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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beschichtungsentfernungsverfahren für ein Kabel zum Entfernen einer Beschichtung eines Kernleiters, um den Kernleiter freizulegen, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Stand der Technik
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Wenn eine Beschichtung um einen Kernleiter an einem Anschlussabschnitt eines Kabels, z.B. eines elektrischen Drahtes, entfernt wird, wird eine Vorrichtung zum Entfernen der Beschichtung verwendet, die eine Schneidevorrichtung umfasst, die sich in radialer Richtung des Kabels bewegt. Bei dieser Art von Beschichtungsentfernungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird die Beschichtung nahe einem distalen Ende des Kabels z.B. mit einem Messerpaar durchtrennt, und die Messer werden in einem Einschnittzustand relativ zum beschichteten elektrischen Draht zurückgezogen, so dass die Beschichtung auf einer Seite eines distalen Endes von einer Einschnittposition abgezogen wird. Darüber hinaus ist auch bekannt, dass das Schneidwerkzeug bei der Durchführung des Einschnitts gedreht wird.
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Es ist wünschenswert, eine Einschnitttiefe so einzustellen, dass eine Schneidkante des Schneidwerkzeugs nicht mit dem Kernleiter des elektrischen Drahtes in Kontakt kommt, wenn mit dem Schneidwerkzeug ein Einschnitt an der Beschichtung vorgenommen wird, wobei es jedoch tatsächlich schwierig ist, die Einschnitttiefe einzustellen. Daher ist ein Verfahren zur Steuerung einer Einschnitttiefe eines Schneiderwerkzeugs bekannt, bei dem erfasst wird, dass eine Schneidkante mit dem Kernleiter in Kontakt steht und eine Impedanz verändert wird (siehe z.B. Patentliteratur 1).
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Darüber hinaus ist auch ein Verfahren zur Steuerung der Einschnitttiefe des Schneidwerkzeugs, bei dem ein Unterschied in der Scherfestigkeit der Beschichtung und der Scherfestigkeit des Kerns mit einem Drucksensor durch das Schneidwerkzeug hindurch erfasst wird oder ein leitender Kontakt zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Kernleiter erfasst wird, ein Verfahren zur Einstellung der Einschnitttiefe von einem Nenndurchmesser aus und dergleichen bekannt.
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Zitationsliste
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Patent-Literatur
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[Patentdokument 1]
JP - 2014 033 479 A
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Alle Verfahren gemäß dem Stand der Technik können jedoch die Bildung von Kratzern auf dem Kernleiter, die durch das Schneidwerkzeug entstehen, reduzieren, aber der Kernleiter ist nicht völlig frei von Kratzern. Insbesondere da ein Querschnitt des elektrischen Drahtes oft kein reiner konzentrischer Kreis ist, kann die Schneidkante so in den Kerndraht schneiden, dass der Kerndraht verkratzt oder ein Teil des Kerndrahtes abgetrennt wird.
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Das Dokument
DE 29 38 310 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer speziellen Draht- /Anschlussstruktur. Das Dokument bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Doppelleiter-Drahtleitungen, die an einem Ende einen zweizackigen Stecker und am anderen Ende unverdrillte oder verdrillte Planke oder verzinkte Drähte mit oder ohne Anschluss aufweisen. Die Vorrichtung enthält einen verbesserten Abisolier- und Verdrillmechanismus zum Abisolieren und Verdrillen der Enden der isolierten Leiter der Drahtleitung. Die isolierten Drähte sind zusätzlich mit einer weiteren äußeren Isolierbeschichtung beschichtet. In einem ersten Schritt wird die äußere Isolierbeschichtung entfernt. Die noch isolierten Drähte werden dann in der Vorrichtung weiterverarbeitet, indem die Beschichtung der Drähte mit Hilfe der Vorrichtung entfernt wird. In diesem Schritt wird die Isolierung gleichzeitig verdrillt und vom Kerndraht abgezogen, wobei zu beachten ist, dass in diesem Stadium die Isolierung durchtrennt wird. Dies bedeutet, dass der Draht, der aus dem Kerndraht und der Isolierung besteht, so geschnitten wird, dass die Isolierung vollständig durchtrennt ist, und erst dann wird die Isolierung abgezogen und gleichzeitig verdrillt, um die Drähte zu verdrillen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände konzipiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungsentfernungsverfahren für ein Kabel und eine Beschichtungsentfernungsvorrichtung für ein Kabel bereitzustellen, die eine Beschichtung entfernen können, während ein Kernleiter in einem einwandfreien Zustand gehalten wird, ohne den Kernleiter zu verkratzen oder einen Teil des Kernleiters abzutrennen, wenn die Beschichtung abgezogen wird.
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Ein Beschichtungsentfernungsverfahren für ein Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt eine Beschichtung an einem Außenumfang eines Kernleiters an einem Anschlussabschnitt eines Kabels unter Verwendung einer Beschichtungsentfernungsvorrichtung für ein Kabel.
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Die Vorrichtung umfasst:
- einen Pressmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er eine Druckkraft in einer Schneidrichtung auf eine Schneidklinge ausübt;
- einen Drehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er einen Teil der Beschichtung des Kabels dreht;
- einen Greifmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er einen Teil der Beschichtung des Kabels greift; und
- einen Ausziehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Beschichtung herauszieht.
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Das Verfahren umfasst:
- einen Schneideschritt, in dem durch den Pressmechanismus eine Druckkraft mit einer solchen Größe, dass eine Schneidkante an einer Position vor dem Erreichen des Kernleiters anhält, auf die Schneideklinge aufgebracht wird, um einen Einschnitt an der Beschichtung durch die Schneideklinge durchzuführen, sodass ein Abschnitt an der Außenumfangsseite der Beschichtung geschnitten wird;
- einen Drehschneideschritt des Drehens der Beschichtung auf einer Seite eines distalen Endes aus einer Einschnittsposition um eine Achse des Kabels in Bezug auf die Beschichtung auf einer Basisendseite durch den Drehmechanismus, wodurch ein Drillungsmoment auf einen verbleibenden ungeschnittenen Abschnitt der Beschichtung zwischen der Schneidkante der Schneidklinge und dem Außenumfang des Kerndrahtes aufgebracht wird, um den ungeschnittenen Abschnitt drehend zu schneiden;; und
- einen Abziehschritt, in dem die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes von der Einschnittposition durch Greifen und Herausziehen der Beschichtung auf der Seite des distalen Endes von der Einschnittposition durch den Greifmechanismus und den Ausziehmechanismus entfernt wird, um den Kernleiter freizulegen.
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Eine Beschichtungsentfernungsvorrichtung für ein Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt eine Beschichtung an einem Außenumfang eines Kernleiters an einem Anschlussabschnitt eines Kabels.
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Die Beschichtungsentfernungsvorrichtung für ein Kabel umfasst:
- einen Drehkopf, der so konfiguriert ist, dass er sich um eine an einer festen Position befestigte Drehachse dreht;
- einen Drehantriebsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Drehkopf in Drehung versetzt;
- einen Kabelhaltemechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Anschlussabschnitt des Kabels vor dem Drehkopf hält und fixiert, wobei er mit der Drehachse ausgerichtet ist und ein distales Ende des Kabels einer Rückseite des Drehkopfes zugewandt ist;
- eine Schneidklinge, die an dem Drehkopf so montiert ist, dass sie in radialer Richtung des Drehkopfes verschiebbar ist, und die so konfiguriert ist, dass eine Schneidkante einen Einschnitt an der Beschichtung am Anschlussabschnitt des Kabels durch radiales Verschieben nach innen vornimmt;
- einen Greifmechanismus, der auf der Seite eines distaleren Endes des Kabels als die Schneidklinge angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Beschichtung greift;
- einen Öffnungs- und/oder Schließmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Schneidklinge und den Greifmechanismus radial nach außen öffnet und die Schneidklinge und den Greifmechanismus radial nach innen schließt;
- einen Pressmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er während eines Schließvorgangs durch den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus eine Druckkraft in einer Schneidrichtung auf die Schneidklinge ausübt; und
- einen Ausziehmechanismus, der eine Funktion des relativen Bewegens des Drehkopfes und des Kabelhaltemechanismus entlang einer Drehachsenrichtung hat und so konfiguriert ist, dass er die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes von der Einschnittposition durch Positionieren der Schneidklinge und des Greifmechanismus in Bezug auf das Kabel in einer Achsenrichtung durch Bewegen und Anhalten sowie durch Bewegen des Drehkopfes und des Kabelhaltemechanismus in einer Richtung, in der sie voneinander getrennt sind, abzieht, wobei der Greifmechanismus die Beschichtung am Anschlussabschnitt des Kabels greift,
- wobei der Pressmechanismus eine Druckkraft mit einer solchen Größe, dass eine Schneidkante an einer Position vor dem Erreichen des Kernleiters anhält, auf die Schneideklinge aufbringt, um einen Einschnitt an der Beschichtung durch die Schneideklinge durchzuführen, sodass ein Abschnitt an der Außenumfangsseite der Beschichtung geschnitten wird, und
- der Rotationsmechanismus die Beschichtung auf einer Seite eines distalen Endes aus einer Einschnittsposition um eine Achse des Kabels in Bezug auf die Beschichtung auf einer Basisendseite durch den Drehmechanismus dreht, wodurch ein Drillungsmoment auf einen verbleibenden ungeschnittenen Abschnitt der Beschichtung zwischen der Schneidkante der Schneidklinge und dem Außenumfang des Kerndrahtes aufgebracht wird, um den ungeschnittenen Abschnitt drehend zu schneiden.
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Figurenliste
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- 1A und 1B zeigen erläuternde Ansichten eines Beschichtungsentfernungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1A eine Querschnittsansicht zeigt, die einen Zustand darstellt, in dem mit einer Schneidklinge ein Einschnitt an einer Beschichtung vorgenommen wird, und 1B eine Seitenansicht zu diesem Zeitpunkt zeigt.
- 2A und 2B zeigen erläuternde Ansichten eines Schneideschritts und eines Drehschneideschritts in dem Beschichtungsentfernungsverfahren gemäß der Ausführungsform, wobei 2A eine Querschnittsansicht zeigt, die einen Zustand darstellt, in dem eine Schneidkante in eine Position schneidet, bevor die Schneidkante der Schneidklinge den Kernleiter im Schneideschritt erreicht, 2B eine Querschnittsansicht in einem Zustand zeigt, in dem das Drehschneiden durch Drehen der Schneidklinge im Drehschneideschritt durchgeführt wird, und 2C eine Querschnittansicht des Kabels zeigt, die ein Erscheinungsbild einer Bruchfläche der Beschichtung in einem Stadium zeigt, in dem der Drehschneideschritt abgeschlossen ist.
- 3A und 3B zeigen erläuternde Ansichten eines Abisolierschritts bzw. Abziehschritts im Beschichtungsentfernungsverfahren gemäß der Ausführungsform, wobei 3A eine Seitenansicht zeigt, die eine Vorbereitungsphase des Abisolierschritts darstellt, nachdem der Drehschneideschritt abgeschlossen ist, und 3B eine Seitenansicht zeigt, die einen Zustand darstellt, in dem die Beschichtung auf einer Seite eines distalen Endes entfernt und der Kernleiter durch Ausführen des Abisolierschritts freigelegt wird.
- 4 zeigt eine schematische Seitenansicht, die ein Kräfteverhältnis während des Schneideschritts zeigt.
- 5A und 5B zeigen Ansichten, die eine Beziehung der Kräfte während des Drehschneideschritts zeigen, wobei 5A eine schematische Seitenansicht und 5B eine schematische Querschnittsansicht darstellen.
- 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Hauptteil einer Beschichtungsentfernungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die einen Zustand vor der Ausführung des Schneideschritts darstellt.
- 8 zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Schneideschritt und der Drehschneideschritt ausgeführt werden.
- 9 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Vorderseite aus gesehen, die einen Zustand zeigt, in dem der Abisolierschritt ausgeführt wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Nachfolgenden werden bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein Beschichtungsentfernungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Entfernen einer Beschichtung (Isolierschutzmantel) an einem Außenumfang eines Kernleiters an einem Anschlussabschnitt eines elektrischen Drahtes (Kabels) innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Länge von einem distalen Ende unter Verwendung einer Beschichtungsentfernungsvorrichtung, die nachstehend beschrieben wird.
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Die Beschichtungsentfernungsvorrichtung umfasst im Allgemeinen eine Schneidklinge (Schneidwerkzeug), die einen Einschnitt an der Beschichtung vornimmt, einen Pressmechanismus, der eine Druckkraft in einer Schneidrichtung auf die Schneidklinge ausübt, einen Drehmechanismus, der einen Teil der Beschichtung des elektrischen Drahts drehen kann, einen Greifmechanismus, der einen Teil der Beschichtung des elektrischen Drahts greift, einen Ausziehmechanismus, der die Beschichtung herauszieht, und einen Kabelhaltemechanismus, der den zu bearbeitenden elektrischen Draht an einer festen Position hält. Im Beschichtungsentfernungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform werden ein Schneideschritt, ein Drehschneideschritt und ein Abziehschritt für die Beschichtung nacheinander in dieser Reihenfolge ausgeführt, während der elektrische Draht mit Hilfe der Beschichtungsentfernungsvorrichtung an einer festen Position gehalten und fixiert wird.
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1A und 1B zeigen erläuternde Ansichten des Beschichtungsentfernungsverfahrens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1A eine Querschnittsansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein Einschnitt an der Beschichtung durch eine Schneidklinge vorgenommen wird, und 1B eine Seitenansicht zu diesem Zeitpunkt ist. 2A und 2B zeigen erläuternde Ansichten eines Schneideschrittes und eines Drehschneideschritts in dem Beschichtungsentfernungsverfahren gemäß der Ausführungsform, wobei 2A eine Querschnittsansicht zeigt, die einen Zustand darstellt, in dem eine Schneidkante in eine Position schneidet, bevor die Schneidkante der Schneidklinge den Kernleiter im Schneideschritt erreicht, 2B eine Querschnittsansicht in einem Zustand zeigt, in dem das Drehschneiden durch Drehen der Schneidklinge im Drehschneideschritt durchgeführt wird, und 2C eine Querschnittansicht des Kabels zeigt, die ein Erscheinungsbild einer Bruchfläche der Beschichtung in einem Stadium zeigt, in dem der Drehschneideschritt abgeschlossen ist. Darüber hinaus zeigen 3A und 3B erläuternde Ansichten eines Abisolierschritts bzw. Abziehschritts im Beschichtungsentfernungsverfahren gemäß der Ausführungsform, wobei 3A eine Seitenansicht zeigt, die eine Vorbereitungsphase des Abisolierschritts zeigt, nachdem der Drehschneideschritt abgeschlossen ist, und 3B eine Seitenansicht zeigt, die einen Zustand darstellt, in dem die Beschichtung auf einer Seite eines distalen Endes entfernt und der Kernleiter durch Ausführen des Abisolierschritts freigelegt wird.
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Wie in 1A bis 2B gezeigt, ist ein elektrischer Draht (Kabel), bei dem die Beschichtung entfernt werden soll, ein einadriger elektrischer Draht W, bei dem ein Außenumfang eines Kernleiters Wa von einer Beschichtung (Isolierharz) Wb umgeben ist. Ein Paar Schneidklingen (Schneidwerkzeug) 1 ist an Positionen angeordnet, das einander um 180° gegenüberliegt, wobei eine Mitte des elektrischen Drahtes W (die mit einer später beschriebenen Drehachse L übereinstimmt) dazwischen angeordnet ist. Das Schneidklingenpaar 1 ist so vorgesehen, dass es in radialer Richtung in Bezug auf die Mitte des elektrischen Drahtes W verschiebbar ist, und wird durch einen Öffnungs- und/oder Schließmechanismus symmetrisch in Bezug auf die Mitte des elektrischen Drahtes W radial nach innen geschlossen oder radial nach außen geöffnet. Zusätzlich weist eine Schneidkante 1a jeder Schneidklinge 1 in Richtung einer Drehachse L gesehen eine V-Nutform auf.
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Wie in 1B dargestellt, ist das Schneidklingenpaar 1 an einer beweglichen Halterung 10 befestigt, und das Schneidklingenpaar 1 wird geöffnet und/oder geschlossen, wenn die bewegliche Halterung 10 durch den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus geöffnet und/oder geschlossen wird. Insbesondere werden während des Schließvorgangs durch Druckmechanismen 11, wie z.B. eine Feder oder einen Fluiddruckzylinder (hauptsächlich einen Luftzylinder), die vorbestimmte Druckkräfte (Presskraft) auf die Schneidklinge 1 in Schneidrichtungen ausüben, Druckkräfte F auf die bewegliche Halterung 10 ausgeübt. Zusätzlich sind Beschichtungsspannfutter (Greifmechanismus) 2 über Federn 12 an der beweglichen Halterung 10 befestigt, und die Beschichtungsspannfutter 2 beißen nach einer Bewegung der beweglichen Halterung 10 in die Beschichtung Wb ein und lösen sich von ihr.
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Wie in 1A, 1B und 2A dargestellt, werden im Schneidschritt die Schneidklingen 1 durch den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus in Pfeilrichtung A1 geschlossen. Dann wird durch den Pressmechanismus 11 die Druckkraft F, die so groß ist, dass die Schneidkante 1a an einer Position vor dem Erreichen des Außenumfangs des Kernleiters Wa anhält, auf die Schneidklinge 1 ausgeübt, um durch die Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 einen Einschnitt in die Beschichtung Wb vorzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schneidklinge 1 nicht gedreht. Die Position vor Erreichen des Außenumfangs des Kernleiters Wa zeigt z.B. eine Position an, bei der ein Abstand α zwischen dem Außenumfang des Kernleiters Wa und der Schneidkante 1a gesichert ist. Übrigens steht das Beschichtungsspannfutter 2, das auf einer Seite eines distaleren Endes des elektrischen Drahtes W als die Schneidklinge 1 angeordnet ist, durch eine geeignete Druckkraft mit der Beschichtung Wb auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf eine Einschnittposition in Eingriff (die Bewegungen sind durch Pfeile B1 in 1B gezeigt).
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Anschließend wird im Drehschneideschritt, wie durch einen Pfeil R in 2B gezeigt, die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf die Einschnittposition durch einen Drehmechanismus um eine Achse des elektrischen Drahtes (Drehachse L) relativ zur Beschichtung auf der Basisendseite gedreht. Dementsprechend wird ein ungeschnittener Abschnitt der Beschichtung zwischen der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 und dem Außenumfang des Kernleiters Wa drehend geschnitten. Das heißt, wie in 2C dargestellt, es wird in einem ersten Schneideschritt ein Abschnitt Wb1 auf der im Wesentlichen äußeren Umfangsseite der Beschichtung Wb geschnitten. Als nächstes wird im Drehschneideschritt eine Beschichtung Wb2 eines verbleibenden Abschnitts drehend geschnitten. Als Ergebnis wird die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes zuverlässig von der Beschichtung auf der Basisendseite von der Einschnittposition herausgeschnitten.
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Im nachfolgenden Abziehschritt, wie in 3A dargestellt, greift das Beschichtungsspannfutter 2 die Beschichtung Wb auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf eine Einschnittposition C (Betätigung der Pfeile B2) in sicherer Weise und öffnet die Schneidklinge 1 (Pfeile A2). Dann wird, wie in 3B dargestellt, in diesem Zustand das Beschichtungsspannfutter 2 zusammen mit der Schneidklinge 1 und der beweglichen Halterung 10 durch einen Ausziehmechanismus in Richtung des Pfeils S bewegt, die Beschichtung Wb auf der Seite des distalen Endes von der Einschnittposition C entfernt, um den Kernleiter Wa freizulegen. Damit ist eine Beschichtungsentfernungsarbeit abgeschlossen.
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Übrigens können im Drehschneideschritt die folgenden Fälle (1) bis (3) in Betracht gezogen werden, um die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf die Beschichtung auf der Basisendseite aus der Einschnittposition zu drehen. Diese Fälle umfassen:
- (1) einen Fall, in dem ein Drillungsmoment auf die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes durch Drehen der Schneidklinge 1 aufgebracht wird;
- (2) einen Fall, in dem ein Drillungsmoment auf die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes durch Drehen des Beschichtungsspannfutters 2 aufgebracht wird; und
- (3) einen Fall, in dem ein Drillungsmoment auf die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes durch Drehen sowohl der Schneidklinge als auch des Beschichtungsspannfutters 2 aufgebracht wird.
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Im Fall (1) wird beim Drehschneideschritt, während die auf die Schneidklinge 1 am Ende des Schneidschritts ausgeübte Druckkraft beibehalten wird, die Schneidklinge 1 durch den Drehmechanismus um die Achse des elektrischen Drahtes gedreht, so dass die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes aufgrund der zwischen der Schneidklinge 1 und der Beschichtung Wb erzeugten Reibung von der Einschnittposition in Bezug auf die Beschichtung auf der unteren Endseite gedreht wird. Infolgedessen wird ein Drillungsmoment auf den ungeschnittenen Abschnitt der Beschichtung (den verbleibenden Teil der Beschichtung) zwischen der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 und dem Außenumfang des Kernleiters Wa aufgebracht, um den ungeschnittenen Abschnitt drehend zu schneiden.
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Im Fall (2) wird, nachdem die Schneidklinge 1 nach dem Schneidschritt geöffnet wurde, das Beschichtungsspannfutter 2 durch den Drehmechanismus im Drehschneideschritt um die Achse des elektrischen Drahtes gedreht, wobei das Beschichtungsspannfutter (Greifmechanismus) 2 die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf die Einschnittposition so greift, dass die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes aus der Einschnittposition in Bezug auf die Beschichtung auf der Basisendseite gedreht wird. Dadurch wird ein Drillungsmoment auf den ungeschnittenen Abschnitt der Beschichtung (den verbleibenden Teil der Beschichtung) zwischen der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 und dem Außenumfang des Kernleiters Wa aufgebracht, um den ungeschnittenen Abschnitt drehend zu schneiden.
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Im Fall (3) wird im Drehschneideschritt unter Beibehaltung der am Ende des Schneideschrittes auf die Schneideklinge 1 ausgeübten Druckkraft die Schneideklinge 1 durch den Drehmechanismus um die Achse des elektrischen Drahtes gedreht, und das Beschichtungsspannfutter 2 wird durch den Drehmechanismus um die Achse des elektrischen Drahtes gedreht, wobei das Beschichtungsspannfutter (Greifmechanismus) 2 die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf die Einschnittposition greift. Infolgedessen wird ein Drillungsmoment auf den ungeschnittenen Abschnitt der Beschichtung (den verbleibenden Teil der Beschichtung) zwischen der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 und dem Außenumfang des Kernleiters Wa aufgebracht, um den ungeschnittenen Abschnitt drehend zu schneiden.
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Wenn hier ein wasserdichter Stopfen nach dem Abisolieren an einem Endabschnitt der Beschichtung Wb angebracht und der Anschluss in diesem Zustand verstemmt wird, kann, wenn ein Beschichtungsmaterial einen gezackten Querschnitt hat, die Genauigkeit an einer Anbringungsstelle des wasserdichten Stopfens abnehmen und die Wasserdichtigkeit kann sich nach dem Verstemmen des Anschlusses verschlechtern. Da in jedem der obigen Fälle (1) bis (3) die für den Einschnitt erforderliche Kraft (Druckkraft) F durch den Pressmechanismus auf die Schneidklinge 1 ausgeübt wird und die Schneidklinge 1 um die Achse L des elektrischen Drahtes unter Beibehaltung einer Einschnitttiefe h gedreht wird, kann der durch den Abisolierschritt erhaltene Querschnitt des Beschichtungsmaterials gleichmäßig ausgebildet werden, ohne den Kernleiter Wa mit der Schneidklinge 1 zu zerkratzen. Im Folgenden wird der Fall (3) weiter untersucht, aber die für den Einschnitt erforderliche Kraft F ist auch auf den Fall (1) oder (2) anwendbar.
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4 ist eine schematische Seitenschnittansicht, die ein Kräfteverhältnis während des Schneideschritts zeigt.
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Zunächst wird die folgende Formel zwischen einer Schneidkraft F, die auf die Schneidklinge
1 ausgeübt wird, wenn der Einschnitt an der Beschichtung
Wb vorgenommen wird, und einer Reaktionskraft (Widerstandskraft) Fc, die zu diesem Zeitpunkt von der Beschichtung
Wb auf die Schneidklinge
1 wirkt, aufgestellt.
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Unter Berücksichtigung von Fc wird die folgende Formel erfüllt.
wobei Ff eine Teilkraft einer Reibungskraft darstellt, die zwischen der Schneidklinge und dem Beschichtungsmaterial in Schneidrichtung erzeugt wird, und
Fp eine Reaktionskraft in Schnittrichtung darstellt, die von der Schneidklnge vom Beschichtungsmaterial empfangen wird.
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Wie in
4 gezeigt, können Ff und Fp durch die folgenden Formeln (1) und (2) ausgedrückt werden.
[Formel 1]
[Formel 2]
wobei θ einen Schneidkantenwinkel der Schneidklinge darstellt,
P eine Zugkraft darstellt, die senkrecht zu einer Klingenoberfläche der Schneidklinge wirkt,
µ einen Reibungskoeffizienten zwischen der Schneidklinge und der Beschichtung darstellt,
h ein Abstand von einem Spitzenende der Schneidklinge (Einschnitttiefe) ist, und
dA eine Kontaktfläche zwischen der Schneidklinge und dem Beschichtungsmaterial ist.
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Die Zugkraft P, die beim Einschnitt senkrecht zur Klingenoberfläche der Schneidklinge
1 wirkt, kann durch eine Funktion P(r) ausgedrückt werden, wobei r ein Abstand in radialer Richtung von der Mitte L des Kabels ist. Im Allgemeinen hat ein dünner elektrischer Draht aufgrund eines Verhältnisses zwischen der erforderlichen Festigkeit und der Flexibilität in Bezug auf die Eigenschaften des elektrischen Drahtes eine große Zugkraft P und ein dicker elektrischer Draht eine kleine Zugkraft P. Wenn die für den Einschnitt erforderliche Kraft (Druckkraft) F auf der Grundlage der obigen Formeln erhalten wird, ergibt sich die folgende Formel (3).
[Formel (3)]
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Als nächstes wird der Drehschneideschnitt (Torsionsscherung) aufgrund einer Reibungskraft (µP) zwischen der Schneidklinge 1 und der Beschichtung Wb untersucht.
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Die 5A und 5B zeigen Ansichten, die ein Verhältnis der Kräfte während des Drehschneideschritts zeigen, wobei 5A eine schematische Seitenschnittansicht und 5B eine schematische Querschnittansicht darstellen.
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Zunächst wird als Voraussetzung, wie in 5A gezeigt, die Schnitttiefe h der Schneidklinge 1 im Schneidschritt eingestellt, bevor das Spitzenende der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 den Kernleiter Wa erreicht. In diesem Zustand wird die Schneidklinge 1 unter Beibehaltung der Schneidkraft (Druckkraft) F und der Einschnitttiefe h um die Achse L des Elektrodrahtes gedreht. In diesem Zustand wird auch das Beschichtungsspannfutter 2 gedreht. Dann wird aufgrund der Reibungskraft µP, die zwischen der Schneidklinge 1 und der Beschichtung Wb wirkt, ein Drillungsmoment in der verbleibenden ungeschnittenen Beschichtung Wb2 erzeugt, und die verbleibende ungeschnittene Beschichtung Wb2 wird mit zunehmendem Drillungsmoment drehend geschnitten. Eine zum Drehschnitt erforderliche Kraft (Torsionsscherkraft) kann wie folgt ermittelt werden.
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Die Reibungskraft f in Drehrichtung, die durch den senkrecht zur Klingenoberfläche der Schneidklinge wirkenden Widerstand P erzeugt wird, ist wie folgt:
Das so erzeugte Moment Tf wird dargestellt durch
Da hier dA=2πr·dr berechnet werden kann, wird die obige Formel zu
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Wenn das Gesamtmoment (Drillungsmoment) Tallf aufgrund der Reibungskraft berechnet wird, wird die folgende Formel abgeleitet.
[Formel 4]
wobei R einen Abstand von der Mitte des elektrischen Drahtes zum Außenumfang der Beschichtung darstellt, und
Rcut einen Abstand von der Mitte des elektrischen Drahtes zu einem Ende der Einschnittspitze darstellt.
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Eine Bedingung dafür, dass das Material im verbleibenden Abschnitt durch das obige Drillungsmoment, d.h. das zum Abschneiden des verbleibenden Abschnitts erforderliche Drillungsmoment T, verdreht geschnitten wird, wird durch die folgende Formel ausgedrückt.
[Formel 5]
wobei τ eine dem Beschichtungsmaterial inhärente Torsionsscherfestigkeit darstellt,
Zp ein polares Kreuzmodul des Materialrests ist,
r1 ein Innendurchmesser des Materialrests ist, und
r2 ein Außendurchmesser des Materialrests ist.
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Wenn also der folgende Ausdruck erfüllt ist, zeigt sich, dass eine Scherung (Drehschnitt) durchgeführt wurde.
[Formel 6]
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Wie zuvor beschrieben, wird durch Verkleinern von Rcut in den Formeln (4) und (5) (Vergrößerung der Einschnitttiefe h und Annäherung an den Kernleiter) zur Erfüllung von Formal (6) ein Wert von Formel (4) größer und ein Wert von Formel (5) größer, was zu einer leichteren Verdrehung der verbleibenden Beschichtung führt. Wenn dann die Einschnitttiefe h (= R - Rcut) bestimmt wird, wird ein Einschnittdruck (Andruckkraft auf die Schneidklinge 1) F = Fc zum Erreichen der Einschnitttiefe erhalten, und der Druck des Pressmechanismus (Federkraft oder Fluiddruckzylinder), der die Schneidklinge 1 presst, wird so eingestellt, dass Fc ausgeübt wird.
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Wenn somit das Drillungsmoment Tallf größer ist als das erforderliche Drillungsmoment T für das Drehschneiden des ungeschnittenen Abschnitts (verbleibender Teil der Beschichtung) der Beschichtung zwischen der Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 und dem Außenumfang des Kernleiters Wa nach dem Schneidschritt, wird die Einschnitttiefe h der Schneidklinge 1 als Bedingung für das Drehen der Beschichtung auf der Seite des distalen Endes in Bezug auf die Beschichtung auf der Basisendseite aus der Einschnittposition berechnet. Ferner wird im Schneideschritt die Druckkraft, die die berechnete Einschnitttiefe h realisieren kann, durch den Pressmechanismus auf die Schneideklinge 1 ausgeübt.
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Wie zuvor beschrieben, wird die auf die Schneidklinge 1 ausgeübte Druckkraft so eingestellt, dass die Einschnitttiefe eine Solleinschnitttiefe erreicht (eine Tiefe, bei der die Schneidkante den Kernleiter nicht erreicht). Die Druckkraft wird so eingestellt, dass die Einschnitttiefe innerhalb eines Bereichs, der den Kernleiter Wa möglichst nicht erreicht, groß wird. Dadurch kann ein zuverlässiges Drehschneiden bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität der Bruchfläche der Beschichtung durchgeführt werden.
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In einer Konfiguration von 1B wird die Summe einer Kraft Fcut, die auf die Schneidklinge 1 ausgeübt wird, und einer Kraft Fch, die auf das Beschichtungsspannfutter 2 ausgeübt wird, die auf die Halterung ausgeübte Druckkraft (Federkraft Fsp oder Zylinderantriebskraft Fcyl).
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Als nächstes erfolgt eine weitere Erläuterung der Vorrichtung und des Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung der eigentlichen Maschine.
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6 ist eine Draufsicht auf einen Hauptteil der Beschichtungsentfernungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform von oben gesehen. 7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die einen Zustand vor der Durchführung des Schneidevorgangs von oben betrachtet zeigt. 8 zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Schneideschritt und der Drehschneideschritt ausgeführt werden. 9 ist eine perspektivische Ansicht von einer Vorderseite aus gesehen, die einen Zustand zeigt, in dem der Abziehschritt ausgeführt wird.
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Wie in 6 bis 9 dargestellt, umfasst die Beschichtungsentfernungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Drehkopf 15, der sich um eine an einer festen Position eingestellte Drehachse dreht, einen Drehmechanismus (Motor) 20, der den Kopf drehend antreibt, einen Kabelhaltemechanismus 40, der den Anschlussabschnitt des Kabels vor dem Drehkopf 15 hält und befestigt, wobei er mit der Drehachse ausgerichtet ist und das distale Ende des Kabels zur Rückseite des Drehkopfes zeigt, die Schneidklinge 1, die am Drehkopf 15 in radialer Richtung des Drehkopfes 15 verschiebbar gelagert ist und bewirkt, dass die Schneidkante am Anschlussabschnitt des vom Kabelhaltemechanismus 40 gehaltenen Kabels durch radiales Verschieben nach innen den Einschnitt in die Beschichtung durchführt, den Greifmechanismus (Beschichtungsspannfutter 2), der an der distaleren Endseite des Kabels als die Schneidklinge 1 angeordnet ist und die Beschichtung greift, den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus, der die Schneidklinge 1 und den Greifmechanismus (Beschichtungsspannfutter 2) radial nach außen öffnet und die Schneidklinge 1 und den Greifmechanismus (Beschichtungsspannfutter2) radial nach innen schließt, den Pressmechanismus, der während des Schließvorgangs durch den Öffnungs- und/oder Schließmechanismus die Druckkraft in der Schneidrichtung auf die Schneidklinge 1 ausübt, und einen Axialbewegungsmechanismus, der eine Funktion des relativen Bewegens des Drehkopfes 15 und des Kabelhaltemechanismus 40 entlang einer Drehachsenrichtung und eine Funktion als Ausziehmechanismus hat, der die Beschichtung auf der Seite des distalen Endes von der Einschnittposition abisoliert, indem die Schneidklinge 1 und der Greifmechanismus (Beschichtungsspannfutter 2) in Bezug auf das Kabel in der Achsenrichtung durch Bewegen und Anhalten positioniert werden und indem der Drehkopf 15 und der Kabelhaltemechanismus 40 in einer Richtung bewegt werden, in der sie voneinander getrennt werden, wobei der Greifmechanismus (Beschichtungsspannfutter 2) die Beschichtung am Anschlussabschnitt des Kabels greift. In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, in dem die Beschichtung (Isolieraußenmantel) um den Kernleiter des einadrig ummantelten elektrischen Drahtes im Wesentlichen entfernt wird, wobei jedoch zusätzlich zur normalen isolierenden Außenbeschichtung des einadrig ummantelten elektrischen Drahtes die zu entfernende Beschichtung ein dielektrisches Material um einen Innenleiter (Mittelleiter) herum umfasst, der dem Kernleiter entspricht, solange das Kabel ein Koaxialkabel ist. Alternativ sind zusätzlich zum Dielektrikum ein Außenleiter (Abschirmung und Aluminiumfolie) um das Dielektrikum und der isolierende Außenmantel auf der Außenseite davon vorgesehen. Kurz gesagt, welcher Bereich als Kernleiter und welcher als Beschichtung bezeichnet wird, wird durch den Arbeitsfall bestimmt.
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In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, in dem das Kabel ein elektrischer Draht ist, wobei jedoch auch ein anderes optisches Kabel als der elektrische Draht als Arbeitsziel dienen kann.
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In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, in dem der Kabelhaltemechanismus 40 fest angebracht ist und sich der Drehkopf 15 in Bezug auf den Kabelhaltemechanismus 40 vorwärts und rückwärts bewegt, wobei jedoch auch die Seite des Kabelhaltemechanismus 40 bewegt werden kann. Das heißt, es genügt, dass sich der Kabelhaltemechanismus 40 und der Drehkopf 15 relativ zueinander in einer Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegen.
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Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Entfernen der Beschichtung eines Kabels wird beim Schneiden der Beschichtung Wb die Beschichtung Wb an dem Abschnitt, an dem der Einschnitt vorgenommen wird, nicht herausgezogen und abgetrennt (abgeschnitten), sondern die Beschichtung Wb wird in dem Zustand, in dem der Einschnitt vorgenommen wird, gedreht und abgetrennt (abgedreht), so dass eine saubere Bruchfläche gebildet wird. Zusätzlich wird die nicht benötigte Beschichtung Wb nach dem Drehschneideschnitt herausgezogen und abgezogen, so dass der Kernleiter Wa sauber freigelegt werden kann, ohne unnötig Kraft auf den Kernleiter Wa auszuüben.
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Ferner wird beim Einschneiden der Beschichtung Wb ein Schneiddruck auf die Schneidklinge 1 so eingestellt, dass er niedriger ist als der Schneiddruck für den Kernleiter Wa, so dass ein Verkratzen des Kernleiters Wa und ein Bruch des Kerndrahtes Wa verhindert werden kann. Dadurch ist es möglich, die Probleme bei der Beschichtungsentfernungsarbeit zu lösen.
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Der Einschnitt wird an der Beschichtung Wb so vorgenommen, dass die Schneidkante 1a der Schneidklinge 1 den Kerndraht Wa nicht erreicht, so dass eine Beschädigung der Schneidklinge 1 verringert werden kann. Wenn die nicht benötigte Beschichtung Wb nach dem Schneiden der Beschichtung Wb herausgezogen wird, wird die Beschichtung Wb durch das separat von der Schneidklinge 1 vorgesehene Beschichtungsspannfutter 2 (Greifmechanismus) gehalten und herausgezogen, so dass die Beschädigung der Schneidklinge 1 weiter reduziert werden kann. Dadurch kann die Lebensdauer der Schneidklinge 1 verbessert werden.
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Zudem wird beim Einschneiden in die Beschichtung Wb auf eine Erfassungseinheit oder einen Positioniermechanismus zur Einstellung der Schnitttiefe verzichtet, so dass die Konfiguration mit der Steuerung vereinfacht und die Kosten reduziert werden können.
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Da außerdem die auf die Schneidklinge 1 ausgeübte Kraft (Presskraft) eingestellt wird, anstatt die Einschnitttiefe für jedes Kabel einzustellen, wenn der Einschnitt auf der Beschichtung Wb erfolgt, müssen keine Einstellungen oder Anpassungen für jeden Kabeltyp und jede Kabelgröße vorgenommen werden, wodurch die Vorbereitungsarbeiten vereinfacht und die Vorbereitungszeit verkürzt werden können.
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Wenn das Drillungsmoment aufgrund der Reibung zwischen der Schneidklinge 1 und der Beschichtung Wb durch die Drehung der Schneidklinge 1 auf eine Solldrehschneideposition der Beschichtung Wb übertragen wird, kann die Beschichtung an der Einschnittposition nur durch Drehen der Schneidklinge 1 drehend geschnitten werden.
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Wenn das Drillungsmoment durch die Drehung des Beschichtungsspannfutters 2 (Greifmechanismus) auf die Solldrehschneideposition der Beschichtung Wb übertragen wird, kann die Beschichtung an der Einschnittposition nur durch Drehen des Beschichtungsspannfutters 2 (Greifmechanismus) drehend geschnitten werden.
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Gemäß dem oben beschriebenen Beschichtungsentfernungsverfahren kann durch die Einstellung der Presskraft der Schneidklinge 1 derart, dass die Einschnitttiefe innerhalb des Bereichs, in dem die Schneidkante 1a den Kernleiter Wa nicht erreicht, möglichst groß wird, das Drehschneiden der Beschichtung erleichtert und die Qualität einer Schnittfläche verbessert werden. Gemäß der Vorrichtung der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann die Aufbringung der Druckkraft auf die Schneidklinge 1 leicht durch eine Feder oder einen Fluiddruckzylinder erfolgen.