DE29806179U1 - Crimpzange - Google Patents

Crimpzange

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Description

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GbR -2"
connectool GmbH & Co. Case: PA 849 3.4.1998
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Crimpzange.
Aus der DE 40 14 221 Al ist eine Crimppresse bekannt, beider die Kraft im Crimpeinsatz in Abhängigkeit von dessen Lage erfaßt und als Kriterium für den Crimpvorgang bzw. die Qualität der Crimpung ausgewertet wird. Um die Kraft im Crimpeinsatz zu erfassen, ist dabei der Crimpstempel, die Crimpform oder deren Unterbau als Federkörper ausgebildet, an dem wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen angebracht ist. Der Weg des Crimpstempels beim Crimpvorgang läßt sich beispielsweise über einen induktiven Wegaufnehmer, der unmittelbar mit dem Crimpstempel oder über mit dem Exzenter des Crimpstempels verbundene Signalgeber erfassen. Zur Auswertung des Kraft-Weg-Verlaufs wird zweckmäßigerweise ein Single-Chip-Prozessor oder ein Personal-Computer (PC) verwendet.
Diese die Überwachung des Kraft-Weg- oder Kraft-Zeit-Verlaufs ist auch bei handbetätigbaren Crimpzangen möglich. Dazu sind allerdings entsprechende Kraftsensoren im Bereich der Crimpeinsätze und Wegaufnehmer an der Crimpzange anzubringen.
Bei einer bekannten Crimpzange (US 5,490,406), die pneumatisch betätigt wird, ist im Bereich der Crimpeinsätze an einem der Zangenbacken ein Kontaktfühler angeordnet, der von einer zugeordneten Anschlagfläche am anderen Zangenbacken beaufschlagt wird, um ein Anzeigesignal zu liefern, das anzeigt, daß das Zangenmaul mit den Crimpeinsätzen vollständig geschlossen ist.
Hier wird also nur das Schließen des Zangenmauls nicht jedoch die Crimpkraft überwacht, da die Crimpkraft infolge von toleranzbedingten Dickenänderungen des Drahts oder der aufzukrimpenden Kontakthülse von Crimpung zu Crimpung variiert.
Da die Erfassung des Verschiebewegs des Crimpeinsatzes während eines Crimpvorgangs nicht nur bei handbetätigbaren Crimpzangen sonder auch bei Crimppressen aufwendig ist, ist bei einem bekannten Verfahren zum
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connectool GmbH & Co. Case: PA 849 3.4.1998
Überwachen der Qualität von Crimpverbindungen (DE 43 37 796 Al) vorgesehen, daß der zeitliche Kraftverlauf bei einer Mehrzahl von als "gut" klassifizierten Crimpvorgängen gemessen und anschließend normiert wird, um eine Referenzkurve des Kraftverlaufs zu erhalten. Durch Vergleich des Kraftverlaufs eines aktuellen Crimpvorgangs mit der ermittelten Referenzkurve läJ3t sich dessen Qualität bewerten.
Eine derartige Überwachung des Crimpvorgangs ist jedoch für eine Crimpzange kaum geeignet, da der zeitliche Kraftverlauf des von Hand bewirkten Crimpvorgangs sehr stark vom jeweiligen Benutzer der Crimpzange abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Crimpzange bereitzustellen, mit der es möglich ist, den Kraftverlauf beim Crimpen auf einfache Weise so zu erfassen, daß die Qualität einer Crimpung unmittelbar überwacht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Crimpzange nach Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Crimpzange ist also mit einem ersten Kraftsensor zur Messung der Kraft im Zangenmaul und mit einem zweiten Kraftsensor zur Messung der Maulöffnung ausgestattet, so daß der Kraftverlauf im Zangenmaul in Abhängigkeit von der Maulöffnung, also vom Weg, der Crimpeinsätze beim Crimpvorgang auf einfache Weise erfaßt werden kann. Die Verwendung eines Kraftsensors zur Messung der Maulöffnung, also zur Messung eines Weges, ermöglicht gegenüber üblichen Wegaufnehmern eine vereinfachte Anordnung der Sensoren in der Crimpzange.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der zweite Kraftsensor einem Zangenelement zugeordnet ist, auf das eine nur von der Maulöffnung abhängige Kraft wirkt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Kraftsensor eine die Zange öffnende Federkraft erfaßt.
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connectool GmbH & Co. Case: PA 849 3.4.1998
Sowohl zur Messung der Kraft im Zangenmaul als auch zur Messung der Maulöffnung können grundsätzlich alle Arten von Kraftsensoren, die den piezoelektrischen Effekt oder die Magnetostriktion ausnutzen, oder Dehnungsmeßstreifen eingesetzt werden. Dabei sind je nach Einbauort für die Messung der Kraft im Zangenmaul Dehnungsmeßstreifen und piezoelektrische Kraftsensoren besonders geeignet. Für die Messung der Maulöffnung ist es jedoch bei einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der zweite Kraftsensor als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist, wobei zweckmäßigerweise der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete zweite Kraftsensor an einer Blattfeder angebracht ist, die bei der Schließbewegung der Zange gespannt wird.
Auf diese Weise läßt sich die Wegmessung für die Erfassung des Kraft-Weg-Verlaufs beim Crimpen erforderliche Messung der Maulöffnung auf konstruktiv besonders einfache Weise lösen, da der zweite Kraftsensor praktisch ohne konstruktive Änderungen in der Zange eingebaut werden kann.
Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Kraftsensor als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet und an einem entsprechend der Kraft im Zangenmaul elastisch verbiegbaren Zangenelement angebracht ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete erste Kraftsensor an einem Zwischenteil in einem Hebelantrieb der Zange angebracht ist, dem eine Biegebegrenzung zugeordnet ist.
Um eine möglichst hohe Genauigkeit der Erfassung des Kraft-Weg-Verlaufs zu erreichen ist bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zur Temperaturkompensation wenigstens ein Referenzsensor vorgesehen ist.
Grundsätzlich ist es möglich, die Ausgangssignale der Kraftsensoren an einen von der Zange getrennt angeordneten Prozessor einer Auswerteschaltung oder eines Personalcomputers (PC) zu übertragen, bei einer
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handbetätigbaren Crimpzange ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn die Kraftsensoren mit einer an der Zange angeordneten Auswerteschaltung verbunden sind, an die eine Signalausgabeeinrichtung angeschlossen ist und der eine Eingabeeinrichtung zugeordnet ist.
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Die Anordnung der Auswerteschaltung ermöglicht es nicht nur die erfindungsgemäße Crimpzange unabhängig von irgendwelchen stationären Geräten bei der Montage auf der Baustelle einzusetzen, sondern auch den Benutzer der erfindungsgemäßen Crimpzange bereits während des Crimpens über die Qualität des Crimpverlaufs zu informieren. Dabei ist es insbesondere möglich, nicht nur das Ende eines erfolgreich durchgeführten Crimpvorgangs anzuzeigen, so daj3 der Benutzer der erfindungsgemäßen Crimpzange genau weij3, wann er die Zange wieder öffnen kann und somit nicht geneigt ist, nur um sicherzugehen noch einmal kräftig zuzudrücken, sondern es läßt sich auch bereits beim Crimpvorgang selbst feststellen, daß dieser nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, so daß er unterbrochen werden und gegebenenfalls nach entsprechenden Korrekturen erneut durchgeführt werden kann.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Auswerteschaltung einen Vergleichskreis aufweist, dem die von den Kraftsensoren erfaßten Kraft- und Wegdaten zum Vergleich mit entsprechenden Solldaten zugeführt werden und der ein Signal liefert, das der Qualität des aktuellen Crimpvorgangs entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Auswerteschaltung ein Datenspeicher zugeordnet ist. Ein derartiger Datenspeicher läßt sich dazu nutzen, für verschiedene Arten von Crimpungen, also für verschiedene Drahtdurchmesser und verschiedene Kontakttypen sowie die unterschiedlichen Kombinationen davon den Kraft-Weg-Verlauf zu speichern, so daß für eine spezielle Crimpung der zugeordnete Kraft-Weg-Verlauf bei der Qualitätsüberwachung zur Verfügung steht.
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Grundsätzlich ist es dabei möglich, daJ5 der der Auswerteschaltung zugeordnete Datenspeicher in einem PC vorgesehen ist, und daß der entsprechende Kraft-Weg-Verlauf vor dem Einsatz der erfindungsgemäßen Crimpzange zur Auswerteschaltung übertragen wird.
Um jedoch einen möglichst vielseitigen Einsatz der Crimpzange unabhängig von stationären Geräten zu ermöglichen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Datenspeicher zusammen mit der Auswerteschaltung in einem Schaltungsmodul angeordnet ist. wobei die Auswerteschaltung zusammen mit dem Vergleichskreis von einem Mikroprozessor gebildet wird.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Signalausgabeeinrichtung eine optische Anzeigevorrichtung, insbesondere eine Leuchtdioden- und/oder Flüssigkristallanzeige umfaßt.
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Anstelle oder neben der optischen Anzeigevorrichtung kann auch vorgesehen sein, daß die Signalausgabeeinrichtung eine akustische Anzeigeeinrichtung aufweist.
Eine aus Leuchtdioden bestehende optische Anzeigevorrichtung oder eine akustische Anzeigeeinrichtung ist besonders geeignet, um die erfolgreiche Durchführung eines Crimpvorgangs zu bestätigen. Durch unterschiedliche Farben oder Töne läßt sich dabei auch ein Fehlerzustand anzeigen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Crimpvorgang auf ein Fehlersignal hin abgebrochen werden kann, so daß der Benutzer der erfindungsgemäßen Crimpzange in der Lage ist, die Ursache für den fehlerhaften Verlauf zu beseitigen und gegebenenfalls den Crimpvorgang doch noch erfolgreich beenden kann.
Eine Flüssigkristallanzeige, die anstelle oder vorzugsweise zusätzlich zu den Leuchtdioden oder zu einer akustischen Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein kann, ermöglicht es, sämtliche Parameter des jeweiligen Crimpvorgangs anzuzeigen, so daß der Benutzer ständig die korrekte Einstellung der Zange kontrollieren kann.
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Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Signalausgabeeinrichtung eine Datenschnittstelle zur Verbindung mit einem stationären Rechner, insbesondere mit einem Personalcomputer (PC) zugeordnet ist. Als Datenschnittstelle kann dabei jede beliebige kabelgebundene galvanische oder optische Schnittstelle sowie jede mögliche Luftschnittstelle eingesetzt werden, die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, infraroten oder Radio-Bereich zum Datenaustausch nutzt. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Datenschnittstelle eine Infrarotschnittstelle und insbesondere eine bidirektionale Schnittstelle ist.
Hierdurch wird es ermöglicht, daJJ während der einzelnen Crimpvorgänge aufgezeichnete Daten über die Qualität der Crimpvorgänge sowohl für statistische Zwecke als auch zum Qualitätsnachweis an einen PC übertragen werden können, der dann entsprechende Protokolle erstellen kann. Umgekehrt ist es auch möglich, neue Kraft-Weg-Verlaufskurven zur Auswerteschaltung zu übertragen und dort zu speichern, wenn neue Kontakthülsen oder andere Drahtquerschnitte als bisher mit der Crimpzange verarbeitet werden sollen.
Um die Arbeit mit der erfindungsgemäßen Crimpzange weiter zu vereinfachen und zu erleichtern, ist ein elektrischer Servomotor zur Unterstützung der Schließbewegung des Zangenmauls vorgesehen.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn dem Servomotor eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, die mit der Auswerteschaltung verbunden ist, um den Servomotor in Abhängigkeit von den Kraft- und Wegdaten zu regeln. Hierdurch wird es ermöglicht, daß der Servomotor beim Crimpen nur eine so hohe Zusatzkraft bewirkt, daß die vom Benutzer selbst bewirkte Kraft bis zur erforderlichen Crimpkraft ergänzt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Crimpung zerquetscht wird. Außerdem läßt sich hierbei der Servomotor nach Beendigung des Crimpvorgangs durch ein entsprechendes Signal von der Auswerteschaltung abschalten, wodurch nicht nur die Beschädigung einer bereits fertigen und als "gut" bewerteten Crimpung vermieden wird, sondern auch der Stromverbrauch auf das Notwendige
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begrenzt wird. Letzteres ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Servomotor von einer Batterie gespeist wird.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Crimpzange.
Fig. 2 eine Ansicht von oben der Crimpzange nach Figur 1,
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Fig. 3Aeine schematische Seitenansicht der Crimpzange nach Figur 1 zur Veranschaulichung ihrer Hebelelemente,
Fig. 3B eine andere Ausgestaltung eines Winkelhebels für einen Hebelantrieb der Crimpzange nach Figur 3A,
Fig. 3C eine Winkelhebelanordnung für den Hebelantrieb der Crimpzange nach Figur 3A,
Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der elektronischen Schaltung einer erfindungsgemäßen Crimpzange,
Fig. 5 ein Kraft-Weg-Diagramm zur Veranschaulichung des Kraft-Weg-Verlaufs beim Crimpen, und
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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Crimpzange mit zugeordnetem PC.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bau- und Schaltungselemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie Figur 1 zeigt, weist die erfindungsgemäße Crimpzange einen ersten Handgriff 10 mit einer als Gehäuse für eine elektronische Schaltung 11 dienenden Griffschale 12 und mit einem ersten Zangenhebel 13, an dessen
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vorderen, in Figur 1 linken Ende ein Zangenbacken 14 vorgesehen ist, der in bekannter Weise zur Befestigung eines Crimpeinsatzes 15 dient. Ein zweiter Zangenhebel 16, der an seinem vorderen Ende einen zweiten Zangenbacken 17 aufweist, ist mit seinem hinteren Ende relativ zum ersten Zangenhebel 13 schwenkbar an diesem angelenkt, wie insbesondere in Figur 3 gezeigt ist. Ein zweiter Crimpeinsatz 18 ist dem ersten Crimpeinsatz 15 gegenüberliegend am Zangenbacken 17 angebracht.
Zum Öffnen und Schließen des von den Zangenbacken 14, 17 gebildeten Mauls ist ein Hebelantrieb 20 vorgesehen, der einen handbetätigten Antriebshebel 21 für die Schließbewegung der Crimpzange und einen Winkelhebel 22 (siehe Figur 3) umfaßt. Der Antriebshebel 21 ist mit einer Griffschale 23 versehen und bildet den zweiten Handgriff 24 der Crimpzange.
An der Seite der Griffschale 12 ist eine Eingabeeinrichtung 25, die beispielsweise durch zwei Tasten 26 veranschaulicht wird, vorgesehen, um die erforderlichen Informationen und Befehle einzugeben.
Außerdem ist an der Seite des ersten Handgriffs 10 ein Sende- und Empfangselement 27' einer bidirektionalen Infrarotschnittstelle 27 angeordnet, die einer Signalausgabeeinrichtung 28 (siehe Figur 4) der elektronischen Schaltung 11 zugeordnet ist. Wie Figur 2 zeigt, ist an der Oberseite der Zange als weiteres Element der Signalausgabeeinrichtung 28 eine Flüssigkristallanzeige 29 angeordnet.
25
Anstelle der hier beispielsweise beschriebenen Infrarotschnittstelle 27 kann auch eine Schnittstelle mit einem Stecker für den Anschluß eines galvanischen oder optischen Kabels vorgesehen sein. Insbesondere ist hier ein Kabelanschluß RS 232 möglich. Alternativ dazu können auch Phototransistoren für eine kabellose Datenübertragung eingesetzt werden.
Um die Kraft im Zangenmaul und die Maulöffnung, also den Abstand der Crimpeinsätze 15, 18 voneinander, zu messen, sind zwei Kraftsensoren 31, 32 vorgesehen, von denen der erste (31) im Bereich der Zangenbacken 14, 17 angeordnet ist, um die von den Zangenbacken 14, 17 über die Crim-
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peinsätze 15, 18 auf die auf ein Leitungsende aufzukrimpende Kontakthülse ausgeübte Kraft zu erfassen.
Der erste Kraftsensor kann dabei beispielsweise als piezoelektrisches EIement ausgebildet sein und so an einem der beiden Zangenbacken, vorzugsweise an dem in Figur 3 oberen Zangenbacken 14 angebracht sein, daß er bei befestigtem Crimpeinsatz zwischen diesem und dem Zangenbacken 14 liegt (nicht dargestellt). Es ist auch möglich, einen Dehnungsmeßstreifen als ersten Kraftsensor vorzusehen, und diesen an einer Stelle desZangenbacken 14 (oder 17) anzubringen, an der eine zur Crimpkraft proportionale Verformung des Zangenbackens 14 erfolgt.
Der vorzugsweise als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete erste Kraftsensor 31 kann auch an einem anderen Zangenelement angeordnet sein, das proportional zur Kraft im Zangenmaul verbiegbar ist. Wie in Figur 3B gezeigt, ist es beispielsweise möglich, einen Kraftarm 22' so auszubilden, daß er ein längliches biegbares Zwischenteil 22" aufweist, an dem der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete erste Kraftsensor angebracht, beispielsweise angeklebt ist. Um ein übermäßiges Durchbiegen des Zwischenteils 22" zu verhindern, sind als Biegebegrenzung zwei Stoppnasen 22'" am Winkelhebel 22 vorgesehen. Im entspannten Zustand liegt zwischen den Stoppnasen ein Abstand a, der die Änderung der wirksamen Länge des Kraftarms 22' begrenzt.
Wird der in Figur 3A gezeigte Winkelhebel 22 des Hebelantriebs 22 durch die in Figur 3C gezeigte Winkelhebelanordnung 22.1 ersetzt, so läßt sich der zur Messung der Kraft im Zangenmaul vorgesehene erste Kraftsensor 31 auch an einer Feder, insbesondere einer Blattfeder 22.2 anbringen, die als längliches biegbares Zwischenteil wirkungsmäßig parallel zum Kraft arm 22.1' angeordnet ist. Die Blattfeder 22.2 stützt sich dabei einerseits am Anlenkbereich 38' des Kraftarms 22. &Ggr; und andererseits am freien Ende 37' eines Schwenkarms 22.3 ab, der mit seinem anderen Ende 22.3' am von Anlenkbereich 38' abgewandten Endabschnitt 22.1" des Kraftarms 22.1' so angelenkt ist, daß seine Schwenkbewegung auf einen verhältnis-
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mäßig kleinen Winkelbereich beschränkt ist. so daß die Blattfeder 22.2 in ihrem Durchbiegebereich ebenso begrenzt ist, wie Änderung der wirksamen Länge des Winkelhebels 22.1.
Der zweite Kraftsensor 32, der zur Messung der Maulöffnung dient, ist vorzugsweise als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet und an einer die Crimpzange öffnenden Blattfeder 33 angebracht. Es ist auch möglich, zum Öffnen der Crimpzange anstelle der Blattfeder 33 eine Zug- oder Druckfeder vorzusehen, die in geeigneter Weise auf den Hebelantrieb 20 einwirkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder 33 mit ihrem in Figur 3 rechten Ende über einen Stift 34 am ersten Zangenhebel 13 festgelegt. Der Mittelabschnitt der Blattfeder 33 stützt sich über einen zweiten Stift 35 ebenfalls am ersten Zangenhebel 13 ab, so daß das in Figur 3 linke vordere Ende der Blattfeder 33 wenn es im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt wird eine rückstellende Federkraft ausübt. Die rückstellende Federkraft der Blattfeder 33 wirkt auf das freie Ende eines Öffnungshebelarms 36 der am Winkelhebel 22 vorgesehen ist. Der Winkelhebel 22 ist über einen Gelenkzapfen 37 schwenkbar am zweiten Zangenhebel 16 gehalten. Das andere freie Ende des Winkelhebels 22 ist über einen weiteren Gelenkzapfen 38 mit dem Antriebshebel 21 gelenkig verbunden. Der Antriebshebel 21 weist einen sich vom Gelenkzapfen 38 in Handgriffrichtung weg erstreckenden Betätigungsarm 39 und einen sich vom Gelenkzapfen
38 zum ersten Zangenhebel 13 hin erstreckenden Antriebsarm 40 auf, der am ersten Zangenhebel 13 im hinteren Bereich des Zangenbackens 14 über einen Gelenkzapfen 41 angelenkt ist.
Wird der zweite Handgriff und damit der diesen tragenden Betätigungsarm
39 in der in Figur 3 dargestellten geschlossenen Stellung der erfindungsgemäßen Crimpzange losgelassen, so bewirkt die von der Blattfeder 33 auf den Öffnungshebelarm 36 ausgeübte Federkraft eine Drehbewegung des Winkelhebels 22 im Uhrzeigersinn um den Gelenkzapfen 37, die zur Folge hat, daß auch der Antriebsarm 40 des Antriebshebels 21 im Uhrzeigersinn um den Gelenkzapfen 41 am ersten Zangenhebel geschwenkt wird. Dabei wird der erste Zangenhebel 13 vom zweiten (16) weggedrängt, so daß die
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Crimpzange sich öffnet.
Bei dieser Öffnungsbewegung der Crimpzange ändert die Blattfeder 33 ihre Durchbiegung entsprechend der Öffnungsweite des Zangenmauls. Die Änderung der Durchbiegung wird dabei vom zweiten Kraftsensor 32 erfaßt, der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist. Somit ändert sich der Widerstand des Kraftsensors 32 in Abhängigkeit von der Größe der Maulöffnung und kann daher in ein dem Schließweg des Zangenmauls entsprechendes Signal umgesetzt werden.
Wie in Figur 4 dargestellt ist. ist den Kraftsensoren 31,32 ein Referenzsensor 42 zugeordnet, um eine Temperaturabhängigkeit der Ausgangssignale des ersten und zweiten Kraftsensors 31, 32 ausgleichen zu können. Der Referenzsensor 42 ist in nicht näher dargestellter Weise so an der Crimpzange angeordnet, daß er weder durch Verbiegungen noch durch Verschiebungen der einzelnen Elemente der Crimpzange beeinflußt wird.
Um den Kraft-Weg-Verlauf bei einer Crimpung erfassen zu können sind der erste und der zweite Kraftsensor 31, 32, ebenso wie der Referenzsensor 42, über eine geeignete Schnittstelle mit einer Auswerteschaltung 43 verbunden, die einen Vergleichskreis 44 aufweist, der die einzelnen Kraft- und Weg-Daten mit entsprechenden Kraft-Weg-Datenpaaren einer Kraft-Weg-Verlaufskurve 45.1 eines ausgewählten Crimpvorgangs vergleicht. Wie in Figur 4 schematisch angedeutet, sind die Kraft-Weg-Verlaufskur-
ven45.1, 45.2 45.n in einem Datenspeicher 46 gespeichert, der mit der
Auswerteschaltung 43 in einem Auswertemodul 11' der elektronischen Schaltung 11 integriert ist. Der Vergleichskreis 44 wird dabei zusammen mit der Auswerteschaltung 43 z.B. von einem Mikroprozessor gebildet.
Der Kraft-Weg-Verlauf einer durchgeführten Crimpung sowie das von dem Vergleichskreis 44 gelieferte Vergleichsergebnis können im Datenspeicher 46 gespeichert werden, um für spätere Auswertungen zur Verfügung zu stehen.
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Die Signalausgabeeinrichtung 28 umfaßt neben einer bidirektionalen Infrarotschnittstelle 27 und der LCD-Anzeige 29 beispielsweise einen Leuchtdiodenanzeige 47, die beispielsweise zwei Leuchtdioden umfaßt, von denen die eine grünes und die andere rotes Licht aussendet.
Weist die erfindungsgemäße Crimpzange wie bei dem zweiten anhand von Figur 6 noch näher zu beschreibenden Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Servomotor 48 auf, so ist zweckmäßigerweise ein entsprechender Steuerausgang 49 vorgesehen, der mit einer Steuerschaltung 50 des Servomotors 48 in nicht näher dargestellter Weise verbunden ist.
Zur Auswahl bestimmter Crimpverläufe und anderer für die einwandfreie Überwachung des Crimpvorgangs erforderlicher Befehle und/oder Informationen ist die Eingabevorrichtung 25 vorgesehen, die mit der Auswerteschaltung 43 verbunden ist. Die Eingabeeinrichtung 25 ist nicht auf Tastaturen beschränkt, sondern kann jede geeignete Form aufweisen.
Um ein bestimmtes Kontaktelement durch Crimpen an einem bestimmten Kabel zu befestigen, wird vor Durchführung der ersten Crimpung die Art der gewünschten Crimpung ausgewählt. Dazu wird beispielsweise der Drahtdurchmesser oder Querschnitt und der Typ des Kontaktelements in die Auswerteschaltung 43 eingegeben. Anschließend kann dann der zulässige Toleranzbereich für die Crimpung und gegebenenfalls eine Benutzeridentifikation eingegeben werden.
Die Auswerteschaltung 43 wählt dann aus dem Datenspeicher 46 die entsprechende Kraft-Weg-Verlaufskurve 45.k für den eingegebenen Crimpungstyp, beispielsweise die in Figur 5 dargestellte Kraft-Weg-Verlaufskurve aus.
Wird nach dem Einlegen der zu verbindenden Teile zwischen die Crimpeinsätze 15, 18 das Zangenmaul geschlossen, so werden die Crimpeinsätze 15, 18 zunächst ohne Auftreten einer Crimpkraft aufeinander zu bewegt bis beide Crimpeinsätze 15, 18 mit dem Kontaktelement in Berührung
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kommen. Dieses Schließen der Crimpzange ist als Wegabschnitt S in Figur 5 dargestellt. Anschließend wird zunächst das Kontaktelement verformt, bis es im wesentlichen an dem Draht oder der Ader eines Kabels anliegt. Der entsprechende Kraftverlauf ist im Wegabschnitt B in Figur 5 dargestellt. Anschließend steigt beim Zusammenpressen von Kontakt und Draht die Crimpkraft Fr über den Wegabschnitt P steil an, bis sie den für die hier beispielsweise betrachtete Crimpung erforderlichen Wert Fmax erreicht, also in einem zulässigen Toleranzbereich um den Wert Fmax liegt. Während des gesamten Crimpvorgangs überwacht die Auswerteschaltung 43 durch Vergleich der von den Kraftsensoren 31. 32 gelieferten Kraft-Weg-Datenpaare mit den entsprechenden Kraft-Weg-Datenpaaren der ausgewählten Kraft-Weg-Verlaufskurve 45.k, ob die aktuelle Crimpkraft dem zu erwartenden Sollwert entspricht. Bleibt die Crimpkraft beispielsweise, wie im Wegabschnitt P in Figur 5 durch die gestrichelte Kurve dargestellt, deutlich unter dem erwarteten Kraftverlauf, so liegt eine Fehlkrimpung vor, bei der der Draht fehlt. Der Fehler wird dabei angezeigt, sobald die gemessene Crimpkraft außerhalb des Toleranzbereichs liegt.
Steigt andererseits die Crimpkraft bereits beim Schließen des Zangenmauls (Wegabschnitt S) auf einem deutlich von O verschiedenen Wert an, so wird ebenfalls ein Fehler gemeldet, wodurch der Benutzer der Crimpzange veranlaßt wird, zu überprüfen, ob der eingelegte Kontakt einwandfrei zwischen den Crimpeinsätzen 15, 18 angeordnet ist oder ob beispielsweise ein zu großer Kontakt gewählt wurde.
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In ähnlicher Weise werden auch andere Fehler frühzeitig erkannt, so daß der Benutzer durch Abbrechen des Crimpvorgangs den Fehler korrigieren und anschließend eine einwandfreie Crimpung erhalten kann.
Am Ende eines Crimpvorgangs werden die entsprechenden Daten bezüglich Erfolg oder Mißerfolg beim Crimpen im Datenspeicher 46 gespeichert, um später die Qualität der einzelnen durchgeführten Crimpungen protokollieren und statistisch auswerten zu können.
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Figur 6 zeigt eine andere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Crimpzange deren Zangenbacken 14, 17 mit daran gehaltenen Crimpeinsätzen 15,18 über einen nicht näher dargestellten, in einem Gehäuse 51 untergebrachten Hebelantrieb mit Hilfe der Handgriffe 10, 24 betätigbar sind. Auf der Oberseite des Gehäuses 51 sind eine Flüssigkristallanzeige 29' und eine Leuchtdiodenanzeige 52 angeordnet. Die Leuchtdiodenanzeige 52 umfaßt dabei beispielsweise drei verschiedenfarbige Leuchtdioden von denen eine (52ge) anzeigt, daß die Crimpzange betriebsbereit ist oder daß ein Crimpvorgang durchgeführt wird, während die beiden anderen als rote und grüne Leuchtdioden 52ro, 52gr anzeigen, ob beim Crimpen ein Fehler aufgetreten ist oder ob die Crimpung erfolgreich war.
Zur Unterstützung des Crimpvorgangs ist im Gehäuse 51 ferner ein Servomotor 48 angeordnet, der vorzugsweise von einer nicht dargestellten elektrischen Batterie gespeist wird und dem eine Steuerschaltung 50 zugeordnet ist, die von der im Gehäuse 51 angeordneten Auswerteschaltung 43 beaufschlagt wird, um nach dem erfolgreichen Beenden eines Crimpvorgangs oder beim Auftreten eines Fehlers die Servokraft abzuschalten, noch bevor der Benutzer die Handgriffe löst.
Um einerseits die Auswerteschaltung 43 programmieren zu können und die für den Betrieb der Crimpzange benötigten Kraft-Weg-Verlaufskurven 45.i im Datenspeicher 46 speichern zu können und andererseits während des Crimpens erzeugte statistische Daten aus dem Datenspeicher 46 auslesen, gegebenenfalls auswerten und für Qualitätsprotokolle und dergleichen ausdrucken zu können, ist die erfindungsgemäße Crimpzange über eine Datenschnittstelle, insbesondere eine Infrarotschnittstelle 27 mit einem Personalcomputer (PC) 53 verbindbar, der neben Bildschirm 54 und Tastatur 55 eine Druckeinheit 56 aufweist. Außerdem ist am Gehäuse 51 eine Einschalttaste 25' für elektronische Schaltung 11 vorgesehen, die beispielsweise auch als Eingabeeinrichtung zur Auswahl des Betriebsmodus bzw. der Art der Crimpung aus einer entsprechenden Menüartigen Vorgabe dient. Zur Auswahl des Betriebsmodus, also Crimpen, Speichern, Auslesen, Programmieren usw. oder der Crim-
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pungsart entsprechend Drahtquerschnitt und Kontakttyp kann auch jede andere geeignete Eingabeeinrichtung verwendet werden.
Der normale Betrieb beim Crimpen erfolgt mit der anhand von Figur 6 beschriebenen Crimpzange in der gleichen Weise wie oben im Zusammenhang mit der Crimpzange nach Figur 2 erläutert. Dabei wird die vom Benutzer über die Handgriffe 10, 24 erzeugte Crimpkraft vom Servomotor 48 unterstützt, um die Handhabung der Crimpzange zu erleichtern. Sobald eine Crimpung erfolgreich beendet ist, wird die Servokraft abgeschaltet und die grüne Leuchtdiode 52gr eingeschaltet. Dadurch wird erreicht, daJ3 die zu verbindenden Teile nur so lange mit der Crimpkraft beaufschlagt werden, wie dies unbedingt erforderlich ist.
In entsprechender Weise kann beim Auftreten eines Fehlers während des Crimpens der Servomotor 48 bereits abgeschaltet werden, bevor der Benutzer auf das als Warnsignal dienende Aufleuchten der roten Leuchtdiode 52ro reagieren kann.
Für Wartungszwecke wird die elektronische Schaltung 11 der Crimpzange mit dem PC 53 über die Infrarotschnittstelle 27 verbunden, so daJ5 die im Speicher 46 gespeicherten Daten ausgelesen und falls erforderlich neue Kraft-Weg-Verlaufskurven 45.1 entsprechend neuen Fertigungsanforderungen darin gespeichert werden können.
Die erfindungsgemäße Crimpzange läJ3t sich auch zur Erstellung der Kraft-Weg-Verlaufskurven nutzen, indem mit ihr Testkrimpungen durchgeführt und die dabei ermittelten Kraft-Weg-Daten im PC 53 entsprechend verarbeitet werden.

Claims (20)

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GbR "17" connectool GmbH & Co. Case: PA 849 3.4.1998 Schutzansprüche
1. Crimpzange mit einem ersten Kraftsensor (31) zur Messung der Kraft im Zangenmaul und einem zweiten Kraftsensor (32) zur Messung der Maulöffnung.
2. Crimpzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kraftsensor (32) einem Zangenelement (33) zugeordnet ist, auf das nur eine von der Maulöffnung abhängige Kraft wirkt.
3. Crimpzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Kraftsensor (32) eine die Zange öffnende Federkraft erfaßt.
4. Crimpzange nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Kraftsensor (32) als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist.
5. Crimpzange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete zweite Kraftsensor (32) an einer Blattfeder (33) angebracht ist, die bei der Schließbewegung der Zange gespannt wird.
6. Crimpzange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kraftsensor (31) als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet und an einem entsprechend der Kraft im Zangenmaul elastisch verbiegbaren Zangenelement (22", 22.2) angebracht ist.
7. Crimpzange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete erste Kraftsensor (31) an einem Zwischenteil (22", 22.2) in einem Hebelantrieb (20) der Zange angebracht ist, dem eine Biegebegrenzung zugeordnet ist.
8. Crimpzange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturkompensation wenigstens ein Referenzsensor (42) vorgesehen ist.
9. Crimpzange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge-
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kennzeichnet, daß die Kraftsensoren (31, 32) mit einer an der Zange angeordneten Auswerteschaltung (43) verbunden sind, an die eine Signalausgabeeinrichtung (28) angeschlossen ist und der eine Eingabeeinrichtung (25) zugeordnet ist.
10. Crimpzange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (43) einen Vergleichskreis (44) aufweist, dem die von den Kraftsensoren (31. 32) erfaßten Kraft- und Wegdaten zum Vergleich mit entsprechenden Solldaten zugeführt werden und der ein Signal liefert, das der Qualität des aktuellen Crimpvorgangs entspricht.
11. Crimpzange nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daj3 der Auswerteschaltung (43) ein Datenspeicher (46) zugeordnet ist.
12. Crimpzange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (46) zusammen mit der Auswerteschaltung (43) in einem Schaltungsmodul (11) angeordnet ist.
13. Crimpzange nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteschaltung (43) zusammen mit dem Vergleichskreis (44) von einem Mikroprozessor gebildet wird.
14. Crimpzange nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabeeinrichtung (28) eine optische Anzeigevorrichtung, insbesondere eine Leuchtdioden- und/oder Flüssigkristallanzeige (47, 29) umfaßt.
15. Crimpzange nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabeeinrichtung (28) eine akustische Anzeigeeinrichtung aufweist.
16. Crimpzange nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgabeeinrichtung (28) eine Datenschnittstelle (27) zur Verbindung mit einem stationären Rechner, insbesondere mit einem Perso-
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nalcomputer (PC) (53) zugeordnet ist.
17. Crimpzange nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Datenschnittstelle eine Infrarotschnittstelle (27) ist.
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18. Crlmpzange nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenschnittstelle (27) eine bidirektionale Schnittstelle ist.
19. Crlmpzange nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrischen Servomotor (48) zur Unterstützung der Schließbewegung des Zangenmauls.
20. Crimpzange nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Servomotor (48) eine Steuervorrichtung (50) zugeordnet ist, die mit der Auswerteschaltung (43) verbunden ist, um den Servomotor (48) in Abhängigkeit von den erfaßten Kraft- und Wegdaten zu regeln.
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