CN111009740A - 用于将电导体与连接装置焊接的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将电导体与连接装置焊接的装置，包括基板(23，223)，砧座(19，219)安装在基板上，砧座使得电流(I)通过电导体和/或连接装置，使得砧座容纳在基板的通孔中且布置为与基板电绝缘。本发明还涉及一种用于将电导体与连接装置焊接的装置，包括砧座，具有朝向砧座的顶部的电接触区域，电导体和连接装置放置在电接触区域上，砧座可使电流通过电导体和连接装置循环；和切割单元，其可朝向砧座的顶部切割连接装置的一部分；使砧座和切割单元至少在砧座的顶部彼此间隔开，以使它们彼此电绝缘。本发明还涉及一种用于焊接的装置，包括通过物理气相沉积法覆盖有电绝缘涂层的砧座和/或变形单元，特别是12微米厚的陶瓷层。

Description

用于将电导体与连接装置焊接的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将电导体与连接装置焊接的装置。

背景技术

这样的装置使得可以通过使电导体周围的连接装置塑性变形来焊接和压接电导体。

欧洲专利申请EP 2 996 199 A1描述了这种装置，并且该装置包括至少一个变形单元以及砧座，所述砧座具有朝向砧座的顶部的电接触区域，电导体和连接装置旨在放置在所述电接触区域上。砧座能够使电流通过电导体和连接装置循环。因此，朝向砧座的顶部，在电连接器与连接装置的接合部处的焦耳效应产生了形成焊接所需的热量。

即使所要连接的电线是小的和/或由铝或铜、或铜和铝合金制成的，该装置也可以实现可靠且稳定的电连接。

但是，这样的装置消耗大量的电力以达到足够高的温度以能够执行焊接。事实上，这样的装置通常由电流发生器供电，对于范围为1至2伏的施加的电压，其电流范围为500安培至750安培，持续数百毫秒。但是，事实证明，在某些情况下，观察到电流和/或电弧从砧座与其他导电元件的泄漏，这通常与砧座绝缘性退化有关，尤其是在砧座承受机械应力的位置。这些电泄露，特别是防止了焦耳效应所致的热量限于其上放置有电导体和连接装置的接触区域，这增加了装置的电能需求，以使砧座的接触区域达到执行焊接所需的温度，这因此也缩短了砧座的使用寿命。此外，事实证明，在装置的使用期间，砧座在基板上的位置可能会偏离其初始固定位置，这可能导致砧座与板的其他部分无意地电接触。

因此，本发明的目的是降低通过砧座的电流的电泄露或电弧的风险，从而改善了在将要焊接电导体和连接装置的接触区域处的热量集中。

发明内容

本发明的目的通过一种用于将电导体与连接装置焊接的装置来实现，其包括基板，砧座安装在所述基板上，所述砧座使得可以使电流通过所述电导体和/或所述连接装置，使得所述砧座至少部分地容纳在所述基板的通孔中且布置为与所述基板电绝缘。因此，由于砧座相对于板的附加电绝缘，避免了砧座中循环的电流与基板之间发生电泄露或电弧的危险。此外，砧座至少部分地容纳在孔中的事实使得可以改善用于焊接的装置的稳定性和鲁棒性，特别是与将砧座放置在板的表面上的装置相比。事实上，根据本发明的装置使得可以防止砧座在板的表面上平移的风险，特别是朝向板的导电部分，这会增加退化的风险，并可能导致从砧座到板的电流损失。

借助于以下实施例，可以进一步改进根据本发明的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

根据本发明的另一实施例，可以通过电绝缘胶将容纳在基板的通孔中的砧座固定至基板。胶使得一方面可以将砧座固定到基板，另一方面可以使砧座与基板电气绝缘。因此，单一的装置，在这种情况下是胶，用作接合装置和电绝缘装置。这使得可以有利地减少用于制造这种用于焊接的装置的元件和步骤的数量。

根据本发明的另一实施例，砧座可以用至少两个不同的部分构造，使得砧座的第一部分容纳在基板的通孔中，且第二部分包括朝向砧座的顶部的电接触区域，电导体和连接装置旨在相对于基板放置在该电接触区域上。因此，由于容纳在基板的孔中的第一部分与基板电绝缘，这有助于限制电流的泄漏，从而改善进行焊接的砧座的第二部分的接触区域处的电流且从而热量的集中。

根据本发明的另一实施例，砧座可以包括与砧座一体地形成的至少两个部分，使得砧座形成为单件，且使得砧座的第一部分容纳在基板的通孔中，且第二部分包括朝向砧座的顶部的电接触区域，电导体和连接装置旨在放置在该电接触区域中。因此，简化了砧座的制造，因为可以在单个步骤中形成砧座。

根据本发明的另一实施例，砧座的第一部分的形状可以与通孔互补，使得砧座第一部分通过形状配合在砧座的第一部分插入孔中的方向上保持在通孔中，特别地，第一部分和/或通孔具有斜面或锥形形状，例如是莫尔斯锥型。因此，当在插入方向上将砧座的第一部分插入孔中时，第一部分的壁和/或通孔的壁的倾斜所允许的形状配合使得可以避免砧座穿过通孔。这便于组装。

根据本发明的另一实施例，砧座可以由钢制成，且容纳在通孔中的砧座的第一部分的一个或多个横向面的至少整体覆盖有绝缘涂层，特别是由陶瓷制成。由于钢是导电材料，因此，特别是由陶瓷制成的绝缘涂层可以保护砧座免受其他导电元件或单元的电泄露或电弧的影响。因此，砧座相对于基板的电绝缘得到了进一步的改善，因为一方面绝缘是通过绝缘胶提供的，这使得可以将第一部分保持在通孔中，另一方面由砧座的绝缘涂层提供。因此，绝缘层的叠加使得可以改善砧座与基板的电绝缘的可靠性和耐久性。

根据本发明的另一方面，通孔可以在基板的一侧和另一侧上向外敞开，且是在基板的至少一侧上带有肩部的孔，使得通孔的肩部与砧座的第一部分形成胶合凹槽，该胶合凹槽至少部分地填充有绝缘胶。因此，由于形成了通孔，使得有必要的空间(在这种情况下为胶合凹槽)来施加绝缘胶，因此便于组装。

根据本发明的另一方面，砧座的第一部分和第二部分可以通过接合装置彼此接合，特别是通过至少一个固定螺钉。因此，砧座可以包括至少两个彼此不一体形成的部分。因此，砧座的第一部分可以在与砧座的第二部分接合之前或之后安装并固定在基板上。有利地，例如在退化的情况下，可以更换砧座的两个部分中的一个或另一个，而不必完全更换砧座。

根据本发明的另一实施例，通孔的深度可以大于砧座的第一部分的高度，使得砧座的第一部分可以通过距基板的每个表面的缩进部定位。在基板的表面的任一侧上的容纳在通孔中的砧座的第一部分的缩进部使得可以避免第一部分的一部分凸出超过基部表面并与基板的表面无意地产生电弧。

本发明的目的类似地通过用于将电导体与连接装置焊接的装置的基板实现，其包括通孔，砧座的至少一个部分容纳并胶合在所述通孔中，使得所述砧座布置为与基板电绝缘。因此，基板使得可以将砧座的第一部分固定在通孔中，并且还可以经由还用作固定装置的胶使砧座的一部分电绝缘。

此外，本发明的目的还通过一种用于将电导体与连接装置焊接的装置来实现，其包括砧座，所述砧座具有朝向所述砧座的顶部的电接触区域，所述电导体和所述连接装置旨在放置在所述电接触区域上，所述砧座能够使电流通过所述电导体和所述连接装置循环；以及切割单元，其能够朝向所述砧座的顶部切割所述连接装置的一部分；使得所述砧座和所述切割单元至少在所述砧座的顶部至少部分地彼此间隔开，以使它们彼此电绝缘。结果，降低了电流泄露的风险，或在砧座中循环的电流与连接装置的单元(例如切割单元)发生电弧的风险。此外，通过至少使砧座的顶部与切割单元间隔开，这使得可以防止砧座的顶部与切割单元以及连接装置的切割部分在潜在的切割边缘处的磨损。因此，在砧座的顶部降低了因摩擦而退化的风险。连续地降低砧座退化的风险使得可以减小在砧座中循环的电流的泄漏或电弧的风险。

借助于以下实施例，可以进一步改进根据本发明的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

根据本发明的另一个实施例，砧座和切割单元可以在砧座的基部处接触，并且在砧座的顶部处通过砧座中和/或切割单元中的至少一个凹部间隔开。因此，在砧座的顶部与切割单元的电绝缘是通过砧座中和/或切割单元中的凹部产生的。填充切割单元和砧座之间的凹部的空气量使得可以确保电气绝缘。

根据本发明的另一实施例，至少一个凹部可以覆盖或填充有绝缘材料。因此，可以通过填充凹部的空气量或/和通过覆盖或填充凹部的绝缘材料来进行电绝缘。特别地，通过绝缘材料填充凹部，可以进一步改善砧座的顶部和切割单元之间的电绝缘。

本发明的目的还通过一种用于将电导体与连接装置焊接的装置来实现，其包括具有电接触区域的砧座，电导体和连接装置旨在设置在该电接触区域上，以及变形单元，其设置有与连接装置和电导体的接触区域，其中连接装置在电导体周围塑性变形；砧座的电接触区域面向变形单元的接触区域，使得电流可以在砧座和变形单元之间循环；使得在砧座和变形单元的相应的接触区域之外，砧座和/或变形单元通过物理气相沉积法至少部分地覆盖有电绝缘涂层，特别是通过物理气相沉积法沉积的12微米厚的陶瓷层。这种绝缘涂层可以避免通过变形单元和/或砧座的电流的泄露。因此，防止了电流从用于焊接的装置中逸出，从而更好地控制电流通过的区域，尤其是进行焊接的接触区域。

本发明的目的还可以通过一种用于将电导体与连接装置焊接的装置来实现，其包括基板，砧座安装在所述基板上，所述砧座使得可以使电流通过所述电导体和/或所述连接装置，使得所述砧座至少部分地容纳在所述基板的通孔中且布置为与所述基板电绝缘；并且使得所述砧座具有朝向所述砧座的顶部的电接触区域，所述电导体和所述连接装置旨在放置在所述电接触区域上，以及切割单元，其能够朝向所述砧座的顶部切割所述连接装置的一部分；使得所述砧座和所述切割单元至少在所述砧座的顶部至少部分地彼此间隔开，以使它们彼此电绝缘。

借助于所有上述变型，可以进一步改进根据本发明的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

实施例可以组合，以便形成本发明的更有利的实施例变型。

附图说明

在下文中将使用优选实施例并且特别是基于以下附图更详细地解释本发明及其优点，其中：

图1a示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于将电导体与连接装置焊接的装置的分解图；

图1b示意性地示出了根据本发明的第一实施例的组装的装置的截面图；

图2a示出了根据第一实施例的砧座的第一部分的示意图；

图2b示出了根据第一实施例的砧座的第一部分的横截面图；

图3a示出了根据第一实施例的基板的第一表面和砧座的第一部分；

图3b示出了根据第一实施例的基板的第二表面和砧座的第一部分；

图4示出了根据第二实施例的用于焊接的装置的砧座的顶部的截面图；

图5示出了根据第三实施例的用于焊接的装置的截面图；

图6示出了用于焊接的装置的变形单元的视图；

图7示出了变形单元的接触区域的视图。

具体实施方式

现在将以示例性方式并参考附图使用有利的实施例更详细地描述本发明。所描述的实施例仅仅是可能的配置，并且应当牢记，当实现本发明时，如上所述的各个特征可以彼此独立地提供或者可以完全省略。

图1a和1b示出了根据本发明的第一实施例的用于将电导体(未示出)与连接装置11焊接的装置10。特别地，图1a示意性地示出了装置10的分解图，图1b示意性地示出了组装的装置10的截面图。图1a和1b将在下面一起描述。

如图1a所示，连接装置11包括在压接轴12b的任一侧上延伸的翼12a。电导体旨在接收在连接装置11的压接轴12b中。连接装置11的翼12a将通过用于焊接的装置10的可移动变形单元13而变形，从而围绕容纳在压接轴12b中的电导体。此外，连接装置11的翼12a将被焊接在一起，以确保电导体与连接装置11之间的电接触。焊接在设想在砧座19的顶部17处的接触区域15处进行。为此，砧座19是导电的，以便在使用用于焊接的装置10期间使电流通过电导体和连接装置11循环。

砧座19由能够承受高温的钢制成，特别是经过热处理的钢，从而可在将焊接到连接装置11上的电连接器中获得280℃(摄氏度)的量级的温度。特别地，砧座19可以由W360SPF 57HRC类型的钢制成，其能够承受600℃左右的温度。

根据本发明，砧座119包括第一部分19a和第二部分19b，第一部分19a包括砧座119的基部21，第二部分包括砧座119的顶部17。在此，根据该实施例，第一部分19a具有包括两个基部20、21和横向壁22的棱柱形状。

根据本发明的第一实施例，第一部分19a和第二部分19b是适合于通过固定装置彼此接合的两个不同的部分，这将在下面进一步描述。因此，例如在退化的情况下，可以更换砧座19的两个部分19a、19b之一，而不必完全更换砧座19。当组装砧座19时，第一部分19a的基部20与第一部分19a的基部18接触。

在另一个实施例中，砧座19一体形成，从而构成单件，其中第一部分和第二部分从而不是彼此不同的两个件。

砧座19的第一部分19a的基部21固定在基板23上。基板23由钢制成，尤其是经过热处理的钢。基板23包括第一表面23a和与第一表面23a相对的第二表面23b。根据本发明，基板23在板23的厚度中包括通孔25，以便在基板23的表面23a、23b的任一侧上向外敞开。在通孔25处，基板23在第一表面23a和第二表面23b之间具有厚度e。因此，通孔25具有至少5毫米的厚度e，即深度。在有利的变型中，通孔的厚度e为7毫米。

通孔25的形状与砧座19的第一部分19a的形状互补。因此，砧座19的第一部分19a配置为在插入方向D上容纳在基板的通孔25中，该插入方向D对应于通过第一表面23a将砧座19的基部21插入板23的方向。

为了将砧座19的第一部分19a保持在通孔25中，通孔25的壁26覆盖有电绝缘胶24(在图1a中以阴影图案示出)，特别是覆盖有触变环氧树脂胶。结果，砧座19的第一部分19a被容纳并胶合到基板23的通孔25的壁26。

为了使基板23进一步电绝缘，砧座19的第一部分19a的横向壁22上覆盖有绝缘涂层，例如通过等离子投射沉积形成的厚度为250微米的陶瓷涂层。第一部分19a的基部20和21的一部分不覆盖有绝缘涂层，以便允许电流通过第一部分19a的基部20和21。

除了接触区域15以及与第一部分19a的基部120接触的第二部分19b的基部18之外，第二部分19b通过物理气相沉积法(PVD)覆盖有12微米的涂层，其能够承受至少1000℃，以便在使用用于焊接的装置10期间确保连续保持与接触区域15处的温度相对应的600℃。第一部分19a的一部分在用于焊接的装置10的使用期间要经受通常不超过80℃的温度，因为第一部分19a不位于接触区域15处。有利地，第一部分19a和绝缘胶24能够承受高达230℃的温度。

变形单元13也可以通过物理气相沉积法沉积的涂层(其与沉积在第二部分19b上的涂层相同)部分地电绝缘，仅留下变形单元13的区域，该变形单元13配置为使连接装置11的翼12a变形，该翼12a是导电的。将参照图6和图7进一步描述变形单元13。

根据本发明，砧座19的横向壁22因此与通孔25的横向壁26电绝缘，它们通过绝缘胶24的层和其绝缘涂层来面对。因此，即使砧座19的横向壁26的绝缘涂层区域的在例如退化之后或由于磨损受到损坏，借助于绝缘胶24的层，可以避免在砧座19中循环的电流与板23之间的电流泄漏的风险。

砧座19通过供电电缆27电连接至电流发生器(未示出)，并拧入砧座19的第一部分19a和第二部分19b中。因此，在本发明的第一实施例中，供电电缆27也使得可以固定第一部分19a和第二部分19b的组装。此外，固定螺钉29同样使得可以通过穿过第一部分19a和第二部分19b来保持砧座19的组装。

为了进行图1b中所示的安装，在其中组装了装置10，通孔25的壁26被电绝缘胶24覆盖。然后将第一部分19a在插入方向D上插入通孔25中，这将潜在地导致过量的胶在通孔25的任一侧在板23的第一表面23a和第二表面23b处溢出。然后，这种多余的胶填充基板23的一侧23a和另一侧23b上的胶合凹槽39a-39d。设想有足够数量的过量的胶，以保证填充通孔25与肩部39a-39d的胶合凹槽39a-39d。然后将基板23放置在加热室中，特别是在120摄氏度下放置30分钟，以硬化胶。一旦胶24硬化，通过打磨移除溢出到板的表面23a、23b上的潜在过量的胶24。在一个变型中，过量的胶可以通过另一种技术手段移除。然后，通过固定螺钉19和供电电缆27将砧座的第二部分19b接合到第一部分19a，它们经由表面23的第二表面23b引入，并且通过穿过板23和第一部分19a而穿透深入到第二部分19b中。

根据一种变型，第一部分19a可以通过除固定螺钉之外的接合装置接合至第二部分19b，例如通过用于快速夹紧的卡销系统或凸轮系统。

图2a和2b示出了根据第一实施例的座椅19的第一部分19a。第一部分19a将结合图2a的示意图和图2b的横截面图一起描述。

已经用于图1a和图1b的描述的具有相同附图标记的元件将不再详细描述，并且参考其上文的描述。

砧座19的第一部分19a为棱柱形，其基部20、21为矩形。第一部分19a的基部20对应于组装砧座19时旨在与第二部分19b接触的表面。基部21对应于砧座19的基部。由于基部20、21是矩形的，因此第一部分19a包括四个横向壁22a、22b、22c、22d。在每个横向壁22a-d的接合处的边缘31a、31b、31c、31d被倒圆或倒角，尤其是具有0.5毫米的曲率半径。因此，除了避免可能被证明是切割的锋利边缘之外，第一部分19a的横向边缘31a-d的倒角还可以为绝缘胶提供更大的空间以填充在第一部分19a和通孔的横向壁26之间。结果，第一部分19和板23的通孔25之间的绝缘胶的层的厚度的增加使得可以进一步改善砧座19与基板23的电绝缘。这方面由图3a进一步描绘，其描述如下。

砧座19的第一部分19a的形状不限于棱柱形。结果，基板23中的通孔25的形状与砧座19a的第一部分的形状互补，其并不限于棱柱形。本领域技术人员可以将第一部分19a和通孔25的几何形状调整为棱柱形以外的形状，例如调整为圆柱形。

第一部分19a的更大长度L的横向面22a、22c在其高度h的方向上延伸超过基部20距离d。因此，基部20被两个壁33a、33c内衬。除其他事项外，这些壁33a、33c可以在组装砧座19期间时确保第二部分19b的定位。壁33a、33c也适合于基板23中的凹槽的尺寸，其将参照图3a进一步描述。

图2b所示的横截面图描绘了倾斜或渐缩以倾斜角度α，特别是α＝1.3°的横向壁22a和22c。因此，横向壁22a和22c在高度h的方向上在基部20朝向基部21的方向上会聚。同样地，通孔25的壁26在插入方向D上倾斜，尤其是α＝1.3°。因此，第一部分19a的横向壁22a和22c以及通孔25的壁26的倾斜使得可以在砧座23的板19和通孔25之间形成形状配合，例如莫尔斯锥型连接。这种形状配合可以避免在插入期间在方向D上使砧座19穿过通孔25，特别是当沉积在通孔25的壁26上的胶仍处于液态或糊状时，尤其是在压接期间在焊接和/或压接的应力下使用用于焊接的装置10期间。此外，通过壁22a、22c、26的倾斜所允许的莫尔斯锥型连接，可以确保在方向D上插入部件19a期间部件19a在基板23的通孔25中的自动定心。

在变型中，砧座19的第一部分19a可以具有另一种形状，只要砧座19a的第一部分的形状允许与通孔25的形状配合，以避免砧座19在插入方向D上穿过通孔25。

第一部分19a还在插入方向D上设置有两个孔35、37，在所述孔中容纳供电电缆27和固定螺钉29，以使得可以将砧座19的第一部分19a固定到第二部分19b。

图3a和图3b分别示出了基板23的第一表面23a和第二表面23b，其上安装有根据第一实施例的砧座19的第一部分19a。已经用于图1a、1b、2a和2b的描述的具有相同附图标记的元件将不再详细描述，并且参考其上文的描述。

根据第一实施例，第一部分19a在插入方向D上引入基板13的通孔25中并通过电绝缘胶胶合到板23，然后将第二部分19b接合到第一部分19a。图3a和3b示出了布置，其中第一部分19a容纳在通孔25中，但其中第二部分19b尚未接合到第一部分19a。

在一个变型中，可以将第一部分19a接合到第二部分19b以形成砧座19，然后可以将砧座19固定在基板23的通孔25中。相对于图4所示的第二实施例，该变型将关于整体形成的砧座进行进一步描述。

基板23的通孔25是带有肩部的孔，使得孔25的横向壁26a、26b、26c、26d在板23的第一表面23a和第二表面23a处包括肩部39a、39b、39c、39d。这些肩部39a-d与砧座19的第一部分19a的壁22a-22d形成胶合凹槽39a-39d，在胶合凹槽39a-39d中布置电绝缘胶(未示出)。这些胶合凹槽39a-39d，特别是宽度至少为0.3毫米，使得可以均匀地增加绝缘胶层的厚度，这有助于降低从砧座到基板的电流的损耗的风险。

根据第一实施例，第一部分19a的高度h小于通孔25的深度。因此，砧座19的第一部分19a可以定位在孔25中，而第一部分19a不从板23的第一表面23a或第二表面23b处的通孔25凸出。板23的每个23a、23b的平行于插入方向D的高度R的这种定位(具有从第一部分19a的缩进部)使得可以最小化从第一部分19a到板23的电流泄露或电弧的风险。特别地，第一部分19a的每个基部20、21与板23的每个表面23a、23b之间的缩进部的高度R至少等于0.3毫米。

基板23在每个表面23a、23b上包括凹槽41、43，凹槽41、43在通孔25的任一侧上沿着通孔25的长度延伸。这些凹槽41、43尤其使得可以有助于挡板砧座19的安装和拆卸。特别地，凹槽23使得能够在必要时调节第一部分19a的基部20在胶合到板23上之后的高度h。如图3a所示，第一部分19a的基部20处的壁33a、33c与板23的第一表面23a的凹槽41纵向对准。

因此，借助于砧座19的绝缘胶24和绝缘涂层提供的电绝缘，根据第一实施例的本发明使得可以降低在插砧座19中循环的电流与基板23之间的电泄露或电弧的风险。因此，砧座19的电绝缘性的改善使得可以通过焦耳效应将更多的扩散的热量集中在进行焊接的砧座19的顶部17的接触区域15处。

图4示出了根据第二实施例的用于将电导体与连接装置111焊接的装置100的截面图。

图4部分地示出了与切割单元面对面的砧座119，切割单元在这种情况下是切割载体带150。切割载体带150使得可以切割旨在被焊接到连接装置111的电导体的一部分151。

连接装置111包括在压接轴112b的任一侧上延伸的翼112a。电导体旨在接收在连接装置111的压接轴112b中。连接装置111的翼112a将通过用于焊接的装置100的可移动变形单元113而变形，从而围绕容纳在压接轴12b中的电导体。此外，连接装置111的翼112a将被焊接在一起，以确保电导体与连接装置111之间的电接触。焊接在设置在砧座119的顶部117处的接触区域115处进行。为此，砧座119是导电的，以便在使用用于焊接的装置110期间使电流(I)通过电导体和连接装置111循环。

砧座119由能够承受高温的钢制成，特别是经过热处理的钢，从而可在将焊接到连接装置111上的电连接器中获得280℃(摄氏度)的量级的温度。特别地，砧座119可以由W360SPF 57HRC类型的钢制成，其能够承受600℃左右的温度。除了接触区域115处，砧座119覆盖有绝缘涂层，例如通过等离子投射沉积的厚度为12微米的陶瓷涂层，以允许焊接。

砧座119的壁153与切割载体带150的壁155面对面。实际上，事实证明，例如，在反复使用装置100后，砧座153的绝缘涂层很可能会退化，这会导致从砧座119的绝缘涂层的退化的区域特别到电导体的切割部分151的漏电或电弧的风险。此外，该风险在砧座119顶部117的壁153上增加，特别是在距离A为2.5毫米时，其在切割单元150的位移方向D'上在砧座119中从接触区域115延伸。实际上，该距离A对应于切割载体带150随电导体的切割部分151在方向D'上滑动的长度。切割部分151的任何切割边缘然后可能会损坏砧座119的绝缘，特别是沿着砧座119的壁153的距离A。

因此，为了减少从砧座119的顶部117处的壁153漏电的风险，根据第二实施例的装置100的砧座119与切割载体带150部分地间隔开，以便使它们彼此电绝缘。根据第二实施例，砧座119通过沿着距离A和深度B在砧座119的壁153中产生的凹部157与切割载体带150间隔开，使得B≥0.3毫米。结果，砧座119和切割载体带150面对面，使得它们相应的壁153、155在砧座119的顶部117处至少通过砧座119中的凹部157间隔开。因此，凹部157有利地沿着距离A(切割载体带150使被切割的电导体151的一部分滑过距离A)产生，这通过减小该位置的机械应力，可以改善砧座119的绝缘涂层的耐久性。

此外，填充凹部157的空气量使得可以确保砧座119与切割载体带150之间的电绝缘。因此，电绝缘可以通过填充砧座的凹部的空气量来实现，在一个变型中，可以通过覆盖或填充凹部的绝缘材料来实现。特别地，通过绝缘材料填充凹部157，可以进一步改善砧座119的顶部117和切割载体带150之间的电绝缘。

在一个变型中，凹部157可以是任何形状。此外，可能还存在大小和形状相同和/或不同的若干凹部。在另一个变型中，切割载体带150的壁155可以包括一个或多个凹部，以便产生空气空间或填充有绝缘体的空间，特别是代替凹部157。在一个变型中，砧座119和切割载体带150的相应的壁153、155分别配备有至少一个凹部。

因此，根据第二实施例的本发明使得可以防止砧座119的顶部117与切割单元150之间的以及潜在的切割边缘处的连接装置111的切割部分151的磨损。因此降低了砧座119的顶部117处的涂层由于摩擦而退化的风险。降低砧座119退化的风险使得可以连续减小在砧座119中循环的电流(I)的泄漏或电弧的风险。因此，砧座119的电绝缘性的改善使得可以通过焦耳效应将更多的扩散的热量集中在进行焊接的砧座119的顶部117的接触区域115处。

图5示出了根据第三实施例的用于将电导体与连接装置211焊接的装置200的截面图。

根据第三实施例的装置200对应于第一实施例与第二实施例的组合。

装置200用于将电导体与连接装置211焊接。连接装置211包括在压接轴212b的任一侧上延伸的翼212a。电导体旨在接收在连接装置211的压接轴212b中。连接装置211的翼212a将通过用于焊接的装置200的可移动变形单元213而变形，从而围绕容纳在压接轴212b中的电导体。此外，连接装置211的翼212a将被焊接在一起，以确保电导体与连接装置211之间的电接触。焊接在设想在砧座219的顶部217处的接触区域215处进行。为此，砧座219是导电的，以便在使用用于焊接的装置200期间使电流(I)通过电导体和连接装置211循环。

除了砧座219的基部221处和接触区域115处，砧座119覆盖有绝缘涂层，例如通过物理气相沉积法沉积的厚度为12微米的陶瓷涂层，以允许电流朝向焊接区域循环。

在本发明的第三实施例中，装置200包括砧座219，与第一实施例相比，该砧座219一体地形成为单件。根据一个变型，砧座219可以由至少两个彼此接合在一起的不同部件构成。

砧座219包括第一部分219a和第二部分219b，第一部分219a包括砧座219的基部221，第二部分229b包括砧座219的顶部217。

砧座219的第一部分219a的基部221固定在基板223上。基板223包括第一表面223a和与第一表面223a相对的第二表面223b。根据本发明，基板223在板223的厚度中包括通孔225，以便在基板223的表面223a、223b的任一侧上向外敞开。在通孔225处，基板223在第一表面223a和第二表面223b之间具有厚度e。因此，通孔225具有至少5毫米的厚度e，即深度。在有利的变型中，通孔的厚度e为7毫米。

通孔225的形状与砧座219的第一部分219a的形状互补。因此，砧座219的第一部分219a在插入方向D上容纳在基板的通孔225中，该插入方向D对应于通过第一表面223a将砧座219的基部221插入板223的方向。

为了将砧座219的第一部分219a保持在通孔225中，通孔225的壁226覆盖有电绝缘胶224，特别是覆盖有触变环氧树脂胶。结果，砧座219的第一部分219a被容纳并胶合到基板223的通孔225的壁226。

砧座219通过供电电缆227电连接至电流发生器(未示出)，并拧入砧座219的第一部分219a和第二部分219b中。此外，固定螺钉229同样使得可以将砧座19的组装保持在板223上。

因此，根据本发明，砧座219经由绝缘胶224的层且经由它们的绝缘涂层与通孔225的横向壁226电绝缘。因此，即使砧座219的横向壁226的绝缘涂层区域的在例如退化之后受到损坏，借助于绝缘胶224的层，可以避免在砧座219中循环的电流朝向板223之间的电流泄漏的风险。

与第一实施例一样，第一部分229a具有相对于通孔225的壁226倾斜的横向壁222，从而在将砧座219在插入方向D上插入通孔225期间，在砧座219和基板223之间形成形状配合。这种形状配合可以避免在插入期间在方向D上使砧座219穿过通孔225，特别是当沉积在通孔225的壁226上的胶仍处于液态或糊状时。

此外，与第二实施例一样，砧座229与切割单元面对面，在切割单元这种情况下为切割载体带250。切割载体带250使得可以切割旨在被焊接到连接装置211的电导体的一部分251。

如图5所示，砧座219的壁253与切割载体带250的壁255面对面。实际上，事实证明，例如，在反复使用装置200后，砧座253的绝缘涂层很可能会退化，这会导致从砧座219的绝缘涂层的退化的区域特别朝向电导体的切割部分251的漏电或电弧的风险。此外，该风险在砧座219顶部217的壁253上增加，特别是在距离A为2.5毫米时，其在切割单元250的位移方向D'上在砧座219中从接触区域215延伸。实际上，该距离A对应于切割载体带250随电导体的切割部分251在方向D'上滑动的长度。切割部分251的任何切割边缘然后可能会损坏砧座219的绝缘，特别是沿着砧座219的壁253的距离A。

因此，为了减少从砧座219的顶部217处的壁253漏电的风险，装置200的砧座219与切割载体带250部分地间隔开，以便使它们彼此电绝缘。砧座219通过沿着距离A和深度B在砧座219的壁253中产生的凹部257与切割载体带250间隔开，使得B≥0.3毫米。结果，砧座219和切割载体带250面对面，使得它们相应的壁253、255与基板223的表面223a接触且在砧座219的顶部217处通过砧座219中的凹部257间隔开。因此，凹部257有利地沿着距离A(切割载体带250使被切割的电导体251的一部分滑过距离A)产生，这通过减小该位置的机械应力，可以改善砧座219的绝缘涂层的耐久性。

此外，填充凹部257的空气量使得可以确保砧座219与切割载体带250之间的电绝缘。因此，电绝缘可以通过填充砧座的凹部的空气量来实现，在一个变型中，可以通过覆盖或填充凹部的绝缘材料来实现。特别地，通过绝缘材料填充凹部257，可以进一步改善砧座219的顶部217和切割载体带250之间的电绝缘。

在一个变型中，凹部257可以是任何形状。此外，可能还存在大小和形状相同和/或不同的若干凹部。在另一个变型中，切割载体带250的壁255可以包括一个或多个凹部，以便产生空气空间或填充有绝缘体的空间，特别是代替凹部257。在一个变型中，砧座219和切割载体带150的相应的壁253、255分别配备有至少一个凹部。

因此，根据第三实施例的本发明使得可以组合对在基板223处以及在砧座227的顶部处的砧座229的绝缘的改进。结果，通过减少漏电，热量可以更多地集中在将要焊接电导体和连接装置的接触区域上，这改善了用于焊接的装置的操作和有效性。

图6和图7示出了变形单元313。除其他事项外，变形单元313配置为用于先前已经描述的装置10、装置100和装置200。

变形单元313包括冲头315，其可以位移以压在诸如前述实施例中所述的电连接器101和连接装置上，以便当使用工具10、100、200时，使连接装置的翼在电导体周围塑性变形。

冲头315配置为使得电流不能通过它。第一冲头315部分317设置有若干孔口319a-c，这特别使得可以将变形单元313固定到另一个支撑件(图6和7中未示出)上。冲头315还包括第二部分319，其一端321是V形的，具有深度V的开口324。V形的臂322a、322b在区域323处接合，这被称为变形单元313的接触区域323。该接触区域323对应于配置为使连接装置的翼在电导体周围变形的区域。

如图7所示，接触区域323包括两个凹槽325a、325b。

冲头315的第二部分319还包括凹部327，其在图6和7中以圆形绘示，但是可以采用任何其他形状。凹部327可以特别地具有5毫米的厚度。这种凹部327的使用使得可以使最热的区域更靠近接触区域323，该接触区域旨在被定位成面对先前描述的装置10、100、200之一的砧座的电接触区域。

根据本发明，冲头315通过物理气相沉积法覆盖有电绝缘陶瓷涂层，特别是厚度为12微米，除了至少接触区域323和与第二部分319的臂322a、322b相对的内壁324a、324b之外。因此，通过物理气相沉积的绝缘涂层可以更好地集中变形单元313中电流的通过，并且因此通过提高温度并使热量集中在焊接区域中，可以改善用于焊接的装置10、100、200的效率。

所描述的实施例仅是可能的配置，并且应当牢记，实施例的各个特征可以彼此组合或彼此独立地提供。

附图标记

10：根据第一实施例的装置

11：连接装置

12a：连接装置的翼

12b：压接杆

13：变形单元

15：接触区域

17：砧座顶部

18：第二砧座部分的基部

19：砧座

19a：第一砧座部分

19b：第二砧座部分

20，21：基部

22，22a-d：横向壁

23：基板

23a：板的第一表面

23b：板的第二表面

24：胶

25：通孔

26，26a-d：壁通孔

27：供电电缆

29：固定螺钉

31a-d：边缘

33a，33c：壁

35，37：孔

39a-d：肩部，凹槽

41，43：凹槽板

100：根据第二实施例的装置

111：连接装置

112a：连接装置的翼

113：变形单元

115：接触区域

117：砧座顶部

119：砧座

150：切割载体带

151：电导体部分

153：砧座壁

155：切割载体带壁

157：凹部

200：根据第三实施例的装置

211：连接装置

212a：连接装置的翼

212b：压接轴

213：变形单元

215：接触区域

217：砧座顶部

219：砧座

219a：砧座第一部分

219b：砧座第二部分

221：基部

222：砧座壁

223：基板

223a，223b：基板表面

224：胶

225：通孔

226：通孔壁

227：供电电缆

229：固定螺钉

250：切割载体带

251：电导体部分

253：砧座壁

255：切割载体带壁

257：凹部

313：变形单元

315：冲头

317：第一部分

319a-c：孔口

319：第二部分

321：端部

322a，b：臂

323：接触区域

324：开口

324a，b：内壁

325a，b：凹槽

327：凹部

A：距离

α：倾斜角

B：凹部深度

D：插入方向

D'：切割单元平移

d：第一部分距离

e：通孔厚度

h：第一部分高度

I：电流

L：横向面长度

l：胶合凹槽宽度

R：缩进部的高度

V：深度

Claims (17)

1.一种用于将电导体与连接装置焊接的装置，包括基板(23，223)，砧座(19，219)安装在所述基板上，所述砧座(19，219)使得电流(I)可以通过所述电导体和/或所述连接装置(11，211)，使得所述砧座(19，219)至少部分地容纳在所述基板(23，223)的通孔(25，225)中，并且布置为与所述基板(23，223)电绝缘。

2.根据权利要求1所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，容纳在所述基板(23，223)的通孔(25，225)中的所述砧座(19，219)通过电绝缘胶(24，224)固定到所述基板(23，223)。

3.根据权利要求1或2所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(19)以至少两个不同的部分(19a，19b)构造，使得：

所述砧座(19)的第一部分(19a)容纳在所述基板(23)的通孔(25)中，并且

第二部分(19b)包括朝向所述砧座(19)的顶部(17)的电接触区域(15)，所述电导体和所述连接装置(11)旨在放置在所述电接触区域上。

4.根据权利要求1或2所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(219)包括与所述砧座(219)一体地形成的至少两个部分(219a，219b)，使得所述砧座形成为单件，并且使得：

所述砧座(219)的第一部分(219a)容纳在所述基板(223)的通孔(225)中，并且

第二部分(219b)包括朝向所述砧座(219)的顶部(217)的电接触区域(215)，所述电导体和所述连接装置(211)旨在放置在所述电接触区域上。

5.根据权利要求3或4所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)具有与所述通孔(25，225)互补的形状，

使得所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)通过形状配合在所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)插入所述孔(25，225)的方向(D)上保持在所述通孔(25，225)中，特别地，所述第一部分(19a，219a)和/或所述通孔(25，225)具有斜面或锥形形状，例如莫尔斯锥型。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(19，219)由钢制成，并且其中，容纳在所述通孔(25，225)中的所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)的一个或多个横向面(22，222)的至少整体覆盖有绝缘涂层，特别是由陶瓷制成。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述通孔(25，225)在所述基板(23，223)的一侧(23a，223a)和另一侧(23b，223b)上向外敞开，并且所述通孔至少在所述基板(23，223)的一侧(23a，23b，223a，223b)上为带有肩部(39)的孔，使得所述通孔(25，225)的肩部(39)与所述砧座(19)的第一部分形成至少部分地填充有所述绝缘胶(24，224)的胶合凹槽(29)。

8.根据权利要求3至7所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述通孔(25，225)的深度大于所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)的高度(h)，使得所述砧座(19，219)的第一部分(19a，219a)以距所述基板(23，223)的每个表面(23a-b，223a-b)的缩进部(R)定位。

9.根据权利要求3所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(19)的第一部分(19a)和第二部分(19b)通过接合装置彼此接合，特别是通过至少一个固定螺钉(29，229)彼此接合。

10.用于根据权利要求1至9中任一项所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置的基板，包括通孔(25，225)，所述砧座(19，219)的至少一个第一部分(19，219a)容纳并胶合在所述通孔中，使得所述砧座(19，219)布置为与所述基板(23，223)电绝缘。

11.一种用于将电导体与连接装置焊接的装置，包括：

砧座(119，229)，其具有朝向所述砧座(119，219)的顶部(117，227)的电接触区域(115，215)，所述电导体和所述连接装置(111，211)旨在放置在所述电接触区域上，

所述砧座(119，219)能够使电流(I)通过所述电导体和所述连接装置(111，211)循环；以及

切割单元(150，250)，其能够朝向所述砧座(119，219)的顶部(117，217)切割所述连接装置(111，211)的一部分(151，251)；使得：

所述砧座(119，219)和所述切割单元(150，250)至少在所述砧座(119，219)的顶部(117，217)至少部分地彼此间隔开，以使它们彼此电绝缘。

12.根据权利要求11所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述砧座(119，219)和所述切割单元(150，250)在所述砧座(119，219)的基部(121，251)处彼此接触，并且在所述砧座(119，219)的顶部(117，217)处通过所述砧座(119，219)中和/或所述切割单元(150，250)中的至少一个凹部(157，257)间隔开。

13.根据权利要求12所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置，其中，所述至少一个凹部(157，257)覆盖有或填充有绝缘材料。

14.一种用于将电导体与连接装置焊接的装置，包括：

砧座(19，119，229)，其具有电接触区域(15，115，215)，所述电导体和所述连接装置(111，211)旨在放置在所述电接触区域上，以及

变形单元(13，113，213，313)，其设置有与所述连接装置(11，111，211)和所述电导体的接触区域(323)，其中所述连接装置(11，111，211)在所述电导体周围塑性变形；

所述砧座(19，119，219)的电接触区域(15，115，215)面向所述变形单元(13，113，213，313)的接触区域(323)，使得电流(I)可以在所述砧座(19，119，219)和所述变形单元(13，113，213，313)之间循环；使得：

在所述砧座(19，119，219)和所述变形单元(13，113，213，313)的相应的接触区域(15，115，215，313)之外，所述砧座(19，119，219)和/或所述变形单元(13，113，213，313)通过物理气相沉积法至少部分地覆盖有电绝缘涂层，特别是通过物理气相沉积法沉积的12微米厚的陶瓷层。

15.根据权利要求1至9中的至少一项和权利要求11至13中任一项所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

16.根据权利要求1至9中的至少一项和权利要求14所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

17.根据权利要求11至13中的至少一项和权利要求14所述的用于将电导体与连接装置焊接的装置。

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