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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ancrimpen eines Kontaktelementes
an einen Draht, umfassend eine durch einen ersten Exzenterbolzen einer
ersten Exzenterwelle hin- und herbewegbare Kulisse sowie eine mittels
einer Werkzeugaufnahme daran festlegbare und durch einen zweiten
Exzenterbolzen einer zweiten Exzenterwelle relativ dazu verschiebbare
Werkzeughälfte
des Crimpwerkzeugs, wobei der zweite Exzenterbolzen durch ein Schneckenrad
verdrehbar ist.
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Stand der Technik
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Eine
solche Vorrichtung ist aus der
US 6 067 828 A1 bekannt. Sie gelangt beim
Ancrimpen von Kontaktelemente an Kabel, Drähte oder dergleichen zur Anwendung
und verfügt über eine
servobetriebene Feineinstellung für den Hub der relativ bewegbaren
Werkzeughälfte,
um einen einwandfreien Crimpprozess zu erzielen und bestimmte Mindestauszugskräfte bezüglich des
angecrimpten Leitungslitzen eines Kabels zu gewährleisten. Dies ist schwierig,
weil die Kontaktelemente gewöhnlich
aus Messing bestehen, d.h. einem härteren Werkstoff als das Kupfer, aus
dem die Leitungslitzen der üblichen
Stromkabel bestehen. Wird ein zu großer Hub gewählt, dann kann das dazu führen, dass
die Crimpfahnen des Kontaktelementes zumindest einige der Leitungslitzen
abtrennen, was die Auszugskraft der Verbindung ebenso belastet wie
ein zu geringer Hub, bei dem die Crimpfahnen die Leitungslitzen
mit keiner hinreichend hohen Kraft berühren und einer Auszugsbewegung
keine hinrichtend hohe Gegenkraft entgegenzusetzen vermögen.
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Die
diesbezüglichen
Probleme treten bei dünnen
Leitungslitzen eines Durchmessers von beispielsweise weniger als
0,3 mm besonders deutlich in Erscheinung. Sie gelangen unter anderem
in Mobiltelefonen in großer
Stückzahl
zur Anwendung und Crimpverbindungen können schon dann eine unzureichend
niedrige Auszugskraft aufweisen, wenn sich eine vorschriftsmäßig eingestellte
Crimpvorrichtung nach der Inbetriebnahme betriebsbedingt erwärmt und
dabei ausdehnt oder wenn sich Verschleiß an den Crimpwerkzeugen ergibt.
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Aus
der
DE 10232470 A1 ist
es bekannt, die Crimpkraft und die Crimphöhe laufend zu messen und den
Hub der Crimpvorrichtung in Abhängigkeit von
den dabei gemessenen Werten während
des Betriebes nachzujustieren, um die ursprünglich eingestellten, optimalen
Werte wieder zu erhalten. Dazu ist bei der bekannten Ausführung mit
dem ersten Exzenter für
den Basishub des Crimpwerkzeugs ein zweiter Exzenter in Reihe geschaltet,
der das relativ bewegliche Werkzeugoberteil abstützt und es erlaubt, dessen
Abstand von der Drehachse des ersten Exzenters zu verstellen und
dabei zugleich den Gesamthub mit einem Feinhub zu überlagern.
Um dieses während
des Betriebs zu erreichen, ist der zweite Exzenter durch einen Servoantrieb
verstellbar.
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Dieser
besteht aus einem signalbetätigbaren Motor,
der geeignet ist, eine Spindel in eine Rotationsbewegung zu versetzen,
die mit einem auf der Antriebswelle des zweiten Exzenters festgelegten Schneckenrad
verdrehbar ist. Je nach Betätigung des
Motors gelangt dabei die Spindel und das damit in Eingriff stehende
Schneckenrad und die Antriebswelle des zweiten Exzenters in eine
Rotationsbewegung, mit der Folge, dass sich die durch den zweiten Exzenter
geführte
Werkzeugaufnahme und die damit verbundene verschiebbare Werkzeughälfte soweit anhebt
oder absenkt wie erforderlich, um einen optimalen Crimpprozess zu
erhalten. Das dazu benötigte Signal
für den
Motor wird während
des Betriebs der Vorrichtung laufend bereitgestellt, beispielsweise
unter Verwendung von Dehnmessstreifen als Messglied.
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Aus
der
EP 0410589 A2 ist
eine Crimppresse bekannt, bei der die motorisch angetriebene Kulisse eine
Feststellschraube enthält,
die es erlaubt, den Pilzkopf des das Crimpwerkzeuges spielfrei daran festzulegen.
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Aus
der WO98/12778 ist ein Crimpwerkzeug bekannt, bei dem der Isolationscrimper
relativ zu dem Drahtcrimper in der Kulisse vertikal verschiebbar
und dauerhaft fixierbar ist. Dazu ist in der Kulisse ein Exzenter
gelagert, der um seine Achse verdrehbar ist und der eine Spur aus
mehreren in Umfangsrichtung aufeinaderfolgenden Bohrungen aufweist,
in die ein stationär
gelagerter Stift der Kulisse nach vorübergehendem Abheben des Exzenters
federnd einrastbar ist. Damit wird zwar eine starre Fixierung des
Isolationscrimpers in Bezug auf den Drahtcrimper und die Kulisse
erreicht, die Teilung ist jedoch zu grob, um höheren Ansprüchen zu genügen.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen solche Vorrichtung
derart weiter zu entwickeln, dass Einstellbarkeit wesentlich zu
verfeinern und die Feinhubverstellung zu entlasten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst. Auf
vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es vorgesehen, dass eine zusätzliche
Blockiereinrichtung vorgesehen ist, durch die Relativverschiebungen
der verschiebbaren Werkzeughälfte
in Bezug auf die Kulisse unterdrückbar
sind, dass die Blockiereinrichtung durch mehrere in Bewegungsrichtung aufeinanderfolgende
Ausnehmungen der Werkzeugaufnahme oder der zweiten Exzenterwelle
und durch zumindest einen in der Kulisse parallel zu seiner Längsrichtung
verschiebbar gelagerten Stift oder Nocken gebildet ist, der mit
einer der Ausnehmungen in Eingriff bringbar ist, dass die in Bewegungsrichtung unmittelbar
aufeinanderfolgenden Ausnehmungen in seitlich benachbarten Spuren
angeordnet sind, dass die Ausnehmungen benachbarter Spuren in Bewegungsrichtung
relativ versetzt zu einander angeordnet sind, dass jeder Spur zumindest
ein Stift oder Nocken zugeordnet ist und dass alle Stifte oder Nocken quer
zur Bewegungsrichtung auf gleicher Höhe angeordnet sind. Dabei hat
es sich als vorteilhaft bewährt,
wenn die in Bewegungsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgenden Ausnehmungen
in seitlich versetzten Spuren angeordnet sind und wenn jeder Spur zumindest
ein Stift oder Nocken zugeordnet ist. Durch die seitlich nebeneinanderliegende
Anordnung der Spuren besteht die Möglichkeit, sie einander überlappend
anzubringen und die Einstellbarkeit wesentlich zu verfeinern.
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Die
seitlich nebeneinanderliegenden Ausnehmungen können gleichmäßig ineinanderübergehend
ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass die nebeneinanderliegenden
Ausnehmungen durch nebeneinander liegende Abschnitte der Zahnlücken von
schrägverzahnten
Zahnrädern
oder Zahnstangen gebildet sind. Die nebeneinanderliegenden Abschnitte
der Zahnlücken,
bezogen auf die Bewegungsrichtung, sind dabei in der Bewegungsrichtung versetzt
zueinander angeordnet, wodurch sich Spuren ergeben, denen jeweils
zumindest ein Stift oder Nocken zugeordnet ist, wobei alle Stifte
oder Nocken quer zur Bewegungsrichtung auf gleicher Höhe angeordnet
sind. Ganz unabhängig
von der jeweiligen Stellung der relativ verschiebbaren Teile vermag
daher immer ein Nocken oder Stift in eine Zahnlücke einzurasten und unerwünschte Relativverschiebungen
durch Formschluss zu unterbinden. Die seitliche Breite eines solchen
Zahnrades oder einer solchen Zahnstange muss so groß bemessen
werden, dass die jeweils gegebenen Zahnteilung durch die Schrägstellung
der Zähne
und Zahnlücken
ohne Unterbrechung überbrückt werden
kann. Das Ende einer Zahnlücke
am linken Ende des Zahnrades oder der Zahnstange soll somit seitlich
auf der gleichen Höhe liegen
wie der Anfang der nächstfolgenden
Zahnlücke,
bezogen auf die Bewegungsrichtung.
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Die
Spuren können
auch durch Abschnitte von nebeneinander angeordneten Zahnstangen
oder Zahnrädern
mit gerader Verzahnung gebildet sein. Sie lassen sich bei einer
solchen Ausbildung besonders einfach in wünschenswerter Exaktheit herstellen und
montieren.
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Falls
mehrere Zahnstangen oder Zahnräder nebeneinanderliegend
vorgesehen sind, besteht die Möglichkeit
die aufeinander folgenden Ausnehmungen der nebeneinanderliegenden
Zahnstangen oder Zahnräder
in Bewegungsrichtung relativ verschoben zu einander anzubringen
um ein Maß,
der der Zahnteilung der Zahnstangen oder Zahnräder entspricht, dividiert durch
die Anzahl der insgesamt verfügbaren Zahnstangen
oder Zahnräder.
Es resultiert somit eine Konstruktion, die ähnlich dem Nonius einer Schieblehre,
die insgesamt zur Anwendung gelangende Zahnteilung in Abhängigkeit
von der Anzahl der nebeneinander angeordneten Zahnstangen oder Zahnräder gleichmäßig so unterteilt,
dass z.B. bei 10 nebeneinanderliegenden Zahnstangen oder Zahnrädern eine
Zahnteilung von 1 mm so unterteilt wird, dass im Abstand von jeweils
1/10 mm jeweils eine Ausnehmung vorhanden ist.
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Die
Einteilung hängt
von den jeweiligen Erfordernissen ab. Im Allgemeinen genügt es, wenn
die Ausnehmungen der nebeneinander liegenden Zahnstangen oder Zahnräder in Bewegungsrichtung
um 1/10 mm bis 1/100 mm gegeneinander versetzt zu einander angeordnet
sind.
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Die
Stifte oder Nocken sind zweckmäßig federbelastet
in die Ausnehmungen einrastbar und durch einen Servoantrieb daraus
anhebbar. Falls nur ein einziger Stift oder Nocken einrastet, und
die ist der Normalfall, genügt
dazu die Federkraft. Der Servoantrieb ist demgegenüber von
Vorteil, um vor einer gewollten Verstellung des Feinhubs alle Stifte
bzw. Nocken frei zu schalten und dadurch die Betätigung des Feinhubs zu ermöglichen.
Im Anschluss daran wird der Servoantrieb ausgeschaltet mit der Folge das
zumindest ein Stift oder Nocken durch die darauf lastende Feder
in eine Ausnehmung eingreift und eine weitere Verstellung verhindert.
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Zweckmäßig ist
nur ein Servoantrieb vorgesehen, durch den alle Stifte oder Nocken
zugleich anhebbar sind. Er kann aus einem üblichen Motor oder einem Elektromagneten
bestehen, der mit einem Riegel oder einer Wippe zusammenwirkt.
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Dabei
geht die Erfindung aus von der Erkenntnis, dass auch ein Schneckengetriebe
in Bezug auf die beim normalen Betrieb einer Crimpvorrichtung auftretenden
Schwingungen nicht hinreichend selbsthemmend ist, um zu verhindern,
dass sich beim Betrieb unerwünschte
Verstellungen des Feinhubs ergeben, die weder durch die Erwärmung der Vorrichtung
noch durch Werkzeugverschleiß bedingt sind.
Diese Verstellungen treten leider häufig auf, was eine entsprechend
häufige
Inanspruchnahme des Servoantriebs des Feinhubs erfordert und letztlich
einen erheblichen Verschleiß an
den darin einbezogenen Teilen zur Folge haben kann. Solche Probleme
werden mit der Erfindung überwunden.
Der Feinhub wird darin nur betätigt,
wenn dafür
ein tatsächlicher
Bedarf besteht. Auch beim Ancrimpen von Kontaktelementen an sehr
dünne Kabel
mit einem Durchmesser von weniger als 0,3 mm gelingt es problemlos,
optimale Crimpverbindungen in der Großserienfertigung zu erhalten
und dabei den Wartungsaufwand der benötigten Crimpvorrichtungen zu
minimieren.
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Der
zweite Exzenter ist durch die Blockiereinrichtung unverdrehbar in
der Kulisse festlegbar. Er bewirkt bei einer Relativverdrehung in
der Kulisse eine Relativverschiebung der Werkzeugaufnahme. Unerwünschte Relativverschiebungen
der Werkzeugsaufnahme, die es letztlich zu verhindern gilt, werden
somit bei diesem Vorschlag durch eine bedarfsweise Blockierung des
zweiten Exzenters mittels der Blockiereinrichtung verhindert. Die
Blockiereinrichtung wirkt somit bei dieser Ausführung auf die Antriebsmittel
der Werkzeugaufnahme ein.
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Als
zweckmäßig hat
es sich erwiesen, wenn die Blockiereinrichtung mehrere in der Kulisse
parallel zu ihrer Längsrichtung
verschiebbar gelagerte Stifte oder Nocken umfasst, der mit einer
sich quer zu ihrer Längsrichtung
erstreckenden Ausnehmung der Werkzeugaufnahme oder des Exzenters
in Eingriff bringbar sind. Durch das Einrasten eines Stiftes oder Nockens
in einer der Ausnehmungen ergibt sich eine formschlüssige Festlegung
des mit der Ausnehmung versehenen Teils. Auch extreme Schwingungen
können
daher nicht mehr zu einer unerwünschten
Relativverlagerung führen.
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Die
Werkzeugaufnahme oder der Exzenter weisen dabei mehrere in Bewegungsrichtung
aufeinanderfolgende Ausnehmungen auf, in die wenigstens ein Stift
oder Nocken einrastbar ist, um eine möglichst feinfühlige Relativverstellung
des Feinhubs zu ermöglichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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In
der beilegenden Zeichnung wird die Erfindung an Hand von Beispielen
weiter verdeutlicht.
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Es
zeigen:
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1 zeigt
den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer
Darstellung.
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2 die
prinzipielle gegenseitige Zuordnung von seitlich nebeneinanderliegenden
Zahnstangen oder Zahnrädern
in Bezug auf die nebeneinander liegenden Blockierstifte oder Nocken.
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3 das
Funktionsprinzip signalbetätigbarer
Blockierstifte oder Nocken.
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Ausführung der Erfindung
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung dient zum Ancrimpen eines
Kontaktelementes an einen Draht, umfassend eine durch einen ersten Exzenterbolzen 1 einer
ersten Exzenterwelle 2 hin- und herbewegbare Kulisse 3 sowie
eine mittels einer Werkzeugaufnahme 4 daran festlegbare
und durch einen zweiten Exzenterbolzen einer zweiten Exzenterwelle 6 relativ dazu
verschiebbare Werkzeughälfte 1.1 des
Crimpwerkzeugs 1, wobei der zweite Exzenterbolzen 5 durch
ein Schneckenrad 7 verdrehbar ist. Dabei ist eine zusätzliche
Blockiereinrichtung 8 vorgesehen, durch die Relativverschiebungen
der verschiebbaren Werkzeughälfte 1.1 in
Bezug auf die Kulisse 3 unterdrückbar sind, wobei die Blockiereinrichtung 8 durch mehrere
in Bewegungsrichtung aufeinanderfolgende Ausnehmungen 9 der
Werkzeugaufnahme 4 oder der zweiten Exzenterwelle 6 und
durch zumindest einen in der Kulisse 3 parallel zu seiner
Längsrichtung
verschiebbar gelagerten Stift oder Nocken gebildet ist, der mit
einer der Ausnehmungen 9 in Eingriff bringbar ist, dass
die in Bewegungsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgenden Ausnehmungen 9 in
seitlich benachbarten Spuren 11 angeordnet sind, dass die Ausnehmungen
benachbarter Spuren in Bewegungsrichtung relativ versetzt zu einander
angeordnet sind, dass jeder Spur 11 zumindest ein Stift 12 oder
Nocken zugeordnet ist und dass alle Stifte 12 oder Nocken
quer zur Bewegungsrichtung 14 auf gleicher Höhe angeordnet
sind. Unerwünschte
Relativverschiebungen der verschiebbaren Werkzeughälfte 1.1 in
Bezug auf die Kulisse 3 sind dadurch feinfühlig unterdrückbar.
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Die
Kulisse 3 und die verschiebbare Werkzeugaufnahme 4 sind
durch die in 1 gezeigte Blockiereinrichtung 8 starr
verbindbar ausgebildet. Die Blockiereinrichtung enthält bei dieser
Ausführung mehrere
Klemmschrauben 8.1, die in Gewindebohrungen der Kulisse 3 aufgenommen
ist und die mit einer Ausnehmung 9 der Werkzeugaufnahme 4 in
Eingriff bringbar ist.
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Hinsichtlich
der Ausbildung der Blockiereinrichtung 8 besteht auch die
Möglichkeit,
die Antriebsmittel der Werkzeugsaufnahme 4 bedarfsweise
zu blockieren, in dem der zweite Exzenterbolzen 5 oder die
ihn tragende zweite Exzenterwelle 6 durch die Blockiereinrichtung 8 unverdrehbar
in der Kulisse 3 festlegbar ist.
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Die
Blockiereinrichtung 8 umfasst mehrere in der Kulisse 3 parallel
zu ihrer Längsrichtung
verschiebbar gelagerte Stifte 8.1 oder Nocken, die mit einer
Ausnehmung 9 der Werkzeugaufnahme 4, des zweiten
Exzenterbolzens 6 oder der ihn tragenden, zweiten Exzenterwelle 6 in
Eingriff bringbar sind. Ein solcher Stift 8.1 kann durch
einen Nocken oder durch einen Vorsprung eines gelenkig gelagerten
Hebels, der in eine Ausnehmung 9 einrastbar ist, 3.
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Die
in 2 gezeigte Werkzeugaufnahme weist mehrere in Bewegungsrichtung 14 aufeinanderfolgende
Ausnehmungen 9 auf, in die insgesamt wenigstens ein Stift 12 oder
Nocken einrastbar ist. Dies genügt,
um unerwünschte
Relativverlagerungen der Werkzeugaufnahme 4 in der Kulisse 3 zu
verhindern.
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Erfindungsgemäß sind die
in Bewegungsrichtung 14 unmittelbar aufeinanderfolgenden
Ausnehmungen 9 in seitlich versetzten Spuren 11 angeordnet,
wobei jeder Spur 11 zumindest ein Stift 12 oder
Nocken zugeordnet ist, 2. Dies erlaubt es, die Teilung
der Ausnehmungen insgesamt zu verfeinern, in dem benachbarte Ausnehmungen 9 einander überlappend
angeordnet sind.
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Gemäß 2 sind
die Spuren 11 durch Abschnitte von nebeneinander angeordneten
Zahnstangen 13 oder Zahnrädern gebildet, was die Herstellung
vereinfacht. Sowohl Zahnstangen 13 als auch Zahnräder lassen
sich im Handel in jeder Feinheit kostengünstig beziehen und in der dargestellten
Weise blockweise zusammenfassen.
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In 2 ist
ferner dargestellt, dass mehrere Zahnstangen 13 oder Zahnräder nebeneinanderliegend
vorgesehen sind und dass die aufeinander folgenden Ausnehmungen 9 der
nebeneinanderliegenden Zahnstangen oder Zahnräder in Bewegungsrichtung 14 relativ
versetzt zu einander angebracht sind um einen einheitlichen Wert,
der der Zahnteilung T der Zahnstangen 13 oder Zahnräder entspricht,
dividiert durch die Anzahl der insgesamt verfügbaren Zahnstangen 13 oder
Zahnräder,
vorliegend durch 5. Die Ausnehmungen 9 der nebeneinander
liegenden Zahnstangen 13 oder Zahnräder können so in Bewegungsrichtung
um jeden beliebigen Wert, vorteilhaft um 1 mm bis 1/10 mm gegeneinander
versetzt angeordnet sein. Dabei ergibt sich die Situation, dass
in Abhängigkeit
der jeweiligen Relativverschiebung der Werkzeugaufnahme nur ein
Stift 12 in eine der vielen Ausnehmungen 9 einzurasten
vermag, vorliegend der Stift 12a. Dies genügt, um unerwünschte Relativverschiebungen
zu unterdrücken.
Die übrigen
der nebeneinanderliegenden Stifte 12 sind, wie zu erkennen,
nicht eingerastet, stehen aber für
andere Relativverschiebungen zur Verfügung.
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Falls
Zahnräder
zur Anwendung gelangen, ergibt sich eine identische Funktion. Sie
können
an der Antriebsspindel 15 des Schneckenrads 7 unverrückbar festgelegt
sein, wodurch sich, bedingt durch das große Übersetzungsverhältnis des
nachfolgenden Schneckengetriebes Feinhubbewegungen der Werkzeugaufnahme 4 relativ
zu der Kulisse 3 von bis zu 1/1000 mm einstellen und starr
blockieren lassen. In Bezug auf die Herstellung von Crimpverbindungen an
sehr dünnen
Kabeln eines Drahtdurchmessers von weniger als 0,3 mm ist das von
erheblichem Vorteil und eine wesentliche Voraussetzung für die Erzielung
einer dauerhaft hohen Qualität
der Crimpverbindungen.
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Falls
an Stelle einzelner Zahnstangen oder Zahnräder nur eine sehr breit ausgebildete
Zahnstange oder ein entsprechend breites Zahnrad mit Schrägverzahnung
zur Anwendung gelangt, das alle Spuren 11 mit den einzelnen
Zahnlücken
zugleich überdeckt,
ergibt sich eine identische Funktion.
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Die
einzelnen Ausnehmungen nebeneinanderliegender Spuren werden dabei
durch verschiedene und in Bewegungsrichtung gegeneinander versetzte
Abschnitte derselben Zahnlücken
desselben Zahnrades bzw. der Zahnstange gebildet. Man braucht somit
nicht mehrere Zahnstangen oder Zahnräder herzustellen und jeweils
exakt zu montieren. Die Herstellung ist entsprechend vereinfacht.
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In 3 ist
gezeigt, dass die Stifte 12 oder Nocken federbelastet in
die Ausnehmungen einrastbar und durch einen Servoantrieb 16 daraus
anhebbar sind. Es ist insgesamt nur ein Servoantrieb 16 vorgesehen,
durch den alle Stifte 12 oder Nocken zugleich anhebbar
sind.