gleichgeformt ist oder dass das Anschlussteil ein an das Flachteil anzubringendes Kontaktteil ist.

Die beiden Teile, Flachteil und Anschlussteil, werden anschließend aufeinander aufgelegt. Hierbei erfolgt das Auflegen im Bereich einer Überlappung zwischen Anschlussteil und Flachteil, wobei diese Überlappung im Bereich der reliefförmigen Oberfläche ist. Diese reliefförmige Oberfläche wird auch als Kontaktoberfläche verstanden.

Die reliefförmige Oberfläche wird in das Flachteil insbesondere im Bereich der breiten Oberfläche eingebracht. Die reliefförmige Oberfläche wird insbesondere in einem Endbereich eines Flachteils eingebracht, kann jedoch auch mittig zwischen zwei Enden liegen und beispielweise von einer Isolation beidseitig eingefasst sein.

Anschließend erfolgt das Verschweißen zwischen Anschlussteil und Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche durch Reibschweißen, insbesondere

Ultraschallreibschweißen. Dazu wird ein Schweißwerkzeug, insbesondere ein

Ultraschallwerkzeug, beispielsweise eine Sonotrode, auf das Anschlussteil und/oder Flachteil aufgebracht und die beiden Teile werden zusammengepresst. Auf der dem Ultraschallwerkzeug gegenüberliegenden Seite kann beispielweise ein Amboss als Gegenlager dienen. Die verpressten Teile werden mittels des Schweißwerkzeugs reibverschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt.

Da die Oberfläche, die verschweißt werden soll, die Kontaktoberfläche ist und diese strukturiert reliefförmig ist, liegt zu Beginn des Schweißvorgangs das Anschlussteil nur mit einem Bruchteil seiner Gesamtoberfläche auf der Kontaktoberfläche auf. Die Anpresskraft verteilt sich somit auf eine sehr kleine Fläche, so dass der Anpressdruck im Bereich der initialen Berührfläche sehr groß wird. Dies führt dazu, dass der Anpressdruck gegenüber herkömmlichen Schweißverfahren reduziert sein kann.

Außerdem kommt es durch diesen hohen Anpressdruck sehr schnell zu einer

Plastifizierung der Fügepartner Anschlussteil und Flachteil. Durch dieses

Plastifizieren dringt das Anschlussteil während des Schweißvorgangs nach und nach in die reliefförmige Struktur der Kontaktoberfläche ein.

Wie zuvor erläutert, erstreckt sich das Höhenprofil in Richtung der Längsachse reliefförmig. In Richtung der Querachse verläuft das Höhenprofil linear. Die Berge und Täler verlaufen parallel zur Querasche. Zur Erzielung der oben genannten Vorteile wird vorgeschlagen, dass während des Verschweißens, das Schweißwerkzeug parallel zu der reliefförmigen Struktur schwingt. Das heißt, dass eine Schwingungsrichtung des Schweißwerkzeugs parallel zu einem Verlauf zumindest eines Bergs der Struktur ist. Das Schweißwerkzeug führt eine Schwingung parallel zu der Struktur durch. Diese Schwingung wird über eine Kraftübertragung auf das auf dem Flachteil aufliegende Anschlussteil übertragen. Beim Verschweißen wird das Anschlussteil zunächst über die durch die Berge gebildete Ebene der Struktur geführt. Die Auflagefläche ist relativ klein, sodass bei bereits geringem Anpressdruck ausreichend kinetische Energie in die Verbindungsstelle eingebracht werden kann, um diese zu plastifizieren.

Zum Ende des S ch wei ß Vorgangs kann das Anschlussteil vollständig in die

reliefförmige Oberfläche des Flachteils eingedrungen sein und es bildet sich eine vollflächige Verbindung zwischen dem Anschlussteil und der Kontaktoberfläche. Es wird auch vorgeschlagen, dass vor dem Verschweißen des Anschlussteil auf die reliefförmigen Struktur gedrückt wird, dass dadurch eine relative Position der Längsachsen von Anschlussteil und Flachteil zueinander fixiert ist und dass anschließend Flachteil und Anschlussteil miteinander verschweißt werden. Durch das Drücken des Anschlussteils gegen die Struktur verformt sich das Anschlussteil im Bereich seiner Oberfläche entsprechen der Struktur. Der Anpressdruck ist

ausreichend, dass es zu einer plastischen Verformung der Oberfläche des

Anschlussteils entsprechend der Struktur kommt. Es kommt bereits zu einem

Formschluss zwischen Anschlussteil und Flachteil durch die Struktur. Dieser

Formschluss verhindert, dass Anschlussteil und Flachteil hinsichtlich ihrer relativen Lage entlang ihrer Längsachsen verschoben werden. Wird nun Schwingungsenergie eingebracht, so verrutschen die Teile nicht mehr gegeneinander, sondern sind durch die Struktur zueinander vorpositioniert. Dadurch wird die Positionierung der Teile zueinander prozessicher.

Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. la-c Bauteile, die Flachteil und/oder Anschlussteil sein können;

Fig. 2a, b ein Flachteil mit einer strukturierten, reliefförmigen Oberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Flachteil;

Fig. 4 eine Ansicht eines Flachteils;

Fig. 5 eine Schwingungsrichtung einer Sonotrode;

Fig. 6a-c verschiedene Flachteile; Fig. 7a-c ein Umschließen eines Kontaktbereichs;

Fig. 8a, b ein Flachteil mit einer strukturierten, reliefförmigen Oberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 9a-d Flachteile mit strukturierten, reliefförmigen Oberflächen gemäß

weiteren Ausführungsbeispielen;

Fig. 10 aneinander anliegende Flachteile und Anschlussteile gemäß einem

Ausführungsbeispiel,·

Fig. 11 ein Überlappungsbereich zwischen Anschlussteil und Flachteil gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 12 eine Verschweißung zwischen Anschlussteil und Flachteil gemäß einem

Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 eine Detaildarstellung einer Fügezone;

Fig. 14 der Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens gemäß einem

Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Flachteil 2 eines Flachkabels 4. Das Flachteil 2 hat einen

rechteckförmigen Querschnitt mit zwei einander gegenüberliegenden breiten

Oberflächen 2a und zwei einander gegenüberliegenden schmalen Oberflächen 2b sowie einer Stirnfläche 2c.

Das Flachteil 2 ist endseitig von einer Isolierung des Kabels 4 entfernt und kann dort für die gegenständliche Verbindung genutzt werden. Fig. lb zeigt ein weiteres Flachteil 2, welches beispielsweise als Anschlussfahne mit einer Bohrung 6 gebildet ist.

Fig. 1c zeigt ein weiteres Flachteil 2, welches übergeht in einen Crimpanschluss in einem Crimpbereich 8.

Die Ausführungen für das Flachteil 2 gelten gleichermaßen für ein Anschlussteil 10, so dass die in den Figuren la-c gezeigten Flachteile 2 auch Anschlussteile 10 sein können. Ein Anschlussteil 10 kann darüber hinaus auch ein Litzenleiter sein.

Flachteil 2 und/oder Anschlussteil 10 kann aus Kupferwerkstoff oder

Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Insbesondere ist eine Verbindung zwischen einem Kupferwerkstoff einerseits und einem Aluminiumwerkstoff andererseits bevorzugt.

Zum Verbinden von Flachteil mit Anschlussteil wird das Flachteil 2 zunächst im Bereich einer Kontaktoberfläche 10 reliefförmig strukturiert.

Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf ein Flachteil 2 mit einer Kontaktoberfläche 12. Die Kontaktoberfläche 12 ist gebildet durch Nuten 14 und dazwischenliegenden

Nutstegen 16. Die Nuten 14 können als Vertiefungen verstanden werden und die Nutstege 16 als Erhebungen.

In der Fig. 2b ist zu erkennen, dass die Stege 16 nicht aus der Ebene der breiten Oberfläche 2a herausragen, sondern planparallel dazu liegen. Es ist jedoch auch möglich und gestrichelt in der Fig. 2b angedeutet, dass die Stege 16 erhaben sind und beispielsweise aus der Ebene der breiten Oberfläche 2a herausragen können. Fig. 2b zeigt den Schnitt durch das Flachteil 2 entlang seiner Längsachse 18. Eine Querachse 20 verläuft senkrecht zur Längsachse 18 in die Zeichenebene hinein. Die Nuten 14 und Nutstege 16 verlaufen parallel zur Querachse 20. Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt entlang der Längsachse 18 durch ein Flachteil 2. Zu erkennen ist, dass das Flachteil 2 im Bereich einer Kontaktoberfläche 12, dass heißt an einem stirnseitigen Endbereich, eine periodische, regelmäßige Reliefstruktur hat. Die Amplitude der Auslenkung der Reliefstruktur beträgt den Wert 2a und die

Reliefstruktur folgt der Funktion 3*5Ϊh2pc, wobei x in Richtung der Längsachse 18 verläuft. Im Argument der sin-Funktion kann noch ein Faktor angegeben sein, der die Periode bestimmt. Der Faktor a, als auch der Faktor im Argument der sin-Funktion kann abhängig von der Dichte des Werkstoffs des Flachteils 2 sein.

Ferner ist zu erkennen, dass in einem stirnseitigen Endbereich 40, die Struktur nicht mehr reliefförmig ist, sondern die Oberfläche des Flachteils 2 dort parallel zu der Oberfläche im Bereich vor der Kontaktoberfläche 12 verläuft.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Flachteils 2 mit einer Kontaktoberfläche 12 mit einer Bohrung 6. Im Bereich um die Bohrung 6 herum ist eine Beschichtung auf das

Flachteil 2 aufgebracht, beispielsweise walzplattiert. Die Beschichtung kann metallisch sein.

Fig. 5 zeigt die Schwingungsrichtung 42. Die Schwingungsrichtung 42 ist senkrecht zur Längsachse 18, also parallel zu einer Querachse 44. Die Nuten 14 als auch die Nutstege 16 verlaufen parallel zur Querachse 44.

Die Quererstreckung zur Querachse 44 kann im Bereich der Kontaktoberfläche 12 geringer sein als vor dem Bereich der Kontaktoberfläche 12, wie in Fig. 6a dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass die Quererstreckung sprungförmig reduziert ist, von einem Bereich vor der Kontaktoberfläche 12 hin zu einem Bereich der Kontaktoberfläche 12.

Wie in Fig. 6b gezeigt, können die Nutstege 16 der Kontaktoberfläche 12 in einer Ebene 46 liegen, die unterhalb der Ebene der breiten Oberfläche 2a liegt. Hierdurch wird die Aufbauhöhe einer Verbindung zwischen Flachteil 2 und Anschlussteil 10 reduziert. In Flg. 6c ist gezeigt, dass das Längsprofil des Flachteils 2 S-förmig sein kann.

Hierdurch ist es möglich, Stauchkräfte parallel zu Längsachse 18 aufzunehmen.

Fig. 7a zeigt eine Ansicht, bei der ein Anschlussteil 10 an ein Flachteil 2 heranbewegt wird. Das Anschlussteil 10 wird mit seinem stirnseitigen Ende auf die

Kontaktoberfläche 12 aufgesetzt. Dabei ist an dem stirnseitigen Ende des

Anschlussteils 10 ein Fügebereich vorgesehen, der optional über Kerben 48 gegenüber dem Rest des Anschlussteils 10 abgegrenzt ist. Die optionalen Kerben 48 sind an den längsseitigen Seitenkanten des Anschlussteils 10 eingebracht.

Das Anschlussteil 10 wird auf das Flachteil 2 im Bereich der Kontaktoberfläche 12 aufgesetzt Anschließend wird auf das Anschlussteil 10 in der Überlappungszone ein Schweißwerkzeug aufgesetzt. Insbesondere wird eine Sonotrode aufgesetzt, welche durch einen an dem Flachteil anliegenden Amboss gekontert ist. Die Sonotrode wird in Schwingung versetzt und schwingt in Schwingungsrichtung 42 parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Nuten 14 und Nutstege 16. Durch die eingebrachte Schwingung kommt es insbesondere bei Aluminium zu einem Umformen der Seitenkanten 50 des Anschlussteils 10 um das Flachteil 2, wie in Fig. 7c zu erkennen ist. Das Anschlussteil 10 umschließt somit die Kontaktoberfläche 12 U-förmig. Diese Umformung wird während des Schweißprozesses erzielt und benötigt keinen zusätzlichen Prozessschritt. Auch kann es zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Anschlussteil und den schmalen Oberflächen des Flachteils durch die eingebrachte Schweißenergie kommen.

Die Verbindung zwischen dem Anschlussteil 10 und dem Flachteil 2 ist in Fig. 7 b dargestellt.

Fig. 8a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welcher die Nuten 14 und Stege 16 parallel zur Längsachse 18 verlaufen. Fig. 8b zeigt einen Querschnitt entlang der Achse 20, welche senkrecht zur Längsachse 18 liegt. Auch hier sind Nuten 14 und

Stege 16 zu erkennen.

In der Fig. 2 sind Nuten 14 und Stege 16 stufig entlang der Längsachse 18. Bei dem Flachteil gemäß Fig. 8a sind Nuten 14 und Stege 16 stufig entlang der Querachse 20.

Eine Wellenform entlang der Längserstreckung der Nuten 14 und/oder Stege 16 ist in den Figuren 9a-d gezeigt. Fig. 9a zeigt, dass auf der breiten Oberfläche 2a des

Flachteils 2 entlang der Querachse 20 die Nuten 14 und die Stege 16 in ihrer

Längserstreckung wellenförmig verlaufen. In der Fig. 9b verlaufen die Nuten 14 und Stege 16 dagegen in ihrer Längserstreckung stufenförmig. Gemäß der Fig. 9c erstrecken sich Nuten 14 und Stege 16 im Gegensatz zu Fig. 9a parallel zur Längsachse 18 und sind ebenfalls wellenförmig. In der Fig. 9d erstrecken sich Nuten 14 und Stege 16 im Gegensatz zur Fig. 2b in Längsachse 18 und sind zahnförmig.

All die gezeigten Formen von Erhebungen und Vertiefungen im Bereich einer

Kontaktfläche 12 können als strukturiert reliefförmig verstanden werden.

Fig. 10 zeigt den Beginn eines Schweißvorgangs. Ein Anschlussteil 10 wird auf ein Flachteil 12 im Bereich der Kontaktoberfläche 12 aufgelegt. Zu erkennen ist, dass die Berührflächen 17 kleiner sind, als die Kontaktfläche 12. Dies führt dazu, dass zu Beginn des Schweißvorgangs die Anpresskraft auf eine kleinere Fläche verteilt wird und somit ein erhöhter Anpressdruck zu einer verbesserten Plastifizierung führt.

In Fig. 10 verlaufen Flachteil 2 und Anschlussteil 10 mit ihren Längsachsen

gleichförmig.

In der Fig. 11 ist gezeigt, dass das Anschlussteil 10 auch quer, insbesondere senkrecht zur Längsachse des Flachteils 2 verlaufen kann und in einem Überlappungsbereich die Kontaktoberfläche 12 liegt. Durch die Struktur des Flachteils in der Kontaktoberfläche kommt es vor dem eigentlichen Verschweißen der Fügepartner zu einer Fixierung dieser relativ zueinander. Das Anschlussteil 10 wird von einer Sonotrode gegen die

Kontaktoberfläche gedrückt. Dadurch kommt es bereits zu einer oberflächlichen Verzahnung zwischen der Oberfläche des Anschlussteils 10 und der Struktur des Flachteils 12.

Wird anschließend die Sonotrode in Schwingung versetzt, so ist die relative Position der Fügepartner durch diese Verzahnung bereits festgelegt. Ein Verrutschen erfolgt nicht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Schwingungsrichtung parallel zum Verlauf der Berge und Täler ist.

Fig. 12 zeigt Flachteil 2 und Anschlussteil 10 im verschweißten Zustand. Im Bereich der Kontaktoberfläche 12 ist das Anschlussteil 10 vollständig in die Nuten 14 eingedrungen und die Erhebung 16 ist vollständig in das Anschlussteil 10

eingedrungen. Es ergibt sich eine Schweißoberfläche, die sich über die gesamte Kontaktoberfläche erstreckt.

Wie in Fig. 13 gezeigt, ist der intermetallische Übergang durch eine Fügezone 21 gebildet, in der eine intermetallische Verbindung zwischen dem Werkstoff des Flachteils 2 und dem Werkstoff des Anschlussteils 10 gebildet ist. Die Tiefe der Fügezone 21 ist jedoch erheblich geringer, als die Tiefe einer Nut 14 bzw. der Abstand zwischen der Oberkante einer Erhebung 16 und dem Grund einer Vertiefung 14, so dass selbst nach dem Verschweißen die reliefförmige, strukturierte Oberfläche erkennbar ist.

Fig. 14 zeigt den Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens. Zunächst wird ein Flachteil bereitgestellt (22). Anschließend wird in das Flachteil die reliefförmige, strukturierte Oberfläche, beispielsweise gemäß der Figuren 2-4, mittels Stanzen oder Fräsen eingebracht (24). Daraufhin wird ein Anschlussteil bereitgestellt (26). Das Anschlussteil wird auf das Flachteil aufgelegt (28).

Danach wird mittels eines Schweißwerkzeugs das Anschlussteil gegen das Flachteil gepresst und in Schwingung versetzt (30). Die Schwingung ist insbesondere eine Ultraschallschwingung. Währen des Verschweißens schmilzt die Oberfläche von Flachteil und Anschlussteil im Bereich der Berührfläche auf und das Anschlussteil dringt nach und nach in die strukturierte, reliefförmige Oberfläche des Flachteils ein. Zum Ende des Schweißvorgangs (32) ist das Anschlussteil vollflächig mit dem

Flachteil im Bereich der Kontaktoberfläche verschweißt. Die Schwingung verläuft dabei parallel zu der reliefförmigen Struktur. Die Struktur ist in Richtung der

Längsachse des Flachteils periodisch. Die Struktur hat Berge und Täler, welche sich senkrecht zur Längsachse des Flachteils erstrecken. Die Schwingung erfolgt ebenfalls senkrecht zur Längsachse des Flachteils.