Heisscrimpen
Direktes Verbinden von Drähten und Lackdrähten mit Kabelschuhen durch Widerstandsschweißenheißcrimpen – zuverlässige Verbindungen von DRÄHTEN UND LACKDRÄHTEN ohne vorheriges Abisolieren
Damit eine zuverlässige und hochwertige Schweißverbindung gemäß den Kundenspezifikationen entsteht, verfügen die Schweißköpfe oder Schweißzangen der Widerstandsschweißgeräte von STRUNK Connect über einen speziellen mechanischen Aufbau. Jede individuell ausgelegte Konstruktion wird mithilfe von FEM-Software eigens für die Anwendung des Kunden berechnet und entworfen, um den erforderlichen Schweißdruck zu erzeugen und den hohen Schweißstrom innerhalb einer sehr kurzen Schweißzeit zu übertragen. Aufgrund dieser Eigenschaften und in Kombination mit den intelligenten Stromquellen und der genauen Überwachung durch die PC-basierten Schweißsteuerungen von STRUNK verdampft unser Prozess die Isolierung jedes einzelnen Lackdrahts ohne Beeinträchtigung des Kupfers. Die Dämpfe der Isolierung werden von einer Absaugung abgeführt.
Was ist Heißcrimpen und für welche Drähte ist es geeignet?
Das Heißcrimpen ist ein richtiges Schweißverfahren, das auf dem Widerstandsschweißprozess von STRUNK für Nichteisenmetalle, z. B. Kupfer, basiert. Es eignet sich für Lackdrähte (Motor-, Stator-, Generatorfertigung, medizinische Anwendungen), isolierte HF-Litzen (z. B. für Transformatoren, Ladegeräte…) oder herkömmliche Kupferdrähte (hochflexible, regulär verseilte oder geflochtene Litzen, z. B. für Elektro- oder Hybridfahrzeuge).
STRUNK kann alle Drahttypen als Einzellitze ab einem Querschnitt von 0,05 mm2 oder als verseiltes bzw. geflochtenes Bündel bis 400mm2 verarbeiten. Die Dicke der einzelnen Drähte spielt keine Rolle. Somit sind auch HF-Leitungen möglich. Darüber hinaus können alle herkömmlichen Drähte mit verschiedenen Beschichtungen (Silber, Zinn, Nickel …) verarbeitet werden. Dadurch eignet sich dieses Verfahren auch für Hochtemperaturanwendungen. Stecker und Hülsen können aus blankem Kupfer bestehen, verzinnt, vernickelt oder versilbert sein.
Für welche Anwendungen ist Heißcrimpen geeignet?
Verbindungen zwischen Lackdrähten oder zwischen Lackdrähten und Kabelschuhen waren in der Vergangenheit äußerst zeitaufwendig und teuer. Grund dafür war der manuelle Aufwand für das Entfernen der Lackschicht von jedem einzelnen Draht. Musste ein Drahtbündel kontaktiert werden, war das Abisolieren dieses Bündels in einem Schritt nahezu unmöglich. Ein Mitarbeiter musste die Drähte mit einer Flamme erhitzen und das Drahtbündel manuell durch Zuführen eines Hartltores (in From eines Stabes) verbinden. Dieser Vorgang kostet Zeit und war nicht zuverlässig. Heute kann STRUNK diese Drähte ohne vorheriges Abisolieren mit einem Terminal oder einer Hülse verschweißen. Beim Widerstandsschweißen wird die Isolierung verdampft und jeder einzelne Draht mit den anderen verbunden. Dieses Verfahren hat folgende Vorteile:
- Bei allen in der Automobil- und Medizinindustrie angewandten Prüfverfahren konnte während der gesamten Lebensdauer keine Alterung der Schweißverbindungen festgestellt werden.
- Keine Crimpverbindung mehr, die sich im Laufe der Lebensdauer lösen oder relaxieren kann.
- Völlig sicheres Verfahren durch die Überwachung aller notwendigen Parameter.
- Besonders hohe Leitfähigkeit ohne Spannungsabfall aufgrund des geringen Übergangswiderstands.
- Durch die hohe Zugfestigkeit (hohe Zugkräfte) der Einzeldrähte kommt es beim Ziehen nicht zu Slip-Effekten.
- Die Verbindung ist vibrationsfest und temperaturbeständig.
- Die Verbindung ist unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen.
- Es besteht die Möglichkeit einer vollständigen Automatisierung des Prozesses.
Wie unterscheidet sich Heißcrimpen vom herkömmlichen Crimpen?
Beim herkömmlichen Crimpen wird eine mechanische Verbindung hergestellt, die sich während der Lebensdauer des Produkts aufgrund von Alterung wieder lösen kann (Relaxion von Materialien). Im Gegensatz dazu werden die Werkstoffe beim Heißcrimpen ohne Beanspruchung des Kupfers durch Widerstandsschweißen miteinander verschmolzen und zwischen den Fügepartnern entsteht eine Verbindung, die so gut wie keinen Übergangswiderstand aufweist und während der Lebensdauer NICHT ALTERT. Aufgrund des perfekten Widerstands und der intermetallischen Verbindung tritt später keine Oxidation auf, die den Widerstand während der Nutzung des Produkts erhöht. Selbst bei Starkstromanwendungen mit großen Querschnitten erzielt diese Technologie sichere und zuverlässige Verbindungen, die auch nach den erforderlichen Zyklen der Stromeinspeisung ohne Ausfälle funktionieren. Darüber hinaus sind die mechanischen Zugkräfte besonders hoch und stabil, da Hülse und Drähte miteinander verbunden werden. Die PC-Schweißsteuerungen von STRUNK ermöglichen die Überwachung der Prozessparameter, einschließlich Datenverfolgung in einer Datenbank oder Kennzeichnung des Produkts für eine vollständige Rückverfolgbarkeit wie sie in der Automobil-, Medizin- und Solarindustrie erforderlich ist.
Wie funktioniert Heißcrimpen?
Durch Widerstandsschweißen wird eine Schweißverbindung zwischen den einzelnen Drähten hergestellt. Speziell konstruierte Schweißköpfe erzeugen die notwendige Schweißkraft am Kabelschuh oder an der Hülse und übertragen den Schweißstrom innerhalb kürzester Zeit ohne Beanspruchung des Kupfers auf die Fügepartner. Optional kann dieser Prozess mit den intelligenten Stromquellen und PC-basierten Steuerungen von STRUNK überwacht und geregelt werden. In speziell programmierten Impulsen erzeugt der Schweißstrom die erforderliche Temperatur, um die Isolierung zu verdampfen und die Drähte miteinander zu verschweißen. Dadurch entsteht zwischen den Drähten und der Hülse oder dem Kabelschuh eine Legierung, die für eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen den Einzeldrähten sorgt. Auch die erforderlichen mechanischen Zugkräfte jedes Drahts im Bündel werden ohne Slip-Effekte erreicht.
Was sind die wesentlichen Parameter für Heißcrimpprozess?
Für die Herstellung einer Schweißverbindung sind nur drei wesentliche Parameter von Bedeutung: Schweißstrom, Schweißzeit und Schweißdruck. Damit der Bediener sich nicht erst mit diesen Parametern auseinandersetzen muss, können die PC-Systeme von STRUNK Standardparameter vorgeben, die nur noch eine Feineinstellung durch den Bediener erfordern. Diese Standardwerte sind Empfehlungen von STRUNK, die von STRUNK unter Berücksichtigung der entsprechenden Anwendung eingestellt wurden. Alternativ kann der Bediener auch frei programmierbare Profile verwenden.
Welche Ausrüstung wird bei Heißcrimpen benötigt?
Um das gesamte Spektrum an Kundenanforderungen abzudecken, produziert und liefert STRUNK Connect schlüsselfertige Systeme von Tischgeräten bis hin zu vollautomatischen Fertigungsanlagen. Diese Geräte verarbeiten die Produkte der Reihe nach, um verschiedene Crimpgrößen oder Produktkombinationen zu ermöglichen. Das Schweißgerät (Heißcrimpgerät) selbst kann entsprechend der beim Kunden verfügbaren Stellfläche als Modul oder mit Schweißkopf oder -zange ausgelegt werden. Für ein ausführliches Angebot über passende Ausrüstung können Kunden gerne Muster an STRUNK Connect schicken.
Maschinen
(Individuelle Kundenlösung als Beispiel)
Vollautomatische Zangenschweißanlage 150KVA mit Transferband für das Heißcrimpen von Phasenanschlüssen und Sternpunkten von Getriebemotoren
Die Anlage ist für stehende Statoren auf Werkzeugträgersystemen konstruiert. Sie verfügt über eine STRUNK Servo Dreh-Hubeinheit, sowie über ein Portalsystem mit Servo X/Y/Z Zustellung. Der 4-Achser kann somit alle Positionen auf einer Palette erreichen und verarbeiten.
Vollautomatische Schweißanlage für das Heißcrimpen mit Dreh-Hubtischmechanismus
Die Schweißzelle verfügt über ein S-MMD2 oder S-MMD3 Modul für Heißcrimpverbindungen von Hülsen und Ring- oder Rohrkabelschuhen für Getriebemotoren im Bereich BEV oder HEV. Die Präsentation der Bauteile erfolgt über einen WT, der in die Anlage von einem WT-Bandsystem eingezogen und nach Verarbeitung des gesamten Bauteils wieder auf das WT-Bandsystem eingeschleust wird.
Semiautomtische Schweißzelle für das Heißcrimpen von Statoren inkl. Wechsel-Werkzeugträgern für unterschiedliche Baugrößen und Bauformen
Die Anlage ist als Zangenschweißsystem 150 KVA AC mit STRUNK X/Y/Z-Servoportal ausgeführt, wobei Trafo und Sekundäre fest verbunden sind, damit die Sekundärwege extrem kurz gefasst werden können. Dies ermöglicht hohe Leistungen und somit das Verschweißen hoher Querschnitte in küzester Zeit. Die Statoren werden frontseitig über ein WT-System um 180° gedreht und in die Maschine eingezogen. Nach Verschweißung aller Anschlüsse wird der Werkzeugträger entriegelt und dem WT-System zum Abtransport zur Verfügung gestellt.
S-MMD1 für Heißcrimpungen von Statoren
Die S-MMD1 Anlage kann als Handarbeitsplatz oder Modul zum Aufbauen vorbereitet sein. Schweißmodul mit Schubladensystem-Guard sowie linksbündigem Schweißwerkzeug ist für kurze Abgriffslängen geeignet, besonders für Statoren für Normmotoren für Baugröße von 63 – 225 mm Durchmesser. Die Anschlussteile können Ringterminals, Rohrkabelschuhe oder Hülsen sein. Für unterschiedliche Kontaktteile sind spezielle drehbare Aufnahmen vorgesehen, die in sich wiederum schnellwechselbar sind. So sind Endverbinder und Durchgangsverbinder möglich.
S-MMD3 für Heißcrimpapplikationen
Die S-MMD3 Anlage kann als Einzelmodul oder Tischaufbau konzipiert sein. Das Schweißmodul mit linksbündigem Tischaufbau sowie Werkzeugaufbau ist für eine bauseitige Zustellung von Hub-Scherentischen oder Transferbändern für die Fixierung oder Zuführung von Statoren geeignet. Für unterschiedliche Kontaktteile sind spezielle drehbare Aufnahmen vorgesehen, die in sich wiederum schnellwechselbar sind. So sind Endverbinder und Durchgangsverbinder möglich. Optionale Greifsysteme ermöglichen die Fixierung von Leitungsbündeln, ohne die Isolierung zu beschädigen. Die Federgreifer können eine große Querschnittsbandbreite an Leitungsbündeln sicher fixieren.
Bandschweißanlage für die Verarbeitung im Heißcrimpverfahren
Manuelles STRUNK Zangenschweißsystem als Bandschweißanlage mit Servozuführung eines Cu-Stanzbandes zu einer Biegeeinheit. Das Cu-Band wird so zu einer Crimpgeometrie gebogen, dass manuell die Abgänge der Statoren in den Crimp eingelegt werden können. Der Crimp wird sodann automatisch geschossen und die Schweißung (Heißcrimpung) zwischen Keramiken ausgeführt. Durch das spezielle Keramikwerkzeug wird bei unterschiedlichen Füllgraden (sequenzielle Fertigung möglich) immer eine definierte Breite gehalten.
Manuelle Schweißanlage für hohe Querschnittsbereiche
Die Anlage ist als manuelles Zangenschweißsystem 200 KVA AC als Flachbettmaschine ausgeführt, wobei Trafo und Sekundäre fest verbunden sind, damit die Sekundärwege extrem kurz gefasst werden können. Dies ermöglicht hohe Leistungen und somit das Verschweißen von Querschnitten zwischen 25 und 300 mm². Die Statoren werden bauseits rechts an der Anlage durch ein Förderband oder Hubtisch präsentiert. Durch die kompakte Werkzeuggeometrie können auch bei den hohen Querschnitten kürzeste Leitungslängen realisert werden.
Semiautomatische Schweißanlagefür das Heißcrimpen mit Dreh-Hubtischmechanismus
Die Anlage ist als Zangenschweißsystem 150 KVA AC mit STRUNK X/Y/Z-Servoportal ausgeführt, wobei Trafo und Sekundäre fest verbunden sind, damit die Sekundärwege extrem kurz gefasst werden können. Dies ermöglicht hohe Leistungen und somit das Verschweißen hoher Querschnitte in kürzester Zeit. Die Statoren werden frontseitig über ein WT-System manuell auf die STRUNK HUBFIX-SERVO-DREHEINHEIT geschoben. Nach Schließen der Schutztüre erfolgt eine automatische Verarbeitung des Stators. Die Ausschleusung des WT erfolgt nach Abarbeitung der Routine manuell durch Schieben auf einem Rollenband.
Portal- Schweißsystem zum Heißcrimpen von Statoren
Das Portalsystem ermöglicht durch den freien Werkzeugzugang die Verarbeitung von sehr kurzen Leitungs-/Abgriffslängen. Die Werkzeuge für unterschiedliche Anwendungen sind schnellwechselbar. Poka Yoke wird über überwachte Ablagen und unsere Werkzeugverwaltung „STRUNK Tool Mangement“ realisiert.
Muster
Cu-Lackdraht, 300 mm², zu Kabelschuh, verzinnt
Schweißanlage als manuelles Zangenschweißsystem 200 KVA AC als Flachbettmaschine ausgeführt, wobei Trafo und Sekundäre fest verbunden sind, damit die Sekundärwege extrem kurz gefasst werden können. Dies ermöglicht hohe Leistungen und somit das Verschweißen von Querschnitten zwischen 25mm² und 300mm². Die Statoren werden bauseits rechts an der Anlage durch ein Förderband oder Hubtisch präsentiert. Durch die kompakte Werkzeuggeometrie können auch bei den hohen Querschnitten kürzeste Leitungslängen realisiert werden.
Cu-Lackdraht oder Mischverbindung mit zugeführtem Stanzband
Manuelles STRUNK Zangenschweißsystem als Bandschweißanlage mit Servozuführung eines Cu-Stanzbandes zu einer Biegeeinheit. Das Cu-Band wird so zu einer Crimpgeometrie gebogen, dass manuell die Abgänge der Statoren in den Crimp eingelegt werden können. Der Crimp wird sodann automatisch geschossen und die Schweißung (Heißcrimpung) zwischen Keramiken ausgeführt. Durch das spezielle Keramikwerkzeug wird bei unterschiedlichen Füllgraden (sequenzielle Feritigung möglich) immer eine definierte Breite gehalten.
Cu-Lackdraht zu Kabelschuh, vernickelt
vollautomatische Schweißzelle in Doppelzangenausführung mit Werkzeugträgersystem für den Banddurchlauf
Cu-Lackdraht zu Kabelschuh, versilbert
Die Anlage ist für stehende Statoren auf Werkzeugträgersystemen konstruiert. Sie verfügt über eine STRUNK Servo Dreh-Hubeinheit, sowie über ein Portalsystem mit Servo X/Y/Z Zustellung. Der 4-Achser kann somit alle Positionen auf einer Palette erreichen und verarbeiten.
Hochtemperaturleitung an Steckkontakte
MSK Mikroschweißanlage für das Heißcimpen eines Leitung für den Einsatz im Hochtemperaturbereich als Handarbeitsplatz.
HF-Litzen an Stanz-Biege Kabelschuh
Schweißmodul für die Verarbeitung von HF-Litzen mit linksbündigem Tischaufbau sowie Werkzeugaufbau für eine bauseitige Zustellung von Hub-Scherentischen oder Transferbändern für die Fixierung oder Zuführung von Statoren. Für unterschiedliche Kontaktteile sind spezielle drehbare Aufnahmen vorgesehen die in sich wiederum schnellwechselbar sind. So sind Endverbinder und Durchgangsverbinder möglich.
HF-Litzen oder Mischwerbindung mit zugeführten Stanzband
Manuelles STRUNK Zangenschweißsystem als Bandschweißanlage mit Servozuführung eines Cu-Stanzbandes zu einer Biegeeinheit. Das Cu-Band wird so zu einer Crimpgeometrie gebogen, dass manuell die Abgänge der Statoren in den Crimp eingelegt werden können. Der Crimp wird sodann automatisch geschossen und die Schweißung (Heißcrimpung) zwischen Keramiken ausgeführt. Durch das spezielle Keramikwerkzeug wird bei unterschiedlichen Füllgraden (sequenzielle Feritigung möglich) immer eine definierte Breite gehalten.
HV, Cu, blank, zu Ring-kabelschuh, versilbert
Anwendung für HV-Leitungssätze mit Apllikation eines Kabelschuhes im Schweiß-/Heißcrimpverfahren. Anlage als Handarbeitsplatz mit Werkzeug inkl. seitlicher Begrenzer um exakte Dimensionen des Schweißbereiches zu halten damit die Applikation in ein Spritzgußgehäuse passt.
Ladestecker für EV und Hybrid
Ladestecker für EV incl. Ladedose bauseits im Fahrzeug normiert mit Verarbeitungsrichtlinie. chweißmodul KNP 6 für die Verschweißung von gedrehten Kontakten in Cu blank oder vernickelt für Ladestecker oder Ladedosen im EV (BEV oder HEV) für DC und AC Ladestrategien. Die Anlagen ermöglichen eine manuelle Bestückung von Steckkontakt und Kabel und einen Schweißvorgang ohne die Assembly aus der Hand zu nehmen.
Mikrospule, kontaktiert per Hakenschweißen
Heißcrimpanwendung für Spulen ausgeprägrt als Hakenschweißung für die automatische Fertigung. Mikroschweißzange in mit Drehtisch und Palletiersystem.
Stator
Getriebemotor in Wickel-Einzugstechnik. Heißcrimpen von U,V,W sowie den Sternpunkten als vollautomtisches Fertigungskonzept. Die Schweißzelle verfügt über ein S-MMD2 oder S-MMD3 Modul für Heißcrimpverbindungen von Hülsen und Ring- oder Rohrkabelschuhen für Getriebemotoren im Bereich BEV oder HEV. Die Präsentation der Bauteile erfolgt über einen WT, der in die Anlage von einem WT-Bandsystem eingezogen und nach Verarbeitung des gesamten Bauteils wieder auf das WT- Bandsystem eingeschleust wird.
Cu-Lackdraht oder Mischverbindung mit zugeführten Stanzband
Manuelles TRUNK Zangenschweißsystem als Bandschweißanlage mit Servozuführung eines Cu-Stanzbandes zu einer Biegeeinheit. Das Cu-Band wird so zu einer Crimpgeometrie gebogen, dass manuell die Abgänge der Statoren in den Crimp eingelegt werden können. Der Crimp wird sodann automatisch geschossen und die Schweißung (Heißcrimpung) zwischen Keramiken ausgeführt. Durch das spezielle Keramikwerkzeug wird bei unterschiedlichen Füllgraden (sequenzielle Feritigung möglich) immer eine definierte Breite gehalten.
Cu-Lackdraht zu Kabelschuh, Kupfer, blank
Anwendung von Profillackdrähten zu Kabelschuh, versilbert als Handarbeitsplatz. Das Portalsystem ermöglicht durch den freien Werkzeugzugang die Verarbeitung von sehr kurzen Leitungs-/Abgriffslängen. Die Werkzeuge für unterschiedliche Anwendungen sind schnellwechselbar. Poka Yoke wird über überwachte Ablagen und unsere Werkzeugverwaltung „STRUNK Tool Mangement“ realisiert.
Cu-Lackdraht zu Kabelschuh, Kupfer versilbert
Getriebemotor in Wickel-Einzugstechnik. Heißcrimpen von U,V,W sowie den Sternpunkten als vollautomtisches Fertigungskonzept. Die Schweißzelle verfügt über ein S-MMD2 oder S-MMD3 Modul für Heißcrimpverbindungen von Hülsen und Ring- oder Rohrkabelschuhen für Getriebemotoren im Bereich BEV oder HEV. Die Präsentation der Bauteile erfolgt über einen WT, der in die Anlage von einem WT-Bandsystem eingezogen und nach Verarbeitung des gesamten Bauteils wieder auf das WT- Bandsystem eingeschleust wird.