DE4406337A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen der Adern von Litzen, insbesondere Kupferlitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen der insbeson­ dere aus Kupfer bestehenden Adern einer oder mehrerer Litzen zu einem festen und gasdichten Anschlußknoten mittels eines Verdich­ tungsraumes für eingelegte Litzenabschnitte, der durch vier Platten umgrenzt ist, deren eine stationär angeordnet ist, und deren andere vorzugsweise kraftbetrieben und teilweise miteinander verschiebbar sind, und von denen zwei einander gegenüberstehende Platten als Elektroden ausgebildet und die diese überbrückenden Platten mit Keramikplatten überfangen sind, wobei eine der Platten quer zur stationären Platte vorschiebbar ist und die diesen beiden Platten jeweils gegenüberstehenden gemeinsam normal zur Oberfläche der stationären Platte verschiebbar und die dieser gegenüberstehende Platte zusätzlich parallel zu deren Oberfläche verschiebbar sind, und bei dem zum Einlegen der Litzen der Verdichtungsraum einseitig offen gehalten ist sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren zum Betriebe derselben sind bspw. aus der DE-41 17 696 C1 bekannt. Hier wird ein oben offener Verdichtungsraum verwendet, der durch horizontales Ver­ schieben einer Seitenplatte zur Verdichtung der Adern verengt wird, während das Schließen und gleichzeitige Verdichten von oben durch das Aufsetzen der zweiten Schweißelektrode bewirkt wird. Die den Verdichtungsraum begrenzenden Platten sind hierbei so angeordnet, daß die vorgesehene Breite sich durch einen verstellbaren Anschlag vorgeben läßt und die Schweißelektrode unabhängig von der Breite des gebildeten Spaltes aufsetzbar ist. Nach der DE-41 17 697 C1 wird eine ähnliche Anordnung mit einfacher aufgebauten Platten erhalten, bei denen auf Führungen in einer zweiten, orthogonalen Richtung ver­ zichtet werden kann, bei der aber eine Anpassung der jeweiligen Schweißelektrode an die gewählte Arbeitsbreite des Verdichtungs­ raumes erforderlich ist.

Aus der DE-37 19 083 C1 schließlich geht ein Verfahren zum Ver­ schweißen von verdichteten Litzenadern hervor, bei der drei Arbeits­ phasen benutzt werden, während deren erster der Einlegespalt ge­ schlossen und der Verdichtungsraum in einer der Grundplatte par­ allelen Richtung verengt wird, während in einer zweiten Phase der Verdichtungsraum in seiner Höhe verengt wird und in einer dritten Phase sowohl seine Höhe als auch seine Weite weiterhin verringert werden. Im praktischen Aufbau jedoch zeigt es sich, daß bereits der Einlegespalt in vielen Fällen die Handhabung erschwert, und die gewählte Arbeitsweise ergibt die gewünschte Verdichtung nur ungenü­ gend und mit unerwünscht hohem Zeit- und apparativen Aufwand, der noch dadurch erhöht wird, daß Flächen der den Verdichtungsraum umgebenden Platten sich nicht berühren sollten, um die zum Schweißen benutzten mechanischen Schwingungen nicht zu dämpfen, während andererseits auch feinste Litzenadern sich nicht in den entstehenden Spalten verklemmen sollen.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen kompakt aufge­ bauten Verdichtungsraum zur elektrischen Verschweißung der Adern von Litzen zu schaffen, dessen ihn begrenzende Platten einen einfach aufgebauten und schnell wirksamen Kraftantrieb erlauben.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Hier wird nur eine vorbereitende Verschiebung einer Platte zur Schließung des vorher zur Vereinfachung der Handhabung weiten Eingabespaltes benötigt, und anschließend erfolgt die Verdichtung des Adernpaketes in zwei Komponenten schnell und gleichzeitig, wobei in an sich bekannter Weise nach Vervollständigung der Verdichtung der Schweißstrom auslösbar ist. Die nachgeordneten Unteransprüche betreffen vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung und eine entsprechend zweckmäßige, neuartige und fortschrittliche Ausbildung der zu deren Durchführung erforderlichen Vorrichtung.

Im einzelnen ist die Erfindung anhand der Beschreibung eines Aus­ führungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert.

In der Figur ist ein als Basis dienender Rahmen 1 dargestellt, der beidseitig durch Wände 2 bzw. 3 abgeschlossen ist. Mit der Wand 3 ist ein Druckmittelzylinder 4 verbunden, dessen verstärkter Bereich seiner Kolbenstange 5 in der Wand 3 gelagert ist, und der an seinem freien Ende eine Tragplatte 6 aufweist, die mit einer horizontal in Richtung des Pfeiles 20 vorschiebbaren Platte 7 ausgestattet ist. Die Stirnseite der als Schweißelektrode ausgebildeten Platte 7 ist mit einer Wolfram-Elektrode ausgestattet.

Eine als weitere, mit einer isolierenden, hitzebeständigen Keramik­ schicht ausgestattete Platte 8 begrenzt den zu bildenden Verdich­ tungsraum nach unten und ist stationär im Rahmen 1 angeordnet.

Eine weitere mit einer Wolframelektrode ausgestattete Platte 9 bildet die linke Flanke des Verdichtungsraumes, steht der Platte 7 gegenüber und liegt an der seitlichen Begrenzung der Platte 8 an. Sie ist im Führungsstück 10 angeordnet, das auf rahmenfesten Füh­ rungsbolzen 11 vertikal verschieblich ist und gegen einen nicht dargestellten oberen Anschlag vermittels von Druckfedern 12 vor­ gespannt ist. Das Führungsstück 10 ist mit einem mit ihm vertikal in Richtung des Pfeiles 21 verschieblichen zweiten Druckmittelzylin­ der 13 ausgestattet, dessen Kolbenstange in ein im Führungsstück 10 horizontal in Richtung des Pfeiles 19 verschiebbares Gleitstück 14 eingesetzt ist, dessen äußeres Ende mit einer Platte 15 ausge­ stattet ist.

Die Tragplatte 6 ist nicht nur mit einem die Platte 7 fassenden Träger 24, sondern zusätzlich auch noch mit vertikal verschieblichen Schubstangen 16 ausgestattet, deren freie Enden in der Wand 2 verschiebbar gelagert sind. Die Schubstangen 16 sind mit Rollen 17 tragenden Achsbolzen ausgestattet, die vor schrägen Laufflächen 18 des Führungsstückes 10 stehen.

Die Druckmittelzylinder 4 und 13 sind arbeitsraumseitig mit An­ schlußnippeln 22 bzw. 23 ausgestattet. In ihrer Grundstellung werden sie entweder durch auf ihre Gegenseite zur Auswirkung gebrachtes Druckmittel oder durch, bspw. deren Kolbenstangen umgebende und sich zwischen Kolben und Wand 3 bzw. Führungsstück 10 abstützende Federn gehalten.

Zur Verschweißung der Adern von Litzen werden diese von oben in den zwischen den Platten 7, 8, 9 und 15 gebildeten Verdichtungsraum eingeführt. Sodann wird dieser Verdichtungsraum geschlossen: Über den Anschlußnippel 23 wird dem Arbeitsraum des Druckmittelzylinders 13 Druckmittel, zweckmäßig Druckluft, zugeführt, welches den Kolben horizontal in Richtung des Pfeiles 19 nach rechts verschiebt und hierbei das Gleitstück 14 inklusive der Platte 15 mitnimmt. Diese Platte 15 legt sich damit mit dem unteren Randstreifen ihrer Stirn­ fläche gegen den oberen Randstreifen der Stirnfläche der Platte 7. Damit ist der Verdichtungsraum geschlossen.

Zur Durchführung der Verdichtung wird nunmehr über den Anschlußnip­ pel 22 der Druckmittelzylinder 4 druckbeaufschlagt. Sein Kolben wird horizontal nach links ausgefahren und nimmt über die Kolbenstange 5 die Tragplatte 6 mit dem Tragstück 24 und der auf diesem angeord­ neten Platte 7 mit. Die Platte 7 wird damit in Pfeilrichtung 20 mit ihrer Front über die Oberfläche der Platte 8 vorgeschoben. Hierbei nimmt sie gleichzeitig aber auch die auf ihr aufliegende Platte 15 mit und schiebt diese gegen die Kraft des Druckmittelzylinders 13 zurück. Da der Druckmittelzylinder 13 eine wesentlich geringere Kolbenfläche aufweist als der Druckmittelzylinder 4 überwiegt beim Betriebe mit aus gleicher Quelle stammenden und damit gleichem Druck zugeführtem Druckmittel die auf die Stirnfläche des Kolbens des Druckmittelzylinders 4 ausgeübte Kraft.

Gleichzeitig werden hierbei aber auch von der Tragplatte 6 deren Schubstangen 16 und damit auch die an diesen drehbar gehaltenen Rollen 17 vorgeschoben, die über die schrägen Laufflächen 18 des Führungsstückes 10 geführt werden und damit dieses Führungsstück auf dessen Führungsbolzen 11 vertikal in Pfeilrichtung 21 nach unten ziehen. Damit gleitet aber die Platte 9 mit Frontbereichen entlang der linken Flanke der Platte 8, und die darüber angeordnete Platte 15 nähert sich, die Höhe des Verdichtungsraumes verringernd, der Platte 8.

Damit wird von einem breiten Spalt zum Einbringen der Litzenadern in den Verdichtungsraum ausgegangen, und das Einbringen wird er­ leichtert, indem die Adern schräg gegen die Stirnfläche der Platte 15 gerückt werden können, wobei eine darüberstehende Abschrägung des Gleitstückes 14 sowie eine über der Platte 7 stehende Abschrä­ gung des Tragstückes 24 das Einbringen erleichtern.

In einem ersten Verfahrens schritt wird daraufhin der Verdichtungs­ raum geschlossen, indem die Platte 15 durch den Druckmittelzylinder 13 voll über denselben bis zur Anlage an die Stirnfläche der noch in Ruhe stehenden Platte 7 vorgeschoben wird. Die Verdichtung der Adern zum zu verschweißenden Paket erfolgt dann durch Vorschieben der die rechte Flanke des Verdichtungsraumes bildenden Platte 7. Über das durch Rollen 17 und schräge Laufflächen 18 gebildete Getriebe wird hierbei gleichzeitig das Führungsstück 10 abgesenkt und damit die Platte 15 in Richtung auf die Platte 8 abgesenkt.

Stationär bleibt die Platte 8, und die die linke Flanke des Ver­ dichtungsraumes bildende Platte 9 verbleibt bezüglich des Verdich­ tungsraumes quasi-stationär und verschiebt sich nur gegenüber der Platte 8 nach unten, um das Nachrücken der Platte 15 zu ermöglichen. Diese aber wird in horizontaler Richtung durch das Vorrücken der Platte 7 zurückgedrückt. Die Schweißung selbst kann nach ausreichen­ der Kompaktierung des Adernbündels in an sich bekannter Weise ausgelöst werden. Es ist möglich, eine solche Auslösung durch den Hub der Platten oder eines Teiles der Getriebe mechanisch zu schal­ ten, bewährt hat es sich allerdings, die Einschaltung durch einen Zeitschalter nach einem Zeitintervall, das für die Kompaktierung ausreichend ist, auszulösen. Möglich ist es aber auch, den Bewe­ gungsstillstand eines der bewegten Teile oder einen aufgebauten Druck zur Auslösung des Schweißstromstoßes zu nutzen.

Die unterschiedlichen Kräfte der Antriebsmittel, die durch den Betrieb derselben gefordert werden, lassen sich, wie im Ausführungs­ beispiel geschildert, durch unterschiedliche Kolbenflächen erwirken. Bei gleichen Kolbenflächen könnten Druckmittel unterschiedlicher Drucke ebenso verwendet werden, wie rückholende Federn unterschied­ licher Stärke oder in den Stellweg zwischen Kolben des Druckmittel­ zylinders 13 und dem Gleitstück 14 angeordnete nachgiebige Druckfe­ dern. Der Betrieb mit Druckluft erlaubt ohnedies eine elastischere Arbeitsweise als der mit einer Hydraulikflüssigkeit.

Die Antriebs- bzw. Vorschubmittel müssen nicht notwendigerweise Druckmittelzylinder sein, es können bspw. auch Elektromagnete oder, bspw. auf Zahnstangen arbeitende oder über Schraubspindelgetriebe arbeitende Elektromotore eingesetzt werden.

Auch die Art der verwendeten Getriebe zum Vorschieben der Platte 7 und parallelen Absenken der Platten 9 und 15 können unterschied­ lich aufgebaut sein, bspw. in zwei orthogonale Zahnstangen ein­ greifende Ritzel oder dergleichen. Weiterhin besteht die Möglich­ keit, auch die gegenläufige Bewegung des Gleitstückes 14 zusätzlich durch eine allen angetriebenen Elementen gemeinsame Antriebsvor­ richtung zu bewirken, wenn während eines ersten Teilhubes die Platte 7 noch nicht mitgenommen wird und allein Platte 15 vorgeschoben wird, wobei während des weiteren Vorschubes Platte 7 die Platte 15 gegen eine diese vorspannende Feder wieder zurückdrückt.

Weiterhin ist es möglich, die Lage der mit isolierenden Frontplatten ausgestatteten oder aus isolierendem Material bestehenden Platten gegen die als Schweißelektroden ausgebildeten auszutauschen.

In allen diesen Fällen ist das gewünschte Ziel erreicht, einen Verdichtungsraum zu schaffen, der bei weiter Eintrittsöffnung sich schnell verengen läßt, wobei das Verhältnis zwischen der vertikalen und der horizontalen Verengung sich durch das verwendete Getriebe bestimmen läßt; beim Ausführungsbeispiel durch die Wahl der Steigung der schrägen Lauffläche 18.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verschweißen der insbesondere aus Kupfer beste­ henden Adern einer oder mehrerer Litzen zu einem festen und gasdichten Anschlußknoten mittels eines Verdichtungsraumes für eingelegte Litzenabschnitte, der durch vier Platten umgrenzt ist, deren eine stationär angeordnet ist, und deren andere, vorzugsweise kraftbetrieben und teilweise miteinander, ver­ schiebbar sind, und von denen zwei einander gegenüberstehende Platten als Elektroden ausgebildet und die diese überbrückenden Platten mit Keramikplatten überfangen sind, wobei eine der Platten quer zur stationären Platte vorschiebbar ist und die diesen beiden Platten jeweils gegenüberstehenden gemeinsam normal zur Oberfläche der stationären Platte verschiebbar sind, und die der stationären Platte gegenüberstehende zusätzlich parallel zu deren Oberfläche vorschiebbar ist, und bei dem zum Einlegen der Litzen der Verdichtungsraum einseitig offengehal­ ten ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einleitung der Verschweißung die parallel zur Ober­ fläche der stationären Platte (8) vorschiebbare Platte (15) bis zum Anlegen an die gegenüberstehende Platte (7) und par­ allel zur Oberfläche der stationären Platte (8) vorgeschoben wird,
daß zur Verdichtung der Adern die eine (7) der an die stationä­ re Platte (8) anschließenden Platten (7, 9) parallel zu deren Oberfläche und die andere Platte (9) normal zur Oberfläche der stationären Platte (8) vorgeschoben werden und die den Ver­ dichtungsraum nach oben verschließende Platte (15) von der absinkenden Platte (9) mitgenommen und gleichzeitig von der vorgeschobenen Platte (7) zurückgedrängt wird,
und daß die Verschweißung nach fortgeschrittener bzw. abge­ schlossener Verdichtung bewirkt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den horizontal vorzuschiebenden Platten (7, 9) als An­ triebsvorrichtung jeweils Druckmittelzylinder (4, 13) zugeord­ net sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelzylinder der schließenden Platte (15) einen geringeren Kolbendurchmesser aufweist als der Druckmittelzylin­ der (4) der verdichtenden Platte (7).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch den Einsatz von Druckluftzylinder.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsvorrichtung der schließenden Platte (15) eine deren Zurückdrängen ermöglichende Druckfeder vorgeordnet ist.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Vorschieben der verdichtenden Platte (7) und das Absenken der schließenden Platte (15) eine gemeinsame, über ein Getriebe auf beide wirkende Antriebsvorrichtung vorgesehen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das Getriebe eine von einer Rolle (17) überfahrene keilför­ mige Ebene bzw. eine schräge Lauffläche (12) aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mittels in Zahnstangen eingreifender Ritzel, Zahnräder oder Zahnradsegmente wirksam wird.

9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe Winkelhebel aufweist.

10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdichtung vorgeschobene Platte (7) sowie die dieser gegenüberstehende absenkbare Platte (9) als Schweißelek­ troden ausgebildet und an eine Stromquelle angeschlossen sind.