DE1242849B - Vorrichtung zur Herstellung von Baueinheiten aus einzelnen, in thermoplastische Kunststoffplatten eingebetteten Metallteilen, insbesondere von elektrischen Kontaktelementen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung von Baueinheiten aus einzelnen, in thermoplastische Kunststoffplatten eingebetteten Metallteilen, insbesondere von elektrischen Kontaktelementen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Baueinheiten aus einzelnen in thermoplastischen Kunststoffplatten eingebetteten Metallteilen, insbesondere von elektrischen Kontaktelementen, welche Vorrichtung mittels HF-Elektroden die eingeführten Kunststoffplatten erweicht und durch Druck zum Umschließen der mit Abstand voneinander eingelegten Metallteile bringt.
• Die Erfindung bezweckt, die Vorrichtung derart auszubilden, daß mit ihr bei geringen Fertigungszeiten und mit einfachen Werkzeugen mit dem gleichen Werkzeug unterschiedlich bestückte Baueinheiten erstellt werden können, bei welchen sowohl die Bestückungsteilung als auch die Schichtdicke der Baueinheit durch den Schweißvorgang nicht veränderbar sind.
• Bisher wurden derartige Baueinheiten, z. B. Lötösenstreifen, Kontaktfedersätze, Kontaktmesserleisten oder Kontaktstreifen für geschichtete Wählerkontaktwerke so erstellt, daß die Metallteile bzw. die Kontaktelemente in Isoliermaterial durch Umpressen oder Umspritzen eingeformt werden. Hierzu sind besondere, der Art der zu erstellenden Streifen individuell angepaßte Preß- oder Spritzformen notwendig, in welche das Isoliermaterial durch aufgeheizte Druckstempel mit verhältnismäßig hohem Druck eingeführt wird und welches nach Vollendung des Preß- oder Spritzvorganges nur langsam auskühlt.
• Es ist ferner bekannt, zwischen zwei Folien aus thermoplastischem Material nicht plastische Teile mit Abstand voneinander einzulegen und durch Erwärmen und Zusammendrücken mittels HF-Elektroden in das thermoplastische Material einzubetten, wobei das verdrängte Material beider Platten in die Zwischenräume zwischen den Teilen einfließt und miteinander verschweißt.
• Die Verwendung von HF-Druckelektroden zeichnet sich zwar durch Einfachheit, kurze Erwärmungszeiten und geringe Drücke aus, ist aber, wie bei dem ebenfalls bekannten induktiven Schweißverfahren, in Bezug auf die genaue Einhaltung der Schichtdicke bei dem Fertigfabrikat unsicher. Ebenso stößt die Einhaltung der Teilung der Bestückung dann auf Schwierigkeiten, wenn diese Teile nicht vollkommen, sondern nur in ihrem Mittelabschnitt eingebettet werden sollen.
• Besonders bei elektrischen, mit Kontaktelementen bestückten Baueinheiten, wie z. B. bei mit Lötösen bestückten Lötösenstreifen, welche zu einem Lötverteiler durch Aufeinanderschichtung zusammengebaut werden sollen, ist aber die genaue Einhaltung der Schichtdicke bei jeder Lötösenleiste wie die Einhaltung der Abstände der Enden der einzelnen Lötösen voneinander von ausschlaggebender Bedeutung.
• Gemäß der Erfindung wird das bekannte, an sich günstige HF-Schweißverfahren durch besondere Ausbildung des Werkzeuges für die genannten Fälle geeignet gemacht. Dies geschieht dadurch, daß beiderseits mit Abstand von den thermoplastischen Kunststoffplatten je eine Haltevorrichtung für die Metallteile vorgesehen und den Elektroden je ein Niederhalter zugeordnet ist, die während des Schweißvorganges außerhalb der Erweichungszone auf die zwischen den Elektroden eingeschichteten Kunststoffplatten und Metallteile drücken. Die Haltevorrichtung hält die losen Metallteile an ihren freien Enden in der gewiinschten Lage fest, bis der Schweißvorgang beendet ist, und die Niederhalter schaffen eine von dem Schweißvorgang unbeeinflußte Zone an dem Fertigfabrikat, welche durch die Schichtdicke der verwendeten Thermoplastplatten und der Metallteile bestimmt ist und von Beginn bis zum Ende des Einbettungsvorganges erhalten bleibt.
• Damit entsteht ein Anschlag an dem Fertigfabrikat, welcher bei Aufeinanderschichtung dieser einen stets gleichbleibenden Abstand der Metallteile auch in Schichtrichtung sicherstellt. Für die Verarbeitung von unterschiedlichen Metallteilen in unterschiedlicher Anordnung kann das gleiche Werkzeug lediglich durch Umtausch der Haltevorrichtung verwendet werden. Eine zusätzliche Halterung der Metallteile während des Schweißvorganges im Elektrodenbereich entfällt.
• Bei Metallteilen von größerem Durchmesser können zur Herabsetzung der mit dem Elektrodenabstand wachsenden Schweißleistungen bzw.
• Schweißzeit Hilfselektroden Verwendung finden, wie sie bei anderen Schweißverfahren zur Umschaltung von einer auf eine andere und anders zu behandelnde Schweißstelle an der gleichen Baueinheit bekannt sind.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung geschieht dies dadurch, daß die Metallteile selbst zu Beginn des Schweißvorganges als ein Pol und die Elektroden als Gegenpol an eine Hochfrequenz-Energiequelle angeschlossen sind und daß die Hoch frequenz-Energiequelle im weiteren Verlauf des Schweißvorganges an die Elektroden allein angeschlossen wird. Auf diese Weise braucht zu Beginn des Verfahrens nur die Energie aufgebracht zu werden, welche das Isoliermaterial nur im Bereich der Metallteile zum Fließen bringt. Erst nach Erreichung eines sich durch das Einformen der Metallteile in die Platten ergebenden, verringerten Abstandes der HF-Elektroden voneinander wird die Erwärmung der übrigen im Bereich der Elektroden liegenden Isolierstoffabschnitte durchgeführt, woraus sich eine Ersparnis der für diesen Verfahrensabschnitt notwendigen Energie ergibt.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es bedeutet F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtungund Fig. 2 einen mit der Vorrichtung nach F i g. 1 erstellten Lötösenstreifen.
• In F i g. 1 sind zwei vertikal bewegliche HF-Elektroden 1 und 2 gezeigt, zwischen welchen ein Hochfrequenzfeld erzeugt wird. Zwischen den Elektroden 1 und 2 sind zwei bänderförmige Platten 3 und 4 aus mit elektrischem Verlust behafteten thermoplastischem Material eingeführt, zwischen denen als Lötösen ausgebildete Metallteile 5 eingelagert sind. Zweckmäßigerweise erfolgt die Zuführung der Platten 3 und 4 einerseits und der Metallteile 5 andererseits von zwei senkrecht zueinanderliegenden Richtungen her. Um die Metallteile 5 in ihrer Lage zueinander und zu den Elektroden 1 und Z zu sichern, sind von außen ansetzbare und lösbare HaI-teer 6 und 7 angeordnet, welche je nach Form und Lage der zu verarbeitenden Metallteile 5 mit Nuten, Ausprägungen oder sonstigen Ansätzen 8 versehen sind, zwischen welchen die Metallteile 5 festgelegt werden. Die Halter 6 und 7 bilden mit den Ansätzen 8 Haltevorrichtungen 618 bzw. 7/8. Den Elektroden 1 und 2 sind Niederhalter 13 bzw. 14 aus Isoliermaterial zugeordnet, welche ihrerseits auf die Platten 3 und 4 und damit auf die Metallteile 5 drücken. Die A*eitsfläche der Elektroden t und 2 wird dadurch von einer rahmenartigen Flãche umgeben, in deren Bereich die Teile 3 bis 5 eingespannt sind. Die Verschweißung findet nur im Bereich der in die Niederaalter 13 und 14 eingefahrenen Elektroden 1 und 2 statt, während die Platten 3 und 4 im Bereich der Niederhalter 13 und 14 von der Erwärmung unberührt bleiben.
• Sind die zur Verwendung gelangenden Metallteile 5 in Richtung der Elektroden t und 2 groß und sind damit die Elektroden 1 und 2 entsprechend weit voneinander entfernt einzustellen, so wird ein Pol einer nicht dargestellten Hochfrequenz-Enerpequelle an die Metallteile 5 und der andere Pol an beide Elektroden 1 und 2 gelegt. Die Platten 3 und 4 erwärmen sich dabei allein im Bereich der Metall teile 5, welche sich in de Platten 3 und 4 eindrücken.
• Dabei verringert sich der Abstand der Elektroden 1 und 2 voneinander. Wenn keine große mechanische Beanspruchung des Fertigfabrikates zu erwarten ist, kann die Schweißung bereits in diesem Stadium abgebrochen werden. Muß die Schweißung fortgesetzt werden, so wird die genannte Hochfrequenz-Energiv quelle auf die unterdessen einander genäherten Elektroden 1 und 2 umgeschaltet, so daß eine Erwärmung über den ganzen Bereich der Platten 3 und 4 zustande kommt und diese in den Bereich der Zwischenräume zwischen den Metallteilen 5 und am Rand derselben zusammengeschweißt werden. Das in dieser Arbeitsphase nähere Zusammenliegen der Elektroden 1 und 2 gestattet eine entsprechende Verringerung der für diese Arbeitsphase notwendigen Energie.
• F i g. 2 zeigt einen dreiteiligen Lötösenstreifen, der mit der Einrichtung nach F i g. 1 erstellt wurde. Bei ihm sind die Platten 3 und 4 im Bereich der Elektrode 1 und 2 (Fig. 1) zu einem Körper 3/4 zusammengeschweißt. Dieser Isolierkörper 3/4 ist im Bereich der Niederhalter 13 und 14 (F i g. 1) von einem zweiteiligen, von den Platten 3 und 4 gebildeten Rahmen umgeben, dessen gesamte Dicke von der der Metallteile 5 und der beim Schweißvorgang unverändert gebliebenen Dicke der Platten 3 und 4 bestimmt wird und von vornherein festlegbar ist Werden mehrere solcher Lötösenstreifen zu einer Baueinheit aufeinandergeschichtet, so wird der AS stand der einzelnen Isolierkörper 3/4 voneinander durch diese rahmenartige Zone bestimmt. Die als Lötösen ausgebildeten Metallteile 5 weisen Öffnungen 12 auf, welche sich auch in den Bereich der Platten 3 und 4 fortsetzen und, von dem eingeBossv nen Plattenmaterial ausgefüllt, den festen Sitz der Metallteile 5 zwischen den Platten 3 und 4 unterstützen.

Claims (2)

1. Das gleiche Werkzeug kann auch auf Baueinheiten unterschiedlicher Bestückung, aber mit einer den ge wählten Elektroden 1 und 2 angepaßten Oberfläche durch einfaches Auswechseln der Haltevorrichtung 6/7 und 7/8 eingestellt werden. An Stelle von Metall teilen 5 können auch einfachere elektrische Bauelemente zu Bauelementengruppen mit diesem Wertzeug zusammengefügt werden, da das Werkzeug nur eine verhältnismäßig geringe Widerstandsfähigkeit bei solchen Bauelementen gegen Druck und Wärme voraussetzt. Als Material fär die Platten 3 und 4 können Hartfolien, elastische Weichfolien oder Folien aus verschiedenem Material verwendet werden Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Herstellung von Baseinheiten aus einzelnen, in thermoplastische KEmststoffplatten eingebetteten Metallteilen, msbesondere von elektrischen Kontaktelementen, welche Vorrichtung mittels IIF-Elektroden die enge führten Kunststoffplatten erweicht und durch Druck zum Umschließen der mit Abstand voneinander eingelegten Metallteile bringt, d a -durch gekennzeichnet, daß lieiderseits mit Abstand von den thermplastischea ICrust stoffplatten ( 4) je eine Hahevorricimg (6/8 bzw. T8) für die Metallteile (S) wrgesOen twd den Elektroden (1, 2) je ein NderbaIter (13, 14) zweordnet ist, die während des Sclrueißverganges außlerhalb der Erterchangszose auf die zwischen den Elektroden (1 und 2) eingeschichteten Kunststoffplatten (3, 4) und Metallteile (5) drücken.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile (5) selbst zu Beginn des Schweißvorganges als ein Pol und die Elektroden (1 und 2) als Gegenpol eine Hochfrequenz-Energiequelle angeschlossen sind und daß die Hochfrequenz-Energiequelle erst im wei- teren Verlauf des Schweißvorganges an die Elektroden (1 und 2) allein angeschlossen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 914140; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 052602; Patentschrift Nr. 10341 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.