本发明涉及一种在至少两个金属件之间形成连接的方法以及一种相应的模具。
背景技术：
1、以下将主要与电动车用汇流排相关地描述本发明。
2、汇流排是实心的金属板条以用于提供大的导线横截面以便能够传输高电流。汇流排可以例如由铝材或铜材构成。
3、汇流排可以例如被用于将电动车牵引电池的电池模块进行电连接。汇流排可以例如将电池模块的接线端子相互连接。
4、汇流排可以由一块连续的金属材料制造。例如汇流排可以从金属片中被完整切割或冲切并且弯曲。故在具有复杂几何形状的汇流排情况下可能出现相当多的边角料。
5、或者，汇流排可以由多个较小的单独部分组成。所述单独部分例如可以通过挤压接合被相互连接。为了挤压接合，至少其中两个单独部分在一个安装装置内被对准方向并且在使用挤压接合钳的情况下被接合。
6、汇流排具有导电表面并为了确保防触摸而需要电绝缘外壳或电绝缘包封。
7、汇流排可以被置入外壳中并且外壳随后通过盖被封闭。
8、或者汇流排可以被置入注塑模具中并且用包封被包封注塑。
技术实现思路
1、因此，本发明的任务是使用结构尽量简单的手段来提供一种改进的用于在至少两个金属件之间形成连接的方法以及一种相应的改进的模具。所述改进在此情况下例如可以涉及加速的制造过程和减小的模具需求。
2、所述任务通过独立权利要求的主题来完成。在从属权利要求、说明书和附图中说明本发明的有利改进方案。
3、在此处提出的做法中，将具有至少一个凸模和至少一个凹模的挤压接合装置集成到一个注塑模具中。所述挤压接合装置也可以具有多个凸模和凹模。凸模在此例如可以布置在注塑模具的一个模具半体内，而凹模布置在注塑模具的另一模具半体内。接着，凸模和凹模可以基本上在注塑模具的闭合方向上作用。同样，凸模和凹模可以布置在共同的模具半体内并且横向于闭合方向作用。挤压接合装置可以由注塑模具的致动器作动。例如注塑模具的横拉杆可以直接驱动或通过转向机构驱动挤压接合装置。
4、当注塑模具闭合时所述挤压接合装置可以被作动。通过引导注塑模具，挤压接合装置的安置在不同的模具半体内的组成部分可以被相互对准。
5、提出一种用于在至少两个金属件之间形成连接的方法，其中，所述金属件被置入注塑模具中，金属件在使用注塑模具的挤压接合装置情况下通过挤压接合被机械相互连接，并且在使用与注塑模具相连的挤出机情况下用塑料材料被包封注塑，以便至少部分用包封来包裹金属件。
6、此外，提出一种用于在至少两个金属件之间形成连接的注塑模具，其中，注塑模具具有用于在注塑模具内机械连接金属件的挤压接合装置和至少一个型腔，所述型腔用于形成围绕所连接的金属件的包封。
7、注塑模具可以是用于成型至少一个塑料构件的模具。注塑模具可以具有至少一个型腔。型腔可以被称为注塑模具的模型腔。型腔可以具有待制造的塑料构件的期望轮廓。型腔能够用塑化的可变形塑料材料来填充。塑料材料可以在填充时呈现或仿制型腔轮廓并且在型腔内硬化成塑料构件。尤其是所述塑料材料可以是热固性塑料，其通过冷却而在型腔内凝固。为此，注塑模具可以被冷却。塑化的塑料材料可以通过注塑机的挤出机按照流态形式或可流动形式以高压来提供。
8、为了塑料构件能够从型腔被取出，注塑模具可以至少被分为两个模具半体。模具半体可以被称为喷嘴侧和顶料销侧。型腔可以位于注塑模具的分型平面区域中。型腔可以具有脱模斜面，其延伸向分型平面。喷嘴侧可以接合至挤出机。顶料销侧可以接合至注塑机的关闭机构。顶料销侧至少可以具有顶料销，其设计成在模具半体分开时从型腔中顶卸出塑料构件。
9、在打开的注塑模具中可以置入待包封注塑的置入件。为此，注塑模具可以具有相应的容座。容座可以对准置入件的方向并保持，直到模具半体被闭合。型腔于是可以具有置入件的包封的轮廓。在容座区域内，置入件可以直接贴靠注塑模具并且直接由注塑模具保持。因此容座可以布置在型腔外。容座一般未被塑料材料仿制。
10、置入件可以尤其是金属件。金属件可以尤其是板条。置入件例如可以是由多个单独部分组装成的汇流排的单独部分。置入件也可以具有不同的功能。例如置入件可以具有作为熔融保险丝的熔融区。
11、挤压接合可以是机械接合方法，此时两个或更多个的叠置的由金属片构成的金属件在一个或多个接合点能够以形状配合和传力配合的方式相互连接。挤压接合可以被称为无铆钉铆接(clinch)或托克斯(tox)无钉铆接。为了形成接合点，一个凸模和一个凹模可以从相对的两侧被压紧到叠置的金属件上并且执行工作行程。凸模可以在其前端具有比凹模更小的尺寸。由此，凸模可以探入凹模中并且金属件局部变形而进入到凹模中，直至背对凸模的金属件的表面贴靠凹模底面。接着，凸模可以在工作行程的末尾被以如下程度强力压紧到凹模上，即，在凸模和凹模之间的间隙内被夹紧的金属件材料从间隙向旁边流出且因此形成尤其是环形的接合点侧凹。
12、在此处提出的做法中，挤压接合装置被集成到注塑模具中。挤压接合装置可以具有至少一个由凸模和凹模构成的模具对。挤压接合装置也可以具有多个尤其是被同时操作的模具对。一个模具对的凸模和凹模可以布置在注塑模具的不同的模具半体内。或者，一个模具对的凸模和凹模可以布置在同一模具半体内。待连接的金属件可以是注塑模具的置入件。挤压接合装置可以通过注塑模具的致动器被驱动或作动。多个模具对可以被同时驱动。挤压接合装置可以在注塑模具闭合之后被作动。
13、型腔可以尤其在形成至少一个接合点之后用塑料材料来填充。由此，塑化的塑料材料可以围绕接合点流动且将其嵌埋。或者，金属件可以在挤压接合前被包封注塑。在此，在第一注塑过程中可以在包封内空出一个在这个或这些未来接合点周围的区域。在包封注塑之后，金属件可以相互连接。在连接之后，具有至少一个接合点的凹空部能够在另一注塑过程中用塑料材料来填充。
14、金属件可以在使用机器人的情况下被置入打开的注塑模具中。在包封注塑之后，包封注塑的金属件可以被这一机器人或其它机器人从注塑模具取出。或者，包封注塑的金属件可以从打开的注塑模具中被顶料抛出。
15、金属件可以在包封注塑之前和期间内通过注塑模具的定位机构被定位。由定位机构在包封内留下的凹空部可以通过塑料材料被填充。定位机构可以设计成阻止金属件因流入型腔的塑化的塑料材料而运动。定位机构可以至少部分安置在型腔内。包封内的凹空部可能出现在定位机构在型腔内接触金属件的地方以将其定位。可流动的塑料材料在此可以至少部分仿制定位机构。例如定位机构可以具有至少一个彼此对准的夹爪对，其从彼此相向的两个方向被压紧到金属件上。夹爪对可以在包封注塑之前和期间内夹紧金属件。夹爪对的夹爪能够安置在注塑模具的不同模具半体内并且在注塑模具闭合之后或期间内被压紧到金属件上。同样，夹爪可以布置在同一模具半体内并且例如在金属件置入模具半体时被主动压紧到金属件上，以便在模具半体内固定金属件。替代地或附加地，定位机构可以具有用于使金属件在型腔内对准方向的止挡。金属件可以在置入时抵靠到止挡上。止挡可以阻止金属件在包封注塑时运动。定位机构也可以具有用于将金属件锁定在模具半体内的锁止机构。金属件可以在置入时被压入锁止机构中并且卡锁在锁止机构中。通过填充所述凹空部，可以达成针对金属件的连续防接触保护。由此可以放弃单独的壳体。
16、当金属件通过已经流入型腔中的塑料材料被固定时，定位机构可以从金属件抬离。由定位机构在包封内留下的凹空部可以通过另一塑料材料被填充。定位机构在注塑模具闭合情况下是可控的或可以被控制。凹空部因此可以在同一注塑过程中被填充，在其中形成包封。例如当定位机构要回撤或已回撤时，可以为了使用挤出机来提供另一塑料材料而二次加压。
17、挤压接合装置可以安置在注塑模具的一个单独的挤压接合容座中。型腔可以与挤压接合容座相邻地布置在注塑模具内。金属件可以被置入挤压接合容座中并且在使用挤压接合装置下被连接。注塑模具可以在挤压接合之后被打开。所连接的金属件可以被换位到注塑模具的型腔中以便包封注塑。注塑模具可以是多级的并且被启闭多次，以便制成成品件。在挤压接合期间内可以闭合所述注塑模具。所连接的金属件可以在使用机器人的情况下被换位到型腔中。挤压接合容座可以是与型腔分开的。由此可以防止挤压接合装置被可流动的塑料材料污染。挤压接合装置和型腔都可以因此具有减小的复杂性。
18、所连接的金属件可以通过定位机构在型腔内被定位。注塑模具可以在包封注塑之后被重新打开，并且借助于包封被固定的金属件可以换位到注塑模具的另一型腔中以便填充所述凹空部。凹空部可以通过注入另一型腔中的另一塑料材料被填充。通过另一型腔和执行多个前后相继的用于制造一个成品件的步骤，这些型腔可以设计成不具主动运动件。定位机构可以持续留在这个型腔内并因此不需要致动器。另一型腔不需要定位机构，因为由第一型腔形成的包封用于精确的形状配合以及金属件在另一型腔内的精确定位。包封注塑的金属件可以通过机器人在型腔之间运动。
19、或者，挤压接合装置可以被移入型腔中并且可以从型腔撤回。注塑模具可以具有滑块，用于打开和关闭针对挤压接合装置而存在的型腔开口。挤压接合装置可以在挤压接合之后从型腔回撤并且所述开口可以在包封注塑之前通过滑块被闭合。挤压接合装置能够运动超过其工作行程以形成这个或这些接合点。滑块可以横向于挤压接合装置的工作方向地运动。滑块可以模仿型腔轮廓的一部分。滑块可以保护挤压接合装置以免接触塑料材料。通过可移动的挤压接合装置，可以在一个型腔内执行所有用于制造成品件的工作步骤。
20、挤压接合的质量可以在使用注塑模具的压力传感器情况下被监测。注塑模具可以具有专门设置用于监测挤压接合的传感器装置。压力传感器可以检测在形成接合点时的至少一个所达到的最大压力。压力传感器也可以检测挤压接合时的压力变化过程。挤压接合可以在使用压力的情况下被调整。挤压接合可以例如在达到目标压力时被中止。压力可以在每次挤压接合过程中被记录。如果最大压力在误差范围内，则接合点可以被记录为合格。如果压力在误差范围外，则接合点可以被归类为有缺陷并且所述零件被挑出。替代地或附加地，质量可以在使用注塑模具的位移传感器情况下被监测。位移传感器可以检测在形成接合点时的挤压接合装置的位移或工作行程。挤压接合可以在利用位移的情况下被调整。挤压接合可以例如在达到计划的目标行程时被中止。工作行程可以在每次挤压接合过程中被记录。如果工作行程在误差范围内，则接合点可以被证明为合格。如果工作行程在误差范围外，则接合点可以被归类为有缺陷并且所述工件被挑出。
21、所述挤压接合装置可以使用注塑模具的结构噪声传感器被监测。注塑模具可以具有专门设置用于监测挤压接合装置和/或注塑模具的传感器装置。结构噪声传感器可以检测并记录在金属件置入、注塑模具关闭、金属件挤压接合、金属件包封注塑、注塑模具打开和/或从注塑模具取出成品件时的注塑模具、挤压接合装置和/或注塑机的噪声。在使用所记录的结构噪声或噪声情况下，例如可以基于结构噪声随时间的变化来识别注塑模具和/或挤压接合装置的磨损。监测可以在使用机器学习的情况下执行。例如可以就注塑模具和/或挤压接合装置的剩余使用期而作出预测。为了延长使用期，可以在使用结构噪声的情况下确定用于预防性维护、例如用于更换组成部件和/或润滑组成部件的时刻。
1.一种用于在至少两个金属件(200)之间形成连接的方法，其中，所述金属件(200)被插入注塑模具(100)中，所述金属件(200)在使用所述注塑模具(100)的挤压接合装置(102)的情况下通过挤压接合被相互机械连接，并在使用与所述注塑模具(100)相连的挤出机的情况下用塑料材料被包封注塑，以便至少部分用包封(202)来包裹所述金属件(200)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属件(200)在包封注塑之前和期间通过所述注塑模具(100)的定位机构被定位，其中，由所述定位机构在所述包封(202)内留下的凹空部是通过所述塑料材料被填充的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述金属件(200)通过塑料材料被固定时，将所述定位机构从所述金属件(200)抬离，其中，由所述定位机构在所述包封(202)内留下的凹空部是通过其它塑料材料被填充的。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述金属件(200)被置入所述注塑模具(100)的挤压接合容座(120)中并且在使用所述挤压接合装置(102)的情况下被连接，所述注塑模具(100)在挤压接合之后被打开并且所连接的金属件(200)被换位到所述注塑模具(100)的型腔(112)中以便包封注塑。
5.根据权利要求2和4所述的方法，其中，所连接的金属件通过所述定位机构在所述型腔(112)内被定位，所述注塑模具(100)在包封注塑之后被再次打开并且由所述包封(202)固定的金属件(200)换位至所述注塑模具(100)的另一型腔(112)以填充所述凹空部，其中，所述凹空部是通过被喷入所述另一型腔(112)中的其它塑料材料被填充的。
6.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中，所述挤压接合装置(102)在挤压接合之后从所述注塑模具(100)的型腔(112)被撤回，并且所述型腔(112)的针对所述挤压接合装置(102)而存在的开口在包封注塑之前通过所述注塑模具(100)的滑块(204)被关闭。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，挤压接合的质量在使用所述注塑模具(100)的压力传感器(122)和/或位移传感器(124)的情况下被监测。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述挤压接合装置(102)使用所述注塑模具(100)的结构噪声传感器(126)被监测。
9.一种用于在至少两个金属件(200)之间形成连接的注塑模具(100)，其中，所述注塑模具(100)具有用于在所述注塑模具(100)内机械连接所述金属件(200)的挤压接合装置(102)和至少一个用于形成包围所连接的金属件(200)的包封(202)的型腔(112)。
10.根据权利要求9所述的注塑模具(100)，其中，所述挤压接合装置(102)能够被移入所述型腔(112)中并能够从所述型腔(112)被撤回，其中，所述注塑模具(100)具有滑块(204)，用于打开和关闭所述型腔(112)的针对所述挤压接合装置(102)而存在的开口。
11.根据权利要求9所述的注塑模具(100)，其中，所述挤压接合装置(102)安置在所述注塑模具(100)的挤压接合容座(120)中，其中，所述型腔(112)与所述挤压接合容座(120)相邻地安置在所述注塑模具(100)中。
