DE102008045751A1

DE102008045751A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Kompaktierschweißen

Info

Publication number: DE102008045751A1
Application number: DE102008045751A
Authority: DE
Inventors: Stefan Samstag; Gerd Stegmayer; Michael Gerst; Horst Knapp
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: BRPI0918075B1; MX2011002395A; EP2337650A1; BRPI0918075A2; US20110155701A1; CN102143823A; RU2533070C2; RU2011112318A; CN102143823B; WO2010026173A1; DE102008045751B4; EP2337650B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung (304), insbesondere an einen elektrischen Anschlusskontakt (10), bevorzugt für widerstandsüberwachte Schaltkreise in einem Kraftfahrzeug, mit einem unteren Schweißwerkzeug (420), auf welchem ein zu kompaktierender Abschnitt (305) der Leitung (304) positionierbar ist, und mit drei beweglichen Schweißwerkzeugen (410, 510, 520), wobei mit einem beweglichen Schweißwerkzeug (510), welches zwei translatorische Freiheitsgrade besitzt, eine Breite (B305) des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der Leitung (304) bezüglich des unteren Schweißwerkzeugs (420) variabel einstellbar ist, und die beiden anderen beweglichen Schweißwerkzeuge (410, 520) derart bewegbar sind, dass sie einen durch die Breite (B305) des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der Leitung (304), begrenzten Verdichtungsraum (45) in einer Umfangsrichtung schließen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung, insbesondere an einen elektrischen Anschlusskontakt, wie z. B. einen elektrischen Stift- oder Buchsenkontakt, bevorzugt für widerstandsüberwachte Schaltkreise in einem Kraftfahrzeug.
In der Automobilindustrie ist ein einfaches, schnelles und massentaugliches Verbinden von elektrischen Leitungen mit elektrischen Endverbindern (Terminals) für das Bordnetz wünschenswert. Ein solches bekanntes Verfahren ist das so genannte Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung an einen elektrischen Anschlusskontakt. Beim Kompaktierschweißen findet gleichzeitig ein Kompaktieren der Einzeldrähte der Leitung und ein Aufschweißen eines solchen Leitungspakets auf den Anschlusskontakt (Endverbinder) statt. Ferner kann dabei ein Herstellen eines Isolationscrimps realisiert werden. Hierdurch erreicht man eine hohe Effizienz, Sicherheit und geringe Kosten je Schweißvorgang. Bekannte Kompaktier-Schweißverfahren haben jedoch den Nachteil, dass eine Breite einer elektrischen Anschlusszone des Anschlusskontakts auf eine Größe einer elektrisch anzuschließenden Leitung eng abzustimmen ist. Hierdurch verlieren die bekannten Kompaktier-Schweißverfahren an Flexibilität, da ohne ein Umrüsten einer Vorrichtung zum Kompaktierschweißen, im Wesentlichen nur eine einzige Paarung einer Leitung mit einem Anschlusskontakt verarbeitet werden kann. Hierdurch ergeben sich Durchsatzeinbußen bei einer solchen Schweißvorrichtung sowie Kostennachteile.
Bei einer bekannten Vorrichtung zum elektrischen Kompaktierschweißen wird ein Schweißgesenk durch Keramikbacken begrenzt, wobei die Keramikbacken beim Schweißvorgang seitlich an einer Unterelektrode der Schweißvorrichtung anstehen. Eine Anschlusszone des elektrischen Anschlusskontakts ist dabei an eine Breite der Elektroden (Ober- und Unterelektrode) bzw. die Breite der Elektroden an eine Breite der Anschlusszone angepasst. Die aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehende elektrische Leitung eines Kabels wird durch eine bewegliche Oberelektrode, die geringfügig schmäler als die Unterelektrode ist, auf die Anschlusszone des Anschlusskontakts aufgedrückt und verteilt sich dabei über die gesamte Breite der elektrischen Anschlusszone. Soll nun eine vergleichsweise dünne Leitung an eine vergleichsweise große Anschlusszone angeschlossen werden, so ist ein herkömmliches Kompaktier-Schweißverfahren nicht mehr ordnungsgemäß durchführbar. Bei dazu alternativen Kompaktier-Schweißverfahren wird in einem zeitlich vorgeschalteten Arbeitsgang die aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehende elektrische Innenleitung des Kabels zu einem massiven Block kompaktiert und erst dann aufgeschweißt. Nachteilig bei einem solchen Verfahren ist ein zusätzlicher und daher kostenintensiver Arbeitsgang, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten.
Die DE 37 19 083 C1 offenbart ein solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Kompaktierschweißen von Litzen eines elektrischen Leiters, wobei mittels einer Sonotrode, zwei Ambossen und einem Querhaupt ein Verdichtungsraum ausgebildet wird, in welchem die Litzen unter Ultraschalleinwirkung aneinander geschweißt werden. Der erste Amboss ist dabei horizontal verschiebbar direkt über einer Sonotrodenfläche angeordnet und bildet mit seiner Stirnfläche eine erste Ambossfläche. Der zweite Amboss liegt direkt neben der Sonotrode, ist vertikal verschiebbar angeordnet und bildet mit einer Seitenfläche eine zweite Ambossfläche. Das auf dem zweiten Amboss montierte Querhaupt bildet mit einer Unterseite eine dritte Ambossfläche. Die drei Ambossflächen und die Sonotrodenfläche bilden während des Schweißverfahrens den Verdichtungsraum aus, in welchem die Litzen verschweißt werden. Ein Kompaktier-Schweißverfahren von Litzen auf einen elektrischen Anschlusskontakt ist dabei nicht vorgesehen.
Die DE 3 437 749 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompaktierschweißen von Litzen eines elektrischen Leiters an einen Träger, wobei die Litzen unter Ultraschalleinwirkung untereinander verschweißt und dabei gleichzeitig an den Träger geschweißt werden. Hierbei ist der Träger auf einem Amboss angeordnet, wobei mittels zweier über dem Träger verschieblich angeordneter Backen ein Verdichtungsraum ausgebildet wird, in welchen die Litzen eingelegt sind. In den Verdichtungsraum ist von einer dem Amboss gegenüberliegenden Seite eine Sonotrode hinein vorbewegbar, die die Litzen gemeinsam an den Träger schweißt. Eine Breite der kompaktierten Litzen auf dem Träger entspricht dabei immer einer Breite eines freien Endes der Sonotrode; d. h. möchte man diese Breite verändern, so muss die Sonotrode gegen eine anders ausgebildete Sonotrode ausgetauscht werden.
Die US 2008/0032569 bzw. die EP 1 771 274 A2 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ultraschall-Kompaktierschweißen von Litzen eines elektrischen Leiters an einen Träger, wobei die Litzen und der Träger gemeinsam in einen Verdichtungsraum der Schweißvorrichtung eingebracht werden. Beim Einlegen der Litzen und des Trägers in den sich ausbildenden Verdichtungsraum, wird ein horizontal bewegliches Begrenzungselement für den Verdichtungsraum auf einer Sonotrodenfläche derart weit bis zu einem zweiten Begrenzungselement, welches direkt neben der Sonotrode angeordnet ist, vorbewegt, bis eine Breite des Verdichtungsraums im Wesentlichen einer Breite des Trägers entspricht. Das entlang der Sonotrode vertikal bewegliche zweite Begrenzungselement weist an seiner der Sonotrode abgewandten Seite einen überstehenden, horizontal bewegbaren Amboss auf, wobei das zweite Begrenzungselement und der Amboss derart vorbewegt werden, bis der Verdichtungsraum in Umfangsrichtung im Wesentlichen geschlossen ist. Eine Breite der kompaktierten Litzen auf dem Träger entspricht dabei immer einer Breite des Trägers; d. h. möchte man diese Breite verändern, so muss ein Träger mit einer anderen Breite verwendet werden.
Mit keiner der oben genannten Verfahren bzw. Vorrichtungen ist es möglich, eine Breite eines auf einen Anschlusskontakt geschweißten und kompaktierten Abschnitts einer elektrischen Leitung zu beeinflussen, ohne eine entsprechende Vorrichtung umzurüsten bzw. einen anderen Anschlusskontakt mit einer anderen Breite seiner elektrischen Anschlusszone zu verwenden. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung bevorzugt an einen elektrischen Anschlusskontakt zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kompaktierschweißen zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches es ermöglicht – ohne ein Umrüsten der Vorrichtung zum Kompaktierschweißen –, eine variable Schweißbereite der Leitung auf dem Anschlusskontakt zu realisieren, d. h. auch unterschiedliche Anschlusskontakte mit unterschiedlichen Kabeln mechanisch fest und elektrisch leitend verbinden zu können. Dies soll bevorzugt für einen großen Bereich unterschiedlich dicker Leitungen mit einer variablen Breite ihrer zu kompaktierenden Abschnitte an die betreffenden Anschlusszonen der Anschlusskontakte realisiert werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Vorrichtung und durch ein Verfahren zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung, insbesondere an einen elektrischen Anschlusskontakt, bevorzugt für widerstandsüberwachte Schaltkreise eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 gelöst. Zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung an einen elektrischen Anschlusskontakt, weist die Vorrichtung ein Unterwerkzeug, auf welchem ein zu kompaktierender Abschnitt der Leitung positionierbar ist, und ein in einer Ebene bewegbares Oberwerkzeug auf, wobei mittels des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs eine Breite des zu kompaktierenden Abschnitts der Leitung variabel einstellbar ist. Hierfür ist das Oberwerkzeug und bevorzugt auch das Unterwerkzeug zweiteilig aufgebaut, wobei sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug jeweils ein bewegliches oder verformbares Schweißwerkzeug aufweisen, welche derart bewegbar oder verformbar sind, dass sie in einem Zusammenwirken mit einem jeweilig anderen Schweißwerkzeug des Unterwerkzeugs bzw. des Oberwerkzeugs, einen durch die Breite des zu kompaktierenden Abschnitts der Leitung, definierten Verdichtungsraum in einer Umfangsrichtung des Verdichtungsraums schließen.
Hierbei ist es bevorzugt, dass das jeweilig bewegbare oder verformbare Schweißwerkzeug des Oberwerkzeugs bzw. des Unterwerkzeugs eine Schweißbacke ist, die bevorzugt Keramik aufweist. Ferner ist es bevorzugt, dass das jeweilig andere Schweißwerkzeug des Oberwerkzeugs bzw. des Unterwerkzeugs zueinander korrespondierende Schweißeinrichtungen für ein Elektro- oder ein Ultraschall-Schweißverfahren sind, d. h. als Elektroden, oder eine Sonotrode und ein Amboss ausgebildet sind. Gemäß der Erfindung werden die Schweißbacken nicht wie im Stand der Technik an eine elektrische Anschlusszone des Anschlusskontakts gepresst, sondern an die jeweilige Schweißeinrichtung.
Bevorzugt sind beide Schweißeinrichtungen breiter ausgebildet als der elektrische Anschlusskontakt bzw. die Breite des zu kompaktierenden Abschnitts der elektrischen Leitung. Ferner ist in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die jeweilige Schweißbacke des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs gegenüber der jeweilig anderen Schweißeinrichtung im Oberwerkzeug bzw. im Unterwerkzeug bevorzugt verschieblich angeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Schweißeinrichtung und die Schweißbacke des Oberwerkzeugs bzw. des Unterwerkzeugs direkt aneinander mit einer gemeinsamen Seite anliegen und federnd gelagert sind. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die beiden Schweißbacken im Wesentlichen diagonal zueinander angeordnet sind, und sich die beiden Schweißeinrichtungen im Wesentlichen gegenüberliegen.
Gemäß der Erfindung ist auf der Schweißeinrichtung des Unterwerkzeugs ein elektrischer Anschlusskontakt positionierbar, auf dessen Anschlusszone der zu kompaktierende Abschnitt der elektrischen Leitung vorsehbar ist. Mittels der Schweißbacke und der Schweißeinrichtung des Oberwerkzeugs und der Schweißbacke des Unterwerkzeugs wird der Verdichtungsraum auf der Anschlusszone des Anschlusskontakts ausbildet. Hierbei kann das Oberwerkzeug an/in einem Halter gelagert sein, wobei dessen Schweißbacke federnd am/im Halter gelagert ist. Ferner kann das Unterwerkzeug an/in einem Halter gelagert sein, wobei dessen Schweißbacke ebenfalls federnd am/im Halter vorgesehen ist. Gemäß der Erfindung ist der Halter des Oberwerkzeugs bzw. das Oberwerkzeug in zwei Richtungen, die zueinander im Wesentlichen senkrecht stehen, bevorzugt vertikal und horizontal, verfahrbar.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf dem Anschlusskontakt der zu kompaktierende Abschnitt der elektrischen Leitung positioniert. Ferner wird durch die Schweißbacke des Unterwerkzeugs, und die Schweißeinrichtung und die Schweißbacke des Oberwerkzeugs, der in seiner Breite variable Verdichtungsraum um den zu kompaktierenden Abschnitt der Leitung herum ausgebildet. Anschließend wird das Kompaktier-Schweißverfahren durchgeführt, wobei der zu kompaktierende Abschnitt der Leitung kompaktiert und verschweißt wird.
Ferner kann zeitlich vor dem Positionieren des zu kompaktierenden Abschnitts der elektrischen Leitung, ein elektrischer Anschlusskontakt auf dem Schweißwerkzeug des Unterwerkzeugs vorgesehen werden. Zeitlich danach wird dann der zu kompak tierende Abschnitt der Leitung auf einer elektrischen Anschlusszone des Anschlusskontakts positioniert. Im Anschluss daran wird die Schweißbacke des Oberwerkzeugs wenigstens teilweise auf die Anschlusszone des Anschlusskontakts derart aufgesetzt, dass dabei die Breite des Verdichtungsraums auf der Anschlusszone begrenzt wird. Durch die bezüglich der Schweißbacke des Oberwerkzeugs verlagerbare Schweißeinrichtung des Oberwerkzeugs, und der bezüglich der Schweißeinrichtung des Unterwerkzeugs verlagerbaren Schweißbacke des Unterwerkzeugs, wird dann der Verdichtungsraum auf der Anschlusszone ausgebildet.
Ferner kann in Ausführungsformen der Erfindung zeitlich vor oder beim Durchführen des Kompaktier-Schweißverfahrens durch ein Crimpwerkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Isolationscrimp des elektrischen Anschlusskontakts mit der elektrischen Leitung hergestellt werden. D. h. die Crimplaschen des Anschlusskontakts werden geschlossen.
Mittels der gegeneinander verstellbaren Werkzeuge (Schweißbacke, Schweißeinrichtung) im Oberwerkzeug und im Unterwerkzeug, sowie des bewegbaren Oberwerkzeugs, wird eine Vorrichtung zum Kompaktierschweißen zur Verfügung gestellt, die ohne einen Austausch von mechanischen Komponenten unterschiedliche Schweißbreiten auf einem elektrischen Anschlusskontakt bzw. einem elektrischen Anschluss eines Stanzgitters ermöglicht; d. h. die Schweißbereiten sind erfindungsgemäß vollständig automatisch einstellbar.
Gemäß der Erfindung können Anschlusskontakte mit verschieden breiten Anschlusszonen ohne den Austausch von Komponenten verarbeitet werden. D. h. auch, dass gleiche Anschlusszonen für einen weiten Bereich verschiedener Größen von Leitungen verwendet werden können. Ein bisher vorgeschalteter Kompaktiervorgang der elektrischen Leitung kann entfallen. Ferner können für den Fall eines elektrischen Schweißverfahrens die Oberelektrode und die Unterelektrode breiter bzw. massiver als im Stand der Technik ausgestaltet werden, was eine Standzeit der Elektroden erheblich erhöht.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, eine vergleichsweise dünne Leitung an eine vergleichsweise breite Anschlusszone elektrisch anzuschließen. Ferner kann bei unterschiedlich dicken elektrischen Leitungen eine identische Schweißfläche realisieren werden bzw. je nach Größenverhältnissen der Leitung (Querschnitt) und der elektrischen Anschlusszone (Fläche) eine Schweißfläche angepasst werden. Die Erfindung ist insbesondere für elektrische Signalkontakte, wie z. B. für einen Airbag oder einen Sensoranschluss in einem Kraftfahrzeug, von Vorteil, da solche elektrischen Schaltkreise meist widerstandsüberwacht sind, und erfindungsgemäß ein elektrischer Widerstand genau eingestellt werden kann. Somit werden Ausfälle oder Fehlfunktionen der betreffenden elektrischen bzw. elektronischen Einrichtung vermieden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte, schematische Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung an einen elektrischen Anschlusskontakt, sowie einen Ablauf eines entsprechenden Verfahrens;
2 eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zum Kompaktierschweißen sowie einen dazugehörigen Verfahrensablauf (Bilder I bis VI); und
3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kompaktierschweißen sowie einen dazugehörigen, erfindungsgemäßen Verfahrensablauf (Bilder I bis VIII).
In den folgenden Ausführungen wird die Erfindung ausgehend vom in 1 und 2 dargestellten Stand der Technik anhand einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Kompaktierschwei ßen einer elektrischen Leitung an einen elektrischen Buchsenkontakt näher erläutert. Die Erfindung soll jedoch nicht auf einen solchen Buchsenkontakt beschränkt sein, sondern generell elektrische Anschlüsse bzw. elektrische Anschlusskontakte umfassen. Dies betrifft z. B. einen Anschlusskontakt an einem elektrischen Stiftkontakt, einem Terminal oder einem elektrischen Stanzgitter. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf Anwendungen im Automobilbereich beschränkt. Ferner wird die Erfindung anhand einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum elektrischen Widerstands-Kompaktierschweißen näher erläutert. Die Erfindung soll jedoch nicht auf eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren beschränkt sein, sondern kann auch auf andere Schweißvorrichtungen bzw. Schweißverfahren angewendet werden.
1 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht einen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung 1 zum Kompaktierschweißen. Der Vorrichtung 1 werden eine Vielzahl von elektrischen Anschlusskontakten 10 von links kommend (mit Bezug auf die 1) über eine Zuführeinrichtung zugeführt, um jeweils mit einem Kabel 30 elektrisch verbunden zu werden. Für einen Weitertransport der zusammenhängenden Anschlusskontakte 10 weist ein Trägerstreifen 110 der Anschlusskontakte 10 Transportöffnungen 112 auf, mittels welcher der Trägerstreifen 110 in einen Schweißbereich der Kompaktier-Schweißvorrichtung 1 vorbewegbar ist.
Befindet sich der Anschlusskontakt 10 im Schweißbereich der Vorrichtung 1 zum Kompaktierschweißen so wird zunächst ein freier Endabschnitt des elektrischen Kabels 30 auf einem hinteren Abschnitt des Anschlusskontakts 10 platziert, wobei ein abisolierter freier Endabschnitt einer elektrischen Leitung 304 des Kabels 30 auf einer elektrischen Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 zu liegen kommt. Hierbei liegt ein nach wie vor elektrisch isolierter Bereich des Kabels 30 im Bereich zweier Crimplaschen 102 des Anschlusskontakts 10.
Zunächst werden die Crimplaschen 102 mittels eines Crimpwerkzeugs 20, das z. B. als ein Biegestempel ausgebildet sein kann, geschlossen, wodurch sich eine mechanisch feste Verbindung des Kabels 30 über dessen elektrische Isolierung 302 mit dem elektrischen Anschlusskontakt 10 ergibt. Ferner wird bevorzugt im selben Arbeitsgang der Anschlusskontakt 10 von seinem Trägerstreifen 110 getrennt, d. h. das Crimpwerkzeug 20 trennt den Anschlusskontakt 10 vom Trägerstreifen 110. Darauf folgend werden zwei seitliche Schweißbacken 50 und zwei Elektroden 40 an den zu verschweißenden Bereich zwischen der Leitung 304 und der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 vorbewegt.
Befinden sich die beiden Schweißbacken 50 und die beiden Elektroden 40 in ihrer jeweiligen Arbeitsposition, so wird der freie Endabschnitt der Leitung 304 kompaktiert und mit der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 verschweißt. Anschließend wird das mittels der Crimplaschen 102 reibschlüssig und mittels der Kompaktierschweißung stofflich einstückig mit dem Anschlusskontakt 10 verbundene Kabel 30 aus der Kompaktier-Schweißvorrichtung 1 entnommen und kann einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. Darauf folgend wird ein weiterer elektrischer Anschlusskontakt 10 in die Kompaktier-Schweißvorrichtung 1 eingebracht.
Die 2-I bis 2-VI zeigen eine Kompaktier-Schweißvorrichtung 1 sowie ein dazugehöriges Verfahren zum Kompaktierschweißen gemäß dem Stand der Technik.
Zunächst wird in einen Bereich zweier gegenüberliegender Elektroden 40, einer Oberelektrode 410 und einer Unterelektrode 420, der elektrische Anschlusskontakt 10 und der freie, abisolierte Endabschnitt der Leitung 304 des Kabels 30 eingebracht, was durch die beiden Pfeile in 2-I verdeutlicht ist. Hierbei wird der Anschlusskontakt 10 auf der Unterelektrode 420 platziert, wobei die elektrische Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 der Unterelektrode 420 abgewandt ist. Auf die Anschlusszone 104 wird der freie Endabschnitt der Leitung 304 gelegt, wobei sich auf der der Anschlusszone 104 abgewandten Seite der Leitung 304 die Oberelektrode 410 befindet. D. h. ein mechanischer Kontaktbereich zwischen der Anschlusszone 104 und der Leitung 304 befindet sich zwischen den beiden Elektroden 40.
Darauf folgend werden die beiden Schweißbacken 50 in ihre jeweilige Arbeitsposition vorbewegt. Hierzu werden die beiden Schweißbacken 50 nach unten (mit Bezug auf 2-II) bewegt und anschließend durch eine Seitwärtsbewegung mit einem freien Ende an die Unterelektrode 420 und den Anschlusskontakt 10 angelegt. Im Stand der Technik ist der Anschlusskontakt 10 im Schweißbereich mit der elektrischen Leitung 304 ungefähr genauso breit wie die Unterelektrode 420 ausgebildet. D. h. dass die Unterelektrode 420 an eine Breite des Anschlusskontakts 10 im Bereich dessen Anschlusszone 104 abgestimmt werden muss. D. h. auch, dass, falls unterschiedlich breite Anschlusszonen 104 verwendet werden sollen, die Unterelektrode 420 angepasst werden muss, also auszuwechseln ist. Dies gilt analog auch für die Oberelektrode 410. Die Bewegung der jeweiligen Schweißbacke 50 ist wiederum mit Pfeilen verdeutlicht.
Danach wird die Leitung 304 mittels der beweglichen Oberelektrode 410 mechanisch vorverdichtet. D. h. die Oberelektrode 410 bewegt sich auf die Unterelektrode 420 zu und klemmt die Leitung 304 zwischen ihrer Schweißfläche 412 und der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 ein. Hierbei wird ein evtl. vorhandenes Spiel zwischen dem Anschlusskontakt 10 und einer Schweißfläche 422 der Unterelektrode 420 eliminiert, sodass die Unterelektrode 420, der Anschlusskontakt 10, die Leitung 304 und die Oberelektrode 410 mit Druck aneinander anliegen, wobei die beiden Elektroden 40 die Leitung 304 und den Anschlusskontakt 10 zwischen sich einklemmen.
Dabei findet ferner mittels der Schweißbacken 50 eine Klemmung der elektrischen Leitung 304 in einer im Wesentlichen 90°-Richtung dazu statt, sodass eine seitliche Herausbewegung der elektrischen Leitung 304 aus dem Schweißbereich aufgrund der Schweißbacken 50 unmöglich ist. Beim mechanischen Vorverdichten wird ein anfänglich im Wesentlichen kreisrunder, aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehender, elektrischer Litzenleiter zusammengedrückt und erhält eine immer rechteckigere Form. Das mechanische Vorverdichten der elektrischen Leitung 304 wird über eine Aufsetzhöhe h_A kontrolliert. D. h. ist die Aufsetzhöhe h_A erreicht, so wird das mechanische Vorverdichten gestoppt (siehe 2-III) und das eigentliche Kompaktier-Schweißverfahren kann erfolgen.
Dieses ist in 2-IV dargestellt. Zwischen der Ober- 410 und der Unterelektrode 420 wird eine Schweißspannung U₄₀ für eine Zeitspanne Δt₄₀ angelegt. Hierbei drückt wiederum die Oberelektrode 410 mit einer Kraft in Richtung auf die Unterelektrode 420, sodass eine Querschnittsverkleinerung der elektrischen Leitung 304 aufgrund eines Aufschmelzen der Leitung 304 im Schweißbereich kompensiert werden kann. Während des Schweißvorgangs bewegt sich die Oberelektrode 410 um einen Betrag Δh₄₁₀ in Richtung auf die Unterelektrode 420 zu. Überschreitet der Wert Δh₄₁₀ einen gewissen Wert, so wird der Schweißvorgang unterbrochen (Setzwegabschaltung). Eine Kontrolle kann über die Schweißzeit Δt₄₀ stattfinden.
Direkt nach dem Schweißvorgang kann noch eine gewisse Zeit gewartet werden, in welcher die Oberelektrode 410 nach wie vor mit einer Kraft in Richtung auf die Unterelektrode 420 beaufschlagt ist. Dies ist in 2-V dargestellt. Innerhalb dieser Nachhaltezeit kann eine Kontrolle über einen Setzweg Δh_S stattfinden. D. h. nach dem Schweißen setzt sich die Oberelektrode 410 noch eine gewisse Strecke. Ist der vorbestimmte Setzweg Δh_S erreicht, so ist die erwünschte Schweißqualität erreicht, und darauf folgend kann das an den Anschlusskontakt 10 geschweißte Kabel 30 aus der Kompaktier- Schweißvorrichtung 1 entnommen werden. Dies ist in 2-VI dargestellt, wobei die Schweißbacken 50 und die Oberelektrode 410 wieder in ihre in 2-I dargestellte Ausgangsposition fahren.
Die in der 3 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Kompaktierschweißen unterscheiden sich vom Stand der Technik im Wesentlichen dadurch, dass die Schweißwerkzeuge 40; 50; 410, 420; 510, 520 der Vorrichtung 1 anders konfiguriert und anders bewegbar sind. Gemäß der Erfindung werden die Schweißwerkzeuge 410, 510, insbesondere eine Schweißeinrichtung 410 und eine Schweißbacke 510, in einem Oberwerkzeug 2, und die Schweißwerkzeuge 420, 520, insbesondere eine weitere Schweißeinrichtung 420 und eine weitere Schweißbacke 520, in einem Unterwerkzeug 3 zusammengefasst. Die Schweißeinrichtungen 410, 420 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel Elektroden 410, 420. Es ist jedoch erfindungsgemäß möglich, andere Schweißeinrichtungen 410, 420, wie z. B. eine Sonotrode 410 und einen Amboss 420, anzuwenden. Die Schweißbacken 510, 520 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel Keramikbacken 510, 520. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, andere Schweißbacken 510, 520 anzuwenden.
Hierbei können die jeweiligen beiden Schweißwerkzeuge 410, 420; 510, 520 des Oberwerkzeugs 2 bzw. des Unterwerkzeugs 3 unabhängig voneinander vorgesehen sein oder, wie in der 3 dargestellt, aneinander anliegen. Im letzteren Fall ist die jeweilige Schweißbacke 510, 520 verschieblich an einer Seite der jeweiligen Schweißeinrichtung 410, 420 vorgesehen. Um ein Bewegen insbesondere des Oberwerkzeugs 2 zu erleichtern, können die Schweißbacke 510 und die Schweißeinrichtung 410 in einem Halter 60, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Elektrodenhalter 60 ausgebildet ist, vorgesehen sein. Ferner können die Schweißbacke 520 und die Schweißeinrichtung 420 in einem bevorzugt feststehenden Halter 70 aufgenommen sein. Der Halter 70 ist vorliegend dann wiederum ein Elektrodenhalter 70.
Gemäß der Erfindung besitzt der gesamte Halter 60 bzw. das Oberwerkzeug 2 wenigstens zwei translatorische Freiheitsgrade (siehe Doppelpfeilkreuz in 3–1), wobei es bevorzugt ist, dass der Halter 60 bzw. das Oberwerkzeug 2 horizontal und vertikal bewegbar sind. Ferner ist die Schweißbacke 510 am/im Halter 60 in einer Führung 62 bevorzugt mittels einer Druckfeder (in der 3 nicht dargestellt) federnd aufgenommen und kann sich gegenüber dem Halter 60 bzw. der Schweißeinrichtung 410 linear bewegen (siehe Doppelpfeil in der Schweißbacke 510 in 3–1). Der Halter 70 bzw. die Schweißeinrichtung 420 ist bevorzugt festgelegt innerhalb der Vorrichtung 1 aufgenommen, wobei die Schweißbacke 520 am/im Halter 70 ebenfalls in einer Führung 72 bevorzugt mittels einer Druckfeder (in der 3 ebenfalls nicht dargestellt) federnd aufgenommen ist und sich gegenüber dem Halter 70 bzw. der Schweißeinrichtung 420 linear bewegen kann (siehe Doppelpfeil in der Schweißbacke 520 in 3–1); besitzt also wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden, bevorzugt gleich großen, Schweißbacken 510, 520 zu jedem Zeitpunkt beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens einander im Wesentlichen diagonal gegenüberliegend vorgesehen. Beim Ausbilden eines Verdichtungsraums 45 für einen zu kompaktierenden Abschnitt 305 der Leitung 304 und beim durchzuführenden Schweißverfahren auf der unteren Schweißeinrichtung 420 (in der 3 nicht dargestellt) bzw. auf dem elektrischen Anschlusskontakt 10, gibt es eine gewisse Überdeckung der beiden Schweißbacken 510, 520. Die beiden, bevorzugt gleich großen, Schweißeinrichtungen 410, 420 liegen in einer Ruhelage einander im Wesentlichen gegenüber, wobei beim Ausbilden des Verdichtungsraums 45 und dem durchzuführenden Schweißverfahren, die beiden Schweißeinrichtungen 410, 420 versetzt zueinander angeordnet sind. D. h. (mit Bezug auf die 3) ein linker Rand der Schweißfläche 412 der oberen Schweißeinrichtung 410 und ein rechter Rand der Schweißfläche 422 der unteren Schweißeinrichtung 420 überdecken sich.
Für das Ausbilden des Verdichtungsraums 45 weisen neben den Schweißflächen 412, 422 der beiden Schweißeinrichtungen 410, 420, die Schweißbacken 510, 520 entsprechende seitliche Begrenzungsflächen 514, 524 auf. Gemäß der Erfindung sind die beiden Schweißflächen 412, 422 und die beiden Begrenzungsflächen 514, 524 jeweils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wobei die Begrenzungsflächen 514, 524 im Wesentlichen senkrecht zu den Schweißflächen 412, 422 liegen. D. h. beim Zusammenfahren des Oberwerkzeugs 2 mit dem Unterwerkzeug 3 bildet sich ein im Wesentlichen rechteckiger Verdichtungsraum 45 aus. Es ist natürlich möglich, anders aufgebaute Verdichtungsräume 45 anzuwenden. Hierfür sind dann die Schweißeinrichtungen 410, 420 und die Schweißbacken 510, 520 mit entsprechend konfigurierten Schweißflächen 412, 422 bzw. Begrenzungsflächen 514, 524 versehen.
Um eine exakte Führung zu realisieren und auch eine Seitwärtsbewegung der oberen Schweißbacke 510 innerhalb des Halters 60 zu verhindern, kann der Halter 60 einen Führungsstift 66 aufweisen, der in einer korrespondierenden Führungsbohrung 516 oder Führung (in der 3 nicht dargestellt) über eine Passung geführt ist. Dies stellt sicher, dass die Schweißbacke 510 immer eng an der Schweißeinrichtung 410 anliegt. Analog kann die untere Schweißbacke 520 in deren Halter 70 geführt sein, was in der 3 allerdings nicht dargestellt ist.
Im Folgenden wird eine Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Kompaktierschweißen anhand der 3-I bis 3-VII näher erläutert. Hierbei wird die Leitung 304 des Kabels 30 mit seinem zu kompaktierenden Abschnitt 305 fest und elektrisch leitend mit der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 ver bunden, wobei die Breite B₃₀₅ des kompaktierten Abschnitts 305 auf der Anschlusszone 104 in gewissen Grenzen frei wählbar ist. Gemäß der Erfindung wird in einer einzigen Vorrichtung 1 und in einem einzigen Produktionsschritt die Leitung 304 kompaktiert, an den Anschlusskontakt 10 geschweißt und ein Isolationscrimp des Anschlusskontakts 10 hergestellt.
Zunächst (siehe 3-I) wird der Anschlusskontakt 10 automatisch auf der unteren Schweißeinrichtung 420 derart positioniert, dass er mit einer schmalen Längsseite an der unteren Schweißbacke 520 anliegt. Der auf einem Reel angelieferte Anschlusskontakt 10 ist dabei noch am Trägerstreifen 110 befestigt. Anschließend wird das an seinem freien Längsendabschnitt abisolierte Kabel 30 mit seinem zu kompaktierenden Abschnitt 305 seiner Leitung 304 auf der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 positioniert (siehe 3-II). Hierbei ist es bevorzugt, dass der zu kompaktierende Abschnitt 305 ebenfalls möglichst nahe an der unteren Schweißbacke 520 zu liegen kommt. Hierbei kann das Oberwerkzeug 2 schon in Bewegung sein.
Das obere Schweißwerkzeug 410 wird mit seiner seitlichen Schweißbacke 521 motorisch (mechanisch oder elektrisch) auf die Schweißbreite B₃₀₅ eingestellt (siehe 3-I bis 3-IV), die geringer als eine Breite B₁₀₄ des Anschlusskontakts 10 im Bereich seiner Anschlusszone 104 sein kann. Hierfür fährt das Oberwerkzeug 2 bzw. der Halter 60 des Oberwerkzeugs 2 nach rechts in horizontaler Richtung auf die untere Schweißbacke 520 zu (siehe 3-I). Erreicht die seitliche Begrenzungsfläche 514 der Schweißbacke 510 für den Verdichtungsraum 45 in vertikaler Richtung einen Bereich (siehe 3-I) des Anschlusskontakts 10, so wird die Seitwärtsbewegung des Oberwerkzeugs 2 gestoppt und dieses vertikal nach unten gefahren (siehe 3-II).
Die obere Schweißbacke 510 setzt schließlich mit einem Rand auf der Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10 auf (siehe 3-III).
Im Anschluss daran wird das Oberwerkzeug 2 horizontal nach rechts in Richtung auf die untere Schweißbacke 520 derart weit zubewegt (3-IV), bis sich zwischen den seitlichen Begrenzungsflächen 514, 524 der beiden Schweißbacken 510, 410 die Schweißbreite B₃₀₅ bzw. die Breite B₃₀₅ des Verdichtungsraums 45 ausbildet. Ist dies der Fall, so wird die Horizontalbewegung des Oberwerkzeugs 2 gestoppt und darauf folgend wieder das Oberwerkzeug 2 auf das Unterwerkzeug 3 vertikal zubewegt. Hierbei wird die obere Schweißbacke 510 entgegen einer Federkraft in den Halter 60 bzw. entlang des oberen Schweißwerkzeugs 410 bewegt.
Das Oberwerkzeug 2 wird nun solange auf das Unterwerkzeug 3 vertikal zubewegt, bis sich zuerst die obere Schweißeinrichtung 410 und die untere Schweißbacke 520 in einem Überdeckungsbereich berühren (3-V), der Verdichtungsraum 45 beginnt sich auszubilden und ist bereits in Umfangsrichtung auf der Anschlusszone 104 vollständig geschlossen. Ist dies der Fall, so erfolgt bei der Vertikalbewegung des Oberwerkzeugs 2 zusätzlich zur Einwärtsbewegung der oberen Schweißbacke 510 in den Halter 60, eine Einwärtsbewegung der unteren Schweißbacke 520 in den Halter 70 bzw. eine Bewegung entlang des unteren Schweißwerkzeugs 420. Schließlich kommt die obere Schweißeinrichtung 410 in Kontakt mit dem zu kompaktierenden Abschnitt 305 der Leitung 304, wobei die Leitung 304 dann noch für eine gewisse Distanz durch eine Weiterbewegung des Oberwerkzeugs 3 vorkomprimiert wird (3-VI). Hierbei ist dann der Verdichtungsraum 45 endgültig ausgebildet.
Durch Messen einer Aufsetzhöhe kann bestimmt werden, ob sich eine oder eine Mehrzahl von Litzen der Leitung 304 zwischen der oberen Schweißbacke 510 und Anschlusskontakt 10 befinden. Ist dies der Fall, so kann das Oberwerkzeug 2 bevorzugt ein wenig nach oben und nach links weggefahren werden, um anschließend durch eine kleine Bewegung nach unten und nach rechts die Litzen einzufangen und in Richtung des entstehenden Verdichtungsraums 45 zu bewegen.
Nun erfolgt durch Anlegen der Schweißspannung U₄₀ mit einer vorher bestimmten Stromstärke I₄₀ an die beiden Schweißeinrichtungen 410, 420 der z. B. oben beschriebene Standardprozess des Widerstandsschweißens (3-VII), wobei zunächst die Leitung 304 kompaktiert und dann zunehmend auch an den Anschlusskontakt 10 geschweißt wird. Eine Prozessteuerung des Kompaktierschweißens erfolgt bevorzugt durch Messung des Setzwegs Δh₄₁₀ des oberen Schweißwerkzeugs 410 bzw. des Oberwerkzeugs 2 bzw. des Halters 60 bzw. der unteren oder oberen Schweißbacke 510, 520 während des Kompaktierschweißens. Erfindungsgemäß erfolgt bevorzugt keine Bestimmung einer Höhe des kompaktierten Abschnitts 305.
Ist das Kompaktier-Schweißverfahren abgeschlossen und sind die notwendigen Messungen zum Überprüfen der Schweißgüte beendet, so fährt das Oberwerkzeug 2 wieder in seine Ausgangsposition, gleichzeitig kann der Anschusskontakt 10 von der unteren Schweißeinrichtung 420 genommen werden. Dies kann in dieselbe oder in eine entgegengesetzte Richtung erfolgen, aus welcher der Anschlusskontakt 10 auf der unteren Schweißeinrichtung 420 platziert wurde (siehe Pfeil in 3-I). Darauf folgend kann ein neuer elektrischer Anschlusskontakt 10 auf der unteren Schweißeinrichtung 420 platziert werden, und bei Bedarf mit einer anderen Größe einer elektrischen Leitung 304 und/oder einer anderen Schweißbereite B₃₀₅ elektrisch angeschlossen werden.
Es ist natürlich erfindungsgemäß möglich, das Oberwerkzeug 2 phasenweise in einer anderen Art zu bewegen, als oben beschrieben. Dies gilt insbesondere für die Aufsetzbewegung der Schweißbacke 510 auf die Anschlusszone 104 des Anschlusskontakts 10. So können sich hier z. B. die in den 3-I und 3-II dargestellten translatorischen Bewegungen auch überlagern. Ferner ist es möglich, statt der Bewegung der Schweißbacke 510 auf der Anschlusszone 104 (3-III), zuerst die Schweißbereite B₃₀₅ mit dem Oberwerkzeug 2 anzufahren und dann erst das Oberwerkzeug 2 abzusenken.
Der Isolationscrimp des Anschlusskontakts 10 kann dabei an einem beliebigen Zeitpunkt des oben beschriebenen Verfahrens erfolgen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Isolationscrimp dann eingerichtet wird, wenn der Anschlusskontakt 10 sicher auf dem unteren Schweißwerkzeug 420 liegt; d. h. z. B. vom oberen Schweißwerkzeug 410 auf das untere Schweißwerkzeug 420 gedrückt wird. Bevorzugt wird der Isolationscrimp zeitlich vor oder beim Durchführen des Kompaktier-Schweißverfahrens eingerichtet. Hierbei betätigt ein mechanisch mit dem Crimpwerkzeug 20 verbundener Stößel ein Schnittmesser, das den Anschlusskontakt 10 vom Trägerstreifen 110 abtrennt. Es ist natürlich auch möglich, den Isolationscrimp zeitlich vor dem Bewegen oder beim Bewegen des Oberwerkzeugs 2 einzurichten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann dabei derart eingerichtet sein, dass sich beliebige Überschneidungsbereiche in einer in 3 dargestellten Horizontalrichtung der beiden Schweißeinrichtungen 410, 420 realisieren lassen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Ruheposition der oberen Schweißeinrichtung 410 eine Lage direkt über der unteren Schweißeinrichtung 420 (3-I). Hierbei ist es bevorzugt, dass die obere Schweißeinrichtung 410 bezüglich der unteren Schweißeinrichtung 420 derart weit verfahrbar ist, dass sich die beiden Schweißbacken 510, 520 gerade nicht berühren oder berühren können.

1: Vorrichtung zum Kompaktierschweißen, z. B. Widerstands- oder Ultraschall-Schweißvorrichtung; Arbeitsstation
2: zweiteiliges Oberwerkzeug, aufweisend oberes Schweißwerkzeug 410 und obere/s Schweißbacke/-werkzeug 510
3: zweiteiliges Unterwerkzeug, aufweisend unteres Schweißwerkzeug 410 und untere/s Schweißbacke/-werkzeug 510
10: elektrischer (Signal-)Anschlusskontakt, z. B. Stift-/Buchsenkontakt, Terminal oder elektrischer Anschluss an einem Stanzgitter
102: Crimplaschen
104: elektrische Anschlusszone
110: Trägerstreifen
112: Transportöffnung
20: Crimpwerkzeug, Biegestempel
30: elektrisches Kabel, elektrische Leitung,
302: elektrische Isolierung
304: elektrische (Innen-)Leitung, bevorzugt Litzenleiter mit einer Vielzahl von Einzeldrähten
305: kompaktierter Abschnitt der elektrischen Leitung 304
40: Schweißwerkzeug, z. B. Elektrode, Sonotrode, Amboss, Schweißhorn
410: oberes, bevorzugt bewegliches, Schweißwerkzeug, z. B. Oberelektrode, Sonotrode
412: Schweißfläche des oberen Schweißwerkzeugs 410
420: unteres, bevorzugt feststehendes, Schweißwerkzeug, z. B. Unterelektrode, Amboss
422: Schweißfläche des unteren Schweißwerkzeugs 420
45: Verdichtungsraum
50: Schweißbacke, Schweißwerkzeug, insbesondere Keramikbacke; Schieber
510: obere/s, bevorzugt bewegliche/s, Schweißbacke/-werkzeug, z. B. Oberbacke, bevorzugt aus Keramik aufgebaut
514: (seitliche) Begrenzungsfläche des/der oberen Schweißwerkzeugs/-backe 510 für Verdichtungsraum
516: Führungsbohrung für Führungsstift 66
520: untere/s, bevorzugt bewegliche/s, Schweißbacke/-werkzeug, z. B. Unterbacke, bevorzugt aus Keramik aufgebaut
524: (seitliche) Begrenzungsfläche des/der unteren Schweißwerkzeugs/-backe 420 für Verdichtungsraum
60: beweglicher Halter für Oberwerkzeug 2 bzw. oberes Schweißwerkzeug 410 und obere/s Schweißbacke/-werkzeug 510
62: Führung für obere/s Schweißbacke/-werkzeug 510
66: Führungsstift (optional)
70: bevorzugt feststehender Halter für Unterwerkzeug 3 bzw. unteres Schweißwerkzeug 420 und untere/s Schweißbacke/werkzeug 520 (optional)
72: Führung für untere/s Schweißbacke/-werkzeug 520
B₁₀₄: Breite des elektrischen Anschlusskontakts 10 im Bereich seiner elektrischen Anschlusszone 104
B₃₀₅: Schweißbreite, Breite des kompaktierten Abschnitts 305 des elektrischen Kabels 30, variabel
U₄₀: Schweißspannung zwischen Elektroden 40; 410, 420
I₄₀: Schweißstrom zwischen Elektroden 40; 410, 420
Δh₄₁₀: Setzweg des oberen Schweißwerkzeugs 410 und der/des unteren Schweißbacke/-werkzeug 520 während des Kompaktierschweißens

h_A: Kontrolle: Aufsetzhöhe
Δt₄₀: Kontrolle: Schweißzeit
Δh_S: Kontrolle: Setzweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3719083 C1 [0004]
- DE 3437749 A1 [0005]
- US 2008/0032569 [0006]
- EP 1771274 A2 [0006]

Claims

Vorrichtung zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung (304), insbesondere an einen elektrischen Anschlusskontakt (10), bevorzugt für widerstandsüberwachte Schaltkreise in einem Kraftfahrzeug, mit einem unteren Schweißwerkzeug (420), auf welchem ein zu kompaktierender Abschnitt (305) der Leitung (304) positionierbar ist, und mit drei beweglichen Schweißwerkzeugen (410, 510, 520), wobei mit einem beweglichen Schweißwerkzeug (510), welches zwei translatorische Freiheitsgrade besitzt, eine Breite (B₃₀₅) des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der Leitung (304) bezüglich des unteren Schweißwerkzeugs (420) variabel einstellbar ist, und die beiden anderen beweglichen Schweißwerkzeuge (410, 520) derart bewegbar sind, dass sie einen durch die Breite (B₃₀₅) des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der Leitung (304), begrenzten Verdichtungsraum (45) in einer Umfangsrichtung schließen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei auf dem unteren Schweißwerkzeug (420) ein elektrischer Anschlusskontakt (10) vorsehbar ist, auf dessen elektrischer Anschlusszone (104) der zu kompaktierende Abschnitt (305) der elektrischen Leitung (304) positionierbar ist, und sich mittels der drei beweglichen Schweißwerkzeuge (410, 510, 520) der Verdichtungsraum (45) auf der Anschlusszone (104) des Anschlusskontakts (10) ausbildet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das untere Schweißwerkzeug (420) und eines der anderen Schweißwerkzeuge (520) zu einem Unterwerkzeug (3), und die beiden verbleibenden Schweißwerkzeuge (410, 510) zu einem Oberwerkzeug (2) zusammengefasst sind, wobei jeweils ein Schweißwerkzeug (510; 520) im Oberwerkzeug (2) bzw. im Unterwerkzeug (3) gegenüber dem jeweilig betref fenden anderen Schweißwerkzeug (410; 420) im Oberwerkzeug (2) bzw. im Unterwerkzeug (3), bevorzugt vertikal, verschieblich und, bevorzugt direkt, benachbart dazu angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schweißwerkzeug (510, 520) des Oberwerkzeugs (2) bzw. des Unterwerkzeugs (3) eine Schweißbacke (510, 520), bevorzugt eine Keramikbacke (510, 520) ist; und das Schweißwerkzeug (410, 420) des Oberwerkzeugs (2) bzw. des Unterwerkzeugs (3) eine Schweißeinrichtung (410, 420), bevorzugt eine Elektrode (410, 420) ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Oberwerkzeug (2) an/in einem Halter (60) vorgesehen ist und die Schweißbacke (510) des Oberwerkzeugs (2) federnd am/im Halter (60) vorgesehen ist, und/oder das Unterwerkzeug (3) an/in einem Halter (70) vorgesehen ist und die Schweißbacke (520) des Unterwerkzeugs (3) federnd am/im Halter (70) vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Halter (60) des Oberwerkzeugs (2) zwei Ebenen, bevorzugt vertikal und horizontal, verfahrbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bevorzugt beide Schweißeinrichtungen (410, 420) breiter ausgebildet sind, als der elektrische Anschlusskontakt (10) in einem zu verschweißenden Abschnitt bzw. die Breite (B₃₀₅) des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der elektrischen Leitung (304).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung eine Widerstands-Schweißvorrichtung ist.
Verfahren zum Kompaktierschweißen einer elektrischen Leitung (304), insbesondere an einen elektrischen Anschluss kontakt (10), bevorzugt für widerstandsüberwachte Schaltkreise in einem Kraftfahrzeug, wobei auf einem Unterwerkzeug (3) ein zu kompaktierender Abschnitt (305) der Leitung (304) positioniert wird, und durch das Unterwerkzeug (3) und ein Oberwerkzeug (2) ein in seiner Breite (B₃₀₅) variabler Verdichtungsraum (45) um den zu kompaktierenden Abschnitt (305) der Leitung (304) herum ausgebildet wird, und anschließend durch das Unterwerkzeug (3) und das Oberwerkzeug (2) ein Kompaktier-Schweißverfahren durchgeführt wird, wobei der zu kompaktierende Abschnitt (305) der Leitung (304) kompaktiert und verschweißt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei zeitlich vor dem Positionieren des zu kompaktierenden Abschnitts (305) der elektrischen Leitung (304), ein elektrischer Anschlusskontakt (10) auf dem Unterwerkzeug (3) vorgesehen wird, und zeitlich danach der zu kompaktierende Abschnitt (305) der Leitung (304) auf einer elektrischen Anschlusszone (104) des Anschlusskontakts (10) positioniert wird, und zeitlich daran anschließend das Oberwerkzeug (3) teilweise auf die Anschlusszone (104) derart aufgesetzt wird, dass dabei die Breite (B₃₀₅) des Verdichtungsraums (45) auf dem Anschlusskontakt (10) begrenzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei zeitlich vor oder beim Durchführen des Kompaktier-Schweißverfahrens durch ein Crimpwerkzeug (20) ein Isolationscrimp des elektrischen Anschlusskontakts (10) mit einem elektrischen Kabel (30) hergestellt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Oberwerkzeug (3) eine Schweißeinrichtung (410) und eine Schweißbacke (510) umfasst, und durch die Schweißbacke (510) die Breite (B₃₀₅) des Verdichtungsraums (45) für den zu kompaktierenden Abschnitt (305) der elektrischen Leitung (304) begrenzt wird, und/oder das Unterwerkzeug (2) eine Schweißeinrichtung (420) und eine Schweißbacke (520) umfasst, und durch die Schweißbacke (520) die Breite (B₃₀₅) des Verdichtungsraums (45) für den zu kompaktierenden Abschnitt (305) der elektrischen Leitung (304) begrenzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Schweißbacke (510, 520) des Oberwerkzeugs (3) bzw. des Unterwerkzeugs (2) gegenüber der jeweiligen Schweißeinrichtung (410, 420) des Oberwerkzeugs (3) bzw. des Unterwerkzeugs (2) federnd bewegbar ist, und das Oberwerkzeug (3) in zwei Ebenen derart verfahren wird, dass beim Ausbilden des Verdichtungsraums (45) die Schweißbacke (510) des Oberwerkzeugs (3) gegenüber der Schweißeinrichtung (410) des Oberwerkzeugs (3), und die Schweißbacke (520) des Unterwerkzeugs (2) gegenüber der Schweißeinrichtung (420) des Unterwerkzeugs (3) verlagert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Schweißvorgang ein Widerstands-Schweißvorgang ist.