CN108352669B - 超声波焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超声波焊接装置，用于焊接杆状电导体，导体设有绝缘外套且具有没有套的裸露区，该超声波焊接装置包括具有用于接收彼此待连接的裸露区的压缩空间的压缩空间布置，以及用于将裸露区相对于彼此定位的定位装置，该定位装置具有两个止挡元件，每个止挡元件具有止挡表面，用于轴向地定位裸露区，使得裸露区以重叠长度l重叠，以便形成焊接节点，其中定位装置远离压缩空间布置且设有转移装置，转移装置具有接收装置，用于在压缩空间外部固定地接收通过定位装置轴向地定位的导体，并且转移装置用于将在接收位置固定在接收装置中的导体转移至在压缩空间内的焊接位置。

Description

超声波焊接设备
技术领域
本发明涉及一种超声波焊接设备，用于焊接杆状电导体，该导体设有绝缘外套且具有没有套的裸露区，该超声波焊接装置包括用于接收彼此待连接的裸露区的压缩空间，以及用于将裸露区相对于彼此定位的定位装置，该定位装置具有两个止挡元件，每个止挡元件具有止挡表面，用于轴向地定位裸露区，使得裸露区以重叠长度l重叠，以便形成焊接节点。
背景技术
从DE 10 2013 222 938 B3中已知上述这种装置，其中定位装置形成在压缩空间上，导体的其间将形成触点的裸露区的定位由此发生在压缩空间内。而且，在已知的定位装置中，裸露区是间接地定位的，因为用于形成定位装置的止挡元件具有止挡边，导体的轴向套端面靠着止挡边而定位，导体的轴向套端面确定裸露区与绝缘套的界限。
因为裸露区在压缩空间中定位，定位发生在有限的空间中。而且，导体和止挡元件之间的定位接触唯一地发生在套绝缘区域中，套绝缘区域仅具有很小的壁厚，这意味着导体的精确定位需要操作者相应的灵巧度。
发明内容
本发明的目标在于提出一种超声波设备，用于焊接电导体，该超声波设备设有定位装置，该定位装置简化了导体在压缩空间中的精确定位。
为了实现上述目标，根据本发明的装置具有权利要求1的特征。
根据本发明，定位装置远离压缩空间且设有转移装置，该转移装置具有接收装置，用于在压缩空间外部固定地接收通过定位装置轴向地定位的裸露区，并且转移装置用于将在接收位置固定在接收装置中的导体转移至在压缩空间内的焊接位置。
根据本发明的装置允许在压缩空间外部进行定位电导体的处理，而没有在压缩空间内的有限空间使得处理更困难的情况。
根据有利的实施例，止挡元件的止挡表面彼此间以定位距离设置，使得固定在接收装置中的裸露区的端部横截面之间形成空隙，并且转移装置设有轴向推进装置，该推进装置用于将导体的轴向前进运动与用于将导体转移至压缩空间中的转移运动结合，使得除了导体至压缩空间中的转移运动之外，还借助推进装置进行导体的轴向前进运动，以便让导体的裸露区重叠。
该特定实施例提供了在压缩空间外部以特别地简单且安全的方式定位导体的可能性，因为导体的端部横截面可以在压缩空间外部靠着止挡元件而定位，这减少了在没有处理导体端部的重要技能的情况下因为止挡元件和导体之间的接触表面过小而几乎不可能进行定位的风险。
转移运动和前进运动的结合导致裸露区重叠，这是在轴向定位过程中没有操作者介入的情况下在压缩空间内产生焊接节点所需要的。相反，在压缩空间内的定位唯一地因为借助转移装置进行转移运动而发生。
虽然前进运动和转移运动一个接一个地进行通常是可能的，但是特别有利的是，推进装置构造为使得轴向前进运动发生在导体至压缩空间中的转移运动期间，这允许推进装置占据特别小的空间。
如果转移装置具有两个旋转臂，两个旋转臂中的每一个分配给至少一个导体，每一个旋转臂在其自由端处具有用于形成接收装置的可释放的夹紧装置，并且在其另一端处设置在旋转轴承的旋转销上，旋转销形成为在主轴螺母中被引导的螺纹主轴，从而形成推进装置，在其间将形成触点的裸露区之间的重叠能够以特别简单的方式产生：通过旋转臂在连接空间外部从裸露区彼此间隔开的位置开始的简单的旋转运动。
优选地，螺纹主轴形成有沿相反方向延伸的螺纹，其中特别优选的是，螺纹主轴具有粗牙螺纹。
优选地，旋转运动人工地执行，以便避免在压缩空间的区域中设置附加致动器等。
根据特别优选的实施例，夹紧装置设置在旋转臂上，使得在旋转臂处于用于将导体接收在夹紧装置中的接收位置时，夹紧开口朝上，这允许操作者舒适地将导体从上方放入夹紧装置中，以便在压缩空间外部定位导体，随后，致动夹紧装置以固定导体，并且在旋转旋转臂之后夹紧装置可以松开且导体从夹紧装置释放，以便将导体布置在压缩空间内。
这导致特别的优点：在用于形成焊接节点的裸露区的超声波处理期间，导体不再保持在夹紧装置中，由此可以排除超声波处理对导体表面，特别是对导体的绝缘材料的不利影响。
附图说明
下文中，超声波焊接设备的优选实施例将参考附图更详细地进行解释。
图1示出包括压缩空间布置和在接收位置的转移装置的超声波焊接设备的工作台的俯视图；
图2示出图1所示的压缩空间布置中形成的压缩空间，其中两个导体布置在焊接位置；
图3示出在关闭位置的图1所示的压缩空间；
图4示出从接收位置至焊接位置的转移过程；
图5示出在压缩空间内布置在焊接位置的导体。
具体实施方式
图1示出超声波焊接设备10的工作台40，该工作台包括压缩空间布置41和远离压缩空间布置41的定位装置42。
如图1所示，定位装置42具有止挡表面布置44，该止挡表面布置具有用于使止挡元件46、47可以相对于彼此轴向移位地设置的止挡接收部45，使得止挡元件46、47的止挡表面48、49可以彼此间以限定的轴向距离x1锁定。如图1所示，在接收位置，定位装置42允许操作者将导体17、28、29的连接区15、26、27放入接收装置52中，使得导体17、28、29的剥离的裸露区33的端部横截面31靠着止挡表面48、49而定位，端部横截面之间空隙为x1，裸露区形成连接区15、26、27。
形成在压缩空间布置41中的压缩空间18的本质元件图示在图2和图3中。沿第一轴向方向(z轴)，压缩空间18在两个相对侧处由发射超声波振动的超声波焊极16的工作表面19和由沿第二轴向方向(y轴)可移动的反电极21的反表面20限制。沿第二轴向方向(由图2中的y轴表示)，压缩空间18在两个相对的侧处由沿y轴方向可移动的滑块元件23的边界表面22和由类似反电极21的沿z轴方向可移位的边界元件25的边界表面24限制。
在图2所示的压缩空间18中，图1所示的导体17、28、29的三个连接部分15、26、27堆叠在彼此的顶部上且定位在超声波焊极16的工作表面19上，图2示出在已经放入打开的压缩空间18中之后直接设在焊接位置的连接区15、26、27。
图3示出在关闭构造中的压缩空间18，其中限制压缩空间18的部件，即超声波焊极16、反电极21、滑块元件23和边界元件25，抵靠着彼此移动使得现在在体积方面减小的压缩空间18形成模具37，该模具在导体17、28、29的连接区15、26、27在摩擦焊接过程中受到超声波焊极16的机械振动时，允许连接区15、26、27被压缩并彼此连接，以便形成焊接节点。
如图1进一步示出的，定位装置42设有具有两个旋转臂50、51的转移装置43，两个旋转臂50、51中的每一个设有接收装置52，旋转臂50的接收装置52接收导体28，并且旋转臂51的接收装置52接收导体17和29。接收装置52设有用于固定导体17、28、29的可释放的夹紧装置53。一旦导体17、28、29的裸露区33的端部横截面31已经靠着止挡表面48、49而定位，夹紧装置53关闭，导体28、29由此沿轴向平行于彼此布置，并且导体17、28、29的对应的平行布置由此在焊接位置也被确保。
每个旋转臂50、51设在旋转轴承55的旋转销54上，旋转销54形成为具有沿相反方向延伸的螺纹的螺纹主轴，每个螺纹主轴在主轴螺母56中被引导，旋转轴承55由此形成推进装置57，使得如示出了在接收位置(实线)和焊接位置(虚线)的旋转臂50、51的图4所示，旋转臂50、51在从远离压缩空间布置41的接收位置至邻近压缩空间布置41的焊接位置绕旋转轴承55旋转时改变它们彼此间的轴向距离，使得在接收位置的接收距离a减小至在焊接位置的焊接距离s。
以上解释的旋转臂50、51的转移运动的结果是，如图1所示，当处于接收位置时，导体17、28、29在它们之间具有空隙x1，其中，导体17、28、29在接受位置时由操作者放入接收装置52，并且导体的裸露区33的端部横截面31靠着止挡表面48、49而定位，并且如图5所示，当处于焊接位置时，裸露区33以重叠长度l彼此重叠，其中，旋转臂50、51在焊接位置时彼此间仅具有减小的距离s。
如图4所示，一旦旋转臂50、51已经转移至焊接位置，夹紧装置57打开，这意味着在超声波焊接期间没有保持力作用在导体17、28、29上。

Claims (6)

1.一种超声波焊接设备(10)，用于焊接杆状电导体(17、28、29)，所述导体(17、28、29)设有绝缘外套且具有没有套的裸露区(33)，所述超声波焊接设备包括压缩空间布置(41)以及定位装置(42)，所述压缩空间布置(41)具有用于接收彼此待连接的所述裸露区的压缩空间(18)，所述定位装置(42)用于将所述裸露区(33)相对于彼此定位，所述定位装置具有两个止挡元件(46、47)，每个所述止挡元件具有止挡表面(48、49)，用于轴向地定位所述裸露区(33)，使得所述裸露区(33)以重叠长度l重叠，以便形成焊接节点，
其特征在于，
所述定位装置(42)远离所述压缩空间布置(41)且设有转移装置(43)，所述转移装置具有接收装置(52)，用于在所述压缩空间(18)外部固定地接收通过所述定位装置(42)轴向地定位的所述导体(17、28、29)，并且所述转移装置(43)用于将在接收位置固定在所述接收装置(52)中的所述导体(17、28、29)转移至在所述压缩空间(18)内的焊接位置。
2.根据权利要求1所述的超声波焊接设备(10)，其特征在于，
所述止挡元件(46、47)的止挡表面(48、49)彼此间以定位距离设置，使得固定在所述接收装置(52)中的所述导体(17、28、29)的所述裸露区(33)的端部横截面(31)之间形成空隙x1，并且所述转移装置(43)设有轴向推进装置(57)，所述推进装置用于将所述导体(28、29)的轴向前进运动与用于将所述导体(17、28、29)转移至所述压缩空间(18)中的转移运动结合，使得除了所述导体(17、28、29)至所述压缩空间(18)中的转移运动之外，还借助所述推进装置(57)进行所述导体的轴向前进运动，以便让所述导体(17、28、29)的所述裸露区(33)重叠。
3.根据权利要求2所述的超声波焊接设备(10)，其特征在于，
所述推进装置(57)构造为使得所述轴向前进运动发生在所述导体(17、28、29)至所述压缩空间(18)中的所述转移运动期间。
4.根据权利要求3所述的超声波焊接设备(10)，其特征在于，
所述转移装置(43)具有两个旋转臂(50、51)，两个所述旋转臂中的每一个分配给至少一个导体(17、28、29)，并且每一个所述旋转臂在其自由端处具有用于形成所述接收装置(52)的可释放的夹紧装置(53)，并且在其另一端处设置在旋转轴承(55)的旋转销(54)上，所述旋转销(54)形成为在主轴螺母(56)中被引导的螺纹主轴，从而形成所述推进装置(57)。
5.根据权利要求4所述的超声波焊接设备(10)，其特征在于，
所述螺纹主轴形成有沿相反方向延伸的螺纹。
6.根据权利要求4或5所述的超声波焊接设备(10)，其特征在于，
所述夹紧装置(53)设置在所述旋转臂(50、51)上，使得在所述旋转臂(50、51)处于用于将所述导体(17、28、29)接收在所述夹紧装置(53)中的接收位置时，夹紧开口朝上。
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