-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bestücken eines Gehäuses, insbesondere eines Steckergehäuses, mit zumindest einem vorkonfektionierten Kabel, an dem endseitig ein Kontaktelement befestigt ist.
-
Bei der Montage eines elektrischen Steckers werden in ein Steckergehäuse typischerweise vorkonfektionierte Kabel eingesetzt, die endseitig an einem abisolierten Leiterende kontaktierte Kontaktelemente aufweisen. Diese derart vorkonfektionierten Kabel werden im Rahmen einer Vormontage an vordefinierten Positionen, die beispielsweise durch Aufnahmen gebildet sind, eingesetzt.
-
Eine angestrebte automatisierte Bestückung derartiger Steckergehäuses ist dabei aufgrund der oftmals nur geringen Dimensionen der Kontaktelemente und der in der Regel wenig eigensteifen elektrischen Leitungen nur schwer möglich. Bei dem elektrischen Kabel handelt es sich typischerweise um eine Mantelleitung mit einem zentralen elektrischen Leiter, welcher von einer Isolierung umgeben ist. Der elektrische Leiter ist häufig als ein Litzenleiter mit entsprechend hoher Flexibilität ausgebildet. Der Querschnitt der Mantelleitung liegt dabei typischerweise im Bereich von nur wenigen Millimetern.
-
Ein automatisiertes Greifen und Bestücken ist daher nicht ohne Weiteres ausführbar. Aufgrund der hohen Flexibilität lässt sich das Kabel nur schwierig greifen. Ein Greifen am Kontaktelement ist üblicherweise mit einer Gefahr der Beschädigung der Kontaktierung verbunden.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Bestücken eines Gehäuses, insbesondere Steckergehäuses mit einem vorkonfektionierten, also mit einem Kontaktelement versehenen Kabel bzw. einer vorkonfektionierten elektrischen Leitung zu ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zum automatisierten Bestücken des Gehäuses mit zumindest einem elektrischen Kabel, welches insbesondere gebildet ist durch eine elektrische Leitung bestehend aus einem zentralen elektrischen Leiter und einer Isolierung, wird zunächst an einem abisolierten Ende in einer Kontaktierungsmaschine ein Kontaktelement befestigt. In einem zweiten Schritt wird anschließend das Gehäuse mit dem derart vorkonfektionierten Kabeln bestückt, und zwar noch innerhalb der Kontaktierungsmaschine.
-
Dieses Verfahren nutzt daher aus, dass bei der Befestigung und Kontaktierung des Kontaktelements das Kabel sowie das Kontaktelement in zueinander definierten Positionen mechanisch festgehalten werden müssen. Dies wird nunmehr dahingehend ausgenutzt, dass die Bestückung des Gehäuses noch innerhalb der Kontaktierungsmaschine erfolgt und das Kontaktelement in die vorgegebene Position, insbesondere eine Kavität (Aufnahme), am Steckergehäuse eingelegt wird. Vorzugsweise wird das Kontaktelement dabei in der Kavität eingerastet.
-
Im Unterschied zu bisherigen Prozessabläufen, bei denen der Kontaktierungsvorgang zur Konfektionierung des Kabels einerseits und die Bestückung des Gehäuses andererseits getrennte Prozessschritte in unterschiedlichen Maschinen darstellen, werden diese beiden bisher getrennten Prozessschritte nunmehr in einer gemeinsamen Bearbeitungsmaschine zusammengefasst. Damit wird der entscheidende Vorteil erzielt, dass ein erneutes Greifen des vorkonfektionierten Kabels zur Gehäusebestückung nicht erforderlich ist.
-
Die Befestigung und Kontaktierung des Kontaktelements erfolgt mit Hilfe einer Kontaktierungseinrichtung innerhalb der Kontaktierungsmaschine. Zweckdienlicherweise wird das konfektionierte Kabel in das Gehäuse eingelegt, solange es noch in dieser Kontaktierungseinrichtung gehalten ist. Das Bestücken des Gehäuses erfolgt daher unmittelbar nach dem Befestigen des Kontaktelements, solange es noch von der Kontaktierungseinrichtung gegriffen ist.
-
Bei der Kontaktierungsmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Crimpmaschine und bei der Kontaktierungseinrichtung insbesondere um eine Crimpzange. Das Kontaktelement ist daher entsprechend auch als ein Crimpkontaktelement ausgebildet. Allgemein weist das Kontaktelement einen hinteren Kontaktbereich für die Befestigung und elektrische Kontaktierung mit dem elektrischen Leiter des Kabels sowie einen vorderen Kontaktbereich auf, welcher insbesondere als ein Steckkontaktelement, also beispielsweise als Stecker oder Buchse ausgebildet ist. Im Falle eines Crimpkontaktelements weist der rückwärtige Teil seitliche Flanken auf, die beim Crimpvorgang umgebogen und gegen den elektrischen Leiter verpresst werden. Dabei wird mit Hilfe der Crimpzange das Kontaktelement mechanisch fest gegriffen.
-
In zweckdienlicher Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Bestücken des Gehäuses das Kabel zusammen mit dem Gehäuse aus der Kontaktierungseinrichtung, also aus der Crimpzange in definierter Weise herausgeführt. Damit ist eine kontrollierte Entnahme sichergestellt, um einen kontinuierlichen Prozessablauf zu gewährleisten. Anschließend wird ein weiteres Kabel zur Konfektionierung der Kontaktierungseinrichtung zugeführt.
-
Allgemein ist das Kontaktelement in der Kontaktierungsmaschine beim Kontaktierungsvorgang mit Hilfe eines Greifelements mechanisch gehalten, wobei das Greifelement in bevorzugter Ausgestaltung das Kontaktelement über die Konfektionierung bzw. Kontaktierung hinaus fortwährend und ohne Unterbrechung bis zum Einlegen des Kabels in das Gehäuse festhält. Dieses Greifelement ist beispielsweise die Crimpzange. Das Greifelement kann jedoch auch ein separates mechanisches Haltemittel sein, um bei der elektrischen Kontaktierung das Kontaktelement mechanisch fest in einer definierten Position zu halten.
-
Zur Durchführung der Bestückung des Gehäuses wird dieses in zweckdienlicher Ausgestaltung in Richtung zur Kontaktierungseinrichtung verfahren, in dem das Kabel noch gehalten ist. Hierzu wird daher insbesondere ein Träger oder eine Führung für die erforderliche Zustellbewegung des Gehäuses zu der Kontaktierungseinrichtung in der Kontaktierungsmaschine angeordnet. Das Gehäuse wird vom Träger gehalten oder ist an diesem befestigt. Das Kontaktelement wird daher ortsfest gehalten.
-
Stecker werden üblicherweise mit einer Mehrzahl von derartigen vorkonfektionierten Kabeln bestückt. Es ist daher regelmäßig eine mehrfache Bestückung vorgesehen, bei der mehrere konfektionierte Kabel an definierten Positionen im Gehäuse abgelegt werden. Vorzugsweise erfolgt dies sukzessive, so dass also jeweils ein Kontaktelement zunächst am Kabel befestigt und anschließend in das Gehäuse eingelegt wird, bevor der Vorgang anschließend für das nächste Kabel durchgeführt wird. Alternativ hierzu besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit der parallelen Bestückung. In diesem Fall ist insbesondere auch eine parallel und gleichzeitige Kontaktierung von mehreren Kabeln mit einem jeweiligen Kontaktelement vorgesehen. Es sind bei dieser parallelen Variante daher mehrere parallel nebeneinander angeordnete Kontaktierungseinrichtungen ausgebildet.
-
Für die kontinuierliche und sukzessive Bestückung des Gehäuses wird dieses in zweckdienlicher Weiterbildung sukzessive an eine jeweilige Bestückungsposition nachgeführt, diese entspricht insbesondere der Position der Kontaktierungseinrichtung. Hierzu wird das Gehäuse zunächst in Richtung zu der Kontaktierungseinrichtung geführt, so dass das Kontaktelement infolge dieser Zustellbewegung in das Gehäuse in die vorgesehen Kavität eingelegt, beispielsweise eingesteckt und dort verrastet wird. Anschließend wird das Gehäuse gemeinsam mit dem darin eingesteckten, konfektionierten Kabel zurückgezogen oder seitlich weggezogen, bevor das zweite Kabel mit dem Kontaktelement bestückt wird und anschließend das Gehäuse mit der nächsten, freien Kavität gegen das Kontaktelement verfahren wird.
-
Häufig werden Stecker mit mehrreihigen, übereinander angeordneten Kontaktelementen ausgebildet. Zweckdienlicherweise ist daher im Rahmen dieses automatisierten Prozesses eine mehrreihige Bestückung des Gehäuses vorgesehen. Vorzugsweise wird dabei die Bestückung zunächst kontinuierlich innerhalb einer Bestückungsebene durchgeführt und anschließend werden mehrere Gehäuseteile übereinander gelegt und aneinander befestigt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass während des Bestückungsvorgangs dieser nicht durch Kabel aus einer benachbarten Ebene gestört wird. Bei dem Verfahren erfolgt daher eine kontinuierliche Bestückung lediglich innerhalb einer Gehäuseebene.
-
Die beiden Gehäuseteile werden zweckdienlicherweise durch Teilen des Gehäuses erhalten. Unter Teilen wird hierbei insbesondere, jedoch nicht zwingend ein mechanisches Teilen verstanden. Alternativ können die beiden Gehäuseteile auch nach Art eines Filmscharniers miteinander verbunden sein und lediglich aufeinander gefaltet werden. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit einer mehr als zweireihigen Ausbildung, wobei pro Reihe jeweils ein Gehäuseteil vorgesehen ist, die beispielsweise nach Art einer Z-Faltung übereinander gelegt werden.
-
Um schließlich ein mechanisch stabiles Gehäuse zu erhalten, werden die beiden aufeinander gelegten Gehäuseteile ergänzend miteinander verbunden, bevorzugt stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder (Laser-)Schweißen. Bei den Gehäuseteilen und dem Gehäuse handelt es sich üblicherweise um Kunststoffelemente.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematisierten und stark vereinfachten Darstellungen:
-
1 eine Seitenansicht einer Crimpmaschine mit einem von einem Träger gehaltenen Steckergehäuse beim Prozessschritt des Crimpens,
-
2A die Crimpmaschine gemäß 1 in einer Seitenansicht,
-
2B die Crimpmaschine nach 2A nach der Zustellbewegung des Steckergehäuses zur Bestückung mit dem Kontaktelement,
-
2C die Crimpmaschine gemäß 2B beim Crimpprozess des nächsten Kabels,
-
2D die Crimpmaschine gemäß den 2A–2C, nachdem ein erstes Steckergehäuse vollständig bestückt ist und mit der Bestückung des nächsten Steckergehäuses begonnen wird,
-
3A–3C vereinfachte Darstellungen zur Illustration einer mehrreihigen Bestückung eines Gehäuses, wobei 3A zwei nebeneinander in einer Bestückungsebene angeordnete und miteinander verbundene Gehäuseteile, 3B die Trennung derselben und 3C deren aufeinander gestapelte Anordnung zeigt.
-
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In den 1, 2A–2D ist eine Crimpmaschine 2 lediglich schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt. Innerhalb der Crimpmaschine 2 ist als Kontaktierungseinrichtung eine Crimpzange 4 angeordnet. Der Crimpzange 4 wird üblicherweise aus einem Vorrat sukzessive jeweils ein Kontaktelement 6 zum Verbinden mit einem abisolierten Ende eines Kabels 8 automatisch zugeführt. Gleichfalls wird auch das Kabel 8 der Crimpzange 4 automatisch zugeführt.
-
In 1 ist der Verfahrensschritt gezeigt, bei dem das Kabel 8 mit seinem abisolierten Ende bereits in den rückwärtigen Crimpbereich des Kontaktelements 6 eingeführt und mit diesem zusammen in der Crimpzange angeordnet und von dieser gehalten ist.
-
Im vorderen Bereich weist das beispielsweise einstückige Kontaktelement 6 ein Steckkontaktelement 10, beispielsweise eine Buchse oder auch einen Stecker auf.
-
Innerhalb der Crimpmaschine 2 ist weiterhin ein Träger 12 angeordnet, welcher zum automatischen Greifen und Bewegen eines Steckergehäuses 16 ausgebildet ist. Die Steckergehäuse 16 werden ebenso wie die Kontaktelemente 6 in geeigneter Weise bevorratet, so dass der Prozess insgesamt vollautomatisiert erfolgen kann.
-
Soweit hier von „Steckergehäuse” gesprochen wird, so werden hierunter allgemein Gehäuseteile verstanden, in denen die Kontaktelemente 6 eingelegt, insbesondere verrastet werden. Das Steckergehäuse 16 weist hierbei typischerweise mehrere Aufnahmen oder Kavitäten 18 für die Anordnung jeweils eines Kontaktelements 6 auf. Die Kontaktelemente 6 können wahlweise bei einem offenen Steckergehäuse 16 von oben eingelegt werden oder alternativ auch in Längsrichtung des Kabels 8 in eine Öffnung eingesteckt werden. Zur Ausbildung eines vollständigen elektrischen Steckers wird das derart vorkonfektionierte Steckergehäuse 16 in einem Gesamtgehäuse für den Stecker eingesetzt.
-
Unter Anordnung des Trägers 12 innerhalb der Crimpmaschine 2 wird hierbei eine funktionale Zuordnung insoweit verstanden, als dass der Träger 12 das Steckergehäuse 6 dem in der Crimpmaschine 2 gehaltenen Kontaktelement 6 zuführt. Eine gemeinsame Einhausung ist nicht zwingend erforderlich, jedoch bevorzugt. Insofern definiert die gestrichelte Linie eine gemeinsame Umhausung des Crimpbereichs sowie des Trägerbereichs.
-
Bei der in den 1 und 2A dargestellten Situation wird in einem ersten Prozessschritt der eigentliche Crimpvorgang ausgeführt. Die Crimpzange 4 befestigt im Rahmen eines Crimpprozesses das Kontaktelement 6 am abisolierten Ende des Kabels 8. Im Anschluss an diesen Crimpvorgang oder auch noch während des Crimpvorgangs wird das Steckergehäuse 16 mit Hilfe des Trägers 12 in Zustellrichtung 20 zur Crimpzange 4 zugestellt und das Kontaktelement 6 mit dem Steckerelement 10 in die erste, randseitige Kavität 18 eingelegt, insbesondere eingesteckt. Anschließend gibt die Crimpzange 4 das mit dem Kontaktelement 6 konfektionierte Kabel 8 frei. Dieses ist dann im Steckergehäuse 16 gehalten und wird mit diesem aus der Crimpzange 4 herausgeführt. Hierzu wird das Steckergehäuse 16 vom Träger 12 entgegen der Zustellrichtung 20 zurückgeführt. Für die Bestückung der darauffolgenden Kavität 18 wird dann das Steckergehäuse 16 weiter in Querrichtung 22 senkrecht zur Zustellrichtung um das Rastermaß einer Kavität verschoben.
-
Parallel hierzu wird dem Crimpbereich das nächste Kabel 8 sowie ein nächstes Kontaktelement 6 zugeführt und es startet der zweite Crimpprozess, wie dies anhand der 2C zu entnehmen ist. Anschließend erfolgt wiederum die Zustellbewegung in Zustellrichtung 20, um das Kontaktelement 6 in das Steckergehäuse 16 einzuführen.
-
Dieser Vorgang wird sukzessive wiederholt, bis das Steckergehäuse 16 mit der gewünschten Anzahl an Kabeln 8 bestückt ist. Mit Hilfe des Trägers 12 wird dann das vorkonfektionierte Steckergehäuse 16 zur weiteren Bearbeitung abgelegt und aus der Crimpmaschine 2 herausgeführt.
-
Anschließend greift der Träger 12 ein weiteres Steckergehäuse 16 und der Vorgang beginnt von vorne.
-
Im Falle einer geforderten mehrreihigen Bestückung eines Gehäuses wird zweckdienlicherweise zunächst eine Bestückung lediglich in einer Bestückungsebene vorgenommen, bevor dann anschließend mehrere Gehäuseteile zur Ausbildung des mehrreihig bestückten Gehäuses 16 übereinander gelegt und aneinander befestigt werden. Dieser Vorgang wird anhand der 3A bis 3C verdeutlicht, die einzelnen Gehäuseteile 16A, 16B zeigen, aus denen dann das Steckergehäuse 16 ausgebildet wird. Die Figuren zeigen die einzelnen Teile 16A, B in einer Frontansicht, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber die Kabel sowie die Kontaktelemente nicht dargestellt sind.
-
Zum Bestücken innerhalb einer Bestückungsebene sind die beiden Gehäuseteile 16A, B zunächst nebeneinander angeordnet und vorzugsweise miteinander verbunden. Die Verbindung ist dabei beispielsweise über ein leicht trennbares Verbindungselement 24 ausgebildet, welches bevorzugt eine Soll-Trennlinie 26 aufweist. Das Verbindungselement ist beispielsweise ein dünner Materialfilm. Die Gehäuseteil 16A, 16B sind beispielsweise Kunststoff-Spritzgusskomponenten.
-
Zunächst erfolgt die Bestückung der Gehäuseteile 16A, 16B bei ihrer Nebeneinanderanordnung wie sie in 3A dargestellt ist. nach erfolgter Bestückung werden die beiden Gehäuseteile 16A, 16B voneinander getrennt und übereinander gelegt, so dass ein mehrreihiges Gehäuse 16 ausgebildet ist, wie dies anhand der 3C dargestellt ist.
-
Die beiden Gehäuseteile 16A, 16B weisen im Ausführungsbeispiel randseitig jeweils überstehende Stege 28 auf, die nach dem Übereinanderlegen der beiden Gehäuseteil 16A, 16B miteinander fluchten und zur Befestigung der beiden Gehäuseteile 16A, 16B aneinander herangezogen werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Crimpmaschine
- 4
- Crimpzange
- 6
- Kontaktelement
- 8
- Hebel
- 10
- Steckkontaktelement
- 12
- Träger
- 16
- Steckergehäuse
- 16A, 16B
- Gehäuseteile
- 18
- Kavität
- 20
- Zustellrichtung
- 22
- Querrichtung
- 24
- Verbindungselement
- 26
- Solltrennstelle
- 28
- Stege
