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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung eines Betätigungselements für eine Leiteranschlussklemme. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 zur Herstellung eines solchen Betätigungselements.
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Die Leiteranschlussklemme kann insbesondere eine Leiteranschlussklemme mit Federkraftklemmanschluss sein, bei dem die Klemmung des elektrischen Leiters mittels wenigstens einer Klemmfeder erfolgt. Bei solchen Leiteranschlussklemmen ist es bekannt, z.B. aus der
DE 10 2010 015 457 A1 , dass die Leiteranschlussklemme ein Betätigungselement zur Betätigung der Klemmfeder aufweist. Mit dem Betätigungselement kann durch Auslenken eines Klemmschenkels der Klemmfeder die Klemmstelle geöffnet werden. Bei geöffneter Klemmstelle kann ein elektrischer Leiter ohne Kraftaufwand zur Klemmstelle geführt werden oder von der Klemmstelle entfernt werden.
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Gemäß dem Stand der Technik werden solche Betätigungselemente in der Regel aus Kunststoff in einem Spritzgießprozess hergestellt. Dies erfordert die Konstruktion, Beschaffung und Wartung von Spritzgießwerkzeugen, was relativ aufwendig ist. Zudem sind Spritzgießmaschinen vergleichsweise aufwändig und teuer und haben einen erheblichen Platzbedarf.
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Aus der
DE 20 2004 002 530 U1 ist eine Stanzmaschine für Anschlussklemmen bekannt. Aus der
DE 25 07 384 A1 ist eine Vorrichtung zum Zerschneiden eines isolierten elektrischen Drahtes und Behandlung des Endes des betreffenden Drahtes bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Betätigungselements für eine Leiteranschlussklemme zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Betätigungselements für eine Leiteranschlussklemme gemäß Anspruch 1 gelöst. Dies umfasst einen Materialspeicher für Rohmaterial und eine Vorschubeinheit, wobei die Vorschubeinheit dazu eingerichtet ist, das Rohmaterial von dem Materialspeicher in einen Schnittkanal einer Schnittmatrize zu transportieren, und mit einem ersten Aktuator, wobei der erste Aktuator dazu eingerichtet ist, das im Schnittkanal befindliche Rohmaterial abzutrennen, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das Betätigungselement zumindest teilweise aus dem Rohmaterial in dem Schnittkanal der Schnittmatrize zu formen. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die beim Stand der Technik erforderlichen aufwendigen Spritzgieß-Herstellungsschritte vollständig oder zumindest teilweise durch alternative Fertigungsschritte aus der Umform- und/oder Trenntechnik ersetzt werden können. Solche umformtechnischen und/oder trenntechnischen Schritte können bei den herzustellenden, relativ klein bauenden Betätigungselementen für Leiteranschlussklemmen viel einfacher und mit weniger Kosten- und Platzbedarf realisiert werden.
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Durch das Abtrennen des im Schnittkanal befindlichen Stücks des Rohmaterials erfolgt zugleich ein Ablängen, dieses Stücks auf eine gewünschte Länge. Das Formen des Betätigungselements erfolgt zumindest teilweise in dem Schnittkanal der Schnittmatrize, zum Beispiel durch Trennen und/oder Umformen. Für das Trennen kann zum Beispiel eine Konturformung des Betätigungselements durch die Schnittmatrize erfolgen.
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Durch den Aktuator wird eine Relativbewegung zwischen der Schnittmatrize und dem im Schnittkanal befindlichen Rohmaterial erzeugt. Beispielsweise kann der Aktuator dazu eingerichtet sein, die Schnittmatrize in einer Längsrichtung zu verschieben und hierdurch das Abtrennen des Stücks des Rohmaterials zu bewirken.
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Das Rohmaterial kann in einer Aufnahmekammer des Materialspeichers gelagert sein, zum Beispiel in Stangenform oder als Endlosstrang. Der Endlosstrang kann auch in aufgewickelter Form in dem Materialspeicher gespeichert sein, zum Beispiel auf einer Rolle.
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Das Betätigungselement kann zum Beispiel als Betätigungsdrücker ausgebildet sein, der dazu eingerichtet ist, zur Betätigung der Klemmfeder der Leiteranschlussklemme eine im Wesentlichen überwiegend linear verlaufende Bewegung auszuführen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch Betätigung des ersten Aktuators das Betätigungselement in dem Schnittkanal der Schnittmatrize zumindest teilweise aus dem Rohmaterial formbar ist. Somit kann durch Betätigung eines Aktuators sowohl das Ablängen des Rohmaterials als auch die zumindest teilweise Formgebung des Betätigungselements erfolgen. Hierdurch werden wesentliche Teile der Geometrie des Betätigungselements parallel in einem Schritt erzeugt.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Umformelement hat, das dazu eingerichtet ist, in einem Umformungsschritt eine Betätigungskontur des Betätigungselements in das Rohmaterial oder das zumindest teilweise hergestellte Betätigungselement zu formen. Auf diese Weise kann auch die bei solchen Betätigungselementen in der Regel gewünschte Betätigungskontur, zum Beispiel eine an einer manuellen Betätigungsseite eingebrachte Nut oder sonstige Vertiefung, wiederum ohne aufwändige Spritzgieß-Schritte erzeugt werden. Das Erzeugen der Betätigungskontur durch Umformen kann im Prinzip durch alle Arten der Umformung erfolgen, z.B. Druckumformung, Zugdruckumformung, Biegeumformen und/oder Schubumformen. Besonders geeignet sind zum Beispiel das Eindrücken beziehungsweise Drücken.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Umformungsschritt zum Erzeugen der Betätigungskontur auch thermisch unterstützt sein. Beispielsweise kann das Umformelement ein Thermoumformelement aufweisen, das zumindest teilweise erwärmbar ist, sodass durch das Thermoumformelement die Betätigungskontur thermisch in das Rohmaterial oder das zumindest teilweise hergestellte Betätigungselement geformt werden kann. Dies erlaubt eine besonders effiziente und schnelle Fertigung des Betätigungselements.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Umformelement an einem zweiten Aktuator angeordnet ist. Dementsprechend kann das Umformelement durch den zweiten Aktuator bewegt werden, was insbesondere eine unabhängige Bewegung des Umformelementes von der Bewegung des ersten Aktuators ermöglicht. So kann beispielsweise bei der Herstellung des Betätigungselements zuerst der erste Aktuator betätigt werden, dieser dann wieder in den unbetätigten Zustand überführt werden und danach der zweite Aktuator betätigt werden.
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Der erste und/oder zweite Aktuator kann grundsätzlich als beliebiger fremdkraftbetätigter Aktuator ausgebildet sein, zum Beispiel mit einem elektrischen Antrieb, einem pneumatischem Antrieb und/oder einem hydraulischen Antrieb. Der Aktuator kann zum Beispiel einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Umformelement als Negativ-Kontur der Betätigungskontur des Betätigungselements ausgebildet ist. Dies erlaubt ein schnelles Einformen der Betätigungskontur in das Betätigungselement.
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Das Betätigungselement kann die Betätigungskontur an der Stirnseite eines freien Endes aufweisen. Am entgegengesetzten Ende kann das Betätigungselement eine Federlauffläche haben, die zur Kraftbeaufschlagung einer Klemmfeder der Leiteranschlussklemme eingerichtet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohmaterial zumindest zum Teil aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, besteht. Auf diese Weise kann das Betätigungselement besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Zudem sind dann bereits die für eine Leiteranschlussklemme gewünschten Isolationseigenschaften vorhanden. Dementsprechend muss das Betätigungselement nicht nachträglich noch mit einer isolierenden Beschichtung versehen werden. Der verwendete Kunststoff kann zum Beispiel ein thermoplastischer Kunststoff sein, zum Beispiel ein Polymer.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schnittkanal der Schnittmatrize als Geometrie oder als Negativ-Geometrie des Betätigungselements ausgebildet ist. Dies erlaubt eine schnelle und effiziente Fertigung des Betätigungselements durch Trennen. Die Geometrie des Betätigungselements bezeichnet dabei die äußere Kontur des Betätigungselements.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Herstellung eines Betätigungselements gemäß Anspruch 5 gelöst. Dies umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Stücks eines Rohmaterials,
- - zumindest teilweises Erzeugen des Betätigungselements aus dem Stück des Rohmaterials durch Umformen und/oder Trennen.
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Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Insbesondere kann vollständig oder zumindest überwiegend auf die aufwendige Spritzgießtechnik zum Herstellen des Betätigungselements verzichtet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen eines strangförmigen Rohmaterials,
- - Bereitstellen des Stücks des Rohmaterials durch Abtrennen eines Stücks des Rohmaterials.
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Durch das Abtrennen kann zugleich auch ein Ablängen des Stücks des Rohmaterials auf eine gewünschte Länge erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Bereitstellen des strangförmigen Rohmaterials und vor dem Abtrennen des Stücks des Rohmaterials ein Transport des bereitgestellten Rohmaterials in einen Schnittkanal einer Schnittmatrize erfolgt. Der Transport kann zum Beispiel durch die Vorschubeinheit der eingangs erläuterten Vorrichtung erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abtrennen des Stücks des Rohmaterials durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem im Schnittkanal befindlichen Rohmaterial und der Schnittmatrize erfolgt. Somit kann durch Betätigung eines Aktuators sowohl das Ablängen des Rohmaterials als auch die zumindest teilweise Formgebung des Betätigungselements erfolgen. Hierdurch werden wesentliche Teile der Geometrie des Betätigungselements parallel in einem Schritt erzeugt. Die Relativbewegung kann beispielsweise durch den ersten Aktuator der eingangs genannten Vorrichtung durchgeführt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Geometrie des Betätigungselements zumindest teilweise aus dem Rohmaterial in dem Schnittkanal der Schnittmatrize geformt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in das bereitgestellte Stück des Rohmaterials in einem Umformschritt eine Betätigungskontur des Betätigungselements geformt wird. Auf diese Weise kann auch die bei solchen Betätigungselementen in der Regel gewünschte Betätigungskontur wiederum ohne aufwändige Spritzgieß-Schritte erzeugt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Umformelement mit einer Negativ-Kontur der Betätigungskontur auf das Betätigungselement zur Formung der Betätigungskontur des Betätigungselements aufgebracht wird. Dies erlaubt ein schnelles Einformen der Betätigungskontur in das Betätigungselement. Das Formen der Betätigungskontur kann insbesondere durch ein thermisches Umformverfahren erfolgen.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass in das abgetrennte Stück des Rohmaterials in einem Umformschritt eine Federlauffläche des Betätigungselements, die zur Kraftbeaufschlagung einer Klemmfeder der Leiteranschlussklemme eingerichtet, geformt wird. Auf diese Weise wird eine definierte Kraftübertragungsfläche einer manuell aufgebrachten Betätigungskraft vom Betätigungselement auf die Klemmfeder am Betätigungselement bereitgestellt. Die Federlauffläche kann zum Beispiel eine schräg zur Betätigungsrichtung des Betätigungselements verlaufende Fläche sein.
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Die Erfindung erlaubt insbesondere die Herstellung von Betätigungselementen, insbesondere Betätigungsdrückern, mit einem harten Kern ohne Umspritzung.
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Es entfällt somit vollständig oder zumindest überwiegend die Wartung, Instandhaltung und Reparatur von Spritzgusswerkzeugen. Es sind keine oder weniger Fertigungskapazitäten auf Spritzgussmaschinen erforderlich. Die Betätigungselemente können sozusagen auf Anforderung bei Bedarf hergestellt werden und müssen nicht mehr, wie bei Spritzgießprozessen üblich, vorab in großer Stückzahl gefertigt werden. Dementsprechend können auch Lagerkapazitäten im Einzelteillager für solche Betätigungselemente reduziert werden.
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Auch die Montage der Leiteranschlussklemme kann vereinfacht werden, da Zuführgeräte am Montageautomaten entweder nicht mehr erforderlich sind oder vereinfacht werden können. Somit wird auch die Störanfälligkeit der Zuführgeräte verringert oder entfällt ganz, sodass die Automatenverfügbarkeit steigt. Im Ergebnis können somit die Herstellkosten und die Fertigungsgemeinkosten der Leiteranschlussklemme reduziert werden.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter dem unbestimmten Begriff „ein“ kein Zahlwort zu verstehen. Wenn also z.B. von einem Bauteil die Rede ist, so ist dies im Sinne von „mindestens einem Bauteil“ zu interpretieren. Soweit Winkelangaben in Grad gemacht werden, beziehen sich diese auf ein Kreismaß von 360 Grad (360°).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 - eine Vorrichtung zur Herstellung eines Betätigungselements in einem ersten Herstellschritt und
- 2 - die Vorrichtung gemäß 1 in einem zweiten Herstellschritt und
- 3 - eine Detailansicht einer Schnittmatrize und
- 4 - eine weitere Komponente der Vorrichtung zur Herstellung des Betätigungselements und
- 5 - Teile einer Leiteranschlussklemme in seitlicher Schnittansicht.
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Die 1 zeigt einen ersten Teil einer Vorrichtung zur Herstellung eines Betätigungselements für eine Leiteranschlussklemme. Die Vorrichtung weist einen Materialspeicher 1 für das Rohmaterial 2 auf. Das Rohmaterial 2 kann in Strangform im oder am Materialspeicher 1 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Rohmaterial 2 auf dem Materialspeicher 1 aufgerollt sein. Der Materialspeicher 1 ist dann als Rolle beziehungsweise Coil ausgebildet. Das Rohmaterial kann zum Beispiel ein Kunststoff-Strangprofil sein.
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Die Vorrichtung weist eine Vorschubeinheit 3 auf, durch die das Rohmaterial 2 vom Materialspeicher 1 in einen Schnittkanal einer Schnittmatrize 4 transportiert wird. Beispielsweise kann die Vorschubeinheit 3 gegenläufig drehende Vorschubrollen aufweisen, durch die das Rohmaterial 2 hindurchgezogen wird.
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Die Schnittmatrize 4 ist mit einem ersten Aktuator 6 gekoppelt. Wird der erste Aktuator 6 betätigt, wird hierdurch eine Relativbewegung zwischen der Schnittmatrize 4 und dem Rohmaterial 2, insbesondere dem innerhalb der Schnittmatrize 4 befindlichen Abschnitt 5 des Rohmaterials 2 erzeugt.
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Die 2 zeigt die anhand der 1 erläuterten Elemente nach Betätigung des ersten Aktuators 6.
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Nach Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Schnittmatrize 4 und dem Rohmaterial 2 ist nun der Abschnitt 5 des Rohmaterials von dem Strang abgetrennt und als separates Stück 7 vorhanden. Durch die Betätigung des ersten Aktuators 6 erfolgt somit ein Abtrennen des Stücks 7 vom strangförmigen Rohmaterial 2, somit zugleich ein Ablängen des Stücks 7 auf eine gewünschte Länge. Durch entsprechende Gestaltung der Schnittmatrize kann zugleich auch ein Konturschnitt erfolgen, das heißt durch die Betätigung des ersten Aktuators 6 wird das Stück 7 in eine gewünschte Kontur gebracht, die der gewünschten äußeren Geometrie des Betätigungselements zumindest weitgehend entspricht. Gegebenenfalls kann auch eine Nachbearbeitung erfolgen. Somit kann durch Abbildung der Querschnittsgeometrie des Betätigungselements in der Schnittmatrize 4 parallel der Konturschnitt erfolgen.
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Die 3 zeigt eine vereinfachte Detailansicht der Schnittmatrize 4 mit einer beispielhaften Schneidkontur 16, mit der der Konturschnitt erfolgt, um das Stück 7 in die gewünschte Geometrie des Betätigungselements zu bringen.
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Anhand der 4 werden weitere Elemente der Vorrichtung zur Herstellung des Betätigungselements erläutert. Die 4 zeigt ein Betätigungselement 11, das bereits die gewünschte Formgebung hat. Das Betätigungselement 11 weist einen länglichen Betätigungsfortsatz 13 auf, der beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittskontur haben kann. An einem Ende des Betätigungselements 11 ist ein Betätigungskopf 12 angeordnet, der eine im Vergleich zum Betätigungsfortsatz 13 vergrößerte Querschnittskontur hat. Der Betätigungskopf 12 dient zur manuellen Betätigung durch den Anwender, ggf. mittels eines Werkzeugs. Damit der Anwender die manuelle Betätigung besonders einfach und sicher durchführen kann, hat das Betätigungselement 11 am Betätigungskopf 12 eine Betätigungskontur 15, zum Beispiel eine Nut, ein Sackloch, eine Kombination daraus oder eine sonstige Vertiefung 15. Am vom Betätigungskopf 12 abgewandten Ende weist das Betätigungselement 11 eine Federlauffläche 14 auf, die zur Anlage an der Klemmfeder einer Leiteranschlussklemme und zu deren Betätigung dient.
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Durch die zuvor anhand der 1 bis 3 erläuterten Fertigungsschritte kann das Betätigungselement 11 bereits weitgehend seine in 4 dargestellte Form haben, wobei die Betätigungskontur 15 noch zu erzeugen ist. Hierzu wird ein Umformelement 9 verwendet, dass mittels eines Umformschritts, zum Beispiel durch thermische Umformung, die Betätigungskontur 15 in den Betätigungskopf 12 einformen kann. Hierzu hat das Umformelement 9 eine Negativ-Kontur 10, die als Negativ der Betätigungskontur 15 ausgebildet ist. Das Umformelement 9 kann über einen zweiten Aktuator 8 betätigt werden. Beispielsweise wird über den zweiten Aktuator 8 das Umformelement 9 gegen den Betätigungskopf 12 gepresst und hierdurch durch Drücken und/oder thermisches Umformen die Betätigungskontur 15 eingeformt.
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Die 5 zeigt beispielhaft eine Leiteranschlussklemme 17, die mit dem erfindungsgemäß hergestellten Betätigungselement 11 bestückt ist. Die Leiteranschlussklemme 17 weist ein Gehäuse 18 auf. In dem Gehäuse 18 ist eine Betätigungsöffnung 19 vorhanden. Das Betätigungselement 11 ist in der Betätigungsöffnung 19 eingesetzt und darin längs verschieblich gelagert.
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Das Gehäuse 18 weist außerdem eine Leitereinführungsöffnung 20 auf. Im Gehäuse 18 sind als Teile eines Federkraftklemmanschlusses eine Klemmfeder 21 und eine Stromschiene 23 angeordnet. Die Klemmfeder 21 weist einen Klemmschenkel 22 auf, der zusammen mit der Stromschiene 23 eine Klemmstelle zum Festklemmen eines elektrischen Leiters bildet. Der elektrische Leiter kann durch die Leitereinführungsöffnung 20 zur Klemmstelle geführt werden und dort durch den Klemmschenkel 22 an der Stromschiene 23 festgeklemmt werden.
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Das Betätigungselement 11 liegt mit seiner Federlauffläche 14 am Klemmschenkel 22 an. Wird nun manuell eine Druckkraft auf den Betätigungskopf 12 aufgebracht, z.B. über ein Werkzeug 24, bewegt sich das Betätigungselement 11 nach unten weiter in die Betätigungsöffnung 19 hinein und lenkt dabei über seine Federlauffläche 14 den Klemmschenkel 22 aus, sodass dieser sich von der Anlagestelle, an der er an 5 an der Stromschiene 23 anliegt, fortbewegt. Hierdurch wird die Klemmstelle geöffnet und ein elektrischer Leiter kann ohne Kraftaufwand eingeführt werden oder von der Klemmstelle entfernt werden. Hiernach kann die manuelle Druckkraftbeaufschlagung des Betätigungselements 11 beendet werden. Das Betätigungselement 11 bewegt sich aufgrund einer Rückstellkraft des Klemmschenkels 22 dann wieder weiter nach oben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Materialspeicher
- 2
- Rohmaterial
- 3
- Vorschubeinheit
- 4
- Schnittmatrize
- 5
- Abschnitt
- 6
- Aktuator
- 7
- separates Stück
- 9
- Umformelement
- 10
- Negativ-Kontur
- 11
- Betätigungselement
- 12
- Betätigungskopf
- 13
- Betätigungsfortsatz
- 14
- Federlauffläche
- 15
- Betätigungskontur
- 16
- Schneidkontur
- 17
- Leiteranschlussklemme
- 18
- Gehäuse
- 19
- Betätigungsöffnung
- 20
- Leitereinführungsöffnung
- 21
- Klemmfeder
- 22
- Klemmschenkel
- 23
- Stromschiene
- 24
- Werkzeug
