DE4433394A1

DE4433394A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Leitungsbündeln und Einzelleitungen

Info

Publication number: DE4433394A1
Application number: DE19944433394
Authority: DE
Inventors: Eckart Dipl Ing Schwarz
Original assignee: SCHWARZ UTE 28359 BREMEN DE
Current assignee: SCHWARZ UTE 28359 BREMEN DE
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Lei tungsbündeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit einem solchen Verfahren werden die Leitungsenden eines Leitungsbündels bzw. einer Einzelleitung abisoliert und mit Kontakten versehen (konfektioniert).

Bei den bekannten Verfahren dieser Art werden die Konfektio nierungsarbeiten, insbesondere das Abisolieren der Kabelen den und das Aufbringen der Kontakte, mit Handwerkzeugen durchgeführt, entweder oberhalb des Verlegebretts oder auf einem Vor- oder Nachfertigungsarbeitsplatz, an dem die Kabelbäume vor dem Gerät geführt werden oder insbesondere für die Firstendfertigung, bei der die Kontakte erst an der Leitung angeschlagen werden und anschließend der Stecker mit den an die Leitungen angeschlagenen Kontakten bestückt wird. Danach erfolgt die Verlegung auf einem Verlegebrett.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß verschiede ne Fehler auftreten können, die die Qualität der Verbindung zwischen Kontakt und Leitung beeinträchtigen. So ist es beispielsweise möglich, daß zur Herstellung einer Verbin dung zwischen einer bestimmten Leitung und einem bestimmten Kontakt nicht die richtige Crimptiefe gewählt wird. (Die Crimptiefe gibt an, wie tief die Crimpzange den Kontakt in die Leitung drückt.) Dies hat zur Folge, daß die Leitungen nicht die geforderte Reißfestigkeit erreichen (Übercrim pung) oder daß die Leitungen nicht der Norm entsprechend gezogen werden können (Untercrimpung). Ebenso ist denkbar, daß durch Verwendung eines falschen Locators die Crimphöhe falsch ist. (Die Crimphöhe gibt an, an welcher Stelle die Crimpzange auf den Kontakt einwirkt.) Durch das Berühren der Kontakte mit den Händen bei dem Hantieren mit den Hand werkzeugen kann außerdem an den Kontakten Korrision auftre ten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Abisolieren und das Crimpen von Leitungsbündeln (Konfektionieren von Leitungsbündeln mit Kontakten) so zu gestalten, daß eine zuverlässige und den Anforderungen entsprechende Verbindung der Leitungsenden mit den Kontakten ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beispielsweise der Querschnitt der zu bearbeitenden Leitung zunächst an der Abisolierstation eingestellt. Die Parameter der Crimpstati on werden dann in Abhängigkeit von dem bei der Einstellung des Abisolierautomaten vorgegebenen Querschnitt einge stellt. Dies betrifft insbesondere die Auswahl der Crimptie fe durch den dafür vorgesehenen Selektor der Crimpstation. Die Einstellung der Parameter der Crimpstation geschieht dabei vorzugsweise automatisch, z. B. durch eine mechani sche oder elektrische Kopplung der Abisolierstation und der Crimpstation.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Parameter der Crimpstation, insbesondere die Crimptiefe (ggf. aber auch die Crimphöhe etc.), auf den Querschnitt (oder ggf. auf andere Eigenschaften) der zu bearbeitenden Leitung abgestimmt werden, so daß eine optimale Verbindung zwischen der Leitung und dem Kontakt erreicht wird, insbe sondere Fehler bei der Fertigung weitgehend vermieden werden.

Bevorzugte Vorrichtungen zur Bearbeitung von Leitungsbün deln, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

Die Abisolier- und Crimpstation ist so konzipiert, daß die vorgefertigten Kabelbäume oder Einzelleitungen halbautoma tisch weiterbearbeitet werden können. Sie werden entspre chend Ihrem Leitungsquerschnitt, der am Abisolierer einge stellt wird, abisoliert und nach einer Sichtkontrolle der Abisolierung durch den Werker in der Crimpstation entspre chend dem Querschnitt der Leitung gecrimpt. Das System ist so konstruiert worden, daß die Arbeiten vorzugsweise in zwei Schritten nacheinander ausgeführt werden. Selbst wenn man die beiden Arbeiten in nur einem Schritt ausführt, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit dadurch nicht wesentlich beschleunigt; auch könnte die hohe Qualität nicht gewährlei stet werden. Eine Sichtkontrolle des Werkes nach dem Abiso liervorgang ist vorteilhaft. Nicht abisolierte dünne Leitun gen könnten in die Kontakte, ohne abisoliert zu sein, einge führt werden und somit auch gecrimpt werden. Dieses Problem gilt auch für schadhaft abisolierte Leitungen.

Sehr vorteilhaft ist dabei, daß bei der Einstellung des Lei tungsquerschnitts für den Abisolierer eine feste Kopplung an die Selectorposition der Crimpzange realisiert wird. Diese Zuordnung ist von dem verwendeten Kontakt abhängig und kann beim Wechseln der Kontakte geändert werden. Weite re Einstellungen können kontaktspezifisch vorgenommen werden: die Sortierstation, die Vereinzelungsstation, der Locator, der Leitungstrichter.

Die Messer, wie sie heute in Handabisolierzangen Verwendung finden, sind leitungsspezifisch ausgelegt. Entsprechend kann der Abisolierer der erfindungsgemäßen Vorrichtung dem Messertyp angepaßt werden.

Zusammenfassend lauten die wichtigsten Merkmale, mit denen jeweils zur Lösung der Aufgabe der Erfindung beigetragen werden kann:

1. Die mechanische Kopplung zwischen Abisolierer und Crimp station, so daß eine Übercrimpung oder Untercrimpung bei fortlaufender Arbeit ausgeschlossen wird. Diese Fehler kommen heute häufig in der Kabelbaumfertigung vor und bedeuten, daß Leitungen bei Untercrimpung aus dem Kon takt nicht der Norm entsprechend gezogen werden können bzw. bei Übercrimpung zu früh reißen.
2. Die Konstruktion des Locators, der so ausgebildet ist, daß der Kontakt in einer Richtung durch ihn mit Druck luft durchgeschossen wird und durch ein Rückhaltesystem vor den Leitungstrichter positioniert wird. Er kann mit wenigen Handgriffen gewechselt werden.
a) bei Verschleiß
b) bei Kontaktwechsel, wenn ein anderer Lokator benötigt wird.
3. Die Verwendung eines Leitungstrichters, der entsprechend den Kontakten und den zu verwendenden Leitungen so ausgebildet ist, daß beim Einführen die abisolierten elektrischen Leitungen genau in die Öffnung des Kontaktes eingeführt werden. Bei dickerem Außendurchmesser der Isolierung des Leiters wird sichergestellt, daß der abi solierte Teil erst teilweise in den Kontakt eingeführt ist, bis die Isolierung den Leitungstrichter leicht öffnet. Nach erfolgter Crimpung öffnet sich der Leitungs trichter, um den an die Leitung gecrimpten Kontakt freizugeben.
4. Der Abisolierer ist um die handelsüblichen Messer für die Handabisolierzangen gebaut worden. Er zeichnet sich durch ein spezielles Klemmbackensystem aus, das durch Verschieben des Leitungstrichters entsprechend dem Außen durchmesser der Leitung angepaßt wird. Hinter dem Klemm backensystem befinden sich Führungsdüsen, die speziell für die zu bearbeitenden Leitungsquerschnitte ausgelegt sind. Die Klemmung der Leitung und das Schneiden der Messer sowie das Abziehen der Isolierung erfolgt pneuma tisch und wird über eine Staudüse sowie pneumatische Endschalter gesteuert. Durch Klappen der Staudüse nach dem Abisolieren und Blasdüsen in der Platte für die Führungsdüsen der Leitungen vor dem Messer werden die Abisolierreste entfernt. Die Abisolierer kann auch als "Stand alone"-Gerät mit einem eigenen Gehäuse verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1 (Fig. 2a) und einen Schnitt durch diesen Teil der Vorrichtung (Fig. 2b);

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes gemäß Fig. 2b.

Die Vorrichtung zum Bearbeiten von Leitungsbündeln gemäß den Fig. 1 bis 3 ist vorgesehen zum Aufstellen auf einem Arbeitsplatz und dient zum Konfektionieren von Kabelbäumen mit Kontakten 13. Sie wird gesteuert durch die programmier bare Steuerung 1. Ihre wesentlichen Komponenten sind eine Sortierstation 2, 2′, 2′′, eine Vereinzelungsstation 3, ein Abisolierautomat 4 und eine Crimpstation 5. Diese Komponen ten werden durch die programmierbare Steuerung 1 gesteuert.

Die Sortierstation besteht aus einer Sortiertrommel 2′′, aus der die Kontakte 13 auf eine Schiene 20 aufgebracht werden. Die Schiene 20 wird durch den Vibrator 2′ bewegt. Die Kontakte 13 gelangen so zu der Vereinzelungsstation 3. Die Vereinzelungsstation 3 ist über einen flexiblen Schlauch 15 mit dem Locator 9 der Crimpstation 5 verbunden, so daß die einzelnen Kontakte 13 der Crimpstation 5 zugeführt werden können, wo sie mit den abisolierten Leitungen durch Crimpen verbunden werden.

Der Abisolierautomat 4 ist von im wesentlichen bekannter Bauart. An der Querschnittseinstellung 7 wird der Quer schnitt der zu bearbeitenden Leitung eingestellt. Zum Einführen der Leitung in den Abisolierautomaten dient der Leitungstrichter 15′. Ein wesentliches neues Merkmal der Er findung liegt darin, daß die Querschnittseinstellung 7 me chanisch über Kupplungen, Wellen und Zahnriemen 6 mit der Selektoreinstellung 8 der Crimpstation 5 verbunden ist. An dem Selektor 8 kann die Crimptiefe eingestellt werden. Dadurch wird sichergestellt, daß mit der Einstellung des Leitungsquerschnitts 7 zugleich auch die richtige Selektor einstellung 8 an dem Crimpautomaten 5 beim Crimpvorgang er reicht wird.

Der Abisolierer ist um die handelsüblichen Messer für die Handabisolierzangen gebaut worden. Er zeichnet sich durch ein spezielles Klemmbackensystem aus, das durch Verschieben des Leitungstrichters entsprechend dem Außendurchmesser der Leitung angepaßt wird. Hinter dem Klemmbackensystem befin den sich Führungsdüsen, die speziell für die zu bearbeiten den Leitungsquerschnitte ausgelegt sind. Die Klemmung der Leitung und das Schneiden der Messer sowie das Abziehen der Isolierung erfolgt pneumatisch und wird über eine Staudüse sowie pneumatische Endschalter gesteuert. Durch Klappen der Staudüse nach dem Abisolieren und Blasdüsen in der Platte für die Führungsdüsen der Leitungen vor dem Messer werden die Abisolierreste entfernt. Die Abisolierer kann auch als "Stand alone"-Gerät mit einem eigenen Gehäuse verwendet werden.

Das Abisolieren einer Leitung mit diesem Abisolierautomaten 4 geht wie folgt vor sich. Aus den verschiedenen möglichen Einstellungen des Leitungsquerschnittes 7 wird eine ausge wählt und an dem Abisolierautomaten 4 eingestellt. Die Leitung kann jetzt in den Leitungstrichter 15 des Abisolier automaten eingeführt werden. Ist das Ende voll eingeführt, so wird ein Anschlag berührt, der die Leitung automatisch über eine pneumatische Steuerung entsprechend den spezi fisch eingestellten Daten für den Kontakt 13 abisoliert. Da dieser Vorgang mit großer Genauigkeit abläuft und die Abiso liermesser entsprechend gefertigt werden, sind Beschädigun gen der Isolierung und der Leitungen weitgehend unmöglich. Die abisolierte Leitung wird entnommen und in den Kontakt-Leitungs trichter 11 des Crimpautomaten 5 eingeführt. Dabei wird nach dem Abisolieren der Leitung zunächst eine Sicht kontrolle durch den Bediener der Vorrichtung vorgenommen. Erst danach wird die Leitung in den Kontakt-Lei tungstrichter 11 des Crimpautomaten 5 eingeführt.

Der Crimpautomat 5 weist einen Kontakt- und Leitungstrich ter 11 auf, der entsprechend den Kontakten 13 und den zu verwendenden Leitungen so ausgebildet ist, daß beim Einfüh ren der abisolierten, mehradrigen Leitungen die Einzeladern genau in die Öffnung des Kontaktes 13 eingeführt werden. Bei dickerem Außendurchmesser der Isolierung des Leiters wird sichergestellt, daß der abisolierte Teil erst teilwei se in den Kontakt 13 eingeführt ist, bevor die Isolierung den Kontakt-Leitungstrichter 11 öffnet. Die abisolierte Leitung wird so weit eingeführt, bis ein Näherungsschalter 16 über die programmierbare Steuerung 1 den Crimpvorgang auslöst. Dabei wird mit einem Pneumatikzylinder 10 sicherge stellt, daß die Crimpposition (Crimphöhe) eingehalten wird. Die Crimptiefe wurde bereits mit der Anwahl des Leitungs querschnitts 7 an dem Abisolierautomaten 4 eingestellt.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Abisolierautomaten 4 und der Crimpstation 5 über Kupplungen 6, Wellen 6 und Zahn riemen 6 ist so, daß eine Übercrimpung oder Untercrimpung bei fortlaufender Arbeit ausgeschlossen wird. Diese Fehler kommen heute häufig in der Kabelbaumfertigung vor und bedeuten, daß Leitungen bei Untercrimpung aus dem Kontakt nicht der Norm entsprechend gezogen werden können bzw. bei Übercrimpung die geforderte Reißfestigkeit nicht erreichen.

Wie oben bereits dargestellt wurde, wird der Kontakt 13 der Crimpstation 5 aus der Vereinzelungsstation 3 über den flexiblen Schlauch 15 und den Locator 9 mit Druckluft zugeschossen. Der Locator 9 läßt den Kontakt entgegen heutiger Technik von hinten durch (Rückseite des Lokators) und das Rückhaltesystem 14 positioniert den Kontakt in dem Kontakt-Leitungstrichter 11, so daß der Kontakt vorne aus dem Locator (Vorderseite des Locators) heraussteht, durch einen Clip an der Vorderseite des Locators gehalten wird und die Crimpzange an der richtigen Stelle angreift. Der Locator 9 kann mit wenigen Handgriffen gewechselt werden, z. B. bei Verschleiß oder beim Kontaktwechsel, wenn ein anderer Locator 9 für einen anderen Kontakt 13 benötigt wird.

Nach automatischem Schließen des Kontakt-Leitungstrichters 11 überwacht eine Lichtschranke 12 die Endannahme. Befindet sich kein Kontakt 13 (bzw. Leitung) im Kontakt-Leitungs trichter 11, wird über die programmierbare Steuerung 1 die Vereinzelung 3 und der Blasevorgang ausgelöst und ein Kontakt 13 über den flexiblen Schlauch 15 durch den Locator 9 im Kontakt-Leitungstrichter 11 positioniert.

Die Crimpstation 5 wird wie die Sortierstation 2 und Verein zelungsstation 3 von der programmierbaren Steuerung 1 gesteuert. Der Kontakt 13 wird automatisch nach dem letzten Crimpvorgang wieder in dem Kontakt-Leitungstrichter 11 posi tioniert. Die Positionierung wird mittels Lichtschranken 12 kontrolliert. Die Crimpposition und der Crimpvorgang werden vom Näherungsschalter 16 überwacht und ausgelöst und von der programmierbaren Steuerung 1 gesteuert.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier beispiel haft erläuterte Vorrichtung und das entsprechende Verfah ren. Es ist eine Vielzahl weiterer Varianten denkbar, die von der Erfindung Gebrauch machen.

Die Vorrichtung ist dabei vorzugsweise als Tischgerät ausgelegt. Es können damit verschiedene Kontakte entspre chend der Crimpzange verarbeitet werden. Die Anpassungen bedürfen nur weniger Modifikationen.

Die folgenden Funktionen können bei den verschiedenen Teilen der Vorrichtung verwirklicht werden (SPS bezeichnet im folgenden das programmierbare Steuerungssystem der Vorrich tung):

1) Abisolierautomat

- Handeinstellung für die Leitungsquerschnitte AWG24 bis AWG16 mit mechanischer Kopplung an die Crimpzange, um die entsprechende Selektorposition beim anschließenden Crimp vorgang sicherzustellen. Mit anderen Messern ist auch der Querschnitt AWG26 zusätzlich zu bearbeiten.
- Abisolierlänge manuell einstellbar entsprechend der Kon taktspezifikation;
- Integration in ein Tischgerät.

2) Crimpautomat

- SPS-gesteuerte Leitungstrichter;
- SPS-gesteuerte Übernahme des Kontaktes;
- Einstellung der Selectorposition direkt gekoppelt an den am Abisolierer eingestellten Querschnitt (AWG26-AWG16);
- SPS-gesteuerte Auslösung der Crimpung;
- SPS-gesteuerte Freigabe der Leitung;
- SPS-gesteuerte Überwachung der Leitungsentnahme;
- SPS-gesteuerte optische Anzeige für die Freigabe des Crimpvorgangs;
- Integration in ein Tischgerät.

3) Sortierstation

- SPS-gesteuertes Sortieren der Kontakte;
- Kontakte werden als Schüttware angeliefert;
- Die Kontakttrommel wird von einem Elektromotor angetrie ben;
- SPS-gesteuertes Vereinzeln der Kontakte;
- SPS-gesteuerte Überwachung der Vereinzelung;
- SPS-gesteuerte Überwachung des Kontakttransportes;
- Integration in ein Tischgerät.

4) Das Tischgerät

Das Tischgerät hat beispielsweise die Abmessungen:
Tiefe × Breite × Höhe = ca. 250 × 450 × 300 mm³.

Die Öffnungen für den Abisolierer und die Crimpzange sind in der Frontplatte. Die Höhe der beiden Öffnungen ist ca. 90 mm über der Standfläche. Der Abstand der beiden Öffnun gen voneinander ist ca. 110 mm. Die Sortierstationen, der Vereinzeler und die SPS-Steuerung sind im oberen Teil des Tischgerätes integriert. Das Netzteil, der Abisolierer und die Crimpstation sind im unteren Teil des Tischgerätes. Der Netzschalter mit integrierten Sicherungen befindet sich genauso wie der Druckluftanschluß an der linken Seite des Tischgerätes.

5) Steuerungssystem

Das Steuerungssystem (SPS) dient zur Ansteuerung des Motors für die Sortierstation, Leuchtmelder und Pneumatikzylinder sowie der Verarbeitung von Informationen von Lichtschran ken- und Endschaltern. Die SPS ist ein autonomes System, das den kompletten Ablauf eines Bearbeitungszyklusses steuert.

Die Hardware dieser Steuerung ist vorzugsweise im Tischge rät untergebracht. Im einzelnen dient dieses System der Steuerung und Überwachung des Crimpautomaten und der Sor tierstation.

6) Elektrische Ausrüstung/Pneumatik

Die gesamte elektrische Anlage ist nach den DIN-, VDE- und Unfallverhütungsvorschriften konzipierbar, wobei beispiels weise folgende Werte zugrunde gelegt werden können:

Anschlußpaarung 380/220 V +/- 5%
Frequenz 50 Hz +/- 1%
Steuerspannung 24 V -
Luftdruck 5-6 bar

Das Tischgerät entspricht insbesondere ohne weiteres den Si cherheitsvorschriften nach DIN 31 001.

Claims

1. Verfahren zum Bearbeiten von Leitungsbündeln und Einzelleitungen mit einer Anordnung, die einen Abisolierautomaten zum Abisolieren der Leitungen und eine Crimpstation umfaßt, in der die Leitungsen den mit Kontakten versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Parameter der Crimpstation (5), wie z. B. die Einstellung des Selektors (8) zur Wahl der passen den Crimptiefe, in Abhängigkeit von an dem Abiso lierautomaten (4) eingestellten Parametern, wie z. B. dem Leitungsquerschnitt, eingestellt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abiso lierautomat (4) und die Crimpstation (5) mecha nisch gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß zur Kopplung des Abisolierautomaten (4) mit der Crimpstation (5) Kupplungen, Wellen und Zahnriemen oder Zahnräder (6) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Crimpstation (5) ein Locator (9) vorgesehen ist, dem der Kontakt (13) mit Druckluft von der Rücksei te her zugeführt werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß in der Crimpstation (5) ein Rückhaltesy stem (14) vorgesehen ist, das den durch den Locator zugeschossenen Kontakt (13) zum Crimpen ausrichtet.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Crimpstation (5) ein Kontakt-Leitungstrichter (11) vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß beim Einführen der abisolierten, mehradrigen Leitungen die Einzeladern genau in die Öffnung des Kontaktes (13) geführt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Kontakt-Leitungstrichter (11) nach dem Crimpen geöffnet werden kann, um den an die Leitung gecrimpten Kontakt (13) für die Entnahme freizugeben.