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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Einbauen abgeschlossener Leiterdrähte
in elektrische Verbinder zur Bildung von Kabelbäumen
und insbesondere auf solche Vorrichtungen, die
Kabelbäume bilden können, bei denen die Anordnung
der Leiterdrähte nicht an jedem Ende die gleiche
ist.
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Zum Leiten elektrischer Signale zwischen Anordnungen
oder Bauteilen gedruckter Leiterplatten mittels
elektrischer Leiter in elektrisch betriebenen
Einrichtungen und Erzeugnissen ist es üblich, einen
Kabelbaum abgeschlossener Leiterdrähte zu verwenden,
die zumindest an einem Ende in einen einzigen
Verbinder eingebaut sind, wobei die Leiterdrähte auch
an ihren anderen Enden abgeschlossen sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Vorrichtung zur halbautomatischen oder
automatischen Herstellung solcher Kabelbäume zu
schaffen.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung zum Ändern der Anordnung von
Leiterdrähten in einer Gruppe von Leiterdrähten. Eine
Vorrichtung zur Herstellung von
Leiterüberkreuzungskabelbäumen ist in der EP-A 0 105 648
veranschaulicht. Die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung umfaßt die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
nun als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen
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Fig. 1 eine Vorrichtung zur Kabelbaummontage
zeigt,
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Fig. 2 und 3 Schemabilder sind, die die
Arbeitsweise der Vorrichtung nach Figur 1 veranschaulichen,
und
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Fig. 4 ein Schemabild ist, daß die
Überkreuzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht
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Es sei nun auf die Figuren 1 bis 4 der beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, wonach die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung einen linken und
einen rechten Verschiebetischturm umfaßt,
die-allgemein bei 100 bzw. 101 veranschaulicht, voneinander
beabstandet und zueinander hin und voneinander fort
relativ bewegbar sind mittels einer Leitspindel
102 zur Auswahl der Länge der zusammenzubauenden
Kabelbäume. Jeder Turm ist oberseitig mit einem
Verschiebetischsystem 104, 104a aus drei
quadratischen Verschiebetischen 106 versehen, die
der Reihe nach, und in einer aufeinanderfolgenden
Sequenz, der eine in bezug auf den anderen, wie
durch die Pfeile G, F, E, H in Figur 2 angegeben,
beweglich sind, d.h. in aufeinanderfolgende
Positionen von vier Positionen entlang einer
geschlossenen, geradlinigen quadratförmigen Strecke.
Die jeweiligen Verschiebetischsysteme 104, 104a
arbeiten in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen,
indem sich die Tische des linken Systems 104 gemäß
der Darstellung in den Figuren 1 bis 3 im
Uhrzeigersinn und die Tische des rechten Systems 104 gemäß
der Darstellung in den Figuren 1 bis 3 entgegen
dem Uhrzeigersinn bewegen. Jeder Tisch führt bei
seinem Lauf eine rein lineare Bewegung aus, wobei
sich die Tische in den durch die Pfeile G, F, E,
H angegebenen Richtungen bewegen, und jeder Tisch
trägt eine langgestreckte, geschlitzte spurartige
Befestigung 110 mit einer Spur zur Positionierung
einzelner Verbinder oder einer Stange bzw. von
Stangen miteinander verbundener Verbinder s, wobei
die Befestigungen 110 von den Tischen mit ihren
Spuren sämtlich parallel zueinander getragen werden
und diejenigen Befestigungen 110 des linken
Verschiebetischsystems 104 jeweils entlang dem rechten
Rand ihres Tisches und diejenigen Befestigungen
110 des rechten Verschiebetischsystems 104a jeweils
entlang dem linken Rand ihres Tisches positioniert
sind.
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Die Tischbefestigungen 110 werden bei den
Verschiebetischsystemen 104, 104a aufeinanderfolgend
bewegt in den durch Pfeile F gekennzeichneten
Richtungen in Verbinderladestationen f, in denen
z.B. Verbinderstangen in die Befestigungsspuren
geladen, dann in den durch Pfeile E angegebenen
Richtungen in Leerpositionen e, dann in den durch
Pfeile H angegebenen Richtungen in Anschließstationen
h, in denen Leiterdrähte w in Verbinderstangen
angeschlossen werden, und dann in den durch Pfeile
G angegebenen Richtungen in Test- und
Auswerfstationen g, in denen die zusammengebauten Kabelbäume
getestet und dann aus den Befestigungsspuren auf
eine Auswerfspur entladen werden.
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Jedem Verschiebetischsystem 104, 104a ist ein linear
bewegliches Förder/Zentrierteil in Form einer Platte
112 zugeordnet, die von einem Drehbetätigungsglied
114 abgestützt ist, das auf einem pneumatisch
betätigten Schieber 115 für eine hin- und hergehende
Verschiebung in den Richtungen der Pfeile E und
G und entsprechend der Kennzeichnung durch den
Doppelpfeil C in Figur 2 angebracht ist. Das
Betätigungsglied 114 ist in der Weise betätigbar,
daß die Platte 112 abwechselnd über der Ladestation
f und der Auswerfstation g positioniert wird, wie
es durch den Doppelpfeil B angegeben ist. Die Platte
112 hat eine Reihe von Zentrierzähnen 116 auf jeder
Seite zur Zentrierung in den Ausnehmungen zur
Leiterdrahtaufnahme in den Verbinderstangen s, die
in den Spuren der Befestigungen 110 in der Position
in der Ladestation f bzw. der Auswerfstation g
gehalten sind. Die Reihen der Zähne 116 sind in
vorbestimmter Weise beabstandet für einen Eingriff
eines Zahnes in jeder der
Verbinderstangenausnehmungen, wobei eine Ausnehmung an jedem Kreispunkt
jeder Verbinderstange gebildet ist. Die Zähne 116
kommen daher mit den Verbinderstangen s in Eingriff,
um die Verbinderstangen für Lade- und danach
Entladebewegungen entlang den Befestigungsspuren
mitzunehmen, wenn das Betätigungsglied 114 vor und
zurück in Richtung C+ bzw. C- verschoben wird, wobei
das Betätigungsglied zuvor betätigt worden ist,
um die Platte 112 in die Richtung B+ bzw. B- zu
drehen.
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Ferner ist jedem Verschiebetischsystem 104, 104a
ein Betätigungsglied 120 zur
Vorpositionierungsverschiebung und Bauteilbeladung zugeordnet, das einen
Spurblock mit einer Spur 121 zur Führung von
Verbinderstangen s parallel mit den Spuren der auf
den Verschiebetischen angebrachten Befestigungen
110 abstützt. Jedes Betätigungsglied 120 ist an
einem pneumatisch betätigten Schieber derart
angebracht, daß es hin- und herverschieblich ist in
den Richtungen der Pfeile H und F, wie angegeben
durch den Doppelpfeil A in Richtung A+ zur
Ausrichtung seiner Verbinderstangenspur jeweils mit
derjenigen einer Befestigung 110 in der Ladestation
f und in Richtung A- zur Ausrichtung seiner
Verbinderstangenspur mit einer Verbinderstangenladespur
124 parallel zu, aber nach außen versetzt in bezug
auf die in den Ladestationen f positionierten
Befestigungen 110. Auswerfspuren 126 sind für die
Verbinder s der zusammengebauten Kabelbäume
vorgesehen, wobei diese mit den Spuren der in den Test-
und Auswerfstationen g positionierten Befestigungen
110 fluchten. Verbinder oder Verbinderstangen s
können in die Ladespuren mittels einer
Becherzuführung, einer Bandrollenzuführung oder von Hand
geladen werden. Alternativ sind Bandzuführ- und
Becherzuführeinrichtungen bei 130 bzw. 131 in Figur
3 angegeben.
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Die Leiterdrahtzuführung kann von Rollen mit
Einzeldrähten w erfolgen, oder es kann ein Flachkabel
verwendet werden. Einzelne Leiterdrähte w werden
über eine Übergangstrommel 134 (vgl. Fig. 3), wobei
die Trommel zum Messen der Drähte gemäß der Größe
der Drähte w ausgewählt wird, und dann durch einen
Drahtrichter 135 eingespeist. Die Leiterdrähte werden
quer zu den Lade- und Auswerfspuren 124, 126 hinter
den Verschiebetischtürmen 100, 101 eingespeist und
werden mechanisch durch Drahtführungen 201, 202,
203 und 204 geführt, die schematisch in Figur 2
angegeben sind. Die Schlittendrahtführung 201 ist
für Querbewegungen zwischen einer festen Position
201A und einer Wählposition 201B von einem Schlitten
136 abgestützt, der auf Spurstangen 137 (vgl. Fig. 1)
hin- und herbeweglich ist, und diese Führung bewegt
sich zwischen die Backen der
Drahtschneidstationführung 204, wenn die Drahtführung 204 offen ist.
Die Position 201B der Schlittendrahtführung wird
in Abhängigkeit von der Beabstandung des rechten
Turms 101 vom linken Turm 100 gewählt, und die
Positionen 201A und 201B bleiben in der gleichen
Position wie in Figur 2 gezeigt in bezug auf den
Turm 100 bzw. 101. Die Drahtführung 204 ist zwischen
zwei in bezug auf den Turm 100 festen Positionen
beweglich, wie in Figur 2 gezeigt, und in der
Position 204A fluchtet sie mit jeder in der
Anschließstation h positionierten Befestigung 110
und mit der Drahtschneidstation z. Die linke und
die rechte Drahtführung 202 und 203, die dem linken
bzw. rechten Turm 100 bzw. 101 zugeordnet sind,
sind hin- und herbeweglich in der Langsrichtung
der Lade- und Entladespuren 124, 126. Die Führung
202 hat eine hinterste Position 202A außerhalb der
Bewegungsbahn des Schlittens 136, eine zweite
Drahterfassungsposition 202B, in der sie in
Querrichtung mit den Drahtführungen 201 und 204 auf
der nach innen gerichteten Seite der Positionen
201A, 204B und 204A fluchtet, und eine dritte bzw.
vorderste Position 202C, in der sie mit der
Drahtanschließstation h des linken Verschiebetischsystems
100 auf der nach innen gerichteten Seite fluchtet.
Die Führung 203 hat zwei Positionen 203A und 203B,
die sie stets in bezug auf den Turm 101 beibehält,
entsprechend der Position 202B bzw. 202C, und die
Fuhrungen 202 und 203 bewegen sich zwischen ihren
Positionen 202B, 203A und 202C, 203B im Gleichklang.
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In der Anfangsstellung der Vorrichtungen werden
die Leiterdrähte w durch die bei 201A positionierte
Drahtführung 201 hindurchgeführt und durch die
Drahtführung 204 überführt, wobei sich die Führung
204 in der Position 204A befindet, d.h. in ihrer
Position zum Erfassen der Drähte während der
Drahttrennung durch die Drahtschneidvorrichtung Z. Die
Führung 204 ist in diesem Stadium nicht geschlossen.
Ferner ist die linke und die rechte Führung 202
und 203 offen und bei 202A bzw. 203A positioniert.
Die Führung 201A wird geschlossen, um die Drähte
zu erfassen, und die Drahtschneidevorrichtung Z
wird betätigt, um die Drähte w zu schneiden, um
dadurch die Enden der Drähte in der
Drahtschneidstation z auszurichten. Im Betrieb der Vorrichtung
haben die Drahtführungen folgenden automatischen
Ablauf: Die Führung 201 bewegt sich von 201A nach
201B, um die geschnittenen Drahtenden so zu
transportieren, daß sie mit der rechten
Anschließstation h ausgerichtet sind. Die Drähte werden durch
die Führung 203 überführt, die dann schließt, um
die Drähte zu erfassen. Die Führung 201 öffnet dann
und bewegt sich zurück auf 201A und schließt wieder.
In diesem Stadium können die von der Führung 203
erfaßten Drahtenden durch eine Abisoliereinheit
T für einendigen Draht bearbeitet werden. In dem
vorliegenden Beispiel ist jedoch angenommen, daß
ein IDT-Verbinder an jedem Ende verwendet wird.
Als nächstes bewegt sich die Drahtführung 202 nach
202B und schließt, wobei die Drähte angrenzend an
den linken Turm 100 erfaßt werden. Als nächstes
schließt die Drahtführung 204A und die geforderten
Längen von Kabelbaumdrähten w werden von den
Vorschubdrähten in der Station z abgeschnitten. Als
nächstes öffnet die Drahtführung 201 und die
Drahtführung 204 bewegt sich nach 204b, wobei die
Vorschubdrahtenden zurückgezogen werden. Als nächstes
bewegen sich die Drahtführungen 202 und 203 im
Gleichklang nach 202C bzw. 203B, um die
Kabelbaumdrahtenden in den Drahteinsetzstationen h in Position
zu bringen. Anschließpressen P, von denen eine über
jedem der Verschiebetischtürme abgestützt ist, werden
dann in Betrieb gesetzt, um die Drähte in
Verbinderstangen s anzuschließen, die in den
Anschließstationen h positioniert sind. Als nächsten öffnen
die Drahtführungen 202 und 203 und bewegen sich
in die Position 202A bzw. 203A. Als nächstes bewegt
sich die Drahtführung 204 nach 204A. Als nächstes
schließt die Schlittendrahtführung 201 auf den
Vorschubdrähten w in der Eingabeförderung. Zur gleichen
Zeit öffnet die Drahtführung 204 zur Ermöglichung
des Durchgangs der Schlittendrahtführung in die
Stellung 201B, wenn der automatische
Drahtzuführungszyklus wieder beginnt.
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Die oben beschriebene Vorrichtung hat eine sehr
gute Leistung bei der Herstellung von Kabelbäumen,
bei denen sich die Drähte in der gleichen Anordnung
an jedem Ende des Kabelbaums befinden. Es ist jedoch
nicht immer möglich, die Einrichtungen oder Bauteile
von gedruckten Leiterplatten, die mit dem Kabelbaum
zu verbinden sind, derart auszulegen, daß die gleiche
Anordnung beibehalten wird. Die in Figur 4 gezeigte
Vorrichtung ist vorgesehen, um die Möglichkeit zu
schaffen, daß Uberkreuzungen im notwendigen Umfang
vorgesehen werden.
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Wie in Figur 4 gezeigt, umfaßt die
Überkreuzungsvorrichtung einen Hilfsgreifer 250 sowie
Überkreuzungsgreifer 252 und 256 jeweils mit einem zugehörigen
Drahtspitzengreifer 254 bzw. 258.
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Die Vorrichtung nach Figur 4 wird in Verbindung
mit der Führung 203 verwendet, wenn sie und die
Führung 202 in der Position 203A bzw. 202B sind
und zwischen sich eine Anordnung von auf Länge
geschnittenen Drähten halten. Der Hilfsgreifer 250
ist so angebracht, daß er von rechts in eine fast
an die Führung 203 anstoßende Position bewegbar
ist und dort die Enden der über die Führung 203
vorstehenden Drähte erfaßt. Der Greifer 250 besteht
aus einzeln betätigbaren Backenpaaren für jeden
Draht, wobei jedes Backenpaar zwei Positionen hat,
eine offene Position, in der es relativ zu den
Drähten bewegt werden kann, und eine geschlossene
Position, in der es die Enden der Drähte erfaßt
und festlegt.
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Die Überkreuzungsgreifer 252 und 256 sind zusammen
mit ihren Spitzengreifern 254 und 258 so angebracht,
daß sie quer zu den Drähten in der Richtung x nach
Figur 4 aus einer Ruhe- oder Parkposition am hinteren
Teil der Vorrichtung nach Figur 4, in der sie einen
Abstand von den Bewegungen der Führungen 201 und
203 halten, in eine Arbeitsstellung, im allgemeinen
wie in Figur 4 gezeigt, bewegbar sind. Der Abstand
der Überkreuzungsgreifer in der x-Richtung ist fest,
und die Überkreuzungsgreifer sind unabhängig
bewegbar, jedoch jeder mit seinem zugehorigen
Spitzengreifer vertikal in z-Richtung. Außerdem können
sich die Überkreuzungsgreifer jeweils unabhängig
in bezug auf ihren zugehörigen Spitzengreifer in
y-Richtung, d.h. in Achsrichtung der Drähte, bewegen.
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Die Backen der Führung 203 haben drei
Arbeitsstellungen, eine offene Stellung, in der die Backen
der Führung einen Abstand zu den Drähten einnehmen,
eine Führungsstellung, in der die Backen eine axiale
Bewegung der Drähte zulassen, während sie Quer-
oder seitliche Bewegungen verhindern, und eine
geschlossene Stellung, in der die Backen die Drähte
erfassen.
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Die Verwendung der Überkreuzungsvorrichtung wird
nun durch die Übertragung eines Drahtendes von der
Position Nr. 4 in der Führung 203 in die Position
Nr. 10 erläutert. Die Drähte sind durch die Führung
203 festgelegt, und die zusätzliche Klemmvorrichtung
250 ist in der an die Führung 203 angrenzenden
Position mit zum Halten der Drähte geschlossenen
Backen. Die Backen der Führung 203 werden dann in
die Führungsstellung gebracht. Die
Überkreuzungsgreifer mit den zugehorigen Spitzengreifern werden
dann über den Draht aus ihrer Parkposition bewegt,
bis die Greifer 256 und 258 über dem Draht in der
Position 4 stehen. Die Greifer 256 und 258 werden
dann abgesenkt, und der Greifer 256 wird auf dem
Draht geschlossen, um ihn zu erfassen. Die
entsprechenden Backen des Hilfsgreifers 250 werden
geöffnet, um den Draht freizugeben, und der Greifer
256 wird vom Greifer 258 in der Y-Richtung wegbewegt,
bis die Spitze des Drahtes von der Führung 203
freikommt, an welchem Punkt der Greifer 258
geschlossen wird, um den Draht zu erfassen. Die Greifer
256 und 258 werden dann angehoben, auf die Position
Nr. 10 weitergeschaltet und abgesenkt. Der
Spitzengreifer 258 wird dann geöffnet und der
Überkreuzungsgreifer 256 nach rechts zum Spitzengreifer
hin bewegt, um die Drahtspitze durch die Führung
203 hindurch zum Hilfsgreifer zu führen, der dann
die Spitze des Drahtes erfassen kann, so daß die
Greifer 256 und 258 zurückgezogen werden können.
Wenn die Übertragung des Drahtes von der Position
4 in die Position 10 die einzige erforderliche
Übertragung ist, so kann dann die Führung 203 geschlossen
und die Hilfsklemmvorrichtung 250 geöffnet und dann
zurückgezogen werden.
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Wenn zum Beispiel zwei Drähte getauscht werden
sollen, so werden dann beide
Greiferklemmvorrichtungen 252 und 256 benutzt. Der Vorgang ist
ähnlich dem oben beschriebenen, eine Klemmvorrichtung
nimmt einen Draht auf, die andere Klemmvorrichtung
nimmt den zweiten Draht auf, die eine
Klemmvorrichtung setzt den ersten Draht in dem vom zweiten
Draht freigegebenen Raum neu ein und die andere
Klemmvorrichtung setzt den zweiten Draht in dem
vom ersten Draht freigegebenen Raum neu ein.
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Es ist zu bemerken, daß der obige Austausch durch
eine einzige Überkreuzungsklemmvorrichtung zusammen
mit ihrer zugehorigen Spitzenklemmvorrichtung
erreicht werden kann, wenn ein nicht genutzter
Drahtraum in der Führung 203 vorhanden ist, der zum
Lokalisieren des ersten Drahtes benutzt werden kann,
während der zweite Draht neu lokalisiert wird, wobei
der erste Draht später zurückgenommen und neu
festgelegt wird.
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Es können auch kompliziertere Überkreuzugnen durch
die Basistechnik durchgeführt werden, daß ein Draht
in einem Überkreuzungsgreifer gehalten wird, während
ein zweiter Draht unter Verwendung des zweiten
Überkreuzungsgreifers aufgenommen und neu festgesetzt
wird.
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Jeder Überkreuzungsgreifer ist mit einem zugehörigen
Greifer versehen, da anderenfalls die Gefahr besteht,
daß sich die Drahtspitze aus der Ausrichtung mit
dem Kanal in der Führung 203 herauswinden könnte,
da das Rückstellungsvermögen des Drahtes durch die
oben beschriebenen Drahtrichtungstechniken nicht
vollständig aufgehoben ist. Falls jedoch diese
Drahtverwindung kein Problem bildet, könnte auf
die Drahtspitzengreifer 254 und 258 verzichtet
werden.
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Da ein Draht, der neu festgesetzt worden ist,
unvermeidlich einem längeren Weg zwischen den Führungen
202 und 203 folgt, ist es möglich, daß die Spitze
des neu festgesetzten Drahtes nicht ausreichend
über die Führung 202 vorsteht. Dieses Problem kann
dadurch überwunden werden, daß ein Durchhang in
die Drähte eingeführt wird, bevor man mit dem
Überkreuzungsvorgang beginnt. Dieser Durchhang kann
beispielsweise dadurch eingeführt werden, daß in
den Drähten eine Schlaufe durch ein herkömmliches
Schlaufenbildesystem gebildet wird oder der
Anfangsabstand zwischen den Führungen 202 und 203 größer
als gewünscht gemacht und dann der Abstand auf den
gewünschten Wert vor dem Beginnen mit der
Überkreuzung verringert wird.