Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden
elektrischer Leiter wie Litzen mittels Ultraschall in einem
querschnittsveränderbaren Verdichtungsraum, der durch eine
etwa horizontale Sonotrodenfläche und drei relativ dazu
teils in horizontaler und teils in vertikaler Richtung ver
schiebbare Amboßflächen begrenzt ist, wobei zunächst die
elektrischen Leiter in den nach einer Seite hin geöffneten
Verdichtungsraum eingelegt werden, worauf der Verdichtungs
raum durch Verschieben der ersten Amboßfläche geschlossen
wird, wonach die Höhe des Verdichtungsraums durch gemein
sames vertikales Verschieben der zweiten Amboßfläche, die
der Sonotrodenfläche gegenüberliegt, und der dritten Am
boßfläche, die der ersten Amboßfläche gegenüberliegt, unter
Verdichtung der elektrischen Leiter verringert wird, wobei
die Ultraschalleinwirkung während der Verdichtung vorgenom
men wird, worauf schließlich der Verdichtungsraum durch
Verschieben aller Amboßflächen in ihrer Ausgangslage ge
öffnet und die verbundenen Leiter daraus entnommen werden.
Die Erfindung schließt auch Vorrichtungen insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens ein.
Für die Durchführung des vorstehenden Verfahrens geeignete
Vorrichtungen sind bekannt (DE-OS 35 08 122, DE-OS 35 29 943).
Nach dem Stande der Technik werden die durch Ultraschall
schweißung zu verbindenden elektrischen Leiter nach dem
Einlegen in den auf den gewünschten Querschnitt eingestellten
Verdichtungsraum und dem Schließen desselben durch Horizontal
verschiebung eines ersten Amboßteils (DE-OS 35 08 122) bzw.
durch Vertikalverschiebung eines Riegels (DE-OS 35 29 943)
ohne Veränderung der Breite des Verdichtungsraums durch
Vertikalverschiebung der zweiten und dritten Amboßfläche
verdichtet und dabei den von der den Verdichtungsraum von
unten begrenzenden Sonotrodenfläche ausgehenden Ultraschall
schwingungen ausgesetzt.
Der hierdurch erzielte Leiterknoten besitzt den Querschnitt
eines liegenden Rechtecks. Bei geeigneter Festlegung der
Querschnittsabmessungsverhältnisse und richtiger Verfahrens
führung werden mit dem bekannten Verfahren gute Schweiß
ergebnisse erzielt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß
die Verdichtung der Leiter über den Knotenquerschnitt nicht
vollständig gleichmäßig ist. lnsbesondere hängt der erziel
bare Verdichtungsgrad von der Höhenlage der betrachteten
Querschnittsstelle im Leiterknoten ab.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und besonders zur Verfahrensdurchführung geeignete
Vorrichtungen bereitzustellen, mit dessen bzw. deren Hilfe
eine weitere Vergleichmäßigung der Leiterverdichtung im
Knotenquerschnitt erreichbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs angege
benen Verfahrensgattung dadurch gelöst, daß nach einer ersten
Verdichtungsphase für die Leiter durch gemeinsames vertikales
Verschieben der zweiten und dritten Amboßfläche eine zweite
Verdichtungsphase durch gemeinsames horizontales Verschieben
der ersten und zweiten Amboßfläche bei gleichzeitiger Fort
setzung der gemeinsamen Vertikalverschiebung der zweiten und
dritten Amboßfläche durchgeführt wird, wobei die Ultraschall
einwirkung während der zweiten Verdichtungsphase vorgenom
men wird.
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
dem Verfahren nach dem Stande der Technik besteht in der
Aufteilung des Leiterverdichtungsvorganges in zwei unter
schiedliche Verdichtungsphasen, wobei in der ersten Verdich
tungsphase die Verdichtungsbewegung in senkrechter Richtung
und ohne Ultraschalleinwirkung erfolgt, während in der
zweiten Verdichtungsphase die Verdichtungsbewegung eine
überlagerte Bewegung ist, die sowohl in senkrechter als auch
in horizontaler Richtung, und zwar bei Ultraschalleinwirkung
erfolgt. ln der zweiten Verdichtungsphase nimmt demgemäß
sowohl die Höhe als auch die Breite des Leiterknotens ab.
Es wurde gefunden, daß hiermit eine im wesentlichen über den
vollen Leiterquerschnitt reichende sehr gleichmäßige Leiter
verdichtung erhalten wird. Dementsprechend ist die Qualität
der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ultraschallge
schweißten Leiterknoten ausgezeichnet.
Die Verschiebungen der drei Amboßflächen können zweckmäßig
durch mechanische Kopplung vorgenommen werden. Vorzugsweise
werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die drei Amboßflächen
jedoch entsprechend einer Programmsteuerung verschoben.
Zur Erleichterung und Beschleunigung des Einlegens der elek
trischen Leiter in den Verdichtungsraum und der Entnahme
des fertigen Leiterknotens ist es von Vorteil, wenn die
zweite Amboßfläche anfangs verschoben wird, bis sie sich
außerhalb des Verdichtungsraums befindet, d. h. der Sonotro
denfläche nicht mehr gegenüberliegt. Auf diese Weise steht
für den Einlege- bzw. Entnahmevorgang die volle Anfangs
breite des Verdichtungsraums, d. h. praktisch die Breite
der Sonotrodenarbeitsfläche zur Verfügung. Nach dem Einlegen
der Leiter wird die zweite Amboßfläche als obere Begrenzung
des Verdichtungsraums vorgeschoben. Dies kann vor der Ver
schiebung der ersten Amboßfläche oder gleichzeitig damit,
aber auch nach Verschiebung der ersten Amboßfläche erfolgen.
In jedem Falle wird durch diesen Bewegungsablauf der Ver
dichtungsraum nach oben hin geschlossen.
Vom Stande der Technik (DE-OS 35 08 122) ausgehend umfaßt
eine insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignete
Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter wie Litzen
durch Ultraschall eine Ultraschallschwingungen erzeugende
Sonotrode, einen als Gegenwerkzeug dienenden mehrteiligen
Amboß und einen von drei Amboßflächen und einer Sonotroden
fläche begrenzten querschnittsveränderbaren Verdichtungsraum
für die elektrischen Leiter, dessen Längsachse parallel zu
den zu verbindenden Leitern verläuft und dessen Stirnseiten
zum Durchführen der Leiter geöffnet sind, wobei ein die erste
Amboßfläche aufweisendes erstes Amboßteil parallel zu der
Sonotrodenfläche und diese mit engem Luftspalt überlappend
verschiebbar gelagert ist, während die zweite und dritte
Amboßfläche an einem zweiten Amboßteil vorgesehen sind,
welches entlang der der ersten Amboßfläche gegenüberliegenden
dritten Amboßfläche unter Einhaltung eines engen Luftspalts
zu einer ihr benachbarten parallelen Fläche der Sonotrode
verschiebbar gelagert ist, und mit einem Querhaupt verbunden
ist, an welchem sich die der Sonotrodenfläche gegenüberliegende
zweite Amboßfläche und eine Anschlagfläche für die erste
Amboßfläche befinden, wobei beide Amboßteile mit einer An
triebsvorrichtung für die Schiebebewegungen in Verbindung
stehen.
Hiervon ausgehend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung da
durch gekennzeichnet, daß das Querhaupt parallel zur Sono
trodenfläche verschiebbar an dem zweiten Amboßteil gelagert
ist und mit einer in Schieberichtung wirksamen Antriebsvor
richtung verbunden ist. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung
ermöglicht bei der Durchführung des angegebenen Verfahrens
eine von der Verschiebung des ersten Amboßteils erzwungene
gleichgerichtete Verschiebung des Querhaupts während der
zweiten Verdichtungsphase des Verfahrens. Unabhängig von dem
angegebenen Verfahren läßt sich diese besondere Vorrichtungs
ausgestaltung auch für eine stufenlose Einstellung der
Breite des Verdichtungsraums als auch für eine programmierte
Bewegungssteuerung des Querhaupts verwenden. Die letztere
ermöglicht insbesondere dann beliebige Bewegungssteuerungen
der den Verdichtungsraum begrenzenden Flächen, wenn auch die
beiden Amboßteile jeweils mit einer Antriebsvorrichtung für
unabhängige Bewegungssteuerung verbunden sind.
Für die mechanische Verschiebungskopplung der drei Amboß
flächen ist die Vorrichtung vorteilhaft so ausgebildet, daß
die Antriebsvorrichtung eine fest mit dem Querhaupt verbunde
ne Mitnehmereinrichtung ist, auf die das erste Amboßteil
oder ein zusammen mit dem ersten Amboßteil verschiebbares
Bauteil auftrifft, bevor die erste Amboßfläche kraftschlüssig
an die Anschlagfläche des Querhaupts angedrückt werden kann.
Bei dieser Vorrichtungsausgestaltung wird das Querhaupt von
der Mitnehmereinrichtung in Verschieberichtung des ersten
Amboßteils mitgenommen, sobald das erste Amboßteil auf die
Mitnehmereinrichtung auftrifft. Um eine zu hohe Reibung zwi
schen der ersten Amboßfläche und der Anschlagfläche am Quer
haupt zu vermeiden geschieht die Bewegungsankopplung des
Querhaupts vor einer kraftschlüssigen Andrückung der ersten
Amboßfläche an die erwähnte Anschlagfläche. Diese beiden
Flächen müssen zur Schließung des Verdichtungsraums lediglich
drucklos aneinanderliegen.
Um nach dem Ultraschallschweißvorgang das Querhaupt wieder
in die Ausgangslage bewegen zu können, ist das Querhaupt
zweckmäßig aus seiner den Verdichtungsraum begrenzenden Stel
lung gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar.
Zur Koordinierung der Verschiebebewegungen der beiden Amboß
teile ist bei mechanischer Kopplung die Anordnung mit Vorteil
so getroffen, daß das erste Amboßteil und das zweite Amboß
teil eine gemeinsame Antriebsvorrichtung aufweisen, die an
ein bewegbar gelagertes Steuerglied angreift, welches mit
zwei Stellelementen versehen ist, die mit jeweils zugeordneten
Gegenelementen am ersten und zweiten Amboßteil eingreifen.
Hierbei bestimmt die Bewegung des von nur einer Antriebs
vorrichtung angetriebenen Steuergliedes die Schiebebewegun
gen der beiden Amboßteile und damit auch des am zweiten Am
boßteil verschiebbar gelagerten Querhaupts.
In einer Ausführungsform kann das Steuerglied ein parallel
zur Längsachse des Verdichtungsraums verschiebbar gelagerter
Winkelschieber sein, dessen einer Schenkel dem ersten Amboß
teil und dessen anderer Schenkel dem zweiten Amboßteil zuge
kehrt ist, wobei in beiden Schenkeln als Stellelemente aus
gebildete Steuerschlitze vorgesehen sind, in welche an den
beiden Amboßteilen oder an mit den Amboßteilen verbundenen
Bauteilen befestigte als Kulissengleitbolzen ausgebildete
Gegenelemente eingreifen. Durch entsprechende abknickende
Gestaltung der Steuerschlitze kann die mit dem erfindungsge
mäßen Verfahren angegebene Bewegungscharakteristik erzielt
werden.
In einer anderen Ausführungsform ist das Steuerglied als
dreiarmiger Hebel ausgebildet, der an seinem mittleren Be
reich um einen zur Längsachse des Verdichtungsraums
parallelen Schwenkbolzen schwenkbar gelagert ist, mit einem
Arm an die ebenfalls schwenkbar gelagerte Antriebsvorrichtung
angelenkt ist und mit seinen beiden anderen Armen, deren Enden
die Stellelemente bilden, in die Gegenelemente bildende Aus
nehmungen in den beiden Amboßteilen oder in mit den Amboß
teilen verbundenen Bauteilen eingreifen. Schwenkbewegungen
des dreiarmigen Hebels erzwingen bei dieser Ausführungsform
davon abgeleitete Verschiebebewegungen der beiden Amboßteile
und damit auch des Querhaupts.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die Antriebsvorrichtung für das Querhaupt
ein nachlauffreier elektrischer Stellmotor, der mit einer
antreibbaren Stellgewindespindel in eine am Querhaupt befestig
te Stellgewindemutter eingreift. Diese Ausführungsform erlaubt
eine völlig unabhängige Verschiebung des Querhaupts von den
Schiebebewegungen der beiden Amboßteile und eignet sich daher
besonders für die Programmsteuerung der Schiebebewegungen der
beiden Amboßteile und des Querhaupts, insbesondere dann,
wenn auch dem ersten und dem zweiten Amboßteil jeweils
ein nachlauffreier elektrischer Stellmotor als Antriebsvor
richtung für die Schiebebewegungen zugeordnet ist, der mit
einer antreibbaren Stellgewindespindel in eine am zugeordneten
Amboßteil oder einem damit verbundenen Bauteil befestigten
Stellgewindemutter eingreift.
Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eignet sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens, wobei die Bewegungen der drei Amboßflächen ent
sprechend einem festgelegten veränderbaren Programm gesteuert
werden. Die Programmsteuerung kann sowohl die zeitliche Ab
folge der Verschiebebewegungen als auch die jeweiligen Schie
bewege einschließen. Aber auch unabhängig von dem erfindungs
gemäßen Verfahren erlaubt diese Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung beliebige koordinierte Verschiebe
bewegungen der beiden Amboßteile und des Querhaupts.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen, die teil
weise die Vorrichtungseinzelteile schematisiert angeben, näher
beschrieben. Darin zeigt:.
Fig. 1a-1d zur Veranschaulichung des
Verfahrensablaufs die den
Verdichtungsraum umgebenden
Vorrichtungsteile in unter
schiedlichen Relativstellungen,
teils in perspektivischer
Darstellung und teils in Vor
deransicht,
Fig. 2 eine weitere Vorderansicht
der den Verdichtungsraum um
gebenden Werkzeugteile bei
außerhalb des Verdichtungs
raums befindlichem Querhaupt,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform der
Ultraschallschweißvorrichtung
in Vorderansicht,
Fig. 4 das Steuerglied der Vorrichtung
gemäß Fig. 3 in perspektivischer
Darstellung,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der
Ultraschallschweißvorrichtung
in Vorderansicht,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform der
Ultraschallschweißvorrichtung
in Vorderansicht und
Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der
Ultraschallschweißvorrichtung
mit einer Darstellung der
wesentlichen Vorrichtungsteile
in Vorderansicht.
Zur Erläuterung der den Verdichtungsraum umgebenden und
bildenden Werkzeugteile der Vorrichtung wird zunächst auf
die schematischen Darstellungen gemäß Fig. 1a bis 1d Bezug
genommen. Von einer Sonotrode 1 ist dort nur der Sonotroden
kopf und die etwa horizontale Sonotrodenfläche 2 als Arbeits
fläche der Sonotrode dargestellt. Im übrigen ist die Sono
trode 1 so ausgebildet, wie das bei derartigen Ultraschall
schweißvorrichtungen üblich ist. Oberhalb der Sonotroden
fläche 2 befindet sich ein an beiden Stirnseiten offener
Verdichtungsraum 3, der während des Schweiß- und Verdich
tungsvorganges seine Abmessungen und seine Gestalt ändert,
wie die Fig. 1a bis 1d zeigen. Gegenüber der als fest
stehend anzusehenden Sonotrode 1 sind die übrigen Werkzeug
teile teils horizontal und teils vertikal verschiebbar,
wie nachfolgend erläutert wird.
Unmittelbar oberhalb der Sonotrodenfläche 2 und diese in
allen Stellungen mit engem Luftspalt überlappend ist ein
erstes Amboßteil 4 horizontal verschiebbar, d. h. parallel
zur Sonotrodenfläche 2 verschiebbar, angeordnet, an welchem
sich eine erste Amboßfläche 5 befindet. Eine zweite Amboß
fläche 6 liegt der Sonotrodenfläche 2 planparallel gegenüber
und befindet sich an einem Querhaupt 7, welches horizontal
verschiebbar an einem zweiten Amboßteil 8 gelagert ist. Das
zweite Amboßteil 8 besitzt eine der ersten Amboßfläche 5
planparallel gegenüberliegende dritte Amboßfläche 9. Das
zweite Amboßteil 8 ist unter Einhaltung eines engen Luft
spalts zu der ihr benachbarten Sonotrodenfläche vertikal
verschiebbar gelagert. Weitere Vorrichtungseinzelheiten wer
den bei Beschreibung der Ausführungsformen der Vorrichtung
weiter unten noch näher beschrieben.
Vor Beginn des Schweiß- und Verdichtungsvorganges befinden
sich die Werkzeugteile in der in Fig. 1a gezeigten Stellung,
in welcher das erste Amboßteil 4 bezogen auf die zeichne
rische Darstellung maximal nach links verschoben ist, so daß
zwischen der ersten Amboßfläche 5 und einer ihr planparallel
gegenüberliegenden Anschlagfläche 10 am Querhaupt 7 ein
Einlegespalt 11 gebildet ist. Das zweite Amboßteil 8 mit
dem daran verschiebbar gelagerten Querhaupt 7 befinden sich
in ihrer angehobenen Stellung, in welcher zwischen der Sono
trodenfläche 2 und der zweiten Amboßfläche 6 der größte und
ggf. einstellbare vertikale Abstand besteht.
Nach dem Einlegen der zu verschweißenden Leiter durch den
Einlegespalt 11 hindurch wird der Verdichtungsraum 3 durch
horizontales Verschieben des ersten Amboßteils 4 bis zur
drucklosen Anlage der ersten Amboßfläche 5 an die Anschlag
fläche 10 geschlossen. Danach beginnt die erste Verdichtungs
phase des Verfahrens durch Abwärtsbewegung des zweiten Am
boßteils 8 zusammen mit dem Querhaupt 7 bei stillstehendem
ersten Amboßteil 4. Die Stellung der Werkzeugteile, die
diese etwa bei Abschluß der ersten Verdichtungsphase ein
nehmen, ist in Fig. 1c dargestellt. Wie durch Vergleich
von Fig. 1b mit Fig. 1c ersichtlich ist, wird die Höhe des
Verdichtungsraums 3 während der ersten Verdichtungsphase
bei gleichbleibender Breite bereits erheblich verringert.
Etwa mit der in Fig. 1c gezeigten Stellung der Werkzeug
teile beginnt die zweite Verdichtungsphase, bei welcher eine
Bewegungsüberlagerung stattfindet. Einerseits setzen das
zweite Amboßteil 8 und das damit verbundene Querhaupt ihre
Abwärtsbewegung noch fort, wie der vertikal eingezeichnete
Pfeil in Fig. 1d veranschaulicht, und andererseits bewegen
sich jetzt das erste Amboßteil 4 und das Querhaupt 7 bezogen
auf die Zeichnung gemeinsam nach rechts. Dadurch wird sowohl
das Höhenmaß als auch das Breitenmaß des Verdichtungsraums
3 verringert. Während dieser zweiten Verdichtungsphase erfol
gen gleichzeitig vertikale und horizontale Verdichtungsein
wirkungen auf die im Verdichtungsraum 3 eingeschlossenen Lei
ter. Während der zweiten Verdichtungsphase wird die Ultra
schallenergie aktiviert, so daß die eingeschlossenen Leiter
miteinander verschweißen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Werkzeugteile ist
das Querhaupt 7 bezüglich der Zeichnung soweit nach rechts
verschoben, daß seine Anschlagfläche 10 nicht mehr über
die dritte Amboßfläche 9 vorsteht. Auf diese Weise wird ein
sehr breiter Einlegespalt 11′ erhalten, der praktisch die
Breite der Sonotrodenfläche 2 aufweist und das Einlegen der
Leiter vor dem Verdichtungs- und Schweißvorgang wie auch
das Entnehmen des geschweißten Leiterknotens aus dem Ver
dichtungsraum wesentlich erleichtet. Wenn die Ausbildung der
Ultraschallschweißvorrichtung die in Fig. 2 gezeigte Stellung
der Werkzeugteile zuläßt, so beginnt der Arbeitszyklus mit
der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Teile. Nach dem Ultra
schallschweißvorgang wird der Verdichtungsraum 3 durch ent
sprechende Rückbewegung der Werkzeugteile in die in Fig. 1a
bzw. in Fig. 2 gezeigte Stellung geöffnet, so daß der fertige
Leiterknoten entnommen werden kann.
Zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der Gesamtvor
richtung wird nunmehr auf Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4
Bezug genommen. Basisteil der Vorrichtung ist ein Montage
block 12, an welchem die Amboßteile 4 und 8 verschiebbar
gelagert sind. Zu diesem Zweck ist das Amboßteil 4 mit einem
Querschlitten 13 verschraubt, der an einem Führungsbett 14
des Montageblocks 12 horizontal verschiebbar geführt ist. An
einem weiteren senkrecht ausgerichteten Führungsbett 15 ist
das zweite Amboßteil vertikal verschiebbar geführt. Das
Querhaupt 7 ist an einem Führungsbett 16 des zweiten Amboß
teils 8 horizontal verschiebbar geführt. Die Luftspalte 17
und 18 zwischen dem ersten Amboßteil 4 und der Sonotrode 1
bzw. dem zweiten Amboßteil 8 und der Sonotrode 1 sind in
den Zeichnungen übertrieben groß dargestellt. Tatsächlich
ist die Spaltbreite so gering, daß auch beim Veschweißen
feiner Litzen keine Litzen in die Luftspalte eintreten können.
Die Schiebebewegung des Querhaupts 7 wird bei dem ersten Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 3 durch eine Antriebsvorrichtung
bewirkt, die mit derjenigen des in Fig. 5 gezeigten zweiten
Ausführungsbeispiels übereinstimmt. Diese Antriebsvorrichtung
besteht im wesentlichen aus einer Mitnehmereinrichtung 19,
welche die vertikalen Bewegungen des zweiten Amboßteils 8
und des Querhaupts 7 mitmacht. An ein fest mit dem Querhaupt
7 verbundenen Steg 22 schließt ein nach unten gerichtetes
Brückenteil 20 an, an dessen untere Ende eine sich bezogen
auf die Zeichnung nach links erstreckende Anschlagstange 23
befestigt ist, welche vor dem Querschlitten 13 mit einem
Anschlag 24 endet. An der Anschlagstange 23 befindet sich
ein Vorsprung 25, dem mit Abstand ein am zweiten Amboßteil
8 befestigtes Gegenlager 26 gegenübersteht. Zwischen dem
Vorsprung 25 und dem Gegenlager 26 ist eine als Schrauben
druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 27 eingespannt. In
der dargestellten Öffnungsstellung des Verdichtungsraums
3 wird die mit Bezug auf die Zeichnung nach links gerichtete
Rückstellverschiebung des Querhaupts 7 durch einen am
Montageblock 12 befestigten Anschlag 28 begrenzt. Die Anordnung
ist so getroffen, daß beim Schließen des Verdichtungsraums
3, d. h. bei der Verschiebung des ersten Amboßteils 4 nach
rechts der Querschlitten 13 auf den Anschlag 24 der Anschlag
stange 23 auftrifft, bevor sich die erste Amboßfläche 5
fest gegen die Anschlagfläche 10 des Querhaupts 7 legen kann.
Bei fortgesetzter Verschiebung des ersten Amboßteils 4 nach
rechts wird das Querhaupt 7 über die Mitnehmereinrichtung 19
ebenfalls nach rechts verschoben. Diese gemeinsame Horizontal
bewegung des ersten Amboßteils 4 und des Querhaupts 7 ent
spricht der zweiten Verdichtungsphase des geschilderten Ver
fahrens.
Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungs
form der Vorrichtung ist für das erste Amboßteil 4 und das
zweite Amboßteil 8 eine gemeinsame Antriebsvorrichtung vor
gesehen, beispielsweise in Fig. 4 schematisch angedeutete
Pneumatikzylinder- und -kolbenanordnung 29, deren Kolben
stange 30 fest mit einem Winkelschieber 31 verbunden ist,
während deren Zylinder in fester nicht dargestellter Ver
bindung mit dem Montageblock 12 steht. Der Winkelschieber
31 steuert die koordinierten Bewegungen des ersten Amboß
teils 4 und des zweiten Amboßteils 8. Zu diesem Zweck be
sitzt er zwei Schenkel 32 und 33, von denen der Schenkel 32
dem ersten Amboßteil 4 und der Schenkel 33 dem zweiten
Amboßteil 8 zugekehrt ist. Am Schenkel 33 befindet sich
ein Führungsvorsprung 34, mit welchem der Winkelschieber 31
an einem Führungsbett 35 des Montageblocks 12 horizontal
verschiebbar gelagert ist. Das Führungsbett 35 ist recht
winklig zu den Führungsbetten 14 und 15 ausgerichtet.
An den Außenflächen der Schenkel 32 und 33 befinden sich
Steuerschlitze 36 bzw. 37. In die Steuerschlitze 36 und 37
greifen Kulissengleitbolzen 38 bzw. 39 ein, von denen der
Bolzen 38 am Querschlitten 13 und der Bolzen 39 am zweiten
Amboßteil befestigt ist.
Wird der Winkelschieber 31 ausgehend von der in Fig. 3 ge
zeigten Stellung der Werkzeugteile in Richtung des Pfeils
40 in Fig. 4 durch entsprechend Druckluftbeaufschlagung
der Pneumatikzylinder- und -kolbenanordnung 29 verschoben,
so ergibt sich für die Werkzeugteile aufgrund der Ausbildung
der Steuerschlitze 36 und 37 die verfahrensgemäße Bewegungs
charakteristik. Zu diesem Zweck ist der Steuerschlitz 36
aus drei Schlitzabschnitten 41, 42 und 43 zusammengesetzt,
während der Steuerschlitz 37 nur aus zwei Schlitzabschnitten
44 und 45 gebildet ist. Bei geöffnetem Verdichtungsraum ent
sprechend Fig. 3 befindet sich der Kulissengleitbolzen 38
im Schlitzabschnitt 41, während sich der Kulisssengleitbolzen
39 im Schlitzabschnitt 44 befindet. Wird die Kolbenstange 30
in Richtung des Pfeils 40 bewegt, so gleitet der Kulissen
gleitbolzen 38 im schräg zur Bewegungsrichtung ausgerichteten
Schlitzabschnitt 41, wodurch der Querschlitten 13 und damit
das erste Amboßteil 4 mit Bezug auf die Darstellung in Fig. 3
nach rechts verschoben werden. Da der Schlitzabschnitt 44
parallel zur Schieberichtung des Winkelschiebers 31 verläuft,
bleiben der Kulissengleitbolzen 39 und damit das zweite
Amboßteil 8 zunächst in der in den Fig. 1b und 3 gezeigten
Lage. Wenn der Querschlitten 13 an den Anschlag 24 der Mit
nehmereinrichtung anschlägt, hat der Kulissengleitbolzen 38
den schräggestellten Schlitzabschnitt 41 verlassen und be
findet sich am Anfang des zur Schieberichtung des Winkel
schiebers 31 parallelen Schlitzabschnitts 42. Bei fortgesetzter
Verschiebung des Winkelschiebers 31 bleibt daher der Kulissen
gleitbolzen 38 und damit das erste Amboßteil 4 in der er
reichten Schließlage für den Verdichtungsraum, wie sie
durch die Fig. 1b und 1c repräsentiert ist. Gleichzeitig
tritt aber der Kulissengleitbolzen 39 in den gegenüber der
Schieberichtung des Winkelschiebers 31 schräggestellten
Schlitzabschnitt 45 ein, womit bei fortgesetzter Verschiebung
des Winkelschiebers in Richtung des Pfeils 40 die Abwärts
verschiebung des zweiten Amboßteils 8 beginnt. Wenn bei
weiterhin fortgesetzter Verschiebung des Winkelschiebers
31 in derselben Richtung der Kulissengleitbolzen 38 in den
wiederum zur Schieberichtung schräggestellten Schlitzab
schnitt 43 eintritt, verschiebt sich der Querschlitten 13
und damit auch das erste Amboßteil 4 weiter nach rechts.
Gleichzeitig aber wird die Abwärtsbewegung des zweiten
Amboßteils 8 fortgesetzt, weil sich der Kulissengleitbolzen
39 noch in dem schräggestellten Schlitzabschnitt 45 befindet.
Zusammen mit der in dieser zweiten Verdichtungsphase er
folgenden Verschiebung des ersten Amboßteils 4 nach rechts
wird auch das Querhaupt 7 über die Mitnehmereinrichtung 19
nach rechts verschoben.
Die in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsform der Vor
richtung unterscheidet sich von der mit Bezug auf Fig. 3
beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen durch eine
abweichende Ausbildung des die Bewegung der Werkzeugteile
bewirkenden Steuergliedes. Dieses ist als dreiarmiger Hebel
46 ausgebildet, der an seinem mittleren Bereich um einen
am Montageblock 12 befestigten Schwenkbolzen 47 schwenkbar
gelagert ist. Mit seinem nach unten weisenden Arm 48 ist
der Hebel 46 mittels eines Lagerbolzens 49 an die Kolben
stange 50 einer beispielsweise pneumatisch betriebenen
Zylinder- und -kolbenanordnung 51 angelenkt. Der Zylinder
dieser Anordnung 51 ist über einen Lagerbolzen 75 schwenkbar
mit dem Montageblock 12 verbunden.
Mit den Enden seiner beiden anderen Arme 52 und 53 greift
der dreiarmige Hebel 46 in jeweils eine Ausnehmung 54
im Querschlitten 13 bzw. 55 im zweiten Amboßteil 8 ein.
Während die Ausnehmung 54 im Querschlitten 13 das zugeord
nete Armende eng umschließt, ist die Ausnehmung 55 im
zweiten Amboßteil 8 schlitzförmig ausgebildet, wobei das
zugeordnete Armende in der in Fig. 5 dargestellten Öffnungs
stellung des Verdichtungsraums 3 sich im oberen Ende der
schlitzförmigen Ausnehmung 55 befindet.
Aufgrund der beschriebenen Anordnung liegt bei der in Fig. 5
dargestellten zweiten Ausführungsform eine gegenüber der
mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen ersten Ausführungsform
veränderte Bewegungscharakteristik vor. Wird die Kolben
stange 50 in Richtung des Pfeils 56 in Fig. 5 bewegt,
so verschwenken alle Arme des dreiarmigen Hebels 46 im Uhr
zeigersinn. Während der nach oben gerichtete Arm 52 wegen
des praktisch bestehenden Formschlusses mit der Aus
nehmung 54 den Querschlitten 13 und damit das erste Amboß
teil 4 sofort mit Bezug auf die Zeichnung nach rechts ver
schiebend mitnimmt, wandert das Ende des Arms 53 in der
schlitzförmigen Ausnehmung 55 zunächst über einen Totweg,
so daß das zweite Amboßteil 8 nicht nach unten verschoben
wird. Hierbei sind geeignete Mittel vorgesehen, welche eine
unbeabsichtigte Abwärtsverschiebung des zweiten Amboßteils
8 verhindern, wenn sich das Ende des Arms 53 aus der in
Fig. 5 gezeigten Stellung nach unten verlagert. Diese erste
Bewegung des ersten Amboßteils 4 entspricht noch der Prinzip
darstellung gemäß Fig. 1b. Wenn das Ende des Arms 53 am
unteren Ende der Ausnehmung 55 angekommen ist, wird das
zweite Amboßteil 8 bei fortgesetzter Verschwenkung des drei
armigen Hebels 46 im Uhrzeigersinn nach unten verschoben.
Wegen des Formschlusses zwischen der Ausnehmung 54 und
dem Ende des Arms 52 wird allerdings auch das erste Amboß
teil 4 weiter horizontal nach rechts verschoben und nimmt
dabei über die Minehmereinrichtung 19 das Querhaupt 7 mit.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 5 erfolgen daher nicht in
zeitlicher Abfolge zwei Verdichtungsphasen, sondern über
lagerte Horizontal- und Vertikalverdichtungen werden gleich
zeitig vorgenommen. Voraussetzung hierfür ist wiederum
die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit des Querhaupts 7
am zweiten Amboßteil 8.
Die in Fig. 6 dargestellte dritte Ausführungsform der Vor
richtung hat mit der in Fig. 7 gezeigten vierten Ausführungs
form der Vorrichtung die Gemeinsamkeit, daß das Querhaupt
7 und die beiden Amboßteile 4 und 8 jeweils mit einer
getrennten Antriebsvorrichtung verbunden sind, wodurch
die Schiebebewegungen dieser drei Werkzeugteile in ge
wünschter Weise durch eine geeignete Programmschaltung auf
einander abgestimmt werden können, wodurch jede gewünschte
Bewegungscharakteristik der beiden Amboßteile 4 und 8 und
des Querhaupts 7 ermöglicht wird, einschließlich der mit
Bezug auf die Fig. 1a bis 1d und 2 angegebenen Bewegungs
charakteristik.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist den beiden Amboß
teilen 4 und 8 sowie dem Querhaupt 7 jeweils ein nachlauf
freier elektrischer Stellmotor 57 bzw. 58 bzw. 59 zugeordnet.
Die Stellmotoren sind fest mit dem Montageblock 12 verbunden.
ln dem Querschlitten 13, dem zweiten Amboßteil 8 und dem
Querhaupt 7 befindet sich jeweils eine Sackbohrung 60 bzw.
61 bzw. 62, die jeweils durch eine Stellgewindemutter 63
bzw. 64 bzw. 65 nach außen geschlossen ist. In jede Stell
gewindemutter ist eine von dem zugehörigen Stellmotor drehend
in beiden Drehrichtungen antreibbare Stellgewindespindel
66 bzw. 67 bzw. 68 eingeschraubt. Die Stellmotoren erlauben
auch sehr kleine Drehwinkelbeträge, wodurch entsprechend
geringe Schiebeweglängen für die angeschlossenen Werkzeug
teile ermöglicht werden. Andererseits können aber auch
entsprechend lange Schiebewege durch entsprechende Umdrehungs
anzahl der Stellgewindespindeln erreicht werden. Diese Aus
führungsform der Vorrichtung erlaubt ebenso wie die mit
Bezug auf Fig. 7 zu beschreibende Ausführungsform eine Ver
schiebung des Querhaupts 7 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung.
Bei der in Fig. 7 dargestellten vierten Ausführungsform der
Vorrichtung sind sämtliche Stellmotoren 57, 58 und 59 der
Ausführungsform gemäß Fig. 6 ersetzt durch pneumatisch oder
hydraulisch zu betätigende Zylinder- und -kolbenanordnungen
69, 70 und 71. Die zugehörigen Kolbenstangen 72, 73 und 74
sind mit dem Querschlitten 13 bzw. dem zweiten Amboßteil 8
bzw. dem Querhaupt 7 fest verbunden. Zum individuellen Antrieb
der drei Werkzeugteile können auch teils Stellmotoren und
teils Zylinder- und -kolbenanordnungen eingesetzt werden.