CN1064352A - 用于测定在接线端子压接时作用在其上的力的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是要测定作用在受压接在导线上的接线 端子上的力。压接机构包括一个其偏转量与压接杆 作用在接线端子上的压接力成正比的悬臂构件。此 偏转量被四个连接到悬臂构件上并在电气上连接成 一个惠斯登电桥的应变片所检测。该惠斯登电桥的 输出随后被转换成作用在接线端子上的实际作用 力。

Description

本发明涉及接线端子在导线上的压接（crimping），具体地涉及在压接过程中作用在接线端子上的力的测定。

接线端子一般是通过一个由常规压力机操动的接线端子接合器（applicator）压接在导线上。这种压力机和接合器的装置公开在1965年5月25日授予Sitz的美国专利3，184，950中，这个专利通过引用结合到本发明中。这种接合器包括两组压接模具，一组用于将接线端子压接在导线的导体上，另一组用于将接线端子的应力卸除部分压接在导线的绝缘部分上。每个压接模具组包括一个压接杆（crimping  bar）或冲头，和一个配对的砧子。砧子通常相对于压机的底座静止地固定住，而压接杆装在压机的滑块上并随之往复运动以与相应的砧子接合与脱离。这种类型的接合器并不配备用于检测和测量在压接过程中作用在接线端子上的力的设施。另一方面，1989年8月15日授予Yeomans的美国专利4，856，186示出了一种采用一个装接到压接砧子上的应变片来检测作用在接线端子上的力的压接压机，此专利通过引用结合到本发明中。由于压接压机和接线端子接合器是要安排来接受各种各样的压接模具组，所以此种装置的每个砧子上必须装有应变片。当然，这样会增加费用，并且在每次更换模具组时需要重新连接电接线。曾经尝试将一个应变片放置在接合器的底座内，但是，由于砧子下面缺少空间以及难以将导线导体压接力跟导线绝缘部分压接力分开，这些尝试都不成功。

本发明提供用于测量在接线端子压接在导线导体上时作用在该接线端子上的力而排除了加在导线绝缘部分上的压接力所要求的检测器与装置，同时在更换模具组时无需重新连接检测器元件。

本发明提供了一种用于确定作用在压接到导线导体上的接线端子上的力的装置。所提供的接线端子接合器具有一个底座和一个作与之相对的相对往复运动的压机滑块，以及一个压接模具组。该模具组的砧子装到底座上，而模具组的压接杆通过一个偶联装置连接到该压机滑块上，该偶联装置包括一个从压机滑块上伸出的悬臂构件和一个将压接杆固定到压机滑块上的紧固装置。压接杆具有一个被以约1000磅的力压靠着压机滑块安装面的主表面和一个与悬臂构件贴靠接合的贴靠表面，以使在压接过程中仅由于接线端子压接到导体上而作用在接线端子上的力的很大一部分通过压接杆传递到悬臂构件上。提供了一个用于测量作用在悬臂构件上的力的测量装置和一个用于将该测出的力转换成作用在接线端子上的实际作用力的装置。

本发明将借助示例结合附图进行描述，在附图中：

图1和图2分别是一个现有技术接线端子接合器的一个部分的前视图和侧视图，示出压接杆固定到压机滑块上的方式;

图3和4分别是本发明的接线端子接合器的一个部分的前视图和侧视图，示出压接杆固定到压机滑块上的方式;

图5是图4中箭头5标示部分的等角放大视图;

图6是示出图5的应变片的电气连接的线路图;

图7是类似于图4的视图，示出了本发明的第二实施例。

图1和图2示出了在上面引用的美国专利3，184，950公开的典型的现有技术接线端子接合器10的一个部分。该接合器包括一个底座12和一个设置来进行朝着和背离该底座12的往复运动的压机滑块14。图中还示出了用于将接线端子压接到导线的导体上的模具组16。模具组16包括一个通过未示出的合适的螺纹紧固件固定到底座12上的砧子18，和一个通过拧入压机滑块14的孔内的螺纹紧固件22固定到压机滑块14上的压接杆或冲头20。压接杆20具有一个被螺纹紧固件22紧紧地压靠在压机滑块14的安装表面26上的主表面24。压接杆20还有一个与设置在压机滑块14上的台肩30贴靠接合的贴靠表面28。在压接过程中，因压接杆20与砧子18接合而作用在接线端子上的力通过砧子18向下传递到底座12上，以及借助于螺栓22通过压接杆20向上传递到台肩30和安装表面26两者上。螺栓22通常紧固到约70英寸磅的扭矩，形成一个约2000磅的夹紧力压紧在安装表面26上，导致向上传递的力有一部分从压接杆20转到安装表面26上。此压接力会阻止压接杆20在操作过程中发生侧向运动。应该理解到，此图是现有技术接线端子接合器的作了一些简化的视图，其中略去了许多部件，例如绝缘部分压接模具组以及闭合高度调节机构和送料机构。但是，目前公开的内容重点是测量在接线端子压接到导线的导体上时作用在接线端子上的力，因此，该公开重点只局限于针对该目的的结构。如果需要，上面引用的美国专利3，184，950将提供这种接线端子接合器的详细说明。

图3和图4示出了类似于图1和图2公开的接线端子接合器的本发明的接线端子接合器40的一个部分，示出了压接杆连接到压机滑块上的方式。接合器40包括一个底座42和一个按类似于现有技术接合器10的方式设置来进行朝着和背离底座42的往复运动的压机滑块44。图中示出了一个用于将接线端子压接到导线的导体上的模具组46。模具组46包括一个用任何合适的装置固定到底座42上的砧子48，和一个固定到压机滑块44上的压接杆或冲头50。压机滑块44包括一个安装表面52和一个从该安装表面向外伸出的悬臂构件54，如图3和图4所示。在安装表面52上设有一个围绕着悬臂构件54的沉切55，设置的目的将在下面陈述。悬臂构件54包括一个基本上垂直于安装表面52的限位表面56。

具有一个主表面60的压接杆50通过螺栓62固定到压机滑块44上。螺栓62紧固到约70英寸磅的扭矩，形成一个将主表面60压靠在安装表面52上的约2000磅的压紧压力。在本示例中，在主表面60和安装表面52之间设置有一材料层64，设置的目的将在下面描述。压接杆50在其一端具有一个用于与砧子48配合的模具开口66。在压接杆50的另一端设有一个贴靠表面，它与悬臂构件的限位表面贴靠接合，如图3和图4所示。

悬臂构件54和压机滑块44是整体结构，它是用单块材料加工出来的。4个应变片70、72、74和76以通常的方式装接到悬臂构件上，应变片70和72设置在与限位表面56相反的表面78上，而应变片74和76设置在限位表面56上，如图5清楚地示出的那样。在本示例中，所用的应变片的型号为TK-06-S085N-350，是由北卡罗来纳州来利的测量集团有限公司制造的。但是，在本发明的实践中，任何合适的应变片都可以使用。

图6示出了4个应变片70、72、74和76的电连接的线路图，4个应变片分别用标号70′、72′、74′和76′表示。注意4个应变片连接成惠斯登电桥，其节点80和82分别连接到恒定电流源84和地上。这种连接以通常的方式提供一个流过惠斯登电桥的稳定电流。一个电压监察装置88接到节点90和92上以检测电路中的电压变化。本发明示例中的监察装置88包括一个模拟/数字转换器和一个以类似于美国专利4，916，810中所示的方式连接的计算机，该专利在1990年4月17日授予Yeomans，通过引用结合在本发明中。

在操作中，未示出的一个接线端子和相联的导线放置在砧子48上，见图3和图4，并使压机滑块44向下朝着底座42作往复运动。当压接杆50跟接线端子接合时，接线端子的抗力形成一个力向上通过压接杆50，使贴靠表面68推向悬臂构件54的限位表面56。从图4看，这样就导致悬臂构件54向上偏转一个基本上与作用在受压接的接线端子上的力成正比的偏转量。从图4看，沉切55通过使悬臂构件54的根部进一步离开限位表面56而增大了偏转。悬臂构件54的这一向上偏转使应变片70和72承受一个轻微的压缩，而使其它的应变片74和76承受一个轻微的拉张。这依次导致惠斯登电桥电路内的不平衡，从而导致在节点90和92处的电压发生变化，这一电压变化与作用在悬臂构件上的力成正比，因而是作用在受压接的接线端子上的力的指示。这样所导致的变化了的电压由装置88监测出并以在上面引用的美国专利4，916，810中描述的方式转换成作用在接线端子上的实际作用力。或者，如果需要的话，可以采用工业中公知的任何合适的装置完成这种转换。

为了使悬臂构件受到偏转，如上所述，压接杆50的贴靠表面68必须向上运动一个与压接操作对应的限定量。但是，如上面所述，压接杆50以一个约2000磅的力夹紧到压机滑块44上以在生产压接过程中为压接杆提供侧向稳定性。此夹紧力使通过压接杆向上传的压接力扩散到压机滑块44上，因此使悬臂构件偏转的合力不等于作用在受压接的接线端子上的力。而且，这两个力之间的差值受到表面60和52的状况及夹杂物的存在的影响。为了将这种差值降到最小并提供高度的再现性，料层64被夹在两个表面60和52之间。料层64可以是任何具有足以使其能够承受2000磅夹紧力的弹性模量和具有一个约0.1或小一些的对钢的摩擦系数的材料。已发现油层64在夹紧压力作用下很易被挤出，但是，具有约0.04或更小的摩擦系数的聚四氟乙烯、通常称作特氟隆的料层、发现相当满意。虽然本发明所揭示的内容可以有利地在不包含料层64的情况下使用，但是包含这一料层会使系统对由压接杆50作用在接线端子上的力的微小变化反应更加灵敏。此外，料层64具有足够的抗压强度，让压接杆50能够压紧到压机滑块44上以确保压接杆在持续生产操作中保持侧向稳定性。

接线端子接合器40的一种变型示出在图7中，它多少类似于图4所示的接合器，用同一的标号表示同样的部分。如图7所示，料层64由一对槽沟100所替代，该对槽沟100设置在安装表面52上并横贯该表面，在螺栓62每一侧有一条槽沟100。设置一对滚子，每条槽沟内设置一个，如图7所示。槽沟100具有稍小于滚子直径的深度和稍大于该直径的宽度，从而允许垂直方向稍有一点滚动作用，如图7所示。采用这种结构，螺栓62可以紧固到为压接杆50提供必需的侧向稳定性所需的数值，与此同时为压接杆提供微小的垂直运动以便如上所述那样使悬臂构件偏转。采用这种结构，可以采用任何所需数量的槽沟100和滚子102，并且槽沟100可以设置在安装表面52内或在主表面60内。此外，槽沟100和滚子102可以用容纳滚珠或其它滚动构件的开口代替，这些开口可以是任何合适的形状。

本发明一个重要优点是作用在受压接的接线端子上的力可以容易地并准确地测定，同时保持压接杆的侧向稳定性。实现这点并不需要给每个不同的压接砧装备应变片的附加费，也无需在更换模具组时重新进行电连接。

Claims (10)

1、一种用于通过一个压接模具组将接线端子压接到导线的导体上的接线端子接合器，该接合器具有一个底座和一个设计来作相对往复运动的压机滑块，所述压机滑块装有所述压接模具组的压接杆，而所述底座装有所述压接模具组的砧子，所述压接杆具有一个主表面和一个与之毗邻的贴靠表面，

其特征在于：

用于测定只由所述接线端子压接在所述导体上导致的、作用在所述接线端子上的力的装置包含有：

(a)用于将所述压接杆连接到所述压机滑块上的偶联装置，所述偶联装置包括有：

(1)一个从所述压机滑块上伸出的悬臂构件；

(2)紧固装置，它用于将所述压接杆固定到所述压机滑块上，使所述压接杆的所述主表面以一个足以确保所述压接杆相对于所述压机滑块的侧向稳定性的力压靠在所述压机滑块的安装表面上，并且所述贴靠表面与所述悬臂构件贴靠接合；

因而在所述接线端子的所述压接过程中，作用在所述接线端子上的力的很大一部分通过所述压接杆传递到所述悬臂构件上；

(b)用于测量在所述接线端子的所述压接过程中作用在所述悬臂构件上的力的大小的测量装置；和

(c)用于将所述测出的力转换成作用在所述接线端子上的所述力的装置。

2、根据权利要求1的接合器，其特征在于所述测量装置包括有至少一个应变片与所述悬臂构件相联。

3、根据权利要求1的接合器，其特征在于所述测量装置包括一对设置来在所述接线端子的所述压接过程中检测所述悬臂构件的压缩情况的应变片和一对设置来在该压接过程中检测所述悬臂构件的伸张情况的应变片，所述两对应变片在电气上连接成一个惠斯登电桥。

4、根据权利要求3的接合器，其特征在于所述悬臂构件从所述压机滑块的所述安装表面上伸出，并且所述安装表面在基本上环绕所述悬臂构件的邻近区域上具有沉切。

5、根据权利要求1的接合器，其特征在于它包括一层具有约为0.04或小一些的表面摩擦系数的材料，所述料层设置在所述主表面和所述安装表面之间。

6、根据权利要求5的接合器，其特征在于所述料层是一层聚四氟乙烯。

7、根据权利要求6的接合器，其特征在于所述聚四氟乙烯层设置在所述主表面或所述安装表面中之一上。

8、根据权利要求6的接合器，其特征在于所述聚四氟乙烯层与所述主表面和所述安装表面是分离的。

9、根据权利要求1的接合器，其特征在于包括有：

（a）至少两个形成在所述主表面或所述安装表面中并跨在所述紧固装置上的开口;

（b）在每个所述开口中有一个具有特定直径的滚动构件;其中每个所述开口的深度小于所述特定直径，而其宽度大于所述特定直径。

10、根据权利要求9的接合器，其特征在于所述开口是槽沟，而所述滚动构件是滚子。

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