DE2217172B2 - Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten Elementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinanderge-

schweißten Elementen mit sehr rascher Fabrikationsfolge, wobei die Elemente im wesentlichen aus zwei stoßgeschweißten Elementen bestehen, beispielsweise zwei verschiedenartigen Metalldrahtabschnitten, einem Draht und einer Metallschale die einen Träger für ein

es anderes, später in sie eingesetztes oder eingefalztes Element, wie einen Transistor, einen elektrischen Widerstand od. dgl., bildet eine Querplatte oder ein Querkopf und ein elektrischer Verbindungsdraht usw.

Die erfindungsgemäße Maschine ist insbesondere anwendbar bei der Herstellung von Bauteilen, die im allgemeinen als Stifte bezeichnet werden und als elektrische Verbindungselemente zwischen einer Elektrode einer Vakuumröhre, beispielsweise einer Diode, und dem Äußeren dieser Röhre dienen, indem sie die dichte Durchführung durch die Wand der Röhre ermöglichen. Derartige Stifte haben gewöhnlich die Form eines ersten Drahtabschnitts aus elektrisch leitendem Dreht, insbesondere aas Kupfer oder anderen Metallen, wie Molybdän, Wolfram, Tantal, von geringer Länge, der aus einer leitenden Metallseele und einer äußeren Isolierschicht besteht, beispielsweise aus einer Kupfer-Bor-Verbindung, und eines zweiten längeren Abschnitts von leitendem Draht, beispielsweise aus reinem Kupfer oder Nickel, wobei diese beiden Abschnitte mit ihren gegenüberliegenden ebenen Flächen, die zwei geraden Schnitten der sie bildenden Drähte entsprechen, stoßweise aneinanderjeschweißt sind.

Es sind bereits zahlreiche Typen von Impulsschweißmaschinen zur Herstellung solcher Bauteile bekannt, in denen die zu verschweißenden Drahtabschnitte kontinuierlich von zwei Drähten erhalten werden, die sich von zwei getrennten Spulen abwickeln, wobei die Abschnitte jeder durch Abschneiden der Drähte mit der gewünschten Länge erhalten und anschließend in Zangen eingespannt werden, welche sie so stoßweise zueinanderbringen, daß ein von einer Hochspannungsquelle gelieferter, im Augenblick ihrer gegenseitigen Berührung ausgelöster elektrischer Impuls ihre Widerstandsschweißung bewirkt, worauf der erhaltene Stift sofort ausgeworfen wird, um einen weiteren Stift schweißen zu können, und dieser Vorgang sich in möglichst rascher Folge wiederholt In diesen Maschinen wird jedoch der für den Betrieb erforderliche Bewegungsablauf, der insbesondere in der genauen zeitlichen Verteilung der Phasen des Vorschubs und Schnitts der Drähte, der Heranführung der beiden verschiedenen Abschnitte in die Schweißstellung, der Schweißung dieser beiden Abschnitte an ihren Berührungsflächen und des Auswurfs der erhaltenen Stifte besteht, durch eine Anordnung von Nockenscheiben realisiert, die von mindestens einer angetriebenen und sich parallel oder senkrecht zu den Drähten erstreckenden Welle getragen sind, wobei diese Ncckenscheiben auf Betätigungshebel einwirken, welche die aufeinanderfolgenden mechanischen Arbeitsgänge bewirken. Die Nockenscheiben wirken daher stets positiv auf die entsprechenden Hebel, deren Rückstellung gegen die Wirkung der Nockenscheiben mittels Federn von im allgemeinen großer Länge erfolgt Durch eine solche Konstruktion dieser Maschinen stößt die erwünschte Erhöhung der Produktionsfolge an eine Grenze. Die Produktion kann im allgemeinen nicht über 10 000 bis 12 000 Stück pro Stunde gesteigert werden, da sonst die Trägheit der Hebel und Rückstellfedern unkontrollierbare Schläge der Hebel erzeugen, welche notwendigerweise die Fabrikation unterbrechen.

Die Erfindung betrifft eine Impulsschweißmaschine der eingangs genannten Art, welche diese Nachteile behebt und wesentlich raschere Produktionsfolgen als die bisherigen Maschinen ermöglicht Das wird insbesondere erreicht durch die Vermeidung von langen Rückholfedern, die den Steuernockenscheiben entgegenwirken. Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht ausgehend von einem kontinuierlichen Draht den Vorschub und das Abschneiden von Abschnitten von diesem Draht und schließlich das Anschweißen dieser Abschnitte an einem zweiten Element, das insbesondere ein zweiter Drahtabschnitt sein kann, der in entsprechender Weise in einer zweiten Maschine behandelt wurde, die in der automatischen Maschine gegenüber der ersten Maschine angeordnet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient eine Maschine der eingangs angegebenen Art, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine waagerecht drehbare Steuerwelle, die in einem festen Gestell auf zwei Endlagern läuft, eine zur Welle koaxiale und mit ihr fest verbundene zylindrische Hülse, in deren Außenflä- * ehe eine Mehrzahl von Führungsnuten ausgebildet sind, eine waagerechte obere ebene Platine mit mindestens zwei parallelen übereinander angeordneten Gleitschienen für zwei unabhängige bewegliche Wagen, von denen jeder einen senkrechten Zapfen mit einer Rolle aufweist, die in eine als Führungsnocke dienende Nut der Hülse eingreift, zwei Drahtgreifzangen, die von den Wagen getragen sind, welche durch die Führungsnuten gemäß programmierten Wechselbewegungen verschoben werden, wobei die Greifzangen außerdem abwechselnd und entgegengesetzt zueinander offen und geschlossen sind, um den kontinuierlichen Vorschub des Drahts in der Transfervorrichtung zu bewirken, eine Vorrichtung, welche zusammen mit der Steuerung der Stellung der Wagen auf den Gleitschienen das öffnen und Schließen der Greifzangen bewirkt, eine Schneidvorrichtung, welche den Draht nach seinem Vorschub durch die Wagen in Abschnitte bestimmter Länge zerschneidet, und durch eine Vorrichtung, die jeden Drahtabschnitt nach dem Abschneiden mit einer Klemme einer elektrischen Hochspannungsquelle verbindet, die einen Schweißimpuls liefert

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine trägt der erste Wagen eine erste Greifzange, welche zwei an vom Wagen getragenen senkrechten Achsen angelenkte Backen aufweist die durch eine Querfeder von geringer Trägheit in die Öffnungsstellung der Greifzange gedrückt werden und an einem Ende Nasen für das Einspannen des Drahts und am anderen Ende Andruckrollen aufweisen, die mit abgestuften Rampen in Berührung stehen, die in den Seitenflächen eines waagerechten Schlittens vorgesehen sind, der von einem dritten, auf der gleichen Gleitschiene wie der erste Wagen angeordneten Wagen getragen ist, der in Richtung der Achse der Greifzange mit einer Wechselbewegung verschoben wird, die durch eine in eine andere Führungsnut der zylindrischen Hülse eingreifende Rolle erhalten wird. Vorteilhafterweise weisen die abgestuften Rampen des waagerechten Schuhs drei aufeinanderfolgende und versetzte ebene Stufen auf, welche für die erste Greifzange drei Stellungen, nämlich öffnen, Schließvorbereitung und Schließen auf dem entsprechenden Drahtabschnitt bestimmen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal besteht die vom zweiten Wagen getragene zweite Greifzange aus zwei Backen, von denen die eine feststeht und die zweite, gegenüber der ersten bewegliche Backe an einer vom Wagen getragenen waagerechten Achse angelenkt ist, wobei die beiden Backt/i durch eine zwischen ihnen eingespannte Feder in die Schließstellung auf dem Draht gedrückt werden und die bewegliche Backe durch eine mit einer anderen Führungsnut der zylindrischen Hülse zusammenwirkende Rolle gesteuert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzueten Ausführunsrs-

form weist die Drahtschneidevorrichtung zwei Läufe mit waagerechter Achse auf, durch die der Draht läuft und von denen einer von einem feststehenden Gerüst und der zweite von einem Schieber getragen ist, der in einer senkrechten Gleitschiene des feststehenden Gerüsts geführt ist und durch eine Druckrolle einer Wechselverschiebung unterworfen wird, indem die Druckrolle von einer mit dem Schieber verbundenen waagerechten Achse getragen ist und mit einer ersten Nockenscheibe zusammenwirkt, die am Ende der zylindrischen Hülse vorgesehen ist, wobei sie unter der Wirkung einer zwischen dem Schieber und einem waagerechten Kragen des feststehenden Gerüsts angebrachten Rückholfeder steht

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann schließlich die Vorrichtung zur Verbindung jedes abgeschnittenen Drahtstücks mit einem Pol einer elektrischen Hochspannungsquelle je nach dem Fall und der Art des benutzten Drahts entweder aus einer direkten Verbindung mit mindestens einer der Backen der ersten Greifzange in Schließstellung auf dem Drahtstück oder aus einer axialen, hinter dem abgeschnittenen Stück angreifenden Kontaktelektrode bestehen, die von einem zweiten, in einer senkrechten Gleitschiene des feststehenden Gerüsts unter der Wirkung einer mit einer zweiten, von der zylindrischen Hülse getragenen Nockenscheibe in Berührung stehenden zweiten Druckrolle verschiebbaren Schieber bewegt wird. Vorzugsweise sind die beiden vom feststehenden Gerüst getragenen Schieber in parallelen Gleitschienen verschiebbar, die in einander gegenüberliegenden senkrechten Flächen des Gerüsts ausgebildet sind, die sich senkrecht zur Längsachse des Drahts erstrecken. Die Druckrolle des zweiten Schiebers ist vorzugsweise von einem U-förmigen Umlenkbügel getragen, der an einer waagerechten Achse am feststehenden Gerüst angelenkt ist, wobei die beiden Schenkel des Bügels zu den beiden Seiten des Gerüsts parallel sind.

Zur Erläuterung der Erfindung wird eine Ausfühmngsfcrm der Impulsschweißmaschine im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Hierin zeigt

F i g. 1 einen schematischen Aufriß einer Maschine zur Herstellung von Bauteilen aus zwei stoßgeschweißten Abschnitten verschiedener Drähte,

F i g. 2 einen Querschnitt der Maschine der F i g. 1 mit halb aufgeklapptem Oberteil;

F i g. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung der F i g. 2;

F i g. 4 einen Ausschnitt der F i g. 2 in etwas größerem Maßstab, der eine abgewandelte Ausführungsform der elektrischen Verbindungsvorrichtung zeigt;

Fig.5 einen Querschnitt längs V-V der Fig.2, der insbesondere die Gleitschienen für die Relatiwerschiebungen der Wagen der Vorrichtung zeigt

Im folgenden Beispiel dient die Maschine dazu, in großer Serie und mit rascher Folge aus zwei stoßgeschweißten Teilen bestehende Elemente herzustellen, wobei jeder dieser Teile aus einem Abschnitt von Metalldraht besteht, von denen der eine aus Kupfer, Nickel oder Eisen besteht und ein Leiter ist, während der andere kürzere Abschnitt aus einer Seele aus Nickel oder Kupfer besteht, die mit einer isolierenden Hülle, beispielsweise aus borhaltigem Kupfer, beschichtet ist

Fig.1 zeigt das Maschinengerüst 1, das in der Hauptsache aus einem mittels Füßen 3 auf dem Boden ruhenden waagerechten Tisch 2 besteht Auf diesem Tisch 2 sind einander gegenüber zwei Transfervorrichtungen 4 und S angebracht; die jeweils den Vorschub, das Abschneiden, die richtige Anordnung und schließlich das Schweißen der Drahtabschnitte besorgen, die miteinander den fertigen Bauteil bilden und von Drähten 6 und 7 erhalten werden, die sich kontinuierlich von nicht gezeigten Vorratsspulen abspulen. Die beiden Transfervorrichtungen 4 und 5 weisen waagerechte Steuerwellen 8 und 9 auf, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit Antriebsritzeln 10 und 11 versehen sind.

ίο Die Wellen 8 und 9 werden von einem einzigen Elektromotor 12 synchron angetrieben, dessen Abtriebswelle 13 ein Ritzel 14 trägt, das mit einem Transmissionszahnkranz 15 kämmt, das direkt mit dem Ritzel 10 kämmt und außerdem fest mit einer

!5 waagerechten Welle !6 verbunden ist, die sich parallel zum Tisch 2 erstreckt und unter diesem in Lagern 17,18, 19 und 20 gehalten ist An dem dem Zahnkranz 15 entgegengesetzten Ende ist auf die Welle 16 ein zweiter Zahnkranz 21 aufgekeilt, der mit dem Ritzel 11 am Ende der Welle 9 kämmt

Für das Schweißen der Drahtabschnitte sind die beiden Transfervorrichtungen 4 und 5 mit elektrischen Verbindungen 22 und 23 verbunden, die dazu dienen, den von den Drähten 6 und 7 kommenden Drahtstücken einen kurzen Impuls von sehr hoher Leistung zuzuführen, der genau bei Berührung der beiden Drahtabschnitte in der Mittelebene 24 der Maschine erzeugt wird und in an sich bekannter Weise die Stoß-Widerstandsschweißung der beiden Abschnitte bewirkt, wodurch das schematisch gezeigte Bauteil 25 erhalten wird, das anschließend ausgeworfen und dann in einem Abführungstrichter 26 aufgefangen und einem Lagerplatz zugeführt wird. F i g. 2 zeigt im einzelnen und in größerem Maßstab die besondere Ausfuhrungsform der einen der beiden Transfervorrichtungen der Maschine, nämlich die der in F i g. 1 links gezeigten Transfervorrichtung 4. Die oberhalb des Tisches 2 waagerecht verlaufende Steuerwelle 8 trägt an ihrem linken Ende eine Lagerbuchse 30 für ein konisches Rollenlager 31, das mit einem Druckring 32 zusammenwirkt, der selbst im Inneren eines Halters 33 angebracht ist, der mit einer unteren Platine 34 durch Schrauben 35 fest verbunden ist Die Platine 34 ruht selbst auf Keilen 38 auf dem Tisch 2 des Gerüsts 1, wodurch die seitliche Stellung der Vorrichtung 4 und gegebenenfalls ihre Längsstellung zur Einstellung der Drähte 6 und 7 zueinander geregelt werden kann. Die mit den Keilen 36 zusammenwirkenden Einspann- und Richtvorrichtungen 36a und 366 sind

so in F i g. 5 schematisch gezeigt An ihrem in F i g. 2 rechts liegenden Ende ist die Welle 8 fest mit einer zweiten Lagerbuchse 37 für ein anderes Rollenlager 38 versehen, das mit einem von einem zweiten Halter 40 getragenen Ring 39 zusammenwirkt, wobei der zweite Halter zum ersten Halter 33 parallel und mit der unteren Platine 34 fest verbunden ist

Erfindungsgemäß trägt die Welle 8 eine aus mehreren aneinanderstoßenden Teilen bestehende zylindrische Hülse 41, die sich koaxial zur Welle erstreckt und auf dieser durch einen Längskeil 41a blockiert ist Diese Hülse weist in ihrer Außenfläche eine Reihe von unabhängigen Führungsnuten auf, die jede um die Hülse 41 herum reichen und in sich geschlossen sind, um eine Nockenscheibe in Form eines Führungsweges mit

es bestimmtem Profil zu bilden. Im beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei solche Nuten vorgesehen, die von links nach rechts her mit 42,43 und 44 bezeichnet sind. An ihrem

dem Halter 40 zugewandten Ende weist die Hülse 41 einen nach außen völlig offenen Abschnitt 45 auf, der wie die obigen Nuten als Nockenscheibe für eine Rolle 95 dient, deren Aufgabe weiter unten erläutert ist Schließlich ist die Welle 8 rechts vom Halter 40 fest mit zwei anderen plattenförmigen Nockenscheiben mit entsprechenden Außenprofilen verbunden.

Oberhalb der Hülse 41 und der Nockenscheiben 46 und 47 weist die Transfervorrichtung 4 gegenüber der ersten Platine 34 eine zweite waagerechte Platine 48 ι ο auf, die, wie im Querschnitt der F i g. 5 gezeigt, zwei Führungsschuhe aufweist, die Gleitschienen 49 und 50 für Kugeln 51 und 52 bilden, die zwei übereinander angeordnete und voneinander unabhängige Wagen 53 bzw. 54 halten. Der erste Wagen 53 trägt einen sich senkrecht von ihm nach unten erstreckenden Zapfen 55, der durch eine Mutter 56 blockiert ist und an seinem entgegengesetzten Ende in einer Rolle 57 endet, die in eine der Führungsnuten der Hülse 41, nämlich die Mittelnut 43, eingreift. Schließlich ist ein dritter Wagen 61 hinter dem ersten Wagen 53 auf den Kugeln 51 der Gleitschiene 49 gehalten, der wie die beiden anderen Wagen mit einem durch eine Mutter 63 blockierten senkrechten Zapfen 62 versehen ist, der in einer Rolle 64 endet, die in die dritte Führungsnut 42 der Hülse 41 eingreift. Die Drehung der Hülse führt unter diesen Bedingungen zu einem gleichzeitigen und koordinierten Antrieb der drei Wagen 53, 51 und 61 auf ihren jeweiligen Gleitschienen, entsprechend den vom Profil der Führungsnuten 43,44 und 42, die mit den Rollen 57, 60 und 64 zusammenwirken, bestimmten Hin- und Herbewegungen. Diese Bewegungen führen zum kontinuierlichen Vorschub des Drahts 6 in der Transfervorrichtung mit einer durch die Drehgeschwindigkeit der Welle 6 festgelegten Produktionsfolge des Bauteils.

Zu diesem Zweck trägt der dritte Wagen 61, wie F i g. 3 genauer zeigt, axial einen Schieber oder Schlitten 65, der am Wagen durch Blockierungsschrauben 65a festgestellt ist Dieser Schlitten wirkt im Sinn des öffnens oder Schließens auf eine erste Greifzange 66 ein, die am ersten Wagen 53 gehalten ist und so betätigt wird, daß sie den Draht 6 ergreift der axial durch die Transfervorrichtung und insbesondere den Schlitten 65 in einem Axialschlitz 65b desselben hindurchläuft Diese Greifzange 66 weist zwei Backen 69 und 70 auf, die an zwei vom Wagen getragenen senkrechten Achsen 67 und 68 angelenkt und durch eine kleine Querfeder 71 von sehr geringer Trägheit dauernd gegeneinander gezogen sind. An ihren zu dieser Feder bezüglich der so Drehachsen 67 und 68 entgegengesetzten Enden weisen die Backen 69 und 70 Klemmfinger 73 und 74 auf, die durch Schrauben 72 an den Backen befestigt sind. Diese Klemmfinger sind so betätigt, daß ihre Enden 75 und 76 bei größerer Annäherung aneinander zwischen sich den Draht 6 einklemmen, damit die die Greifzange 66 mitführende Verschiebung des Wagens 53 mit der Verschiebung der Greifzange den Vorschub des Drahts um die gleiche Strecke bewirkt Um von da an das öffnen und Schließen der Backen 69 und 70 zu steuern, weisen diese an ihren den Klemmftngern 73 und 74 entgegengesetzten Enden Ausnehmungen 77 und 78 auf, welche die Anlenkung von Hebeln 79 und 80 an diesen Backen ermöglichen. Die Hebel enden in Druckrollen 81 und 82, die in gleichzeitige Berührung mit abgestuften Rampen 83,84 und 85 kommen, welche am Schlitten 63 des dritten Wagens 61 ausgebildet sind. Je nach der Relativstellung der Wagen 53 und 61, d. h. der Stellung des Schlittens 65 zwischen den Backen 69 und 70, wirkt die eine oder andere der Rampen 83,84 oder 85 auf die Rollen 81 und 82 und gegen die Wirkung der Rückstellfeder 71, um die Klemmfinger 73 und 74 in Öffnungsstellung, Schließvorbereitungsstellung oder Schließstellung bezüglich des Drahts 6 zu bringen, wobei die Einregulierung der Backenstellung zuvor durch mittels Muttern 87 einstellbarer Anschläge 86 reguliert ist, um den Draht nicht zu zerdrücken.

Der auf der Gleitschiene 50 unter den Wagen 53 und 61 gleitende zweite Wagen 54 weist seinerseits an seinem in der Zeichnung rechts liegenden Ende einen Kragen 88 auf, der eine der waagerechten Klemmbakken einer zweiten, zwischen den Backen 69 und 70 der ersten Greifzange 66 angeordneten, jedoch von dieser unabhängigen zweiten Greifzange 89 bildet, deren andere Backe 90 an einer von diesem Wagen getragenen waagerechten Achse 91 angelenkt ist Die zwei Backen 88 und 90 der zweiten Greifzange 89 sind normalerweise durch eine zwischen den beiden Backen angeordnete Feder 92 gegeneinandergedrückt, um zwischen sich den Draht 6 einzuspannen, wobei eine Ausnehmung 93 des Wagens 54 die Schwenkung der beweglichen Backe 90 ermöglicht. An ihrem unteren Ende weist die Backe 90 einen Verlängerungszapfen 94 auf, auf dem eine Rolle 95 gehalten ist, die gegen den als Nockenscheibe dienenden, am Ende der Hülse 41 vorgesehenen freiliegenden Abschnitt 45 drückt.

Zu der beschriebenen Transfervorrichtung gehört schließlich eine Schneidvorrichtung, die in Abhängigkeit von den Vorschubbewegungen des Drahts 6, welche von den Greifzangen 66 und 89 bewirkt werden, die selbst in Verbindung mit der abwechselnden Verschiebung der Wagen 53, 54 und 61 gesteuert sind, den Draht in Abschnitte bestimmter Länge entsprechend den Eigenschaften des herzustellenden Bauteils 25 schneidet, das, wie bereits angegeben, aus zwei stoßgeschweißten Elementen oder Drahtabschnitten besteht Zu diesem Zweck ist die untere Platine 34 durch Schrauben 96 mit einem feststehenden Hilfsgestell 97 (Fig.2) fest verbunden, das sich senkrecht und im rechten Winkel zum Draht 6 erstreckt. Dieses Hilfsgestell 97 hält in einer Gleitschiene 98 mit Schwalbenschwanzquerschnitt (F i g. 3), die in seiner der Hülse 41 zugewandten Seite ausgearbeitet ist, einen Schieber 99, der durch eine Rolle 100, die von einer durch eine Mutter 102 befestigte Querachse 101 getragen ist und in direkter Berührung mit der am Ende der Steuerwelle 8 angebrachten Nockenscheibe 47 zusammenwirkt, in Wechselbewegung versetzt wird. Eine zwischen dem beweglichen Schieber 99 und einem ebenen unteren Kragen 104 des feststehenden Hilfsgestells 97 angeordnete und eingespannte Druckfeder 103 drückt den Schieber dauernd gegen die von der Nockenscheibe 47 ausgeübte Kraft nach oben. Das feste Hilfsgestell 97 ist an seinem oberen Teil mit einem feststehenden Lauf 105 versehen, der aus einem kleinen Rohr aus sehr hartem Material, beispielsweise Wolframcarbid, besteht, und das eine Axialbohrung aufweist, deren Durchmesser kaum größer als der des durchlaufenden Drahts 6 ist Der Schieber 99 weist ebenfalls einen dem Lauf 105 entsprechenden Lauf 106 auf, der normalerweise diesem gegenüber in der gleichen Achse angeordnet ist, solange die Nockenscheibe 47 diesen Schieber nicht in seiner Schiene 98 nach unten drückt Durch diese Abwärtsbewegung wird, wie Fig.2 zeigt, der Draht 6 plötzlich zerschnitten. Der Schieber 99 kehrt anschließend in seine Ausgangsstellung zurück, wo die Läufe 105 und

106 axial übereinstimmen, und ein neuer Vorschub des Drahts in diesen Läufen schiebt den abgeschnittenen Abschnitt vor, der am Ausgang des Laufs 105 von den Klemmfingern der Greifzange 66 ergriffen und in die Schweißstellung gebracht wird.

Je nachdem der Draht 6 die Form eines an seiner Außenfläche elektrisch leitenden Elements aufweist oder nicht, sind nun zwei Fälle zu betrachten.

Im ersten, einfachsten Fall kann die Stromzuführung zu dem aus dem Lauf 105 austretenden Drahtabschnitt unmittelbar durch die Enden 75 und 76 der Greiffinger 73 und 74 der Backen 69 und 70 der Zange 66 erfolgen, die selbst durch die Verbindung 22 (Fig. 1) mit der Spannungsquelle verbunden sind. Im zweiten Fall dagegen, wo insbesondere der Draht 6 mit einer Isolierschicht umhüllt ist, muß der Strom durch die Seele des Drahts, d. h. gemäß der Achse des aus dem Lauf 105 austretenden und von den Greiffingern der Backen der Zange 66 ergriffenen Drahtabschnitt zugeführt werden. Zu diesem Zweck trägt das Hilfsgestell 97 an seiner der Gleitschiene 98 entgegengesetzten Seite einen zweiten Schieber 107, der mit einem Kopf 108 versehen ist, der in einer Elektrode 109 (Fig.4) endet, die so geformt ist, daß sie hinter den Drahtabschnitt gleiten kann, der zwischen den Enden 75 und 76 der Greif finger 73 und 74 der Zange 66 gehalten ist und dabei mit der bezüglich der Vorschubrichtung des Drahts in der Transfervorrichtung hinten liegenden Fläche des Drahtabschnitts in Berührung kommt Dieser zweite Schieber 107 ist bei seinen Verschiebungen durch eine am Hilfsgestell 97 befestigte Schiene 110 geführt und wird durch eine Rolle

111 mit abwechselnder senkrechter Bewegung angetrieben. Die Rolle 111 ist am Ende des einen der Schenkel

112 eines U-Bügels 113 gehalten, der an einer Querachse 114 des feststehenden Hilfsgestells 97 angelenkt ist, während der zweite Schenkel 115 des U-Bügels selbst in einer Rolle 116 endet, die in Berührung steht mit der zweiten, am Ende der Steuerwelle 8 gehaltenen Nockenscheibe 46.

Die Arbeitsweise der Maschine ergibt sich ohne weiteres aus der obigen Beschreibung. Der axial durch die Vorrichtung laufende Draht 6 wird zu einem ersten Zeitpunkt zwischen den Backen 88 und 90 der zweiten Zange 98 ergriffen, die vom zweiten Wagen 54 getragen wird. Die axiale Verschiebung desselben auf seiner Gleitschiene 50 unter der Wirkung der in die Führungsnut 44 der Hülse 41 eingreifenden Rolle 60 nimmt diese Zange 98 mit und bewirkt damit den Vorschub des Drahts 6 über eine Länge gleich der maximalen Bewegungsamplitude des Wagens. In dieser ersten Phase läuft der Draht 6 frei durch die beiden Läufe 105 und ICo des Hilfsgestells 97 und des ersten Schiebers 99, die einander gegenüberliegen. Am Ende der Verschiebung des Wagens 54 erfolgt das plötzliche Abschneiden des Drahts in der Berührungsebene der beiden Läufe durch Verschiebung des Schiebers 99 in seiner Gleitschiene 98 unter der Wirkung der Nockenscheibe 47. Unmittelbar danach nimmt dieser Schieber seine Ausgangsstellung wieder ein, um den Lauf 106 in die Achse des Laufs 105 zurückzubringen, in dem der abgeschnittene Drahtabschnitt zurückgeblieben ist Dieser wird nun durch den folgenden Drahtabschnitt in der Vorschubrichtung des Drahts, d. h. von links nach rechts in den F i g. 2 und 3, vorgeschoben, und ein entsprechender Vorschub erfolgt bei jedem neuen Zyklus.

Der Drahtabschnitt, der unter diesen Bedingungen zum betrachteten Zeitpunkt rechts aus dem feststehenden Lauf 105 austritt wird von den Klemmfingern 73 und 74 der ersten Zange 66 ergriffen. Zu diesem Zweck wird die Zange 66, deren Klemmfinger unmittelbar hinter dem Lauf 105 liegen, zunächst in die Schließvorbereitungsstellung gebracht wo ihre Backen 69 und 70 unter der Wirkung der Feder 71 etwas voneinander entfernt sind, weil die Druckrollen 81 und 82 jeweils in Berührung mit der entsprechenden Mittelrampe 84 stehen, die an jeder Seite des Schlittens 65 vorgesehen

ίο ist In dieser Stellung dienen die Enden 75 und 76 der Klemmfinger 73 und 74 nur zur Führung des aus dem Lauf 105 austretenden Drahtabschnitts, der sich also frei und ohne Gefahr einer Blockierung zwischen diese Klemmfinger schiebt Um anschließend die Zange 66 zu schließen und die Klemmfinger 73 und 74 über dem zwischen sie eingeführten Drahtabschnitt einander zu nähern, läuft der dritte Wagen 61 unter der Wirkung der in die Führungsnut 42 eingreifenden Rolle 64 auf der Gleitschiene 49 nach rechts und schiebt die zu den Backen 69 und 70 gehörenden Druckrollen 81 und 82 von der Rampe 84 auf die Rampe 85, was die Schwenkung dieser Backen um ihre Achsen 67 und 68 im gewünschten Sinn bewirkt Der so zwischen den Enden 75 und 76 der Klemmfinger 73 und 74 eingeklemmte Draht 6 wird nun durch die Zange 66 aus dem festen Lauf 105 herausgezogen und in die Schweißstellung gebracht Zu diesem Zweck verschiebt sich die von den beiden Wagen 53 und 61 gebildete Anordnung nach rechts, indem die Rollen 57 und 64 in den entsprechenden Führungsnuten 42 und 43 über Strecken von genau gleichem Profil geführt werden. Am Ende der Laufstrecke ist der Drahtabschnitt bereit für das Anschweißen am entsprechenden Drahtabschnitt der gleichzeitig aus dem Draht 7 durch die der ersten Transfervorrichtung gegenüberliegende zweite Transfervorrichtung 5 hergestellt wurde (Fig. 1). Falls der Draht 6 selbst leitend ist kann der erforderliche Schweißimpuls dem Drahtabschnitt direkt durch eine der Backen 69 oder 70 der Zange 66 zugeführt werden, die durch eine nachgiebige Verbindung 22 mit der Spannungsquelle verbunden ist wobei die Berührung der beiden Drahtabschnitte 6 und 7 eine elektrische Entladung bewirkt die zur sofortigen Schweißung dieser beiden Elemente führt Im anderen Fall, wenn beispielsweise der Drahtabschnitt 6 mit einer Isolierschicht bedeckt ist tritt die vom zweiten Schieber 107 getragene Elektrode 109 in Tätigkeit die durch die elektrische Verbindung 22 mit der Spannungsquelle verbunden ist und sich unter der Wirkung der Nockenscheibe 46, der Rolle 116 und der vom Bügel 113 gebildeten mechanischen Umlenkung hinter den Drahtabschnitt 6 und in Berührung mit der leitenden Seele desselben schiebt Der Aufprall des von der zweiten Transfervorrichtung 5 herangeführten zweiten Drahtabschnitts 7 auf den ersten Drahtabschnitt 6 bewirkt in jedem Fall eme ausreichende elektrische Verbindung mit der Elektrode 109, so daß die Verschweißung der beiden Drahtabschnitte wie zuvor erfolgt Nach Herbeiführung der Schweißung läuft der Wagen 61 auf der Gleitbahn 49 nach links zurück (Fig.2 und 3), wodurch die Druckrollen 81 und 82 von der Rampe 85 zur Rampe 83 gelangen und somit unter der Wirkung der Feder 71 die Klemmfinger 73 und 74 der Backen 69 und 70 der Greifzange 66 geöffnet werden. Der gleiche Ablauf erfolgt gleichzeitig in der zweiten Transfervorrichtung, so daß das aus den beiden verschweißten Drahtabschnitten gebildete Bauteil 25 automatisch freigelassen wird und in den Abführtrichter 26 einfach

hineinfällt oder durch einen von einer nicht gezeigten Düse kommenden Luftstrom hineingeblasen wird.

Gleichzeitig mit den vorangehenden Arbeitsgängen öffnet sich die vom Wagen 54 getragene zweite Zange 98 durch Schwenken der Backe 90 um die Achse 91, indem diese Schwenkung durch die auf der am Ende der Hülse 41 ausgebildete Nockenfläche 45 abrollende Rolle 95 gesteuert wird. Bei offenbleibender Zange 98 läuft c!er Wagen 54 auf seiner Gleitbahn 50 nach links in der Zeichnung (Fig. 2 und 3) zurück, um eine neue ι ο Drahtlänge von rückwärts herauszuholen. Zu diesem Zweck schließt sich am Ende der Laufstrecke der Zange 98 über dem Draht 6, und die Verschiebung des Wagens 54 in umgekehrter Richtung führt zur Wiederholung der oben dargelegten, mit dem Vorschub des Drahts beginnenden Arbeitsgänge. Gleichzeitig läuft die erste Zange 66 nach öffnen und Ausstoß des geschweißten Bauteils 25 ebenfalls in der Zeichnung nach links zurück, wobei sich die Wagen 53 und 61 in gleicher Weise verschieben, bis die Enden 75 und 76 der Klemmfinger 73 und 74 vor den Ausgang des Laufs 105 zurückgebracht sind. Der Wagen 53 bleibt dann fest, während eine letzte Verschiebung des Wagens 61 in umgekehrter Richtung die Rollen 81 und 82 der Backen 69 und 70 auf die Mittelrampe 84 zurückbringt, so daß die Klemmfinger 73 und 74 ihre Schließvorbereitungsstellung wieder einnehmen.

Der Zyklus der mechanischen Arbeitsgänge kann also mit einer sehr raschen Schrittfolge durchgeführt werden, die unmittelbar von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Steuerwellen 8 und 9 (Fig. 1), d.h. des Antriebsmotors 12 abhängt Die einzigen in der Transfervorrichtung benutzten Federn 71, 92 und 103 sind solche mit sehr geringer Trägheit, die außerordentlich rasche Wechselbewegungen der Teile, zwischen denen sie montiert sind, ohne Gefahr unkontrollierbarer Schläge aushalten. Daraus ergibt sich die Möglichkeit erheblich höherer Produktionsgeschwindigkeiten als bei den bisherigen Maschinen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß die standardisierten Transfervorrichtungen alle notwendigen mechanischen Funktionen enthalten, wobei jedoch bestimmte Teile gegebenenfalls weggelassen oder verändert werden können, ohne die anderen Funktionen zu beeinflussen. Insbesondere ist die Montage eines zweiten Schiebers, der eine Elektrode zur axialen Stromzuführung zu den Drahtabschnitten trägt, nur erforderlich, wenn der Drahtabschnitt eine äußere Isolierschicht aufweist Stattdessen kann man diese Elektrode durch ein Messer ersetzen, das im Zusammenwirken mit einem feststehenden Lauf mittels eines etwas anderen Verfahrens das Abschneiden der Drahtabschnitte entsprechender Länge bewirkt Ebenso kann man ohne Schwierigkeit in der Schweißmaschine eine der beiden Transfervorrichtungen durch jede andere an sich bekannte Vorrichtung zur Heranführung des einen der beiden zu schweißenden Elemente, beispielsweise einer Schale, Platte, einer Hülle, ersetzen, wobei das andere Element stets ein Drahtabschnitt ist, der von der verbleibenden Transfervorrichtung geliefert und am anderen Element angeschweißt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten Elementen, insbesondere zwei Drahtabschnitte oder einen Draht und eine Schale, Hüfte od. dgL, aufweisenden Teilen, gekennzeichnet durch eine waagerechte Steuerwelle (8% die in einem festen Gestell (1) auf Endlagern (32,38) läuft, eine zur Welle koaxiale und mit dieser fest verbundene zylindrische Hülse ip (41), eine Mehrzahl von in der Außenfläche der Hübe ausgebildeten Führungsnuten (42,43,44,45), eine obere ebene waagerechte Platine (48), die mindestens zwei parallele übereinander angeordnete Gleitschienen (49, 50) für zwei unabhängige is verschiebbare Wagen (53, 54) aufweist, von denen jeder Wagen einen senkrechten Zapfen (55,58) mit einer Rolle (57, 60) aufweist, die in eine als Führungsnockenscheibe für diese Rolle dienende Nut (43,44) der Hülse eingreift, zwei Zangen (66,98), χ welche den Draht fassen und von den Wagen getragen sind, die in durch die Führungsnuten programmierten Wechselbewegungen angetrieben sind, wobei die Zangen ebenfalls abwechselnd gegenläufig zueinander offen und geschlossen sind, um den dauernden Vorschub des Drahts (6) in der Maschine zu bewirken, sowie ferner gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die in Verbindung mit der Steuerung der Stellung der Wagen auf den Gleitschienen die öffnungs- und Schließbewegungen der Zangen bewirkt, eine Schneidvorrichtung (105,106) welche den Draht nach seinem Vorschub durch die Wagen in Abschnitte bestimmter Länge zerschneidet, und durch eine Vorrichtung, welche jeden Drahtabschnitt nach dem Abschneiden mit einer Klemme (22) einer elektrischen Spannungsquelle verbindet, die einen SchweiSimpuls liefert

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wagen (53) eine erste Zange (66) mit zwei an vom Wagen getragenen senkrechten Achsen (67, 68) angelenkten Backen (69, 70) trägt, die durch eine Querfeder (71) von geringer Trägheit in die Öffnungsstellung der Zange gedrückt werden und an einem Ende Klemmfinger (73, 74) zum Einklemmen des Drahts und am anderen Ende Druckrollen (81, 82) aufweisen, die mit abgestuften Rampen (83,84,85) in Berührung stehen, die in den Seitenflächen eines waagerechten Schlittens (65) vorgesehen sind, der von einem dritten, auf der gleichen Gleitbahn (48, 49) wie der erste Wagen so gehaltenen Wagen (61) getragen ist, wobei der dritte Wagen durch eine in eine andere Führungsnut (42) der zylindrischen HUlse (41) eingreifende Rolle (64) mit wechselnden Verschiebungen längs der Achse der Zange bewegt ist

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestuften Rampen des waagerechten Schlittens (3) ebene aufeinanderfolgende und versetzte Stufen (85,84, 85) aufweisen, welche für die erste Zange (66) drei Stellungen, nämlich öffnung, Schließvorbereitung und Schließen auf dem entsprechenden Drahtabschnitt (6) bestimmen.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, vom zweiten Wagen (54) getragene Zange (89) aus zwei Backen besteht von denen die eine Backe (88) feststehend und die zweite Backe (90) bezüglich der ersten beweglich und an einer vom Wagen getragenen waagerechten Achse

(91) angelenkt ist, wobei die beiden Backen durch eine zwischen ihnen eingespannte Feder (92) in Schließstellung auf den Draht gedrückt werden und die bewegliche Backe am Ende eine mit einer weiteren Führungsnut (45) der zylindrischen Hülse (41) zusammenwirkende Rolle (95) trägt

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung, welche den Draht in Abschnitte zerteilt zwei Läufe (105, 106) mit waagerechten Achsen aufweist, durch die der Draht läuft und von denen der Lauf (105) von einem feststehenden Gestell (97) und der zweite Lauf (106) von einem in einer senkrechten Gleitbahn (98) des feststehenden Gestells geführten Schieber (99) getragen ist der durch eine an ihm an einer waagerechten Achse (101) angelenkte Druckrolle (100), die mit einer am Ende der zylindrischen Hülse (41) vorgesehenen ersten Nockenscheibe (47) zusammenwirkt gegen die Wirkung einer zwischen dem Schieber und einem waagerechten Kragen des feststehenden Gehäuses eingespannten Rückstellfeder (103) mit einer Wechselbewegung verschoben wird.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung (22) zur Verbindung jedes abgetrennten Drahtabschnitts mit einer Klemme einer elektrischen Spannungsquelle je nach der Art des benutzten Drahts entweder aus einer direkten Verbindung mit mindestens einem der Klemmfinger (73, 74) der ersten Zange bei Schließstellung derselben auf dem Drahtabschnitt besteht oder mittels einer Elektrode (109) mit axialem Kontakt gebildet ist, die hinter dem Abschnitt angreift und von einem zweiten Schieber (107) getragen ist der in einer senkrechten Gleitbahn (HO) des feststehenden Gehäuses unter der Wirkung einer zweiten Druckrolle (116) verschiebbar ist die mit einer zweiten, von der zylindrischen Hülse (41) getragenen Nockenscheibe (46) in Berührung steht

7. Maschine nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden vom festen Gestell (97) getragenen Schieber (98,107) in parallelen Gleitbahnen verschiebbar sind, die in gegenüberliegenden senkrechten Flächen dieses Gestells ausgebildet sind, welche sich senkrecht zur Längsachse des Drahts erstrecken, und daß die Druckrolle (Ul) des zweiten Schiebers (107) von einem U-förmigen Umlenkbügel (113) getragen ist der an einer waagerechten Achse (114) am festen Gestell angelenkt ist und dessen beide Schenkel (112,115) zu den beiden senkrechten Flächen des Gestells parallel sind.