Verbindungen mit Ultraschallverdichten
Einmal kalt gepresst bitte – nicht gecrimpt!
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Was passiert im Schweißgerät?
Mit Hilfe eines Generators wird ein hochfrequenter Wechselstrom erzeugt und auf einen Ultraschallwandler übertragen, der daraus eine mechanische Ultraschallfrequenz erzeugt. Diese Schwingungen werden auf die sog. Sonotrode übertragen, die in Verbindung mit dem Anpressdruck die Verdichtung der Litzen erzeugt. Die Parametrierung stellt das Ergebnis sicher:
- Frequenzhöhe des Schwinger-Systems
- Amplitude der Sonotrode
- Anpressdruck zwischen Sonotrode und Amboss
- Übertragungsenergie
Einmal kalt gepresst, bitte!
Das Ultraschallverdichten zählt als Sonderverfahren zum Kalt-Press-Schweißen nach DIN 8593-6 und DIN 1910-11, DIN 1910-100 und ist als Schweißen in fester Phase zwischen dem Kalt-Press-Schweißen und Reib-Schweißen eingeordnet. Es ergeben sich zahlreiche Vorteile durch den Einsatz dieser Technologie:
- Platzersparnis gegenüber Steck- und Crimpverbindungen von bis zu 90% am Kontaktpunkt
- keine Aderendhülsen, Crimpkontakte oder Steckverbinder, dadurch
- Reduzierung des Durchmessers der Kabelverbindung und
- kleinstmöglicher Durchgangswiderstand bei homogener Verbindung
- großer Querschnittsbereich mit der Sonotrode
- Möglichkeit der Verbindung verschiedener Materialien
- Möglichkeit des Verbundes mit HotMelt Umspritzung als Y-Verbindung oder Abzweigkonstruktion
- keine Kosten für Press- und Crimpwerkzeuge
- keine Kosten für Schliffbilder und Abzugstests
- Reduzierung der Einkaufsartikel, übersichtliche Stückliste
Wie mit jedem Klasse-Cocktail:
Auf den Barkeeper kommt es an
Es ist wie bei jedem Sterne-Anbieter: Die Materialien sind immer dieselben, allein die Erfahrung und Qualität der Zubereitung machen den Unterschied aus. „Kabel, Geräte und Zubehör sind nichts, wenn ich nicht wüsste, welche Leiterklasse und welcher Litzenaufbau mit welchen Erfordernissen anzugehen sind“, ist Werner Häring stolz auf seine USV-Expertise.
Beispielsweise musste bei einem Hybridprojekt mit einem Kunden aus der Energiebranche nach einer Machbarkeitsanalyse mittels eines Elektronenmikroskops festgestellt werden, dass das offiziell freigegebene Kabel vom offiziell freigegebenen Lieferanten mit identischer Artikelnummer überraschenderweise nicht dem vom Kunden ursprünglich bezogenen Ursprungskabel entsprach und deshalb im Pilot ständig Verdichtungsfehler aufwies. Mit diesem Kabel wurde allerdings richtigerweise die USV-Maschinenspezifikation für die spätere Serie durchgeführt. Der unterschiedliche Litzenaufbau, welcher sich in verschiedenen Leiterklassen zeigt, war dabei der Schlüssel zur Lösung und ebenso die Wurzel allen Übels. Das Ursprungskabel hatte lediglich 19 Kupfer-Einzeladern, wobei das identisch bestellte Material mit 42 Adern daherkam, was durch einfache Sichtprüfung nicht erkennbar war. Desto höher die Leiterklasse, desto mehr Flexibilität ist vorhanden. Das alte Kabel mit seinen 19 Litzen war also wesentlich starrer. Nun können die Spezialisten in der USV Kabel verarbeiten, die mindestens die Leiterklasse 5 nach VDE 0295 IEC 60228 bei einem Leiterquerschnitt von 0,34 mm² haben, aber bei dem Ursprungskabel mit 19 Einzeldrähten und einem Leiterquerschnitt von 0,34 mm² ist eine durchschnittliche Einzeldrahtdicke von 0,15 mm² möglich. Folgerichtig ist der Einzeldraht mit 42 Adern und einem Leiterquerschnitt von 0,34 mm² noch kleiner, nämlich nur 0,10 mm². Trotz des hervorragenden Zusammenspiels zwischen Projektleitung, Einkauf, USV und Qualitätsmanagement macht die Erfahrung und der kompetente Umgang mit der Technologie des Ultraschallschweißens den Unterschied – er liegt bei den Kollegen, die jeden Tag beweisen, was EMS wirklich ausmacht – Produkte realisieren.
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