DE68914965T2

DE68914965T2 - Eine Pressenramme bestätigender Mechanismus in einer Presse, die Drähte beschlägt.

Info

Publication number: DE68914965T2
Application number: DE68914965T
Authority: DE
Inventors: David Alan College; Keith Johnson; Joseph Francis Stachura; Herman David Walter
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2009-12-13
Also published as: EP0376050B1; PT92572A; US4924693A; BR8906490A; EP0376050A1; JP2815942B2; DE68914965D1; PT92572B; JPH02200398A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse, wie er im ersten Teil des Anspruchs 1 angegeben ist. Dieser kann zum Anschließen von Drähten in einer automatisch arbeitenden Maschine verwendet werden, bei der die Ramme ausreichend weit zurückbewegt werden kann, um eine Passage der Drahthandhabungsvorrichtung zwischen der Ramme und der Basis zu gestatten.
Pressen zum Anschließen von Drähten durch Crimpen eines Anschlusses auf ein Ende desselben müssen zur Ausübung einer beträchtlichen Kraft während des eigentlichen Crimpvorgangs ausgelegt sein. Solche Pressen verwenden daher Schwungradexzenter, Steuerflächenglieder oder Kniehebel, um der Ramme eine Bewegung zu erteilen sowie eine ausreichende Kraft zur Bewerkstelligung des Crimpvorgangs zu schaffen. Ein typisches Beispiel einer schwungradbetätigten Presse ist in dem US-Patent Nr. 3 343 398 gezeigt, das am 26. September 1967 für Kerns erteilt wurde. Diese Art von Presse ist notwendigerweise groß aufgrund der Verwendung eines energiespeichernden Schwungrads, das wiederum massiv sein muß. Die Schwungradpresse, die als alleinstehende Maschine zwar effektiv ist, läßt sich nicht einfach in eine automatisch arbeitende Maschine zum Herstellen von Kabelbaumerzeugnissen oder dergleichen verwenden. Ein Grund hierfür besteht darin, daß zur Erzielung eines ausreichend langen Rammenhubes von in etwa 3 Inch zur Schaffung eines Freiraums für den Betrieb der Drahtzuführmechanismen im vollständig zurückgezogenen Zustand der Pressenramme die Schwungradpresse unverhältnismäßig groß sein muß.
Kniehebel- und steuerflächenbetätigte Pressen dagegen lassen sich recht kompakt ausbilden. Ein Beispiel einer typischen kniehebelbetätigten Presse ist in dem US-Patent Nr. 3 141 197 gezeigt, das am 21. Juli 1964 für Hahn erteilt wurde. Hahn zeigt eine Drahtanschließpresse mit einem durch einen Luftzylinder betätigten Kniehebelmechanismus. Bei Kniehebelmechanismen besteht jedoch die Tendenz, daß diese darauf beschränkt sind, der Ramme eine sehr kurze Hubbewegung zu erteilen. Wenn die Ramme vollständig zurückgezogen ist, ist somit nicht ausreichend Freiraum vorhanden, um die Drahthandhabungsmechanismen unter die Ramme zu führen. In ähnlicher Weise lassen sich auch steuerflächenbetätigte Pressen recht kompakt ausbilden. Ein Beispiel einer solchen Presse ist in der EP 0 351 962 A1 gezeigt; diese verwendet ein Steuerflächenglied, das an einem am Ende der Ramme angebrachten Steuerflächenfolger derart angreift, daß bei Rotation des Steuerflächenglieds die Ramme zur Ausführung einer Bewegung über eine Distanz veranlaßt wird, die der Hebelwirkung des Steuerflächenglieds entspricht. Doch dieser Mechanismus erteilt der Ramme wiederum eine relativ kurze Hubbewegung. Ein Weg zum Verlängern der Hubbewegung besteht in der Verwendung eines Steuerflächenglieds mit hoher Hebewirkung, das notwendigerweise wesentlich größer und massiver ist. Dies macht natürlich die Versuche zunichte, eine kompakte Vorrichtung zu schaffen, die sich in einfacher Weise in eine automatisch arbeitende Maschine integrieren läßt.
Es besteht daher ein Bedarf für einen Rammenbetätigungsmechanismus, der eine ausreichende Rammenhubbewegung zur Schaffung eines Freiraums für Drahthandhabungsmechanismen schafft und dennoch kompakt ist und sich in einfachere Weise in eine automatisch arbeitende Maschine integrieren läßt.
Die vorliegende schafft einen Rammenbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 zum Anschließen von Drähten oder dergleichen. Bei einer Presse mit einem Rammenmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt der erste Bewegungsbereich über eine wesentlich größere Distanz als der zweite Bewegungsbereich.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 definiert.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bereichs einer automatisch arbeitenden Maschine unter Darstellung der sich hin- und herbewegenden Ramme und des zugehörigen Betätigungsmechanismus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Betätigungsmechanismus der Fig. 1 entlang der Linie 2-2; und
Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht unter Darstellung der Ramme in ihrem vollständig in die Crimpposition ausgefahrenen Zustand.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Bereich einer automatisch arbeitenden Maschine 10 gezeigt, die einen Rahmen 12 besitzt. Bei der Maschine 10 kann es sich um eine beliebige von einer Anzahl automatisch arbeitenden Drahthandhabungs- und Verarbeitungsmaschinen handeln, die in der Industrie allgemein bekannt sind, siehe z.B. US-Patent Nr. 4 136 440, das am 30. Januar 1979 für Brandewier et al. erteilt wurde und durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Brandewier offenbart eine Maschine zum Herstellen eines elektrischen Kabelbaums mit mehrpoligen elektrischen Verbindern und mehreren daran angebrachten Drähten unterschiedlicher Länge. Die vorstehende Offenbarung zeigt den Rammenbetätigungsmechanismus für eine solche automatisch arbeitende Maschine.
Die Maschine 10 beinhaltet eine Basis 14, die von dem Rahmen 12 getragen ist, wie dies in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist. Eine Ramme 16 ist gleitend verschiebbar in einer Gleitbahn 18 gehalten, die in einer beliebigen zweckdienlichen Weise an dem Rahmen 12 starr angebracht ist. Die Gleitbahn 18 beinhaltet ein Paar Führungsplatten 20, die durch die Schraubbefestigungsglieder 22 an der Gleitbahn 18 angebracht sind. Die Gleitbahn 18 und die Basis 14 sind derart ausgebildet, daß die Ramme 16 in bezug auf die Basis 14 in entgegengesetzten Richtungen hin- und herbewegbar ist. Es sind geeignete Drahteinführwerkzeuge vorhanden, die einen an der Ramme 16 lösbar angebrachten Stempel 24 und eine an der Basis 14 lösbar angebrachte Anordnung 26 aus einem Gesenk und einem Verbindergehäusehalter beinhalten, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung zeigt das Einführen der Drähte zwar in Anschlüsse des Typs, bei dem eine Verdrängung der Isolierung erfolgt, jedoch können auch geeignete Werkzeuge für Anschließvorgänge des Crimp-Typs oder dergleichen vorgesehen sein.
Ein Paar Luftzylinder 30 und 32 sind mit ihrem jeweiligen Gehäuse Ende an Ende aneinander angebracht, so daß ihre jeweiligen Schäfte bzw. Kolbenstangen 34 und 36 miteinander ausgerichtet sind und in entgegengesetzten Richtungen nach außen ragen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Stange 36 ist an dem Rahmen 12 in der üblichen Weise mittels der Mutter 38 angebracht, und die andere Stange 34 ist in ähnlicher Weise an einer Konsole 40 angebracht. Die Konsole 40 ist außerdem an einem Ende der Ramme 16 in freitragender Weise durch ein Paar Schraubbefestigungsglieder 42 angebracht, wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Bei den beiden Luftzylindern 30 und 32 des vorstehenden Beispiels handelt es sich um die von der Bimba Manufacturing Company, Monee, Illinois, hergestellten Modellnummern FO-17-2.00-P3-CFT bzw. FO-17-1.25-BR-P3-CFT. Ein balliger Steuerflächenfolger 44 und ein Befestigungsbolzen 46 sind mittels einer Mutter 48 an der Ramme 16 angebracht. Der Bolzen 46 erstreckt sich durch ein Loch in der Ramme 16, und die Mutter 48 zieht eine Schulter 50 des Bolzens 46 gegen die Seite der Ramme 16 und hält den Steuerflächenfolger 44 sicher in seiner Position. Bei dem bei dem vorstehenden Beispiel verwendeten Steuerflächenfolger handelt es sich um das von der Turrington Company, South Bend, Indiana, hergestellte Teil mit der Nummer CRSC-24.
Ein Zylinder-Steuerflächenglied 52 mit einer Antriebswelle 54 ist in der herkömmlichen Weise mittels der Lager 56 in dem Rahmen 12 drehbar gelagert. Das Steuerflächenglied 52 besitzt eine obere und eine untere Steuerfläche 60 und 62, die zum losen Angreifen an dem Steuerflächenfolger 44 voneinander beabstandet sind. Eine Öffnung 64, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ist in der oberen Steuerfläche 60 vorgesehen und derart dimensioniert, daß der Steuerflächenfolger 44 durch diese hindurchtreten kann. Der Zweck der Öffnung 64 wird nachstehend noch erläutert. Die Antriebswelle 54 ist mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor mittels eines Einumdrehungs-Kupplungspakets 66 und eines Antriebsriemens 68 gekoppelt. Das Kupplungspaket 66 ist elektromagnetisch betätigt, indem eine Spannung in der üblichen Weise auf die Elektromagnetfeldwicklungen ausgeübt wird. Der Antriebsriemen 68 wird von dem Antriebsmotor kontinuierlich angetrieben, so daß sich die Kupplungsriemenscheibe 70 kontinuierlich in Rotation befindet, während die Antriebswelle 54 stationär ist. Wenn eine Rotation der Antriebswelle 54 und somit des Steuerflächenglieds 52 erwünscht ist, werden die Elektromagnetwicklungen erregt, um dadurch die Riemenscheibe 70 mit der Antriebswelle 54 zu koppeln und dadurch eine Rotation derselben hervorzurufen. Es kann jedes beliebige geeignete Einumdrehungs-Kupplungspaket 66 verwendet werden. Bei dem vorstehenden Beispiel handelt es sich bei der Kupplung 66 um eine Anordnung mit intermittierendem Antrieb mit der Modellnummer IDA-10, die von der Hilliard Corporation in Elmira, New York, hergestellt wird.
Vor der Beschreibung des Betriebs des Rammenbetätigungsmechanismus der vorliegenden Erfindung sollte daraufhin gewiesen werden, daß die hin- und hergehende Bewegung der Ramme 16 einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich beinhaltet. Bei dem ersten Bewegungsbereich handelt es sich um denjenigen Bereich, den die Ramme 16 bei ihrer Bewegung aus ihrer vollständig zurückgezogenen Position, die durch A in Fig. 1 gezeigt ist, in die durch gestrichelte Linien bei B gezeigte Position zurücklegt. Dieser erste Bewegungsbereich wird durch eine erste Gestängeeinrichtung bewerkstelligt, die die beiden Luftzylinder 30 und 32 und die Konsole 40 beinhaltet. Diese gesamte Bewegung von A nach B beträgt bei dem vorliegenden Beispiel ca. 2 Inch (ca. 5 cm). Bei dem zweiten Bewegungsbereich handelt es sich um denjenigen Bereich, den die Ramme 16 bei ihrer Bewegung aus der in Fig. 1 und 3 mit B bezeichneten Position in ihre vollständig ausgefahrene Position zurücklegt, die in Fig. 3 bei C dargestellt ist. Dieser zweite Bewegungsbereich wird durch eine zweite Gestängeeinrichtung bewerkstelligt, die den Steuerflächenfolger 44, das Steuerflächenglied 52 und die Steuerflächenantriebsvorrichtung 54, 66, 70 und 68 beinhaltet. Diese Gesamtbewegung beträgt ca. 1 Inch (ca. 2,5 cm) und beinhaltet das tatsächliche Angreifen an dem Draht sowie das Anschließen desselben in einem Kontakt in einem Verbindergehäuse. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird der erste Bewegungsbereich durch den Luftzylinder 30 bewerkstelligt, während der zweite Bewegungsbereich ausschließlich durch das auf den Steuerflächenfolger 44 wirkende Steuerflächenglied 52 bewerkstelligt wird.
Im Betrieb wird ein Verbindergehäuse 70 automatisch in der Gesenkanordnung 26 in Position gebracht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Anordnung 72 paralleler, voneinander beabstandeter Drähte - in manchen Fällen auch nur ein einzelner Draht - wird in eine durch die gestrichelten Linien 74 dargestellte Position zwischen dem Verbindergehäuse 70 und dem Stempel 24 vorwärtsbewegt. Der Luftzylinder 30 wird dann mit Druck beaufschlagt, wodurch die Stange 34, die Konsole 40, die Ramme 16 und der Steuerflächenfolger 44 zur Ausführung des ersten Bewegungsbereichs in bezug auf Fig. 1 nach unten veranlaßt werden, bis sich die Ramme 16 in der Position B befindet. Man beachte, daß der Steuerflächenfolger 44 in dieser Position durch die Öffnung 64 hindurchgetreten ist und sich in einer Eingriffsposition zwischen der oberen und der unteren Steuerfläche 60 bzw. 62 befindet. Die Hubbewegung der Stange 34 ist derart gewählt, daß in ihrem vollständig ausgefahrenen Zustand der Steuerflächenfolger 44 in eine Eingriffsposition vorbewegt ist, ohne dabei auf die Steuerfläche 62 aufzuschlagen und die Steuerfläche oder den Steuerflächenfolger möglicherweise zu beschädigen. Sobald der Zylinder 30 die Stange 34 vollständig ausgefahren hat, wird der Elektromagnet der Kupplung 66 erregt, wodurch die Antriebswelle 54 und das Steuerflächenglied 52 zur Ausführung einer Rotationsbewegung in der durch den Pfeil 80 in Fig. 2 gezeigten Richtung veranlaßt werden. Dies führt dazu, daß sich die Öffnung 64 im Uhrzeigersinn bewegt und die Steuerflächen 60 und 62 den Steuerflächenfolger 44 zwischen sich schließen. Gleichzeitig mit dem Beginn der Rotation des Steuerflächenglieds 52 wird der Luftzylinder 32 mit Druck beaufschlagt, wodurch der Steuerflächenfolger auf die untere Steuerfläche 62 gedrückt wird, ganz ähnlich, wie dies bei einer Vorspannfeder der Fall ist. Bei anhaltender Rotation des Steuerflächenglieds 52 und Angreifen des Stempels 24 an der Anordnung 72 der Drähte und beginnendem Einsetzen derselben in Kontakte in dem Verbindergehäuse 70 beginnen die dadurch verursachten Kräfte sich aufzubauen und der nach unten gehenden Bewegung der Ramme 16 entgegen zuwirken. Wenn diese Kräfte die durch den Luftzylinder 32 auf die Ramme 16 ausgeübte Kraft übersteigen, erfolgt eine sehr geringfügige Verschiebung des Steuerflächenfolgers 44 von der Fläche 62 weg, und er greift an der Steuerfläche 60 an. Es ist diese Fläche 60, die den Steuerflächenfolger 44 und die Ramme 16 antriebsmäßig in ihre vollständig ausgefahrene Position C bewegt, in der die Anordnung 72 der Drähte in der in Fig. 3 gezeigten Weise vollständig eingesetzt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei Annäherung der Ramme 16 an diese vollständig ausgefahrene Position die durch den Steuerflächenfolger und das Steuerflächenglied 52 auf die Ramme 16 auszuübende Kraft auf ihrem Maximum ist. Zur Erzielung dieser maximalen Kraft werden der Antriebsmotor und die Steuerflächengeometrie sorgfältig ausgewählt und zur Minimierung der Masse und der Größe der Bauteile sorgfältig angepaßt. Bei anhaltender Rotation des Steuerflächenglieds 52 in bezug auf Fig. 2 im Uhrzeigersinn wird der Druck in dem Zylinder 32 umgekehrt, so daß er als Vorspannfeder in Richtung nach oben wirkt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, und im gleichen Moment beginnt der Steuerflächenfolger 44 sich entlang der oberen Steuerfläche 60 in die in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellte Position nach oben zu bewegen. An diesem Punkt hat das Steuerflächenglied 52 eine vollständige Umdrehung ausgeführt, und die Einumdrehungs-Kupplung 66 löst sich automatisch von der Riemenscheibe 70 und stoppt das Steuerflächenglied 52 in der in Fig. 2 gezeigten Position. Sobald das Steuerflächenglied 52 gestoppt hat, wird der Druck in dem Luftzylinder 30 umgekehrt, so daß die Stange 34 die Konsole 40, die Ramme 16 und den Steuerflächenfolger 44 nach oben zurückzieht, wobei der Steuerflächenfolger 44 durch die Öffnung 64 hindurchtritt, bis die Ramme derart positioniert ist, wie dies bei A in Fig. 1 gezeigt ist. An diesen Punkt hat sich der Stempel 24 von der Gesenkanordnung 26 über eine Strecke von vollen 3 Inch (ca. 7,5 cm) nach oben zurückgezogen, wie dies bei D in Fig. gezeigt ist. Dies schafft ausreichend Freiraum für das Einführen, den Betrieb und das Zurückziehen von Drahthandhabungsmechanismen und Verbindergehäuse-Bestückungsvorrichtungen. Solche Mechanismen und Vorrichtungen sind in der Industrie üblich und z. B. in dem vorstehend genannten US-Patent Nr. 4,136,440 gezeigt.
Ein sehr wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Rammenbetätigungsmechanismus in der Lage ist, der Ramme eine Bewegung in zwei separaten Bereichen zu erteilen. Der erste Bewegungsbereich erfolgt über eine relativ größere Distanz als der zweite Bewegungsbereich, während der zweite Bewegungsbereich der Ramme die Ausübung einer relativ größeren Kraft auf den Anschließstempel- und Gesenksatz ermöglicht, als dies durch den ersten Bewegungsbereich möglich wäre. Dies wiederum gestattet einen relativ kompakten und effektiven Betätigungsmechanismus, der sich in einfacher Weise in eine automatisierte Umgebung integrieren läßt.

Claims

1. Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse, insbesondere zum Anschließen von Drähten, mit einer Basis (14) und einer Ramme (16), die zur Ausführung einer gegenseitigen Hin- und Herbewegung relativ zueinander ausgelegt sind, mit einer Betätigungseinrichtung zum Hervorrufen der Hin- und Herbewegung, wobei die Betätigungseinrichtung eine erste Gestängeeinrichtung (30, 32) zum Hervorrufen eines ersten Bewegungsbereichs und eine zweite Gestängeeinrichtung (44, 52) zum Hervorrufen eines den Anschließvorgang bewerkstelligenden zweiten Bewegungsbereich aufweist, wobei der erste Bewegungsbereich über eine wesentlich größere Distanz als der zweite Bewegungsbereich erfolgt und wobei die zweite Gestängeeinrichtung (44, 52) ein Steuerflächenglied (52) und einen mit diesem betriebsmäßig in Eingriff stehenden Steuerflächenfolger (44) zur Bewerkstelligung des zweiten Bewegungsbereichs aufweist, wobei der Steuerflächenfolger (44) an der Ramme (16) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,

(a) daß die erste Gestängeeinrichtung ein Linearbetätigungsglied (30) aufweist;

(b) daß das Linearbetätigungsglied (30) an einer Konsole (40) angebracht ist, wobei die Konsole (40) ebenfalls an einem Ende der Ramme (16) angebracht ist;

(c) daß das Steuerflächenglied (52) der zweiten Gestängeeinrichtung eine Steuerfläche (60) für den betriebsmäßigen Eingriff mit dem Steuerflächenfolger (44) aufweist;

(d) daß in der Steuerfläche (60) eine Öffnung (64) vorgesehen ist, die derart dimensioniert ist, daß der Steuerflächenfolger (44) durch diese hindurch passieren kann;

(e) daß während des ersten Bewegungsbereichs das Linearbetätigungsglied (30), die Konsole (40), die Ramme (18) und der Steuerflächenfolger (44) zusammen nach unten bewegt werden, bis der Steuerflächenfolger (44) durch die Öffnung (64) der Steuerfläche (60) hindurchgetreten ist und in betriebsmäßigen Eingriff mit der Steuerfläche (60) gebracht ist;

(f) daß am Beginn des zweiten Bewegungsbereichs das Steuerflächenglied (52) eine Rotationsbewegung beginnt und die Steuerfläche (60) den Steuerflächenfolger (44) und die Ramme (18) antriebsmäßig bewegt, bis der zweite Bewegungsbereich abgeschlossen ist und sich die Ramme (18) in ihrer vollständig ausgefahrenen Position befindet.

2. Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bewegungsbereich unabhängig von der ersten Gestängeeinrichtung (30, 32) erfolgt.

3. Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Linearbetätigungsglied (30, 32) um einen an der Ramme (16) angebrachten Luftzylinder handelt, und daß der Steuerflächenfolger (44) an der Ramme (16) angebracht ist.

4. Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Steuerfläche (60) um eine obere Steuerfläche (60) handelt, und daß das Steuerflächenglied (52) eine von der oberen Steuerfläche (60) beabstandete untere Steuerfläche (62) aufweist, um an dem Steuerflächenfolger lose anzugreifen und diesen festzulegen, wenn er sich in betriebsmäßigem Eingriff damit befindet.

5. Rammenbetätigungsmechanismus in einer Presse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin gekennzeichnet durch ein Einumdrehungs-Kupplungspaket (66), das dem Steuerflächenglied (52) derart zugeordnet ist, daß bei Betätigung der Kupplung (66) dem Steuerflächenglied (52) eine Rotationsbewegung für nur eine einzige Umdrehung erteilt wird.