DE10123636B4

DE10123636B4 - Press-welded connection, method for producing a press-welded connection and press-welding device

Info

Publication number: DE10123636B4
Application number: DE2001123636
Authority: DE
Inventors: Peter Borst; Jürgen Rendelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: DE10123636A1

Abstract

Preß-Schweißverbindung (50) zwischen einem metallischen Leiter (12') mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt, einem über einen Längsabschnitt des metallischen Leiters (12') gewickelten metallischen Draht (14'), und einer über wenigstens einem Teil des bewickelten Längsabschnittes angeordneten metallischen Hülse (16'), dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindung (50) im Querschnitt etwa die Form eines Quadrats besitzt.Press-welded joint (50) between a metallic conductor (12 ') of originally circular cross section, one over a longitudinal section the metallic conductor (12 ') wound metallic wire (14'), and one over arranged at least part of the wound longitudinal section metallic sleeve (16 '), characterized in that the welded joint (50) has approximately the shape of a square in cross section.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Preß-Schweißverbindung zwischen einem metallischen Leiter mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt, einem über einen Längsabschnitt des metallischen Leiters gewickelten metallischen Draht, und einer über wenigstens einem Teil des bewickelten Längsabschnittes angeordneten metallischen Hülse.The The present invention relates to a press-welded joint between a metallic ladder with original circular Cross section, one above a longitudinal section of the metallic conductor wound metallic wire, and one over at least a part of the wound longitudinal section arranged metallic sleeve.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Spulenelement mit einem Spulenkörper und einer auf den Spulenkörper aufgewickelten Wicklung aus einem leitenden Draht, wobei an dem Spulenkörper zwei leitende Stifte gelagert sind und wobei die Enden des leitenden Drahtes jeweils mittels einer Preß-Schweißverbindung mit dem jeweiligen leitenden Stift verbunden sind.The The present invention further relates to a coil element having a bobbins and one on the bobbin wound winding of a conductive wire, wherein on the Bobbin two conductive pins are mounted and wherein the ends of the conductive Wire each by means of a press-welded joint with the respective conductive pen are connected.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Preß-Schweißverbindung, mit den Schritten:

a) Positionieren einer Anordnung aus einem metallischen Leiter mit kreisförmigem Querschnitt, einem über einen Längsabschnitt des metallischen Leiters gewickelten metallischen Draht, und einer über wenigstens einen Teil des bewickelten Längsabschnittes geschobenen metallischen Hülse zwischen zwei Elektroden einer Preß-Schweißvorrichtung; und
b) Zusammenpressen der Elektroden mit der dazwischen positionierten Anordnung in einer Preßrichtung und Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden, so daß ein Schweißstrom durch die zusammengepreßte Anordnung fließt.

Furthermore, the present invention relates to a method for producing a press-welded joint, comprising the steps:

a) positioning an assembly of a metallic conductor having a circular cross-section, a metallic wire wound over a longitudinal portion of the metallic conductor, and a metallic sleeve pushed over at least a portion of the wound longitudinal portion between two electrodes of a press-welding apparatus; and
b) compressing the electrodes with the arrangement positioned therebetween in a pressing direction and applying an electric voltage to the electrodes so that a welding current flows through the compressed assembly.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Preß-Schweißvorrichtung mit zwei Elektroden, von denen wenigstens eine in einer Preßrichtung beweglich ausgebildet ist und zwischen denen eine Anordnung aus einem metallischen Leiter mit kreisförmigem Querschnitt, einem über einen Längsabschnitt des metallischen Leiters gewickelten metallischen Draht, und einer über wenigstens einen Teil des bewickelten Längsabschnittes geschobenen metallischen Hülse positioniert werden kann, um an der Anordnung eine Preß-Schweißverbindung auszubilden, indem die Anordnung zwischen den Elektroden zusammengedrückt und mit einem Schweißstrom beaufschlagt wird, wobei die Elektroden flache Stirnseiten aufweisen.Finally, concerns the present invention, a press-welding device with two electrodes, of which at least one movable in a pressing direction is and between which an arrangement of a metallic conductor with circular Cross section, one above a longitudinal section of the metallic conductor wound metallic wire, and one over at least a part of the wound longitudinal section pushed metallic sleeve can be positioned to a press-welded connection to the assembly form by the arrangement between the electrodes compressed and subjected to a welding current is, wherein the electrodes have flat end faces.

Eine Preß-Schweißverbindung, ein Spulenelement, ein Verfahren zum Herstellen einer Preß-Schweißverbindung sowie eine Preß-Schweißvorrichtung der obengenannten Art sind jeweils bekannt aus der DE 197 31 885 A1 .A press-welded joint, a coil member, a method for producing a press-welded joint, and a press-welding apparatus of the above-mentioned type are known in the art, respectively DE 197 31 885 A1 ,

In dieser Druckschrift wird eine gattungsgemäße Preß-Schweißverbindung dazu verwendet, die Drahtenden einer Magnetspule mit leitenden Stiften zu verbinden, wobei die Magnetspule in einem Magnetventil einer Einspritzanlage eines Verbrennungsmotors Verwendung findet.In This document uses a generic press-welded connection to to connect the wire ends of a solenoid to conductive pins, wherein the magnetic coil in a solenoid valve of an injection system an internal combustion engine is used.

Um die Preß-Schweißverbindungen nach ihrer Herstellung zu schützen, sind die Stifte zusammen mit dem gewickelten Längsabschnitt und den Hülsen teilweise in axiale Vertiefungen von Vorsprüngen eingeführt und in diesen gehalten, wobei der Spulenkörper, die Spulen und jene Vorsprünge außen durch eine Umspritzung beispielsweise aus Kunststoff geschützt sind.Around the press-welded joints to protect after their manufacture, the pins are partly along with the wound longitudinal section and the sleeves inserted in axial recesses of projections and held in these, the bobbin, the coils and those tabs Outside protected by an encapsulation example of plastic.

Aus GERLING, H.: Urformen, Umformen. Braunschweig (u. a.): Westermann, 1965, S. 40, 41 u. 61 ist bekannt, daß sich biegsame Werkstoffe plastisch umformen lassen und daß man bei elektrischen Stauchmaschinen den Rohling durch elektrischen Strom an der Stauchstelle erwärmen kann, um die erwärmte Stelle anschließend wulstartig zu stauchen oder in eine Form zu pressen.Out GERLING, H .: archetypes, forming. Brunswick (and others): Westermann, 1965, p. 40, 41 u. 61 is known to be flexible materials plastically reshape and that in electric upsetting machines can heat the blank by electric current at the crushing point, around the heated one Then place bulging or bulging in a mold.

Das Dokument US 5,191,710 offenbart eine Vorrichtung zum Umformen eines abisolierten Drahtendes in eine kreisförmige Öse, die durch Preß-Schweißen als einstückiges Anschlußelement ausgebildet werden kann.The document US 5,191,710 discloses an apparatus for forming a stripped wire end into a circular eyelet which may be formed by press-welding as a one-piece connector.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gegenüber diesem Stand der Technik eine verbesserte Preß-Schweißverbindung, ein verbessertes Spulenelement, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Preß-Schweißverbindung sowie eine verbesserte Preß-Schweißvorrichtung anzugeben, mit dem Ziel, die Abmessungen der Preß-Schweißverbindung zu minimieren.It is the object of the present invention, compared to this Prior art, an improved press-welded joint, an improved coil element, an improved method for producing a press-welded joint and an improved press-welding device with the aim of minimizing the dimensions of the press-welded joint.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Preß-Schweißverbindung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schweißverbindung im Querschnitt etwa die Form eines Quadrats besitzt.These Task is the invention in the press-welded connection mentioned above solved, that the welded joint has approximately the shape of a square in cross section.

Bei dem eingangs genannten Spulenelement wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Preß-Schweißverbindungen solche Preß-Schweißverbindungen sind, die im Querschnitt etwa die Form eines Quadrats besitzen.at The coil element mentioned above, this task is characterized solved, that the press-welded joints such press-welded joints are, which have approximately the shape of a square in cross section.

Bei dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der weitere Schritt vorgesehen wird, zwischen den Schritten a) und b) die Anordnung in einer Richtung quer zur Preßrichtung zwischen wenigstens zwei nicht-leitenden Einspannelementen einzuspannen, so daß die Schweißverbindung im Querschnitt etwa die Form eines Quadrats besitzt.at The above-mentioned method, this object is achieved in that the further step is provided, between the steps a) and b) the arrangement in a direction transverse to the pressing direction clamp between at least two non-conductive clamping elements, so that the weld has approximately the shape of a square in cross section.

Bei der eingangs genannten Preß-Schweißverbindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens zwei nicht elektrisch leitende Einspannelemente mit flachen Stirnseiten vorgesehen sind, von denen wenigstens eines in einer Einspannrichtung beweglich ausgebildet ist, die senkrecht verläuft zu der Preßrichtung, und zwischen denen die Anordnung einspannbar ist, bevor sie zwischen den Elektroden zusammengedrückt wird.In the aforementioned press-welded joint, this object is achieved in that at least two non-electrically conductive clamping elements are provided with flat end faces, of which at least one is designed to be movable in a clamping direction which is perpendicular to the pressing direction, and between which the arrangement is clamped before it is compressed between the electrodes.

Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The Task is completely solved in this way.

Durch den Gedanken, die noch nicht preß-verschweißte Anordnung vor dem Zusammenpressen der Elektroden zwischen zwei nicht leitenden Einspannelementen einzuspannen und erst anschließend die Elektroden zusammenzupressen, lassen sich Schweißverbindungen mit im Querschnitt etwa der Form eines Quadrats herstellen.By the thought, the not yet press-welded arrangement before compressing clamp the electrodes between two non-conductive clamping elements and only afterwards compress the electrodes, can weld joints with cross-section about the shape of a square produce.

Diese Art der Schweißverbindung hat den Vorteil, daß der maximale Außendurchmesser der Preß-Schweißverbindung deutlich kleiner sein kann als der maximale Außendurchmesser im Falle der Preß-Schweißvorrichtung des Standes der Technik.These Type of welded joint has the advantage that the maximum outside diameter the press-welded joint may be significantly smaller than the maximum outer diameter in the case of the press-welding device of the prior art.

Denn im Stand der Technik gemäß der DE 197 31 885 A1 wird die Anordnung lediglich zwischen den zwei Elektroden preß-geschweißt, mit dem Ergebnis, daß die Preß-Schweißverbindung einen etwa elliptischen Querschnitt erhält. Der maximale Außendurchmesser des elliptischen Querschnittes ist deutlich größer als der maximale Außendurchmesser der erfindungsgemäßen Preß-Schweißverbindung.Because in the prior art according to the DE 197 31 885 A1 For example, the assembly is press-welded only between the two electrodes, with the result that the pressure-welded joint receives an approximately elliptical cross-section. The maximum outer diameter of the elliptical cross section is significantly greater than the maximum outer diameter of the press-welded connection according to the invention.

Folglich läßt sich die erfindungsgemäße Preß-Schweißverbindung in Löcher kleineren Durchmessers einführen, so daß insgesamt eine Miniaturisierung erzielt wird.consequently let yourself the press-welded connection according to the invention in holes introduce smaller diameter, so that in total a miniaturization is achieved.

Das Quadrat weist vier ausgeprägte Ecken auf.The Square has four distinct Corners on.

Unter einer ausgeprägten Ecke soll im vorliegenden Zusammenhang verstanden werden, daß die Ecke nicht nur eine Unregelmäßigkeit aufgrund des Herstellungsprozesses ist bei an sich gewünschter abgerundeter Form, sondern vielmehr eine bewußt gestaltete Ecke. Andererseits soll dies aber auch bedeuten, daß die Ecke nicht spitzwinklig im eigentlichen geometrischen Sinne sein muß, sondern herstellungsbedingt leicht abgerundet geformt sein kann.Under a pronounced Corner should be understood in the present context that the corner not just an irregularity due to the manufacturing process is rounded off when desired Shape, but rather a deliberately designed corner. on the other hand but this should also mean that the corner is not acute-angled must be in the actual geometric sense, but production-related can be shaped slightly rounded.

Ferner ist es von Vorzug, wenn die Hülse ursprünglich einen hohlzylindrischen Querschnitt aufweist.Further it is preferable if the sleeve originally has a hollow cylindrical cross-section.

Zwar ist es generell auch denkbar, eine hohlquaderförmige Hülse vorzusehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine hohlzylindrische Ausgestaltung zu zuverlässigeren Schweißverbindungen führt.Though In general, it is also conceivable to provide a hollow cuboid sleeve. It has however, shown that a hollow cylindrical design for more reliable welded joints leads.

Die Herstellung der Preß-Schweißverbindung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mittels der erfindungsgemäßen Preß-Schweißvorrichtung verwendet wenigstens zwei nicht-leitende Einspannelemente, um zu erreichen, daß die zu schweißende Anordnung beim Zusammenpressen nicht seitlich ausweicht. Hierdurch kann eine quadratische Form mit einem vergleichsweise kleinen maximalen Außendurchmesser erzielt werden.The Production of the press-welded connection according to the method or by means of the press-welding device according to the invention uses at least two non-conductive clamping elements to achieve that to be welded Assembly during compression does not dodge laterally. hereby can be a square shape with a comparatively small maximum outer diameter be achieved.

Es versteht sich, daß die Formgebung der Elektroden einerseits und der Einspannelemente andererseits so ist, daß die zu der zu verschweißenden Anordnung weisenden Stirnseiten jeweils flach ausgebildet sind und rechtwinklig zueinander stehen. Bei einer konkaven Ausgestaltung der Elektroden und der Einspannelemente ließe sich der Außendurchmesser der Preß-Schweißverbindung noch weiter minimieren. Andererseits ist die Herstellung von planen Elektroden und Einspannelemente etwas kostengünstiger, und durch die Tatsache, daß die Stirnseiten der Elektroden plan sind, können lokale Stromdichtemaxima und/oder Funkenüberschläge vermieden werden.It understands that the Shaping the electrodes on the one hand and the clamping elements on the other so is that the to the arrangement to be welded facing end faces are each formed flat and at right angles to stand by each other. In a concave configuration of the electrodes and the clamping elements left the outer diameter the press-welded joint even further minimize. On the other hand, the production of plan Electrodes and clamping elements are somewhat cheaper, and by the fact that the End faces of the electrodes are flat, local current density maxima and / or flashovers avoided become.

Insgesamt ist es von Vorzug, wenn von den zwei Einspannelementen eines feststeht und das andere beweglich ausgebildet ist.All in all it is preferable if one of the two chucking elements is fixed and the other is movable.

Auf diese Weise läßt sich eines der Einspannelemente als Anschlag zur Positionierung der zu verschweißenden Anordnung nutzen.On this way can be one of the clamping elements as a stop for positioning the assembly to be welded use.

Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn von den zwei Elektroden ebenfalls eine feststeht und die andere beweglich ausgebildet ist, wenn ferner die feststehende Elektrode und das feststehende Einspannelement jeweils eine Stirnseite aufweisen, die unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, und wenn ferner die Anordnung im Schritt a) so positioniert wird, daß sie an den beiden Stirnseiten anliegt.From it is particularly advantageous if of the two electrodes also one is fixed and the other is movable, if further the fixed electrode and the fixed clamping element each having an end face which at an angle to each other are arranged, and further if the arrangement in step a) so is positioned that they abuts the two end faces.

Hierdurch können die beiden Stirnseiten als Positionieranschläge verwendet werden. Ferner sind die Herstellungskosten der Preß-Schweißvorrichtung verringert.hereby can the two end faces are used as positioning stops. Further the manufacturing costs of the press-welding device are reduced.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist für das bewegliche Einspannelement ein mechanischer Anschlag vorgesehen, so daß die Einspannung der Anordnung wegbegrenzt ist.According to one particularly preferred embodiment is for the movable clamping element provided a mechanical stop, So that the Clamping the arrangement is wegbegrenzt.

Dies hat den Vorteil, daß zu starke Einspannkräfte auf die Anordnung vermieden werden können. Es ist von besonderem Vorzug, wenn der mechanische Anschlag verstellbar ist, um das Preß-Schweißverfahren optimieren zu können.This has the advantage that too strong clamping forces can be avoided on the arrangement. It is of special Preference if the mechanical stop is adjustable to the press-welding process to be able to optimize.

Ferner ist es von Vorzug, wenn die Elektroden im Schritt b) mit einer vorbestimmten Kraft zusammengedrückt werden und kein mechanischer Anschlag zwischen den Elektroden vorgesehen ist.Further it is preferable if the electrodes in step b) with a predetermined Force compressed be provided and no mechanical stop between the electrodes is.

Hierdurch wird erreicht, daß während des Schweißvorganges immer eine hinreichend große Preßkraft vorhanden ist, um eine gute Fügeverbindung der verschiedenen Elemente zu erzielen.hereby is achieved during the welding process always a sufficiently large pressing force available is to have a good joint connection to achieve the different elements.

Insgesamt versteht sich, daß die Anpreßkraft der zwei Elektroden größer sein kann als im Stand der Technik, da ein seitliches Ausweichen der Anordnung aufgrund der Einspannelemente verhindert wird. Insofern kann auch die Verbindungsfestigkeit insgesamt gesteigert werden.All in all understands that the Pressing force of two electrodes should be larger can as in the prior art, since a lateral evasion of Arrangement is prevented due to the clamping elements. insofar can also increase the overall connection strength.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It understands that the mentioned above and the features to be explained below not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung, an der eine Preß-Schweißverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen ist; 1 a schematic perspective view of an arrangement to which a press-welded joint according to the present invention is to be executed;

2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1; 2 a schematic sectional view taken along the line II-II of 1 ;

3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Preß-Schweißvorrichtung; 3 a schematic view of a press-welding device according to the invention;

4 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Preß-Schweißverbindung; und 4 a schematic cross-sectional view of a press-welded joint according to the invention; and

5 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Spulenelementes. 5 a schematic sectional view of a coil element according to the invention.

In 1 ist eine Anordnung, an der eine erfindungsgemäße Preß-Schweißverbindung auszuführen ist, generell mit 10 bezeichnet.In 1 is an arrangement at which a press-welded joint according to the invention is to perform, generally with 10 designated.

Die Anordnung 10 beinhaltet einen metallischen Leiter 12, beispielsweise in Form eines Metallstiftes oder eines dickeren Metalldrahtes.The order 10 includes a metallic conductor 12 For example, in the form of a metal pin or a thicker metal wire.

Ferner beinhaltet die Anordnung 10 einen metallischen Draht 14, der über einen Längsabschnitt des metallischen Leiters 12 um diesen herumgewickelt ist, wobei wenigstens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Windungen erzielt werden.Furthermore, the arrangement includes 10 a metallic wire 14 passing over a longitudinal section of the metallic conductor 12 is wound around this, wherein at least one, but preferably several turns are achieved.

Schließlich beinhaltet die Anordnung 10 eine metallische Hülse 16, die nach der Art einer Spielpassung über den Längsabschnitt geschoben ist, an dem der metallische Draht 14 um den metallischen Leiter 12 gewickelt ist.Finally, the arrangement includes 10 a metallic sleeve 16 which is slid over the longitudinal section in the manner of a clearance fit, on which the metallic wire 14 around the metallic conductor 12 is wound.

In 2 sind die Abmessungen der Anordnung 10 gezeigt.In 2 are the dimensions of the arrangement 10 shown.

Im vorliegenden Fall weist der metallische Leiter 12 einen Außendurchmesser d_sa von etwa 1 mm auf. Der Innendurchmesser d_hi der metallischen Hülse 16 beträgt etwa 1,4 mm, und der Außendurchmesser d_ha der metallischen Hülse 16 beträgt etwa 1,6 mm.In the present case, the metallic conductor 12 an outer diameter d _sa of about 1 mm. The inner diameter d _{hi of} the metallic sleeve 16 is about 1.4 mm, and the outer diameter d _{ha of} the metallic sleeve 16 is about 1.6 mm.

Der Durchmesser des metallischen Drahtes 14 beträgt etwa 0,2 mm.The diameter of the metallic wire 14 is about 0.2 mm.

Es versteht sich jedoch, daß diese Maßangaben lediglich beispielhaft zu verstehen sind.It It is understood, however, that this dimensions merely by way of example.

Von Vorteil ist es jedoch, wenn, wie im vorliegenden Fall, die Wandstärke der Hülse 16 etwa halb so groß ist wie der Durchmesser des metallischen Drahtes 14.It is advantageous, however, if, as in the present case, the wall thickness of the sleeve 16 about half the size of the diameter of the metallic wire 14 ,

Die Anordnung 10 wird zur Herstellung einer Preß-Schweißverbindung 50 (siehe 4) in einer Preß-Schweißvorrichtung positioniert, die in 3 generell mit 30 bezeichnet ist.The order 10 is used to make a press-welded joint 50 (please refer 4 ) are positioned in a press-welding device which is in 3 generally with 30 is designated.

Die Preß-Schweißvorrichtung 30 beinhaltet eine feste Elektrode 32 und eine bewegliche Elektrode 34. Die bewegliche Elektrode 34 ist entlang einer Preßrichtung 36 hin- und herbeweglich.The press-welding device 30 includes a fixed electrode 32 and a movable electrode 34 , The movable electrode 34 is along a pressing direction 36 floating.

Die zwei Elektroden 32, 34 sind an unterschiedliche Pole einer Spannungsversorgung 38 angeschlossen. Die Spannungsversorgung 38 dient dazu, zum richtigen Zeitpunkt eine elektrische Spannung an die zwei Elektroden 32, 34 anzulegen.The two electrodes 32 . 34 are at different poles of a power supply 38 connected. The power supply 38 is used at the right time, an electrical voltage to the two electrodes 32 . 34 to apply.

Die Preß-Schweißvorrichtung 30 beinhaltet ferner ein festes Einspannelement 40 sowie ein bewegliches Einspannelement 42.The press-welding device 30 further includes a fixed clamping element 40 and a movable clamping element 42 ,

Das bewegliche Einspannelement 42 ist in einer Einspannrichtung 44 hin- und herbeweglich, die senkrecht verläuft zu der Preßrichtung 36.The movable clamping element 42 is in a clamping direction 44 reciprocable, which is perpendicular to the pressing direction 36 ,

Es versteht sich, daß die Elektroden 32, 34 aus einem metallischen geeigneten Material bestehen. Die Einspannelemente 40, 42 bestehen hingegen aus einem elektrisch nicht-leitenden Material, vorzugsweise aus einer Keramik.It is understood that the electrodes 32 . 34 consist of a metallic suitable material. The clamping elements 40 . 42 on the other hand consist of an electrically non-conductive material, preferably of a ceramic.

In 3 ist die Preß-Schweißvorrichtung 30 in einer geöffneten Position gezeigt, bei der die bewegliche Elektrode 34 von der festen Elektrode 32 weg bewegt ist, und bei der das bewegliche Einspannelement 42 von dem festen Einspannelement 40 weg bewegt ist.In 3 is the press-welding device 30 shown in an open position, wherein the movable electrode 34 from the fixed electrode 32 is moved away, and in which the movable clamping element 42 from the fixed clamping element 40 is moved away.

Man erkennt, daß die feste Elektrode 32 und das feste Einspannelement 40 in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, derart, daß ihre jeweiligen flachen Stirnseiten einen rechten Winkel zueinander bilden.It can be seen that the fixed electrode 32 and the fixed clamping element 40 are arranged in proximity to each other, such that their respective flat end faces form a right angle to each other.

Die Anordnung 10 wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Preß-Schweißverbindung in den Winkelbereich zwischen den Stirnseiten der festen Elektrode 32 und des festen Einspannelementes 40 positioniert, so, daß die Anordnung 10 an den Stirnseiten dieser beiden Elemente anliegt, wie es in 3 gezeigt ist.The order 10 For the production of the press-welded connection according to the invention in the angular range between the end faces of the fixed electrode 32 and the fixed clamping element 40 positioned so that the arrangement 10 abuts on the front sides of these two elements, as it is in 3 is shown.

Anschließend wird die Anordnung 10 in Einspannrichtung 44 eingespannt, indem das bewegliche Einspannelement 42 auf das feste Einspannelement 40 zu bewegt wird.Subsequently, the arrangement 10 in clamping direction 44 clamped by the movable clamping element 42 on the fixed clamping element 40 to be moved.

Zur Erzielung einer geeigneten Einspannung ist ein mechanischer Anschlag 46 vorgesehen, der den Weg des beweglichen Einspannelementes 42 begrenzt. Der Anschlag 46 ist verstellbar ausgebildet, um die Preß-Schweißvorrichtung 30 in bezug auf das Einspannverhalten optimieren zu können.To achieve a suitable clamping is a mechanical stop 46 provided that the way of the movable clamping element 42 limited. The stop 46 is adjustably designed to the press-welding device 30 to optimize with respect to the clamping behavior.

Man erkennt in 3, daß die Einspannelemente 40, 42 in der geöffneten Position der Preß-Schweißvorrichtung 30 um eine Distanz a₁ voneinander beabstandet sind.One recognizes in 3 in that the clamping elements 40 . 42 in the open position of the press-welding device 30 spaced apart by a distance a ₁ .

Durch den Anschlag 46 sind die Einspannelemente 40, 42 nach dem Zusammenfahren um eine Distanz a₂ voneinander beabstandet, die nur etwas größer ist als die Breite der beweglichen Elektrode 34. Folglich kann die bewegliche Elektrode 34 auch im Einspannzustand zwischen die zwei Einspannelemente 40, 42 eingefahren werden.By the stop 46 are the clamping elements 40 . 42 after collapsing by a distance a ₂ spaced apart, which is only slightly larger than the width of the movable electrode 34 , Consequently, the movable electrode can 34 also in the clamping state between the two clamping elements 40 . 42 be retracted.

Zum Herstellen der Preß-Schweißverbindung wird nun die bewegliche Elektrode 34 mit einer bestimmten Kraft F nach unten gegen die Anordnung 10 gedrückt. Sobald beide Elektroden 32, 34 an der Hülse 16 der Anordnung 10 anliegen, ist ein elektrischer Stromkreis geschlossen, und es kann bei Anlegen einer Spannung an die Elektroden 32, 34 ein Strom fließen. Durch die Einspannelemente 40, 42 und die Elektroden 32, 34 wird ein nahezu vollständig eingegrenzter Raum gebildet, so daß die Anordnung 10 in keine Richtung ausweichen kann.To make the press-welded joint, the movable electrode is now 34 with a certain force F down against the arrangement 10 pressed. As soon as both electrodes 32 . 34 on the sleeve 16 the arrangement 10 An electrical circuit is closed and it can be applied when a voltage is applied to the electrodes 32 . 34 a current is flowing. Through the clamping elements 40 . 42 and the electrodes 32 . 34 an almost completely confined space is formed, so that the arrangement 10 can not dodge in any direction.

Sofern es sich bei dem metallischen Draht 14 um einen lackisolierten Draht handelt, wie er häufig zur Wicklung von Spulen verwendet wird, ist folgende Vorgehensweise zu empfehlen. Dabei erfolgt nämlich das Anpressen der beweglichen Elektrode 34 zunächst auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau, und es wird eine relativ niedrige Spannung angelegt, so daß ein geringer Strom fließt. Dieser Strom führt zunächst dazu, daß die Lackisolierung verdampft, eine Schweißverbindung wird jedoch noch nicht hergestellt.Unless it is the metallic wire 14 is a paint-insulated wire, as it is often used for winding coils, the following procedure is recommended. This is namely the pressing of the movable electrode 34 initially at a comparatively low level, and a relatively low voltage is applied, so that a small current flows. This current initially causes the paint insulation evaporates, but a welded joint is not yet made.

Zeitlich hiernach wird die Anpreßkraft F erhöht, und die Spannung der Spannungsversorgung 38 gesteigert. Durch die große Kraft F wird gewährleistet, daß eine vollständige Anlage der metallischen Elemente der Anordnung 10 aneinander erfolgt, also der Hülse 16 an der Außenseite des gewickelten Drahtabschnittes 14, und der Innenseite des gewickelten Drahtabschnittes 14 an dem Außenumfang des metallischen Leiters 12.Time thereafter, the contact pressure F is increased, and the voltage of the power supply 38 increased. The large force F ensures that a complete system of the metallic elements of the arrangement 10 takes place together, so the sleeve 16 on the outside of the wound wire section 14 , and the inside of the wound wire section 14 on the outer circumference of the metallic conductor 12 ,

Durch den hohen Strom erwärmt sich die Anordnung 10 insgesamt, und es bildet sich eine Preß-Schweißverbindung, wie sie schematisch in 4 im Querschnitt dargestellt ist.Due to the high current, the arrangement heats up 10 in total, and it forms a press-welded joint, as shown schematically in FIG 4 is shown in cross section.

Man erkennt, daß durch das vierseitige Einwirken der Elektroden 32, 34 bzw. der Einspannelemente 40, 42 ein im Ergebnis etwa quadratischer Querschnitt entsteht. Die Breite der so herge stellten Preß-Schweißverbindung entspricht etwa der Einspannbreite a₂. Die Höhe h ist etwa genauso groß wie die Breite a₂.It can be seen that by the four-sided action of the electrodes 32 . 34 or the clamping elements 40 . 42 a result is approximately square cross-section. The width of the press-welded joint so herge corresponds approximately to the clamping width a ₂ . The height h is about the same size as the width a ₂ .

In 4 ist schematisch angedeutet, daß an der Außenseite weiterhin Material 16' der ursprünglich hohlzylindrischen Hülse 16 vorhanden ist, und im Inneren Material 12' des ursprünglich im Querschnitt kreisförmigen metallischen Leiters 12. Dazwischen ist ein nicht näher definierbarer Bereich 14' vorgesehen, der zum einen darauf hinweist, daß dieser Bereich im wesentlichen Material des gewickelten Abschnittes des metallischen Drahtes 14 enthält. Durch den Preß-Schweißvorgang ist jedoch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen diesen drei Elementen erzielt worden, so daß man insgesamt von einer etwa einstückigen Ausgestaltung der Preß-Schweißverbindung 50 ausgehen kann.In 4 is indicated schematically that continue to material on the outside 16 ' the originally hollow cylindrical sleeve 16 is present, and inside material 12 ' originally in cross section circular metallic conductor 12 , In between is a not definable range 14 ' provided, on the one hand, that this area substantially material of the wound portion of the metallic wire 14 contains. By the press-welding process, however, a cohesive connection between these three elements has been achieved, so that in total of an approximately one-piece design of the press-welded joint 50 can go out.

Es versteht sich, daß der maximale Außendurchmesser der Preß-Schweißverbindung 50 der Diagonale des Quadrates mit der Seitenlänge a₂ entspricht.It is understood that the maximum outer diameter of the press-welded joint 50 the diagonal of the square with the side length a ₂ corresponds.

Experimente haben ergeben, daß bei einer Anordnung 10 mit den obengenannten Abmessungen der maximale Außendurchmesser etwa 1,9 mm beträgt, entsprechend einer Seitenlänge a₂ von etwa 1,35 mm des quadratischen Querschnittes.Experiments have shown that in one arrangement 10 with the above dimensions, the maximum outer diameter is about 1.9 mm, corresponding to a side length a ₂ of about 1.35 mm of the square cross section.

Durch Nachrechnen läßt sich herausfinden, daß die Querschnittsfläche der Preß-Schweißverbindung 50 etwa 1,81 mm² beträgt, wohingegen die Querschnittsfläche der Anordnung 10 etwa 2,01 mm² beträgt. Durch den Preß-Schweißvorgang sind insbesondere Leerräume beispielsweise aufgrund des kreisförmigen Querschnittes des metallischen Drahtes 14 nicht mehr vorhanden.By recalculating can be found that the cross-sectional area of the press-welded joint 50 about 1.81 mm ² , whereas the cross-sectional area of the assembly 10 about 2.01 mm ² is. By the pressing-welding process are particularly voids, for example, due to the circular cross-section of the metallic wire 14 not available anymore.

In 5 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spulenelementes generell mit der Bezugsziffer 60 versehen.In 5 is an embodiment of a coil element according to the invention generally with the reference numeral 60 Mistake.

Das Spulenelement 60 weist einen angenähert hohlzylindrischen Spulenkörper 62 aus Kunststoff auf, auf dessen Außenumfang eine Wicklung 64 aus einem lackisolierten Draht 14 gewickelt ist.The coil element 60 has an approximately hollow cylindrical bobbin 62 made of plastic, on the outer circumference of a winding 64 from a lacquer-insulated wire 14 is wound.

An einer Stirnseite weist der Spulenkörper 62 zwei nicht näher bezeichnete Ansätze auf, an denen zwei metallische Stifte 66 gelagert sind.At one end face, the bobbin 62 two unspecified approaches on which two metallic pins 66 are stored.

Die Drahtenden der Wicklung 64 sind über nicht näher dargestellte Schlitze in dem Spulenkörper 62 zu den hervorstehenden Stiften 66 geführt und abschnittsweise um diese herumgewickelt. Zur Herstellung einer festen elektrisch leitenden Verbindung wurde anschließend eine Preß-Schweißverbindung 50 vorgenommen, wie es in 5 schematisch zu erkennen ist.The wire ends of the winding 64 are not shown slots in the bobbin 62 to the protruding pins 66 guided and wrapped in sections around this. For the production of a solid electrically conductive compound then a press-welded connection 50 made as it is in 5 can be seen schematically.

Aufgrund des kleinen maximalen Außendurchmessers der Preß-Schweißverbindung 50 läßt sich eine vorab gefertigte Abdeckkappe (nicht gezeigt) auf die in 5 gezeigte Anordnung aufsetzen, die die Preß-Schweißverbindungen 50 und gegebenenfalls den Außenumfang der Wicklung 64 abdeckt und schützt, derart, daß lediglich noch die Enden der Stifte 66 hervorstehen. Diese Abdeckung kann dann für die Preß-Schweißverbindungen 50 Löcher mit einem Innendurchmesser von nicht mehr als 2,1 mm aufweisen.Due to the small maximum outer diameter of the press-welded joint 50 can be a pre-fabricated cap (not shown) on the in 5 Set up arrangement shown, the press-welded joints 50 and optionally the outer circumference of the winding 64 covers and protects, so that only the ends of the pins 66 protrude. This cover can then be used for the press-welded joints 50 Have holes with an inside diameter of not more than 2.1 mm.

Obgleich die Erfindung anhand ausgewählter und derzeit bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, versteht sich, daß verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können.Although the invention with reference to selected and presently preferred embodiments It is understood that various modifications are made can be made.

Beispielsweise kann auch nicht-lackisolierter Draht 14 vorgesehen werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, vor dem eigentlichen Preß-Schweißvorgang einen Vorabschritt durchzuführen, bei dem die Lackisolierung verdampft wird.For example, even non-enamel-insulated wire 14 be provided. In this case, it is not necessary to perform a preliminary step before the actual press-welding operation, in which the paint insulation is evaporated.

Ferner ist es denkbar, nicht hohlzylindrische Hülsen 16 sondern beispielsweise hohlquaderförmige Hülsen vorzusehen. Auch ist es denkbar, daß der Draht 14 im Querschnitt nicht kreisförmig sondern eckig ist. Auch der metallische Leiter 12 kann theoretisch eine andere Querschnittsform als eine Kreisform besitzen.Furthermore, it is conceivable not hollow cylindrical sleeves 16 but for example to provide hollow cuboid sleeves. It is also conceivable that the wire 14 not circular in cross-section but angular. Also the metallic conductor 12 theoretically may have a different cross-sectional shape than a circular shape.

Ferner ist das erfindungsgemäße Preß-Schweißverfahren nicht auf die Anwendung bei Spulenelementen beschränkt. Vielmehr ergibt sich eine Vielzahl von weiteren Anwendungsfällen, bei denen eine möglichst kompakte und zuverlässige Verbindung zwischen einem vergleichsweise dicken metallischen Leiter und einem hierum zu wickelnden metallischen Draht zu erzielen ist.Further is the press-welding process according to the invention not limited to use with coil elements. Much more results in a variety of other applications, in one as possible compact and reliable Connection between a comparatively thick metallic conductor and to achieve a metallic wire to be wound thereon.

Claims

Press-welded connection ( 50 ) between a metallic conductor ( 12 ' ) of originally circular cross-section, one over a longitudinal section of the metallic conductor ( 12 ' ) wound metallic wire ( 14 ' ), and over at least a portion of the wound longitudinal portion disposed metallic sleeve ( 16 ' ), characterized in that the welded connection ( 50 ) has approximately the shape of a square in cross-section.

Press-welded joint according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 16 ) originally has a hollow cylindrical cross-section.

Coil element ( 60 ) with a bobbin ( 62 ) and one on the bobbin ( 62 ) wound winding ( 64 ) of a conductive wire, wherein on the bobbin ( 62 ) two conductive pins ( 66 ) and wherein the ends of the conductive wire in each case by means of a press-welded connection ( 50 ) with the respective conductive pen ( 66 ), characterized in that the press-welded joints ( 50 ) each a press-welded connection ( 50 ) according to one of claims 1 or 2.

Method for producing a press-welded connection ( 50 ), comprising the steps of: a) positioning an assembly ( 10 ) from a metallic conductor ( 12 ) having a circular cross-section, one over a longitudinal section of the metallic conductor ( 12 ) wound metallic wire ( 14 ), and over at least a part of the wound longitudinal section pushed metallic sleeve ( 16 ) between two electrodes ( 32 . 34 ) a press-welding device ( 30 ); and b) compressing the electrodes ( 32 . 34 ) with the arrangement positioned therebetween ( 10 ) in a pressing direction ( 36 ) and applying an electrical voltage to the electrodes ( 32 . 34 ), so that a welding current through the compressed assembly ( 10 ) flows, characterized by the further step a1), between the steps a) and b) the arrangement ( 10 ) in one direction ( 44 ) transversely to the pressing direction ( 36 ) between at least two non-conductive clamping elements ( 40 . 42 ), so that the welded connection ( 50 ) has approximately the shape of a square in cross-section.

Method according to claim 4, characterized in that of the two clamping elements ( 40 . 42 ) one ( 40 ) and the other ( 42 ) is designed to be movable.

Method according to claim 7, characterized in that of the two electrodes ( 32 . 34 ) a 32 ) and the other ( 34 ) is movable, that the fixed electrode ( 32 ) and the fixed clamping element ( 40 ) each have an end face which are arranged at a right angle to each other, and in that the arrangement ( 10 ) is positioned in step a) so that it rests against the two end faces.

Method according to one of claims 4-6, characterized in that for the movable clamping element ( 42 ) a mechanical stop ( 46 ) is provided so that the clamping of the arrangement ( 10 ) is wegbegrenzt.

Method according to one of Claims 4-7, characterized in that the electrodes ( 32 . 34 ) are compressed in step b) with a predetermined force and no mechanical stop between the electrodes ( 32 . 34 ) is provided.

Press-welding device ( 30 ) with two electrodes ( 32 . 34 ), at least one of which ( 34 ) in a pressing direction ( 36 ) is movable and between which an arrangement ( 10 ) from a metallic conductor ( 12 ) having a circular cross-section, one over a longitudinal section of the metallic conductor ( 12 ) wound metallic wire ( 14 ), and over at least a part of the wound longitudinal section pushed metallic sleeve ( 16 ) can be positioned to engage the assembly ( 10 ) a press-welded connection ( 50 ) by the arrangement ( 10 ) between the electrodes ( 32 . 34 ) is pressed together and subjected to a welding current, wherein the electrodes ( 32 . 34 ) have flat end faces, characterized by at least two non-electrically conductive clamping elements with flat end faces ( 40 . 42 ), of which at least one ( 42 ) in a clamping direction ( 44 ) is designed to be movable, which runs perpendicular to the pressing direction ( 36 ), and between which the arrangement ( 10 ) is to be clamped before it between the electrodes ( 32 . 34 ) is compressed.