ES2896936T3 - Unión de un elemento de conexión a un conductor trenzado - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de una unión entre un conductor trenzado y una pieza de conexión, en el que, - un extremo (4) del conductor trenzado (2) es rodeado por un manguito de soporte (8), - una pieza de conexión (10) se une, por adherencia de materiales, al extremo (4) del conductor trenzado (2), - soldándose un lado frontal del extremo del conductor trenzado (2) con la pieza de conexión (10) por medio de ultrasonido, caracterizado - por que, antes de la soldadura por ultrasonido del lado frontal del extremo del conductor trenzado (2) con una pieza de conexión (10), se suelda el extremo (4) del conductor trenzado (2) con el manguito de soporte (8) por medio de ultrasonido, formándose una unión por adherencia de materiales entre los filamentos individuales del conductor trenzado (2) entre sí y, por el lado de la envoltura, entre el conductor trenzado (2) y el manguito de soporte (8).

Description

DESCRIPCIÓN

Unión de un elemento de conexión a un conductor trenzado

El objeto se refiere a una unión de un conductor trenzado con una pieza de conexión a un extremo del conductor trenzado de aluminio, y una pieza de conexión unida por adherencia de materiales al extremo del conductor trenzado. Además, el objetivo se refiere a un procedimiento para la fabricación de tal unión, así como al uso de tal unión.

La unión de conductores trenzados con piezas de conexión, por ejemplo, terminales de cable de cobre u otros metales no ferrosos se conoce, por ejemplo, por el documento EP 1032077 A2.

En el procedimiento conocido por el documento EP 1032077 B2, mediante un manguito de soporte se genera a través de soldadura por fricción rotativa una unión por adherencia de materiales entre pieza de contacto, manguito de soporte y conductor que esencialmente está exenta de inclusiones de aire entre los filamentos individuales del conductor trenzado de aluminio y la zona de unión. Los filamentos de aluminio forman a este respecto por el lado de la envoltura únicamente una unión por arrastre de forma y de fuerza con el manguito de soporte. El manguito de aluminio forma en el compuesto con los filamentos de aluminio del conductor trenzado de aluminio frontalmente una unión por adherencia de materiales con el terminal de cable de cobre u otros metales no ferrosos.

En el procedimiento conocido por el documento EP 2227347 B1, se alcanza el objetivo también mediante una unión entre pieza de contacto, manguito de soporte y conductor por medio de soldadura torsional por ultrasonido. También en este caso los filamentos de aluminio por el lado de la envoltura forman solo una unión por arrastre de forma y de fuerza con el manguito de soporte. El manguito de aluminio forma en el compuesto con los filamentos de aluminio del conductor trenzado de aluminio frontalmente una unión por adherencia de materiales con la pieza de contacto. Los socios de la unión, concretamente el conductor trenzado de aluminio y la pieza de conexión, se mueven uno hacia el otro durante la soldadura torsional por ultrasonido por medio de movimientos relativos axiales.

Por el documento DE 102011 017070 A1 se conoce la fabricación de una unión de un cable aun terminal de cable. El terminal de cable tiene a este respecto forma tubular y el cable está soldado en una superficie frontal del terminal de cable.

El documento WO 2015/041875 A1 describe un dispositivo para el crimpado de un manguito de cable por medio de un conductor trenzado.

El documento DE 102014004127 A1 describe un procedimiento para el cierre de un manguito en el que está insertado un cable. El manguito está prensado a este respecto frontalmente para fijar el cable en el manguito.

Una desventaja de la soldadura por fricción rotativa conocida por el documento EP 1032077 B2 es que los socios de la unión deben ser rotativamente simétricos. Debido a las altas velocidades de rotación, las asimetrías en el plano de rotación de los socios de la unión provocan desequilibrios que influyen negativamente en el proceso de unión. Desventajosos son también los costes y el peso de los terminales de cables, que en la práctica son de cobre o latón forjado. Además, el precio de la instalación es elevado.

Además, no es posible con la soldadura por fricción rotativa ajustar un ángulo axial definido exactamente entre los socios de la unión. La posición final de las herramientas de soldadura por fricción rotativa entre sí no se puede establecer de una manera exactamente definida. Un ángulo radial de los socios de unión que se desvíe de 0° entre sí también es muy difícil de realizar técnicamente con la soldadura por fricción rotativa. Además, el uso del procedimiento de soldadura por fricción rotativa está limitado a secciones transversales de más de 35 mm2 debido al proceso, y el tiempo de ciclo del proceso es muy elevado.

Además, el manguito de soporte que debe absorber las fuerzas de compresión de la herramienta de soldadura por fricción rotativa solo está unido con arrastre de fuerza y de forma con el conductor trenzado. Esto implica que el manguito debe dimensionarse correspondientemente grande para poder absorber las fuerzas de compresión. Así, el cable también tiene una zona de conexión de contacto larga y rígida debido al manguito de soporte de grandes dimensiones. Esta zona de conexión de contacto puede causar problemas al montar el cable.

Desventajoso en la soldadura torsional por ultrasonido descrita en el documento EP 2 227 347 B1 es que, en la práctica, las piezas de conexión suelen agrietarse debido a la aplicación por torsión de la energía de unión necesaria mediante ultrasonidos. Además, la tecnología del sistema de soldadura torsional por ultrasonido es muy compleja y propensa a errores.

Debido a ello, el objeto se basa en el objetivo de realizar una unión y un procedimiento de unión con el que se puedan unir entre sí de manera segura y sin daños conductores trenzados con piezas de conexión en posiciones definidas axial y radialmente, así como garantizar una buena conductividad eléctrica de la unión. Además, debe reducirse la complejidad del proceso de unión para poder realizar una producción industrial en serie segura.

Este objetivo se logra mediante un procedimiento según la reivindicación 1 y una unión según la reivindicación 11. Se ha reconocido que, con procedimientos de soldadura adecuados, en particular mediante soldadura longitudinal por ultrasonido, la pieza de engarce, en lo sucesivo también denominada manguito de soporte, puede engarzarse con el conductor trenzado primeramente con arrastre de forma y de fuerza. A continuación, en la misma herramienta se puede soldar el manguito de soporte engarzado con arrastre de forma y de fuerza mediante soldadura por ultrasonido por adherencia de materiales con el conductor trenzado. En este sentido, la unión por adherencia de materiales se realiza por el lado de la envoltura entre el conductor trenzado y el manguito de soporte. Esto tiene la ventaja de que, mediante la unión por adherencia de materiales, el lado interior de la envoltura del manguito de soporte y el lado exterior de la envoltura del conductor trenzado pueden absorber mayores fuerzas de compresión y la conductividad eléctrica de la unión es elevada.

Así, en caso necesario, el manguito de soporte puede dimensionarse, con respecto a procedimientos conocidos, con menor longitud axial y grosor de pared. La capa de óxido no conductora de electricidad que se ha formado en los socios de la unión también puede romperse al unirse el manguito de soporte y el conductor trenzado por medio de ultrasonido. Mediante la soldadura del manguito de soporte puede tener lugar una unión por adherencia de materiales de los filamentos individuales entre sí en la zona del manguito de soporte. Esto tiene como consecuencia una mejor resistencia a la transición del conductor trenzado al manguito de soporte.

La ventaja de la unión por adherencia de materiales por el lado de la envoltura del manguito de soporte con el conductor trenzado consiste, además, en que no se producen las cavidades, que podrían aparecer mediante puro prensado, y así se evita la corrosión por electrolito.

También es posible configurar el manguito de soporte no rotacionalmente simétrico. Es concebible un polígono como, por ejemplo, un hexágono o un cuadrado. Mediante la unión por adherencia de materiales por el lado de la envoltura, el prensado es menos relevante para la unión efectiva que en las soluciones conocidas hasta ahora. Por ello, el manguito de soporte puede adoptar también formas de sección transversal sin simetría rotacional.

También es ventajoso si el manguito de soporte se extiende más allá del extremo del cable trenzado pelado. A este respecto, el manguito de soporte puede formar una especie de protuberancia sobre el aislante del conductor trenzado. Así, se puede realizar una unión estanca al gas entre manguito de soporte y conductor trenzado.

También es posible realizar el manguito de soporte en una forma que permita la inserción de los filamentos individuales del conductor trenzado. Esta forma de realización tiene la ventaja de que se proporciona un posicionamiento seguro del manguito de soporte en el conductor trenzado.

Tras la unión del manguito de soporte al conductor trenzado, se puede cortar frontalmente el manguito de soporte, antes de la unión con el elemento de conexión, en particular, cortarse de manera plana, en particular, separarse, fresarse o cortarse mediante cualquier otro procedimiento de corte.

También es concebible, tras la unión en el conductor trenzado, no mecanizar ya el manguito de soporte mediante procedimientos con arranque de viruta. Con el procedimiento descrito en el presente documento, es posible una superficie de unión no totalmente plana o la unión directa del elemento de conexión sobre los filamentos individuales del conductor trenzado insertados a través del manguito de soporte. Irregularidades o filamentos individuales sobresalientes se plastifican durante el proceso de soldadura y son empujados como una protuberancia hasta el borde de los socios de unión a la altura de la zona de unión, lo que supone una protección adicional contra la corrosión. Al estar ya soldado el manguito de soporte con el conductor trenzado, en la subsiguiente unión a la pieza de conexión ya no se produce un desplazamiento del conductor trenzado en el manguito. A diferencia de los procedimientos conocidos, el conductor trenzado no es presionado fuera del manguito de soporte cuando la pieza de conexión es presionada frontalmente contra el manguito y/o el conductor trenzado.

Para la unión al elemento de conexión, se sujeta el compuesto de manguito de soporte y conductor trenzado. De esta manera, el compuesto de manguito de soporte y conductor trenzado se puede alinear y, a continuación, soldar por ultrasonido en una posición de soldadura definida con respecto al elemento de conexión. La posición de soldadura puede estar, por ejemplo, en ángulo, por ejemplo, en un ángulo en particular de 45°, entre los socios de unión compuesto trenzado y elemento de conexión.

Al unirse el elemento de conexión, se sujeta el compuesto de manguito de soporte y conductor trenzado y, al unirse el elemento de conexión por medio preferentemente de soldadura longitudinal por ultrasonido, se alinea el compuesto de manguito de soporte y conductor trenzado en una posición de soldadura predefinida con respecto al elemento de conexión. La posición de soldadura puede ser tal que el eje longitudinal del manguito de soporte esté en un ángulo distinto a 90° con respecto a la superficie de conexión de la pieza de conexión. En particular, son posibles ángulos de unos 45° entre eje longitudinal del manguito de soporte y superficie de conexión.

Para ello, se propone que, en primer lugar, por ejemplo, mediante procedimientos con arranque de viruta, se prepare en el compuesto terminado con adherencia de materiales entre manguito de soporte y conductor trenzado una superficie de unión con el desplazamiento angular necesario.

También se pueden compensar ligeros fallos de posicionamiento de los socios de unión descritos en dirección axial con el procedimiento descrito en el presente caso. La ventaja mediante el posicionamiento libre entre sí de los socios de unión descritos reside en la construcción más libre de los cables y en el montaje final.

También se propone utilizar el dispositivo de mecanización y soldadura ya descrito, que se utiliza para el compuesto del manguito de soporte y conductor trenzado, para realizar el subsiguiente proceso de unión al elemento de conexión. La herramienta con la que se prensa el manguito de soporte con el conductor trenzado preferentemente en primer lugar con arrastre de forma y de fuerza puede soldar a continuación el manguito de soporte prensado con herramientas de soldadura adecuadas por medio de soldadura por ultrasonido por adherencia de materiales con el conductor trenzado.

El dispositivo de sujeción, que posiciona el compuesto de manguito de soporte y conductor trenzado para el proceso de unión al elemento de conexión, puede componerse de herramientas de soldadura que prensen el manguito de soporte con el conductor trenzado con arrastre de forma y de fuerza y, a continuación, suelden el manguito de soporte prensado con arrastre de forma y de fuerza con el conductor trenzado y, finalmente, lo suelden con la pieza de conexión por adherencia de materiales. A este respecto, dado el caso, podría ser necesario ajustar el cabezal del sonotrodo. La ventaja en este caso reside en la posibilidad de crear contactos flexibles y eléctricamente conductores de forma económica, a elevada velocidad de ciclo, sin complicaciones y con alta calidad.

La pieza de conexión puede ser un conductor plano metálico, una tira de chapa, una pieza de doblado de chapa, una pieza de estampado de chapa, una pieza forjada u otro objeto que presente una superficie de soldadura y una superficie para aplicar la energía de soldadura mediante sonotrodo. La superficie de soldadura y la superficie para la aplicación de la energía de soldadura deben situarse preferentemente en paralelo entre sí. Es concebible adaptar la superficie de trabajo del sonotrodo geométricamente al elemento de conexión, esto tiene la ventaja de una libertad aún mayor en la construcción de los elementos de conexión.

Se ha demostrado que la energía de soldadura se puede aplicar de manera particularmente exacta a la unión si la soldadura por ultrasonido se realiza por medio de soldadura de rodillo por ultrasonido. En la soldadura de rodillo por ultrasonido está previsto un sonotrodo de torsión que tiene su superficie de trabajo en una superficie periférica. El sonotrodo se pone en oscilación alrededor de su eje longitudinal. Esto hace que la superficie de trabajo realice un movimiento de rodadura. La superficie de trabajo tiene preferentemente en su conjunto una distancia radial constante hasta el eje longitudinal del sonotrodo. La superficie de trabajo se prensa con una presión contra la pieza de conexión y se introduce el movimiento de rodadura. A través de la superficie de trabajo, se introduce uniformemente la energía de soldadura en la pieza de conexión.

También es posible insertar en primer lugar el conductor trenzado frontalmente más allá del manguito de soporte en el interior del manguito de soporte. Si a continuación se suelda por ultrasonido el manguito de soporte con el conductor trenzado, esto tiene ventaja de que se posibilita un posicionamiento seguro del manguito de soporte en el conductor trenzado. De esta manera, se puede utilizar el manguito de soporte con una menor longitud. Tras la unión del manguito de soporte en el conductor trenzado, el manguito de soporte puede separarse de manera frontalmente plana junto con el conductor trenzado, en particular, cortarse o fresarse. El manguito de soporte, junto con el conductor trenzado, tiene en este caso una superficie frontal plana que es particularmente adecuada para la subsiguiente soldadura.

También se propone, y esto tiene carácter inventivo independiente y se puede combinar con todos las características descritas en el presente documento, que el manguito de soporte se omita y los filamentos individuales se compacten en el extremo pelado del conductor trenzado preferentemente por medio de soldadura longitudinal por ultrasonido para así fabricar una unión masiva por adherencia de materiales entre los filamentos individuales. En el lado frontal de los filamentos soldados, el elemento de conexión puede ser unido preferentemente mediante soldadura longitudinal por ultrasonido. También en esta variante del procedimiento es posible la unión con el elemento de conexión en un ángulo descrito anteriormente, después de un repaso preferentemente con arranque de viruta del lado frontal de la pieza compactada.

Se ha puesto de manifiesto que, por medio de la soldadura de rodillo por ultrasonido, se puede fabricar la unión soldada de manera particularmente exacta aplicando mayor energía de soldadura. Los socios de la unión, se sueldan durante la soldadura de rodillo por ultrasonido por medio de un movimiento tangencial de la superficie de trabajo sobre la pieza de conexión. En este sentido, el sonotrodo oscila preferentemente con una carrera, por ejemplo, de entre 5° y 0,1° en torno a su eje longitudinal. El movimiento del sonotrodo tiene lugar en un rango ultrasónico, por ejemplo, con una frecuencia de 20kHz o más. Los socios de la unión se mueven relativamente entre sí a este respecto en amplitudes mínimas, por ejemplo, de 10-100|jm, preferentemente 20-40|jm. En particular, un socio de la unión puede estar sujeto firmemente y el otro moverse. Mediante la excitación del sonotrodo, este oscila en torno al eje longitudinal y la superficie de trabajo oscila en torno al eje longitudinal. Dado que la superficie de trabajo es lo más completa posible con una distancia radial igual al eje longitudinal, la superficie de trabajo se apoya durante la oscilación sobre la superficie de unión entre los socios de la unión.

Dado que la energía de soldadura se aplica mediante un movimiento de rodadura del sonotrodo, las superficies de soldadura no tienen por qué seguir siendo rotacionalmente simétricas. Por el contrario, ahora pueden soldarse entre sí las más variadas geometrías de superficies de contacto como, por ejemplo, rectángulos, óvalos o elipses. Únicamente es necesario que la pieza de conexión cubra frontalmente, a ser posible por completo, los filamentos del conductor trenzado. Lo mismo se cumple para la soldadura longitudinal por ultrasonido.

Al poder ser, en la soldadura de rodillo por ultrasonido, las piezas de contacto también piezas de chapa doblada (revestidas o sin revestir), resulta posible sustituir las piezas de contacto utilizadas convencionalmente en la soldadura por fricción rotativa, como los costosos terminales de cable forjados, por piezas de doblado de chapa baratas.

De acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso, se propone que una pieza de prensado que rodee el extremo del conductor trenzado prense en un haz los filamentos. El prensado puede realizarse de tal modo que el haz quede libre de inclusiones de aire. En particular, tras el pelado, se pueden compactar los filamentos mediante la pieza de prensado. En este sentido, por medio de un prensado mecánico, se pueden presionar los filamentos entre sí de tal modo que se reduzcan lo eliminen las cavidades. A continuación, el extremo prensado del conductor trenzado puede mecanizarse mediante procedimientos con arranque de viruta para retirar óxidos del lado frontal. Por ejemplo, se puede fresar el lado frontal de tal modo que se forme una superficie frontal plana. La superficie frontal también puede ser rectificada.

Al evitarse cavidades entre los filamentos, se impide que aparezcan corrosiones en la zona de la costura de soldadura. En la zona de la costura de soldadura, se puede procesar el conductor trenzado de manera similar a un material macizo, ya que se han evitado las cavidades.

La pieza de prensado puede estar formada de acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso como manguito o "splice crimp". El manguito, antes de que el conductor trenzado sea soldado con la pieza de conexión, se desliza y prensa sobre el extremo pelado del conductor trenzado. Un "splice crimp" puede formarse, por ejemplo, de tal modo que un trozo de cinta sin fin, por ejemplo de aluminio o aleaciones de aluminio, por ejemplo, con un grosor de chapa de 1 a 1,5mm, se corte a medida y se una al extremo pelado frontal del conductor trenzado. En este sentido, se coloca el material de cinta plana en torno a los filamentos y se prensa de tal modo que en la superficie frontal del conductor trenzado se genera una zona masiva compactada que es apropiada para la soldadura frontal con la pieza de contacto. A continuación, la pieza de prensado se suelda por el lado de la envoltura con el conductor trenzado. El material de cinta plana se puede alimentar, por ejemplo, desde un material de cinta sin fin.

Dado que, en la soldadura de rodillo por ultrasonido, las fuerzas de compresión son considerablemente inferiores que durante la soldadura por fricción rotativa, el manguito o el "splice crimp" pueden dimensionarse con menor grosor de pared. En este sentido, es posible, por ejemplo, que los grosores de pared del manguito o del "splice crimp" sean de entre 0,5 y 2mm. También es posible que la longitud axial del "splice crimp" o del manguito sean menores que en la soldadura por fricción rotativa. Por ejemplo, es posible que el manguito sea más corto de 5cm, preferentemente más corto de 3cm, en particular de manera preferente más corto de 1cm. Tal longitud axial es suficiente para absorber las fuerzas de compresión que se generan.

Durante la subsiguiente soldadura, el conductor trenzado puede sujetarse en un alojamiento apropiado de una herramienta de soldadura que absorba las fuerzas axiales que se generan durante la soldadura. En este sentido, es posible, por ejemplo, que la pieza de conexión se coloque en la zona de soldadura sobre la superficie frontal del conductor trenzado prensado y sea cargada con el sonotrodo axialmente en dirección del conductor trenzado.

En este sentido, es posible, por ejemplo, que la superficie de trabajo del sonotrodo sea presionada con elevada fuerza de presión contra la pieza de conexión. De esta manera, la energía de soldadura aplicada mediante la rotación de la superficie de trabajo se aplica a la pieza de conexión y el cable prensado.

De acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso, se propone que la pieza de compresión sea el alojamiento. El alojamiento de la herramienta puede estar formado, por ejemplo, de tal modo que este prense y compacte los filamentos como se ha explicado anteriormente. En este caso, no se necesitaría el uso de un manguito o un "splice crimp". Asimismo, la herramienta de soldadura por ultrasonido, en particular el alojamiento, puede utilizarse para conseguir una compactación suficientemente elevada del conductor trenzado.

Tal como ya se ha explicado anteriormente, de acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso se propone que una costura de soldadura entre el lado frontal del extremo pelado del conductor trenzado junto con la pieza de prensado y la pieza de conexión esté libre de cavidades.

La pieza de prensado puede estar formada de acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso de aluminio o aleaciones de aluminio. En particular, la pieza de prensado puede ser plásticamente deformable, de tal modo que se pueda obtener una compactación suficiente de los filamentos de aluminio del conductor trenzado de aluminio. Los filamentos pueden estar compuestos por un material de aluminio. Los filamentos pueden estar compuestos también por un material de cobre o un material de aluminio que esté revestido de un material de cobre.

La pieza de conexión puede ser, de acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso, un conductor plano. Esto puede ser, por ejemplo, un conductor plano que se extienda más de 30 cm. También es posible que el conductor plano sea una pieza de doblado de chapa que esté unida en un extremo al conductor trenzado de aluminio y, en el otro extremo, presente un alojamiento para un perno o un tomillo.

La pieza de conexión puede ser preferentemente una pieza de conexión metálica. Sin embargo, también es posible que la pieza de conexión sea, por ejemplo, una pieza plana con revestimiento metálico. En particular, la pieza de conexión puede ser un multienlace de metal y plástico, en particular un enlace de aluminio. En este sentido, puede estar laminadas entre sí capas de metal y de plástico. En particular, en la industria de la carrocería se utilizan cada vez más estos materiales compuestos. Para la soldadura de tal material compuesto con un conductor trenzado, la soldadura de rodillo por ultrasonido es particularmente ventajosa.

También se propone que la pieza de conexión sea un conductor plano con forma de L, estando unido un brazo del conductor plano al conductor trenzado. El conductor plano puede estar punzonado, por ejemplo, a partir de una banda enrollada en una bobina o de una chapa. En el punzonado es posible, por ejemplo, formar directamente el conductor plano.

De acuerdo con un ejemplo de realización ventajoso, se propone que la pieza de conexión sea un cable redondo. También es posible la unión entre dos cables redondos, el conductor trenzado de aluminio y otro cable redondo. El cable redondo también puede ser un conductor trenzado u otro cable redondo formado, por un ejemplo, por un material macizo. También es posible que el conector redondo sea un perno de conexión. El perno de conexión puede estar unido frontalmente sobre el filamento al manguito.

Otro aspecto es un procedimiento según la reivindicación 12, así como un uso según la reivindicación 13.

En particular, puede efectuarse la soldadura de tal modo que se coloque sobre la pieza de conexión una superficie de soldadura de un sonotrodo de ultrasonido, y que la superficie de soldadura sea excitada por medio de un convertidor de tal modo con una oscilación ultrasónica que la superficie de soldadura longitudinal oscile y, a este respecto, se introduzca la energía de soldadura en la pieza de conexión y el conductor trenzado. También este procedimiento de soldadura se puede combinar libremente con todas las características descritas en el presente documento.

Otro aspecto es el uso de una unión como la anteriormente descrita para un cable de alimentación de un vehículo de motor, en particular un cable de batería.

A continuación, se explica con mayor detalle el objeto mediante un dibujo que muestra ejemplos de realización. En el dibujo, muestran:

la Figura 1a una posible primera unión soldada de un conductor trenzado a un conductor plano;

la Figura 1b un dispositivo para la primera posible unión soldada;

la Figura 2a una posible segunda unión soldada de un conductor trenzado a un conductor plano;

la Figura 2b un dispositivo para la segunda posible unión soldada;

la Figura 3a una posible tercera unión soldada de un conductor trenzado a un conductor plano;

la Figura 3b un dispositivo para la tercera posible unión soldada;

la Figura 4 una representación esquemática de una soldadura por ultrasonido de rodillo;

la Figura 5 un diagrama de flujo de un procedimiento de acuerdo con un ejemplo de realización.

La figura 1 muestra un conductor trenzado 2 (que también puede ser una pieza de chapa punzonada), por ejemplo, un conductor trenzado de aluminio, que en lo sucesivo se nombrará así de manera representativa, con un extremo pelado 4. En el extremo pelado 4, se pueden reconocer los filamentos de aluminio 6. Además, la figura 1 muestra una pieza de compresión 8. El conductor trenzado de aluminio 2 representado en la figura 1 está prensado en el extremo pelado 4 por medio de un manguito 8 de tal modo que los filamentos de aluminio 6 se compactan de tal manera que se eliminan en lo esencial entre los filamentos de aluminio 6 posibles inclusiones de aire. A continuación, la superficie interior del manguito 8 se suelda mediante soldadura por ultrasonido con los filamentos de aluminio, de tal modo que se forma una unión por adherencia de materiales entre el manguito 8 y los filamentos de aluminio 6.

El lado frontal del conductor trenzado de aluminio 2 así compactado y unido al manguito por adherencia de materiales es liberado del óxido de aluminio, por ejemplo, mediante un procedimiento de arranque de viruta. También se puede utilizar el decapado por láser.

Inmediatamente a continuación, el extremo pelado 4 junto el manguito 8 se suelda por ultrasonido con una pieza de conexión 10.

La figura 1b muestra la estructura de un sistema para la fabricación de una unión como la mostrada en la figura 1a.

En este sentido, el extremo pelado 4 del conductor trenzado 2 es sujetado en primer lugar por dos brazos de agarre 12. Los brazos de agarre 12 podrían ser punzones de prensado que pueden prensar el manguito con arrastre de forma con el conductor trenzado. A este respecto, se puede prensar solo el extremo pelado 4 o junto con un manguito 8. De esta manera, se genera un extremo compactado de los filamentos 6. Tras la compactación, los brazos de agarre pueden soldar como superficies de soldadura por ultrasonido por medio de soldadura por ultrasonido el manguito 8 por el lado de la envoltura con los filamentos 6 del conductor 2. Así se genera una unión por adherencia de materiales entre los filamentos 6 y la superficie envolvente interior del manguito 8.

Los brazos de agarre 12 pueden aproximar a continuación el manguito 8 junto con el conductor 2 a la pieza de conexión 10, en este caso formada como terminal de cable.

En este lugar, puede aproximarse un sonotrodo 14 en dirección del eje longitudinal del conductor 2 a la superficie de contacto entre el conductor 2 y la pieza de conexión 10. Los agarradores 12 forman la fuerza contraria a la fuerza de presión ejercida axialmente por el sonotrodo 14. El sonotrodo 14 puede introducir una energía de soldadura por medio de soldadura por ultrasonido, longitudinal o mediante un movimiento de rodadura, en el punto de unión entre la pieza de conexión 10 y los filamentos 6, así como el manguito 8 para fabricar en él una unión por adherencia de materiales entre la pieza de conexión 10 y los filamentos 6, así como el manguito 8.

La figura 2a muestra una configuración similar a la de la figura 1a. En este sentido, tras la compactación y/o soldadura entre los filamentos 6 y el manguito 8, en primer lugar se fabrica frontalmente una superficie frontal en ángulo por medio de procedimientos con arranque de viruta. En esta superficie frontal que discurre en ángulo con respecto al eje longitudinal, una pieza de conexión 10, en este caso, por ejemplo, un conductor plano, puede soldarse por medio de soldadura por ultrasonido. Mediante la soldadura entre el manguito 8 y los filamentos 6 en el lado interior del manguito 8, se consigue que, en la subsiguiente conformación de la superficie frontal o soldadura con la pieza de conexión 10, los filamentos 6 sean presionados fuera del manguito 8.

La figura 2b muestra la estructura de un sistema para la fabricación de una unión como la mostrada en la figura 2a.

En este sentido, el extremo pelado 4 del conductor trenzado 2 es sujetado en primer lugar por dos brazos de agarre 12. A este respecto, se puede prensar solo el extremo pelado 4 o junto con un manguito 8. De esta manera, se genera un extremo compactado de los filamentos 6. Tras la compactación, los brazos de agarre pueden soldar como superficies de soldadura por ultrasonido por medio de soldadura por ultrasonido el manguito 8 por el lado de la envoltura con los filamentos 6 del conductor 2. Así se genera una unión por adherencia de materiales entre los filamentos 6 y la superficie envolvente interior del manguito 8.

A continuación, los brazos de agarre 12 pueden aproximar el manguito 8 junto con el conductor 2 primero a un dispositivo de fresado en el que se frese planamente el lado frontal en ángulo al eje longitudinal del conductor 2. Extremos de filamento sobresalientes y partes del manguito se retiran a este respecto. También es posible realizar un corte.

A continuación, los brazos de agarre 12 puede aproximar el manguito 8 junto con el conductor 2 a la pieza de conexión 10, en este caso formada como terminal de cable.

En ella, un sonotrodo 14 puede aproximarse a la superficie de contacto, en ángulo con respeto al eje longitudinal del conductor 2, entre el conductor 2 y la pieza de conexión 10. Los agarradores 12 forman la fuerza contraria a la fuerza de presión ejercida axialmente por el sonotrodo 14. El sonotrodo 14 puede introducir una energía de soldadura por medio de soldadura por ultrasonido, longitudinal o mediante un movimiento de rodadura, en el punto de unión entre la pieza de conexión 10 y los filamentos 6, así como el manguito 8 para fabricar en él una unión por adherencia de materiales entre la pieza de conexión 10 y los filamentos 6, así como el manguito 8.

La figura 3a muestra una configuración de los brazos de agarre 12 para la compactación y la simultánea soldadura de filamentos 6 y manguito 8, mostrándose también una sección transversal del manguito 8 junto con el conductor 2 con los brazos de agarre 12.

Un primer brazo de agarre 12a puede estar formado como sonotrodo, un segundo brazo de agarre 12b puede formarse como un yunque.

Primero se mueven los brazos de agarre 12a, 12b, como se muestra en la sección, hacia el manguito 8 con los filamentos 6 y, a este respecto, prensan el manguito 8 de tal modo que los filamentos 6 se compactan dentro de él.

Por ejemplo, el manguito de aluminio 8 puede tener un grosor de pared inferior a 2 mm. El manguito de aluminio 8 puede ser además más corto de 5 cm, por ejemplo, preferentemente, puede ser más corto de 3 cm.

A continuación, por medio de soldadura por ultrasonido, el manguito 8 se suelda en su superficie interior con los filamentos 6, de tal modo que se forma una unión por adherencia de materiales.

Esta unión, como se muestra en la figura 3b, es soldada por el sonotrodo 14 con la pieza de conexión. Para ello, el sonotrodo 14 es prensado contra la pieza de conexión 10 y, a continuación, se realiza la operación de soldadura por ultrasonido. En este sentido, se genera una unión por adherencia de materiales entre la pieza de conexión 10 y los filamentos 6, así como el manguito 8.

En la soldadura, se puede utilizar tanto una soldadura longitudinal como una soldadura por rodadura.

Mediante la soldadura de rodillo por ultrasonido es posible soldar los socios de la unión con tiempos de ciclo cortos, por ejemplo, un tiempo de soldadura de 1,5 segundos o menos, por ejemplo 1,2 segundos. La posición final axial de los socios de la unión entre sí está definida de manera duradera durante la soldadura de rodadura por ultrasonido.

La figura 4 muestra una vista en sección de un sonotrodo 14. El sonotrodo 14 está instalado de manera giratoria en torno a su eje longitudinal 14a. En el sonotrodo 14 está previsto, en una superficie periférica, una superficie de trabajo 16. Toda la superficie de trabajo 16 presenta una distancia radial R hasta el eje longitudinal 14a. El sonotrodo 14 es preferentemente asimétrico al menos al eje de simetría 18, que discurre perpendicularmente al eje longitudinal 14a y preferentemente en perpendicular a la superficie de trabajo 16.

El sonotrodo 14 gira durante la soldadura de rodadura a lo largo de la dirección 20, siendo la frecuencia de la oscilación preferentemente de al menos 20 kHz. Mientras tanto, el sonotrodo 12 es presionado en dirección 22 contra la pieza de trabajo que debe soldarse.

La figura 5 muestra esquemáticamente un diagrama de flujo de un correspondiente procedimiento. En una primera etapa 30 se puede desenrollar de una bobina una cinta de aluminio sin fin y alimentarse a una herramienta de "splice crimp". Para ello, en una etapa de trabajo se corta la cinta de aluminio, se forma y se prensa en torno a los filamentos 6 del conductor trenzado de aluminio 2. De esta manera, los filamentos de aluminio 6 del conductor trenzado de aluminio 2 se compactan y se impide la presencia de cavidades. Esto se puede llevar a cabo en una etapa 32. En una etapa 34, el extremo pelado que es prensado con la pieza de prensado, se aproxima con una pieza de doblado de chapa a un sonotrodo 12 y el sonotrodo 12 presiona la pieza de doblado de chapa 10 contra el lado frontal del conductor trenzado de aluminio 6 y la pieza de prensado 8. En una etapa 38, por medio del sonotrodo 12, se aplica un movimiento de rodadura a la pieza de doblado de chapa 10. De esta manera, se introduce energía de soldadura en la pieza de doblado de chapa 10 y el conductor trenzado de aluminio 6.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la fabricación de una unión entre un conductor trenzado y una pieza de conexión, en el que, - un extremo (4) del conductor trenzado (2) es rodeado por un manguito de soporte (8),

- una pieza de conexión (10) se une, por adherencia de materiales, al extremo (4) del conductor trenzado (2), - soldándose un lado frontal del extremo del conductor trenzado (2) con la pieza de conexión (10) por medio de ultrasonido,

caracterizado

- por que, antes de la soldadura por ultrasonido del lado frontal del extremo del conductor trenzado (2) con una pieza de conexión (10), se suelda el extremo (4) del conductor trenzado (2) con el manguito de soporte (8) por medio de ultrasonido, formándose una unión por adherencia de materiales entre los filamentos individuales del conductor trenzado (2) entre sí y, por el lado de la envoltura, entre el conductor trenzado (2) y el manguito de soporte (8).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el lado frontal del extremo del conductor trenzado (4) se suelda con la pieza de conexión (10) por medio de soldadura de rodillo por ultrasonido o por medio de una soldadura longitudinal por ultrasonido.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado

por que el conductor trenzado (2) está formado por un material de aluminio o un material de cobre.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado

por que la pieza de conexión (10) es una pieza plana, en particular por que la pieza de conexión está formada por un material de aluminio o un material de cobre, en particular por que la pieza de conexión (10) está formada por un material compuesto, en particular por un material compuesto de plástico y aluminio.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los filamentos (6) son prensados y agrupados por el manguito de soporte (8).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que el manguito de soporte (8) absorbe fuerzas de compresión de una herramienta de soldadura por ultrasonido (12).

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que se forma una costura de soldadura (8a) sin cavidades entre el lado frontal del extremo (4) del conductor trenzado (2) junto con el manguito de soporte (8) y la pieza de conexión (10).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el manguito de soporte (8) está formado por material de aluminio o material de cobre.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza de conexión (10) es un conductor plano o una chapa estampada, estando unido un extremo del conductor plano ode la chapa estampada al conductor trenzado (2).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza de conexión (10) es un conductor redondo.

11. Unión de un conductor trenzado (2) con una pieza de conexión (10) fabricada según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, con

- un extremo (4) del conductor trenzado (2),

- un manguito de soporte (8) que rodea el extremo (4) del conductor trenzado (2), y

- una pieza de conexión (10) unida por adherencia de materiales al extremo (4) del conductor trenzado (2), - habiendo, entre un lado frontal del extremo del conductor trenzado (2) y la pieza de conexión (10), una costura de soldadura por ultrasonido,

caracterizado

- por que entre el extremo (4) del conductor trenzado (2) y el manguito de soporte (8) hay una costura de soldadura por ultrasonido, y estando unidos los filamentos individuales del conductor trenzado (2) entre sí por adherencia de materiales y estando unido el conductor trenzado (2) al manguito de soporte (8) por el lado de la envoltura por adherencia de materiales.