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Vorrichtung zum Anschweißen von Draht an ein Trägermaterial Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschweißen von Draht an ein Trägermaterial,
bei der der Draht in Axialrichtung durch eine als Elektrode dienende Spannzange
geführt und von dieser auf das von einer Gegenelektrode gestützte Trägermaterial
abgesenkt und während des Schweißvorgangs auf gedrückt wird, wobei die Spannzange
nach dem Schweißen geöffnet, gegenüber dem Draht in Ausgangslage zurückgeführt und
durch eine sie übergreifende Konushülse geschlossen wird.
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In der Regel wird der Draht vom Bund weg - in den meisten Fällen
Silberdraht - in axialer Richtung auf ein Trägermaterial geschweißt und in jeweils
auf die einzelnen Anwendungsfälle bezogene, einstellbare Länge abgeschnitten, so
daß aus diesem, mit dem Trägermaterial verschweißten Abschnitt ein Kontakt geformt
werden kann.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt das Schließen und
öffnen der Spannzange, indem die Spannzange in einer in diesem Moment stillstehenden
Konushülse in axialer Richtung verschoben wird. Nachdem der Draht auf dem Trägermaterial
verschweißt ist, versucht die Spannzange in ihrer Axialbewegung beim Lösen aus der
Konushülse den Draht mit nach vorn zu schieben, was jedoch durch die feststehende
Gegenelektrode verhindert wird, so daß nach einem kurzen Stauchvorgang über eine
bestimmte Wegstrecke ein Schleifen der Spannzange auf dem Draht erfolgt, bis sie
genügend weit geöffnet hat. Ein schneller Verschleiß der Spannzange ist der Nachteil
dieses öffnungsvorganges. Beim Schließen schiebt die Spannzange den Draht immer
ein Stück zurück, da dem Draht in dieser Richtung kein Widerstand entgegensteht.
Die Folge ist, daß die nach dem Spannen aus der Spannzange herausragende Drahtlänge
nach jedem Takt nicht genau genug ist, um ständig gleichmäßig hochwertige Schweißverbindungen
zu erzielen, was speziell für elektrische Kontakte sehr wichtig ist. Längenunterschiede
von wenigen zehntel Millimeter sind Den Drahtdurchmessern im Bereich
bis
2,5 mm hier schon ein Nachteil.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung zu schaffen, bei der der Verschleiß der Zange herabgesetzt ist und exakte
Drahtlängen angeschweißt werden können.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Spannzange während des
oeffnens und Schließens jeweils feststeht und die Konushülse über die Spannzange
axial verschoben wird. Bei dieser Ausgestaltung wird somit eine Verschiebung der
Spannzange über dem Draht verhindert.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Spannzange fest mit dem einen
Ende eines als Welle ausgebildeten Elektrodenhalters verbunden ist, der über eine
Vorspannfeder durch einen Hubkolben in Drahtvorschubrichtung verschiebbar ist, dessen
Hub dem Drahtvorschub is zur Anlage am Trägermaterial zuzüglich dem Schmelzweg ist.
Hierdurch wird erreicht, daß nach dem Aufsetzen des Drahts auf das Trägermaterial
die Vorspannung der Vorspannfeder um den Schmelzweg erhöht wird und der Elektrodenhalter
mit der Spannzange nachsetzen kann.
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Um das Nachsetzen auf den Schmelzweg zu begrenzen, ist vorteilhaft,
daß der Elektroden halter mit seinem der Spannzange abgewandten Ende den Hubkolben
gleitend verschiebbar mittig durchragt und mit einem gleitend verschiebbar
im
Maschinenständer sitzenden Gleitzylinder fest verbunden ist, der um den Schmelzweg
abhebbar unter der Spannung der Vorspannfeder auf emer benachbarten Verlängerung
des Hubkolbens aufsitzt.Sitzt der Draht auf dem Trägermaterial auf, und hat der
Hubkolben seinen vollen Hub beendet, besteht ein Abstand zwischen Gleitzylinder
und Hubkolben, der dem Schmelzweg entspricht. Erfolgt das Schweißen, setzt der Elektrodenhalter
nach, wobei er den Gleitzylinder mitnimmt, der sich dann auf den Hubkolben aufsetzt.
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Zu einer besonders zweckmäßigen und raumsparenden Befestigung der
Konushülse kommt man, wenn mit Hilfe eines im Gleitzylinder befindlichen Betätigungskolbens
gegen die Spannung einer Rückholfeder eine Betätigungsstange in Drahtvorschubrichtung
verschiebbar ist, die den Gleitzylinder und den Elektrodenhalter mittig durchragt
und an ihrem der Spannzange benachbarten Ende mit der diese umgreifenden Konushülse
fest verbunden ist, die im Elektrodenhalter mit Hilfe eines Konusschafts gleitend
geführt ist.
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Erhebliche Probleme bereitete bisher die Anordnung der Abschneidmesser,
die bei einem als Bandmaterial ausgebildeten Trägermaterial in Bandlängsrichtung
zugestellt wurden, wobei bei dem Abschneidmesser, daß sich auf der bereits mit Drahtstücken
versehenen Seite des Trägermaterials befand, Schwierigkeiten wegen der hochstehenden
Drahtstücke auftraten.
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Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, daß die Abschneidmesser
quer
zur Durchlaufrichtung eines als Trägermaterial zu verarbeitenden Bandmaterials zustellbar
sind.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Axialschnitt in
der Ausgangsstellung.
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Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 im Axialschnitt unmittelbar
nach dem Schweißvorgang.
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Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.
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In einem Maschinenständer 1 ist an zwei im Abstand stehenden Konsolen
2 und 3 eine obere bewegliche, insgesamt mit 4 bezeichnete Elektrodeneinheit einer
Schweißvorrichtung -im vorliegenden Beispiel vertikal - qeführt, der eine ortsfeste
Gegenelektrode 5 zugeordnet ist. Mit Hilfe der Schweißvorrichtung wird ein - in
der Regel vom Bund weg - axial durch die Elektrodeneinheit geführter Draht 6 an
ein Trägermaterial 7 angeschweißt, das angeschweißte Drahtende wird anschließend
mit einer Schneidvorrichtung 8 vom Draht abgetrennt.
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Der mit dem Trägermaterial verschweißte Drahtabschnitt hat eine solche
Länge, daß er z.B. zu einem Halbrundkontakt angestaucht werden kann.
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Die obere Elektrodeneinheit besitzt einen als Welle ausgebildeten
Elektrodenträger 9, der in der unteren Konsole 3 geführt ist und sich über eine
mittels Spannmutter 10 auf den Schweißandruck verspannbare Vorspannfeder 11 an einem
Hubkolben 12 abstützt. Der Elektrodenträger 9 durchragt den Hubkolben 12 und ist
an seinem oberen Ende über einen Gewindeabschnitt 13 mit einem in der oberen Konsole
2 vertikal gleitend verschiebbaren Gleitzylinder 14 verbunden, der mittels Deckel
15 verschlossen ist und einen Betätigungskolben 16 aufweist. Dem Hubkolben 12 ist
ein ortsfester am Maschinenständer 1 vorgesehener Arbeitszylinder 17 zugeordnet,
der oben und unten durch einen Deckel 18 bzw. 19 verschlossen ist und vorzugsweise
mittels Druckluft beaufschlagbar ist. Zur Hubbegrenzung ist auf der durch den oberen
Deckel 18 hindurchtretenden Verlängerung des Hubkolbens eine Anschlagmutter 20 aufgeschraubt,
die mittels Kontermutter 21 gesichert ist. Die den unteren Deckel 19 durchragende
Verlängerung des Hubkolbens 12 trägt ein Schalterbetätigungsglied 22, das als Mutter
ausgebildet ist, deren Lage am Hubkolben verstellbar ist und der am Maschinenständer
ein Annäherungsschalter 23 zugeordnet ist, mit dem der Schweißstrom einschaltbar
ist.
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Den Elektrodenträger durchragt eine Betätigungsstange 24, die sich
oben über einen Gegenhalter 25 einer im Gleitzylinder 14 untergebrachten Rückholfeder
26 an dem Betätigungskolben 16 abstützt. Unten ist die Betätigungsstange 24 in.
den im unteren Ende des Elektrodenträgers o geführten Schaft 27
einer
Konushülse 28 eingeschraubt. Die Konushülse umgreift eine Spannzunge 29, die mittels
Paßfedern 30 am Elektrodenträger 9 festgehalten ist, die den Konusschaft 27 über
Langlöcher 31 durchgreifen. Die dargestellten Backen der Spannzunge öffnen sich
unter Eigenfederspannung, wenn die Konushülse ihnen gegenüber angehoben wird, indem
die Arbeitsflächen 32 der Konushülse sich von den zugehörigen Außenflächen der Spannbacken
abheben. Bei Abwärtsbewegung der Konushülse wird die Spannzange geschlossen. An
die Konushülse ist das obere Schweißkabel 33 angeschlossen.
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Die Gegenelektrode 5 ist, wie gesagt, ortsfest und stützt das Trägermaterial
7, daß in der Regel ein Bandmaterial ist, daß senkrecht zur Zeichnungsebene durch
die Vorrichtunggeführt wird. Oberhalb des Trägermaterials 7 befindet sich die Schneidvorrichtung
8 mit den Abschneidmessern 34 und 35, die mit Hilfe des Kolbens 36 zwangsweise geöffnet
und geschlossen werden können, der über den mit dem Maschinenständer 1 verbundenen
Zylinder 37beaufschlagbar ist. Der Kolben 36 hat zwei als Nuten ausgebildete entgegegesetzt
geneigte Schrägführungen 38, in die die beiden Abschneidmesser mittels Krallen 39
und 40 eingreifen, so daß sie bei Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens zwangsläufig
geöffnet und geschlossen werden.
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Der Hub des Hubkolbens 12 ist mittels der Anschlagmutter 20 so eingestellt,
daß er um den Schmelzweg des Drahts 6 größer als der Abstand der anzuschweißenden
Drahtenden vom Trägermaterial in der Ausgangsstellung der Vorrichtung ist.
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Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: In der Fig. 1 befindet
sich die Vorrichtung in der Ausgangsstellung; d.h., der Hubkolben 12 ist in seiner
oberen Stellung, Der Betätigungskolben 16 ist gegen die Spannung der Feder 26 nach
unten beaufschlagt und hat über die Betätigungsstange 24 die Konushülse 28 gegenüber
der am Elektrodenhalter 9 festgehaltenen Spannzange 29 nach unten gedrückt und dadurch
den Draht 6 festgespannt, der zentral von oben nach unten durch die ganze Vorrichtung
geführt ist.
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Für einen neuen Schweißzyklus wird der Hubkolben 12 abgesenkt, wobei
er über die Vorspannfeder 11 den Elektrodenträger 9 und die Spannzange nach unten
drückt. Durch die Verbindung von Elektrodenträger 9 und Glzitzylinder 14 über den
Gewindeabschnitt 13 wird daher über den Gleitzylinder die Betätigungsstange 9 und
damit die Konushülse 28 mitgenommen, bis der Draht 6 auf dem Trägermaterial 7 aufsteht.
Konushülse 28, Spannzange 29, Betätigungsstange 24 und der Gleitzylinder 14 mit
zugehörigem Kolben 16 sowie der Elektrodenträger 9 bleiben jetzt stehen, während
sich der Hubkolben 12 um den Schmelzweg bis zum Anschlag der Anschlagmutter 18 weiter
abwärts bewegt und dabei die Vorspannfeder 11 um den Schmelzweg weiter vorsnannt.
Dabei hat
sich der Hubkolben um dem Schmelzweg von Gleitzylinder
abgehoben. Erreicht der Hubkolben 12 seine untere Endstellung, schaltet das Schalterbetätigungsglied
22 über den Annäherungsschalter 23 den Schweißstrom ein. Während des chmelzens des
Drahtes 6 setzt der Elektrodenträger 9 unter Mitnahme des Gleitzylinders 14 und
damit der Betätigungsstange 24 nebst Konushülse 28 unter der Spannung der Spannfeder
11 um den Schmelzweg nach, wobei selbstverständlich auch die Spannzange 29 mitgenommen
wird, die fest mit dem Elektrodenträger 9 verbunden ist (Fig. 2).
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Nach Beenigung des Schweißvorgangs wird der Betätigungskolben 16
entlastet, so daß er die Betätigungsstange 24 unter der Spannung der Rückholfeder
25 und damit die Konushülse 28 gegenüber der Spannzange 29 anhebt, die dadruch frei
wird und sich vom Draht 6 abhebt. Wird jetzt der Hubkolben entlastet und von der
Vorspannfeder 11 nach oben gedrückt, wird die gesamte Elektrodeneinheit 4 gegenüber
dem Draht 6 nach oben in die Ausgangsstellung nach Fig. 1 zurückgeführt, wobei vor
erneuter Beaufschlagung des Betätigungskolbens 14 zum Absenken der Konushülse und
Schließen der Spannzange 29 das Abschneiden des Drahts 6 gemäß Fig. 2 erfolgt.
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Das Spannen und öffnen der Spannzange erfolgt ohne Relativbewegung
#er Spannzange gegenüber dem Draht, so daß exakte Drahtlängen angeschweißt werden.
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Zur Beaufschlagung der Kolben 12 und 16 kann Druckluft verwendet
werden, wobei zur Kolbenrückstellung ebenfalls Druckluft oder, wie im vorliegenden
Fall,eine Feder vorgesehen werden kann.
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Der Arbeitsablauf kann vollautomatisch vorgenommen werden, wobei
bei Verwendung eines Bandmaterials als Trägermaterial der Schweißzyklus im Rhythmus
des Bandvorschubs erfolgt.
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Die Höhenlage der Abschneidmesser 34, 35 ist einstellbar, um die
abzuschneidene Drahtlänge dem jeweiligen Bedürfnis anpassen zu können.
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Die gesamte Schweißeinheit hat bei Betrachtung in Richtung des Pfeiisx
eine maximale Breite von 8 mm über die ganze Höhe und eignet sich daher insbesondere
als Zusatzeinrichtung für Biegeautomaten, Pressen sowie Transferanlagen.