专利名称：用于压实和/或焊接电导线的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于压实和/或焊接电导线的装置，尤其用于制造绞合线的直通节点或终端节点，其包括一个第一电极，所述第一电极中的一个部段是一个接纳导线的压实腔的第一分界面，该压实腔另外还被一个形成第二分界面的对置电极的部段，如固定挡块以及至少另一个由分界元件所形成的第三分界面限定，其中对置电极可以移动地从一个分界元件出发。
由DE-A-31 51 151已知了一种超声波焊接装置，用该装置可以对最初的导线进行焊接，而不需要通常的包围住节点位置的套筒。为此将导线装入一个压实腔里，该压实腔被超声焊极的一个部段和对置电极(也称为固定挡块)的一个部段限定。
在EP-B-0 143 936中描述了一种超声波焊接装置，在该装置中一个压实腔被四个元件限定，以便能够调整压实腔，尤其是其高度和宽度。为此除了超声焊极和对置电极或者固定挡块之外还设有两个侧向分界元件，其中至少有一个是可以调整的，如可移动的。
由EP-B-0 723 713可知一种用于压实并接着焊接电导线的方法和装置，其中在导线压实之后测量压实腔的特征值，以便然后调用根据该特征值所存储的焊接参数。
也已知的是，借助于电阻焊接或者压焊使电线连接。
本发明的任务是要设计一种开头所述类型的装置，使得尤其是由一种焊接装置所给出的优点保持不变，这种焊接装置具有在两个相互垂直的方向上可以调整的压实腔，但同时使结构简化了。
为了解决该任务本发明尤其规定压实腔具有一种基本为三角形的敞开横截面，该横截面被第一电极、分界元件和对置电极的相互之间可以相对调整的部段包围；而且对置电极在调整分界元件时被强制导向，从而使对置电极的靠近于第一电极的边缘沿着第一分界面在保持着恒定的或者几乎是恒定的间隙的情况下并且在压实或者焊接导线期间可以进行调整。
与以前已知的现有技术不同的是使压实腔只是由三个相互可调整的元件围住，从而形成一个紧凑的单元。必要时可以附带设有一个中间元件，如中间板，尤其是在第一电极和可以移动至该电极的分界元件之间。
为了实现一种三角形的横截面尤其规定第一电极的构成第一分界面的部段与由对置电极所形成的第二分界面之间的夹角为α，其中α≠90°，0°，尤其是30°＜α＜60°，而且第二分界面在保持间隙的情况下过渡到第一分界面中。
按照本发明第一电极和对置电极的分界面相互夹成一个锐角，其中对置电极沿着第一电极在保持恒定的或者几乎是恒定间隙的情况下进行调整。
为了用结构上简单的措施来实现与此有关的调整，对置电极可以从该侧向的和在实践中垂直可移动的分界元件出发，这例如在超声波焊接时由DE-C-37 19 083已知的那样。明确地可以参见与此有关的公开文献。
在减小压实腔横截面时，也就是在沿着第一电极调整分界元件时同时使对置电极移动返回，其中进行了一种强制导向，从而使对置电极相对于其与由第一电极所构成的第一分界面邻接的边缘部位保持一个恒定的或者几乎是恒定的间距，所述分界元件的外形尺寸相当于从可变的压实腔那里得知的外形尺寸。所述强制导向可以机械地或者电动机控制地进行。
尤其是规定从对置电极上至少伸出一个突起，它与至少一个至少成段地跟随一个曲线或直线的导向机构共同作用，该导向机构必要时也可以设计成槽缝或滑块槽。强制导向机构至少成段地具有对应于第一分界面的布置走向，因此确保了在对置电极和第一分界面之间有恒定的或者几乎恒定的间隙。
在本发明的改进方案中规定由对置电极所构成的第二分界面与由分界元件所构成的第三分界面的夹角为γ，其中γ＝90°或者γ＞90°。
尤其选择对置电极的运动方向向着分界元件的运动方向，从而使对置电极的运动方向相对于压实腔夹成一个钝角，因而确保了对置电极的轻便的可活动性。钝角例如可以为90°和93°之间。
第一电极可以是超声波焊接装置的一个超声焊极。但是也可以结合电阻焊接或者压焊利用按照本发明的理论。因此所述第一电极和对置电极可以是一种电阻焊装置的电极。在这种情况下分界元件可以由电绝缘材料制成。替代地可以在分界元件和第一电极之间设有一个电绝缘的间隙。
如果本发明涉及一种超声波焊接装置，那么按照一种特别要强调的建议规定所有的分界面进行构造，因此在设计节点时该节点同样也在所有圆周侧进行构造。
此外为了实现所要设计的节点的希望的几何形状，第一分界面相对于压实腔可以具有一个至少分段地凹入的走向，那么对置电极的强制导向机构则必须显示出一种相应的几何形状。
为了使第一电极或者超声焊极有高的耐用度，使第一电极或者超声焊极包括多个第一分界面，其中第一电极或超声焊极在其具有分界面的部位里的横截面为多角形如八角形。因此就最佳地利用了第一电极或者超声焊极。
此外使对置电极强制导向，从而在将导线装入压实腔时对置电极位于压实腔之外。因此使导线的装入得以简化，因为对置电极并不产生阻碍作用。这种使对置电极完全地从压实腔里拉回来同样也可以通过强制导向机构来实现。
为了避免所要制造的节点具有尖锐边棱，本发明的一种同样也要强调的结构方案规定邻接于分界元件的第一电极的边缘和/或邻接于对置电极的分界元件的边缘和/或邻接于第一电极的对置电极边缘的形状应该使得压实腔的横截面具有相应圆整的边角。
本发明的优点也在于一种用来压实并接着焊接电导线，如绞合线的方法，其中将导线装入一个在两个相交的方向上可以调整用来改变横截面的压实腔里并通过减小横截面使导线首先压实，其中在压实之后求出压实腔的特征值，并根据该特征值调用存在存储器里的焊接参数，然后使导线焊接。作为压实腔使用了一种这样的具有一个形成用于导线的通孔的基本为三角形横截面的压实室，它具有三个分界面，其中在焊接时每个对导线起作用的分界面都被减小。可以选取横交于压实腔通孔的分界面长度作为特征值。
通过这些与此有关的措施可以与导线横截面无关地进行一种规定的焊接，其中尤其可以以任意的次序依次地对具有相互不同横截面的导线进行焊接。通过按本发明的理论可以实现一种自动调整的焊接过程，这种焊接过程通过对所要焊接的导线进行规定的压实来引发，其中压实腔在压实结束时与所要焊接的导线横截面无关地具有一种规定的高-宽比。当然也可以选择压实腔的另一种尺寸如横交于导线纵轴线的一个分界面的长度来代替高度比和宽度比。在预压实结束之后那么只是还需要，在获得特征值之后调用和应用以前所存入的配合于特征值的焊接参数，如焊接能量、焊接幅值、焊接时间和/或焊接压力。
本发明的其它细节、优点和特征不仅可参见权利要求书、由权利要求书得到的特征(特征本身和/或组合特征)，而且也可参见以下对于按照附图的优选实施例所进行的说明。附图所示为
图1一种超声波焊接装置的压实腔的第一实施方式的原理图；图2压实腔的第二实施方式；图3压实腔的第三实施方式；图4通过一个节点的横截面；图5压实腔的第四实施方式；图6压实腔的第五实施方式；图7压实腔的第六实施方式；图8一种电阻焊接装置的电极机构的第一实施方式的原理图；和图9一种电阻焊接装置的电极机构的第二实施方式。
附图示出了超声波焊接装置(图1至7)和电阻焊接装置或者压焊装置(图8和9)的电极机构原理，用这些电极机构应能使电导线如绞合线压实和焊接，以便例如制成直通节点或终端节点。按照图1至7所示的压实腔由超声波焊接装置的元件限定，正如这由EP-B-0 723 713或DE-A-37 19 083已知的那样。强调了要参阅相应的实施方式，尤其是关系到一种超声波焊接装置的功能。
为了确保最佳地与导线的横截面无关地对导线10压实或者焊接，相应的压实腔必须可以按导线10的横截面或者导线10的数量来调整。同时首次在DE-A-33 35 254中建议了设计一种压实腔，它在两个相互垂直的方向上可以进行调整。
如果按照现有技术需要四个元件，以便能相应地改变压实腔，那么按照本发明的理论只是还必需三个元件，它们由一个产生超声波振动的超声焊极12、一个对置电极(以下称固定挡块14)的部段和一个侧面的分界元件16构成。
超声焊极12构成了一个压紧腔20的第一分界面18。一个第二分界面22由固定挡块14提供，该固定挡块可移动地从分界元件16处出发，后者就提供了第三分界面24。
固定挡块14和分界元件16通常相互连接，其中按照图1，2，3，5和7所示实施例，固定挡块14可以垂直于分界元件16的移动方向(箭头26)进行调整，也就是说以一种例如可由DE-A-37 19 083已知的方式进行。固定挡块14的运动方向在图1中用附图标记28表示。
如图1所示，超声焊极12的分界面18倾斜于固定挡块14和分界元件16的分界面22，24。因此压实腔20具有一种三角形的敞开横截面。一种与此不同的几何形状例如大致梯形形状也成三角形地闭合。三角形的尖端则形成了压实腔20的底部或者说底部区域。
超声焊极12的分界面18与固定挡块14的分界面22夹成一个角α，α优选在30°和60°之间。在超声焊极分界面18和分界元件16的分界面24之间的夹角为β，应在60°和30°之间。在图1所示实施例中固定挡块14的分界面22与分界元件16的界面24之间为一个直角。
为了在调整压实腔22时，也就是说在压实和焊接导线10时在固定挡块14，也就是说其靠近超声焊极的横向边缘30和超声焊极12的分界面18之间保持一个始终不变的间距，就在调整分界元件16时使固定挡块14强制导向，从而使横向边缘30的运动方向(箭头32)平行于分界面18。此处可以进行一种机械的或者电动机驱动的强制导向。同样也可以用其它技术上同样作用效果的解决说方案。
为此按照图1纯粹原理性地规定从固定挡块14上伸出一个突起34，它与一个强制导向机构36共同作用，后者在必要时可以是线形的突起，是滑块槽等等。
强制导向机构36在固定挡块14用其边缘30沿着分界面18在压实腔20的横截面变化期间进行调整的范围里平行于超声焊极12的分界面18移动。
为了将导线10容易地装入压实腔20里，将分界元件16抬起。由于受强制导向机构36行程变化的限制固定挡块14完全地从压实腔20退回去，如由图1中强制导向机构36的行程变化所表示的那样。
按照本发明所设计的压实腔20的另外的结构方案可以见图2至7，其中同样的元件原则上用同样的附图标记。
为了使一个节点在圆周侧进行构造，按照图2所示的实施例使压实腔28本身在圆周侧都进行构造，也就是说，分界面18，22，24具有一种波纹状、蜂窝状、筋条状或类似形状的结构。相应的结构用附图标记38来表示。
此外还可以使超声焊极12的分界面18相对于压实腔20具有一种凹入的走向。这应该用虚线的曲线40来表示。在这种情况下强制导向机构36必须相应地具有一种匹配的走向(曲线42)，以便确保在固定挡块14，也就是说其靠近超声焊极的横向边缘30和通过曲线40表示出的分界面的走向之间继续保持始终不变的间距。
为了能够使一个用按照本发明的装置形成的节点44具有圆整的纵向边棱46，48，50，按照图3所示实施例规定超声焊极12、固定挡块14和分界元件16的边缘都具有一种在相应邻接的分界面18，22，24的方向上弯曲的走向。图3中用附图标记52，54，56表示了相应突起的边缘段。由于边缘段52，54，56的限制，分界面18，22，24相对于压实腔20来说在边角部位里具有一种凹入的走向。
换句话说，限制住压实腔22的边角的分界面18，22，24的横向边缘52，54，56是在邻接的分界面18，22，24方向上延伸的突起。
在图5的实施例中在超声焊极12和分界元件16之间设有一个中间元件，如一个中间板58，它从装置出发，也就是说相对于压实腔20是静止固定的。通过这些措施产生以下优点要从压实腔20里取出的焊接节点44的相应的棱边部位展平了。
为了使固定挡块14能够实现一种少摩擦的强制导向，按照图6所示实施例(夸大表示)应使固定挡块14不能垂直于分界元件16的调整行程26移动，而是成一个夹角δ，它可以在87°和89°之间，并不会因此脱离按照本发明的理论。通过这些措施得出的优点在于在减小压实腔20的横截面时可以花费较小的力来实现固定挡块14的调整。然而与此无关地在改变压实腔20的横截面时调整固定挡块14的靠近超声焊极的横向边缘30。这用双箭头32来表示。
如在图6中原理上所表示的那样，超声焊极可以具有多个分界面18。为了达到最佳地利用，超声焊极12可以在其具有分界面18的部位里设计成多角形，尤其是八角形，如由图7可见的那样。
按照本发明并有与先前已知的现有技术不同，压实腔20唯一地并且只是由三个相互可以调整的或者说引起振动的元件分界，确切地说在这些实施例中由超声焊极12、对置电极或固定挡块14以及侧面的分界元件16来分界。如果附带地对应于图5所示的实施例要设有一个中间元件58的话，那么一种这样的实施方式同样地涉及以下构思使压实腔20只是由三个元件限定，从而使得在希望的范围里压实腔可以在两个相互垂直的方向上进行调整。
由于压实腔20具有一种三角形几何形状，其中三角形的一个角是压实腔20的最低点，因此另外还有优点是即使是少量的导线10也可以容易地进行压实和焊接，因为这些导线由于压实腔20的几何形状似乎是相互重叠而不是相互并排地布置。因而使导线10堆叠起来。
此外所有分界面18，22，24都可以进行构造，在已知的具有横截面可调整的压实腔的超声波焊接装置中原理上并没有优点。
由于压实腔的三角形的几何形状也有以下优点由超声焊极12所形成的分界面18相对于压实腔来说可以是不平的，而是弯曲的，优选为凹入的，但必要时也可以是凸起的，因为通过固定挡块14的强制导向确保了该固定挡块至分界面18在调整时具有一种恒定的或者几乎是恒定的间隙。
此外图1至3和图5至7示出由超声焊极12所构成的第一分界面18与水平面倾斜地布置，也就是成夹角α。
由图8和9可见一种电阻焊接装置和压焊装置的电极机构原理，用来相应于对图1至7的说明对导线进行焊接。对应的电极具有一种相应的配置用于形成一种基本上为可以变化的三角形横截面的压实腔。
因此图8表示了一种对应于超声焊极12的第一电极112，它具有倾斜于其纵轴线的第一分界面118。第一电极112配有一个对置电极114，它可移动地从一个用作为分界元件的绝缘体116出发，如箭头所表示的那样。第二电极114构成第二分界面112，而分界元件或者说绝缘体116构成第三分界面124用于一个由这些面限定的压实腔120。绝缘体116从一个支架130出发，该支架可以进行调整同时保持与第一电极112的间隙132(见双箭头126)。
按照图9，用相同的附图标记所标出的压实腔120也可以由一共三个电极来限定，也就是说由第一电极112、第二电极114以及一个替代按图8的绝缘体116的第三电极134来限定，但该第三电极与第二电极114具有相同的电位。第三电极134则通过一个绝缘体136与按照图8的支架130相连接。在第一电极112和第三电极134之间也有一个电绝缘的间隙138。
用相应的电极机构可以借助于电阻焊接或者压焊焊接导线，以便制成一个截面为三角形的直通节点或终端节点。电极112，114，116，134或者其分界面118，122，124可以在它们的使压实腔120限定的端部部位里具有在压实腔120方向上伸展的分界边缘，以消除节点的尖利性。
按照图8和9，固定电极112的分界面118倾斜于对应于超声焊极12的分界面18的水平面。
按照本发明的理论还可以实施一种自动调整的焊接过程，因为具有以下优点如果在导线压实或者说压紧之后确定压实腔的特征值，如高度，那么直接就知道了压实腔的横截面，因此就可以根据特征值调出存储在存储器里的焊接参数，以便实施最佳的焊接过程。换句话说利用了EP-B-0 723 713中所述理论的基本构思，但更加简单了。
权利要求
1.用于压实和/或焊接电导线(10)的装置，尤其用来制造绞合线的直通节点或终端节点，所述装置包括一个第一电极(12，112)，其中一个部段是一个容纳导线的压实腔(20，120)的一个第一分界面(18，118)，该压实腔另外还用一个构成第二分界面(22，122)的对置电极(14，114)的部段以及至少另一个由分界元件(16，116)的一个部段所构成的第三分界面(24，124)来限定，其中对置电极(14，114)从分界元件(16，116)可以移动地出发，其特征在于，压实腔(20，120)具有一个基本为三角形的敞开的横截面，该横截面被相互可以相对调整的第一电极(12，112)、分界元件(16，116)和对置电极(14，114)的部段包围；所述对置电极在调整分界元件时被强制导向，使得靠近第一电极的对置电极的边缘(30)可以沿着第一分界面(18，118)在压实或者焊接导线(10)时并且保持恒定的或者几乎恒定的间隙情况下进行调整。
2.按权利要求2所述的装置，其特征在于，构成第一分界面(18，118)的第一电极(12，112)的部段与由对置电极(14，114)所构成的第二分界面(22，122)夹成一个角α，其中α≠90°，0°，而且第二分界面在保持间隙的情况下过渡至第一分界面。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，构成第一分界面(18，118)的第一电极(12，112)的部段与由分界元件(16，116)所构成的第三分界面(24，124)夹成一个角β，β≠90°，0°，而且第三分界面在保持间隙的情况下过渡至第一分界面。
4.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，由对置电极(14，114)所构成的第二分界面(22，122)与由分界元件(16，116)所构成的第三分界面(24，124)夹成一个角γ，其中γ＝90°或者γ＞90°。
5.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，由第一电极(12，112)构成的第一分界面(18，118)与水平面夹成一个角α，或者说90°-β。
6.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述强制导向机械地或电动机控制地实现。
7.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，对置电极(14，114)与一个强制导向机构共同作用，强制导向机构的走向在至少一个部段里对应于第一分界面(18，118)的走向。
8.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，对所有的分界面(18，22，24)进行构造。
9.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所有的分界面(118，122，124)是平坦的。
10.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，超声焊极(12)具有多个分界面(18)。
11.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，第一电极(12，112)在其具有分界面(18，118)的部位里具有一种多角形，如八角形的横截面。
12.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，对置电极(14，114)进行强制导向，使得对置电极布置在压实腔之外以便将导线装入到压实腔(20，120)里。
13.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，在第一电极(12，112)和分界元件(16，116)之间设有一个中间元件(58，158)，如一个中间板。
14.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，使邻接于分界元件(16)的第一电极(12，112)的边缘(56)和/或邻接于对置电极(14，114)的分界元件(16，116，134)的边缘(54)和/或邻接于第一电极的对置电极的边缘(52)成型，从而压实腔(20，120)的横截面具有相应圆整的边角。
15.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，第一电极(12)是超声波焊接装置的一个超声焊极。
16.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，第一电极(112)和对置电极(114)是一个电阻焊接装置或者压焊装置的电极。
17.按上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，分界元件(116)由电绝缘材料制成。
18.按至少权利要求16所述的装置，其特征在于，在分界元件(116)和第一电极(112)之间设有一个电绝缘的间隙(132，138)。
19.按至少权利要求16所述的装置，其特征在于，分界元件(134)处于对置电极(114)的电位上。
20.按至少权利要求16所述的装置，其特征在于，在第一电极(112)和分界元件(116，134)之间设有一个由绝缘材料制成的中间元件。
21.用于对电导线，如绞合线进行压实并随后进行焊接的方法，其中将导线装入在一个在两个相交方向上可以调整用于改变横截面的压实腔里，并首先使导线压实用来减小横截面，其中在压实之后求出压实腔的特征值并根据特征值调出存在存储器里的焊接参数，然后使导线进行焊接，其特征在于，作为压实腔使用了一种这样的具有一个构成用于导线的通孔的基本为三角形的横截面，该横截面有三个分界面，而且在焊接时使每个有效作用于导线的分界面变小。
22.按权利要求22所述的装置，其特征在于，确定为横交于压实腔通孔的分界面的长度作为特征值。
全文摘要
本发明涉及一种用于压实和/或焊接电导线(10)的装置，尤其用于制造绞合线的直通节点或终端节点，其包括一个第一电极(12，112)，第一电极中的一个部段是一个接纳导线的压实腔(20，120)的第一分界面(18，118)，该压实腔另外还被一个形成第二分界面(22，122)的对置电极(14，114)的部段以及至少另一个由分界元件(16，116)的部段形成的第三分界面(24，124)限定。为了能够在装置结构简化的情况下可重现地压实和焊接，建议压实腔(20，120)具有一个基本为三角形敞开的横截面，它被第一电极(12，112)和对置电极(14，114)的相对来说可以相互调整的部段以及一个分界元件(16，116)围住。
文档编号B23K11/00GK1871096SQ200480031381
公开日2006年11月29日 申请日期2004年8月23日 优先权日2003年8月22日
发明者C·施泰纳, E·施泰纳 申请人:申克超声波技术有限责任公司