DE2509406C3

DE2509406C3 - Verfahren zur automatischen Herstellung einer elektrischen Widerstandsschweißverbindung zwischen einem aus einem Metallband herausgestanzten Kontakt und einem Kontaktträger sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2509406C3
Application number: DE19752509406
Authority: DE
Inventors: Helmut 7250 Leonberg Buettel; Rolf 7253 Renningen Voehringer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-03-04
Filing date: 1975-03-04
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2509406B2; GB1484833A; DE2509406A1

Description

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bereits aus der AT-PS 81 846 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift dargestellten und beschriebenen kombinierten Stanz- und Schweißmaschine wird das ausgestanzte Kontaktplättchen mittels des schwaibenschwanzförmigen Endes einer Stange aus der Matrize entfernt und unter eine Kontaktfeder geschoben. Erst dann werden die Schweißelektroden zusammengeführt und das Kontaktplättchen mit der Kontaktfeder verschweißt. Mit dieser Anordnung wird zwar zwangläufig ein lagerichtiges Überführen des Kontaktplättchens mit gegen die Kontaktfeder gerichtetem Stanzgrat erreicht, jedoch schleift das Kontaktplättchen auf seiner Kontaktfläche durch eine Rinne, bis es in die Schweißposition gelangt. Eine Beeinträchtigung der Kontaktfläche läßt sich dabei nicht vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beim Transportieren des Kontaktstücks in die Schweißstellung eine Beschädigung der Kontaktfläche zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen verfahrenstechnischen Maßnahmen gelöst.

Daher bleibt die Kontaktfläche des Kontaktstücks zwischen dem Ausstanzen und dem Aufschweißen völlig unberührt von anderen Vorrichtungselementen, wie Gegenhalter, Schieber, Gleitbahnen o. ä. Außerdem kann die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einfacher aufgebaut werden, da für die Über-

führung des Kontaktstücks in die Schweißstellung keine zusätzlichen Transportmittel erforderlich sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sowie von Vorrichtungen zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens sind den Unieransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele naher beschrieben. Es zeigt

Fig. I ein Metallband mit abfallfrei weggestanztem Kontaktstück in der Seitenansicht und geschnitten dargestellt,

Fig. 2 ein allseitig aus einem Metallband ausgestanztes Kontaktstück in der Seitenansicht und geschnitten dargesteüt,

Fig. 3 einen Ausschnitt vom Stanzwerkzeug und Schweißelektroden mit Haltevorrichtung sowie der Stanzvorrichtung zugeführtem Metallband vor dem Ausstanzen eines Kontaktstücks in perspektivischer Ansicht,

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 nach dem Ausstanzen und Fixieren des Kontaktstücks,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit auf die Gegenelektrode ausgerichtetem Kontaktstück während der Zuführung eines Werkstücks,

Fig. 6 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 während des Verschweißens von Kontaktstück und Werkstück,

Fig. 7 bis H) ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in den Positionen während des Ablaufs aufeinanderfolgender Verfahrensschrittc dargestellt, in perspektivischer Ansicht.

In der Fig. 1 ist ein Metallband 1 dargestellt, von dem in Pfeilrichtung ein Kontaktstück 2 abfallfrei weggestanzt ist, welches hierdurch an zwei diagonal gegenüberstehenden Kanten je einen Grat 3 aufweist und daher für das nachfolgend beschriebene Verfahren nicht geeignet ist.

Um ein Kontaktstück mit einer gratfreien Seite zu erhalten, wird es, wie die Fig. 2 zeigt, aus einem Metallband 4 gestanzt, dessen Breite größer ist als die Länge des Kontaktstücks 5. Ein ausreichend groß gewählter Vorschubtakt des Metallbandes 4 sorgt dafür, daß einerseits nach dem Ausstanzen mehrerer Kontaktstücke 5 im Metallband 4 Rand- und Querstege 6, 7 zurückbleiben, andererseits befinden sich die Stanzgrate 8 der ausgeschnittenen Kontaktstücke 5 somit auf jeweils nur einer Seite 9, und die als Kontaktfläche 10 dienende andere Seite 11 bleibt eben. Das beschriebene Ausführungsbeispiel des Kontaktstücks 5 weist in der Draufsicht eine rechteckige Form auf, es können auf diese Weise jedoch ebensogut Kontaktstücke anderer Formen hergestellt werden.

In der Fig. 3 und 4 ist eine erste, scheibenförmig ausgebildete und rotationsbewegliche Schweißelektrode 12 dargestellt, deren Scheibendicke etwas kleiner ist als die Länge der zu schweißenden Kontaktstücke 5. Auf die Achsenmitte der Schweißelektrode 12 ausgerichtet ist ein Stanzwerkzeug 13 angeordnet, dessen Stempel 14 das Kontaktstück 5 aus dem zugeführten Metallband 4 ausschneidet und das Kontaktstück 5 durch die Matrize 15 bis zur Anlage auf der Mantelfläche 16 der Schweißelektrode 12 durchdrückt. Sobald das Kontaktstück 5 seine Anlage erreicht hat, werden seine schmalen Stirnseiten von einer Haltevorrichtung 17 erfaßt und danach der Stempel 14des Stanzwerkzeugs 13 in seine Ausgangsstellung zurückgezogen. Die Haltevorrichtung 17 für das Kontaktstück 5 besteht aus einer zweiteiligen

Spannzange 18, deren Backen gegenüberstehend an je einer Flachseite der Schweißelektrode 12 angeordnet sind.

Wie den Fig. 5 und 6 entnehmbar ist, wird nun durch eine Drehbewegung um die Achse der Schweißelektiode 12 und die synchron dazu erfolgende Schwenkbewegung der Haltevorrichtung 17 das Kontaktstück 5 auf eine axialbewegliche zweite Schweißelektrode 19 ausgerichtet. Anschließend wird zwischen die beiden Schweißelektroden 12, 19 hindurch dem fixierten Kontaktstück 5 das mit dem Kontaktstück zu verschweißende Werkstück 20 lagerichtig zugeführt und von der zweiten Schweißelektrode 19 gegen die den Stanzgrat 8 aufweisende Seite 9 des Kontaktstücks 5 angedrückt. Nach dem Andruck der zweiten Schweißelektrode 19 öffnet die Haltevorrichtung 17 und gibt das Kontaktstück 5 frei, welches nunmehr mit dem Werkstück 20, wie beispielsweise einer Kontaktfeder, verschweißt wird. Vor dem Schweißvorgang wird nur die Haltevorrichtung 17 in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Nach beendetem Schweißen erfolgt die Rückstellung der zweiten Schweißelektrode 19 und Entnehmen der miteinander verbundenen Teile. Um einen gleichmäßigen Abbrand der Mantelfläche 16 der Schweißelektrode 12 sicherzustellen, werden die Drehwinkel so gewählt, daß nach einer bestimmten Anzahl Schweißungen die Schweißelektrode 12 um die Breite eines Kontaktstücks 5 versetzt ist.

In den Fig. 7 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Kontakt- und Werkstück mit abgewandeltem Verfahrensablauf dargestellt. Bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung (Fig. 3 bis 6) ist das Stanzwerkzeug 13 oberhalb der scheibenförmigen Schweißelektrode 12 angeordnet und die zweite Schweißelektrode 19 in einer anderen Ebene, die zur Bewegungsrichtung des Stempels 14 beispielsweise einen Winkel von 90° einnimmt. Bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 7 bis H) ist das Stanzwerkzeug 13 unterhalb der Schweißelektrode 12 angeordnet und die zweite Schweißelektrode 19 in parallelem Abstand neben dem Stempel 14.

Die Backen der Spannzange 18 der Haltevorrichtung 17 sind schalenförmig ausgebildet. Sie werden dem vom Stempel 14 gegen den unteren Teil der Mantelfläche 16 angedrückten Kontaktstück 5 so zugeführt, daß ihre Enden beim Schließen die Längsseiten des Kontaktstücks 5 erfassen. Das Ausrichten des Kontaktstücks 5 auf die zweite Schweißelektrode 19 geschieht in diesem Falle durch eine gleichzeitig erfolgende lineare Bewegung der ersten Schweißelektrode 12 mit Haltevorrichtung 17 und darin fixiertem Kontaktstück 5. Hierdurch ist es möglich, das Metallband 4, aus dem die Kontaktstücke 5 gestanzt werden, und das die vorgestanzten Werkstücke 20 enthaltende Metallband der Schweißvorrichtung in einer Ebene zuzuführen.

Bei der Schweißvorrichtung gemäß den Fig. 7 bis H) sind die Backen der Spannzange 18 der Haltevorrichtung 17 so angeordnet, daß sie die Breite der scheibenförmigen Schweißelektrode 12 nicht begrenzen. Um eine gute Stromzuführung zu gewährleisten weist sie deshalb eine Breite auf. die der doppelten Länge eines Kontaktstücks S eni.-pncht. Diese Schweißelektrode 12 wird nach jeder Sch weißung um die Breite eines Kontaktstücks 5 weitergedreht. Bevor die Schweißelektrode 12 wieder in die Stellung ge

langt, in der die erste Schweißung erfolgte, wird sie '.:m eine Kontaktstücklänge in axialer Richtung versetzt, so daß die ganze Mantelfläche 16 der Schweißelektrode 12 beim Schweißen gleichmäßig beansprucht wird.

Das Verschweißen eines Kontaktstücks 5 mit ei nem Wer'-istik'k 20 geschieht wiederum ir. der Weise, daß dem Stanzwerkzeug 13 ein aus Edelmetall bestellendes Metallband 4 zugeführt wird. Dies kann, um den Stanzabfall gering zu halten, in der Weise geschehen, daß ein Rand des Metallbandes 4 gleichzeitig die Begrenzung der schmalen Stirnseite des Kontaktstücks 5 bildet (Fig. 7). Beim Betätigen des Stanzwerkzeugs 13 schneidet der Stempel 14 nur drei Seiten des Kontaktstücks 5 und drückt es durch die Matrize i5 bis zur Anlage gegen die Mantelfläche 16 der Schweißelektrode 12. Danach wird das Kontaktstück 5 von der Spannzange 18 der Haltevorrichtung 17 erfaßt. Sobald dieser Vorgang beendet ist, wird der Stempel 14 zurückgezogen (Fig. N). Gleichzeitig erfolgt die lineare Verschiebung von Schweißelektrode 12 mit Haltevorrichtung 17 und das Ausrichten des mitgenommenen Kontaktstück;; 5 auf die zweite Schweißelektrode 19, welche sich noch in ihrer zurückgezogenen Ausgangsstellung befindet.

Zwischen Kontaktstück 5 um! Linde der axialbewt ^!ichcn Schweißelektrode 19 wird nun das Werkstück 20 eingeführt und lagerichtig positioniert (Fig. 9). Danach wird es von der Schweißelektrode 19 gegen die den Stanzgrat 8 aufweisende Seite 9 des Kontaktstücks 5 gedrückt. Nach dem Andruck öffnet die Haltevorrichtung 17 ihre Spannzange 18 und das Kontaktstück 5 wird mit dem Werkstück 20 verschweißt (Fig. 1(1). 1st der Schweißvorgang beendet, so wird die axi.ilbewegliche Schweißelektrode 19 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt und das Werkstück 20 entnommen bzw. sofern es noch im Stanzleifcn gehalk'rt ist, um einen entsprechenden Vorschubtakt weiterbewegt. Die scheibenförmige Schweißelektrode 12 wird nach erfolgter Schweißung mit der geöffneten ildiievoriichiung 17 wieder in die Ausgangsstellung über dem Stanzwerkzeug 13 zurückgeführi, wobei sich die Schweißelektrode 12 um eine Kontaktstückbreite weiterdreht.

Nach einer vollen Umdrehung der Schweißelektrode 12 wird diese um eine Kontaktstücklänge axial verschoben. Haben alle Werkzeugteile ihre ursprüngliche Ausgangsstellung erreicht, beginnen nach dem Vorschub des Metallbandes 4 sich die beschriebenen Verfahrensschritte zu wiederholen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatischen Herstellung einer elektrischen Widerstandsschweißverbindung zwischen einem aus einem Metallband herausgestanzten Kontakt und einem Kontaktträger, bei dem das Kontaktstück beim Herausstanzen auf der dem Stempel des Stanzwerkzeugs zugewandten Seite mit einem vorstehenden Rand versehen, mittels des Stempels durch die Matrize des Stanzwerkzeugs hindurch zur Anlage an einem unter dieser angeordneten Teil gedrückt und anschließend in eine Schweißstellung transportiert wird und der Kontaktträger beim Schweißvorgang zwischen zwei Schweißelektroden an die den vorstehenden Rand aufweisende Seite des Kontaktstünks gedrückt wird, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender Verfahrensschritte:

a) das Kontaktstück (5) wird mittels des Stempels (14) zur Anlage an der Arbeitsfläche der in ihrer Ausgangslage unter der Matrize (15) befindlichen ersten der beiden Schweißelektroden (12) gebracht,

b) das Kontaktstück (5) wird auf dieser Schweißelektrode (12) durch eine an dieser angebrachte Haltevorrichtung (17) fixiert,

c) der Stempel (14) des Stanzwerkzeugs (13) wird zurückgezogen,

d) das Kontaktstück (5) wird durch die erste Schweißelektrode (12) in die Schweißstellung transportiert,

c) der Kontaktträger (20) wird zugeführt,

f) die Schweißelektroden (12, 19) werden gegeneinander gepreßt,

g) die Haltevorrichtung (17) wird vor dem Schweißvorgang geöffnet,

h) nach dem Schweißvorgang und dem anschließenden Öffnen der Schweißelektroden (12,19) wird die erste Schweißelektrode (12) in ihre Ausgangslage zurückgeführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport des Kontaktstücks (5) in die Schweißstellung durch eine Schwenkbewegung der ersten Schweißelektrode (12) vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport des Kontaktstücks (5) in die Schweißstellung durch eine lineare Verschiebung der ersten Schweißelektrode (12) vorgenommen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schweißelektrode (12) scheibenförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der scheibenförmig ausgebildeten ersten Schweißelektrode (12) kleiner ist als die Länge des Kontaktstücks (5).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (17) aus einer Spannzange (18) besteht, deren Backen an je einer Flachseite der Schweißelektrode (12) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Mantelfläche (16) der ersten Schweißelektrode (12) ausgerichtete zweite Schweißelektrode (19) winklig zur Bewegungsrichtung des Stempels (14) des Stanzwerkzeugs (13) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzwerkzeug (13) oberhalb der Mantelfläche (16) der Schweißelektrode (12) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der scheibenförmig ausgebildeten ersten Schweißelektrode (12) dem zweifachen Längenmaß eines Kontaktelementes (5) entspricht.

K). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (18) der Haltevorrichtung (17) aus zwei schalenförmigen, die Mantelfläche (16) der Schweißelektrode (12) umfassenden Backen besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder K), dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzwerkzeug (13) unterhalb der Mantelfläche (16) der Schweißelektrode (12) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schweißelektrode (19) in einem bestimmten Abstand achsparallel neben dem Stempel (14) des Stanzwerkzeugs (13) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche S) bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmige Schweißelektrode (12) in Richtung ihrer Drehachse um das Längenmaß eines Kontaktstücks (5) versetzbar angeordnet ist.