DE1490632A1

DE1490632A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens zur Kontaktierung elektrischer Leitungselemente fuer Fernmelde-,insbesondere Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE1490632A1
Application number: DE19641490632
Authority: DE
Inventors: Schoen Dipl-Ing Freiwalt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-08-19
Filing date: 1964-08-19
Publication date: 1969-07-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Kontaktierung elektrischer Leitungselemente für Fernmelde- insbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Kontaktierung elektrischer Leitungselemente, von denen mindestens eines isoliert ist und bei welchem durch Wärme erweichbares Material zur Isolierung verwendet wird, für Fernmelde- insbesondere Fernsprechanlagen. .Die Erfindung bezweckt ein solches Verfahren derart durchzuführen,, daß mit einem .einfachen, vorzugsweise mit einem mz#-,-,hlnell gesteuerten Werkzeug die Arbeitsgänge bei der Kontaktierung in einem durchzuführen sind..
Es ist bekannt mit Hilfe eines automatisch oder halbautomatisch gesteuerten Werkzeuges einen an ein Anachlußelement herangeführten Schaltdraht abzuisolieren, ihn an das Anachlußelement anzudrücken, die Anschlußstelle zu erwäxemen und durch Zufuhr eines Lotdrahtes zu verlöten. Das hierzu notwendige Werkzeug weist jedoch eine verhältnismäßig komplizierte Mechanik auf. Um mit einfacheren Werkzeugen auszukommen, wurde bereits vorgeschlagen, bei Verwendung von durch Wärme errreichbaren Isoliermaterial bei den isolierten Teil der zu kontaktierenden Leitungselemente, diese im zusammengedrückten Zustand zu erl7ärmen, den Druck so groß zu machen,-däß die erweichte Isolation zu beiden Seiten ausweicht und die eich nunmehr metallisch berührenden Zeitungselemente durch einen elektrischen Stromstoß zu verschweißen. Dieses Verfahren läßt die. Anwendung besonders einfacher Werkzeuge zu. Jedoch benötigt man für die Freilegung
der Kontaktetellen von der Isolation einen eigenen die Isolation aufheizenden Werkzeugteil, da die Freilegung der Kontaktstellen nicht durch den Schweißfunken--selbat erfolgen kann.
Gemäß der grfindung wird ein Verfahren angewandt, das Werkzeuge_ zu verwenden geotattet, die .gegenüber denen für das genannte, bereits vorgeschlagene Verfahren einfacher.sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zeitungselemente aneinander gedrückt werden und ein Ultraschallfeld angelegt wird, das mit wachsender Idnergie zuerst das Isoliermaterial zum Erweichen und sodann die sich unter dem Einfluß des ausgeübten Druckes nunmehr metallisch berührenden Zeitungselemente zum Verschweißen bringt. Damit wird erreicht, daß eine eigene Energiequelle und ein als Wärmeübertrager ausgebildetes Werkzeugteil erspart werden.
Die Ervreichungstemperatur kann dabei genau geregelt werden, so daß sie den Erfordernissen des jeweils verwendeten Isoliermaterial, z.B. den Erfordernissen von Polyvinylchlorid,angepaßt werden kann. Die Abisolation erfolgt außerdem abfallos und ohne ein die Schweißstellen beeinträchtigendes Verschmoren oder Verzundern des Isoliermaterials. Eine besonders einfache Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ergibt sich gemäß einer Ausführungsform dadurch, daß eine an sich bekannte Sonotrode verwendet wird, welche
mit einem Gegenhalter zangenartig zusammenwirkt und einen, vorzugweise verstellbaren Berührungsanschlag aufweist, der so an der Sonotrode angeordnet ist, daß in angesetzter Stellung mindestens eine Konponente'der Schwingungen der Sonotrode in
Längsrichtung der zu kontaktierenden Leitungselemente liegt. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Verschweißung längs eines genügend grüßen Berührungsbereiches gewährleistet und die Vorrichtung kann gegebenenfalls auch winkelig zu sich kreuzenden Zeitungselementen @angesetzt.werden, was die Handhabung der Vorrichtung erleichert.' Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Berührungsanschlag als blehrfachanschlag ausgebildet. Damit können mehrere an ein drittes Leitungselement herangeführte.Zeitungselenente gleichzeitig nach dem ,Verfahren llängeschweißt werden. Im folgenden wird die Erfindung .anhand von in der . Zeichnung dargestellten Ausführüngsbdispielen für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläuert.

Es bedeuten:

Fig. 1 eine durch das erfindungsgemäße Verfahren zu,

erstellende Kontaktstelle,

Fig. 2 eine andere nach dem Verfahren zu erstellende

Kontaktstelle,

Fig. 3 eine dritte nach dem Verfahren zu erstellende

Kontaktstelle,

Fig. 4 ein aus mehreren Kontaktstellen bestehendes

Kontaktfeld,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung

zur Durchführung des Verfahrens .in Arbeitslage,

Fig. 6 eine Vorrichtung nach Fig. 5 in einer anderen

. .. Arbeitslege, und ,

Fis. ? eine gontgktetelle nach Fig. 2, welche durch

das Verfahren erstellt wurde.

Die Figuren-1 bis 4 zeigen Kontaktierungsbeispiele, welche häufig bei Verdrahtungen von Fernsprechgeräten und-gestellen auftreten: In Pig. 1 ist einisolierter Schaltdraht als Leitungselement 1 mit einer blanken als Zeitungselement 2 dienenden Lötfahne, und in Fig. 2 sind zwei isolierte Schaltdrähte mit einer Lötfahne zu kontaktieren, wobei die Enden der Schaltdrähte in Richtung der Lötfahne verlaufen. In Fig. 3 ist eine Kontakt;t:lle gezeigt, bei welcher ebenfalls zwei Schaltdrähte mit einer Lötfahne zu kontaktieren sind, welche aber senkrecht zur Lötfahne verlaufen. Fig. 4 zeigt ein aus den-Leitungselementen 2 gebildetes Anechlußfeld, wobei die Lötfahnen Bauelementen 3 angehören und je Bauelement 3 lopPelreihen bilden. Verschiedene heitungezüge aus.heitungselementen 1 sind eingezeichnet, welche mit einer schematisch angedeuteten, an sich bekannten Verlegungseinrichtung 4 erstellt wer- den.

In Fig. 5 ist die eigentliche Vorrichtung zur Durchführung des Kontaätierungsverfahren gezeigt:@Die Vorrichtung kann dabei selbst zur Schaltdrahtführung ausgebildet oder, an einem Revolverkopf gelagert, der Verlegungseinrichtung 4 zugeordnet sein, bzw. auch für sieh allein verwendet werden. Die Vorrichtung besteht aus einer an eich bekannten Sonotrode 5, welche finit einen .Gegenhalter 6 zangenortii zuoammenwirät.
Die Sonotrode 5 weist einen Berührungeanachlag 7 auf,.welcher vorzugsweise winkelig zur Längsrichtung der Sonotrode 5 versteilbar ist. Die Sorotrodo 5 schwingt in Richtung der singezeichneten Pfeile und in der dargestellten Annetilage in
.Längsrichtung der zu kontaktierenden, eine Kontaktstelle nach . den Figuren 1 oder 2 bildenden Leitungselemente 1 und 2. In Eig. 6 ist die gleiche Vorrichtung gezeigt in einer für Kontaktotollon nach den Fig. 3 und 4 geeigneten Zage. Die Sonotrode 5 ist winkelig zu den sich kreuzenden leitungselementen 1 und 2 geneigt, wobei der Berührungsanschlag 7
so verstellt ist, daß er das Zeitungselement 1 in seiner Länge-' "richtung beiührt. Wie dargestellt, kann der Gegenhalter 6 in angesetzter Zage sich in Längsrichtung des Leitungselementes
2 erstrecken, oder mit der sonotrode 5 geneigt angesetzt vierden. In der dargestellten Zage erstreckt sich*eine Komponente der Schwingungen der Sonotrode 5 in Längsrichtung des Leitungeelementea-l. Sind, wie in Pig. 3 gezeigt, zwei Leitungselemente 1 mit einem dritten Zeitungselement 2 zu kontaktieren, so wird der Berührungsanschlag 7 als Mehrfachanschlag, d.h. in diesen j"all als Doppelanschlag, ausgebildet, so das von der Vorrichtung beide Zeitungselemente 1 an das Leitungselement 2 gleichzeitig angedrückt werden.
Gemäß dem Verfahren werden nun die Zeitungselemente 1 und 2 zwischen der Sonotrode 5 und deren Gegenhalter 6 zusammengedrückt, die Sonotrode 5 wird erregt und Dringt mit steigender Energiebeaufachlngung die Isolierung 8 (Fig.-7) des Leitungeelementea 1 zum Erweichen, die durch den Druck zur Seite fließt und an dieser Stelle das leitungeeleaentl blank legt. Dadurch daä die Sonotrode 5 in Längsrichtung den Leitungselementes 1 bsw. 2 (Fig.5). oder mindestens eine Schwingangekomponente in dieser Richtung aufweint (lig.6),.entstahen längliche Blanxatellen, durch welche eine genügend feste 'Verschweißung gewährleistet ist. Die Verschweißung selbst findet dehn unter voller Schaln_beaufachlagung statt.
Wie Pig.7 zeigt, entstehen dann Schweißstellen zwischen den Leitungselementen 1 einerseits und dem Zeitungselement 2 andererseits, welche ohne Verzunderung oder Verbrennung von Isoliermaterial und ohne Abfall erstellt werden können, und bei welcher die verdrängte Isolation 8 an der Schweißstelle weiterhin erhalten bleibt und diese seitlich isoliert.
Mit dem Verfahren wird offne zusätzliche Vorwärmeeinrichtung eine rasche und sichere elektrische Verbindung erzielt. Es wird mit diesem Verfahren und mit dieser Ausbildung des Werkzeuges die Kontaktierung auch bei engmaschigen Lötfeldern ermöglichte ohne daß besondere Forderungen bezüglich der Konstruktion an die mechanisch- und wärmeempfindlichen Anachlußatellen der Apparate gestellt berden müssen. Ein vorhergehender Arbeitsgang zur Abisolierung sowie eine besondere Bearbeitung der Lötstelle entfallen. Die Schweißung mit Ultraschall läßt sich auch bei nicht hundertprozentig gereinigten Kontaktstellen durchführen und ist besonders geeignet für die Kontakterung zniecheh ungleichartigen Materialien.

Claims

P a t e n t a n e p r ü c h e ------------------------------- 1. Verfahren zur Kontaktierung elektrischer Leitungselemente von denen mindestens eines isoliert ist und bei welchen durch Wärme erweichbares Material zur Isolierung verwendet wird, für Fernmelde- insbesondere Fernsprechanlagen, dadurch nekenn?eichnet. daß die leitungselenehte (1 und 2) aneinander gedrückt werden und ein Ultraschallfeld angelegt wird, das mit wachsender Energie zuerst das Isoliermaterial (8) zum Erweichen und sodann die sich unter den Einflug des ausgeübten Druckes nunmehr metallisch berührenden Leitungselemente (1 und 2) zum Verschweißen bringt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,_dadurch_g_ekennzeich@net; daß eine an sich bekannte Sonotrode (5) verwendet wird, welche mit einem Gegenhalter (6) zangenartig zusammenwirkt und einen vorzugsweise verstellbaren Berührungsanschlag (7) aufweist, welcher so an der Sonotröde (.5) angeordnet ist, daß in angesetzter Stellung mindestens eine Komponente der Schwingungen der Sonotrode (5) in Längsrichtung der zu kontaktierenden Leitungselemente (1,2) liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungsanschlag (7) als Mehrfachanschlag ausgebildet ist.