CN102365162A

CN102365162A - 压接压力机

Info

Publication number: CN102365162A
Application number: CN2010800142375A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·沃特曼
Original assignee: Schleuniger Holding AG
Current assignee: Schloynig AG
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: US9090036B2; KR101612984B1; WO2010113085A1; US20120006210A1; EP2414154A1; MX2011010320A; CA2755168C; JP5554828B2; JP2012523079A; EP2414154B1; BRPI1013181A2; KR20110132626A; CN102365162B; CA2755168A1

Abstract

本发明公开了一种用于制造压接连接的压接压力机(1)，包括机架(2)、模具(14)、能够相对于机架(2)移动的撞杆(15)、和连接至机架(2)用于移动撞杆(15)的驱动装置(4)。根据本发明，压接压力机(1)还包括设置在所述驱动装置(4)和所述撞杆(15)之间和/或设置在所述机架(2)和所述模具(14)之间的梁(5)、以及用于测量梁(5)的弯曲的设置在梁(5)上或中的传感器(8)。

Description

压接压力机

本申请要求于2009年4月2日递交的瑞士国家申请No.CH00539/09的外国优先权的权益，并且还要求于2009年4月2日递交的美国临时申请系列号No.61/166,246的外国优先权的权益；如同在本文中等同地完全地阐述的那样，通过引用将这些在先申请的全部内容都结合于此，用于所有意图和目的。

技术领域

本发明涉及用于制造压接连接的压接压力机，包括机架、模具、能够相对于机架移动的撞杆(或压头)、以及连接至机架用于移动撞杆的驱动装置。

背景技术

作为一种特殊类型的卷边方法的压接法是用于通过塑性变形结合零件的方法，特别是将电线与连接器(通常具有插头形状)结合在一起。所产生的永久接头提供了良好的电学和机械稳定性，并且因此是诸如焊接或软焊之类的其它连接方法的合适的替代方法。因此，压接法的通常应用领域是电子装置(如，用于电信、用于机动车辆的电气设备等)。压接的形状应当精确地适合于电线，以提供电线的预定变形。通常通过压接夹具或压接压力机进行压接。

根据现有技术，可以测量压接过程期间所用作的力，以监测和/或确保由压接压力机制造的压接连接的品质不变。例如，为此原因，利用压力传感器，其测量机架和模具和/或驱动装置和撞杆之间的力。另一种可能是评估机架的变形。

虽然上文中提及的测量方法证明是特别适合于压接压力机，但原则上有从其它无关的技术领域了解用于测量压力的其它可能性。

例如，JP 09153676披露了用于将电子装置焊接在印刷电路板上的装置。将加热元件推动到电子装置上以进行所述焊接。这些或类似的装置也称为“热电极”。作用在加热元件上的力由连接至不对称加载的梁的应变计测量。

另外，DE 10 2004 035 246 B3披露了用于压力机的力传感器，其中作用在撞杆上的力由光学传感器测量，该光学传感器监测板簧的弯曲。

EP 0 044 191 A1披露了经由板簧的变形测量负载的又一方案，特别是用于测量作用在机动车辆上的负载。在该配置中，应变计用来进行所述测量。

最后，DE 43 30 808 A1披露了一种用于通过梁的弯曲监测作用到工具上的负载的传感器，其设置在工具和机架之间。传感器测量弯曲梁和未加载的梁之间的距离。

不利的是，现有技术中已知的压接压力机在通过评估机架的变形进行的力测量是相对不精确的情况下具有缺点，这是因为在远离撞杆和模具的位置进行所述测量。因此，测量结果包括多种干扰影响。通过压力传感器进行的测量避开了这个问题，但是产生了另一个问题，这是因为压力传感器技术复杂且因此是昂贵的。由于其复杂性，压力传感器还更容易出现故障。

而且，从其它无关技术领域了解的方案也不能用于压接压力机。例如，从JP 09153676了解的方案需要相对复杂的导向装置，由于不对称加载的梁而产生大量的轴承间隙。具有如此程度的轴承间隙的测量单元不适合于压接压力机，在压接压力机中模具和撞杆必须非常精确地对准。而且，由热电极所显示的力的大小比由压接压力机显示的力的大小低很多，这是因为不是通过机械变形而是通过焊料的液化产生接头/接合。结论是，从JP 09153676了解的方案在原则上不适用于压接压力机。

从DE 10 2004 035 246了解的方案也不能用于压接压力机，这是因为板簧的弯曲的间接光学测量意味着板簧的相对大的变形。因此，不能够同时测量撞杆的力和行进距离。然而，压接压力机通常需要这种组合的测量，这是因为除了为了高质量压接而应当满足特定力或特定力前进的条件之外，还存在对满足撞杆的特定行进距离的要求。如果撞杆移动太远，则压接受到损坏，如果它未行进足够远，则压接会松脱。因此，DE 10 2004 035 246的板簧不适合于压接压力机。对于DE 10 2004 035 246讨论的争论同样适用于EP 0 044 191 A1和DE 43 30 808 A1，这是因为这些测量方法也涉及相对大的变形。用于机动车辆的板簧，如EP 0 044 191A1中披露的板簧，在传统上被设计成进行大的弯曲，以使驾驶更舒适。DE 43 30 808 A1同样如此，这是因为经由弯曲梁和未加载的梁之间的距离测量负载或者要求长的梁，或者要求软的(加载)梁，以产生相对大的测量距离。它们都不适合于压接压力机。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种压接压力机，其允许在不具有上文提及的缺点的情况下改善对压接期间发生的力的测量。

本发明的目的由在第一段落中公开的所述类型的压接压力机实现，还包括：

梁，设置在所述驱动装置和所述撞杆之间，和/或设置在所述机架和所述模具之间；和

传感器，用于测量梁的弯曲，该传感器设置在梁上或梁中。

换句话说，通过深度洞察力来实现本发明的目的，即处于力通量中的梁可以用于测量在压接压力机中出现的力。

通过这些特征，克服了现有技术中已知的压接压力机的缺点。例如消除了如从具有位于机架上的传感器的压力机已知的干扰和噪声，这是因为根据本发明，在压接期间在具有传感器的梁上引导出现的整个力通量。与已知的具有压力传感器的压接压力机相反，本发明提供利用相对简单且便宜的弯曲传感器(分别为应变传感器)。例如，可以使用通常的应变仪，特别是以桥形式使用的应变仪，以及压电传感器。因此，可以采用简单的方式测量在压接期间出现的力，而基本上不存在干扰影响。

在本申请的从属权利要求、说明书和附图中公开了本发明的有利的实施例。

有利的是，如果

a)作用在撞杆/模具上的力馈送到梁的一部分中，该部分位于梁的来自驱动装置/机架的驱动力/保持力所馈送至的部分之间，或者

b)来自驱动装置/机架的驱动力/保持力馈送到梁的一部分中，该部分位于梁的作用在撞杆/模具上的力所馈送至的部分之间。

以这种方式，可以对称地加载所述梁，这对于力通量是有利的(如，与JP 09153676的方案相反，在JP 09153676中，梁的一侧连接至驱动装置，另一侧连接至加热装置)。然而，负载分布不需要“完全”对称，意味着为外负载的部分中间的某处的中心负载是足够的。

在有利的实施例中，所述梁是具有中心部和连接至中心部的横条的T形形状。在该实施例中，T形梁的中心部提供了容易将所述梁连接至压接压力机的可能性而不削弱它(例如，如同为连接所述梁提供孔的情形一样)。因此，所述梁适合高负载，这是因为在压接期间会出现高负载。

在本文中，有利的是，如果

在情况a)中，作用在撞杆/模具上的力馈送到中心部中，驱动力/保持力馈送到横条中，或者

在情况b)中，驱动力/保持力馈送到中心部，作用在撞杆/模具上的力馈送到横条中。

而且，在本文中，特别有利的是，如果所述梁的中心部被设置为用于保持撞杆。以这种方式，中心部可以成形为容纳撞杆。

在又一有利的实施例中，所述梁是单个件。在该情况中，所述梁因为没有接头特别稳固。因此，它非常适合于在压接期间出现的高负载。

而且，有利的是，如果

所述传感器被设计为应变仪，并且

在情况a)中，所述传感器与用于馈送作用在撞杆/模具上的力的部分相对设置，或者

在情况b)中，所述传感器与用于馈送驱动力/保持力的部分相对设置。

在本发明的该实施例中，所述梁上的空间被优化利用。然而，代替应变仪，同样可以使用压电传感器。

最后，有利的是，如果梁和梁连接至其上的其它部件之间的接触区域相对于梁的其上设置所述接触区域的表面的总表面是较小的。以这种方式，可以减少接触区域中的摩擦的干扰影响，所述干扰影响可能阻止力测量。为此原因，所述梁可以具有凸起，或者薄垫片可以设置在接触区域中。

上文公开的实施例可以以任何期望的方式进行组合。

附图说明

以下通过图示本发明的实施例的示意性的数字和附图讨论本发明。然而，这些数字和附图和实施例不是要限制本发明的宽泛的范围。附图示出了：

图1是根据一个实施例的独创性的压接压力机的透视图；以及

图2是图1的压接压力机的细节，主要是梁和驱动装置。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的独创性的压接压力机1的透视图。压接压力机1包括机架2、模具保持器3、驱动装置4、梁5、模具和撞杆(未示出，因为它们被拆除了)。另外示出了电机6和皮带轮7，其用于移动驱动装置4。压接压力机1还包括其它部件，它们对于其功能来说是需要的但对于本发明来说不是必须的，因此为简明起见未标示它们。然而，这不意味着每个标示的部件对于本发明必然是必须的。

在该实施例中，模具保持器3由螺钉直接(这意味着没有独创性的梁)固定至机架2。驱动装置4可以由电机6线性地向上和向下移动(参见箭头A)。如果具有电线的卷边被放置在模具中并启动压接压力机1，则驱动装置4向下移动，并且撞杆进行压接，如领域中已知的那样。

应当注意到，还有撞杆和模具都移动的压接压力机1。在该情况中，撞杆和模具之间的区别变得有些模糊，以至于人们可以说压接压力机可以具有两个撞杆。本领域技术人员将会认识到，本发明的公开内容因此可以容易地适于这样的压接压力机。

现在图2示出了图1的压接压力机1的细节(没有其前盖)，即驱动装置4，连接至驱动装置4上的梁5以及安装在梁5上的传感器8。再次，未示出撞杆，这是因为它被拆除了。另外，图2示出了线性导向装置，每个导向装置包括固定杆9a和活动滑块9b，其它部件，尤其是梁5连接至活动滑块9b。除梁5、传感器8和撞杆之外的可以相对于线性导向装置的固定杆9a移动的完整的单元，被称为驱动装置4。因此，人们将会认识到，术语“驱动装置”在上下文中不一定是指(可旋转的)电机，而是指线性的电机。然而，如可应用的，可以对此原因将旋转运动转换成线性运动。

在该示例中，皮带轮7包括偏心螺栓，其延伸到连接杆10中(在图2中在该位置仅示出盖11)。在连接杆10的上侧上，存在将连接杆10连接至驱动装置4的上螺栓12。因此，电机6经由皮带轮7和连接杆10将其动力传递至驱动装置4。然而，还可以应用用于移动驱动装置4的其它电机，例如气动电机和液压电机。

T形单件梁5在横条的外部处由螺钉13a和13b拧紧至驱动装置4。中心部设计成容纳撞杆。在该实施例中，可以通过将用于不同压接的撞杆分别移动离开中心部而容易更换它们。

图2还示出了作用在梁5的力，即撞杆力Fp和驱动力Fd(在梁5的每一侧为Fd/2)。

因此，作用在撞杆上的力Fp馈送到中心部中，驱动力Fd馈送到横条中。人们还将容易理解，作用在撞杆上的力Fp馈送到梁5的一部分中，所述部分位于梁5的来自驱动装置4的驱动力Fd所馈送至的多个部分之间。

在该实施例中，传感器8被设计成压电传感器，并与用于馈送撞杆力Fp的部分相对设置，即与T形梁5的中心杆相对设置。如果传感器8(即压电晶体)变形，则这些传感器提供信号(在该情况中即使存在一个有效的传感器)，如本领域已知的那样。然而，同样可以设想其它实施例。例如，传感器8可以安装在撞杆力Fp所馈送至的梁5的一侧上。在梁的该侧处还可以存在专门的“弯曲”传感器(注意到，梁的弯曲刚好在梁5的顶部和底部引起应变)。如果将传感器设置成桥，将是特别有利的，如本领域已知的那样。然而，还能够采用应变仪代替压力传感器，特别是设置成桥的形式。最后，传感器8不一定被安装在梁5，而是也可以设置在梁5内，例如在为其提供的孔中。以这种方式，可以保护传感器8免受环境影响。

应当注意到，梁5还可以具有不同的形状，具体地，它可以为简单的直梁。而且，可以正好相反地安装图2的T形梁5，意味着中心部连接至驱动装置4且横条连接至撞杆。

在这一点上还应当注意到，此外或可替换地，可以为模具提供类似的配置。在该情况中，梁设置在模具和机架2之间。本领域技术人员将容易使本发明公开内容的教导适应这种配置，其中经由模具测量压接时产生的力。

而且，应当注意到，“设置在驱动装置和撞杆之间和/或机架和模具之间的梁”并不必然意味着所述部件直接彼此连接。相反，还可以具有其它的中间部件。

最后，应当注意到，上述实施例示出而非限制本发明，并且在不偏离本发明的如由随附的权利要求限定的保护范围的前提下，本领域技术人员能够设计多种可替换的实施例。在权利要求书中，放在括号中的任何附图标记不应当解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形不排除存在除在任何权利要求或作为整体的说明书中列出的元件或步骤之外的元件或步骤。元件的单个表示并不排除这种元件的多个的表示，反之亦然。在列举几种方式的装置权利要求中，这些方式中的几个可以由一个且相同的软件或硬件物件实施。某些措施在彼此不同的从属权利要求中的引述的纯粹事实不表示这些措施的组合不能用来带来好处。

附图标记列表

1压接压力机

2机架

3模具保持器

4驱动装置

5梁

6电机

7皮带轮

8传感器

9a线性导向装置的固定杆

9b线性导向装置的活动滑块

10连接杆

11盖

12上螺栓

13a，13b螺钉

14模具

15撞杆

A 撞杆的移动方向

Fd驱动力

Fp撞杆力

Claims

1.一种用于制造压接连接的压接压力机(1)，包括：

机架(2)；

模具(14)；

撞杆(15)，能够相对于机架(2)移动；

驱动装置(4)，连接至机架(2)用于移动撞杆(15)；

梁(5)，设置在所述驱动装置(4)和所述撞杆(15)之间，和/或设置在所述机架(2)和所述模具(14)之间；和

传感器(8)，用于测量梁(5)的弯曲，该传感器设置在梁(5)上或梁(5)中，

其特征在于，

a)作用在撞杆(15)/模具(14)上的力(Fp)馈送到梁(5)的一部分中，该部分位于梁(5)的来自驱动装置(4)/机架(2)的驱动力(Fp)/保持力所馈送至的部分之间，或者

b)来自驱动装置(4)/机架(2)的驱动力(Fp)/保持力馈送到梁(5)的一部分中，该部分位于梁(5)的作用在撞杆(15)/模具(14)上的力(Fp)所馈送至的部分之间。

2.根据权利要求1-2中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

所述梁(5)是具有中心部和连接至中心部的横条的T形形状。

3.根据权利要求1-3中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

所述梁(5)是单个件。

4.根据权利要求3-4中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

在情况a)中，作用在撞杆(15)/模具(14)上的力(Fp)馈送到中心部中且驱动力(Fd)/保持力馈送到横条中，或者

在情况b)中，驱动力(Fd)/保持力馈送到中心部中，作用在撞杆(15)/模具(14)上的力(Fp)馈送到横条中。

5.根据权利要求2-5中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

所述传感器(8)被设计为应变仪，并且

在情况a)中，所述传感器(8)与用于馈送作用在撞杆(15)/模具(14)上的力(Fp)的部分相对设置，或者

在情况b)中，所述传感器(8)与用于馈送驱动力(Fd)/保持力的部分相对设置。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

所述传感器(8)被设计为压电传感器，并且

在情况b)中，所述传感器(8)与用于馈送驱动力(Fp)/保持力的部分相对设置。

7.根据权利要求1-7中任一项所述的压接压力机(1)，其特征在于，

梁(5)和梁(5)所连接的其它部件之间的接触区域相对于梁(5)的总的表面是较小的，所述接触区域设置在所述梁(5)的表面上。

8.一种压接压力机，包括：

机架；

由所述机架支撑的模具(14)；

撞杆(15)，构造为相对于所述机架移动；

驱动装置，连接至所述机架并构造为移动所述撞杆(15)；

梁，设置在所述驱动装置和所述撞杆(15)之间，所述梁具有接收作用在所述撞杆(15)上的力的第一部分、第二部分、第三部分，所述第一部分位于所述第二部分和第三部分之间，所述第二部分和第三部分接收从所述驱动装置作用的力；和

传感器，构造为测量所述梁的偏转弯曲。

9.根据权利要求9所述的压接压力机，还包括：

所述梁具有中心部，所述梁具有横条，所述中心部和所述横条形成T形。

10.根据权利要求9所述的压接压力机，其中：

所述传感器为应变仪。

11.根据权利要求9所述的压接压力机，其中：

所述应变仪与所述第一部分相对设置。

12.根据权利要求9所述的压接压力机，其中：

所述传感器为与所述第一部分相对设置的压电传感器。

13.一种压接压力机，包括：

机架；

由所述机架支撑的模具(14)；

撞杆(15)，构造为相对于所述机架移动；

驱动装置，连接至所述机架并构造为移动所述撞杆(15)；

梁，设置在所述机架和所述模具(14)之间，所述梁具有接收作用在所述模具(14)上的力的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分位于所述第二部分和第三部分之间，所述第二部分和第三部分接收从所述机架作用的力；和

传感器，构造为测量所述梁的偏转弯曲。

14.根据权利要求14所述的压接压力机，还包括：

15.根据权利要求14所述的压接压力机，其中：

所述传感器为应变仪。

16.根据权利要求14所述的压接压力机，其中：

所述应变仪与所述第一部分相对设置。

17.根据权利要求14所述的压接压力机，其中：

所述传感器为与所述第一部分相对设置的压电传感器。

18.一种压接压力机，包括：

机架；

由所述机架支撑的模具(14)；

撞杆(15)，构造为相对于所述机架移动；

驱动装置，连接至所述机架并构造为移动所述撞杆(15)；

梁，设置在所述驱动装置和所述撞杆(15)之间，所述梁具有接收所述驱动装置的驱动力的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分位于所述第二部分和第三部分之间，所述第二部分和第三部分接收作用在所述撞杆(15)上的力；和

传感器，构造为测量所述梁的偏转弯曲。

19.根据权利要求19所述的压接压力机，还包括：

20.根据权利要求19所述的压接压力机，其中：

所述传感器为应变仪。

21.根据权利要求19所述的压接压力机，其中：

所述应变仪与所述第一部分相对设置。

22.根据权利要求19所述的压接压力机，其中：

所述传感器为与所述第一部分相对设置的压电传感器。

23.一种压接压力机，包括：

机架；

由所述机架支撑的模具(14)；

撞杆(15)，构造为相对于所述机架移动；

驱动装置，连接至所述机架并构造为移动所述撞杆(15)；

梁，设置在所述机架和所述模具(14)之间，所述梁具有接收从所述机架作用的保持力的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分位于所述第二部分和第三部分之间，所述第二部分和第三部分接收作用在所述模具(14)上的力；和

传感器，构造为测量所述梁的偏转弯曲。

24.根据权利要求24所述的压接压力机，还包括：

25.根据权利要求24所述的压接压力机，其中：

所述传感器为应变仪。

26.根据权利要求24所述的压接压力机，其中：

所述应变仪与所述第一部分相对设置。

27.根据权利要求24所述的压接压力机，其中：

所述传感器为与所述第一部分相对设置的压电传感器。