DE2243890A1

DE2243890A1 - Vorrichtung zur herstellung von schweissverbindungen

Info

Publication number: DE2243890A1
Application number: DE2243890A
Authority: DE
Inventors: Franz Armbruster; Alfred Collmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE2243890B2; DE2213388B2; DE2213388A1

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Schweiß verbindungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung warm- und schüttelfester, elektrisch leitender Schweißverbindungen an Anschlußdrähb4n elektronischer Bauelemente, insbesondere an Dioden und Transistoren für die Kraftfahrzeug-Elektronik, wobei die in die Schweißverbindung einbezogenen Anschlußdrähte während des Schweiß-Vorgangs fixiert werden und die Umgebung der Schweißvrbindung während des Schweißvorganges gegen den Schweißlichtbogen abgeschirmt ist. Ein Herstellungsverfahren für derartige Schweißverbindungen ist bereits vorgeschlagen worden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln und mit geringem Aufwand in hohem Maße warm- und schüttelfeste Schweißverbindungen erzielt werden und wobei die zu verschweißenden Bauelemente und die Umgebung der Schweißstelle gegen mecanische, elektrische und wärmebedingte Beschädigungen geschützt sind.
Dies wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine Zange mit zwei Klemrnhebeln erreicht, welche im Bereich der zu fixierenden Anschlußdrähte eine Öffnung freilassen, deren Größe etwa dem Platzbedarfsder Anschlußdrähte entspricht.
Hierdurch wird gleichzeitig ein Fixieren der Anschlußdrähte und eine Abschirmung der Umgebung der Schweißverbindung bewirkt.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Öffnung in der Zange einen rechteckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt hat, der durch je eine Teilöffnung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks in jedem der beiden Klemmhebel gebildet ist. Hierdurch erreicht man, daß die Anschlußdrähte während des Schweißvorgangs exakt positioniert und zus ammengehalten werden, wodurch eine betriebssichere und gleichmäßige Schweißung ermöglicht wird. Durch die Zange wird das Schweißgut gegen den Lichtbogen abgedeckt und ein Verbrennen bzw. Ankohlen von brennbaren Teilen in der Umgebung der Schweißstelle wird verhindert.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Öffnung in der Zange sich nach der von den elektronischen Bauelementen abge':andten Seite d. h, nach der dem Schweißbrenner zugekehrten Seite hin kcel-oder pyramidenförmig erweitert, wobei sich ein Flankenwinkel in der Größenordnung von 300 und eine Schräge der Öffnung von 1 -3 Millimeter besonders bewährt haben. Hierdurch erreicht man, daß der Gasschleier beim Schweißvorgang in der Schweißzone gehalten wird, Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im folgenden anhand eines Ausf hrungsbeispieles näher erläutert und dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemCiße Vorrichtung, Fig. 3 eine Darstellung der Lage der mit der Schweißzange gehaltenen Anschlußdrähte und Fig. 11 CillC Darstellung nicht fixierter Anschli?rrähte an der zu verschweißenden Stelle.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung warm- und schüttelfester, elektrisch leitender Schweißverbindungen an Anschlußdrähten elektronischer Bauelemente dargestellt, welche als Hauptbestandteil eine Zange 10 enthält.
Die Zange 10 ist mittels eines Bolzens 11 in einer Aufhänge vorrichtung 12 pendelnd aufgehängt und besitzt zwei Klemmhebel 13, 14 mit rechteckigem Querschnitt. Der Klemmhebel 14 ist gerade ausgebildet und wird an seiner einen Stirnseite von dem Klemm.hebel 13 umgriffen, welcher eine L-förmige Gestalt hat. Im Bereich der durch die Zange zu fixierenden Anschlußdrähte 15, 16, 17 lassen die Klemmhebel 13, 14 eine Öffnung 18 frei, deren Grö etwa dem Platzbedarf der Anschlußdrähte entspricht. Durch diese Öffnung wird einerseits das Fixieren der Anschlußdrähte an der Schweißstelle und andererseits eine Abschirmung der Umgebung der Schweißverbindung bewirkt.
Die Öffnung 18 hat einen quadratischen Querschnitt, welcher durch je eine Teilöffnung in Fern eines gleichschenkligen Dreiecks in jedem der beiden Klemmhebel 13> 14 gebildet ist.
Beim Ausführungsbeispiel gehören die Anschlußdrähte 15 und 16 zu zwei Dioden 19 und 20, weiche Teil der sogenannten Diodenbaugruppe einer Drehstronlichtmas chine sind. Zur Diodenbaugruppe gehören weiterhin ein Kühlblech 21 und eine Isolierstoff-Tragplatte 22. Die Anschlußdrähte 15, 16 und 17 sind frei durch einen Durchbruch 23 in der Isolierstoff-Tragplatte 22 hindurchgeführt. Ihre Enden sind entweder oberhalb der Isolierstoff-Tragplatte 22 abgeschnitten oder zu einer U-förmigen Schleife gebogen. Zusammen mit den Anschlußdrähten, welche zu den elektronischen Bauelementen führen, ind in der Regel Verbindungsleitungen zu verschweißen. Spezieh diese Verbindungsleitungen sind vielfach durch den Durchbruch 23 nur durchgeschleift und nicht abgeschnitten.
Die zwischen den beiden Klemmhebeln 13 und 14 gebildete Offnung 18 verläuft auf der den elektronischen Bauelementen zugekehrten Seite zunächst zylindrisch und erweitert sich dann pyramidenförr.ig auf der von den elektronischen Bauelementen 19 und 20 abgewandten Seite. Anstelle des quadratischen uerschnittes der öffnung 18 könnte je nach speziellem Verwendung»-zweck selbstverständlich auch ein rechteckiger oder runder Querschnitt treten. Im letztgenannten Fall würde sich die Öffnung 18 dann auf der von der elektronischen Bauelementen abgewandten Seite kegelförmig erweitern. Den Enden der Anschlußdrähte 15, 16, 17 gegenüber ist ein nicht näher erläuterter Schweißbrenner 24 angeordnet. Gute Ergebnisse in der Fertigung wurden erzielt, wenn die Stirnfl'chen der Klemmhebel im Bereich der Öffnung 18 unter einen Winkel von ca. 300 abgeschrägt sind und wenn die Schrägfläche eine Tiefe von ca. 1,5 Millimeter hat bei einer Gesamtdicke der Klemmhebel von ca. 2 bis 3 Millimetern. Die dem Schweißbrenner zugekehrte kegelförmige Öffnung bewirkt, daß der Gasschleier während des Schweißvorgangs in der Schweißzone gehalten wird.
Die Klemmhebel 13 und 14 liegen während des Schweißvorgangs auf der Isolierstoff-Tragplatte 22 auf und bewirken neben dem Fixieren und zusammendrücken der zu verschweißenden Anschlußdrähte eine Wärmeabschirmung der Isolierstoff-Tragplatte 22 gegenüber dem Schweißlichtbogen. Die beiden Klemmhebel 13 und 14 der Zange 10 sind in gegenläufigem Sinn parallel zueinander beide verschiebbar. Der Klemmhebel 13 ist mit zwei Bolzen 25 und 26 sowie mit einer Schraube 27 an einem längsverschiebbaren Teil 28 der Zange 10 befestigt, der Klemmhebel 14 greift über zwei Bolzen 29 und 30 sowie über eine Schraube 31 an einen längsverschiebbaren Teil 32 der Zange dn ar. In der Arbeitsstellung, d. -h. beim Fixieren der Anschlußdrähte 15, 16 und 17 während des Schweißvorgangs wird der auf die Klenimhebel 13 und 14 lvirkende Anpreßdruck durch eine Feder 33 erzeugt. Die Kraftwirkung der Feder 33 auf die Klemmhebel 13 und 1 ist in Fig 2 durch die beiden mit 34 bezeichneten Pfeile ångedeutet, Die Spannkraft der Zange 10 ist durch die Vorspannung der Feder 33 einstellbar. Das Lösen der Zange 10 in Richtung der in Fig. 2 mit 35 bezeichneten Pfeile erfolgt durch eine Exzenter-Vorrichtung 36, welche einerseits an dem Teil 28 und andererseits an dem Teil 32 angreift und die beiden Teile 28, 32 auseinanderdrückt, wodurch die Klemmwirkung der Zange aufgehoben wird.
Durch die Befestigung der Klemmhebel 13 und 14 an den Teilen 28 und 32 mittels Bolzen und Schrauben sind die Klertimhebel leicht lösbar und in kürzester Zeit auswechselbar, sei es bei Verschleiß oder bei bedarf von Klemrnhebeln mit einer anderen Länge oder miteinem anderen Öffnungsqu£rschnitt. Die Zange ist durch einen Schwenkarm 37 betätigbar, welcher an der Exzenter-Vorrichtung 36 angreift.
Die Klemmhebel 13 und 14 erfUllen zusätzlich die Funktion als elektrische Kontaktelektroden. Die Wirkung der Vorrichtung ist in den Fig. 3 und 4 nochmals verdeutlicht.
Fig. 3 zeigt, daß durch die Klemmhebel 13, 14 der Zange 10 die Anschlußdrähte 15, 16, 17 für den Schweißvorgang exakt positioniert und zusammengehalten werden, , wodurch eine gleichmäßige, warm- und schüttelfeste Schweißverbindung gewährleistet wird. Fig. 4 zeigt die Lage der Anschlußdrähte 15, 16 und 17 wie sie sich ohne Einwirkung der Zange 10 ergibt. Die Anschlußdrähte ragen mit Abstand voneinander durch den Durchbruch 23 in der Isoierstoff-Tragplttt: 22 hindurch und erlauben keine einwandfreie Schweißung, da sie sich einerseits nicht berühren und andererseits nicht exakt positioniert sind.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung warm- und schüttelfester, elektrisch leitender Schweißverbindungen an Anschlußdrähten elektronischer Bauelemente, insbesondere an Dioden und Transistoren für die Kraftfahrzeug-Elektronik, wobei die in die Schweißverbindung einbezogenen Anschlußdrähte während des Schweißvorganges fixiert werden und die Umgebung der Schweißverbindung während des Schweißvorganges gegen den Schweißlichtbogen abgeschirmt ist, gekennzeichnet durch eine Zange (1') lTRt zwei Klernirhebeln (13,14) welche im Bereich der zu fixierenden Anschlußdrähte (15,16,17) eine Öffnung (18) freilassen, deren Größe etwa dem Platzbedarf der Anschlußdrähte entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die Öffliung (18) in der Zange (10) einen rechteckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt hat

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, cTaß der quadratische Öffnungs-Q.uerschnitt der Zange (10) durch je eine Teilöffnung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks in jedem der beiden Klemmhebel (13,1)) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18) in der Zange (10) sich nach der von den elektronischen Bauelementen (19,20) abgewandten Seite hin erweitert.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (g.8) in der Zange (10) sich nach der von dem elektronischen Bauelementen (19,20). abgewandten Seite hin kegel- oder pyramidenförmig erweitert.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Öffnung (18) in der Zange (10) sich nach der von den elektronischen Bauelementen (19,20) abgewandten Seite hin unter einem Winkel von etwa 300. erweitert.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (1.8) in der Zange (10) sich nach der von den elektronischen Bauelementen (19,20) abgewandten Seite hin auf einer Schräge von etwa 1.5 mm Lange erweitert.

8, Vorrichtung nach einem der-vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (0) auf einer Isolierstoff-Tragplatte (22) aufliegt, welche im Bereich des Durchtritts der Anschlußdrähte (15>16,17) einen Durchbruch (23) hat,

9 Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (15,16,17) frei durch den Durchbruch (23) in der Isolierstofftragplatte (22) hindurchgeführt sind und durch die Öffnung (18) in der Zange (10) positioniert sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (10) zwei in gegenläufigem Sinn parallel zueinander verschiebbare Klemmhebel (13,14) hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Klemmhebel (l3,14) verschiebbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkraft der Zange (10) durch die Vorspannung einer Feder (33) einstellbar ist, durch welche die Klemmhebel (13,14) in der Arbeitsstellung gegeneinander gedrückt werden.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprttche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemrnhebel (13,14) an der Zange (10) lösbar befestigt und ausweehselbar sind,

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Klemnnhebel (13,14) mit unterschiedlichen Ausmaßen, insbesondere mit unterschiedlichen Öffnungen (18), an der Zange (10) befestigbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Klemmhebel (13,14) der Zange (10) als elektrische kontaktelektrode ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen der Zange (10) durch wenigstens einen Schwenkarm (37) bewirkt ird und daß die Schwenkbewe.¢ung des Schwenkarms (7) durch eine Exzntervorrichtung (36) in eine auf mindestens einen Klemmhebel (13,14) übertragenen Längsbewegung umsetzbar ist,