DE102022003844A1

DE102022003844A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung

Info

Publication number: DE102022003844A1
Application number: DE102022003844.7A
Authority: DE
Inventors: Marcel Quintus; Bernd Weiss; Jerome Norman Trommnau; Pinxuan Chen
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung, bei welchem auf mindestens einen eine Klemmvorrichtung (19) umfassenden Leiterklemmanschluss (3) zur Öffnung und Aufnahme des Leiters (9) eine Kraft entgegen der Klemmkraft der Klemmvorrichtung (19) aufgebracht wird. Bei einem Verfahren, welches für automatische Fügeprozesse geeignet ist, wird die Kraft entgegen die Klemmkraft in der Klemmvorrichtung (19) des Leiterklemmanschlusses (3) innerhalb einer kontinuierlichen Fügebewegung eines Fügeelementes (1) zur Zwischenlagerung des Leiters (9) in der Klemmvorrichtung (19) automatisch eingestellt und zurückgenommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung, bei welchem auf mindestens einem eine Klemmvorrichtung umfassenden Leiterklemmanschluss zur Öffnung und Aufnahme des Leiters eine Kraft entgegen der Klemmkraft der Klemmvorrichtung aufgebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die EP 3 159 974 B1 offenbart eine elektrische Anschlussklemme, die einen Kontaktrahmen mit einem Leiterklemmanschluss für einen elektrischen Leiter umfasst, wobei der Leiterklemmanschluss am Kontaktrahmen durch mindestens ein Federelement gebildet wird, dessen freistehendes Ende eine gegen den elektrischen Leiter gerichtete und mit einer Klemmkraft beaufschlagte Klemmkante bildet. Die Anschlussklemme ist für eine manuelle Betätigung zum Einbringen des elektrischen Leiters vorgesehen sowie orthogonal zur Fügerichtung angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung anzugeben, welche für automatische Fügeprozesse geeignet sind.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.
Bei dem eingangs erläuterten Verfahren zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung, bei welchem auf mindestens einen eine Klemmvorrichtung umfassenden Leiterklemmanschluss zur Öffnung und Aufnahme des Leiters eine Kraft entgegen der Klemmkraft der Klemmvorrichtung aufgebracht wird, wird die Kraft gegen die Klemmkraft in der Klemmvorrichtung des Leiterklemmanschlusses innerhalb einer Fügebewegung eines Fügeelementes zur Zwischenlagerung des Leiters in der Klemmvorrichtung automatisch eingestellt und zurückgenommen. Durch das automatische Öffnen und Schließen der Klemmvorrichtung können die elektrischen Leiter während des laufenden Fügeprozesses in der Klemmvorrichtung zwischengespeichert werden, so dass der laufende Fügevorgang nicht zur Zwischenlagerung unterbrochen werden muss. Dies verkürzt die Prozesszeiten. Auf weitere aktive Elemente für die Zwischenlagerung des elektrischen Leiters kann verzichtet werden.
Vorteilhafterweise wird innerhalb der kontinuierlichen Fügebewegung des Fügeelementes durch das Fügeelement die Klemmvorrichtung mittels der von dem Fügeelement gegen die Klemmkraft zum Öffnen der Klemmvorrichtung aufgebrachten Kraft geöffnet, der elektrische Leiter in die Klemmvorrichtung eingebracht und die gegen die Klemmkraft aufgebrachte Kraft zum Einklemmen des elektrischen Leiters zurückgenommen. Das Öffnen und Schließen der Klemmvorrichtung ist somit in die Fügebewegung zur Führung des elektrischen Leiters integriert.
In einer Ausgestaltung wird der elektrische Leiter linear in Richtung der Fügebewegung des Fügeelementes in die Klemmvorrichtung eingebracht. Die Fügerichtung stimmt somit mit der Richtung überein, mit welcher automatisch die Klemmvorrichtung betätigt wird.
In einer Variante werden mehrere in je einem Leiterklemmanschluss parallel nebeneinander zwischengelagerte elektrische Leiter mittels eines weiteren Fügeelementes gebündelt, wobei das weitere Fügeelement nach der Bündelung der elektrischen Leiter auf alle, je eine elektrischen Leiter fixierende Klemmvorrichtungen gleichzeitig mit der zur Klemmkraft entgegengesetzten Kraft einwirkt, um alle elektrischen Leiter aus dem jeweiligen Leiterklemmanschluss zu lösen. Somit ist auch eine automatisierte Entnahme der elektrischen Leiter als Leitungsbündel in nur einem Arbeitsschritt möglich.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in einem Leiterklemmanschluss, umfassend ein Greifelement zur Aufnahme und Führung des mindestens einen elektrischen Leiters. Bei einer Vorrichtung, welche für automatische Fügeprozesse geeignet ist, ist das Greifelement an einem Ende eines Tragelements angeordnet, wobei an dem anderen Ende des Tragelementes ein Betätigungselement zum Aufbringen einer zu einer Klemmkraft der Klemmvorrichtung entgegengesetzten Kraft ausgebildet ist. Da das Betätigungselement mit dem Greifelement in einem Bauteil zusammengefasst ist, lässt sich der Fügeprozess des Leiters einfach optimieren, da keine zusätzlichen Werkzeuge benötigt werden.
Es ist von Vorteil, wenn das Betätigungselement dem Greifelement zur Betätigung einer Klemmvorrichtung des Leiterklemmanschlusses durch Aufbringen der entgegengesetzten Kraft, vertikal beabstandet, vorgelagert ist. Durch die Vorlagerung ist die Klemmvorrichtung geöffnet, wenn der elektrische Leiter die Klemmvorrichtung des Leiterklemmanschlusses erreicht. Die Vortriebsbewegung des Betätigungselementes entspricht dabei der Fügebewegung des elektrischen Leiters.
In einer Ausführungsform weist das Betätigungselement an der der Klemmvorrichtung zugewandten Seite einen sich flächig zur Bewegungsrichtung erstreckenden Vorsprung auf, der in seiner Längsausdehnung so dimensioniert ist, dass dieser während einer kontinuierlichen Fügebewegung die Klemmvorrichtung so lange mit einer der Klemmkraft der Klemmvorrichtung entgegengesetzten Kraft beaufschlagt, bis der elektrische Leiter in der Klemmvorrichtung positioniert ist. Durch die Anpassung der Silhouette der Vorrichtung zum Fügen des elektrischen Leiters lassen sich die zeitlichen Abstände zwischen Öffnen bzw. Schließen der Kontaktvorrichtung und Einfügen des elektrischen Leiters einfach abstimmen.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Betätigungselement an seiner Stirnseite eine Schräge auf, welche in dem flächig ausgebildeten Vorsprung ausläuft. Diese Schräge vereinfacht das Hinüberschieben des Betätigungselementes über die Klemmvorrichtung zu deren Öffnung.
In einer weiteren Variante ist der elektrische Leiter derart in dem Greifelement positioniert, dass eine Spitze des elektrischen Leiters mit dem, dem Leiterklemmanschluss entgegengesetzten Ende des flächig ausgebildeten Vorsprungs unterhalb abschließt. In dem Augenblick, in welchem der flächig ausgebildete Vorsprung über die Klemmvorrichtung hinübergeglitten ist, ist der elektrische Leiter in die Klemmvorrichtung eingeführt und die Klemmvorrichtung schließt sich zur fixen Zwischenlagerung des elektrischen Leiters in dem Leiterklemmanschluss.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einfügen eines elektrischen Leiters in einen Leiterklemmanschluss,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Entnahme mindestens eines Leiters aus dem Leiterklemmanschluss.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einfügen eines elektrischen Leiters in einen Leiterklemmanschluss in einem automatisierten Fügeprozess dargestellt. Dazu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 benötigt, welche sich in einer linearen Fügerichtung auf einen Leiterklemmanschluss 3 einer Haltevorrichtung zubewegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist L-förmig ausgebildet und weist an ihren kurzen Schenkel 5 ein Greifelement 7 auf, welches einen elektrischen Leiter 9 trägt. Der elektrische Leiter 9 erstreckt sich parallel zum langen Schenkel 11 der Vorrichtung 1. An der Stirnseite 13 des langen Schenkels 11 ist, dem Leiterklemmanschluss 3 zugewandt, eine Schräge 15 ausgebildet, welche in einen flächig ausgebildeten Vorsprung 17 übergeht, der dem elektrischen Leiter 9 zugewandt ist und parallel zu diesem verläuft. Dabei überragt der Vorsprung 17 den elektrischen Leiter 9 mit seiner gesamten horizontalen Ausdehnung. Der elektrische Leiter 9 ist derart in dem Greifelement 7 positioniert, dass eine Spitze 23 des elektrischen Leiters 9 mit dem, dem Leiterklemmanschluss 3 entgegengesetzten Ende des flächig ausgebildeten Vorsprungs 17 unterhalb abschließt.
Der Leiterklemmanschluss 3, in welchem der elektrische Leiter 9 verankert werden soll, weist eine Klemmvorrichtung 19 auf, die als Druckelement ausgebildet ist. Unterhalb der Klemmvorrichtung 19 ist gegen diese ein Federelement 21 vorgespannt, welches den elektrischen Leiter 9 in dem Leiterklemmanschluss 3 fixieren soll.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens fährt in 1a die Vorrichtung 1 waagerecht auf den Leiterklemmanschluss 3 zu. Dabei erreicht zunächst die Schräge 15 die Klemmvorrichtung 19 und gleitet auf diese hinauf. Bei der kontinuierlichen Fügebewegung drückt der Vorsprung 17 die Klemmvorrichtung 19 gegen die Federkraft hinunter, so dass die Klemmvorrichtung 19 geöffnet wird. Während der kontinuierlichen Fügebewegung bleibt diese so lange geöffnet, bis die Spitze 23 des elektrischen Leiters die Klemmvorrichtung 19 erreicht und in diese eingeführt ist (1b). Der Druck wird von der Klemmvorrichtung 19 genommen, wenn der Vorsprung 17 die Klemmvorrichtung 19 passiert hat. Dadurch schließt sich die Klemmvorrichtung 19 automatisch und klemmt den elektrischen Leiter 9 ein (1c).
Dieser Vorgang erfolgt mehrere Male, bis eine vorgegebene Anzahl von elektrischen Leitern 9 in je einem Leiterkontaktanschluss 3 fest fixiert sind. Beim Hinzufügen der weiteren Leiter 9 sind die bereits eingebrachten Leiter 9 vor dem Herausfallen geschützt. Die mehreren Leiterkontaktanschlüsse 3 sind gemäß 2a in einem Kontaktrahmen 25 zusammengefasst sind. In dieser Form werden die im Kontaktrahmen 25 gehaltenen elektrischen Leiter 9 dem darauffolgenden Verarbeitungsschritt zugeführt. In diesem Verarbeitungsschritt greift gemäß 2b eine Entnahmevorrichtung 27 die fixierten mehreren elektrischen Leiter 9 und bündelt die Leitungsenden zu einem Leitungsknoten 29, indem die elektrischen Leiter 9 von zwei Schiebeelementen 31, 33 der Entnahmevorrichtung 27 zusammengeschoben werden. Danach betätigt die Entnahmevorrichtung 27 alle Klemmvorrichtungen 19 der in dem Kontaktrahmen 25 zusammengefassten Leiterkontaktanschlüsse 3, indem die Entnahmevorrichtung 27 gleichzeitig auf die Klemmvorrichtungen 19 drückt (Pfeil P2). Dadurch werden alle elektrischen Leiter 9 von dem Kontaktrahmen 25 freigegeben (2c). Die elektrischen Leiter 9 können somit gebündelt und zentriert automatisiert entnommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3159974 B1 [0002]

Claims

Verfahren zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in eine Haltevorrichtung, bei welchem auf mindestens einem eine Klemmvorrichtung (19) umfassenden Leiterklemmanschluss (3) zur Öffnung und Aufnahme des Leiters (9) eine Kraft entgegen der Klemmkraft der Klemmvorrichtung (19) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft entgegen die Klemmkraft in der Klemmvorrichtung (19) des Leiterklemmanschlusses (3) innerhalb einer kontinuierlichen Fügebewegung eines Fügeelementes (1) zur Zwischenlagerung des Leiters (9) in der Klemmvorrichtung (19) automatisch eingestellt und zurückgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der kontinuierlichen Fügebewegung des Fügeelementes (1) durch das Fügeelement (1) die Klemmvorrichtung (19) mittels der von dem Fügeelement (1) gegen die Klemmkraft der Klemmvorrichtung (19) aufgebrachten Kraft geöffnet, der elektrische Leiter (9) in die Klemmvorrichtung (19) eingebracht und die gegen die Klemmkraft aufgebrachte Kraft zum Einklemmen des elektrischen Leiters (9) zurückgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (9) linear in Richtung der Fügebewegung des Fügeelementes (1) in die Klemmvorrichtung (19) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in je einem Leiterklemmanschluss (3) parallel nebeneinander zwischengelagerte elektrische Leiter (9) mittels eines weiteren Fügeelementes (27) gebündelt werden, wobei das weitere Fügeelement (27) nach der Bündelung der elektrischen Leiter (9) auf alle, je einen elektrischen Leiter (9) fixierenden Klemmvorrichtungen (19) gleichzeitig mit der zur Klemmkraft entgegengesetzten Kraft einwirkt, um alle elektrischen Leiter (9) aus dem Leiterklemmanschluss (3) zu lösen.
Vorrichtung zum Fügen mindestens eines elektrischen Leiters in einen Leiterklemmanschluss, umfassend ein Greifelement (7) zur Aufnahme und Führung des mindestens einen elektrischen Leiters (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Greifelement (7) an einem Ende eines Tragelements (5, 11) angeordnet ist, wobei an dem anderen Ende des Tragelementes (5, 11) ein Betätigungselement (17) zum Aufbringen einer zu einer Klemmkraft der Klemmvorrichtung (19) entgegengesetzten Kraft ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, das Betätigungselement (17) dem Greifelement (7) zur Betätigung der Klemmvorrichtung (19) des Leiterklemmanschlusses (3) durch Aufbringen der entgegengesetzten Kraft, vertikal beabstandet, vorgelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement an der der Klemmvorrichtung (19) zugewandten Seite eine sich flächig erstreckende Vorsprung (17) aufweist, der in seiner Ausdehnung so dimensioniert ist, dass dieser während einer kontinuierlichen Fügebewegung die Klemmvorrichtung (19) so lange mit einer der Klemmkraft der Klemmvorrichtung (19) entgegengesetzten Kraft beaufschlagt, bis der elektrische Leiter (9) in der Klemmvorrichtung (19) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (17) an seiner Stirnseite (13) eine Schräge (15) aufweist, welche in dem flächig ausgebildeten Vorsprung (17) ausläuft.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (9) derart in dem Greifelement (7) positioniert ist, dass eine Spitze (23) des elektrischen Leiters (9) mit dem, dem Leiterklemmanschluss (3) entgegengesetzten Ende des flächig ausgebildeten Vorsprungs (17) unterhalb abschließt.