DE102004053126A1 - Method and device for connecting an electrical transmission element with a contact element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements (6) mit einem Kontaktelement (5). Das Übertragungselement (6) weist wenigstens einen elektrischen Leiter (61) auf, der von einer Aderhülle (62) umgeben ist. Das elektrische Übertragungselement (6) und das Kontaktelement (5) werden zur Herstellung einer Verbindung einer Arbeitsstation (2) zugeführt und verbleiben für einen Arbeitsvorgang mit einer vorbestimmten Verweildauer in der Arbeitsstation (2), bevor sie der Arbeitsstation wieder entnommen werden. In der Arbeitsstation (2) wird die Aderhülle (62) mit wenigstens einem Crimpelement (51) des Kontaktelements (5) vercrimpt und im gleichen Arbeitsvorgang der elektrische Leiter (61) mit einem Kontaktbereich (52) des Kontaktelements (5) verschweißt. Damit kann für beide Arbeitsschritte eine gemeinsame Arbeitsstation (2) verwendet werden, so dass sich eine deutliche Reduzierung einer Zykluszeit für die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Übertragungselement (6) und dem Kontaktelement (5) erreichen lässt.The invention relates to a method and a device for connecting an electrical transmission element (6) to a contact element (5). The transmission element (6) has at least one electrical conductor (61) which is surrounded by a buffer tube (62). The electrical transmission element (6) and the contact element (5) are fed to a workstation (2) for connection and remain in the workstation (2) for a predetermined residence time operation before being removed from the workstation. In the work station (2), the core sleeve (62) is crimped with at least one crimping element (51) of the contact element (5) and welded in the same operation of the electrical conductor (61) with a contact region (52) of the contact element (5). Thus, a common workstation (2) can be used for both steps, so that a significant reduction of a cycle time for the production of a connection between the transmission element (6) and the contact element (5) can be achieved.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement, wobei das elektrische Übertragungselement wenigstens einen elektrischen Leiter aufweist, der von einer Aderhülle umgeben ist.The The present invention relates to a method and an apparatus for connecting an electrical transmission element with a Contact element, wherein the electrical transmission element at least having an electrical conductor surrounded by a vein sheath is.
Nach einem bekannten Verfahren zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements, beispielsweise in Form eines elektrischen Kabels, mit einem Kontaktelement werden ein freigelegter elektrischer Leiter des Übertragungselements einerseits und eine Aderhülle des Übertragungselements, beispielsweise in Form einer elektrischen Isolierung, andererseits je mit dem Kontaktelement verbunden, indem sie mittels je eines gesonderten Crimpbereichs des Kontaktelements vercrimpt werden. Bei einem solchen Crimpvorgang wird einerseits ein Leitercrimpbereich des Kontaktelements mit dem elektrischen Leiter des Übertragungselements in Press- oder Quetschkontakt gebracht und wird andererseits die Aderhülle, beispielsweise in Form einer Isolierung, des elektrischen Übertragungselements mit einem Isolationscrimpbereich des Kontaktelements in Press- bzw. Quetschkontakt gebracht, um das Übertragungselement am Kontaktelement zu befestigen.To a known method for connecting an electrical transmission element, for example in the form of an electric cable, with a contact element an exposed electrical conductor of the transmission element on the one hand and a vein cover the transmission element, for example in the form of electrical insulation, on the other hand each connected to the contact element by means of one each be crimped separate crimping of the contact element. In such a crimping process, on the one hand, a conductor crimping region the contact element with the electrical conductor of the transmission element brought in pressing or crushing contact and on the other hand, the Buffer tube, for example in the form of insulation, the electrical transmission element with an insulation crimping region of the contact element in pressing or Squeeze brought to the transmission element to attach to the contact element.
In
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement anzugeben, das bzw. die dazu geeig net ist, den Zeitbedarf und den Geräteaufwand zur Durchführung des Verbindungsverfahrens vergleichsweise gering zu halten.Of the The present invention is based on the object, a method and a device for connecting an electrical transmission element indicate with a contact element that is suitable for this purpose, the time required and the equipment costs to carry out of the connection method comparatively low.
Die Aufgabe betreffend das Verfahren wird gelöst durch ein Verfahren zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement gemäß Patentanspruch 1. Die Aufgabe betreffend die Vorrichtung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement gemäß Patentanspruch 11.The Problem concerning the method is solved by a method for Connection of an electrical transmission element with a contact element according to claim 1. The task concerning the device is solved by a device for connecting an electrical transmission element with a contact element according to claim 11th
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement werden das elektrische Übertragungselement und das Kontaktelement zur Herstellung einer Verbindung einer Arbeitsstation zugeführt und verbleiben für einen Arbeitsvorgang mit einer bestimmten Verweildauer in der Arbeitsstation, bevor sie der Arbeitsstation wieder entnommen werden. In der Arbeitsstation wird die Aderhülle des elektrischen Übertragungselements, die einen elektrischen Leiter umgibt, mit wenigstens einem Crimpelement des Kontaktelements vercrimpt. Während derselben Verweildauer des Kontaktelementes in der Arbeitsstation oder während desselben Arbeitstaktes der Arbeitsstation wird der elektrische Leiter des Übertragungselements mit einem Kontaktbereich des Kontaktelements verschweißt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also der Crimpvorgang und der Schweißvorgang zur Herstellung der Verbindung zwischen dem elektrischen Übertragungselement und dem Kontaktelement in einem zum selben Arbeitstakt bzw. zur selben Verweildauer gehörenden gemeinsamen Arbeitsvorgang innerhalb einer gemeinsamen Arbeitsstation durchgeführt, so dass für beide Vorgänge eine gemeinsa me Arbeitsstation verwendet werden kann. Damit lässt sich eine deutliche Reduzierung einer Zykluszeit für die Herstellung einer Verbindung zwischen einem Übertragungselement und einem Kontaktelement erreichen, da der Transportvorgang der gebildeten Verbindungsanordnung aus einer Crimpvorrichtung in eine separate Schweißvorrichtung erfindungsgemäß entfallen kann.To the inventive method for Connection of an electrical transmission element with a contact element, the electrical transmission element and the Contact element for making a connection to a workstation supplied and remain for a work process with a certain residence time in the workstation, before they are removed from the workstation again. In the workstation becomes the vein cover the electrical transmission element, which surrounds an electrical conductor, with at least one crimping element of the contact element crimped. While the same Dwell time of the contact element in the workstation or during the same Work cycle of the workstation becomes the electrical conductor of the transmission element welded to a contact region of the contact element. To the method according to the invention Thus, the crimping and the welding process for the production of Connection between the electrical transmission element and the Contact element in a common to the same working cycle or the same residence time Operation performed within a common workstation, so that for both operations a common workstation can be used. This can be a significant reduction in cycle time for making a connection between a transmission element and reach a contact element, since the transport process of formed connection assembly from a crimping device into a separate welder omitted according to the invention can.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbindung eines elektrischen Übertragungselements mit einem Kontaktelement enthält eine Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Kontaktelements und eines elektrischen Übertragungselements sowie eine Arbeitsstation, der das Kontaktelement und das elektrische Übertragungselement durch die Zuführeinrichtung zugeführt werden. Die Arbeitsstation ist dabei derart ausgebildet, dass die zu verbindenden Elemente für einen Arbeitsvorgang mit einer bestimmten Verweildauer in der Arbeitsstation verbleiben, bevor sie der Arbeitsstation wieder entnommen werden. Die Arbeitsstation umfasst eine Crimpeinrichtung, die dazu ausgebildet und betreibbar ist, die Aderhülle des elektrischen Übertragungselements mit wenigstens einem Crimpelement des Kontaktelements zu vercrimpen. Weiterhin umfasst die Arbeitsstation eine Schweißvorrichtung, die dazu ausgebildet und betreibbar ist, den elektrischen Leiter mit einem Kontaktbereich des Kontaktelements zu verschweißen. Die Crimpeinrichtung und die Schweißvorrichtung sind dazu eingerichtet, in einem zum selben Arbeitstakt bzw. zur selben Verweildauer gehörenden gemeinsamen Arbeitsvorgang für einen Crimpvorgang und einen Schweißvorgang betätigt zu werden.The inventive device for connecting an electrical transmission element with a Contains contact element a feeder to the feeder a contact element and an electrical transmission element and a Workstation containing the contact element and the electrical transmission element through the feeder supplied become. The workstation is designed such that the to connect elements for a job with a certain amount of time spent in the workstation remain before they are removed from the workstation again. The Workstation includes a crimping device designed to and operable, the vein cover of the electrical transmission element to crimp with at least one crimping element of the contact element. Furthermore, the workstation comprises a welding device designed for this purpose and operable, the electrical conductor with a contact area to weld the contact element. The crimping device and the welding device are to set up, in one to the same work cycle or the same Residence time belonging common work process for a crimping operation and a welding operation actuated become.
Für den Anwendungsfall, dass das elektrische Übertragungselement mehrere elektrische Leiter aufweist, insbesondere eine Litzendrahtanord nung, die von einer gemeinsamen Aderhülle umgeben sind, wird in der Arbeitsstation wenigstens ein Teil der elektrischen Leiter mit einem Kontaktbereich des Kontaktelements verschweißt. Dabei werden wenigstens mehrere der elektrischen Leiter untereinander kompaktiert, d.h. die einzelnen Drähte des Litzenbündels werden miteinander zu einem Bündel verschweißt. Vorzugsweise wird bei dem kompaktierenden Schweißvorgang das kompaktierte Litzenbündel auch an das Kontaktelement angeschweißt.For the application, that the electrical transmission element has a plurality of electrical conductors, in particular a Litzendrahtanord voltage, that of a common wire hull are surrounded in the workstation at least part of electrical conductor with a contact region of the contact element welded. At least several of the electrical conductors are interconnected compacted, i. the individual wires of the strand bundle become together to a bundle welded. Preferably, in the compacting welding process, the compacted strand bundle also becomes welded to the contact element.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der elektrische Leiter mit dem Kontaktbereich des Kontaktelements verschweißt, während sich das Isolationscrimpwerkzeug in Crimpposition befindet. Dazu wird insbesondere eine Crimpeinrichtung geschlossen, so dass die Aderhülle des elektrischen Übertragungselements mit dem Crimpbereich des Kontaktelements vercrimpt wird. Während des selben Arbeitstaktes oder derselben Verweildauer des Kontaktelementes in der Arbeitsstation wird der elektrische Leiter mit dem Kontaktbereich des Kontaktelements verschweißt, beispielsweise mittels eines Widerstandsschweißverfahrens, bei welchem eine erste Schweißelektrode und eine zweite Schweißelektrode von gegenüberliegenden Seiten die zu verschweißenden Elemente kontaktieren. Während des Schweißvorgangs wird das Übertragungselement von der Crimpeinrichtung festgehalten. Nach dem Beenden des Schweißprozesses wird die Crimpeinrichtung wieder gelöst, so dass die so gebildete Verbindungsanordnung freigegeben wird.According to one embodiment The invention relates to the electrical conductor with the contact area the contact element welded, while the insulation crimping tool is in crimping position. This will be In particular, a crimping device closed, so that the core sheath of the electrical transmission element is crimped with the crimping of the contact element. During the same Operating cycle or the same residence time of the contact element in the workstation becomes the electrical conductor with the contact area the contact element welded, For example, by means of a resistance welding method in which a first welding electrode and a second welding electrode from opposite Sides to be welded Contact elements. While the welding process becomes the transmission element held by the crimping device. After finishing the welding process the crimping device is released again so that the so formed Connection arrangement is released.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der elektrische Leiter während des Schweißvorgangs von einer Stützeinrichtung der Arbeitsstation gegen eine Ausweichtendenz bewirkende Kräfte gehalten.In a further embodiment The invention is the electrical conductor during the welding process from a support device held the workstation against evasive forces.
Beispielsweise weist die Stützeinrichtung seitlich zu den zu verschweißenden Elementen paarweise angeordnete Stützelemente auf, wobei ein erstes der Stützelemente auf einer ersten Seite und ein zweites der Stützelemente auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der zu verschweißenden Elemente angeordnet werden. Die Stützelemente sind beispielsweise als Keramikbacken ausgeführt, die beidseits neben die zu verschweißenden Elemente in Position gebracht werden. In einer Stützposition sind die Stützelemente bevorzugt derart angeordnet, dass sie ohne seitlichen Abstand an der jeweiligen Seite der zu verschweißenden Elemente anliegen.For example has the support means laterally to be welded Elements arranged in pairs supporting elements, wherein a first the support elements on a first side and a second of the support elements on an opposite side second side of the to be welded Elements are arranged. The support elements are for example designed as ceramic jaws, the two sides next to the elements to be welded in position to be brought. In a support position are the support elements Preferably arranged such that they without lateral clearance abut the respective side of the elements to be welded.
Um die Stützeinrichtung an die zu verschweißenden Elemente anzunähern, ist die Stützeinrichtung vorzugsweise entlang einer zweiten Achse verfahrbar, die näherungsweise orthogonal zu einer ersten Achse verläuft, entlang welcher die Schweißvorrichtung zur Annäherung an die zu verschweißenden Elemente verfahren wird, um durch eine Energiezufuhr den Schweißvorgang durchzuführen. Beispielsweise ist die Schweißvorrichtung entlang einer vertikalen Achse verfahrbar, wohingegen die einzelnen Stützelemente der Stützeinrichtung entlang einer horizontalen Achse seitlich an die zu verschweißenden Elemente angenähert werden.Around the support device to be welded to the To approximate elements, is the support device preferably along a second axis movable, the approximately orthogonal to a first axis along which the welding device to approach to the elements to be welded is proceeded to by a power supply the welding process perform. For example, the welding device movable along a vertical axis, whereas the individual support elements the support device along a horizontal axis laterally to the elements to be welded approximated become.
Insbesondere für den Fall, in welchem mehrere Kontaktelemente aufgereiht und intermittierend der Arbeitsstation zugeführt werden, ist die Stützeinrichtung des weiteren entlang einer dritten Achse verfahrbar, die näherungsweise orthogonal zu den genannten beiden anderen Achsen angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform des Verbindungsverfahrens wird die Stützeinrichtung vor dem Schweißvorgang entlang dieser dritten Achse verfahren, um die Stützeinrichtung zwischen die aufgereihten Kontaktelemente zu bringen. Anschließend wird die Stützeinrichtung entlang der zweiten Achse an die zu verschweißenden Elemente seitlich angenähert, um die Stützposition einzunehmen.Especially for the Case in which several contact elements lined up and intermittently the Workstation supplied be, is the support device further movable along a third axis, which approximately orthogonal to said two other axes is arranged. According to one embodiment of the joining process, the support device before the welding process proceed along this third axis to the support device to bring between the strung contact elements. Subsequently, will the support device along the second axis to the elements to be welded laterally approximated to the support position take.
Alternativ oder zusätzlich zu der Bewegung entlang der dritten Achse kann die Stützeinrichtung in einer mindestens näherungsweise parallel zur ersten Achse verlaufenden Richtung verfahren werden, bevor die Stützelemente entlang der zweiten Achse zu den zu verschweißenden Elementen herangefahren werden.alternative or additionally to the movement along the third axis, the support means in at least approximately be moved parallel to the first axis direction, before the support elements along the second axis to be moved to the elements to be welded.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden zur Aufnahme der beim Schweißvorgang entstehenden seitlichen Kräfte die beiden seitlichen Stützelemente der Stützeinrichtung über eine Spange oder ein spangenartiges Verriegelungselement verriegelt.In one embodiment of the invention The two lateral support elements of the support means are locked via a clasp or a clasp-like locking element for receiving the lateral forces arising during the welding process.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der Arbeitsstation eine Abtrenneinrichtung enthalten, um das zu verschweißende Kontaktelement von einem Trägerelement zu trennen, an welchem mehrere zu verarbeitende Kontaktelemente angebracht sind. Beispielsweise sind mehrere Kontaktelemente in einer Reihe einseitig mit einem Trägerstreifen verbunden, der in der Arbeitsstation vom zu verbindenden Kontaktelement abgetrennt wird. Bevorzugt wird die Abtrenneinrichtung mit dem gleichen Verfahrvorgang in eine Abtrennposition gebracht, in welchem die Crimpeinrichtung in Crimpposition gebracht wird, um die Aderhülle mit dem Crimpelement des Kontaktelements zu vercrimpen. Dadurch lässt sich wiederum eine deutliche Zeitersparnis während des Ver bindungsprozesses erzielen, da mit dem ohnehin durchzuführenden Crimpprozess gleichzeitig der Abtrennprozess durchgeführt wird.According to one another embodiment The invention is a separation device in the workstation included to be welded Contact element of a carrier element to separate, to which several contact elements to be processed attached are. For example, several contact elements are in a row one-sided with a carrier strip connected in the workstation of the contact element to be connected is separated. The separating device is preferably the same Moving process brought into a Abtrennposition in which the Crimping device is placed in Crimpposition to the vein cover with to crimp the crimping element of the contact element. This can be done again a significant time savings during the bonding process achieve, as with the already to be performed crimping process simultaneously the separation process performed becomes.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abtrenneinrichtung ein Messer und einen verfahrbaren Stößel auf, der in einer Stoßrichtung auf das Messer einwirkt und dieses in der Stoßrichtung bewegt, um das Trägerelement vom Kontaktelement abzutrennen. Vorzugsweise wird der Stößel mit der Crimpeinrichtung verbunden, so dass der Stößel und die Crimpeinrichtung in einem Verfahrvorgang zur Annäherung an das Messer bzw. an das Kontaktelement synchron zueinander bewegt werden.In a development of the invention, the separating device Knife and a movable plunger, the one in a push direction acting on the knife and this moves in the impact direction to the support element separate from the contact element. Preferably, the plunger is with the crimping device connected, so that the plunger and the crimping device in one movement to approach moved to the knife or to the contact element in synchronism with each other become.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Arbeitsstation in einem Modulgestell anordenbar und darin als austauschbares Wechselwerkzeug ausgebildet. Damit ist es ermöglicht, eine Anpassung an verschiedenartige Kontaktelemente und/oder verschiedenartige elektrische Übertragungselemente einer Herstellungslinie vorzunehmen. Wird beispielsweise nach einer Serie von mehreren zugeführten Kontaktelementen einer ersten Art der Arbeitsstation eine weitere Serie dazu unterschiedlicher Kontaktelemente zugeführt, so ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht, die Arbeitsstation zur Bearbeitung der ersten Serie von Kontaktelementen gegen eine Arbeitsstation zur Bearbeitung der zweiten Serie von Kontaktelementen mit kurzer Demontage- bzw. Montagezeit auszutauschen.In a development of the invention is the workstation according to the invention can be arranged in a module rack and therein as an exchangeable change tool educated. This allows one Adaptation to various contact elements and / or various types electrical transmission elements to make a production line. For example, after a Series of multiple feed Contact elements of a first type of workstation another Series supplied to different contact elements, so it is with the device according to the invention allows the workstation for processing the first series of contact elements against a workstation for processing the second series of Replace contact elements with a short disassembly or assembly time.
Zu diesem Zweck befindet sich die Arbeitsstation beispielsweise auf einer Trägerplatte, welche mittels einer Schnellspanneinrichtung an dem Modulgestell montierbar und von diesem demontierbar ist. Auf diese Art ist es ermöglicht, eine erste Arbeitsstation schnell zu demontieren und gegen eine zweite Arbeitsstation auszutauschen.To For this purpose, the workstation is located, for example a carrier plate, which by means of a quick-release device on the module frame can be mounted and dismounted from this. That's the way it is allows to disassemble a first workstation quickly and against a replace second workstation.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es grundsätzlich möglich, verschiedene Arten von elektrischen Übertragungselementen mit verschiedenen Arten von Kontaktelementen zu verbinden. Beispielsweise ist das elektrische Übertragungselement als elektrisches Kabel ausgebildet, bei welchem ein elektrischer Leiter von einem Kabelmantel als Aderhülle umgeben ist. Des weiteren kann das elektrische Übertragungselement als einzelne elektrische Ader innerhalb eines Bündels mehrerer elektrischer Übertragungselemente ausgebildet sein, wobei das Bündel von einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben ist. In letzterem Fall ist der elektrische Leiter eines Übertragungselements lediglich von einer Isolierung als Aderhülle umgeben. Der elektrische Leiter wiederum kann in einer Ausführungsform, wie oben bereits beschrieben, als einheitlicher Draht oder als Litzendrahtanordnung mit mehreren verseilten, elektrisch leitfähigen Drähten ausgeführt sein.With the method according to the invention and the device according to the invention it is basically possible, different types of electrical transmission elements with different ones To connect types of contact elements. For example, that is electrical transmission element designed as an electrical cable, in which an electrical Head is surrounded by a cable sheath as a core sheath. Furthermore can the electrical transmission element as a single electrical wire within a bundle of multiple electrical transmission elements be formed, with the bundle surrounded by a common cable sheath. In the latter case is the electrical conductor of a transmission element only from an insulation as a vein cover surround. The electrical conductor in turn can, in one embodiment, as already described above, as a unitary wire or as a stranded wire arrangement be performed with multiple stranded, electrically conductive wires.
Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung darstellen, näher erläutert. Es zeigenThe Invention will be described below with reference to the drawing Figures, the embodiments a connecting device according to the invention represent, closer explained. Show it
Anhand
der
Die
Kontaktelemente
Die
Arbeitsstation
Die
Arbeitsstation
Die
obere Elektrode
Im
Gegensatz zu dem Verbindungsverfahren gemäß
Erfindungsgemäß sind also
die Schweißvorrichtung
und Crimpeinrichtung für
die Verbindung des elektrischen Übertragungselements
mit dem Kontaktelement in einer gemeinsamen Arbeitsstation
Anhand
der Darstellungen der
In
der Arbeitsstation
Zur
Annäherung
an die zu verschweißenden Elemente
Die
Keramikbacken
Vor
einem Schweißvorgang
wird die Stützeinrichtung
Wie
insbesondere anhand der
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform ist
der Stößel
Im
Folgenden wird der Ablauf eines Verbindungsprozesses zur Verbindung
eines elektrischen Übertragungselements
Die
einzelnen Kontaktelemente
Nachfolgend
werden die Keramikbacken
Für den Schweißvorgang
wird die obere Schweißelektrode
Um
die einzelnen Komponenten der Arbeitsstation
In
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