DE4117697C2 - Vorrichtung zum Verschweißen der Adern von Litzen, insbesondere Kupferlitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen der Adern einer oder mehrerer, insbesondere aus Kupferadern bestehender Litzen zu einem festen und gasdichten Anschlußknoten mit einem Verdich­ tungsraum für eingelegte Litzenabschnitte, dessen Flanken gegenein­ ander verschiebbar sind, und dessen Deckfläche zur Durchführung einer Widerstandsverschweißung absenkbar ist.

Beim Einsatz flexibler Litzen für Verkabelungen, insbesondere auch bei der Zusammenfassung von Litzen zu Kabelbäumen, hat es sich bewährt, die für den Anschluß vorgesehenen Litzenenden, gegebenen­ falls auch Mittelabschnitte von Litzen, nicht nur abzuisolieren, sondern auch zur Verbesserung der Anschlußmöglichkeiten diese zu einem mechanisch festen Anschlußknoten miteinander zu verbinden. Bewährt hat es sich auch, die Verbindung so durchzuführen, daß der Anschlußknoten sich als gasdicht erweist und seiner Umgebung nur seine äußeren Flächen bietet, so daß Oxidationsvorgängen wesentliche Ansatzflächen entzogen sind.

Ursprünglich wurden solche Litzenenden verzinnt und durch Weichlot miteinander verbunden. Ein solches Verzinnen ist umständlich, und die beim Einsatz von Loten verwendeten Flußmittel bieten oft Ansatz­ punkte für Oxidationsvorgänge.

Beim Verschweißen der Drahtenden hat es sich gezeigt, daß die üblichen Werkzeuge nur für eine bestimmte Breite des entstehenden Anschlußknotens ausgelegt sind, die wünschenswerte Breite jedoch schwankt entsprechend dem Querschnitt der miteinander zu verbinden­ den Adern der Litzen, wobei einerseits unterschiedliche Kupferquer­ schnitte der Litzen selbst zu berücksichtigen sind und weiterhin in Betracht zu ziehen ist, daß bei bestimmten Anschlußpunkten die Adern mehrerer Litzen gemeinsam zu erfassen sind. Bei der Aufstel­ lung üblicher Schweißgeräte für die Herstellung von Kabelbäumen wurde es daher oft erforderlich, mehrere Schweißvorrichtungen parallel vorzusehen und jeweils die dem gerade vorliegenden Quer­ schnitt entsprechende Schweißmaschine zu benutzen.

Wesentlich anders gestaltet sich dieses auch nicht bei einer Vor­ richtung nach der DE-PS 37 19 083. Die Schweißung wird bei dieser Vorrichtung als Ultraschallschweißung durchgeführt, und das betref­ fende Werkzeug ist so ausgebildet, daß zunächst durch seitliches Zusammenschieben die übliche Verdichtung als Zusammenfassung der einzelnen Adern der Litze bzw. der Litzen erfolgt, während beim nachfolgenden Verschweißen der Adern unter Ultraschalleinwirkung zusätzlich sowohl die Weite als auch die Höhe des entstehenden Anschlußknotens verringert werden. Bei bevorzugten Ausführungsbei­ spielen sollen die Einengungsbewegungen mechanisch von einer An­ stellvorrichtung abgeleitet werden, so daß auch hier nur im wesent­ lichen ein Querschnitt zur Verfügung steht.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine relativ einfach aufge­ baute Schweißvorrichtung zum Verschweißen der Adern von Litzen zu schaffen, die in an sich bekannter Weise das Einlegen der Adern der Litze bzw. der Litzen durch Erweitern der Weite des Werkzeuges erlaubt, und bei der die Weite des für den Schweißvorgang zur Verfügung stehenden Raumes durch Verengen leicht einstellbar und damit den jeweils miteinander zu verbindenden Leitungsquerschnitten leicht anpaßbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 1. Die Flanken des die Litzenenden fassenden Werkzeuges werden hierbei aus einer Ausgangsposition, welche das Einlegen der Adern durch ihre Weite erleichtert, für jeden Schweißvorgang auf die gewünschte Arbeitsweite zusammengeschoben, die durch entsprechendes Einstellen eines Anschlages sich den jeweiligen Wünschen stufenweise anpassen läßt. Die dieser Weite in ihrer Breite entsprechende Oberelektrode läßt sich hierbei leicht aus­ wählen, da Oberelektroden entsprechender Breite gemeinsam in ei­ nem revolverartig betätigbaren Drehkörper vorgesehen sind und die jeweils gewünschte sich durch einfaches Verdrehen dieses Drehkörpers in Arbeitsstellung bringen läßt.

Der Aufbau des Werkzeuges ist dabei so vorgenommen, daß zur Durchführung der Widerstandsschweißung auch eine Unterelektrode zur Verfügung steht, welche sowohl während des Einlegens als auch während der eigentlichen Schweißung bei unterschiedlichen Weiten des umgrenzten Raumes diesen nach unten abschließt. Er­ reicht wird dieses, indem einer der Backen praktisch mit der Unterelektrode fest verbunden ist, während der andere zum Ein­ legen von Adern einer Litze zunächst in eine Ausgangsstellung rückziehbar ist und dann, die Adern vor sich herschiebend, in die gewünschte Arbeitsstelle bringbar ist. Damit lassen sich mit gleichen Werkzeugteilen und einem Satz leicht in Wirkstellung bringbarer Oberelektroden je nach Einstellung des den Hub be­ grenzenden Anschlages sowie Auswahl der benutzten Oberelektrode gewünschte Breiten des zu bildenden Anschlußknotens anfahren, ohne daß es umständlicher Umstellungsarbeiten bedarf.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im einzelnen erläutert wird die Erfindung anhand der Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstel­ lenden Zeichnungen. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 schematisch das Unterteil eines für die Widerstands­ verschweißung der Adern von Litzen benutzbaren Werk­ zeuges,

Fig. 2 in gleicher Ansicht abgebrochen einen absenkbare Oberelektroden aufweisenden Drehkörper,

Fig. 3 den Drehkörper der Fig. 2 in der Stirnansicht, und

Fig. 4 einen weiteren, um eine vertikale Achse schwenkbaren, Oberelektroden unterschiedlicher Breite aufweisenden Drehkörper.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Verschweißen der Adern von Kupferlitzen durch Widerstandsschweißen gezeigt, deren Grundplatte 1 eine Aufnahme 2 zum Einbringen in einen Sockel aufweist. Mit der Grundplatte 1 fest verbunden ist ein Backen 3, der zumindest an seiner Flanke mit einer isolierenden Keramik­ platte 4 bestückt ist. Ein ebenfalls mit der Grundplatte 1 ver­ bundener Elektrodenblock 5 trägt eine als Unterelektrode vorge­ sehene Elektrodenplatte 6, die zweckmäßig aus Wolfram oder einem anderen Hartmetall hohen Schmelzpunktes besteht.

Mit der Grundplatte 1 weiterhin verbunden ist eine Linearführung 7, in der ein Schlitten 8 verschiebbar gehalten ist, der mit einem Backen 9 versehen ist, der ebenfalls mit einer isolieren­ den Keramikplatte 10 ausgestattet ist. Weiterhin ist die Grund­ platte 1 mit einer Führungsleiste 11 versehen, die mit einer Schwalbenschwanznut ausgestattet ist, in der ein Distanzschieber 12 verschiebbar gehalten ist, dessen Stirnfläche als Anschlag für den Schlitten 8 dient, und der entweder keilförmig gestaltet ist oder, zweckmäßig, treppenförmig unterschiedliche Höhen auf­ weist. Auf der Grundplatte 1 ist weiterhin ein Druckmittelzylin­ der 13 vorgesehen, der vorteilhaft als Druckluftzylinder ausge­ bildet ist, und dessen Kolbenstange 14 mit dem Schlitten verbun­ den ist. Damit ist es möglich, den Schlitten zum Einlegen der Adern von Litzen in den zwischen den Keramikplatten 4 und 10 anstehenden Raum nach links zu verfahren, so daß zum Einlegen dieser Raum weit geöffnet ist, und anschließend kann zur Durch­ führung der Widerstandsschweißung der Schlitten nach rechts ver­ fahren werden, bis er durch die Höhe des vor ihm stehenden Be­ reiches des Distanzschiebers, der als Anschlag wirkt, abgefangen wird.

Ein Ausführungsbeispiel in ihrer Weite wählbarer Oberelektroden ist in der Ansicht in Fig. 2 und ihrer Stirnansicht in Fig. 3 gezeigt. Hier sind in einem Drehkörper 15 mehrere, im Ausfüh­ rungsbeispiel sechs, Oberelektroden 16 vorgesehen, welche in unterschiedlichen Breiten ausgeführt und damit den gewünschten Breiten zu bildender Verbindungsknoten angepaßt sind. Die Ober­ elektroden 16 sind gegen den Drehkörper 15 durch Schellen 17 verspannt. Zur Durchführung einer Schweißung mit gewünschter Breite des zu erstellenden Verbindungsknotens ist es daher nur erforderlich, den Drehkörper 15 so einzustellen, daß die Ober­ elektrode 16 der gewünschten Breite nach unten auskragt, und der Distanzschieber 12 ist hierfür so einzustellen, daß die Keramik­ platten 4 und 10 zwischen sich einen Schlitz einschließen, des­ sen Weite der Breite der ausgewählten Oberelektrode 16 ent­ spricht. Die gewünschte, eingestellte Stellung des Drehkörpers 1 läßt sich auch über eine große Anzahl von Schweißvorgängen si­ cher beibehalten, wenn dem Drehkörper eine in den Figuren nicht dargestellte Rastvorrichtung zugeordnet ist. Weiterhin ist es möglich, die gewünschte Einstellung, bspw. mittels eines Klin­ kenrades, mechanisch oder elektrisch gesteuert herbeizuführen, und ebenso ist es möglich, den Drehkörper mit dem Distanzschie­ ber mechanisch zu koppeln oder auch diesem eine steuerbare An­ triebsvorrichtung zuzuordnen, so daß stets einander entsprechen­ de Einstellungen derselben gesichert sind.

Die Weite des zwischen den Keramikplatten 4 und 10 gebildeten Spaltes in der durch den Anschlag definierten Arbeitsstellung des Schlittens ist so bemessen, daß sie die Breite der Oberelek­ trode 16 nicht oder nur geringfügig überschreitet, so daß das Entweichen auch feinster Adern aus dem gebildeten Arbeitsraum vermieden wird. Dementsprechend wird auch die untere Seite des Backen 9 bzw. der Keramikplatte 10 mit nur minimaler Distanz über die Stirnfläche der Unterelektrode 6 geschoben. Die Kera­ mikplatten sorgen hierbei einerseits für eine ausreichende Iso­ lation der Oberelektrode gegen die Unterelektrode, so daß wäh­ rend der Schweißung Nebenschlüsse ausgeschlossen sind und der Schweißstrom ausschließlich durch die miteinander zu verschwei­ ßenden Adern geführt wird. Andererseits erweisen sich die Kera­ mikplatten durch ihre Härte als in erwünschtem Maße verschleiß­ fest.

Der Träger mehrerer, unterschiedlich breiter Oberelektroden, von denen jeweils nur eine in Wirkstellung gebracht wird, muß nicht notwendigerweise als die Oberelektroden etwa radial aufweisender Drehkörper ausgebildet sein. Es kann auch ein Träger verwendet werden, der linear verschiebbar ist oder um eine Schwenkachse nur in Stufen begrenzt schwenkbar ist. Ebenso aber kann ein Drehkörper verwendet werden, der um eine vertikale Achse schwenkbar ist, wie dieses in Fig. 4 bspw. gezeigt wird. Hier werden die austauschbaren Oberelektroden mittels einer Aufnahme in den absenkbaren, nicht dargestellten Elektrodenträger einge­ bracht. Die Aufnahme 18 ist zu einem Achszapfen 19 abgesetzt, auf dem in Wälzlagern ein Drehkörper 20 gelagert ist, in den Oberelektroden 21 unterschiedlicher Breite eingespannt sind. Auch hier sind zweckmäßig Antriebsvorrichtungen und/oder eine Rastvorrichtung vorgesehen, um zumindest eingestellte Drehstel­ lungen fixieren zu können und zweckmäßig auch Umstellungen leicht vornehmen zu können, die durch unterschiedliche Litzen­ querschnitte erforderlich werden können.

In jedem dieser Fälle läßt sich eine derartige Schweißvorrich­ tung leicht und schnell auf unterschiedliche Breiten des Schweißraumes und damit unterschiedliche Breiten der gebildeten Verbindungsknoten umstellen, wobei die jeweilige Höhe des Ver­ bindungsknotens sich aus der eingebrachten Querschnittssumme der Adern ergibt, die auch den Hub der Oberelektrode während des Schweißvorganges begrenzt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verschweißen der Adern einer oder mehrerer, insbesondere aus Kupfer bestehender Litzen zu einem festen und gasdichten Anschlußknoten mit einem Verdichtungsraum für eingelegte Litzenabschnitte, dessen Flanken gegenein­ ander verschiebbar sind, und dessen Deckfläche zur Durch­ führung der Widerstandsschweißung absenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flanken des Verdichtungsraumes als mit Keramikplat­ ten (4, 10) überfangene Backen (3, 9) ausgeführt sind und seine horizontale Begrenzung durch die Stirnflächen einer Unterelektrode (Elektrodenplatte 6) und einer Oberelektrode (16) gebildet ist,
daß die Unterelektrode (6) mit einem der Backen (3) fest verbunden ist und der gegenüberliegende Backen (9) horizon­ tal verschiebbar auf einem Schlitten (8) angeordnet ist, der innerhalb einer horizontalen Linearführung (7) gegen einen verstellbaren Anschlag (Distanzschieber 12) vor­ schiebbar ist,
und daß der absenkbare Elektrodenhalter in einem Drehkörper (15, 10) Oberelektroden (16, 21) unterschiedlicher Breite aufweist, die in Verbindung mit einer Verstellung des An­ schlages (Distanzschieber 12) wahlweise in Wirkstellung bringbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehkörper (15, 20) eine Rastvorrichtung und/oder eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (15, 20) und der verstellbare Anschlag mechanisch oder durch eine gemeinsame Steuerung ihrer An­ triebsvorrichtungen miteinander gekoppelt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (8) mit der Kolbenstange (14) eines Druckmittelzylinders (13) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Druckluftzylinder (13).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag durch eine Stellschraube ge­ bildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag durch eine Nockenscheibe ge­ bildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag durch einen Distanzschieber (12) mit stufenlos oder abgestuft sich ändernder Höhe ge­ bildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem verstellbaren Anschlag eine Antriebsvorrichtung und/oder eine Ablesevorrichtung zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikplatten (4, 10) außer die Flanken der Backen (3, 9) auch an diese anschließende Randbereiche der Backen abdecken.