DE2063535B2

DE2063535B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen eines dünnen isolierten Drahtes mit einem, in einem elektrischen Bauteil eingebetteten Anschlußstift

Info

Publication number: DE2063535B2
Application number: DE2063535A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. Broesamle; Erich Vojta
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1974-05-09
Also published as: IT944236B; NL7116735A; DE2063535C3; LU64492A1; ZA717990B; DE2063535A1; BE777208A; FR2119432A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweißen dnes dünnen, weniger als 0,3 mm dikken isolierten Drahte* mit einen" in einem elektrischen Bauteil eingebetteten Anschlußstift, gemäß «.lern man den Draht in mehreren Windungen um den Anschlußstift legt und über dem Kopf des Anschlußstifte > einen Lichtbogen zündet und dabei den Anschlußdraht mit dem Aiischlußstift zu einer Perle verschv '*ißt sowie fernerhin auf eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.

Es ist bekannt, dünne, z. B. lackisolierte Drähte um einen Ansdilußstift zu wickeln und sodann den Draht mit den¹ Anschlußstift zu verschweißen. Unter der Einwirkung der hohen Schweißtemperatur verdampft die L;Vidsolationsschicht. Die Schweißtemperatur kann hierbei in beliebiger bekannter Art. sei es durch Widei Standswärme oder mittels eines Knallg.-'sgebläses, erzeugt werden.

Fernerhin ist es bekannt, Anschlußdrähte. z.B. von elektrischen Relais, Transformatoren od. dgl.. mit einem Anschlußstift durch Schweißen zu verbinden. Dies geschieht z.B. durch Widerstandserwärmung bis auf die Schweißtemperatur des Anschlußstiftes und de:; Anschlußdrahtes. Nachteilig ist es, daß die vom Aiischlußstift abgeleitete Wärme auf das ihn tragende Bauteil übertragen wird. Je nach der Art des Materials des Bauteiles können dabei hohe Wännespannung oder, sofern das Bauteil aus Kunststoff gebildet ist, Schäden durch Aufschmelzungen entstehen. Auch ist es bekannt, das Verschweißen des Anschlußstiftes mit einem dünnen Draht in einem Lichtbogen zu vollziehen. Der Draht wird dabei in mehreren Windungen um den Anschlußstift gewickelt und in einem nachfolgenden Arbeitsschritt über dem Kopf des Anschlußstiftes — ζ. B. einer Stahlhülse — ein Lichtbogen gezündet. Dabei verschweißt der dünne Draht im Bereich des Stiftkopfes zu einer Perle. Diese Verfahrensweise hat sich an sich gut bewährt; indessen besteht auch hier der Nachteil, daß die beim Schweißen unkontrolliert aufgewandte Wärme über den Stift an seine Verbindungsstelle mil dem Bauteil gelangt.

Diese bekannten Verfahren zur Erzeugung der Schweißwärme sind zum Verbinden eines dünnen Drahtes mit einem in einem elektrischen Bauelement eingebetteten Anschlußstift nicht oder nur bedingt anwendbar. Insbesondere bei kleinen elektrischen Bauelementen ist die Einwirkungsdauer zum Verschweißen des dünnen Drahtes mit dem meist in einem Kunststoffteil eingebetteten Aiischlußstift zu groß, so daß sich letzterer im Bauelement löst bzw. da^ Bauelement Schaden erleidet.

Ausgehend vom eingangs genannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschweißen eines dünnen isolierten Drahtes mit einem, z.B. in einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Bauteil eingebetteten Anschlußstift zu schaffen, wobei jedoch die Schweißwärme so bemessen werden soll, daß die Verbindungsstelle des Anschlußstiftc^ mit dem Bauteil keinen Sehaden erleidet. Diese Aufgabe wird gemäß dein erfinderischen Verfahren durch nachfolgende Verfahrensschrittc gelöst, nämlich daß man

a) den isolierten Draht um den Anschlußstift des Bauteiles wickelt, derart, daß im Bereich des Kopfes mindestens drei Windungen auf einem Millimeter liegen und sodann

b) den Anschljßstift an das Gegenpotential eines WIG-Schweißbrenners legt, sowie

c) den WIG-Schweißbrenner in einem Abstand von weniger als 3 mm, vorzugsweise nur 0,5 mm. über dem Kopf des Anschlußstiftes ausrichtet und letztlich

d) den WIG-Schweißlichtbogen kurzzeitig, höchstens 0,75 Sek., vorzugsweise jedoch nur 0,5 Sek.. zündet.

Mit dem ersten Schritt des Verfahrens wird erreicht, daß im Bereich der Schweißverbindungsstelle eine hinreichende Menge Material zur Bildung einer Legierung zwischen dem Material des Anschlußdrahtes einerseits und dem Material des \nschlußstiftes andererseits zur Verfügung steht. Durch den zweiten und dritten Schritt wird bewerkstelligt, daß sich unmittelbar über dem Kopf des Anschlußstiftes ein in seiner Chaiaxterisiik sp;;zei Lichtbogen bildet. Durch den abschließenden Verfahrensschritt, nämlich durch die Bemessung de; .>chweißzcii bzw. Brennzeit des Lichtbogens, wird die zum Aufschmelzen der Schweißstelle benötigte Wärmemenge genau dosiert, so daß die Wärmebelastung der Verbin-

dungsstellf des Anschlußstiftes im Bauteil unter der schädlichen Schwelle gehalten wird.

Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mänlich zum Verschweißen der dünnen Anschlußdrähte mit den Anschlußstiften eines Bauteiles, benutzt man vorteilhaft einen mehrere, nämlich der Anzahl der Anschlußstifte entsprechenden Elektroden aufweisenden WIG-Schweißbrenner, der mit einer Führungsvorrichtung zur sukzessiven Führung der Bauteile in die Schweißposition ausgerüsteten Schweißvorrichtung gehalten ist, die eine die zu verschweißenden Anschlußelemente nacheinander an das Schweißpotential legende Schaltvorrichtung aufweist.

Lichtbogenschweißmaschinen mit mehreren Schweißelektroden, die nacheinander durch eine Schaltvorrichtung an das Schweißpotential gelegt werden, sind an sich bekannt. Eine derartige Vorrichtung findet zur Ausübung des Verfahrens Anwendung, bei dem die Werkstücke, im vorliegenden Falle die Relaisspule, mit kontinuierlichem oder taktweisem Vorschub in ihre Schweißposition gebracht werden. Im vorliegenden Falle werden die Bauelemente nacheinander unter den, entsprechend der Anzahl und dem Abstand der Anschlußstifte mit Elektroden ausgerüsteten WIG-Schweißbrenner geführt. Die Anschlußstifie sind zumeist durch das elektrische Bauelement hindurchgeführt. Die der Schweißstelle abgekehrten Enden der Steckerstifte werden in Anschlußbuchsen der Führungsvorrichtung eingesetzt. Befinden sich beim sukzessiven Vorschub der Bauelemente die mit dem dünnen Draht zu verschweißenden Anschlußctifte unmittelbar unter den Schweißelektroden, so wird von der Schaltvorrichtung zunächst der e^;ne Anschlußstift an das Schweißpotential gelegt, worauf die über dem betreffenden Anschlußstift stehende Elektrode des Wlu-Schweißbrenners zündet. Darauffolgend wird der andere Anschlußstift des Bauelementes an das Schweißpotential gelegt, wobei nunmehr die andere Elektrode des WIG-Schweißbrenners zündet und den dünnen Draht mit dem Anschlußstift verschweißt.

Ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dienenden Schweißvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.

Gemäß Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus einer Grundplatte 1 und damit verbundenen Führungsschienen 2 und 2' sowie einem oder mehreren darin geführten Schlitten 3 und 3' uws., einem WIG-Schweißbrenner 4 mit auf der Grundplatte 1 befestigtem Halter 5, einer Positioniereinheit 6 sowie einem Steucrungsk;isten 7. Der WIG-Schweißbrenner besitzt im voi liegenden Beispiel zwei Elektroden und 8' sow^;- Anschlüsse für Kühlmittel und Schweißstrom 9 und Schutzgas 9'.

Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, besteht ζ. B. ein elektrisches Bauelement aas einem aus thermoplastischem Kunststoff gebildeten Träger 10 und einer Spule 11, wobei ein oder mehrere Anschlußstiftel3 und 13' durch den Träger hindurchgeführt sind. Wie ersichtlich, wird der Drahtanfang bzw. das Drahtende 14 der Spuleil um den Kopf des Anschlußstiftes 13 gewickelt, derart, daß mindestens drei Windungen auf einer Länge von 1 mm — vom Ende des Anschlußstiites gemessen — um letzteren ίο liegen. Im vorliegenden Beispiel sind die Anschlußstifte 13 durch den Träger hindurchgeführt und ragen mit ihren Enden 15 aus dem Träger 10 hervor.

Wie besonders aus F i g. 3 hervorgeht, wird das elektrische Bauelement mit den Enden 15 der Anschlußstifte in Buchsen 16 des Schlittens 3 eingesetzt. Darauffolgend wird der Schlitten so weit verschoben, daß die umwickelten Enden der Anschlußstifte unter die nadeiförmigen Enden der Elektroden 8, 8' des WIG-Schweißbrenners 4 zu stehen kommen. Die ao Elektroden 8, 8' liegen an einem gemeinsamen Schweißpotential, wohingegen die Sockelstifte 15 am Gegenpotential liegen. Wird der Schweißstromschalter 17 geschlossen — wie dargestellt —, so wird in der gezeigten Stellung eines Umschalters 18 zunächst die Schweißelektrode 8' und darauffolgend, nach einer Umschaltung des Schalters 18 in die gestrichelt dargestellte Lage, die Elektrode 8 gezündet. Der Umschalter 18 ist hierbei derart eingerichtet, daß er 0,5 Sek. den Kontakt 181, sowie nach Unterbrechung des Kontaktes, den Kontakt 182 ebenfalls 0,5 Sek. geschlossen hält. Der Elektrodenabstand h der Elektrodenspitzen über dem Kopf der Anschlußstifte beträgt etwa 0.5 mm, wobei der Abstand in Abhängigkeit von der Höhe der angelegten Schweißspannung auch etwas größer bemessen sein kann. Während des kurzzeitig andauernden Schweißvorganges verschweißt der dünne isolierte Spulendraht mit dem AnschluC.slift zu einer Schweißperle 19.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Fig. 1 besitzt Positionieranschläge61 und 62. welche vo" der Positioniereinrichtung6 steuerbar sind. Die Schlitten 3, 3' sind — gemäß dem Beispiel — mit einem Stahlband 20 verbunden, wobei das Stahlband von einem nicht dargestellt*.:! Elektromotor über eine Reibkupplung angetrieben wird. Ist nach etwa einer Sekunde die Schweifung vollzagen, so worden von der Positioniereinrichtung 6 die Positionieranschläge 61 und 62 aus dem Transportweg des Schlittens 3 gezogen, so daß der Transport des Schlittens wiederum einsetzt. Am Schaltkasten 7 kann sowohl die Transportgeschwindigkeil des Schlittens wie auch die Schweißstromzeit, d. h. die Zeit zur Betätigung des Schalters 18, eingestellt werden. Mit der dargestellten Vorrichtung gemaß Fig. 1 kann fernerhin ein Beobachtungsmikroskop verbunden sein.

Hierzu 1 Blat¹ Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verschweißen eines dünnen, weniger als 0,3 mm dicken isolierten Drahtes mit einem in einem elektrischen Bauteil eingebetteten Anschlußstift, gemäß dem man den Draht in mehreren Windungen um den Anschlußstift legt und über dem Kopf des Anschlußstiftes einen Lichtbogen zündet und dabei den Anschlußdraht mit dem Anschlußstift zu einer Perle verschweißt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, nämlich daß man

den isolierten Draht um den Anschlußstift des Bauteiles wickelt, derart, daß im Bereich des Kopfes mindestens drei Windungen auf einem Millimeter liegen und sodann den Anschlußstift an das Gegenpotential eines WIG-Schweißbrenners legt sowie
den WIG-Schweißbrenner in einem Abstand (Λ) von weniger als 3 mm, vorzugsweise nur 0,5 mm, über dem Kopf des Anschlußstiftes ausrichtet und letztlich
den WIG-Schweißlichtbogen kurzzeitig, höchstens 0,75 Sekunden, vorzugsweise nur 0,5 Sekunden, zündet.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das Bauteil mehrere Anschlußstifte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem mehrere — der Anzahl der Anschlußstifte entsprechend — Elektroden (8. 8') aufweisenden WIG-Schweißbrenner (4) und einer Führungsvorrichtung (2, 3) für die Bauteile (Fig. 2) sowie einer die zu \erschweißenden Anschlußelemenle (13, 14) nacheinandei an das Schweißpotential legenden Schaltvorrichtung (17. 18) besteht.

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