DE3737924A1 - Crimpvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von elektrischen Leitungen und Anschlußelementen durch Crimpen mit einer Antriebseinrichtung für einen konstanten, vorwählba­ ren Sollwert der Crimpkraft zwischen einem oberen Werkzeug-Stößel und einem unteren Werkzeugauflage-Amboß.

Es sind Crimp-Vorrichtungen in Form von Exzenterpressen bekannt, bei denen zur Übertragung des Crimphubs zwischen dem oberen und dem unteren Pleuellager eine biegesteife, verstellbare Pleuelstange angeordnet ist. Die Pleuelstange wird empirisch auf eine Crimphöhe eingestellt, die zur Erzielung eines optimalen Crimps für ein bestimmtes Anschlußelement, wie z.B. eine Hülse, ein Kabelschuh, eine Muffe oder dergleichen, und einen bestimm­ ten Leitungsquerschnitt erforderlich ist. Beim Wechsel entweder des Leitungsquerschnitts oder des Anschlußelementetyps muß die optimale Crimphöhe des Verbinders erneut durch mechanische Verstellung der Pleuelstange empirisch ermittelt werden, bevor die Produktion wieder aufgenommen werden kann. Dieser Vor­ gang erfordert sehr viel Zeit und Erfahrung des Bedienungsperso­ nals, weil bei der Crimphöhenveränderung sehr geringe Wege mit hoher Genauigkeit eingestellt werden müssen. Weiterhin sind Crimpvorrichtungen bekannt, bei denen der Arbeitshub pneuma­ tisch oder hydraulisch erzeugt wird und direkt auf die Crimpwerk­ zeuge übertragen wird. Über eine Ventilsteuerung wird nach Er­ reichen einer bestimmten Crimpkraft der Arbeitshub gestoppt und der Rückhub eingeleitet. Dabei wird die erforderliche Crimpkraft nur kurzzeitig aufrecht erhalten, was vielfach nicht zur Erzie­ lung eines optimalen Crimps ausreicht.

Um eine konstante, vorwählbare Crimpkraft zu gewährleisten, ist bereits aus der EP-PS -00 01 765 eine Crimpvorrichtung mit einer einen konstanten Arbeitshub hervorrufenden Antriebsvor­ richtung, die auf ein Crimpwerkzeug wirkt bekannt, bei der die Crimpkraft durch eine mechanische Verstellung mittels eines federbelasteten Kniehebelsystems begrenzt wird. Hierbei wird die Aufrechterhaltung der Crimpkraft durch eine nachgiebige Gegenkraft gewährleistet und der überschüssige Arbeitshub auf das Kniehebelsystem abgelenkt, wobei die Gegenkraft geringer als die erforderliche Crimpkraft ist. Schließlich zeigt die EP-OS- 01 84 204 eine Crimpvorrichtung, bei der der Crimpvor­ gang unabhängig von einer mechanischen Einstellung kraftgeregelt ist, d.h. die Crimpkraft wird kontinuierlich gemessen und laufend ein Vergleich mit einem vorgegebenen, einstellbaren Sollwert durchgeführt. Hierbei ist zur kontinuierlichen Erfassung der Kraft ein Kraftsensor vorgesehen. Die von denn Kraftsensor gemessene Kraft wird mit dem Sollwert verglichen und beim Erreichen dieses Wertes wird der Crimpvorgang abgebrochen. Da die Crimpung immer bis zum Sollwert der Crimpkraft durchgeführt wird, kann sowohl eine Crimpung mit nichtzulässigem Leitungsquerschnitt als auch eine Crimpung ohne eingelegte Leitung auf den gleichen Sollwert gebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, mit der auf einfache Art und Weise eine Qualitätsüberwachung der Crimp-Verbindung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in einem Gestell gleitbeweglich geführte Amboß mit einem Kraftsensor verbunden ist, und die von dem Kraftsensor gemessene Kraft mit dem Sollwert der Crimpkraft verglichen wird.

Diese Maßnahmen gewährleisten für jeden Crimp eine schnelle Gut-/Schlechterkennung. Stimmt der von dem Kraftsensor festgestellte Istwert mit dem Sollwert der Crimpkraft überein, so liegt eine optimale Crimpqualität vor. Liegt dagegen keine Übereinstimmung der beiden vorgenannten Werte vor, dann ist der Crimp als Aus­ schuß zu behandeln.

In Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Sollwert der Crimp­ kraft einen Bereich zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert. Hierdurch werden Toleranzen von Anschlußelement und Lei­ tung kompensiert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Er­ findung ist eine elektronische Auswerteeinrichtung vorgesehen, die den Vergleich zwischen dem Soll- und Istwert der Crimpkraft durchführt und bei Nichtübereinstimmung der beiden Werte ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgibt. Zweckmäßiger­ weise ist hierbei die Auswerteeinrichtung mit einer Auswurfzange zum Entfernen nicht zulässiger Crimps verbunden. Damit ist eine automatische Überwachung der Crimpqualität realisiert und gleich­ zeitig ein sicheres Ausscheiden unbrauchbarer Crimps gewähr­ leistet.

Bevorzugt ist der Kraftsensor als Kraftmeßdose oder als Dehn­ meßstreifen ausgebildet. Zur problemlosen Kraftübertragung von dem Amboß auf die Kraftmeßdose ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die in eine Ausnehmung des den Amboß tragenden Gestells eingesetzte Kraftmeßdose über einen in dem Gestell gleitbeweglich geführten Bolzen mit der Unterseite des Ambosses verbunden, wobei zwischen der Unterseite des Ambosses und der Gestellaufnahme des Bolzens ein Freiraum vorgesehen ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist der Vorrichtung eine Anschlußelemente-Trenn­ einrichtung für die Vereinzelung der der Vorrichtung zugeführten, bandförmig verbundenen Anschtußelemente zugeordnetet, wobei das dem Messer der Trenneinrichtung zugeordnete, auswechselbare Widerlager fest mit dem Amboß verbunden ist, und die beim Vereinzeln der An­ schlußelemente auftretende Scherkraft über den Kraftsensor ge­ messen und mit einem Sollwert der Scherkraft verglichen wird. Dies stellt eine einfache Überwachung der Funktionsfähigkeit des Schneidwerkzeuges sicher. Stimmt nämlich der Soltwert nicht mit dem Istwert der Scherkraft überein, dann muß das Schneidwerk­ zeug ausgewechselt werden. Zweckmäßigerweise führt die elektro­ nische Auswerteeinrichtung den Vergleich zwischen dem Soll- und Istwert der Scherkraft durch und gibt bei Nichtübereinstimmung der beiden Werte ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ab.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke wird in der nachfol­ genden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht der Crimpvorrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht der Crimpvorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Crimpvorrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie III-III,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Crimpvorrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Crimpvorrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie V-V, und

Fig. 6 eine Darstellung des Verlaufs der Crimpkraft in Abhängigkeit von dem Hubweg des Werkzeug­ stößels.

Der an einer im einzelnen nicht dartgestetlten Antriebsvorrichtung 1 befestigte Werkzeug-Stößel 2 arbeitet mit einem in einem Ge­ stell 3 gleitbeweglich geführten Werkzeugauflage-Amboß 4 zusam­ men. Der Amboß 4 ist in seiner Lage durch an das Gestell 3 an­ geformte, abgewinkelte Haltearme 5 positioniert. An der Unter­ seite 6 des Ambosses 4 liegt ein in einer Gestellaufnahme 7 gleitbeweglich geführter Bolzen 8 an, der sich mit seinem anderen Ende an einer als Kraftsensor 8 dienenden Kraftmeßdose 10 ab­ stützt. Zwischen der Unterseite 6 des Ambosses 4 und der Ober­ seite 11 der Gestellaufnahme 7 befindet sich ein Freiraum 12, dessen vertikale Erstreckung größer ist als der von dem Amboß 2 ausgeführte Hub. Die in eine Ausnehmung 13 des Gestells 3 eingesetzte Kraftmeßdose 10 ist über eine am Gehäuseboden 14 austretende Leitung 15 mit einer nicht dargestellten elektroni­ schen Auswerteeinrichtung verbunden.

Den Crimpwerkzeugen 2, 4 ist eine Anschlußelemente-Trennein­ richtung 16 für die Vereinzelung der der Vorrichtung zugeführ­ ten, bandförmig verbundenen Anschlußelemente zugeordnet. Das mit der Antriebsvorrichtung 1 gekoppelte Messer 17 der Trenneinrichtung 16 arbeitet mit einem gleitbeweglich in dem Gestell 3 geführten und fest mit dem Amboß 4 verbundenen Wider­ lager 18 zusammen. Die Trenneinrichtung 16 ist so ausgelegt, daß das Abtrennen eines Anschlußelementes vor dem Crimpen des Anschlußelementes mit einer elektrischen Leitung erfolgt. Beim Abtrennen des Anschlußelementes wird das Anschlußelement mit der eingelegten Leitung bereits durch den entsprechend weit niedergefahrenen Stößel 2 zwischen diesem und dem Amboß 4 festgehalten. Die dabei auftretende Scherkraft wird aufgrund der Verbindung des Widerlagers 18 mit dem Amboß 4 durch die Kraft­ meßdose 10 gemessen und der elektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt, die diesen Istwert der Scherkraft mit einem in die Auswerteeinrichtung eingegebenen Sollwert vergleicht. Stimmt der Istwert nicht mit dem Sollwert der Scherkraft überein, so gibt die Auswerteeinrichtung ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ab, d.h. in diesem Falle muß das Messer 17 und/oder das Widerlager 18 aufgrund der nicht mehr genügenden Schneidfähigkeit ausgewechselt werden.

Im Anschluß an den Trennvorgang wird der Crimpvorgang einge­ leitet. Die zum Crimpen erforderliche und durch die Antriebsvor­ richtung 1 erzeugte Crimpkraft wird auf die Crimpwerkzeuge 2, 4 und die Kraftmeßdose 10 übertragen. Beim Erreichen einer vor­ gewählten, bestimmten Crimpkraft wird der Arbeitshub des Stößels 2 begrenzt und der Rückhub durchgeführt. Die tatsäch­ lich aufgetretene Crimpkraft wird durch die Kraftmeßdose 10 gemessen und in der elektronischen Auswerteeinrichtung mit dem vorgegebenen Sollwert der Crimpkraft verglichen. Stimmt der Soll­ wert mit dem Istwert der Crimpkraft überein, dann liegt eine zulässige Crimpverbindung vor. Im anderen Falle gibt die elektro­ nische Auswerteeinrichtung ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ab und betätigt gleichzeitig eine Auswurfzange zum Entfernen des nicht zulässigen Crimps. In Fig. 6 ist der Kraft­ verlauf in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Stößels 2 für eine bestimmte Crimp-Verbindung dargestellt. Der Kurvenverlauf im Bereich 18 gibt die Scherkraft und der Kurvenendpunkt 20 den Sollwert der Crimpkraft an. Der jeweilige Sollwert, der für jede Kombination von Anschlußelement und Leitung neu eingestellt werden muß, wird durch Bestimmung der optimalen Crimpqualität festgelegt. Die neue Einstellung gewährleistet dann wieder die gewünschte Qualitätsüberwachung der Crimpverbindung.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmänni­ schen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und/oder Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verbinden von elektrischen Leitungen mit Anschlußelementen durch Crimpen mit einer Antriebseinrichtung für einen konstanten, vorwählbaren Sollwert der Crimpkraft zwischen einem oberen Werkzeug-Stößel und einem unteren Werkzeugauflage-Amboß, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem Gestell (3) gleitbeweglich geführte Amboß (4) mit einem Kraftsensor (8) verbunden ist, und daß die von dem Kraft­ sensor (8) gemessene Kraft mit dem Sollwert der Crimpkraft verglichen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Crimpkraft einen Bereich zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert umfaßt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine elektrische Auswerteeinrichtung vorge­ sehen ist, die den Vergleich zwischen dem Soll- und Istwert der Crimpkraft durchführt und bei Nichtübereinstimmung der beiden Werte ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgibt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinrichtung mit einer Auswurfzange zum Entfernen nicht zulässiger Crimps verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kraftsensor (8) als Kraftmeßdose (10) oder als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in eine Ausnehmung (13) des den Amboß (4) tragenden Gestells (3) eingesetzte Kraftmeßdose (10) über einen in dem Gestell (3) gleitbeweglich geführten Bolzen (8) mit der Unterseite (6) des Ambosses (4) und der Gestellauf­ nahme (7) des Bolzens (8) ein Freiraum (12) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, mit einer zugeordneten Anschlußelemente-Trenneinrichtung für die Vereinzelung der der Vorrichtung zugeführten, bandförmig verbundenen Anschluß­ elemente, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Messer (17) der Trenneinrichtung (16) zugeordnete, auswechselbare Widerlager (18) fest mit dem Amboß (4) verbunden ist, und daß die beim Vereinzeln der Anschlußelemente auftretende Scherkraft über den Kraft­ sensor (8) gemessen und mit einem Sollwert der Scherkraft verglichen wird.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung den Vergleich zwischen dem Soll- und Istwert der Scherkraft durchführt und bei Nichtübereinstimmung der beiden Werte ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgibt.