CN105917532A - 用于焊接电导体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于焊接杆状电导体(28，29)的装置，所述电导体(28，29)设置有外绝缘护套(30)，所述装置包括压紧腔(18)，用于容纳待连接的导体连接区域，所述压紧腔包括至少一个引导件(41，42)，用于轴向地定位所述导体。

Description

用于焊接电导体的装置

技术领域

本发明涉及一种用于焊接杆状的电导体的装置，所述电导体设置有外绝缘护套并且具有空白区域，该空白区域不设置所述护套，所述空白区域的长度通过轴向护套端面限定，所述装置包括压紧空间，该压紧空间用于容纳彼此待彼此连接的所述导体的连接区域，所述压紧空间在第一轴向方向上的两个相对侧通过超声波发生器的工作表面和相对的电极的相对表面限定，所述超声波发生器在所述第一轴向方向上传递超声波振动，所述压紧空间在第二轴向方向上的两个相对侧通过滑动件的限制表面和限制件的限制表面限定，所述滑动件能够在所述第二轴向方向上移动。所述压紧空间包括至少一个引导件，该引导件布置为横向于所述滑动件，并且能够相对于所述滑动件在所述第二轴向方向上移动，所述引导件具有用于在所述第二轴向方向上相对于所述限制件的所述限制表面定位导体的引导边缘。

背景技术

上面提到的装置类型在EP1765545A1中公开。在进行超声波焊接工艺之前，待焊接到一起的导体的空白区域放置到开放的压紧空间中，该放置的方式在于当通过超声波发生器在第一轴向方向上施加振动时，形成所述焊接点的连接区域的所述导体的所述空白区域的部分以层叠堆放的方式彼此平行地设置在与所述滑动件相对的所述限制件的所述限制表面的前方。为了实现这种关于所述限制表面的相对定位，已知的装置的滑动件设置有横向于所述滑动件且沿所述第二轴向方向延伸(也就是平行于所述滑动件的移动路径)的引导件，并且，在优选实施方式中，每个引导件都具有以朝向所述限制件的所述限制表面倾斜的方式延伸的引导边缘，以使得所述引导边缘与所述限制件的所述限制表面一起形成V形凹槽，当将所述导体插入所述打开的压紧空间中时，所述凹槽确保所述导体的所述空白区域在所述第二轴向方向上所需的清楚定位。

与以上所述的用于在第二轴向方向上精确地定位所述导体的所述空白区域相比，所述压紧空间中的所述空白区域在纵向方向(即第三轴向方向)上的所述精确地定位以下述方式实现：在随后的振动应用的过程中，所述连接区域以所需的长度取决于操作员将所述导体插入所述压紧空间中的技术。

由此，很有可能最后产生有缺陷的焊接点，或者在最好情况下，不能保证关于焊接点的几何参数(即，具体地，连接区域的长度)达到公差要求。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提高超声波焊接产品的制造质量。

这个目的通过具有权利要求1的特征的装置来达到。

根据本发明的装置，所述引导件设置有用于轴向地定位所述护套端面的止挡边缘，所述止挡边缘与所述超声波发生器的所述工作表面之间的距离以下述方式选择：当紧靠所述止挡边缘和所述空白区域的所述护套端面在第三轴向方向上平行地对齐于所述超声波发生器的所述工作表面和所述限制件的所述限制表面时，所述空白区域的限定长度在所述压紧空间中延伸。

因此，根据本发明的所述装置使下述变为可能：当操作者将所述导体的所述空白区域插入所述开放的压紧空间时，仅需要确定的是，所述导体的所述护套端面紧邻所述引导件的所述止挡边缘，以确保所述导体的所述空白区域的限定长度的部分伸入所述压紧空间中。

因此，所述导体在其纵轴方向上的定位不在依赖于操作者的视觉判定，而是可以通过所述止挡边缘以可重复的方式调整。

在根据本发明的所述装置中，焊接在一起的所述导体通常为杆状导体，即，导体的尺寸实质上由其纵向延伸确定，此外，除了自身的柔性特点之外，只要没有径向载荷作用到导体上，导体就具有至少轻微的抗弯强度，以保持其纵向延伸性。这种类型的导体可以被看作绝缘的成股金属丝，例如，如果导体被设计为成股金属丝并合并为由多个成股金属丝制成的成股金属丝包，那么金属丝包可以被插入所述压紧空间中。

优选地，所述止挡边缘具有厚度小于2mm的边缘，以使得即使导体以小的相对倾角在所述止挡边缘的方向上移动时，所述止挡边缘的所需效果也能够得到保证，所述所需效果为阻挡所述护套端面远离所述止挡边缘的轴向位移。当然，一般地，正确的是所述止挡边缘的边缘厚度越小，能够实现的止挡效果越明显，即使由于护套实现为具有特别低的护套厚度，所述护套端面也能形成关于所述空白区域的最小高度的肩部，这允许所述肩部容易地滑过具有实质上同样大的边缘厚度的边缘，甚至稍微朝向所述止挡边缘倾斜。

因此，边缘厚度小于1.5mm或者甚至小于1mm的构造是特别优选的，实际边缘厚度的选择最终需要平衡所需的止挡效果以及，例如边缘厚度太小，即止挡边缘太尖锐，避免操作者受伤的危险。

尤其有利的是，如果所述止挡边缘由所述引导边缘形成，设置所述引导边缘能够提供相应的双重功能。

如果所述引导件设置有调整装置，该调整装置允许关于所述超声波发生器在所述第三轴向方向上的定位，那么所述空白区域的伸入所述压紧空间中的部分的长度可以以舒适的或特别节省时间的方式进行调整改变。

如果所述调整装置包括位于所述引导件和所述滑动件之间的连接装置，那么所述止挡边缘的定位可以通过关于所述滑动件调整所述引导件的方式调整。

假如所述止挡边缘形成在布置在所述引导件的止挡主体上，如果可以实施，那么所述止挡边缘所需的定位可以通过更换所述止挡主体的方式调整。

在接下来的描述中，将参考附图详细描述所述装置的优选实施方式。

附图说明

在附图中：

图1示出了超声波焊接装置的开放的压紧空间的正视图，其中，导体的两个待焊接到一起的连接区域中的一者以叠放的方式布置在另一者之上；

图2示出了图1中所示的压紧空间的俯视图；

图3示出了图1中所示的压紧空间沿剖面线III-III剖切的剖视图；

图4示出了处于关闭位置的图1中所示的压紧空间；

图5示出了引导件的侧视图；

图6示出了图5中所示的引导件的俯视图；

图7示出了图5中所示的引导件的等轴测视图；

图8示出了引导件的可选择的实施方式的等轴测视图；

图9示出了包括引导件的压紧空间的等轴测视图；以及

图10示出了超声波焊接装置的原理图。

具体实施方式

图10示出了超声波焊接装置10的部件的基本布置，超声波焊接装置10包括整流器12、增压器14和超声波发生器16。如图1中具体所示，超声波发生器16或与其相应的相对的电极21在第一轴向方向(z轴)上限定压紧空间18，所述压紧空间的高度和宽度可调节，以能够调整所计入的压紧空间18的横截面或者待焊接到一起的导体的横截面。整流器12通过线缆11连接于发生器13，并且发生器自身通过线缆15连接于计算机17，以输入焊接参数或待焊接到一起的导体的横截面几何结构。之后，发生器13的输出功率能够决定通过储存在计算机17中的程序检索所需的焊接参数，并且通过整流器相应地产生超声波振动，超声波振动传递至超声波发生器16或通过增压器传递至超声波发生器16的工作表面19(图1)。

图1和图4示出了压紧空间18的实质部件，压紧空间18的横截面能够调节，即：压紧空间18的高度和宽度能够根据实施例调整。压紧空间18在第一轴向方向(z轴)上的两个相对侧通过超声波发生器16的工作表面19和相对的电极21的相对表面20限定，超声波发生器16传递超声波振动，电极21在第二轴向方向(y轴)上可移动。在第二轴向方向上，该第二轴向方向在图1中示出为y轴，压紧空间18的两个相对侧通过滑动件23的限制表面22和限制件25的限制表面24限定，滑动件23能够在y轴方向上移动，所述限制表面能够在z轴方向上如相对的电极21一样地移动。

在图1所示的压紧空间18的具体实施方式中，导体28、29的两个连接区域26、27通过超声波焊接连接的方式连接在一起，该两个连接区域布置为：在超声波发生器16的工作表面19上，一者以叠放的方式覆盖在另一者上，图1直接示出了插入打开的压紧空间18中之后的连接区域26、27。

图4示出了处于关闭状态的压紧空间18，其中，限定压紧空间18的部件，即：超声波发生器16、相对的电极21、滑动件23和限制件25，相对于彼此向上移动，体积减小的目前的压紧空间18形成腔37，腔37允许以摩擦焊接工艺的方式压紧和连接连接区域26、27，以在超声波发生器16的机械振动施加到导体28、29的连接区域26、27上时形成焊接点。

结合图1至图3将清楚的是，压紧空间18设置有引导装置40，在目前的情况，引导装置包括布置在滑动件23两侧且关于滑动件23在所述第二轴向方向(y轴)(通过图1中的双向箭头示出)可移动的两个引导件41、42。每个引导件41、42设置有止挡边缘43，用于在所述第三轴向方向上(x轴)将导体28、29的连接区域26、27轴向地定位在压紧空间18中。同时，引导装置40的这种实施例的止挡边缘43实现为引导边缘，当导体28、29的空白区域33、34插入打开的压紧空间18中时，引导边缘用于将空白区域33、34以这样一种方式定位在所述第二轴向方向(y轴)上，该方式在于使得空白区域33、34紧邻限制件25的限制表面24，或者，空白区域33、34至少直接地邻近限制表面24布置。

一旦空白区域33、34以y轴方向定位，或者以关于导体28、29的纵轴44的径向方向定位，止挡边缘43就允许导体28、29及其空白区域33、34轴向地定位，具体地，可以从图2中看出，在插入的过程中，导体28、29的绝缘护套30的护套端面35、36轴向地紧邻引导件41、42的止挡边缘43。具体地，如图2中所示，护套端面35、36的抵靠于止挡边缘43的轴向台肩，因此决定了导体28、29的空白区域33、34伸入到压紧空间18中的长度l。

如图2中的实施例所示，空白区域33、34以堆叠方式布置，并且用于产生连续的焊接点38，通过这种方式，通过连续的焊接点38连接的导体28、29在相对的方向上延伸，因此，引导件41、42的止挡边缘43限定各自的长度l，空白区域33、34在压紧空间18中在所述第三轴向方向上从不同的方向延伸长度l。通过这种方式，一方面，限定空白区域33、34的连接区域26、27的长度l₁和通过超声波焊接工艺产生的连续焊接点38的长度。另一方面，空白区域33、34在压紧空间18中的延伸长度l预先决定长度l₂，该距离保留在导体28、29的护套端面35、36与连接区域26、27(在产生连续的焊接点38之间，即：连续焊接点38)之间的距离。

因此，所需的焊接几何结构通过形成在引导件41、42上的止挡边缘43预先决定。

结合图1和图4更加清楚的是，一旦压紧空间18通过相对的电极21的相应的调整移动的方式关闭，那么滑动件23和限制件25、引导件41、42将从超声波发生器16的影响范围中移出，以防止其干涉实质的超声波焊接过程。

在图5和图6中分别示出了引导件41，引导件41包括止挡边缘43，止挡边缘43同时用作引导边缘，用于径向地定位导体28、29(如上所述)并且具有关于通过超声波发生器16的工作表面19限定的工作平面39的倾斜角α(图1)。优选地，倾斜角α根据插入压紧空间的导体的数量和直径选择，并且通常在20°和60°之间。

图7示出了止挡边缘43实现为边缘，该边缘的一侧设置有斜坡，并且所述边缘具有边缘角β，以使得边缘s₁厚度最小化且边缘s厚度几乎趋近于零。

图8示出了引导件45的可选择的设计，引导件45包括止挡边缘46，止挡边缘46实现为阶梯式边缘并通过引导件45的引导边缘的阶梯式设计形成。

此外，图7和图8示出了导体28的护套端面35的分别抵靠止挡边缘43和46的轴向台肩。

止挡边缘47的阶梯式边缘的设计还能够从图9中所示的引导件48、49的实施方式中看到。如根据图9中的等轴测视图所示，止挡边缘47形成在分别布置在引导件48、49上的止挡主体50上。在这种情况下，止挡主体50通过螺纹接口51分别可拆卸地连接于引导件48、49的支架52。

如等轴测视图中所具体且清晰地示出，当导体28、29的空白区域33、34插入时，引导件48、49的止挡边缘用作引导边缘。所述引导边缘倾斜于限制件25的限制表面42和超声波发生器16的工作表面19延伸，因此，空白区域33、34径向地设置在超声波发生器16的工作表面19上，当沿止挡边缘47径向地引导空白区域33、34时，空白区域33、34与所述限制表面直接相邻。同时，止挡边缘47能够保证，当护套端面35、36轴向地邻近于止挡边缘47时，空白区域33、34的限定长度l延伸到压紧空间18中。

在图9所示的实施例中，高度h或者止挡边缘的部分以下述方式选择：高度h至少足够大，以使得止挡边缘47于空白区域33、34之间存在径向接触，从而保证护套端面35、36在止挡边缘47上的安全的轴向支撑。其中止挡边缘的所述部分沿径向方向关于导体28，29的纵向轴线44凸出到支撑件52上方。

Claims (9)

1.一种用于焊接杆状电导体(28，29)的装置，所述电导体(28，29)设置有外绝缘护套(30)，并且具有不设置所述护套的空白区域(33，34)，该空白区域(33，34)的长度l通过轴向护套端面(35，36)限定，所述装置包括压紧空间(18)，该压紧空间(18)用于容纳待彼此连接的所述导体的连接区域(26，27)，所述压紧空间在第一轴向方向(z轴)上的两个相对侧通过超声波发生器(16)的工作表面(19)和相对的电极(21)的相对表面(20)限定，所述超声波发生器(16)在所述第一轴向方向上传递超声波振动，并且所述压紧空间在第二轴向方向(y轴)上的两个相对侧通过滑动件(23)的限制表面(22)和限制件(25)的限制表面(24)限定，所述滑动件(23)能够在所述第二轴向方向上移动，所述压紧空间包括至少一个引导件(41，42，45，48，49)，该引导件(41，42，45，48，49)布置在所述滑动件侧向，并且能够相对于所述滑动件在所述第二轴向方向上移动，所述引导件具有引导边缘，该引导边缘用于关于所述限制件的所述限制表面在所述第二轴向方向上定位导体，

其特征在于，

所述引导件设置有止挡边缘(43，46，47)，该止挡边缘用于轴向地定位所述护套端面，所述止挡边缘与所述超声波发生器的所述工作表面之间的距离以这种方式选择：当所述护套端面邻接于所述止挡边缘，并且所述空白区域在所述第三轴向方向上平行地对齐于所述超声波发生器的所述工作表面和所述限制件的所述限制表面时，所述空白区域的限定长度l在所述压紧空间中延伸。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述止挡边缘(43，46，47)具有小于2mm的边缘厚度。

3.根据权利要求2所述的装置，

其特征在于，

所述止挡边缘(43，46，47)具有小于1.5mm的边缘厚度。

4.根据权利要求2所述的装置，

其特征在于，

所述止挡边缘(43，46，47)具有小于1mm的边缘厚度。

5.根据上述任意一项权利要求所述的装置，

其特征在于，

所述止挡边缘(43，46，47)由所述引导边缘形成。

6.根据上述任意一项权利要求所述的装置，

其特征在于，

所述引导件设置有调整装置，该调整装置允许所述止挡边缘(43，46，47)关于所述超声波发生器(16)的所述工作表面(19)在所述第三轴向方向(x轴)上定位。

7.根据权利要求6所述的装置，

其特征在于，

所述调整装置包括位于所述引导件(41，42，45，48，49)和所述滑动件(23)之间的连接装置。

8.根据上述任意一项权利要求所述的装置，

其特征在于，

所述止挡边缘(47)形成在布置于所述引导件(48，49)上的止挡主体(50)上。

9.根据权利要求9所述的装置，

其特征在于，

所述止挡主体(50)以可更换的方式连接于所述引导件(48，49)。