CN1035221C - 压头驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于自动化接头压接机的压头驱动装置，有一带有偏置曲柄销的旋转曲轴和压头，压头安装成能沿朝向压接区的第一方向和离开压接区的第二方向作往复运动，还包括驱动连杆，该连杆的一端枢轴地连接于曲柄销，另一端枢轴地连接于连杆销，使压头随曲柄销的回转往复运动。压头安排成驱动连杆的一端在第一方向布置得比另一端较远，因而在压头向着压接区运动时驱动连杆处于受拉状态。

Description

压头驱动装置

本发明涉及一种将电气接头压接至导体上的机械，具体地说，涉及一种用于自动化接头压接机的压头驱动连接机构。

自动压按压力机早就用于连接器生产，以便高速大量地端接各种电缆。图1与图2分别是一种曲型的768793型自动压接“T端接装置”的侧视图和正视图，这种装置可从AMP公司购买到。一般来说，这种压力机包括一个往复运动的压头组件1，此组件由一电机3通过转矩放大装置5来驱动。在压头组件1的下侧可附装各种压接工具头。附装的工具头随着压头组件被驱动至连续供给器8附近，此供给器提供所要按压的接头。

为了产生压接作业所要的足够的向下压力需要显着地放大转矩，在图示的机器中，这靠带轮驱动的转矩放大装置5来实现。更具体地说，电机3安置在所示压力机的下部支架上，驱动安置在该压力机后部的带轮4。带轮4驱动向上延伸且围绕着大飞轮9的传动带7，而该飞轮又通过装在飞轮9中的联轴器来驱动一圆柱形曲轴，此曲轴可旋转地安置在压力机的上部并伸展至该压力机的前方，偏置的曲柄销2从曲轴的端面向前突出。此曲柄销2偏离曲轴的回转轴线。当曲轴旋转时曲柄销2绕上述回转轴线旋转。

普通的自动压接压力机具有推进杆设计，其中，曲柄销2直接与推进杆6相连，而推杆6则又通过一球窝关节11与压头20相连接。曲柄销2在环绕运动180°中向下压推杆6和压头20，使整个压头组件1与压接工具头向供给器8前进。这里所示的压力机及其商业上的同类机械都不能方便地调节压接高度以补偿象工具磨损、替换部件的尺寸容差以及温度变化引起的尺寸变化等。而且，目前的压头组件1的构形也难以结合一种适当改进的调节措施。

此外，尽管压头组件1可以在等于曲柄销2行程长度的距离上如1.625″作往复运动，但接头却只是在压头组件向下位移最后部分的压接区内，即向下位移的最后0.1″内被压接的。使压头组件1移动所需的力是比较小的，除了真正压接接头的短时间内，这时大约要几千磅的力才能使接头变形。把真正出现压接的那部分曲柄销的转动加以扩展就可以得到对压头驱动更大的机械效益，因而可以用比较小的电机3。所以，最好能在曲柄销旋转的初期集中压头的大部分位移离开行程的上死点，从而使曲柄销旋转的更大部分能用于实际压接作业。然而，现有的推杆设计倾向于在曲柄销向下作最好90°旋转时产生大部分压头的向下位移，如图6中压头位移与曲柄销旋转的关系曲线图所示。压头位移对曲柄转动的曲线图，会因推杆长度的改变而改变，但是，推杆设计最好也只能在曲柄销向下作初始90°旋转及作最后90°旋转时产生相等的压头位移即纯粹的正弦运动。有利的是，如果能提供一种压接机，此压接机能在曲柄销向下作初始90°旋转的过程中使压头有大部分位移，以便增加用于压接作业的曲柄销旋转的角度。这一点本发明是通过利用受拉力的连杆向下牵引压头而不是利用推杆上的压力来实现的。本发明还便于原设备制造(OEM)或更新增设一压接高度调节部件。

本发明一个目的是提供一种用于自动化接头压接机的改进的压头驱动装置。

本发明的另一个目的是提供一种能增加压头驱动行程底部处力的集中程度的压头驱动装置。

本发明的再一目的是提供一种具有降低的能量输入要求的压头驱动装量。

本发明的又一个目的是提供一种有重量较轻的驱动元件以及缩小了整体结构尺寸的压头驱动装置。

本发明还有一个目的是提供一种压头驱动装置，在此装置中，为了操作者的安全，驱动连接机构的所有运动部分都包含在压头之后并加屏闭。

上述及其它目的是通过一种压头驱动装置来实现的，该装置包括一个在一端上带有偏置驱动件的驱动轴，而所述偏置驱动件在驱动轴旋转对绕该驱动轴的轴线转动。提供有电机一类的装置使上述曲轴旋转。安装有一压头，此压头能在向着压接区域的第一方向以及离开上述压接区域的第二方向作往复运动。驱动连杆的一端以枢轴的方式连接于驱动件、另一端连接于压头，从而能使压头随所述驱动件的转动而往复运动，所述压头设置成能使驱动连杆的一端在上述第一方向相对地远于该件的另一端。通过这种设置，所述驱动连杆在压头作往复运动中朝向压接区域时处于拉伸状态。这种拉杆结构当压头在压接区域内对用于使该压头移动的曲柄轴旋转角度增大，从而增加了压接区域内压头上力的集中程度。

依照本发明的另一个方面，压头的一部分限定了一个由壁面界定的空腔，而且，该压头还有一穿过上述空腔的连接销，而由相对的壁面支承着连接销。一小孔从空腔穿过所述相对的壁面之一。驱动件包括一个从曲轴的一端穿过小孔的曲柄销。驱动连杆安置在空腔内，它的一端限定了接纳曲柄销的开孔。

一种用于自动化接头压接机的压头驱动装置，它包括：一端有偏置驱动件的曲轴，该驱动件在曲轴旋转过程中可绕上述曲轴的轴线转动；使曲轴旋转的装置；一压头，此压头安装成能沿朝向压接区域的第一方向以及离开上述压接区域的第二方向作往复运动；以及一驱动连杆，其一端以枢轴方式连接到驱动件、另一端连接到压头，使压头随着驱动件的回绕运动作往复运动，所述压头安置成使驱动连杆的一端在第一方向内比驱动杆的另一端相对地更远一些，由此，驱动连杆在压头往复运动过程中向着压接区域时处于拉伸状态。

图1及图2中的No.768795型“T端接装置”带有一种现有的压接高度调节装置。压接高度指的是接头在压力机中被压接之后的垂直高度。压接高度是压力机闭合高度的函数，即压头20处于其冲程最下界时上、下压接工具之间的尺寸的函数。附装的工具头向着它推进的下压接工具处于一精密调节平台12上。转动调节钮13可使精密调节平台12垂直偏移，而改变调节平台12以及下部压接工具的偏移量会引起压接高度的变化。不幸的是，包括调节平台12、钮13以及其中的所有零件都是复杂而精密加工的零件。该调节装置的复杂性要求对该装置进行严格的OEM，并无法作为一种更新部件而出售。更重要的是，这种复杂性极大地提高了“T端接装置”的成本。此外，调节装置位于工作区域下方，因而可能容易被污垢及碎屑堵塞。

不仅存在着难以使用的压接高度调节装置，现有的压头驱动组件还会引起其它一些问题。例如，从曲柄销2到压头20的动力传递存在着缺陷，而这导致压接点处的力小于最佳值并使压力机的结构可能损坏。本文所述的改进型压头驱动装置针对这些问题加以解决，该驱动装置使用了改进型压接高度调节装置，这是本发明的另一个特点。如果提供一种用于上述调节装置的简化结构，不仅降低了成本，且将调节装置提高到工作区域上方，并对现有的“T端接装置”加以改进这将是极为有利的。

本发明还提供一种安放在自动化接头压接机的往复压头内的改进型压接高度调节装置，用来调节压接高度。本发明的压接高度调节装置包括一个由压接机的压头上装的圆柱形压接高度调节销。此调节销具有偏心的中间部分，该部分以支承结合的方式与压接机的驱动连接杆相连接。压接高度调节销上装有一个转动体，用来控制偏心中间部分的转动。通过控制压接高度调节销之偏心中间部分(通过转动体)的转动，压头可垂直地偏移，从而调节压接机的压接高度。

所述转动体可以是在压头外部装到压接高度调节销上的一个简单的手动调节臂，允许该调节销作杠杆作用的旋转。另一种方案，转动体也可以是一自动的组件，譬如在压头外部连接于压接高度调节销的第一旋转齿轮、一端有蜗杆以便与第一旋转齿轮相啮合的轴、一独立于压头安装的并与所述轴的的另一端相啮合以便将旋转运动传给该轴从而使调节销的偏心部分旋转的电机。上述两种情况的任一种中，本发明都对压接机中所挤压的接头压接高度提供方便的“在飞行中”(on-the-fly)(边工作，边调节)的调节。

以下参照附图以举例的方式说明本发明的实施例，在附图中：

图1与图2分别是普通自动接头压接机的侧面及正面透视图；

图3是本发明压头驱动装置的分解透视图；

图4是图3压头驱动装置的侧剖图；

图5是图3与图4压头驱动装置的正剖图；

图6是带有一推杆的先有技术的压接压力机的压头位移与曲轴转角关系的曲线图以及按本发明带有拉杆的压头驱动装置的压头位移与曲轴转角关系的曲线图；

图7是本发明的压接高度调节销的分解透视图，所述的调节销包括在图3至图6所示的压头驱动装置内；

图8是图7中压头的后视图；

图9是带有图7中压接高度调节销的压头驱动装置的侧剖图；

图10是带有图7中压接高度调节销的压头驱动装置的正剖图；

图11是图7至图10中压头及压接高度调节销的俯视图；

图12是图7至图10中压头及压接高度调节销的正视图；

图13是按本发明的压接高度调节销的放大侧视图；

图14是按本发明的压接高度调节销的放大透视图；

图15是一自动接头压接机的局剖透视图，该压接机包含了按本发明的另一种机动压接高度调节装置。

图1及图2说明一种现有的No.768793型自动接“T端接装置”，此装置可以AMP公司购得。这种压力机可以引入本发明的压头驱动装置加以改进。所述压力机包括一压头组件1，此压头组件含有一个由电机3通过转矩放大装置5驱动的往复压头20。在该压力机的上部安装有一可以转动的曲轴将运动从转矩放大装置5传递给压头组件1。压头20的下方可以安装各种压接工具头，而附装的工具头由压头20向下驱进至与一接头连续供给器8相邻的工作区内，上述供给器8使被压接的接头定位。

图3是本明的压头驱动装置的分解透视图，该压头驱动装置包含在图1与图2所示的自动接头压接机内。图3中的曲轴10延伸至该压力机的前部，驱动件2从曲轴的端面向前突出。在所示的实施例中，驱动件2是一曲柄销，它偏离曲轴的回转轴线并在曲轴旋转时绕上述轴线回转。当然，驱动件2的其它等效形态，如限定于曲轴10端面上的偏置孔等对通晓本技术的专家来说都是显而易见的，因而驱动件2用来包括所有的等效形态，并非仅限于本实施例。

本发明的压头驱动装置包括一两边有法兰边缘22的空心块体形状的改进型压头20。空心块体的内部限定了一空腔24。在压力机侧轨14之间限定的凹槽16接纳压头20。该压头20内一对压条30限制在凹槽16之内，压条用螺栓32固定在压力机的侧轨14上。边缘22保持在压条30之后可以滑动，使压头20可以垂直滑动。

如图4所示，压头20的后壁26限定了一个壁孔38，此壁也提供了一个开口，曲柄销2通过此壁孔延伸进空腔24。所述壁孔38大到足以为曲柄销2在其中作无障碍回转运动提供空间。

如图3及图4所示，驱动连杆40包括一端有下孔42另一端有上孔44的整体件。驱动连杆40处于压头20的空腔24内。曲柄销2穿过壁孔38(图8)突出并像枢轴一样被接纳在驱动连杆40的下孔42内。驱动连杆40从与曲柄销2的枢轴接合处在空腔24内向上伸。压头20的后壁26及前壁28分别在对应于驱动连杆40的上孔44的位置限定通孔46、48。

以下将详细说明的连杆销50被枢轴地接纳在驱动连杆40的上孔44内并固定在压头20的通孔46、48内。连杆销50将驱动连杆40枢轴地连接于压头20。所以，本发明的压头驱动连接机构包括曲柄销2与驱动连杆40之间、通过嵌在下孔42内的曲柄销2的第一或下枢轴联接，和压头20与驱动连杆40之间、通过嵌在上孔44内的连接销50的第二或上枢轴联接。

在操作过程中，曲轴10的旋转使曲柄销2绕曲轴10的旋转轴线作回转运动。曲柄销2的每次回转都使曲柄销2即产生左右位移又有垂直位移。左右位移分量被仅以摆动方式作往复枢轴运动的驱动连杆40所吸收。所以，左右往移分量不会使压头20运动。

曲柄销2的垂直位移分量直接转化成压头20的垂直往复运动。当曲柄销2向上回转时，驱动连杆40被压向连杆销50，此销则使压头20在压条30之间向上滑动。反之，曲柄销2的向下位移拉伸驱动连杆40并在侧轨14之间向下牵引压头20。正是压头20的这种向下的往复运动形成对支承在压力机底座上的下压接工具上的接头的冲击。

驱动连杆40在压头20的整个向下运动中始终保持着拉伸状态，这种受拉伸的驱动能有利地改进压头20的向下运动和压接冲击的力特性。图6图示了具有先有技术推杆结构的“T端接器”压力机中以及按本发明的拉杆压头驱动装置的“G端接器”压力机中作为曲轴转角函数的压头的位移。如图6所示，“T端接器”产生的压头位移中，曲轴后90°转角中所出现的压头位移大于曲轴前90°转角中所发生的压头位移。另外，压头在“压接区域”，即压头位移最后0.1″，大致相当于曲轴转角28°内有驻留，比较而言，“G端接器”在曲轴前90°转角中压头向下位移大约三分之二。然后，压头以低于“T端接器”中相应压头的速度继续向下。但是，由于“G端接器”中在曲轴前90°转角内压头位移有较大的增加，压头在曲轴转动的下死点之前约43°处就进入压接区域，从而增加了在压接区域内的驻留时间，同时也增大了通过压头传递作用于接头上的力。

此外，所述的压头驱动连杆的运动部分包容在压头20后面，并被遮挡起来，以利于操作者的安全。

而且，采用本发明的上述压头驱动连杆便于使用压头高度调节装置以补偿工具头、接头销等中的容差。

如图5局部剖示图所示，改变曲柄销2的第一枢轴联接与连接销50的第二枢轴联接之间的垂直间隔d，能很容易调节压接高度。连接销50有一偏心，按照图7至14所示并有描述的方式旋转调节销50，就可以调节压接高度。

从图10最容易看出，压头20向下往复运动的范围和压接高度调节销50的轴心与该销在压头向下往复运动过程中同驱动连杆40的支承接触点之间的距离D有关。压头20向下往复运动时，驱动连杆40处于受拉状态，而调节销50与驱动连杆40之间的支承接触点是在调节销50上方(如图10中所示)沿虚线36上。虚线36在曲柄销2旋转时与调节销50的中央轴线59和曲柄销2的中央轴线15相交。当压头20处于其下行行程的最上端及最下端时，虚线36是垂直的而所述的支承接触点处于调节销50的顶点(如图10中所示)。本发明的压接高度调节销50允许以下述方式对距离D进行方便的调节。

图13是压接高度调节销50放大的侧视图，显示了该销结构的细节。压接高度调节销50限定了一个三层阶梯轴，具有一相对较小直径的第一圆柱部分51、一中等直径的第二圆柱部分52、以及一较大直径的第三圆柱部分53。第三部分53在调节销轴线59上与第一部分51共轴心。中间部分52的轴线55平行于销的轴线59但有偏移。这样，中间部分52对调节销轴线59是偏心的。如图13所示，中间部分52的轴线55相对销轴线59偏移0.010英寸的偏心尺寸E。

参照图7及图11，压接高度调节销50这样安装在压头20内，使第一部分51枢装在压头20后壁26上的开孔46内，同时使第三部分53枢装在压头20前壁28上的开孔48内。中间部分52的端面66则贴靠在后壁26上，防止调节销50穿过压头的后壁移动。中间部分52安装在压头20的空腔24内的驱动连杆40的上孔44中。这样，驱动连杆40就能保持在压头前后壁28、26之间的压接高度调节销50上并与调节销50中间部分52有支承接触。

再参照图10，中间部分52的半径限定了距离D。具体地说，距离D等于销轴线59(由共轴的第一和第三部分51及53所限定)与驱动连杆40和中间部分52之间的支承接触点间的距离。由于中间部分52相对于销的轴线59是偏心的，调节销50绕其轴线59旋转就会使距离D改变，进而改变压力机的关闭高度以及所压接的接头的压接高度。例如中间部分52可以有选择地由整个调节销50的转动来转动，从而改变轴线59与中间部分52边缘之间的距离D。所以改变调节销50的角方位可以改变压头20向下位移的最大距离(从而改变了压接高度)。

如图9及图11所示，最好设置一个加脂嘴83便于加润滑脂。加脂嘴83连接到压接高度调节销50上，此销有一中心通道68，通过该通道可加注润滑脂。润滑脂沿通道68流动，经过孔隙57注入环绕中间部分52周边的润滑脂槽56内，为驱动连杆40的上枢轴联接提供润滑脂。有些脂还可继续经由驱动连杆40上的通道43(图9)流入下孔42，从而，为驱动连杆40与曲柄销2的下部枢轴联接处提供润滑剂，上述所有这一切都在压力机的前部。

一种使调节销50转动的旋转体手柄80提供的，该手柄在压头20的前部与调节销50相连。旋转体手柄80的一端带有一通孔84(图9及图11)，此通孔84用于接钠调节销50的销杆54。定位螺钉88嵌入销杆54上的凹窝74(图13)将旋转体手柄80固定到调节销50上。旋转体手柄80可以使调节销50手动转动，而使偏心的中间部分52有选择地定位于不同方位，调节压接高度。结果，机器操作者可以重新定位压接高度调节销50，从而改变压头20可达到的最大向下位移(即压接高度)。旋转体手柄80有一段从调节销50外伸的长度，为转动调节销50时提供足够的杠杆比，从而在希望增加压接高度时提高压头20。

用连接在压头前壁28上的面板70将压接高度调节销50安装于压头20之内。面板70带有一孔76(图7)，调节销50的销杆54经由此孔伸出。孔76的直径小于第三部分53的直径，这样，当面板70安装在前壁28上时可以防止调节销50穿过前壁28抽出。

以下说明压接高度调节销50的操作。如图9所示，曲轴的曲柄销2的回转会突进压头20并枢轴地接合在驱动连杆40的下孔42内。驱动连杆40的上孔44环绕压接高度调节销50的中间部分52。曲柄销2的所有垂直位移通过驱动连杆40直接传递，形成压头20的垂直往复运动。曲柄销2向下回转时使驱动连杆40受拉伸，同时在轨道30内向下拉压头20。压头20的这种向下往复运动以压接冲击而终止，向下运动的距离限定了压接高度。同样，该向下移动的距离是压接高度调节销50的轴线与该销同驱动连杆40的支承接触点之间的距离D的函数。

参照图11和图12，旋转体手柄80垂直于压接高度调节销50，并沿压头20的前面延伸。位于手柄80一端的止动销82与沿面板70外缘限定的一系列凹槽72相配合构成了强制性的止动装置，此装置以可释放的方式将手柄80保持在选定的角方位上，凹槽72设置在沿止动销82的弧形摆动路径上。手柄80端部的弹簧86径向向内压着止动销82以使销82保持在凹槽72之一内。与止动销82相连的手持部分64可以用来使止动销径向外移从凹槽中脱开，因而，手柄80可有选择地转动以调节压接高度。止动销82与凹槽72合作，提供了一种机构能以精密增量调节压接高度，并保持所选定的压接高度直到需要进一步调节为止。由于调节销50的中间偏心部分52的构形，销50定常角增量的转动会使压接高度有不同增量变化。最好止动机构能在每个凹槽间得到等增量变化的压接高度。所以，凹槽72在沿止动销82的弧形摆动路线上应按不均匀的距离间隔设置，使止动销82在凹槽72的两个相邻的槽间移动，压接高度能以等增量变化，在本申请人的一个最佳实施例中，此等增量是0.0005英寸。

在本发明的各种实施例中，手柄80可连接到销50上，使该手柄80能沿相对于中间部分52的最大偏心度偏移一个角度的方向延伸。最佳的是，手柄80这样连接到销50上，当手柄80如图12所示设置在沿其弧形摆动路线的中间位置时，压力机会产生介于其可调范围的最大与最小极端中间的标称压接高度。如图12所示，凹槽72设置于手柄80弧形摆动路线的约130。的范围内。如果需要的话，上述弧形摆动路线也可扩展到分布在180。的范围，从而，可以从有固定偏心距E的销50来进行全程压接高度调节。

图15说明了通过转动调节销50来调节压接高度的另一种实施例。不是手动旋转手柄80而是一个第一旋转齿轮90在压头20的外部连接于压接高度调节销50。在压头20上邻近第一旋转齿轮90处设置有一对成整体的安装架92。此对安装架92使得轴94上的第一蜗杆93与第一旋转齿轮90啮合。轴94相对压接高度调节销50延伸并穿过安装架92。第二旋转齿轮96安装在轴94的上端处。安装在此接头压接压力机内的驱动电动机98

有与第二蜗杆97相连接的电机轴，而第二蜗杆则与第二旋转齿轮96相啮合。电机98可以是任何普通电动机包括能以增量角度调节压接高度调节销50的步进电机。电机98的运行使轴94转动，而轴94又使第一旋转齿轮90以及调节销50旋转。利用图15中的实施例，可以自动地调节压接高度。

Claims (10)

1.一种用于自动化接头压接机的压头驱动装置，它包括：

一根曲轴，此曲轴的一端带有一个偏置驱动件，该驱动件在曲轴旋转过程中可回绕上述曲轴的轴线转动；

使上述曲轴旋转的装置；

一个压头，此压头安装成能沿朝向压接区域的第一方向以及离开上述压接区域的第二方向作往复运动；以及

一个驱动连杆，此连杆件的一端以枢轴的方式连接于上述驱动件，另一端连接到上述压头，从而能使压头随驱动件的转动而往复运动；

其特征在于，压头安排成使驱动连杆的一端在所述的第一方向内布置成相对地比该连杆的另一端远些，由此，该驱动连杆在压头朝向压接区域作往复运动时处于拉伸状态。

2.如权利要求1所述的压头驱动装置，其特征在于，驱动连杆的另一端以枢轴的方式与压头相连。

3.如权利要求1所述的压头驱动装置，其特征在于，压头带有一连杆销，而驱动连杆的另一端以枢轴的方式与该连杆销相连。

4.如权利要求3所述的压头驱动装置，其特征在于，压头的一部分限定了由壁面所包围的空腔，连杆销穿过空腔并由相对的壁面所支承，驱动连杆则安置在空腔内。

5.如权利要求4所述的压头驱动装置，其特征在于，孔从空腔穿过压头的相对的壁面之一延伸，驱动件包括从曲轴的一端穿过孔延伸的曲柄销此曲柄销接合在驱动连杆的一端所限定的孔中。

6.如权利要求2所述的压头驱动装置，其特征在于，所述连接销具有：一偏心部分，此部分与驱动连杆作支承接合；连接到所述连杆销的一旋转体，用来控制所述偏心部分的旋转，由通过上述旋转体控制偏心部分的旋转，可以使压头垂直地偏置，从而调节了压接机的压接高度。

7.如权利要求6所述的压头驱动装置，其特征在于，所述旋转体包括一手动调节臂，此臂从所述压头的外部连接到所述连接销，从而使该销作受杠杆作用的旋转。

8.如权利要求7所述的压头驱动装置，其特征在于，所述手动调节臂带有一面向后方和压头相接触的止动销，在一弧形路线上沿上述压头限定有多个凹槽，以便根据所述调节臂选定的方位将所述止动销插入不同的凹槽内。

9.如权利要求7所述的压头驱动装置，其特征在于，连接销上设置有：一个润滑脂嘴，从所述调节臂朝向外侧以便由此注入润滑脂；以及一中央通道，此通道与润滑脂嘴有流体通道相联，从而在偏心部分处将注入的润滑脂向外排挤到压接机的驱动连杆。

10.如权利要求6所述的压头驱动装置，其特征在于，所述的旋转体包括第一旋转齿轮，此齿轮可与连接销一起转动，一连接于压头的轴上有第一蜗杆与第旋转齿轮相啮合，一独立于压头安装的电机连接到所述轴并使之旋转，所述电机通过所述蜗杆使第一旋转齿轮分步增量地旋转从而使所述连接销旋转。

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