DE10127824A1 - Werkzeug sowie Vorrichtung zum Verbinden von Gegenständen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug (16) in Form einer Elektrode einer Schweißvorrichtung, wobei das Werkzeug eine Arbeitsfläche aufweist, die während eines Schweißvorganges mit einem zu verschweißenden Gegenstand wechselwirkt. Um eine hohe Standzeit für das Werkzeug zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass das Werkzeug (12, 14, 16) aus einem Tragteil (38) und eine mit diesem durch Schweißen oder Löten verbundenen, die Arbeitsfläche aufweisenden Arbeitsteil (46) besteht und dass das Tragteil und das Arbeitsteil aus unterschiedlichen Materialien besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug in Form einer Elektrode wie Sonotrode, Amboss oder Schieber einer Schweißvorrichtung wie Ultraschallschweißvorrichtung, wobei das Werkzeug eine Arbeitsfläche aufweist, die während eines Schweißvorganges mit einem zu verschweißenden Gegenstand wie Litze wechselwirkt. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Verbinden wie Verschweißen von Gegenständen, insbesondere zum Verschweißen von elektrischen Leitern zum Beispiel zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten mittels Ultraschall, umfassend einen die Gegenstände aufnehmenden Verdich­ tungsraum, der von Flächen von Werkzeugen wie einer Sonotrode, einer Gegenelektrode (Amboss) und/oder einem Schieber begrenzt ist, wobei zumindest eines der Werkzeuge zwei Arbeitsflächen aufweist, die zur Begrenzung des Verdichtungsraums wahlweise durch Drehen oder Wenden des Werkzeuges benutzbar sind.

Eine Vorrichtung zum Verschweißen von elektrischen Leitern ist zum Beispiel der EP 0 723 713 B1 zu entnehmen. Die Vorrichtung umfasst eine Ultraschallschwingungen erzeugende Sonotrode, von der ein Abschnitt eine erste seitliche als Arbeitsfläche dienende Begren­ zungsfläche eines in Höhe und Breite verstellbaren im Querschnitt vorzugsweise recht­ eckförmigen stirnseitig offenen Verdichtungsraum ist. Die übrigen Begrenzungs- oder Arbeitsflächen werden durch Abschnitte einer mehrteiligen Gegenelektrode gebildet, wobei die Gegenelektrode ein in etwa parallel zu dem Sonotrodenabschnitt verschiebbares, ein eine in etwa senkrecht zu dem Sonotrodenabschnitt verlaufende zweite Begrenzungsfläche aufweisendes erstes Teil als Querschieber sowie ein parallel zu der zweiten Begrenzungs­ fläche verschiebbares eine dritte Begrenzungsfläche bildendes zweites Teil umfasst, von dem ein eine in etwa parallel zu dem Sonotrodenabschnitt verlaufende vierte Begrenzungsfläche bildender verschiebbarer Amboss ausgeht. Dabei können die die Gegenelektrode bildenden Teile derart zwangsgekoppelt verstellbar sein, dass in einem Kompaktierschritt der Ver­ dichtungsraum in einem fest vorgegebenen Verhältnis von Höhe und Breite veränderbar ist und nach dem Kompaktieren der Seitenschieber von dem Amboss derart entkoppelt ist, dass allein dieser in Richtung der Sonotrode verstellbar ist. Durch eine diesbezügliche Vorrichtung besteht erstmalig die Möglichkeit, querschnittsunabhängig ein definiertes Schweißen durch­ zuführen, und zwar auch dann, wenn in willkürlicher Reihenfolge Leiter unterschiedlicher Querschnitte nacheinander verschweißt werden.

Sowohl aus der EP 0 286 975 A2 als auch der US 4,782,990 sind Ultraschall-Schweißvor­ richtungen bekannt, bei denen die Gegenelektrode in Form eines Ambosses um 180° umsetz­ bar ist, um verschiedene Arbeitsflächen, die einen Verdichtungsraum begrenzen, zur Ver­ fügung zu stellen.

In der EP 0 083 707 A1 ist eine Ultraschall-Schweißvorrichtung beschrieben, bei der einer Sonotrode ein Amboss oder zwei Ambosse zugeordnet sind, um einen oder zwei Verdich­ tungsräume zur Verfügung zu stellen. Dabei können sowohl die Sonotrode als auch die Ambosse um ihre jeweilige Längsachse gedreht werden, um Verdichtungsräume unter­ schiedlicher Querschnitte zu bilden. Um den abrasiven Verschleiß beim Verstellen des Ambosses zu der Sonotrode zu reduzieren, wird ergänzend vorgeschlagen, dass der Amboss aus gehärtetem Material besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Werkzeug und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein gezielter Materialeinsatz für die mit den zu verschweißenden Gegenständen wechselwirkenden Arbeitsflächen möglich ist, um Werkzeuge hoher Standzeiten kostengünstig herstellen zu können. Dabei soll sichergestellt sein, dass in Bezug auf eine Sonotrode als Werkzeug bei deren Schwingungserregung eine Veränderung der Wellenlänge weitgehend vermieden wird. Ferner soll durch die Material­ auswahl des die Arbeitsfläche bildenden Teils der Sonotrode eine Massenoptimierung im Schwingungsbauch erfolgen, um eine Belastung der Fügezone der zu verschweißenden Gegenstände zu reduzieren.

Das Problem wird im Wesentlichen durch ein Werkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Werkzeug aus einem Tragteil und einem mit diesem durch Schweißen oder Löten verbundenen die Arbeitsfläche aufweisenden Arbeitsteil besteht und dass das Tragteil und das Arbeitsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei bei einer Sonotrode als die Elektrode das Material des Arbeitsteils eine Dichte ρ_a und das Material des Tragteils eine Dichte ρ_t mit ρ_a ≦ 1,4 ρ_t aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Dichte ρ_a des Arbeitsteils gleich oder kleiner als die Dichte ρ_t des Tragteils ist.

Als Materialien für das die Arbeitsfläche aufweisenden Arbeitsteil kommen insbesondere Keramiken wie zum Beispiel Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Zirkonoxidkera­ mik oder Dispersionskeramiken wie zum Beispiel Aluminiumoxid/Titankarbid in Frage. Auch besteht die Möglichkeit, das Arbeitsteil aus polykristallinem Diamant oder Bornitriden wie CBN herzustellen.

Mögliche Materialien des Tragteils wie Sonotrodenkörper bzw. Schiebergrundkörper sind Titan oder Titanlegierungen wie zum Beispiel TiAl6V4, Eisenlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen.

Tragkörper und Arbeitsteil werden insbesondere durch Löten wie Vakuumlöten mit Aktivlo­ ten, Induktivlöten unter Schutzgas oder Widerstandslöten verbunden. Alternativ kommen mögliche Schweißverbindungsarten wie Reibschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschwei­ ßen oder Widerstandsschweißen in Frage.

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird die Möglichkeit eröffnet, die Materialien von Tragteil und Arbeitsteil derart aufeinander abzustimmen, dass deren Massen sehr ähnlich sind, wobei gleichzeitig jedoch sichergestellt ist, dass die die Arbeitsfläche zur Verfügung stellen­ den Arbeitsteile eine hohe Widerstandsfähigkeit, also hohe Standzeiten aufweisen. Durch die gewählten Materialien und die Art der Verbindung insbesondere mittels Vakuumlötverfahren wird ein Verbundkörper zur Verfügung gestellt, der insbesondere in Bezug auf die Sonotrode zu einer Verschiebung von λ/2 nicht führt. Auch ist ungeachtet der hohen Abriebfestigkeit der Arbeitsfläche eine Massenveränderung nicht gegeben, so dass die Belastung in der Fügezone reduziert wird.

Um eine "Anpassung" der Ausdehnungskoeffizienten der zu verbindenden Materialien zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Tragteil und dem Arbeitsteil eine Zwischenlage oder -schicht angeordnet wird, die mit verlötet wird. Somit ergibt sich eine Sandwichstruktur Tragteil, Lötschicht, Zwischenschicht, Lötschicht, Arbeitsteil.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Werkzeuge aus einem Tragteil eines ersten Materials und einem mit diesem durch Schweißen oder Löten verbundenen die Arbeitsflächen aufweisenden Arbeitsteil eines zweiten Materials besteht, dass zumindest eines der Werkzeuge aus einem Tragteil und einem mit diesem durch Schweißen oder Löten verbundenen die Arbeitsfläche aufweisenden Arbeitsteil besteht und dass das Tragteil und das Arbeitsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei das Material des Arbeitsteils eine Dichte ρ_a und das Material des Tragteils eine Dichte ρ_t mit ρ_a ≦ 1,4 ρ_t aufweisen, wobei die insbesondere für eine Sonotrode als Elektrode gilt.

Insbesondere kann das Werkzeug in Form einer Sonotrode mit in deren Längsrichtung sich erstreckendem zylinderartigen Basiskörper und von diesem ausgehenden die Arbeitsfläche aufweisenden Sonotrodenkopf derart ausgebildet sein, dass der Sonotrodenkopf als das Trägerteil mit zumindest zwei Arbeitsteilen versehen ist.

Ist das Werkzeug als ein Schieber ausgebildet, so sollte dieser zum Zurverfügungstellen mehrerer Arbeitsflächen dreh- oder wendbar ausgebildet sein.

Als Materialien für die die Arbeitsflächen aufweisenden Arbeitsteile kommen Keramiken wie Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Zirkonoxidkeramik, Aluminiumoxidkeramik, Dispersionskeramiken wie Aluminiumoxid/Titankarbid, polykristalliner Diamant oder Bornitride wie zum Beispiel CBN in Frage. Die Grundkörper der Werkzeuge wie Sonotroden­ grundkörper oder Schiebergrundkörper können aus Titan oder Titanlegierungen wie zum Beispiel TiAl6V4, Eisenlegierungen oder Aluminium oder Aluminiumlegierung bestehen, wobei die Materialien so ausgewählt sein sollten, dass die Dichte des Arbeitsteils kleiner gleich dem 1,2-fachen der Dichte des Trägerteils ist.

Zur Herstellung des Verbundkörpers, der aus dem Arbeitsteil und dem Tragteil besteht, kommen Löten wie insbesondere Vakuumlöten mit Aktivloten, Induktivlöten unter Schutzgas, Widerstandslöten oder Schweißen wie Reibschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen in Frage.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Verbinden von elektrischen Leitern,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Schiebers der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 Prinzipdarstellungen einer Sonotrode.

Anhand der nachstehenden Beschreibung soll die erfindungsgemäße Lehre näher erläutert werden, und zwar am Beispiel von Werkzeugen einer Ultraschall-Schweißvorrichtung 10, wie diese rein prinzipiell der Fig. 1 zu entnehmen ist, ohne dass hierdurch eine Beschränkung der Erfindung erfolgen soll.

Die Ultraschall-Schweißvorrichtung 10 der Fig. 1 umfasst als wesentliche und hinreichend bekannte Elemente eine Sonotrode 12 als erstes Werkzeug oder Elektrode, einen Amboss 14 als zweites Werkzeug oder Gegenelektrode sowie einen Seitenschieber 16 als drittes Werk­ zeug.

Die Werkzeuge, also die Sonotrode 12, der Amboss 14 und der Schieber 16, sind derart zueinander verstellbar, dass ein Verdichtungsraum 18 ausbildbar ist, in die elektrische Leiter wie Litzen einbringbar sind, um diese zu kompaktieren bzw. zu verschweißen. Dabei wird der Verdichtungsraum 18 von Begrenzungs- oder Arbeitsflächen 20, 22, 24, 26 begrenzt, die von Abschnitten 28, 30, 32, 34 der Sonotrode 12, des Ambosses 14 sowie des Seitenschiebers 16 gebildet werden. Insoweit wird jedoch auf eine Konstruktion verwiesen, wie diese der EP 0 723 713 B1 zu entnehmen ist, so dass auf die entsprechende Offenbarung ausdrücklich verwiesen wird.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Werkzeuge - im Ausführungsfall sämtliche Werkzeuge - als Verbundkörper ausgebildet sind, wobei sich die Werkzeuge 12, 14, 16 aus Tragteilen 36, 38, 40 und Arbeitsteilen zusammensetzen, die den Abschnitten 28, 30, 32, 34 entsprechen. Dabei sind Tragteil 36, 38, 40 und Arbeitsteil 28, 30, 32, 34 aus unterschiedli­ chen Materialien hergestellt, so dass eine gezielte Materialauswahl entsprechend der Be­ anspruchungs- bzw. Verschleißverhältnisse möglich ist. Gleichzeitig wird durch die Wahl des Materials sichergestellt, dass die beim Relativverschieben der Werkzeuge zueinander notwen­ digen Spaltmaße nicht unzulässig unterschritten werden.

So können zum Beispiel die Arbeitsteile 28, 34 der Sonotrode 12 bzw. des Schiebers 14 aus einem Keramikmaterial wie Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Aluminium­ oxidkeramik, Dispersionskeramiken wie zum Beispiel Aluminiumoxid/Titankarbid, polykri­ stallinem Diamant oder Bornitrid wie CBN bestehen, also aus Materialien, die eine hohe Fügefestigkeit bei gleichzeitiger geringer Wärmeausdehnung zeigen. Somit ist sichergestellt, dass die beim Nacheinanderschweißen von Leitern unterschiedlicher Querschnitte auftretende starke Wärmeentwicklung, die möglicherweise nicht schnell genug abgeführt werden kann, zu unzulässigen Materialausdehnungen nicht führt. Die Arbeitsteile 38, 34 sind mit dem jeweiligen Tragteil 36 der Sonotrode 12 bzw. dem Tragteil 38 des Schiebers 16 durch insbesondere Vakuumlöten mit Aktivloten, Induktivlöten unter Schutzgas oder Widerstands­ löten oder aber durch Schweißen wie Reibschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen mit dem Tragteil 36 der Sonotrode 12 bzw. dem Tragteil 38 des Schiebers 16 zur Herstellung eines Verbundkörpers verbunden.

In Bezug auf den Amboss 14 kann der beim Verschweißen Kräfte aufnehmende Abschnitt 30 zum Beispiel aus Werkzeugstahl bestehen. Demgegenüber kann der den Verdichtungsraum mit der Arbeitsfläche 26 seitlich begrenzende Abschnitt 32 aus einem Material bestehen wie die Arbeitsteile 28, 34 der Sonotrode 12 bzw. des Schiebers 16.

Ferner ist der Fig. 1 zu entnehmen, dass sowohl der Amboss 14 als auch der Seitenschieber 16 zwei Arbeitsflächen zur Verfügung stellen kann, nämlich neben den Arbeitsflächen 22, 24 Arbeitsflächen 42, 44, wobei letztere von einem Abschnitt 46 des Schiebers gebildet werden. Demgegenüber ist die Arbeitsfläche 42 des Ambosses 14 eine Fläche des Abschnitts oder Arbeitsteils 30 des Amboss 14, wie die Fig. 1 verdeutlicht.

Um die verschiedenen Arbeitsflächen 22, 44 bzw. 24, 42 einzusetzen, ist es nur erforderlich, dass der Schieber 16 um seine Querachse 48 um 180° gedreht wird (Pfeil 50) oder um seine Längsachse, wohingegen der Amboss 14 um seine Längsachse 52 um 180° gewendet werden kann (Pfeil 54).

Durch diese Maßnahmen erfolgt eine Mehrfachnutzung der Werkzeuge mit der Folge, dass dem Grunde nach höhere Standzeiten erreichbar sind.

Entsprechend kann auch die Sonotrode 12 ausgebildet sein, wie anhand der Fig. 3 ver­ deutlicht wird. Wie der Seitenansicht im rechten Teil der Fig. 3 zu entnehmen ist, besteht die Sonotrode 12 in hinreichend bekannter Weise aus einem zylinderartigen Basiskörper 56 und einem Sonotrodenkopf 58, der umfangsseitig zum Beispiel durch Vakuumlöten befestigte Arbeitsteile 60, 62 aufweist. Somit ist es nur erforderlich, dass die Sonotrode 12 um ihre Längsachse 64, in dessen Richtung die Sonotrode 12 in Schwingung versetzt wird, um einen Winkel, im Ausführungsbeispiel um 180° gedreht wird (Pfeil 66), um eine neue Arbeitsfläche 68, 70 zur Verfügung zu stellen. Dabei besteht das Arbeitsteil 60, 62 insbesondere aus Keramiken wie zum Beispiel Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Aluminium­ oxidkeramik, Dispersionskeramiken wie Aluminiumoxid/Titankarbid, polykristallinem Diamant oder Bornitrid wie CBN. Das Tragteil, das den Basiskörper 56 der Sonotrode 12 bildet, kann in bekannter Weise aus Titan oder Titanlegierungen wie zum Beispiel TiAl6V4, Eisenlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen.

Der Schieber 16 kann eine U-förmige Geometrie aufweisen, wie diese anhand der Fig. 1 erkennbar ist, oder entsprechend der Fig. 2 eine H- oder Knochenform aufweisen, wobei stirnseitige Abschnitte 34, 46 aus zum Beispiel mit polykristallinem Diamant beschichteten Grundmaterial wie Hartmetall oder Keramik bestehen können. Der Schieber 16, d. h. sein Tragteil 38 mit den stirnseitigen Abschnitten 34, 46 als Arbeitsteile kann dabei sowohl um seine Längsachse 92 gedreht werden (Pfeil 94) als auch um seine Mittelachse 48, wie im Zu­ sammenhang mit der Fig. 1 erläutert worden ist.

Des Weiteren sollten die Materialien der Elektroden, d. h. deren Arbeitsteile und Tragteile so ausgewählt sein, dass in der Fügezone, d. h. im Verbindungsbereich Arbeits- und Trägerteil eine geringe Wärmespannung auftritt. Somit sollten Trägerteil und Arbeitsteil aus Materialien bestehen, die gleiche oder ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Claims (26)

1. Werkzeug in Form einer Elektrode wie Sonotrode, Amboss oder Schieber einer Schweißvorrichtung wie Ultraschallschweißvorrichtung, wobei das Werkzeug eine Arbeitsfläche aufweist, die während eines Schweißvorganges mit einem zu verschwei­ ßenden Gegenstand wie Litze wechselwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (12, 14, 16) aus einem Tragteil (36, 38, 40, 58) und eine mit diesem durch Schweißen oder Löten verbundenen die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisenden Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) besteht und dass das Tragteil und das Arbeitsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei bei einer Sonotrode als Elektrode das Material des Arbeitsteils eine Dichte ρ_a und das Material des Trag­ teils eine Dichte ρ_t mit ρ_a ≦ 1,4 ρ_t aufweisen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte ρ_a des Arbeitsteils (28, 30, 34, 60, 62) sich zu der Dichte ρ_t des Trag­ teils (36, 38, 40, 58) verhält wie ρ_a ≦ ρ_t.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus Keramik wie Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Zirkonoxidke­ ramik Aluminiumoxidkeramik, Dispersionskeramik wie zum Beispiel Aluminiumoxid/- Titankarbid besteht oder dieses enthält.

4. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus polykristallinem Diamant besteht oder dieses enthält.

5. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus Bornitrid wie CBN besteht oder dieses enthält.

6. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Titan oder Titanlegierungen wie zum Beispiel TiAl6V4 besteht oder dieses enthält.

7. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Eisenlegierungen besteht oder dieses enthält.

8. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen besteht oder dieses enthält.

9. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (36, 38, 40, 58) mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) durch Löten wie Vakuumlöten mit Aktivloten, Induktivlöten unter Schutzgas oder Widerstandslöten verbunden ist.

10. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragteil (36, 38, 40, 58) und dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) eine vorzugsweise eine Anpassung von Ausdehnungskoeffizienten ermöglichende Zwischenschicht bzw. -lage verläuft.

11. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (36, 38, 40, 58) mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) durch Schweißen wie Reibschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Wider­ standsschweißen verbunden ist.

12. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Werkzeug eine Sonotrode (12) ist.

13. Werkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Schieber (16) ist.

14. Vorrichtung zum Verbinden wie Verschweißen von Gegenständen, insbesondere zum Verschweißen von elektrischen Leitern zum Beispiel zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten mittels Ultraschall, umfassend einen die Gegenstände aufnehmenden Verdichtungsraum, der von Flächen von Werkzeugen wie einer Sonotrode, einer Gegenelektrode (Amboss) und/oder einem Schieber begrenzt ist, wobei zumindest eines der Werkzeuge zwei Arbeitsflächen aufweist, die zur Begrenzung des Ver­ dichtungsraums wahlweise durch Drehen oder Wenden des Werkzeuges benutzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Werkzeuge (12, 14, 16) aus einem Tragteil (36, 38, 40, 58) und einem mit diesem durch Sehweißen oder Löten verbundenen die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 26) aufweisenden Arbeitsteil (28, 30, 32, 34, 46) besteht und dass das Tragteil und das Arbeitsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei das Material des Arbeitsteils eine Dichte ρ_a und das Material des Tragteils eine Dichte ρ_t mit ρ_a ≦ 1,4 ρ_t aufweisen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte ρ_a des Arbeitsteils (28, 30, 32, 34, 46) sich zu der Dichte ρ_t des Tragteils (36, 38, 40, 58) verhält wie ρ_a ≦ ρ_t.

16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Sonotrode (12) mit einem in deren Längsrichtung sich erstreckenden zylinderartigen Basiskörper (56) und einem die Arbeitsfläche (20) aufweisenden Sonotrodenkopf (36, 58) ist, dass der Sonotrodenkopf das Tragteil ist und dass das Tragteil zumindest zwei Arbeitsteile (60, 62) aufweist.

17. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Schieber (16) ist, der zur Zurverfügungstellung einer von mehreren Arbeitsflächen (22, 44) dreh- und/oder wendbar ist.

18. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus Keramik wie Siliziumnitridkeramik, Siliziumkarbidkeramik, Zirkonoxidke­ ramik, Aluminiumoxidkeramik, Dispersionskeramik wie zum Beispiel Aluminium­ oxid/Titankarbid besteht oder dieses enthält.

19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus polykristallinem Diamant besteht oder dieses enthält.

20. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Arbeitsfläche (20, 22, 24, 34, 36) aufweisende Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) aus Bornitrid wie CBN besteht oder dieses enthält.

21. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Titan oder Titanlegierungen wie zum Beispiel TiAl6V4 besteht oder dieses enthält.

22. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Eisenlegierungen besteht oder dieses enthält.

23. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) verbundene Tragteil (36, 38, 40, 58) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen besteht oder dieses enthält.

24. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (36, 38, 40, 58) mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) durch Löten wie Vakuumlöten mit Aktivloten, Induktivlöten unter Schutzgas oder Widerstandslöten verbunden ist.

25. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (36, 38, 40, 58) mit dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) durch Schweißen wie Reibschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Wider­ standsschweißen verbunden ist.

26. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragteil (36, 38, 40, 58) und dem Arbeitsteil (28, 30, 34, 60, 62) eine vorzugsweise eine Anpassung von Ausdehnungskoeffizienten ermöglichende Zwischenschicht bzw. -lage verläuft.