DE10261019B4 - Non-detachable laser welding connection between a flat formed punched grid and a pin and method for producing such a non-detachable welded joint - Google Patents
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Abstract
Nicht lösbare Laserschweißverbindungsanordnung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter (1) und einem nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters (1) ausgebildeten Stift (3), wobei das Stanzgitter (1) Stanzgitteraugen mit jeweils einem Loch (2) zur Auflage auf dem Stift (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (2) in seinem Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Stiftes (3), wobei die Schweißverbindung dadurch erzeugt ist, indem nur eine zu dem Stift (3) hinweisende Randzone (7) der Innenwandung (8) des Lochs (2) zusammen mit dem Stift (3) aufgeschmolzen wird.Non-detachable laser welding connection arrangement between a flat lead frame (1) and a pin (3) which is almost perpendicular to the longitudinal extension of the lead frame (1), the lead frame (1) punched grid eyes each having a hole (2) to rest on the pin (3) characterized in that the diameter of the hole (2) is smaller than the outer diameter of the pin (3), the welded connection being produced by only one edge zone (7) of the inner wall (8) pointing towards the pin (3) ) of the hole (2) is melted together with the pin (3).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine nicht lösbare Laserschweißverbindungsanordnung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einer nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stifts, wobei das Stanzgitter Löcher in der Ausbildung von Stanzgitteraugen zur Auflage auf dem Stift aufweist, und die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren Schweißverbindung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einem nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stift.The invention relates to a non-detachable laser welding connection arrangement between a flat formed punched grid and a pin formed almost perpendicular to the longitudinal extent of the stamped grid, wherein the stamped grid has holes in the formation of stamped grid eyes for resting on the pin, and the invention relates to a method for producing a non-detachable welded joint between a flat formed punched grid and a pin formed almost perpendicular to the longitudinal extent of the stamped grid.
Stand der TechnikState of the art
Stanzgitter der vorliegenden Art sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Sie sind hierfür vorgesehen, um Anschlüsse für beispielsweise Wegsensoren, Drehzahlsensoren, insbesondere im Automobilbereich über längere Strecken zu einer Steuerelektronik herzustellen. Diese Stanzgitter weisen mehrere elektrische Ladebahnen auf und werden in der Regel durch einen Stanzvorgang hergestellt.Punching grid of the present type are known in many designs. They are provided for this purpose to make connections for example, displacement sensors, speed sensors, in particular in the automotive sector over longer distances to a control electronics. These stamped grids have a plurality of electrical charging paths and are usually produced by a stamping process.
Um diese Stanzgitter zu fixieren, sind sogenannte Stanzgitteraugen vorgesehen, die mit Stiften, die in den Gehäusen angeordnet sind, verbunden werden. Die Stanzgitteraugen sind auf der Stirnseite der Stifte der Steuerelektronik flach ausgebildet und werden ungefähr mittig aufgelegt und dort lasergeschweißt. Der Laserstrahl selbst trifft unmittelbar auf das Stanzgitterauge, wodurch ein vollständiges Aufschmelzen der vollen Blechdicke des Stanzgitters notwendig ist, damit die aufgebrachte und eingekoppelte Schweißenergie den darunter liegenden Stift aus Metall erreicht und diesen in seinen Kernzonen anschmelzt. Die beiden in Schmelze befindlichen Stanzgitter bzw. Stift vereinigen sich nach dem Abschalten des Laserstrahls bzw. Auskühlen der Schmelze.In order to fix these stamped grid, so-called stamped grid eyes are provided, which are connected to pins which are arranged in the housings. The punched grid eyes are flat on the front side of the pins of the control electronics and are placed approximately centrally and laser-welded there. The laser beam itself impinges directly on the punched grid eye, whereby a complete melting of the full sheet thickness of the punched grid is necessary so that the applied and coupled welding energy reaches the underlying pin made of metal and melts this in its core zones. The two in-melt punched grid or pin unite after switching off the laser beam or cooling the melt.
Aus der
Aus der
In beiden bekannten Ausführungen dieser nicht lösbaren Schweißverbindungsanordnungen wird jedoch kein Stift in ein Loch eines Stanzgitters in der Weise eingebracht, dass eine Schweißverbindung nur über eine Randzonenaufschmelzung erzeugt wird.However, in both known embodiments of these non-releasable weld joint assemblies, a pin is not inserted into a hole of a stamped grid in such a way that a welded connection is produced only via a Randzonenaufschmelzung.
Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art
Ein wesentlicher Nachteil des Standes der Technik ist, dass zur Herstellung dieser nicht lösbaren Laserschweißverbindung sehr viel Schweißenergie notwendig ist, um zunächst das Stanzgitter und anschließend auch die stiftartige Ausbildung aufzuschmelzen.A major disadvantage of the prior art is that a lot of welding energy is necessary to produce this non-detachable laser welding connection, first to melt the stamped grid and then the pin-like design.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung derart zu optimieren, dass wesentlich weniger Schweißenergie benötigt wird, um eine solche nichtlösbare Verbindungsanordnung zwischen einem flach ausgebildeten Stanzgitter und einem hierzu nahezu senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters ausgebildeten Stifts herzustellen.The object of the invention is to optimize a connection arrangement and a method for producing a connection arrangement such that substantially less welding energy is required to produce such a non-detachable connection arrangement between a flat stamped grid and a pin formed for this purpose almost perpendicular to the longitudinal extent of the stamped grid.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Der Kerngedanke der Lösung der Aufgabe besteht darin, den Laserstrahl derart einzukoppeln, dass ausschließlich die zum Stift hinweisende Randzone der Innenwandung des Lochs des Stanzgitters zusammen mit dem Stift aufgeschmolzen wird, so dass es nicht mehr notwendig ist, die gesamte Blechdicke des Stanzgitters mit aufzuschmelzen.The central idea of the solution of the problem is to inject the laser beam such that only the pin pointing edge zone of the inner wall of the hole of the stamped grid is melted together with the pen, so that it is no longer necessary to melt the entire sheet thickness of the stamped grid.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der wesentliche Unterschied zu dem bereits im Stand der Technik bekannten Verfahren besteht darin, dass die Löcher im Stanzgitterauge einige Zehntel mm kleiner sind als der Außendurchmesser des Außenstiftes, so dass es zu einer flächigen Auflage vorzugsweise auf der Stirnseite des Stifts kommt.The essential difference to the already known in the prior art method is that the holes in the punched grid eye are a few tenths mm smaller than the outer diameter of the outer pin, so that it comes to a flat support preferably on the front side of the pin.
Zur Herstellung der nicht lösbaren Schweißverbindung wird die Laseroptik vorzugsweise mittig zum jeweiligen Loch im Stanzgitterauge ausgerichtet. Die Einstellung des Laserstrahls (Fokus-Abstand) wird derart gewählt, dass nur eine Randzone der Lochinnenwand in Richtung Stirnseite des Stifts aufgeschmolzen wird. Durch die Anordnung des Laserstrahls bzw. dessen Fokussierung oberhalb des Stanzgitters wird auch erreicht, dass eine ringförmige Verbindungsanordnung entsteht, die eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit als eine Punktschweißverbindung aufweist.To produce the non-detachable welded connection, the laser optics is preferably aligned centrally with the respective hole in the stamped grid eye. The adjustment of the laser beam (focus distance) is selected such that only one edge zone of the hole inner wall is melted in the direction of the end side of the pin. The arrangement of the laser beam or its focusing above the stamped grid is also achieved that an annular connection arrangement is formed which has a substantially higher mechanical strength than a spot welded joint.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Schmelzen beider Teile sehr einfach vereinigen können, da sie innerhalb der Lochtiefe des Stanzgitterauges gefangen sind (aufgrund des Abschlusses des Lochs durch den Stift).Another important advantage of the invention is that the melts of both parts can be very easily combined, since they are trapped within the hole depth of the stamped grid eye (due to the completion of the hole by the pin).
Vorzugsweise ist das Loch im Stanzgitterauge gestanzt, so dass eine gleichmäßige Einkupplung des Laserstrahls erfolgen kann, wodurch wiederum eine hohe Gleichmäßigkeit der Schweißparameter erreicht wird.Preferably, the hole is punched in the leadframe, so that a uniform coupling of the laser beam can take place, which in turn a high uniformity of the welding parameters is achieved.
Die Ebenheit des Stanzgitterauges ist von geringer Bedeutung, ebenso die Beschaffenheit der Oberfläche des Stanzgitters.The flatness of the stamped grid eye is of little importance, as is the nature of the surface of the stamped grid.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüche hervor.Further advantageous embodiments will become apparent from the following description, the drawings and the claims.
Zeichnungendrawings
Es zeigenShow it
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Sie umfasst ein Stanzgitter
Die nicht lösbare Verbindungsanordnung wird durch einen Laserstrahl
In
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