DE19540860A1 - Apparatus for pressing and welding together ends of conductor leads - Google Patents

Apparatus for pressing and welding together ends of conductor leads

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Abstract

The apparatus has lead wires ultrasonically joined together by placing them inside an area (24) having two sides made up of horizontally movable electrode (26) and vertically movable electrode (28). Electrode (26) is moved forwardly via piston operated element (72) which causes arm (58) to rotate clockwise about axis (60) as it plays on surface (66). The opposite surface (68) acts on the support of second electrode (28) causing it to move vertically downwards. As the electrode (28) becomes free from lug (80) spring (42) pushes the electrode into firm contact with electrode (26). The vertical movement of the electrode (28) is also aided by piston operated rod (34). The elements (34, 72) may be driven by separate units or may be coupled together. The forward movement of electrode (26) is stopped as it hits the face of electrode (28) by spring connection (90, 96) which allows the continued movement downwardly of section (86) whilst section (88) ceases to move.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kompaktieren und vorzugsweise anschließendem Verschweißen von elektrischen Leitern, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen, umfassend eine Ultraschallschwingungen erzeugende Sonotrode, von der ein Abschnitt eine erste seitliche Begrenzungsfläche eines in Höhe und Breite verstellbaren, stirnseitig offenen Verdichtungsraums ist, dessen übrige Begrenzungsflächen Abschnitte einer mehrteiligen Gegenelektrode sind, wobei die Gegenelektrode ein zu dem Sonotrodenabschnitt vorzugsweise in etwa parallel verstellbares, eine in etwa senkrecht zu dem Sonotrodenabschnitt verlaufende zweite Begrenzungsfläche bildendes erstes Gegenelektrodenteil wie Seitenschieber sowie ein parallel zu der zweiten Begrenzungsfläche verschiebbares, eine dritte Begrenzungsfläche bildendes zweites Gegenelektrodenteil umfaßt, von dem ein eine in etwa parallel zu dem Sonotrodenabschnitt verlaufende vierte Begrenzungsfläche bildender verschiebbarer Abschnitt wie Nase ausgeht, der zumindest während des Kompaktierens und des gegebenenfalls erfolgenden Verschweißens an dem ersten Gegenelektrodenteil anliegt oder nahezu anliegt, wobei zumindest zeitweise das erste und das zweite Gegenelek­ trodenteil durch Wechselwirken von zumindest einer Ablauffläche und einem sich an dieser abstützendem Gleitelement eine zwangsgekoppelte Bewegung ausüben.The invention relates to a device for compacting and preferably subsequent welding of electrical conductors, especially for production of through or end nodes of strands comprising ultrasonic vibrations generating sonotrode, a portion of which has a first lateral boundary surface of a compression space which is adjustable in height and width and is open at the end, the remaining boundary surfaces are sections of a multi-part counter electrode, wherein the counter electrode is preferably approximately parallel to the sonotrode section adjustable, a second one running approximately perpendicular to the sonotrode section Boundary surface forming first counter electrode part such as side shifters and a A third boundary surface that can be moved parallel to the second boundary surface forming second counter-electrode part, one of which is approximately parallel to the fourth delimiting surface extending the sonotrode section and being displaceable Section like nose, which at least during the compacting and the any welding that may occur is present on the first counter-electrode part  or almost applied, at least temporarily the first and the second counterelectrode trode part by interaction of at least one drainage surface and one itself this supporting sliding element exert a positively coupled movement.

Eine entsprechende Vorrichtung ist der WO 95/10866 zu entnehmen. Mit dieser Vorrichtung kann querschnittsunabhängig ein definiertes Schweißen durchgeführt werden, auch dann, wenn in willkürlicher Reihenfolge Leiter unterschiedlicher Quer­ schnitte verschweißt werden sollen. Hierzu sind die zu verschweißenden Leiter un­ abhängig von ihrem Ausgangsquerschnitt auf einen Querschnitt kompaktierbar, bei dem der Verdichtungsraum ein vorgegebenes Höhen-Breiten-Verhältnis aufweist, um an­ schließend in Abhängigkeit von der tatsächlichen Höhe oder Breite oder zumindest einer anderen charakteristischen Größe des Verdichtungsraums die zum Verschweißen erforderlichen Schweißparameter zu applizieren. Es erfolgt ein selbstregulierender Schweißablauf, der durch eine definierte Kompaktierung der zu verschweißenden Leiter initiiert wird.A corresponding device can be found in WO 95/10866. With this The device can carry out a defined welding independently of the cross section become, even if, in an arbitrary order, heads of different crosses cuts are to be welded. The conductors to be welded are un depending on their initial cross-section, compactible to a cross-section in which the compression space has a predetermined height-width ratio, um closing depending on the actual height or width or at least one other characteristic size of the compression space for welding to apply the required welding parameters. There is a self-regulating Welding process, which is defined by compacting the conductors to be welded is initiated.

Bei der vorbekannten Vorrichtung sind das erste und das zweite Gegenelektrodenteil derart zwangsgekoppelt, daß während des Kompaktierens der Leiter die Höhe und die Breite des Verdichtungsraums in einem fest vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen, um nach Abschluß des Kompaktierens das erste Gegenelektrodenteil von dem zweiten Gegenelektrodenteil derart zu entkoppeln, daß eines der Gegenelektrodenteile während des Verschweißens allein verstellbar ist.In the previously known device, the first and the second counter electrode part so positively coupled that the height and the The width of the compression chamber are in a predetermined relationship to each other, to the first counter electrode part from the second after completing the compacting To decouple the counter electrode part such that one of the counter electrode parts during the welding alone is adjustable.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere zur Realisierung eines Verfahrens, durch das querschnitts­ unabhängig ein definiertes Schweißen erfolgen kann, ohne daß auf die Querschnitte der zu verschweißenden Leiter zu achten ist, so weiterzubilden, daß bei einem kompakten Aufbau eine weitergehende konstruktive Vereinfachung erfolgt, wobei insbesondere auch sichergestellt sein soll, daß die beim Kompaktieren bzw. Schweißen auftretenden Kräfte im hinreichenden Umfang aufgenommen werden können. Ferner soll auf einfache Weise eine Zwangskopplung bzw. Entkopplung bei der Bewegung des ersten und zweiten Gegenelektrodenteils möglich sein. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sollen dabei die Gegenelektrodenteile von einem einzigen oder gegebenenfalls zwei getrennten Antrieben betätigt werden, ohne daß die notwendige Zwangskopplung verloren geht.The present invention is based on the problem of a device at the outset mentioned type, in particular to implement a method through the cross section a defined welding can be carried out independently, without having to rely on the cross sections of the to be welded conductors to be trained so that in a compact A further structural simplification is carried out, in particular it should also be ensured that those occurring during compacting or welding  Forces can be absorbed to a sufficient extent. It is also said to be simple Way a forced coupling or decoupling when moving the first and second counter electrode part may be possible. According to a further aspect of the invention should the counter electrode parts of a single or possibly two separate drives can be operated without the necessary positive coupling get lost.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das erste Gegenelektrodenteil über ein zwei Ablaufflächen aufweisendes Hebelelement verstellbar ist und daß bei Einwirken eines Gleitelementes auf eine (erste) der Ablaufflächen zum Verstellen des ersten Gegenelektrodenteils in Richtung des zweiten Gegenelektrodenteils während des Kompaktierens die andere (zweite) Ablauffläche mittelbar oder unmittelbar auf das zweite Gegenelektrodenteil zu dessen Verstellen einwirkt.According to the invention, the problem is essentially solved in that the first Counter electrode part adjustable via a lever element having two drain surfaces is and that when a sliding element acts on a (first) of the drain surfaces for Adjustment of the first counter electrode part in the direction of the second counter electrode part while compacting the other (second) drainage surface, directly or indirectly acts on the second counter electrode part to adjust it.

Insbesondere ist vorgesehen, daß sowohl das erste als auch das zweite Gegenelektroden­ teil jeweils mit einem Antrieb verbunden ist, wobei der auf das zweite Gegenelek­ trodenteil einwirkende Antrieb die während der zwangsgekoppelten Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenelektrodenteil die über die zweite Ablauffläche hervorgerufene Zwangsverstellung unterstützt.In particular, it is provided that both the first and the second counter electrodes part is each connected to a drive, the on the second counter-elec Trodteil acting drive between during the positively coupled movement the first and the second counter-electrode part over the second drainage surface caused forced adjustment supported.

Das auf die erste Ablauffläche einwirkende und entlang dieser verschiebbare Gleit­ element geht vorzugsweise von einer Kolbenstange eines Druckmittelzylinders des ersten Antriebs aus. Alternativ kann das Gleitelement von einem Stangenelement ausgehen, das über ein zweites Hebelelement mit dem ersten Antrieb verbunden ist. Hierdurch ist es nicht erforderlich, daß das Gleitelement von einem gesonderten Antrieb entlang der Ablauffläche verschoben wird.The sliding acting on the first drainage surface and displaceable along it element preferably goes from a piston rod of a pressure medium cylinder first drive. Alternatively, the sliding element can be a rod element go out, which is connected to the first drive via a second lever element. As a result, it is not necessary for the sliding element to be driven by a separate drive is moved along the drain surface.

Losgelöst davon, ob das Gleitelement über den ersten oder über einen eigenen Antrieb verfahrbar ist, ist sichergestellt, daß dann, wenn der Kompaktiervorgang abgeschlossen und der Schweißvorgang eingeleitet wird, das Gleitelement nicht weiter entlang der Ablauffläche verfahrbar ist, also eine Entkopplung zwischen den Bewegungen des ersten und zweiten Gegenelektrodenteils derart erfolgt, daß allein das zweite Gegenelektroden­ teil während des Verschweißens verfahrbar ist.Disconnected from whether the sliding element via the first or its own drive is movable, it is ensured that when the compacting process is completed  and the welding process is initiated, the sliding element no longer along the Running surface is movable, that is, a decoupling between the movements of the first and the second counter-electrode part takes place in such a way that only the second counter-electrode part can be moved during welding.

Das das Verstellen des ersten Gegenelektrodenteils bewirkende Hebelelement selbst ist vorzugsweise um eine senkrecht oder nahezu senkrecht zum Verstellweg sowohl des ersten als auch des zweiten Gegenelektrodenteils verlaufende Achse verschwenkbar.The lever element itself which effects the adjustment of the first counter electrode part preferably by a perpendicular or almost perpendicular to the adjustment path of both first as well as the second counter-electrode part extending axis.

Die erste mit dem Gleitelement zusammenwirkende Ablauffläche selbst sollte im Schnitt einer Geraden oder einer Kurvenbahn folgen, deren Abstand zu einer Verbindungslinie, die zwischen der Achse des Hebels und Anlenkpunkt bzw. -bereich an dem ersten Gegenelektrodenteil verläuft, mit Vergrößerung des Abstandes zu dem ersten Gegen­ elektrodenteil zunimmt, sofern zum Zustellen des ersten Gegenelektrodenteils das Gleit­ element von diesem weggezogen wird.The first drainage surface interacting with the sliding element itself should be in section follow a straight line or a curved path, the distance to a connecting line, between the axis of the lever and the articulation point or area on the first Counter electrode part runs, with increasing the distance to the first counter electrode part increases, provided that the slide for the delivery of the first counter-electrode part element is pulled away from this.

Um beim Entkoppeln sicherzustellen, daß eine unkontrollierte Bewegung des ersten Gegenelektrodenteils nicht mehr erfolgen kann, daß also über das erste Gegenelek­ trodenteil auf das Hebelelement keine Kraft derart einwirkt, daß ein Verstellen des Gleitelementes und damit eine Bewegung des Gegenelektrodenteils erfolgt, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Ablauffläche in bezug auf den entlang einer Geraden folgenden Verstellweg des Gleitelementes eine Steilheit aufweist, die mit zunehmendem Abstand zu dem ersten Gegenelektrodenteil zunimmt.To ensure when decoupling that an uncontrolled movement of the first Counterelectrode part can no longer take place, that is, via the first counterelectrode trod part acts on the lever element no force such that an adjustment of the One sees a sliding element and thus a movement of the counter electrode part Further development of the invention that the drainage surface with respect to the along a Straight following adjustment of the sliding element has a slope that with increasing distance to the first counter electrode part increases.

Die zweite Ablauffläche wird vorzugsweise von einem auswechselbaren Abschnitt des Hebelelementes gebildet, wobei die zweite Ablauflinie im Schnitt einer Geraden oder Kurvenbahn folgt, deren Abstand zur Verbindungslinie zwischen der Achse des Hebel­ elementes und dessen Anlenkpunkt bzw. -bereich am ersten Gegenelektrodenteil in Richtung des ersten Gegenelektrodenteils zunimmt. The second drainage surface is preferably covered by a replaceable section of the Lever element formed, the second drain line in the section of a straight line or Curve follows, its distance to the connecting line between the axis of the lever element and its articulation point or area on the first counter electrode part in Direction of the first counter electrode part increases.  

Während der zwangsgekoppelten Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Gegen­ elektrodenteil liegt die zweite Ablauffläche an einem Abschnitt des zweiten Gegenelek­ trodenteils an bzw. ist auf einem entsprechenden Abschnitt abgestützt. Sobald eine Entkopplung erfolgt, ist eine Wirkverbindung zwischen der zweiten Ablauffläche und dem zweiten Gegenelektrodenteil nicht mehr gegeben.During the positively coupled movement between the first and second counter electrode part, the second drainage surface lies on a section of the second counter-electrode part of the trode or is supported on a corresponding section. As soon as one Decoupling takes place, is an operative connection between the second drainage surface and the second counter electrode part no longer exist.

Sofern sowohl das erste als auch das zweite Gegenelektrodenteil über einen einzigen Antrieb verstellbar sind, sieht die Erfindung ein zweites Hebelelement vor, das mit dem Antrieb für das zweite Gegenelektrodenteil eine starre Einheit bildet, die die das an der ersten Ablauffläche entlanggleitende Gleitelement aufweisende Stange umgreift, um in Abhängigkeit von der von den kompaktierten Leitern auf das erste Gegenelektrodenteil einwirkenden Kraft beim Verstellen des zweiten Hebelelementes das Gleitelement und somit das erste Hebelelement mitzunehmen oder die Bewegungen zu entkoppeln, wo­ durch ein weiteres Verstellen des ersten Gegenelektrodenteils in Richtung des zweiten Gegenelektrodenteils unterbleibt.If both the first and the second counter-electrode part have a single one Drive are adjustable, the invention provides a second lever element, which with the Drive for the second counter-electrode part forms a rigid unit, which the the engages around the first drainage surface along sliding sliding element to in Dependence on that of the compacted conductors on the first counter electrode part force acting when adjusting the second lever element, the sliding element and thus taking the first lever element with you or decoupling the movements where by further adjusting the first counter-electrode part in the direction of the second Counter electrode part is omitted.

Alternativ ist vorgesehen, daß das zweite Hebelelement gelenkig über eine parallel zu der Achse des ersten Hebels verlaufende Achse mit dem ersten Antrieb verbunden ist, wobei ein zu einer Seite der Achse verlaufender Abschnitt mit der das Gleitelement auf­ weisenden Stange verbunden ist und ein zu der anderen Seite der Achse verlaufender Abschnitt ortsfest gelagert ist.Alternatively, it is provided that the second lever element is articulated parallel to one another the axis of the first lever is connected to the first drive, wherein a portion extending to one side of the axis with which the sliding element pointing rod and one extending to the other side of the axis Section is stationary.

Damit die Vorrichtung die beim Schweißen bzw. Kompaktieren auftretenden Kräften im hinreichenden Umfang aufnehmen kann, ohne daß eine Verformung der Vorrichtung er­ folgt, sieht ein besonders hervorzuhebender Vorschlag der Erfindung vor, daß die Vorrichtung ein vorzugsweise aus Gußeisen bestehendes Gehäuse mit Seiten- und Stirnwandungen und zur Bodenfläche parallel verlaufender Zwischenwandung umfaßt. Dabei weist das Gehäuse zumindest abschnittsweise einen Querschnitt eines Doppel-T- Profils auf, wodurch die gewünschte hohe Stabilität erzielbar ist. Parallel zu den Flan­ schen des Doppel-T-Profils verläuft sodann die Sonotrode.So that the device the forces occurring during welding or compacting in can accommodate sufficient scope without causing a deformation of the device follows, a particularly noteworthy proposal of the invention provides that the Device a housing preferably made of cast iron with side and End walls and intermediate wall parallel to the floor surface includes. At least in sections, the housing has a cross section of a double-T Profiles on, whereby the desired high stability can be achieved. Parallel to the flan  The sonotrode then runs between the double-T profile.

Ein ebenfalls eigenerfinderischer Vorschlag der Erfindung sieht vor, daß das als Querschieber wirkende erste Gegenelektrodenteil aus einem quaderförmigen Basis­ abschnitt und einem die zweite Begrenzungsfläche des Verdichtungsraums aufweisenden austauschbaren quaderförmigen Stirn- oder Außenabschnitt besteht, der zu dem Basisab­ schnitt in bezug auf die von der Sonotrode gebildete erste Begrenzungsfläche des Verdichtungsraums höhenverstellbar ist. Hierzu wird der Stirnabschnitt mit dem Basis­ abschnitt vorzugsweise über ein Schraubenelement verbunden, das ein in dem Basisab­ schnitt in etwa senkrecht zu der ersten Begrenzungsfläche verlaufendes Langloch durchsetzt.Another inventive proposal of the invention provides that that as Cross-acting first counter-electrode part made of a cuboid base section and one having the second boundary surface of the compression space interchangeable cuboid end or outer portion, which to the base cut with respect to the first boundary surface of the Compression room is adjustable in height. To do this, the forehead section with the base section is preferably connected via a screw element which a in the base cut oblong hole approximately perpendicular to the first boundary surface enforced.

Um sicherzustellen, daß die zweite Begrenzungsfläche, also die des Seitenschiebers in bezug auf die an dieser sich abstützenden Nase des zweiten Gegenelektrodenteils stets den erforderlichen Freiwinkel aufweist, sieht ein eigenerfinderischer Vorschlag vor, daß der Außenabschnitt parallel zueinander verlaufende Stirnflächen aufweist, von denen eine die Begrenzungsfläche ist und die andere an dem Basisabschnitt anliegt, wobei dessen Anlagefläche zum Verstellweg des zweiten Gegenelektrodenteils derart geneigt verläuft, daß die Begrenzungsflächen in bezug auf den verschiebbaren Abschnitt des zweiten Gegenelektrodenteils den erforderlichen Freiwinkel aufweist.To ensure that the second boundary surface, i.e. that of the sideshift in always with respect to the nose of the second counter-electrode part supported on this has the required clearance angle, an inventive proposal provides that the outer section has end faces running parallel to one another, of which one is the boundary surface and the other abuts the base portion, wherein whose contact surface is inclined to the adjustment path of the second counter electrode part runs that the boundary surfaces with respect to the displaceable portion of the second counter electrode part has the required clearance angle.

Um ein einfaches Einbringen bzw. Ausbringen der zu kompaktierenden bzw. zu verschweißenden und der kompaktierten bzw. verschweißten Litzen zu ermöglichen, ohne daß das zweite Gegenelektrodenteil unnötig lange Stellwege durchfahren muß, ist nach einem ebenfalls hervorzuhebenden Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß der in Richtung der zweiten Begrenzungsfläche federvorgespannt verschiebbare Abschnitt des zweiten Gegenelektrodenteils eine Aussparung aufweist, der ein konusförmiger ortsfester Vorsprung zugeordnet ist, wobei beim Öffnen des Verdichtungsraums der konusförmige Vorsprung derart in die Aussparung eingreift, daß der verschiebbare Abschnitt entgegen der Federvorspannung von dem ersten Gegenelektrodenteil wegge­ zogen wird.To make it easy to insert or remove the parts to be compacted to enable welding and the compacted or welded strands, without the second counter-electrode part having to travel unnecessarily long travel distances according to a proposal of the invention also to be emphasized that the Section that is spring-biased in the direction of the second boundary surface of the second counter-electrode part has a recess which is a conical Fixed projection is assigned, the opening of the compression chamber conical projection engages in the recess such that the displaceable  Section against the spring preload away from the first counter-electrode part is pulled.

Losgelöst von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Kompaktieren und anschließenden Verschweißen von elektrischen Leitern, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen, mittels Ultraschall in einem an die Leiter angepaßten, in Höhe und Breite verstellbaren Verdichtungsraum, wobei die zu verschweißenden Leiter zunächst kompaktiert und sodann verschweißt werden, das sich dadurch auszeichnet, daß unabhängig vom Quer­ schnitt der zu verschweißenden Leiter diese auf einen Querschnitt kompaktiert werden und daß anschließend in Abhängigkeit vom Querschnitt des Verdichtungsraums zum Verschweißen der Leiter erforderliche Schweißparameter appliziert werden. Dabei können das erste und zweite Gegenelektrodenteil unabhängig voneinander verstellt werden. Nach dem Kompaktieren werden die Höhe und die Breite oder andere charak­ teristische Größen des Verdichtungsraums bestimmt, um den Querschnitt zu bestimmen und unter Zugrundelegung diesem zugeordneter abgelegter Schweißparameter den Schweißprozeß durchzuführen.Detached from the device according to the invention, the invention relates to Process for compacting and then welding electrical Ladders, in particular for the production of through or end knots of strands, by means of ultrasound in a height and width adjustable to the ladder Compression room, the conductors to be welded initially being compacted and then be welded, which is characterized in that regardless of the cross cut the conductor to be welded, these are compacted to a cross-section and that depending on the cross section of the compression space to Welding the conductor required welding parameters are applied. Here can adjust the first and second counter-electrode parts independently of each other will. After compacting, the height and width or other charak teristic sizes of the compression space determined to determine the cross section and based on this assigned stored welding parameter the Perform welding process.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kom­ bination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention do not only result from the claims, the features to be extracted from them - for themselves and / or in com bination, but also from the following description of the drawing preferred preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ultraschallschweißvorrichtung in Draufsicht, Fig. 1 is a schematic illustration of an ultrasonic welding device in a plan view,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gehäuse der Ultraschallschweißvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 shows a cross section through the housing of the ultrasonic welding apparatus of Fig. 1,

Fig. 3 eine Detaildarstellung der Ultraschallschweißvorrichtung nach Fig. 1 im Bereich ihres Verdichtungsraums in geöffneter Stellung, Fig. 3 is a detailed view of the ultrasonic welding apparatus of Fig. 1 in the region of the compression chamber in the open position,

Fig. 4 eine rein prinzipiell der Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch bei geschlossenem Verdichtungsraum, Fig. 4 is a purely schematic of FIG. 3 corresponding view but with a closed compression space,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Ultraschallschweißvorrichtung im Bereich ihres Verdichtungsraums, Fig. 5 shows another embodiment of an ultrasonic welding device in the region of the compression chamber,

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform der Ultraschallschweißvorrichtung nach Fig. 5 im Bereich ihres Verdichtungsraums und Fig. 6 shows an alternative embodiment of the ultrasonic welding apparatus of FIG. 5 in the region of the compression chamber and

Fig. 7 eine Detaildarstellung eines ersten Gegenelektrodenteils. Fig. 7 is a detail view of a first counter-electrode portion.

Anhand der nachstehenden Beschreibung von den Fig. 1 bis 7 zu entnehmenden bevor­ zugten Ausführungsformen soll eine Ultraschallschweißvorrichtung erläutert werden, mit der elektrische Leiter, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen, mittels Ultraschall kompaktiert und verschweißt werden sollen. Dabei soll querschnittsunabhängig ein definiertes Schweißen auch dann erfolgen, wenn in will­ kürlicher Reihenfolge Leiter unterschiedlicher Querschnitte nacheinander verschweißt werden sollen. Das hierzu verwendete Verfahren ist der WO 95/10866 zu entnehmen, auf das ausdrücklich Bezug genommen wird.With reference to the following description of FIGS . 1 to 7 to be taken before preferred embodiments, an ultrasonic welding device is to be explained with which electrical conductors, in particular for the production of through or end nodes of strands, are to be compacted and welded by means of ultrasound. A defined welding should also take place regardless of the cross section if conductors of different cross sections are to be welded one after the other in a random order. The method used for this can be found in WO 95/10866, to which express reference is made.

Die Ultraschallschweißvorrichtung (10) gemäß Fig. 1 umfaßt ein Gehäuse (12), in dem eine Sonotrode (14) mit Konverter (16) und Booster (17) in gewohnter Weise gelagert sind. Die Sonotrode (14), die über den Konverter (16) in Längsschwingung (Pfeil (18)) angeregt wird, weist einen Sonotrodenkopf (20) auf, der mit einem parallel zur Schwin­ gungsrichtung der Sonotrode verlaufenden Abschnitt eine Begrenzungsfläche (22) eines Verdichtungsraums (24) bildet. Die verbleibenden Begrenzungsflächen des stirnseitig offenen und im Querschnitt in etwa rechteckförmigen Verdichtungsraum (24) werden von Abschnitten eines ersten und eines zweiten Gegenelektrodenteils (26) und (28) gebildet.The ultrasonic welding apparatus (10) according to Fig. 1 comprises a housing (12) are mounted in which a sonotrode (14) with converter (16) and booster (17) in the usual manner. The sonotrode ( 14 ), which is excited via the converter ( 16 ) in longitudinal oscillation (arrow ( 18 )), has a sonotrode head ( 20 ) which, with a section running parallel to the direction of oscillation of the sonotrode, has a boundary surface ( 22 ) of a compression space ( 24 ) forms. The remaining boundary surfaces of the compression space ( 24 ), which is open at the end and approximately rectangular in cross section, are formed by sections of a first and a second counter-electrode part ( 26 ) and ( 28 ).

Das erste Gegenelektrodenteil (26), das aus Gründen der Einfachheit als Schieber bezeichnet wird, ist parallel zur Begrenzungsfläche (22) des Sonotrodenkopfs (20) in nachstehend beschriebener Art verstellbar. Die Begrenzungsfläche des Schiebers (26) verläuft in etwa senkrecht zur Begrenzungsfläche (22) und trägt das Bezugszeichen (30).The first counter-electrode part ( 26 ), which is called a slide for the sake of simplicity, can be adjusted parallel to the boundary surface ( 22 ) of the sonotrode head ( 20 ) in the manner described below. The boundary surface of the slide ( 26 ) extends approximately perpendicular to the boundary surface ( 22 ) and bears the reference symbol ( 30 ).

Das zweite Gegenelektrodenteil (28) besteht aus mehreren Teilen. Ein erstes Teil (32), das von einer Welle (34) ausgeht und mit einem Kolben (36) eines druckmittelbetätigten Zylinders als Antrieb verbunden ist, weist eine in etwa parallel zur Begrenzungsfläche (30) verlaufende dritte Begrenzungsfläche (38) des Verdichtungsraums (24) auf. Da die Welle (34) lösbar mit dem Kolben (36) des Druckmittelzylinders verbunden ist, wird ei­ ne austauschbare Einheit bestehend aus Welle (34) und zweitem Gegenelektrodenteil (28) zur Verfügung gestellt, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß ein überaus schnelles Umrüsten auf andere Amboßsysteme zum Beispiel mit feststehender Nase ermöglicht wird. Von dem ersten Teil (32) geht ein als Nase bezeichneter Abschnitt (40) aus, der mittels Federn (42) in etwa parallel zur Begrenzungsfläche (22) des Sonotrodenkopfs (20) verstellbar ist und auf der Begrenzungsfläche (22) gegenüberliegender Fläche (44) die verbleibende vierte Begrenzungsfläche des Verdichtungsraums (24) zur Verfügung stellt.The second counter electrode part ( 28 ) consists of several parts. A first part ( 32 ), which starts from a shaft ( 34 ) and is connected to a piston ( 36 ) of a pressure-actuated cylinder as a drive, has a third boundary surface ( 38 ) of the compression chamber ( 24 ) which runs approximately parallel to the boundary surface ( 30 ) ) on. Since the shaft ( 34 ) is detachably connected to the piston ( 36 ) of the pressure medium cylinder, an interchangeable unit consisting of shaft ( 34 ) and second counter-electrode part ( 28 ) is provided, which has the advantage that an extremely quick changeover to other anvil systems, for example with a fixed nose. Starting from the first part ( 32 ) is a section ( 40 ) designated as a nose, which can be adjusted by means of springs ( 42 ) approximately parallel to the boundary surface ( 22 ) of the sonotrode head ( 20 ) and on the boundary surface ( 22 ) opposite surface ( 44 ) the remaining fourth boundary surface of the compression space ( 24 ) is available.

Beim Kompaktieren bzw. Verschweißen von in den Verdichtungsraum (24) eingebrach­ ten elektrischen Leitern liegt die Nase (40) mit ihrer vorderen Stirnfläche (46) zu­ mindest punktuell bzw. linienförmig an der oberen Kante (48) der Begrenzungsfläche (30) des Schiebers (26) an.When compacting or welding electrical conductors introduced into the compression space ( 24 ), the nose ( 40 ) lies with its front end face ( 46 ) at least at certain points or in lines in the upper edge ( 48 ) of the boundary surface ( 30 ) of the slide ( 26 ).

Um ein Verkeilen von Nase (40) und Schieber (26) beim Kompaktieren bzw. Ver­ schweißen auszuschließen, schließen die Begrenzungsfläche (30) des Schiebers (26) und die Stirnfläche (46) der Nase (40) einen sogenannten Freiwinkel ein, der in Richtung der Begrenzungsfläche (22) geöffnet ist. Die Einstellung des Freiwinkels wird anhand der Fig. 7 näher erläutert.In order to rule out wedging of the nose ( 40 ) and slide ( 26 ) when compacting or welding, the boundary surface ( 30 ) of the slide ( 26 ) and the end face ( 46 ) of the nose ( 40 ) include a so-called clearance angle, which in Direction of the boundary surface ( 22 ) is open. The setting of the clearance angle is explained in more detail with reference to FIG. 7.

Das Gehäuse (12) der Vorrichtung (10) besteht vorzugsweise aus Gußeisen mit Seiten­ wandungen (49), (50) sowie Stirnwandungen (52), (54) und einer parallel zur Boden­ fläche verlaufenden Zwischenwandung (56). Im Schnitt - wie die Fig. 2 verdeutlicht - ergibt sich ein Doppel-T-Profil, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit des Gehäuses (12) gegeben ist. Hieraus resultiert eine bessere Schweißfähigkeit der Vorrichtung (10), da die während des Kompaktierens bzw. Verschweißens eingeleiteten Kräfte und Schwingungen zu keinen nennenswerten Gehäuseverformungen führen können.The housing ( 12 ) of the device ( 10 ) preferably consists of cast iron with side walls ( 49 ), ( 50 ) and end walls ( 52 ), ( 54 ) and a parallel to the floor surface intermediate wall ( 56 ). On average - as shown in FIG. 2 - there is a double-T profile, which gives the housing ( 12 ) a particularly high rigidity. This results in a better weldability of the device ( 10 ), since the forces and vibrations introduced during the compacting or welding cannot lead to any noteworthy housing deformations.

Bei den ansonsten bei der Ultraschallschweißvorrichtung (10) verwendeten Elementen handelt es sich weitgehend um Normbauteile, so daß eine kostengünstige Herstellung möglich ist.The elements otherwise used in the ultrasonic welding device ( 10 ) are largely standard components, so that inexpensive production is possible.

Um eine Zwangskopplung des Schiebers (26) mit dem zweiten Gegenelektrodenteil (28) während des Kompaktieren von in dem Verdichtungsraum (24) vorhandenen Leitern sicherzustellen, werden erfindungsgemäß folgende konstruktive Maßnahmen gewählt.In order to ensure that the slide ( 26 ) is positively coupled to the second counter-electrode part ( 28 ) during the compacting of conductors present in the compression space ( 24 ), the following design measures are selected according to the invention.

Der Schieber (26) ist mittels eines Hebels (58) verstellbar, der um eine Achse (60) ver­ schwenkbar ist, die senkrecht sowohl zum Verstellweg des Schiebers (26) als auch des zweiten Gegenelektrodenteils (28) verläuft. Der Schieber (26) weist an seinem vorderen Ende eine gabelförmige Aufnahme (62) auf, die ein unterseitig in einer Ausnehmung des Schiebers (26) verlaufendes stabförmiges Element (64) aufnimmt. Wird folglich der Hebel (58) verschwenkt, so folgt der Schieber (26) dessen Bewegung. Damit diese rein translatorisch erfolgt, ist der Schieber (26) in einer nicht näher bezeichneten Schlitten­ führung in dem Gehäuse (12) gelagert. The slide ( 26 ) is adjustable by means of a lever ( 58 ) which is pivotable ver about an axis ( 60 ) which runs perpendicular to both the adjustment path of the slide ( 26 ) and the second counter-electrode part ( 28 ). The slide ( 26 ) has a fork-shaped receptacle ( 62 ) at its front end, which receives a rod-shaped element ( 64 ) running on the underside in a recess of the slide ( 26 ). If the lever ( 58 ) is consequently pivoted, the slide ( 26 ) follows its movement. So that this takes place purely translationally, the slide ( 26 ) is mounted in a carriage guide, not specified, in the housing ( 12 ).

Der Hebel (58) weist auf gegenüberliegenden Seiten Ablaufflächen (66) und (68) auf, durch die während des Kompaktierens die gewünschte Zwangskopplung zwischen der Bewegung des Schieberelementes (26) und des zweiten Gegenelektrodenteils (28) erfolgt. Dabei kann die zweite mit dem zweiten Gegenelektrodenteil (28) zusammen­ wirkende Ablauffläche (68) von einem austausch- und einstellbaren Abschnitt des Schiebers ausgehen.The lever ( 58 ) has drainage surfaces ( 66 ) and ( 68 ) on opposite sides, by means of which the desired positive coupling between the movement of the slide element ( 26 ) and the second counter-electrode part ( 28 ) takes place during the compacting. The second drain surface ( 68 ), which cooperates with the second counter-electrode part ( 28 ), can start from an exchangeable and adjustable section of the slide.

Damit der Hebel (58) verschwenkt und damit der Schieber (26) in Richtung des zweiten Gegenelektrodenteils (28) verfahren werden kann, liegt an der Ablauffläche (66) ein Gleitelement (72) an, welches parallel zum Verschiebeweg des zweiten Gegenelek­ trodenteils (28) mittels eines druckmittelbetätigten Zylinders (74) verfahren wird. Bei dieser Bewegung - im Ausführungsbeispiel Abfahrtsbewegung - wird der Hebel (58) im Uhrzeigersinn verschwenkt, da die Ablauffläche (66) mit zunehmendem Abstand von dem Schieber (26) in den Verstellweg des Gleitelementes (72) hineinragt. Mit anderen Worten nimmt die Ablauffläche (66) mit zunehmendem Abstand von dem Schieber (26) in bezug auf eine Verbindungslinie (76) zu, die zwischen der Achse (60) und dem Stift (64) verläuft.So that the lever ( 58 ) pivots and so that the slide ( 26 ) can be moved in the direction of the second counter-electrode part ( 28 ), a sliding element ( 72 ) rests on the run-off surface ( 66 ), which trode part ( 28 ) runs parallel to the displacement path of the second counter-electrode part ) is moved by means of a pressure-operated cylinder ( 74 ). During this movement - downward movement in the exemplary embodiment - the lever ( 58 ) is pivoted clockwise, since the run-off surface ( 66 ) projects into the adjustment path of the sliding element ( 72 ) with increasing distance from the slide ( 26 ). In other words, the drainage surface ( 66 ) increases with increasing distance from the slide ( 26 ) with respect to a connecting line ( 76 ) which runs between the axis ( 60 ) and the pin ( 64 ).

Die der Ablauffläche (66) gegenüberliegende Ablauffläche (68) weist einen entgegen­ gesetzten Verlauf auf. D. h., daß der Abstand zwischen der Verbindungslinie (76) und der Ablauffläche (68) in Richtung des Schiebers (26) zunimmt.The drain surface ( 68 ) opposite the drain surface ( 66 ) has an opposite course. This means that the distance between the connecting line ( 76 ) and the drainage surface ( 68 ) increases in the direction of the slide ( 26 ).

Wird nun der Kolben (74) des Druckmittelzylinders nach unten bewegt, so gleitet das Gleitelement (72) entlang der Ablauffläche (66) mit der Folge ab, daß die gegenüber­ liegende Ablauffläche (68) an einen Abschnitt (78) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) zum Anliegen kommt und dieses somit herunter drückt, so daß die Höhe des Verdichtungsraums (24) verkleinert wird. Die Abwärtsbewegung wird durch den Druckmittelzylinder unterstützt, von der die Welle (34), mit der das zweite Gegenelek­ trodenteil (28) verbunden ist, ausgeht. Gleichzeitig gelangt die Nase (40) in Ausgriff mit einem konusförmigen Vorsprung (80), der von einer Abdeckung (82) des Gehäuses (12) ausgeht. In diesem Moment wirkt die Feder (42) auf die Nase (40) mit der Folge, daß dessen Stirnfläche (46) an der Begrenzungsfläche (30) bzw. der oberen Kante (48) des Schiebers (26) zum Anliegen kommt. Somit ist der Verdichtungsraum (24) umseitig geschlossen, so daß die zu kompaktierenden bzw. zu verschweißenden Litzen nicht herausgedrückt werden können.If the piston ( 74 ) of the pressure medium cylinder is now moved downward, the sliding element ( 72 ) slides along the run-off surface ( 66 ) with the result that the opposite run-off surface ( 68 ) contacts a section ( 78 ) of the second counter-electrode part ( 28 ) comes to rest and thus pushes it down so that the height of the compression chamber ( 24 ) is reduced. The downward movement is supported by the pressure medium cylinder, from which the shaft ( 34 ) with which the second counterelectrode part ( 28 ) is connected starts. At the same time, the nose ( 40 ) comes out of engagement with a conical projection ( 80 ) which extends from a cover ( 82 ) of the housing ( 12 ). At this moment, the spring ( 42 ) acts on the nose ( 40 ) with the result that its end face ( 46 ) comes to rest on the boundary surface ( 30 ) or the upper edge ( 48 ) of the slide ( 26 ). Thus, the compression space ( 24 ) is closed on the other side, so that the strands to be compacted or welded cannot be pressed out.

Sobald das Kompaktieren abgeschlossen ist, erfolgt eine Entkopplung zwischen dem Absenken des zweiten Gegenelektrodenteils (28) von dem Zufahren des Schiebers (26) derart, daß dieser in seiner Position verharrt. Folglich wird beim anschließenden Verschweißen nur noch der Verdichtungsraum (24) in seiner Höhe verändert. Selbstver­ ständlich sind die angegebenen Bewegungsrichtungen auf die den Figuren zu entneh­ menden Ausführungsbeispiele bezogen, ohne daß hierdurch eine Einschränkung erfolgt.As soon as the compacting is completed, there is a decoupling between the lowering of the second counter-electrode part ( 28 ) from the closing of the slide ( 26 ) in such a way that it remains in its position. Consequently, only the compression space ( 24 ) is changed in height during the subsequent welding. Of course, the specified directions of movement are based on the exemplary embodiments to be taken from the figures, without any restriction thereby.

Das Entkoppeln erfolgt nach Abschluß des Kompaktierens dadurch, daß der Kolben (74) nicht weiter heruntergezogen wird. Gleichzeitig gelangt der Abschnitt (78) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) in Ausgriff mit der Ablauffläche (68).The decoupling takes place after the compacting is completed by the fact that the piston ( 74 ) is no longer pulled down. At the same time, the section ( 78 ) of the second counter-electrode part ( 28 ) comes into engagement with the drainage surface ( 68 ).

Zu der Ablauffläche (66), die mit dem Gleitelement (72) zusammenwirkt, ist anzumer­ ken, daß diese eine Steilheit in bezug auf die Bewegungsrichtung des Kolbens (74) und damit des Gleitelementes (72) derart aufweist, daß beim Entkoppeln der Schieberbewe­ gung von der des zweiten Gegenelektrodenteils (28) auf die Begrenzungsfläche (30) des Schiebers (26) einwirkende Kraft zu keinem Verschwenken des Hebels (58) und damit Bewegungen des Gleitelements (72) führen kann.To the drainage surface ( 66 ), which interacts with the sliding element ( 72 ), it is to be noted that it has a steepness in relation to the direction of movement of the piston ( 74 ) and thus of the sliding element ( 72 ) such that when the slide movement is uncoupled due to the force of the second counter-electrode part ( 28 ) acting on the boundary surface ( 30 ) of the slide ( 26 ), no pivoting of the lever ( 58 ) and thus movements of the sliding element ( 72 ) can result.

In Fig. 4 ist in verkleinerter Darstellung der der Fig. 3 zu entnehmende Abschnitt der Ultraschallschweißvorrichtung (10) zu entnehmen, jedoch in einem Zustand, in dem in dem Verdichtungsraum (24) eingebrachte Leiter kompaktiert werden, so daß eine Zwangskopplung zwischen dem Schieber (26) und dem zweiten Gegenelektrodenteil (28) erfolgt. Man erkennt, daß einerseits das Gleitelement (72) an der Lauffläche (66) des Hebels (58) und andererseits dessen gegenüberliegende Ablauffläche (68) an dem Abschnitt (78) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) abgestützt ist. Auch wird ver­ deutlicht, daß der konische Vorsprung (80) in Ausgriff mit der diesem angepaßten Aussparung (84) der Nase (40) ist.In FIG. 4, the section of the ultrasonic welding device ( 10 ) that can be seen in FIG. 3 can be seen in a reduced representation, but in a state in which conductors introduced into the compression space ( 24 ) are compacted, so that a positive coupling between the slide ( 26 ) and the second counter electrode part ( 28 ). It can be seen that on the one hand the sliding element ( 72 ) is supported on the running surface ( 66 ) of the lever ( 58 ) and on the other hand its opposite running surface ( 68 ) is supported on the section ( 78 ) of the second counter-electrode part ( 28 ). It is also clear that the conical projection ( 80 ) is in engagement with the recess ( 84 ) of the nose ( 40 ) which is adapted to this.

Ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bzw. 4 das Gleitelement (72) mit einem gesonderten Antrieb verbunden, so daß folglich die Verstellbewegung des Schiebers (26) antriebsmäßig unabhängig von dem des zweiten Gegenelektrodenteils (28) erfolgt, so ist nach den Fig. 5 und 6 eine Antriebskopplung derart gegeben, daß ein einziger Antrieb benutzt wird.Is according to the embodiment of Figs. 3 and 4, the sliding member (72) connected to a separate drive, so that, consequently the adjusting movement of the slide (26) from the effected drivingly independently of the second counter-electrode part (28), as is shown in FIGS. 5 and 6 given a drive coupling such that a single drive is used.

Wie die Fig. 5 verdeutlicht, geht vom Kolben (36) des Antriebszylinders für das zweite Gegenelektrodenteil (28) ein Hebel (86) aus, der eine das Gleitelement (72) aufweisende Stange (88) umfaßt. Hierzu durchsetzt die Stange (88) mit einem Abschnitt (90) eine Durchbrechung des Hebels (86). Zwischen dem unteren Ende (92) des Abschnitts (90) und dem die Stange umfassenden Abschnitt (94) des Hebels (86) verläuft eine das Stan­ genelement (90) umgebende Feder (96). Die Kraft der Feder (96) ist nun derart, daß während des Kompaktierens die Stange (88) der Bewegung des Hebels (86) folgt. Sobald der Kompaktiervorgang beendet ist, wird aufgrund der auf die Begrenzungs­ fläche des Schiebers (26) einwirkenden Kraft eine derartige Kraft auf das Hebelelement (58) und damit die Stange (88) eingeleitet, daß bei weiterer Bewegung des von dem Antrieb ausgehenden Hebels (86) die Kraft der Feder (96) mit der Folge überwunden werden kann, daß sich der Hebel (86) entlang des Abschnitts (90) der Stange (88) bewegt, ohne diese mitzuziehen. Hierdurch erfolgt das erforderliche Entkoppeln zwi­ schen der Bewegung des Schiebers (26) von der des zweiten Gegenelektrodenteils (28) während des Verschweißens. As illustrated in FIG. 5, a lever ( 86 ) extends from the piston ( 36 ) of the drive cylinder for the second counter-electrode part ( 28 ) and comprises a rod ( 88 ) having the sliding element ( 72 ). For this purpose, the rod ( 88 ) passes through an opening in the lever ( 86 ) with a section ( 90 ). Between the lower end ( 92 ) of the section ( 90 ) and the section ( 94 ) of the lever ( 86 ) comprising the rod runs a spring ( 96 ) surrounding the rod element ( 90 ). The force of the spring ( 96 ) is now such that the rod ( 88 ) follows the movement of the lever ( 86 ) during the compacting. As soon as the compacting process is finished, such a force is applied to the lever element ( 58 ) and thus the rod ( 88 ) due to the force acting on the limiting surface of the slide ( 26 ) that upon further movement of the lever ( 86 ) the force of the spring ( 96 ) can be overcome with the result that the lever ( 86 ) moves along the portion ( 90 ) of the rod ( 88 ) without pulling it. This results in the required decoupling between the movement of the slide ( 26 ) from that of the second counter-electrode part ( 28 ) during welding.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich von dem der Fig. 5 dahingehend, daß von dem Kolben (36) des Antriebs des zweiten Gegenelektrodenteils (28) ein um eine Achse (98) verschwenkbarer Hebel (100) ausgeht, der auf der zur Stange (88) gegenüberliegenden Seite ortsfest in dem Gehäuse (12) der Ultraschallschweißvor­ richtung (10) gelagert ist. Ansonsten ist die Funktion der gekoppelten bzw. entkoppelten Bewegung zwischen dem Antrieb des zweiten Gegenelektrodenteils (28) zu der Stange (88) und damit des Hebelelements (58) und des Schiebers (26) entsprechend der Fig. 5, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Hebel (100) im Vergleich zu dem Hebel (86) nach Fig. 5 eine Schwenkbewegung und nicht eine rein translatorische Bewegung ausübt.The embodiment of FIG. 6 differs from that of FIG. 5 in that the piston ( 36 ) of the drive of the second counter-electrode part ( 28 ) extends from a lever ( 100 ) which can be pivoted about an axis ( 98 ) and which is on the rod ( 88 ) opposite side is fixed in the housing ( 12 ) of the ultrasonic welding device ( 10 ). Otherwise, the function of the coupled or decoupled movement between the drive of the second counter-electrode part ( 28 ) to the rod ( 88 ) and thus the lever element ( 58 ) and the slide ( 26 ) according to FIG. 5, wherein it must be taken into account that the lever ( 100 ) in comparison to the lever ( 86 ) according to FIG. 5 exercises a pivoting movement and not a purely translational movement.

Ein Vergleich zwischen den Fig. 3 und 4 zeigt des weiteren, daß beim Öffnen des Verdichtungsraums der Vorsprung (80) in die Aussparung (84) der Nase (40) derart eingreift, daß ein Zurückfahren und damit Öffnen des Verdichtungsraums (24) verstärkt wird.A comparison between FIGS. 3 and 4 further shows that when the compression space is opened, the projection ( 80 ) engages in the recess ( 84 ) of the nose ( 40 ) in such a way that a retraction and thus opening of the compression space ( 24 ) is reinforced .

Anhand der Fig. 7 ist ein Detail des Schiebers (26) dargestellt, wodurch sichergestellt ist, daß die von dem Schieber (26) gebildete Begrenzungsfläche (30) des Verdichtungs­ raums (24) stets den gewünschten Freiwinkel zur Stirnfläche (46) des Schiebers (40) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) beschreibt.With reference to FIG. 7 shows a detail of the slide (26) is shown, whereby it is ensured that the boundary surface formed by the slide (26) (30) space of the compression (24) is always the desired clearance angle to the end face (46) of the slide ( 40 ) of the second counter-electrode part ( 28 ).

So umfaßt der Schieber (26) einen quaderförmigen Basisabschnitt (102), der über ein Schraubenelement (104) mit einem vorderen Abschnitt (106) verbunden ist, der die Begrenzungsfläche (30) bildet. Der vordere Abschnitt oder Stirnabschnitt (106) weist ebenfalls eine Quaderform auf, jedoch geringere Abmessungen als die des Basisab­ schnittes (102). Der vordere Abschnitt (106) weist parallel zueinander verlaufende Stirnflächen (108) und (110) auf, von denen die vordere die Begrenzungsfläche (30) bildet. Die hintere Stirnfläche (108) liegt an einer Anlagefläche (112) des Basisabschnit­ tes (102) an. Dabei weist die Anlagefläche (112) zur Horizontalen einen geneigten Verlauf auf. Da die Stirnflächen (108) und (110) des vorderen Abschnitts (106) parallel verlaufen, verläuft die vordere Stirnfläche (110) und damit die Begrenzungsfläche (30) des Verdichtungsraums (24) ebenfalls geneigt. Da der Stirnabschnitt (106) mit seiner unteren vorzugsweise profilierten Fläche (114) senkrecht zu den Stirnflächen (108) und (110) verläuft, bildet auch die profilierte Fläche (114) einen Freiwinkel mit der Begren­ zungsfläche (22) des Sonotrodenkopfes (20).The slide ( 26 ) thus comprises a cuboid base section ( 102 ) which is connected via a screw element ( 104 ) to a front section ( 106 ) which forms the boundary surface ( 30 ). The front portion or end portion ( 106 ) also has a cuboid shape, but smaller dimensions than that of the Basisab section ( 102 ). The front section ( 106 ) has end faces ( 108 ) and ( 110 ) running parallel to one another, of which the front section forms the boundary surface ( 30 ). The rear end face ( 108 ) bears against a contact surface ( 112 ) of the base portion ( 102 ). The contact surface ( 112 ) is inclined to the horizontal. Since the end faces ( 108 ) and ( 110 ) of the front section ( 106 ) run parallel, the front end face ( 110 ) and thus the boundary surface ( 30 ) of the compression chamber ( 24 ) also run inclined. Since the end section ( 106 ) with its lower, preferably profiled surface ( 114 ) extends perpendicular to the end surfaces ( 108 ) and ( 110 ), the profiled surface ( 114 ) also forms a clearance angle with the limitation surface ( 22 ) of the sonotrode head ( 20 ) .

Um eine Höhenverstellbarkeit des vorderen Abschnitts (106) in bezug auf die Begren­ zungsfläche (22) des Sonotrodenkopfes (20) zu ermöglichen, ist der vordere Abschnitt (106) über ein Schraubelement (104) mit dem Basisabschnitt (102) verbunden, welches ein senkrecht zur Begrenzungsfläche (22) verlaufendes Langloch (114) durchsetzt. Hierdurch ist die gewünschte Höhenjustierung möglich.In order to enable the front section ( 106 ) to be adjusted in height with respect to the limitation surface ( 22 ) of the sonotrode head ( 20 ), the front section ( 106 ) is connected to the base section ( 102 ) via a screw element ( 104 ), which is a vertical section elongated hole ( 114 ) extending through to the boundary surface ( 22 ). This enables the desired height adjustment.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Kompaktieren und vorzugsweise anschließendem Verschwei­ ßen von elektrischen Leitern, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen, umfassend eine Ultraschallschwingungen erzeugen­ de Sonotrode, von der ein Abschnitt eine erste seitliche Begrenzungsfläche eines in Höhe und Breite verstellbaren, stirnseitig offenen Verdichtungsraums ist, dessen übrige Begrenzungsflächen Abschnitte einer mehrteiligen Gegenelektrode sind, wobei die Gegenelektrode ein zu dem Sonotrodenabschnitt vorzugsweise in etwa parallel verstellbares, eine in etwa senkrecht zu dem Sonotrodenabschnitt verlaufende zweite Begrenzungsfläche bildendes erstes Gegenelektrodenteil wie Seitenschieber sowie ein parallel zu der zweiten Begrenzungsfläche verschieb­ bares, eine dritte Begrenzungsfläche bildendes zweites Gegenelektrodenteil umfaßt, von dem ein eine in etwa parallel zu dem Sonotrodenabschnitt ver­ laufende vierte Begrenzungsfläche bildender verschiebbarer Abschnitt wie Nase ausgeht, der zumindest während des Kompaktierens und des gegebenenfalls nachfolgenden Verschweißens an dem ersten Gegenelektrodenteil anliegt oder nahezu anliegt, wobei zumindest zeitweise das erste und das zweite Gegenelek­ trodenteil durch Wechselwirken von zumindest einer Ablauffläche und einem sich an dieser abstützendem Gleitelement eine zwangsgekoppelte Bewegung ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gegenelektrodenteil (26) über ein zwei Ablaufflächen (66, 68) auf­ weisendes Hebelelement (58) verstellbar ist und daß bei Einwirken eines Gleit­ elementes (72) auf eine (erste) der Ablaufflächen (66) zum Verstellen des ersten Gegenelektrodenteils in Richtung des zweiten Gegenelektrodenteils (28) wäh­ rend des Kompaktierens die andere (zweite) Ablauffläche (68) mittelbar oder un­ mittelbar auf das zweite Gegenelektrodenteil zu dessen Verstellen einwirkt.1. Device for compacting and preferably subsequent welding of electrical conductors, in particular for the production of through or end nodes of strands, comprising an ultrasonic vibrations generating de sonotrode, a portion of which a first lateral boundary surface of a height and width adjustable, frontally open compression space whose remaining boundary surfaces are sections of a multi-part counterelectrode, the counterelectrode being a first counterelectrode part, such as side shifters, which can be adjusted approximately parallel to the sonotrode section, forming a second boundary surface running approximately perpendicular to the sonotrode section, and a displaceable parallel to the second boundary surface comprises a third boundary surface forming second counter-electrode part, of which a displaceable portion forming a fourth boundary surface running approximately parallel to the sonotrode section how nose comes out, which at least during the compacting and the possibly subsequent welding on the first counter-electrode part or is almost present, at least at times the first and the second counter-electrode part exert a positively coupled movement by the interaction of at least one drainage surface and a sliding element supported thereon characterized in that the first counter-electrode part ( 26 ) is adjustable via a lever element ( 58 ) pointing to two run-off surfaces ( 66 , 68 ) and in that upon the action of a sliding element ( 72 ) on one (first) of the run-off surfaces ( 66 ) for adjustment of the first counter electrode part in the direction of the second counter electrode part ( 28 ) during the compacting, the other (second) drainage surface ( 68 ) acts directly or indirectly on the second counter electrode part to adjust it. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gegenelektrodenteil (28) mit einem (ersten) Antrieb verbunden ist, der während der zwangsgekoppelten Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenelektrodenteil (26, 28) die über die zweite Ablauffläche (68) bewirkte Zwangsverstellung unterstützt.2. Device according to claim 1, characterized in that the second counter-electrode part ( 28 ) is connected to a (first) drive which during the positively coupled movement between the first and the second counter-electrode part ( 26 , 28 ) via the second run-off surface ( 68 ) caused forced adjustment. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement (72) über einen von dem ersten Antrieb unabhängigen (zweiten) Antrieb entlang der ersten Ablauffläche (66) verschiebbar ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sliding element ( 72 ) via an independent of the first drive (second) drive along the first drainage surface ( 66 ) is displaceable. 4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Kompaktierens das Gleitelement (72) eine Kraft über die erste Ablauffläche (66) in das Hebelelement (58) einleitet, das seinerseits über die zweite Ablauffläche (68) eine Kraft auf das zweite Gegenelektrodenteil einleitet. 4. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that during the compacting, the sliding element ( 72 ) introduces a force via the first run-off surface ( 66 ) into the lever element ( 58 ), which in turn has a force via the second run-off surface ( 68 ) initiates on the second counter electrode part. 5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb ein Druckmittelzylinder ist und daß das Gleitelement (72) mit dessen Kolbenstange verbunden ist oder ein Abschnitt von diesem ist.5. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second drive is a pressure medium cylinder and that the sliding element ( 72 ) is connected to the piston rod or a portion thereof. 6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement (72) von einem Stangenelement (88) ausgeht, das über ein zweites Hebelelement (86, 100) mit dem ersten Antrieb verbunden ist, wobei in Abhängigkeit von auf die von dem ersten Gegenelektrodenteil (26) gebildete zweite Begrenzungsfläche (30) einwirkender Kraft die Bewegung des zweiten Hebelelements von der des Gleitelements entkoppelbar ist.6. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sliding element ( 72 ) starts from a rod element ( 88 ) which is connected to the first drive via a second lever element ( 86 , 100 ), depending on the of the first counter-electrode part ( 26 ) formed by the second limiting surface ( 30 ), the movement of the second lever element can be decoupled from that of the sliding element. 7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Hebelelement (58) um eine senkrecht oder nahezu senkrecht zum Verstellweg sowohl des ersten als auch des zweiten Gegenelektrodenteils (26, 28) verlaufende Achse (60) verschwenkbar ist.7. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first lever element ( 58 ) about a perpendicular or almost perpendicular to the adjustment path of both the first and the second counter-electrode part ( 26 , 28 ) extending axis ( 60 ) is pivotable. 8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ablauffläche (66) im Schnitt einer Geraden oder einer Kurvenbahn folgt, deren Abstand zu einer zwischen der Achse (60) des ersten Hebels (58) und Anlenkpunkt bzw. -bereich (62, 64) an dem ersten Gegenelektrodenteil (26) verlaufende Verbindungslinie (76) mit zunehmender Entfernung von diesem zu­ nimmt. 8. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first drainage surface ( 66 ) follows in section a straight line or a curved path, the distance to one between the axis ( 60 ) of the first lever ( 58 ) and articulation point or - area ( 62 , 64 ) on the first counter-electrode part ( 26 ) connecting line ( 76 ) increases with increasing distance from the latter. 9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der ersten Ablauffläche (66) in bezug auf den einer Geraden folgenden Verstellweg des Gleitelements (72) eine Steilheit aufweist, die mit zunehmendem Abstand zu dem ersten Gegenelektrodenteil (26) zunimmt.9. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the course of the first drainage surface ( 66 ) with respect to the straight path of adjustment of the sliding element ( 72 ) has a slope which increases with increasing distance from the first counter-electrode part ( 26 ) increases. 10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ablauffläche (68) vorzugsweise von einem auswechsel- und verstellbaren Abschnitt (70) des ersten Hebelelementes (58) ausgeht, daß die zweite Ablauffläche im Schnitt einer Geraden oder eine Kurvenbahn folgt und daß deren Abstand zu zwischen der Achse (60) des ersten Hebelelementes und dem Anlenkpunkt bzw. -bereich (62, 64) an dem ersten Gegenelektrodenteil ver­ laufender Verbindungslinie (76) in dessen Richtung hin zunimmt.10. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second drainage surface ( 68 ) preferably from an exchangeable and adjustable portion ( 70 ) of the first lever element ( 58 ) that the second drainage surface in the section of a straight line or a curved path follows and that the distance between the axis ( 60 ) of the first lever element and the articulation point or region ( 62 , 64 ) on the first counter electrode part ver connecting line ( 76 ) increases in the direction thereof. 11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der zwangsgekoppelten Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Gegenelektrodenteil (26, 28) die zweite Ablauffläche (68) an einem Ab­ schnitt (78) des zweiten Gegenelektrodenteils abgestützt ist.11. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that during the positively coupled movement between the first and the second counter electrode part ( 26 , 28 ), the second run-off surface ( 68 ) is supported on a section ( 78 ) of the second counter electrode part. 12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hebelelement (86) mit dem Antrieb für das zweite Gegenelek­ trodenteil (28) eine starre Einheit bildet. 12. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second lever element ( 86 ) with the drive for the second counter-electrode part ( 28 ) forms a rigid unit. 13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hebelelement (100) mit dem Antrieb für das zweite Gegenelek­ trodenteil (28) gelenkig über eine parallel zu der Achse (60) des ersten Hebel­ elementes (58) verlaufende zweite Achse (98) verbunden ist, wobei ein zu einer Seite der Achse verlaufender Abschnitt des zweiten Hebelelementes mit dem Gleitelement (72) bzw. dem Stangenelement (88) verbunden und ein zu der anderen Seite der Achse verlaufender Abschnitt ortsfest gelagert ist.13. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second lever element ( 100 ) with the drive for the second counter elec trode part ( 28 ) articulated via a parallel to the axis ( 60 ) of the first lever element ( 58 ) extending second Axle ( 98 ) is connected, a portion of the second lever element running to one side of the axle being connected to the sliding element ( 72 ) or the rod element ( 88 ) and a portion extending to the other side of the axis being mounted in a stationary manner. 14. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein vorzugsweise aus Gußeisen bestehendes Gehäuse (12) mit Seiten- und Stirnwandungen (48, 50, 52, 54) sowie zur Bodenfläche parallel verlaufender Zwischenwandung (52) umfaßt.14. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a preferably made of cast iron housing ( 12 ) with side and end walls ( 48 , 50 , 52 , 54 ) and intermediate wall ( 52 ) extending parallel to the bottom surface. 15. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) abschnittsweise einen Querschnitt eines Doppel-T-Profils aufweist, dessen Steg (56) parallel oder nahezu parallel zur Sonotrodenlängsrich­ tung verläuft.15. The apparatus according to at least claim 14, characterized in that the housing ( 12 ) has sections of a cross section of a double-T profile, the web ( 56 ) of which runs parallel or almost parallel to the longitudinal direction of the sonotrode. 16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Querschieber wirkende erste Gegenelektrodenteil (26) aus einem quaderförmigen Basisabschnitt (102) und einem die zweite Begrenzungsfläche (30) des Verdichtungsraums (24) aufweisenden austauschbaren quaderförmigen Stirnabschnitt (106) besteht, der in bezug auf die Sonotrode (14) höhenver­ stellbar ist. 16. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first counter-electrode part ( 26 ) acting as a cross slide from a cuboid base portion ( 102 ) and a replaceable cuboid end portion ( 106 ) having the second boundary surface ( 30 ) of the compression chamber ( 24 ) exists, which is adjustable in height with respect to the sonotrode ( 14 ). 17. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnabschnitt (106) mit dem Basisabschnitt (102) über ein Schrauben­ element (104) verbunden ist, das ein in dem Basisabschnitt in etwa senkrecht zu der ersten Begrenzungsfläche (22) verlaufendes Langloch (114) durchsetzt.17. The apparatus according to at least claim 16, characterized in that the end portion ( 106 ) with the base portion ( 102 ) via a screw element ( 104 ) is connected, which in the base portion approximately perpendicular to the first boundary surface ( 22 ) extending elongated hole ( 114 ) enforced. 18. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnabschnitt (106) des Seitenschiebers (26) parallel zueinander ver­ laufende Stirnflächen (108, 110) aufweist, von dem eine die zweite Begren­ zungsfläche (30) ist und die andere an dem Basisabschnitt (102) anliegt, wobei dessen Anlagefläche zum Verstellweg des zweiten Gegenelektrodenteils (28) derart geneigt verläuft, daß die zweite Begrenzungsfläche (30) in bezug auf den verschiebbaren Abschnitt (40) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) einen erfor­ derlichen Freiwinkel aufweist.18. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the end portion ( 106 ) of the side slider ( 26 ) has mutually parallel end faces ( 108 , 110 ), one of which is the second limitation surface ( 30 ) and the other abuts the base section ( 102 ), the bearing surface of which is inclined to the adjustment path of the second counter-electrode part ( 28 ) in such a way that the second boundary surface ( 30 ) has a required clearance angle with respect to the displaceable section ( 40 ) of the second counter-electrode part ( 28 ) . 19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung des Verdichtungsraums federvorgespannte verschiebbare Abschnitt (40) des zweiten Gegenelektrodenteils (28) eine einem ortsfesten und konusförmig ausgebildeten Vorsprung (80) zugeordnete Aussparung (84) auf­ weist, wobei beim Öffnen des Verdichtungsraumes der konusförmige Vorsprung derart in die Aussparung eingreift, daß der verschiebbare Abschnitt entgegen der Federvorspannung zusätzlich verstellbar ist.19. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the displaceable section ( 40 ) of the second counter-electrode part ( 28 ) spring-biased in the direction of the compression space has a recess ( 84 ) associated with a stationary and conical projection ( 80 ), wherein when the compression chamber is opened, the conical projection engages in the recess in such a way that the displaceable section is additionally adjustable against the spring preload. 20. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gegenelektrodenteil (28) von einer Welle (34) ausgeht, die lösbar mit dem ersten Antrieb verbunden ist. 20. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second counter-electrode part ( 28 ) starts from a shaft ( 34 ) which is detachably connected to the first drive. 21. Verfahren zum Kompaktieren und anschließenden Verschweißen von elek­ trischen Leitern, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen, mittels Ultraschall in einem an die Leiter angepaßten, in Höhe und Breite verstellbaren Verdichtungsraum, wobei die zu verschweißenden Leiter zunächst kompaktiert und sodann verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig vom Querschnitt der zu verschweißenden Leiter diese auf einen Querschnitt kompaktiert werden und daß anschließend in Abhängigkeit vom Querschnitt des Verdichtungsraums zum Verschweißen der Leiter erforderliche Schweißparameter appliziert werden.21. Method for compacting and then welding elec tric ladders, especially for the production of through or end nodes of strands, by means of ultrasound in a height and Width adjustable compression space, the conductor to be welded first compacted and then welded, characterized, that regardless of the cross-section of the conductors to be welded to one Cross-section are compacted and that subsequently depending on Cross section of the compression space required for welding the conductors Welding parameters can be applied.
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