发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种连接件和焊接套筒的接合方案，该方案是过程可靠的并且仅具有短的过程时间。

该目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求8所述的系统和根据权利要求13所述的超声波焊接设备来实现。

超声波焊缝优选地在焊接套筒的外周面的一部分和连接件的缺口的内表面的一部分之间、和/或在焊接套筒的凸缘表面的至少部分和连接件的面向凸缘的表面的至少部分之间产生。所使用的焊接方法尤其是扭转的超声波焊接。

连接件的缺口尤其是基本上圆形的孔，进一步优选是基本上圆形的通孔。优选的是，连接件构成为母线或导体。在连接件设计为导体时，进一步优选的是，导体设计为扁平导体，其具有两个窄侧和两个纵向侧。在扁平导体中优选的是，至少一个缺口引入到两个纵向侧中的一个中。

通过上述方法，可以有利地实现在焊接至少一个焊接套筒和连接件时的较短的过程时间。

根据一个实施例，焊接套筒具有开口，其被设计为沿着焊接套筒的纵轴线延伸的通孔。

焊接套筒的内周面在焊接套筒的开口的区域中具有端侧的环绕的棱边。开口的内棱边可以被倒角，从而焊接套筒的开口的直径沿焊接套筒的纵向方向逐渐变细，尤其是圆锥形地或弧形地逐渐变细。因此，开口从焊接套筒的端面出发在焊接套筒的纵向方向上逐渐变细。该渐缩部可截锥形或弧形地伸延。该渐缩部优选具有10°至80°之间、优选25°至55°之间的倾斜角(Steigungswinkel)。因此,开口在焊接套筒的纵向方向上以所述倾斜角打开。开口的渐缩部用作焊接套筒和焊接工具之间的接触面，从而焊接工具能够引入足够的能量用于材料配合的连接。

通过使焊接套筒的内周面与超声波焊接工具接触，可避免焊接套筒的随后的接触面具有超声波焊接工具的压痕。这种压痕在接触方面是不利的。因为优选的是，超声波焊接工具仅在焊接套筒的内周面上接触焊接套筒并且相应地也仅在焊接套筒的内周面上留下轮廓压痕。根据一个优选的设计方案，焊接套筒基本上设计为管状。

根据一个实施例，焊接套筒由至少两个区段形成，其中，第一区段具有第一外直径，并且第二区段具有比第一外直径更大的第二外直径，并且其中，焊接套筒被插入缺口中，直至焊接套筒的第二区段至少部分地贴靠在连接件上。优选地，连接件中的缺口的内直径与焊接套筒的第一区段的外直径基本一致。第二区段优选地构造为法兰状的凸缘，由此实现了焊接套筒在连接件上的良好固定。焊接套筒的两个区段的内直径优选基本上相同。凸缘的一侧在插入位置中面向连接件。同样可能的是，第一区段的外直径沿着焊接套筒的纵轴线不变，而第二区段的外直径朝向焊接套筒的端侧末端逐渐变细。也可以设想外直径与内直径不同的几何结构，以便加大焊接套筒的接触面。

根据另一实施例，焊接套筒借助超声波焊接工具被置于围绕焊接套筒的纵轴线的高频振动中。所述高频振动优选具有在15至40kHz范围内的频率，尤其具有在20至35kHz范围内的频率。由此可以以可靠的方式在较短的过程时间内将焊接套筒与连接件焊接。

此外优选的是，焊接套筒基本上同时被引入缺口中并且被置于振动中。这尤其有利于打破位于连接件和/或焊接套筒上的氧化层并且由此实现有利的材料配合的连接。

根据一个实施例，建议焊接工具具有端部区域，其可以被引入到焊接套筒中的开口中。因此，端部区域可以荆棘状地，特别是截锥状地插入开口中。通过超声波焊接工具的端部区域的荆棘状的、尤其是截锥形的构型能够实现，利用同一超声波焊接工具将不同直径、尤其是不同内直径的焊接套筒与连接件焊接。

根据另一实施例建议，超声波焊接工具具有用于接纳焊接套筒的至少一部分的端部区域，并且端部区域构造为荆棘形的、尤其是截锥形的。荆棘形状的几何形状应该有利地在几何形状上类似于在渐缩部的区域中的焊接套筒中的开口的几何形状，特别是与其一致。荆棘状的端部区域可以朝向端侧逐渐变细。倾斜角可以在10°与80°之间，优选在25°与55°之间。

本发明建议，用于实施该方法的过程时间在2.0秒以下、特别是在1.5秒以下。短的过程时间对于本发明的焊接方法的经济性和生产率特别有利。焊接周期，即焊接套筒与连接件的焊接，被视为过程时间。

另一方面是一种系统，其包括至少一个焊接套筒和电连接件。

通过超声波焊接工具优选仅接触焊接套筒的内周面，超声波焊接工具仅在焊接套筒的内周面上留下轮廓压痕。相应地，焊接套筒的凸缘可具有小于2.0mm的高度，特别是小于1.5mm的高度，特别优选小于1.0mm的高度，因为仅需要由凸缘吸收小的力。由此，焊接套筒仅略微突出于连接件，这在结构空间的减小方面是有利的。

优选地，第一区段和第二区段都构造成中空管状，使得焊接套筒的第一区段和第二区段都具有带有内周面的通孔。

此外优选的是，连接件是母线或导体，尤其是扁平导体。尤其是机动车母线或机动车扁平导体。

按照一种设计方案，焊接套筒借助超声波焊缝，尤其是借助扭转的超声波焊缝与连接件连接。尤其地，第一区段的外周面的至少一部分与缺口的内表面的至少一部分借助于超声波焊接、尤其借助于扭转超声波焊接彼此焊接。

凸缘的一部分也可以以其朝向连接件的凸缘表面借助超声波焊接，尤其借助扭转超声波焊接与连接件焊接。

根据另一实施例，建议通孔在第一区段中延伸，并且通孔的内直径沿着焊接套筒的纵轴线基本上保持不变。由此，焊接套筒也可以在第二区段的高度较小时以可靠的方式插到超声波焊接工具上并且借助超声波焊缝与连接件焊接。

此外，在焊接套筒的凸缘的后续电接触方面有利的是，超声波焊接工具的轮廓压痕仅位于焊接套筒的内周面上。因此，凸缘表面不具有超声波焊接工具的轮廓压痕。在这方面进一步优选的是，超声波焊接工具仅在焊接套筒的内周面上接触焊接套筒。

另一方面是一种超声波焊接设备，尤其是一种用于实施前面所描述的方法的超声波焊接设备。关于方法描述的优点同样适用于本发明的超声波焊接设备。

端部区域优选地应理解为超声波焊接工具的这样的区域，该区域构造用于与待接合的工件、尤其与待接合的焊接套筒接触。

通过端部区域的荆棘状的、尤其截锥形的构造，以结构上有利的方式使得不同的待接合的工件、尤其不同的待接合的焊接套筒能够与同一超声波焊接工具接合。通过超声波焊接工具的端部区域的荆棘状的、尤其是截锥形的轮廓，不仅可以可靠地接收焊接件、而且可以将其置于围绕焊接件的纵轴线进行的高频振动。

优选地，端部区域设计用于接纳具有不同内直径的待接合的工件，特别是待接合的焊接套筒，并且与连接件焊接。由此可以以有效的方式利用同一超声波焊接工具接合不同的焊接套筒。