Verfahren zum automatischen, elektrisch leitenden Verbinden von
Drähten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen, elektrisch leitenden Verbinden von Drähten.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Stücke von einem fortlaufenden flachen oder profilierten Metallstreifen abgeschnitten werden, dass jedes dieser Stücke U-förmig gebogen wird und dass das gebogene Stück jeweils um mindestens zwei miteinander zu verbindende Drähte herumgeschlagen wird, wobei das nachfolgende Stück jeweils erst nach Abschluss der genannten Arbeitsgänge, Abschneiden, Biegen und Herumschlagen, bei dem vorausgehenden Stück abgeschnitten wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese ist gekennzeichnet durch einen Ständer, ein auf dem Ständer gelagertes Gesenk, das einen im wesentlichen U-förmigen Hohlraum mit einer konkav gewölbten Wand aufweist, welcher auf der der Wand gegenüberliegenden Seite offensteht, einen in Richtung auf und durch die Öffnung des Hohlraumes in diesen hinein und aus diesem heraus beweglichen, auf dem Ständer gelagerten Stössel mit einer der Wand des Hohlraumes gegenüberliegenden Stirnfläche, wobei die Krümmungsachse dieser Wand quer zu der Bewegungsrichtung des Stössels verläuft, einen auf dem Ständer gelagerten und in Richtung dieser Krümmungsachse in eine bzw.
aus einer Arbeitsstellung, in der er von dem Gesenk in der Stösselbahn einen Abstand einnimmt, beweglichen Amboss, der eine von dem Gesenk weggerichtete Anschlagfläche aufweist, zwei Biegewerkzeuge, die beiderseits der Stösselbahn innerhalb einer quer zu der genannten Krümmungsachse verlaufenden Ebene gemeinsam in eine und aus einer dem Gesenk unmittelbar benachbarten Lage beweglich auf dem Ständer gelagert sind und den Amboss wie auch den Stössel in deren Arbeitsstellung zwischen sich aufnehmen, eine Zuführungsvorrichtung zur schrittweisen Zuführung aufeinanderfolgender Endabschnitte eines flachen Drahtes oder Streifens innerhalb der genannten querverlaufenden Ebene bis zu der Anschlagfläche des Ambosses in dessen Arbeitsstellung, wobei der Hohlraum des Gesenks auch auf der Zuführungsseite des Drahtes bzw.
Streifens offensteht, zusammenwirkende Scherwerkzeuge an dem Ständer und einem der Biegewerkzeuge zur Abtrennung der zugeführten Draht- bzw. Streifenabschnitte, während sich das betreffende Biegewerkzeug auf das Gesenk zu bewegt, und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stössels, des Ambosses, der Biegewerkzeuge und der Zuführungsvorrichtung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfingungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Aufriss der Vorrichtung von vorne;
Fig. 2 zeigt die Formwerkzeuge und dazugehörigen Elemente der Vorrichtung nach Fig. 1 in auseinandergezogener perspektivischer Ansicht im wesentlichen von der Rückseite der Vorrichtung;
Fig. 3 zeigt ein Detail der Vorrichtung aus Fig. 2 in Seitenansicht;
Fig. 4 zeigt einige der Formwerkzeuge aus Fig. 2 in Verbindung mit einem davon erfassten Metallstreifen oder flachen Metalldraht, gesehen in einer teilweise geschnittenen Vorderansicht und unter einem gegenüber Fig. 2 grösseren Massstab;
Fig. 5 ist eine bruchstückhafte und weiter vergrösserte Ansicht des Streifens nach Fig. 4 nach einem ersten Schritt des Formvorganges;
Fig. 6 zeigt ein von dem Streifen mittels der Werkzeuge nach Fig. 2 hergestelltes Verbindungselement in perspektiv.ischer Ansicht im wesentlichen im gleichen Massstab wie Fig. 5;
;
Fig. 7 zeigt eine Gruppe der Formwerkzeuge aus Fig. 2 in Bereitschaft, das Verbindungselement aus Fig. 6 um zwei miteinander zu verbindende Drähte herumzuschlagen, wobei es sich um eine Vorderansicht in einem gegenüber Fig. 4 grösseren Massstab handelt;
Fig. 8 zeigt die in Fig. 7 wiedergegebenen Teile nach Vollendung dieses Schlag- oder Pressvorganges und
Fig. 9 zeigt die beiden durch das Verbindungselement leitend miteinander verbundenen Drähte in perspektivischer Ansicht.
In Figur 1 ist ein Gusseisenständer 1 zu erkennen, der die wirksamen Elemente der dargestellten Vorrichtung trägt und dessen horizontale Grundfläche normalerweise auf einer Werkbank oder einem Tisch (nicht gezeigt) auf ruht. Ein oben auf dem Ständer 1 angebrachter Elektromo tor 2 ist durch einen Kippschalter 3 auf einem Steuerka sten 4 an dem Ständer 1 steuerbar. Der Motor 2 ist über einen Riemen 6 mit dem Antriebsrad einer Ein-Touren
Kupplung 5 verbunden, die nicht im einzelnen gezeigt ist, da sie einen Serienartikel beispielsweise der Hilliard Corp Elmyra, N. Y. (USA) darstellt.
Mit dem nicht gezeig ten Auslösemagneten der Kupplung 5 ist über den Steuer kasten 4 in herkömmlicher Weise ein Pedalschalter 7 ver bunden, um die Abtriebswelle 8 der Kupplung mit ihrer
Antriebsscheibe 5 während einer Umdrehung in Verbin dung bringen zu können, wenn der Schalter 7 geschlossen ist.
Eine Spule 9, die drehfähig auf dem Ständer 1 gelagert ist, trägt einen aufgewickelten Streifen oder flachen Draht
10, dessen freies Ende über eine gekrümmte Führungsplatte 11 und zwischen zwei aneinander gleichen Förder nocken 12 hindurch in ein Metallrohr 13 läuft, das zu der
Form- und Anbringungsstation des Geräts führt. Eine fest angebrachte Gesenkplatte 14 ist das einzige Werkzeug, das in Fig. 1 voll sichtbar ist. Sie ist abnehmbar auf einem Träger 15 angebracht, der auf dem Ständer 1 mittels einer Spindel 16 und dazugehörigen Mutter verstellbar ist. Die Gesenkplatte 14 liegt in allen Richtungen frei, und der Gesenkhohlraum ist im rechten Winkel zu der Ebene der Fig.
1 für die miteinander zu verbindenden Drähte zugänglich.
Dabei besteht reichlich Raum, um selbst umfangreiche
Schaltelemente unterbringen zu können, die mit den Drähten verbunden werden sollen.
Jeder Fördernocken 12 ist auf einer Welle 17 angebracht und besitzt eine kreisförmig gekrümmte Nockenfläche 18, deren Mittelachse mit derjenigen der betreffenden Welle 17 zusammenfällt und die sich über einen Winkel von etwa 90 erstreckt. Ein sich von einem Ende der Nockenfläche 18 ungefähr entlang einer Sehne dieser Fläche in den Nockenkörper erstreckender Schlitz 19 verleiht dem kreisförmig gekrümmten Nockenabschnitt, dessen Radius etwa der Hälfte des Abstandes der beiden Wellen 17 entspricht, eine gewisse Nachgiebigkeit.
Die Wellen 17 sind miteinander sowie mit der Abtriebswelle 8 der Kupplung 5 über eine Zahnradfolge verbunden, von der lediglich ein Stirnrad 20 auf der Welle 8 in Fig. 1 erkennbar ist. Dieses treibt die Wellen 17 während einer Umdrehung in zueinander entgegengesetzten Richtungen an, wenn der Schalter 7 geschlossen ist. In der Zeichnung nicht dargestellte Einstellschrauben gestatten eine Winkeleinstellung der Nocken 12 gegenüber ihren Wellen 17. Diese Nocken führen den Streifen 10 in das Rohr 13 so lange ein, wie die Nockenflächen 18 den Streifen ergreifend zusammenwirken. Die Länge der zusammenwirkenden Abschnitte und damit die Länge des Streifens 10, der während einer Umdrehung der Welle 8 in das Rohr 13 eingeführt wird, kann durch die erwähnte Einstellung der Nocken auf ihren Wellen 17 verändert werden.
Fig. 2 zeigt die Formwerkzeuge, mit denen der Streifen 10 in eine Folge einzelner Verbindungselemente verwandelt und jedes dieser Verbindungselemente auf in den Hohlraum des Gesenks 14 eingeführte Drähte aufgesetzt wird. Aus dem Zahnrad 20 tritt ein axialer Kurbelzapfen 21 exzentrisch hervor, der in Fig. 2 nur angedeutet und besser in Fig. 3 erkennbar ist. Um den Kurbelzapfen 21 sind zwei massive Verbindungsglieder 22 und 23 schwenkbar, die weiterhin an entsprechenden Zapfen 24 und 25 an entsprechenden Enden zweier langgestreckter und übereinanderliegender Schlitten 26 und 27 angreifen. Die Schlitten sind in Längsrichtung in einer Nut des Ständers 1 geführt, die normalerweise durch eine Abdeckung 34 verschlossen ist (Fig. 1). Während einer Umdrehung des Zahnrades 20 erfahren die beiden Schlitten eine hin- und hergehende Längsbewegung.
Der längere Schlitten 26, trägt an seinem dem Zapfen 24 abgelegenen Ende zwei im Abstand einander gegen überstehende, längsverlaufende Schienen 28 und 29. In allen Betriebsstellungen des Geräts tritt der Zapfen 24 über den Schlitten 27 hervor. Über den Schlitten 27 hinaus erstreckt sich weiterhin ein langgestreckter Stössel 30 in Längsrichtung in den dazu passenden, durch die beiden Schienen 28 und 29 gebildeten Kanal, der, wie sogleich noch deutlich wird, als Formwerkzeug fungiert. Die freiliegende Endfläche 31 des Stössels 30 ist konkav zylindrisch gekrümmt. Der Stössel 30 bewegt sich während seiner hin- und hergehenden Längsbewegung in den und aus dem Hohlraum der Gesenkplatte 14.
Die Gesenkplatte 14 besitzt um ihren Hohlraum herum, der einen konkav gekrümmten Boden auf der der Stösselfläche 31 abgewandten Seite aufweist, annähernd U-förmige Gestalt. Die Gesenkplatte ist abnehmbar, jedoch während aller Arbeitsphasen des Geräts fest in einem Schlitz 32 des Trägers 15 durch Schrauben 33 gehalten.
Ein Amboss 35 ist mittels eines Drehzapfens 36 auf dem Ständer 1 gelagert und steht unter der Einwirkung einer kräftigen, als Druckfeder ausgebildeten Schraubenfeder 37, die ihn in eine Arbeitsstellung zu drücken sucht, bei welcher eine flache, querverlaufende Anschlagfläche 38 auf einem verhältnismässig schmalen Blattabschnitt des Ambosses, der in Fig. 2 weitgehend verdeckt erscheint, von der Gesenkplatte 14 hinweg und der Endfläche 31 des Stössels in dessen Bewegungsrichtung entgegen gerichtet ist. Der Blattabschnitt des Ambosses 35 besitzt weiterhin eine geneigte Nockenfläche 39 anschliessend an die Anschlagfläche 38. Diese Nockenfläche ist so bemessen, dass sie in den Führungskanal zwischen die als Biegewerkzeuge wirkenden Schienen 28 und 29 passt, wobei ihr Spiel nicht wesentlich grösser als die Dicke des Streifens 10 ist.
Eine Bewegung des Ambosses 35 unter der Einwirkung der Feder 37 über seine Arbeitsstellung hinaus wird durch Anlage des Ambosses an entsprechenden vertikalen Flächen der Schienen 28 und 29 verhindert.
Der Streifen 10 wird den Formwerkzeugen durch einen Schlitz 40 in einem Führungsblock 41 zugeführt, der auf dem Ständer 1 fest, jedoch durch eine nicht gezeigte Schraube, die durch ein Langloch 42 des Blocks hindurch verläuft, einstellbar angebracht ist. Eine Kantenfläche des Blockes 41, die das Ende des Schlitzes 40 schneidet, besitzt aufeinanderfolgende Rippen und Nuten 43, die bei zusammengebautem Gerät mit dazu passenden Nuten bzw.
Rippen des Biegewerkzeuges 28 zum Eingriff kommen, um den Schlitten 26 sowie die Schienen 28 und 29 exakt in Längsrichtung zu führen. Der Schlitz 40 ist durch einen Einsatz in dem Block 41, der nachfolgend noch genauer beschrieben wird, nach unten zu begrenzt.
In von dem Führungsblock 41 abgewandter Richtung ist ein Anschlag 45 mit Abstand von den Schienen 28 und 29 vorgesehen, der in Richtung der Streifenbewegung auf einer gegabelten Klammer 46, die in nicht gezeigter Weise fest auf dem Ständer 1 angebracht ist, einstellbar ist. Dieser Anschlag 45 kann in seiner jeweiligen Einstelllage durch eine Schraube 47 festgelegt werden, die sich durch die beiden Zweige der Klammer 46 sowie einen Schlitz 48 in dem Anschlag erstreckt.
Eine in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht wiedergegebene Schere 49 ist schwenkbar auf einem Block 50 gelagert, der abnehmbar an dem Ständer 1 befe stigt ist. Diese Schere wird von einer starken Blattfeder 51 nach Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn belastet. Bei zusammengebautem Gerät findet eine Seitenfläche der Gesenkplatte 14 bewegliche Aufnahme in einer Führungsnut 52 der Schere 49, und ein hakenförmig gestaltetes Messer 53 am freien Ende der Schere kommt hinter dem Hohlraum der Gesenkplatte oberhalb deren Boden zu liegen, so dass ein von der Vorderseite der Maschine horizontal in den Gesenkhohlraum eingeführter Draht, der nach hinten über den Hohlraum hinausragt, in der Ausbuchtung des Messers 53 Aufnahme findet.
Nachfolgend wird nun die Arbeitsweise des soweit beschriebenen Geräts in Verbindung mit weiteren konstruktiven Einzelheiten in Verbindung mit den Fig. 4 bis 8 dargelegt.
Die Entfernung, über die die Streifen 10 durch die Nocken 12 gefördert wird, kann durch die Winkeleinstellung der Nocken nicht mit genügender Genauigkeit bestimmt werden, um Verbindungselemente sehr kleiner Abmessungen herstellen zu können. Es ist nämlich der Streifen 10 selbst wie auch das Rohr 13 geringfügig elastisch, so dass die tatsächliche Entfernung zwischen den Nocken 12 und der Arbeitsstation des Geräts nicht genau festliegt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird der Streifen 10 daher durch den Schlitz 40 in dem Führungsblock 41 gegen den festen Anschlag 45 geführt. Die Nocken 12 werden so eingestellt, dass sie einen geringfügigen Überhub ergeben. Infolgedessen biegt sich der Streifen 10 nach Auftreffen auf dem Anschlag 45 etwas aus und nimmt nach Freigabe durch die Nocken 12 wieder seine ursprüngliche Gestalt an.
Die Anschlagfläche 38 des Ambosses kommt normalerweise in einer gemeinsamen Ebene mit der freiliegenden Oberfläche des Einsatzes 44 in dem Schlitz 40 zu liegen, und das Biegewerkzeug bzw. die Schiene 28 wird mit dem Führungsende des Streifens sogleich nach Anstossen des letzteren an dem Anschlag 45 zum Eingriff gebracht, so dass sich eine Auswölbung auf denjenigen Teil des Streifens beschränkt, der ausserhalb der Arbeitssta tion selbst zu liegen kommt.
Das Biegewerkzeug 28 besitzt eine hervortretende
Scherkante 54, die von einer zu der Ebene der Fig. 4 senk rechten Längsfläche des Werkzeuges in Verbindung mit der Unter- bzw. Biegefläche des Werkzeuges gebildet wird, welche im übrigen flach ist und gegenüber der Scherkante 54 zurückliegt. Das Vorderende 55 des Einsatzes 44 ist abgerundet oder angeschrägt. Durch die Scherkante 54 und die Endfläche 55 des Einsatzes hindurch verlaufen mit den Rippen und Nuten 43 übereinstimmende Rippen und Nuten, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in Fig. 4 nicht erkennbar ist.
Nähert sich der Schlitten 25 in Richtung des in Fig. 4 eingezeichneten Pfeiles der Gesenkplatte 14, so biegt die Scherkante 54 den Streifen 10 zunächst nach unten, der zwischen dem Amboss 35 und dem Einsatz 44 nicht unterstützt ist, biegt ihn über das Ende 55 des Einsatzes 44 und trennt schliesslich einen Rohling 56 von dem übrigen Streifen 10 ab, wie teilweise in Fig. 5 gezeigt. Die vordere Querkante des Streifens 10 sowie die rückwärtige Kante des Rohlings 56 werden aus der durch die Anschlagfläche 38 bestimmten Ebene herausgebogen. Ebenso erhält der zweite und jeder nachfolgende Rohling 56 teilweise abgebogene Vorder- und Hinterenden 60. Wegen der Gestalt der Scherwerkzeuge 54 und 56 sind die Enden 60 der Rohlinge gezahnt oder gezackt.
Unmittelbar nach dieser Vorbereitung des Rohlings geraten die Unterflächen der Schienen bzw. Biegewerkzeuge 28 und 29 zur Anlage an dem Rohling und ziehen diesen über den Amboss 35. Die Feder 37 ist kräftig genug, um ein Ausweichen des Ambosses unter der auf ihn durch das relativ weiche Material des Rohlings 56 ausgeübten Belastung zu verhindern. Jedoch bewirkt ein Erhärten des Streifenmaterials bei seiner Biegung um die Kanten der Anschlagfläche 38 des Ambosses, dass der mittlere Teil des Rohlings eine um eine zu der Ebene der Fig. 4 normale Krümmungsachse konvex gebogene Form annimmt. Das durch den Biegevorgang gebildete Verbindungselement 57 ist in Fig. 5 dargestellt.
Durch den nun abwärts bewegtem Stössel wird es aus dem Führungskanal zwischen den Biegewerkzeugen 28 und 29 herausgeführt, wobei der Amboss 35 aus seiner Arbeitsstellung und der Bahn des Stössels verschwenkt wird, während das Verbindungselement 57 über die Nockenfläche 39 des Ambosses gleitet.
Die unteren oder Biegeflächen der Biegewerkzeuge 28 und 29 stossen schliesslich an der Gesenkplatte 14 an, und das Verbindungselement 57 wird durch den Stössel 30 in den Gesenkhohlraum geschoben, wie aus Figur 7 ersichtlich. Die gekrümmte Endfläche 31 des Stössels trägt zwei symmetrisch angeordnete Rippen 58 im rechten Winkel zur Ebene der Fig. 7, die sich jedoch nicht über die volle axiale Länge der Stösselstirnfläche 31 erstrecken. Der anfängliche Kontakt der Stösselendfläche 31 mit dem Verbindungselement 57 beschränkt sich daher auf die Rippen 58.
Der Hohlraum der Gesenkplatte 14, der einen gleichmässigen Querschnitt besitzt, ist zu seinem offenen Ende hin, welches im Stadium der Fig. 7 an die Biegewerkzeuge 28 und 29 sowie den Stössel 30 anschliesst, etwas erweitert. Der Boden des Hohlraumes besitzt zwei konkav gewölbte Flächenabschnitte, die sich in einer längsverlaufenden, scharfkantigen Rippe 59 treffen und deren Krümmungsachsen im wesentlichen mit den Rippen 58 auf der Stösselendfläche 31 in Richtung der Stösselbewegung übereinstimmen.
Während das Verbindungselement 57 vom Stössel 30 gegen den Boden des Gesenkhohlraumes getrieben wird, folgen seine Kanten 60 der Kontur der gekrümmten Flächenabschnitte und werden auf diese Weise um die vorher von vorne in den Gesenkhohlraum eingeführten Drähte herumgeschlagen, die durch das Messer 53, welches bei Annäherung der Biegewerkzeuge 28 und 29 an die Gesenkplatte 14 durch den Schlitten 26 entgegen der Einwirkung der Feder 51 nach unten geführt wurde, bündig mit dem rückseitigen Ende der Gesenkplatte abgeschnitten worden sind.
Nähert sich der Stössel dem unteren Endpunkt seines Hubes, wie aus Fig. 8 zu ersehen, so widersetzt sich das Verbindungselement 57, das durch die Drähte 61 und 62 unterstützt wird, der Verformung durch den Stössel mit genügender Kraft, um die Bildung langgestreckter Einprägungen durch die Rippen 58 in dem Metall des Verbindungselements hervorzurufen, und zu einer weiteren Gesamtverformung des Verbindungselements kommt es erst wieder, nachdem dasselbe in satte Anlage an der Stössel endfläche 31 geraten ist. Die Drähte 61 und 62 werden in nerhalb des von dem Verbindungselement umschlossenen
Hohlraumes deformiert, so dass Hohlräume zwischen den
Drähten und der Innenfläche des Verbindungselements, wie aus Fig. 8 ersichtlich, praktisch vollkommen ausge schaltet werden.
Wie weiterhin in Fig. 8 erkennbar, beginnt die Auf wärtsbewegung der Biegewerkzeuge 28 und 29 bereits, während der Stössel 30 sich noch in die Gesenkplatte 14 hineinbewegt. Schliesslich wird auch der Stössel zurückge zogen, wobei er es dem fertig gebildeten Verbindungsele ment bzw. der in Fig. 9 gezeigten Drahtverbindung gestattet, aus dem Gerät entnommen zu werden. Die langgestreckten Einprägungen 63 auf der Aussenfläche des Verbindungselements geben die Form der Rippen 58 wieder, durch welche sie gebildet wurden.
Diese Einprägungen, die in Achsrichtung der verbundenen Drähte verlaufen, haben sich genauso wirkungsvoll wie querverlaufende Einprägungen zum Festhalten der Drähte 61 und 62 in dem Verbindungselement 57 erwiesen, sofern die Drähte nur den Hohlraum des Verbindungselements angemessen ausfüllen, und zur Vermeidung von Hohlräumen zwischen den Drähten und der Innenfläche des Verbindungselements, wie sie bei sonst gleichartigen und gleichartig aufgebrachten querverlaufenden Vorsprüngen auf der Innenfläche von Verbindungselementen mit solchen querverlaufenden Einprägungen von der Aussenseite her auftreten.
Die längsverlaufenden Einprägungen 63 und entsprechenden inneren Vorsprünge des Verbindungselements 57 schneiden weniger leicht sehr dünne und übermässig weiche Drähte entzwei als querverlaufende Vorsprünge.
Auch sind sie den letzteren darin überlegen, dass sie Litzen über den vollen verfügbaren Querschnitt des Verbindungselements zu verteilen und damit wiederum Hohlräume auszuschalten vermögen.
Ein Kontakt über einen angemessenen Bereich ist besonders dort wesentlich, wo Drähte sehr geringen Durchmessers zu verbinden sind. Dies war bisher nur schwer zu erreichen mit Hilfe rein mechanisch, das heisst ohne Verlötung, angebrachter Verbindungselemente. Der Kontaktwiderstand zwischen sehr dünnen Leitern, die mit Hilfe des vorausgehend beschriebenen Geräts miteinander verbunden sind, ist sehr niedrig wegen der dichten Packung der Leiter innerhalb eines Verbindungselements geeigneter Grösse, welches, wie gesagt, Einprägungen erzeugt, die nach den beiden Hälften der gespaltenen gegenüberliegenden Wand des Verbindungselements ausgerichtet sind. Ausser diesen längsverlaufenden Einprägungen 63 trägt die besondere, dargestellte Form der Kanten 60 wesentlich zur Erzielung eines niedrigen Kontaktwiderstandes bei.
Die Zacken oder Sägezähne der Kanten 60 erleichtern den Eingriff der Kanten 60 zwischen die Einzeldrähte von Litzen. Auch wirken die Sägezähne bei der schliesslichen Umbördelung mit und gestatten damit das enge Zusammenschliessen der Kanten 60 in dem fertig gepressten Verbindungselement. Die Biegung der Kanten, die sich beim Abscheren nach Fig. 5 ergab, führt zu einer gewissen, jedoch wesentlichen Versteifung der Kanten und erhöht deren Widerstand gegenüber einer Verformung während des Umbördelns. Auch hat sich gezeigt, dass die geringfügig abgebogenen oder eingerollten Kanten leichter und glatter an den Wänden des Gesenkhohlraumes entlanglaufen und dass Verbindungselemente sehr kleiner Abmessungen, wie sie z.
B. für die Verbindung eines Drahtes von nur 0,025 mm Durchmesser mit einem solchen von 0,05 mm Durchmesser Verwendung finden; nie eine untragbare Verformung aufweisen, sofern sie in der angegebenen Weise mit dem beschriebenen Gerät unter normalen Fertigungsbedingungen hergestellt werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können die Formwerkzeuge des beschriebenen Geräts leicht gegen solche anderer Abmessungen ausgewechselt werden, sofern andere Verbindungselemente hergestellt werden sollen, und die Länge des der Arbeitsstation zugeführten Streifens kann rasch und exakt eingestellt werden, indem lediglich einer der beiden Nocken 12 gegenüber seiner Welle winkelversetzt und die Anschlagfläche 45 auf der Klammer 46 verschoben wird. Der Führungsblock 41 kann für eine grosse Vielfalt verschiedener Streifen- und Verbindungselement Grössen Verwendung finden und muss lediglich entlang der Öffnung 42 so eingestellt werden, dass er sich der Dicke des jeweiligen Biegewerkzeuges 28 anpasst.
Während es zur Umbördelung der kleinsten für das beschriebene Gerät infrage kommenden Verbindungselemente erforderlich ist, den Stössel 30 mit einer konkav gewölbten Endfläche 31 zu versehen und damit bessere Verbindungen zu allen Grössen der Verbindungselemente zu erwarten sind, können doch zumindest einige der hier aufgezeigten Vorteile mit dem erfindungsgemässen Gerät auch dann erreicht werden, wenn der Stössel eine ebene, normal zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Endfläche aufweist.
Werden die zu verbindenden Drähte von Hand in den Hohlraum der Gesenkplatte 14 eingeführt, so ist es am bequemsten, die Gesenkplatte fest an dem Ständer 1 anzubringen. Bei automatischer Zuführung der Drähte jedoch mittels irgendeiner bekannten schrittweise arbeitenden Zuführungsvorrichtung ist es erforderlich, die Gesenkplatte 14 nach unten, d. h. aus der Bahn der von der Zuführungsvorrichtung gehaltenen Drähte während der Zuführungsbewegung der letzteren herausführen zu können. Eine solche Bewegung der Gesenkplatte kann von der Drehbewegung der Welle 8 in einer Weise hergeleitet werden, wie sie aus Fig. 2 ohne weiteres hervorgeht, jedoch nicht unmittelbar zur Erfindung gehört.
Obgleich die Vorrichtung vorausgehend in Verbindung mit flachen Metallstreifen beschrieben worden ist, können in gleicher Weise auch Streifen mit längsverlaufenden Rippen oder sonstigem Profil damit zur Anwendung kommen. Diese Rippen verlaufen an dem fertigen Verbindungselement quer zur Achsrichtung der Drähte und können so gestaltet sein, dass sie durch eine Isolation der Drähte hindurchdringen, so dass auch isolierte Drähte ohne vorherige Entfernung der Isolation auf die angegebene Weise verbunden werden können.
Method for the automatic, electrically conductive connection of
Wires and device for carrying out the process
The invention relates to a method for the automatic, electrically conductive connection of wires.
The method is characterized in that successive pieces are cut from a continuous flat or profiled metal strip, that each of these pieces is bent into a U-shape and that the bent piece is wrapped around at least two wires to be connected to one another, with the following piece first after completing the above-mentioned operations, cutting off, bending and folding around, the previous piece is cut off.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention. This is characterized by a stand, a die mounted on the stand, which has a substantially U-shaped cavity with a concavely curved wall, which is open on the side opposite the wall, and one in the direction of and through the opening of the cavity therein into and out of this ram, which is mounted on the stand and is movable in and out, with an end face opposite the wall of the cavity, the axis of curvature of this wall running transversely to the direction of movement of the ram
from a working position in which it is at a distance from the die in the ram path, movable anvil, which has a stop surface directed away from the die, two bending tools that move into and out of both sides of the ram path within a plane running transversely to the named axis of curvature a position immediately adjacent to the die are movably mounted on the stand and accommodate the anvil as well as the ram in their working position between them, a feed device for the gradual feed of successive end sections of a flat wire or strip within the said transverse plane up to the stop surface of the anvil in its working position, the cavity of the die also on the feed side of the wire or
Strip is open, cooperating shearing tools on the stand and one of the bending tools for separating the supplied wire or strip sections while the bending tool in question moves towards the die, and a drive device for moving the ram, the anvil, the bending tools and the feed device.
In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown.
Fig. 1 is a front elevational view of the device;
Fig. 2 shows the forming tools and associated elements of the device of Fig. 1 in an exploded perspective view essentially from the rear of the device;
Fig. 3 shows a detail of the device from Fig. 2 in side view;
FIG. 4 shows some of the forming tools from FIG. 2 in connection with a metal strip or flat metal wire covered thereby, seen in a partially sectioned front view and on a larger scale compared to FIG. 2;
Fig. 5 is a fragmentary and further enlarged view of the strip of Fig. 4 after a first step in the molding process;
FIG. 6 shows a connection element produced from the strip by means of the tools according to FIG. 2 in a perspective view, essentially on the same scale as FIG. 5;
;
FIG. 7 shows a group of the forming tools from FIG. 2 in readiness to twist the connecting element from FIG. 6 around two wires to be connected to one another, this being a front view on a larger scale compared to FIG. 4;
FIG. 8 shows the parts shown in FIG. 7 after completion of this impact or pressing process and
9 shows the two wires conductively connected to one another by the connecting element in a perspective view.
In Figure 1, a cast iron stand 1 can be seen, which carries the effective elements of the device shown and whose horizontal base normally rests on a workbench or table (not shown). A top mounted on the stand 1 electric motor 2 is controlled by a toggle switch 3 on a Steuerka most 4 on the stand 1. The motor 2 is via a belt 6 with the drive wheel of a single-tour
Coupling 5 connected, which is not shown in detail because it is a series item, for example, Hilliard Corp Elmyra, N.Y. (USA).
With the not shown th release magnet of the clutch 5 is on the control box 4 in a conventional manner, a pedal switch 7 a related party to the output shaft 8 of the clutch with her
Drive pulley 5 to bring in connec tion during one rotation when the switch 7 is closed.
A spool 9, which is rotatably supported on the stand 1, carries a wound strip or flat wire
10, the free end of which runs over a curved guide plate 11 and between two identical conveyor cams 12 through into a metal tube 13, which leads to the
Forming and applying station of the device leads. A fixed die plate 14 is the only tool that is fully visible in FIG. It is detachably attached to a support 15 which is adjustable on the stand 1 by means of a spindle 16 and an associated nut. The die plate 14 is exposed in all directions and the die cavity is at right angles to the plane of FIG.
1 accessible for the wires to be connected.
There is plenty of room to make yourself extensive
To accommodate switching elements that are to be connected to the wires.
Each conveyor cam 12 is mounted on a shaft 17 and has a circularly curved cam surface 18, the center axis of which coincides with that of the relevant shaft 17 and which extends over an angle of approximately 90 degrees. A slot 19 extending into the cam body from one end of the cam surface 18 approximately along a chord of this surface gives the circularly curved cam section, the radius of which is approximately half the distance between the two shafts 17, a certain flexibility.
The shafts 17 are connected to one another and to the output shaft 8 of the clutch 5 via a gearwheel sequence, of which only one spur gear 20 on the shaft 8 can be seen in FIG. This drives the shafts 17 during one revolution in mutually opposite directions when the switch 7 is closed. Adjusting screws, not shown in the drawing, allow the cams 12 to be angularly adjusted with respect to their shafts 17. These cams guide the strip 10 into the tube 13 for as long as the cam surfaces 18 engage the strip. The length of the interacting sections and thus the length of the strip 10 which is inserted into the tube 13 during one revolution of the shaft 8 can be changed by the aforementioned adjustment of the cams on their shafts 17.
2 shows the forming tools with which the strip 10 is transformed into a series of individual connecting elements and each of these connecting elements is placed on wires inserted into the cavity of the die 14. An axial crank pin 21 protrudes eccentrically from the gear 20, which is only indicated in FIG. 2 and can be seen better in FIG. Two massive connecting members 22 and 23 can be pivoted about the crank pin 21, which furthermore engage corresponding pins 24 and 25 on corresponding ends of two elongated and superimposed carriages 26 and 27. The carriages are guided in the longitudinal direction in a groove in the stand 1 which is normally closed by a cover 34 (FIG. 1). During one revolution of the gear 20, the two carriages experience a reciprocating longitudinal movement.
The longer carriage 26 carries, at its end remote from the pin 24, two mutually opposite, longitudinal rails 28 and 29 at a distance. In all operating positions of the device, the pin 24 protrudes over the carriage 27. Beyond the slide 27, an elongated ram 30 extends in the longitudinal direction into the matching channel formed by the two rails 28 and 29, which, as will become clear immediately, functions as a molding tool. The exposed end face 31 of the plunger 30 is curved in a concave cylindrical manner. The ram 30 moves into and out of the cavity of the die plate 14 during its reciprocating longitudinal movement.
The die plate 14 has an approximately U-shaped shape around its cavity, which has a concavely curved base on the side facing away from the ram surface 31. The die plate is removable, but is held firmly in a slot 32 of the support 15 by screws 33 during all working phases of the device.
An anvil 35 is mounted on the stand 1 by means of a pivot 36 and is under the action of a strong helical spring 37 designed as a compression spring, which tries to push it into a working position in which a flat, transverse stop surface 38 on a relatively narrow blade section of the The anvil, which appears largely covered in FIG. 2, is directed away from the die plate 14 and the end face 31 of the ram in its direction of movement. The blade section of the anvil 35 also has an inclined cam surface 39 adjoining the stop surface 38. This cam surface is dimensioned so that it fits into the guide channel between the rails 28 and 29 acting as bending tools, with their play not significantly greater than the thickness of the strip 10 is.
A movement of the anvil 35 under the action of the spring 37 beyond its working position is prevented by the anvil resting on corresponding vertical surfaces of the rails 28 and 29.
The strip 10 is fed to the molding tools through a slot 40 in a guide block 41, which is fixedly attached to the stand 1, but adjustably by means of a screw, not shown, which runs through an elongated hole 42 of the block. An edge surface of the block 41 which intersects the end of the slot 40 has successive ribs and grooves 43 which, when the device is assembled, are provided with matching grooves or grooves.
Ribs of the bending tool 28 come into engagement in order to guide the carriage 26 and the rails 28 and 29 exactly in the longitudinal direction. The slot 40 is limited at the bottom by an insert in the block 41, which is described in more detail below.
In the direction facing away from the guide block 41, a stop 45 is provided at a distance from the rails 28 and 29, which is adjustable in the direction of the strip movement on a forked bracket 46 which is fixedly attached to the stand 1 in a manner not shown. This stop 45 can be fixed in its respective setting position by a screw 47 which extends through the two branches of the clamp 46 and a slot 48 in the stop.
A in Fig. 1 for the sake of clarity not shown scissors 49 is pivotably mounted on a block 50 which is detachably BEFE Stigt on the stand 1. These scissors are loaded in the counterclockwise direction by a strong leaf spring 51 according to FIG. When the device is assembled, a side surface of the die plate 14 is movably accommodated in a guide groove 52 of the scissors 49, and a hook-shaped knife 53 at the free end of the scissors comes to lie behind the cavity of the die plate above its bottom, so that one from the front of the machine Wire inserted horizontally into the die cavity, which protrudes to the rear beyond the cavity, is received in the bulge of the knife 53.
The mode of operation of the device described so far will now be explained in connection with further structural details in connection with FIGS. 4 to 8.
The distance over which the strip 10 is conveyed by the cams 12 cannot be determined by the angular setting of the cams with sufficient accuracy to be able to produce connecting elements of very small dimensions. This is because the strip 10 itself, like the tube 13, is slightly elastic, so that the actual distance between the cams 12 and the work station of the device is not precisely fixed. As can be seen from FIG. 4, the strip 10 is therefore guided through the slot 40 in the guide block 41 against the fixed stop 45. The cams 12 are adjusted so that they result in a slight overstroke. As a result, the strip 10 bends slightly after striking the stop 45 and, after being released by the cams 12, assumes its original shape again.
The stop surface 38 of the anvil will normally lie in a common plane with the exposed surface of the insert 44 in the slot 40 and the bending tool or rail 28 will engage the leading end of the strip as soon as the latter abuts the stop 45 brought so that a bulge is limited to that part of the strip that comes to lie outside the work station itself.
The bending tool 28 has a protruding
Shear edge 54, which is formed by a longitudinal surface of the tool perpendicular to the plane of FIG. 4 in connection with the lower or bending surface of the tool, which is otherwise flat and lies behind the shear edge 54. The front end 55 of the insert 44 is rounded or beveled. Ribs and grooves matching the ribs and grooves 43 run through the shear edge 54 and the end face 55 of the insert, as can be seen from FIG. 2, but cannot be seen in FIG.
If the carriage 25 approaches the die plate 14 in the direction of the arrow drawn in FIG. 4, the shear edge 54 initially bends the strip 10 downwards, which is not supported between the anvil 35 and the insert 44, bends it over the end 55 of the Insert 44 and finally separates a blank 56 from the remaining strip 10, as partially shown in FIG. The front transverse edge of the strip 10 and the rear edge of the blank 56 are bent out of the plane defined by the stop surface 38. Likewise, the second and each subsequent blank 56 has partially bent front and rear ends 60. Because of the shape of the shearing tools 54 and 56, the ends 60 of the blanks are toothed or serrated.
Immediately after this preparation of the blank, the lower surfaces of the rails or bending tools 28 and 29 come to rest on the blank and pull it over the anvil 35. The spring 37 is strong enough to allow the anvil to deflect under the relatively soft one Material of the blank 56 to prevent applied stress. However, hardening of the strip material when it is bent around the edges of the stop surface 38 of the anvil causes the central part of the blank to assume a convexly curved shape about an axis of curvature normal to the plane of FIG. 4. The connecting element 57 formed by the bending process is shown in FIG. 5.
As the ram is now moved downwards, it is guided out of the guide channel between the bending tools 28 and 29, the anvil 35 being pivoted out of its working position and the path of the ram, while the connecting element 57 slides over the cam surface 39 of the anvil.
The lower or bending surfaces of the bending tools 28 and 29 finally abut the die plate 14, and the connecting element 57 is pushed into the die cavity by the ram 30, as can be seen from FIG. The curved end face 31 of the ram carries two symmetrically arranged ribs 58 at right angles to the plane of FIG. 7, but which do not extend over the full axial length of the ram face 31. The initial contact of the ram end face 31 with the connecting element 57 is therefore limited to the ribs 58.
The cavity of the die plate 14, which has a uniform cross-section, is somewhat widened towards its open end, which in the stage of FIG. 7 adjoins the bending tools 28 and 29 and the ram 30. The bottom of the cavity has two concavely curved surface sections which meet in a longitudinal, sharp-edged rib 59 and whose axes of curvature essentially coincide with the ribs 58 on the ram end face 31 in the direction of the ram movement.
While the connecting element 57 is driven by the ram 30 against the bottom of the die cavity, its edges 60 follow the contour of the curved surface sections and in this way are wrapped around the wires previously introduced into the die cavity from the front, which the knife 53, which when approached the bending tools 28 and 29 was guided downwards to the die plate 14 by the slide 26 against the action of the spring 51, have been cut off flush with the rear end of the die plate.
When the plunger approaches the lower end point of its stroke, as can be seen in FIG. 8, the connecting element 57, which is supported by the wires 61 and 62, resists the deformation by the plunger with sufficient force to allow the formation of elongated impressions to cause the ribs 58 in the metal of the connecting element, and a further overall deformation of the connecting element does not occur again until it has come into close contact with the plunger end face 31. The wires 61 and 62 are enclosed within the by the connecting element
Cavity deformed so that cavities between the
Wires and the inner surface of the connecting element, as can be seen from Fig. 8, are practically completely switched out.
As can also be seen in FIG. 8, the upward movement of the bending tools 28 and 29 begins while the plunger 30 is still moving into the die plate 14. Finally, the plunger is also withdrawn, allowing the finished connecting element or the wire connection shown in FIG. 9 to be removed from the device. The elongated impressions 63 on the outer surface of the connecting element reproduce the shape of the ribs 58 by which they were formed.
These indentations, which run in the axial direction of the connected wires, have proven to be just as effective as transverse indentations in retaining the wires 61 and 62 in the connecting element 57, provided the wires only adequately fill the cavity of the connecting element, and to avoid voids between the wires and the inner surface of the connecting element, as they occur from the outside in the case of otherwise similar and similarly applied transverse projections on the inner surface of connecting elements with such transverse impressions.
The longitudinal embossments 63 and corresponding inner projections of the connecting element 57 cut very thin and excessively soft wires in two less easily than transverse projections.
They are also superior to the latter in that they are able to distribute strands over the full available cross section of the connecting element and thus, in turn, to eliminate cavities.
A reasonable area of contact is particularly important where very small diameter wires are to be connected. Up until now, this was difficult to achieve with the aid of purely mechanical means, that is to say without soldering, attached connecting elements. The contact resistance between very thin conductors connected to one another by means of the device described above is very low because of the tight packing of the conductors within a connecting element of suitable size which, as said, produces impressions following the two halves of the split opposite wall of the fastener are aligned. In addition to these longitudinally extending embossments 63, the particular shape of the edges 60 shown contributes significantly to achieving a low contact resistance.
The serrations or saw teeth of the edges 60 facilitate the engagement of the edges 60 between the strands of stranded wires. The saw teeth also take part in the final flanging and thus allow the edges 60 to close together in the finished pressed connecting element. The bending of the edges, which resulted when shearing off according to FIG. 5, leads to a certain but substantial stiffening of the edges and increases their resistance to deformation during the flanging. It has also been shown that the slightly bent or curled edges run along the walls of the die cavity more easily and smoothly and that connecting elements of very small dimensions, such as those used for.
B. for the connection of a wire of only 0.025 mm in diameter with a wire of 0.05 mm in diameter use; never show an intolerable deformation, provided that they are manufactured in the specified manner with the device described under normal manufacturing conditions.
As can be seen from Fig. 2, the forming tools of the device described can easily be exchanged for those of other dimensions, if other connecting elements are to be produced, and the length of the strip fed to the work station can be adjusted quickly and precisely by using only one of the two cams 12 offset at an angle with respect to its shaft and the stop surface 45 is moved on the bracket 46. The guide block 41 can be used for a wide variety of different strip and connecting element sizes and only needs to be adjusted along the opening 42 so that it adapts to the thickness of the respective bending tool 28.
While it is necessary for the flanging of the smallest possible connecting elements for the device described to provide the plunger 30 with a concavely curved end surface 31 and thus better connections to all sizes of the connecting elements can be expected, at least some of the advantages shown here can be achieved with the device according to the invention can also be achieved when the plunger has a flat end surface extending normal to its direction of movement.
When the wires to be connected are inserted into the cavity of the die plate 14 by hand, it is most convenient to firmly attach the die plate to the stand 1. However, if the wires are automatically fed by any known incremental feeder, it is necessary to lower the die plate 14 downwardly, e.g. H. to be able to lead out of the path of the wires held by the feeding device during the feeding movement of the latter. Such a movement of the die plate can be derived from the rotational movement of the shaft 8 in a manner that is readily apparent from FIG. 2, but does not directly belong to the invention.
Although the device has been described above in connection with flat metal strips, strips with longitudinal ribs or other profiles can be used in the same way. On the finished connecting element, these ribs run transversely to the axial direction of the wires and can be designed in such a way that they penetrate through an insulation of the wires, so that even insulated wires can be connected in the specified manner without removing the insulation beforehand.