EP1402607A1 - Processing device for cables or wires - Google Patents

Processing device for cables or wires

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Publication number
EP1402607A1
EP1402607A1 EP02733161A EP02733161A EP1402607A1 EP 1402607 A1 EP1402607 A1 EP 1402607A1 EP 02733161 A EP02733161 A EP 02733161A EP 02733161 A EP02733161 A EP 02733161A EP 1402607 A1 EP1402607 A1 EP 1402607A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
processing device
actuators
cable
wires
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02733161A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jiri Stepan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schleuniger Holding AG
Original Assignee
Schleuniger Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schleuniger Holding AG filed Critical Schleuniger Holding AG
Publication of EP1402607A1 publication Critical patent/EP1402607A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1202—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by cutting and withdrawing insulation
    • H02G1/1248—Machines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26

Definitions

  • the invention relates to a processing device for cables or wires.
  • Processing device in the sense of the invention is to be understood as a device which
  • a) changes the geometric dimensions of the cables or wires, such as a cutting device or a stripping device,
  • c) change the spatial position of the cables or wires in connection with devices under a) or b), such as Winding or positioning or
  • Cables or wires in the sense of the invention are understood to mean those electrical or light-optical components which have an elongated structure and are designed for conducting electrical or light-optical signals.
  • this includes insulated electrical wires or cables and optical fibers.
  • the invention expressly does not affect so-called bonding devices for bonding (welding) metal wires to electronic chips. These devices used in chip production belong to such a special class of devices that, although they also move wires (e.g.
  • the invention relates within the scope of your above specified area e.g. on cable stripping machines, as have been brought on the market by the applicant for many years, such as the device types: MP 252, MP 257, MP 8015, F0 7045 and Powerstrip 9500.
  • These devices belong to the prior art, which is the basis of the present invention lies.
  • computer or microprocessor-controlled drives are provided which control the jaws, holding and centering devices and knives in such a way that cables - e.g. Coaxial cables, single-core electrical cables, fiber optic cables or the like. can be stripped and / or cut with high precision.
  • the accuracy with which you can work with these devices results from the interaction of good processing accuracy of the mechanical structure of the devices with precise drives, high-precision controls and possibly precise measuring sensors.
  • the drives are usually electric motors, for example stepper motors, electromagnets and / or pneumatic drives, often connected to driven or lever assemblies.
  • the present invention was given the first task of increasing the working accuracy of such stripping devices.
  • the invention further relates, for example, to the cleaving of an optical waveguide within the scope specified above.
  • the following prior art is relevant for a specialist:
  • the invention has the further object to make the feed for a knife for cleaving, but also for all other machining operations on a cable or wire better and more directly controllable than with a spring or with the others above known drives is possible.
  • Electronically controlled feed drives are preferred.
  • DE-A-3622244 (1988) and DE-A-3781945 (1992) disclose a glass fiber cutting device by means of a pressure wave.
  • This is a glass fiber by means of a pressure wave against a rigid knife placed sideways so that it separates the fibers.
  • the pressure wave is generated by an arc discharge or by a piezoelectric sound wave generator.
  • the invention is based on the further object of finding a way of treating an optical waveguide not only separately but also on its surface and / or how it itself or tools or transport devices can be positioned relative to it, e.g. how to cut and remove its protective layers without damaging the actual glass fiber.
  • the precision of the fiber feed by the pressure wave does not have to be particularly high, since the only thing that is important is to make the pressure sufficiently high so that the fiber breaks at the point of the knife. A higher pressure would not have a significant negative effect.
  • this method were used to cut a fiber sheathing, an unintentionally greater pressure or an unsuitable spatial position of the cutting edge relative to the glass fiber would quickly lead to unintentional damage to the fiber.
  • the treatment can apply suitable forces to the surface, with which crimping processes, welding processes, etc. can also be carried out.
  • An optical waveguide is set into vibration or subjected to an oscillation amplitude that causes the fiber to break.
  • the proposed frequencies are e.g. at 12.5 kHz.
  • the break occurs with or without a protective layer of the optical waveguide.
  • electromagnetic, piezoceramic or magnetostrictive transducers are provided as vibration-generating drives.
  • the invention is based on a further would be based to create a device that is not limited to use for breaking optical fibers, but also for copper cables or the like. can be used.
  • a device that is not limited to use for breaking optical fibers, but also for copper cables or the like. can be used.
  • copper cables or the like can be broken less easily by vibration frequencies.
  • the main task is to search for a new drive system for cable processing machines, which allows greater precision and is easy to control and can be used for fiber optic cables, POF as well as for electrical cables, coax cables, cable ducts and the like .dgl. is usable.
  • this also includes crimping and welding machines or the like. as well as devices for preparing the cables (e.g. unwinding, labeling and checking etc.) as well as devices for reworking the cables (e.g. winding, stacking, bundling, soldering, welding, gluing, checking etc.)
  • micromechanical actuators which operate according to one of the following functional principles of stretching or shrinking processes: pyrotechnic -, sound wave, heat, electrochemical -, electromagnetic -, current, and / or stress-controlled expansion or shrinking processes. They include at least one energy controller and at least one electromechanical energy converter.
  • the micromechanical actuators in the sense of the invention can also have a different structure, the definition per stroke in this case being 1 mm per actuator element (without any translation).
  • micromechanical actuators such as: electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuators, provided they are not used in combination with micromechanical actuators as defined above.
  • micromechanical actuators e.g. DC servo step, synchronous, asynchronous, solenoids, compressed air, hydraulic pistons, turbines, hydraulic motors or the like.
  • the following actuators or motors can be used: ultrasonic, circular ring ultrasonic motor, monomodal ultrasonic motor (oscillating), biomodal ultrasonic motor (oscillating in two planes), bimetallic, piezo, and / or inch worm motors , monolithic multilayer, charge-controlled -, electroreological -, thermoreological -, and / or electro- or magnetostrictive actuators, parallel-bimorph converters, thermal expansion and stress or current expansion actuators, electrochemical, magnetorheological actuators, actuators made of shape memory materials, chemomechanical actuators , thermopneumatic, electrostatic and microtechnical actuators (manufactured by microsystem technology) or the like, whereby an average specialist also understands what are known as voice coil actuators.
  • the invention also includes combinations of conventional mechanical, pneumatic, hydraulic or electromechanical drives with the micromechanical actuators, the latter being used according to the invention to compensate for the errors of the conventional drives and / or for pure drive addition. It also includes combinations of actuators arranged or used according to the invention. The invention achieves:
  • the invention makes stripping machines possible for the first time without pneumatic, hydraulic or electric motor (in the conventional sense) driven, remote-controlled drives.
  • the actuators used offer the possibility of being used simultaneously with the drive as a measuring element.
  • the basics of measuring technology with piezo systems are known to the person skilled in the measuring device, so that there is no need to go into them here. This applies to individual piezo systems as well as to piezo stacks in which several piezo systems are connected in series. Piezo sticks or single piezo systems arranged in parallel can also be used (one as a force system and one as a measuring system).
  • actuators used are also used as sensors, not only can qualitative cable stripping processes be improved, such as, for example, the force-controlled cutting into a cable layer, but also the detection of the presence of cables or the like. easy to do be made. This may save additional light barriers or the like. This also makes it possible, for example, to observe the machining process in the model (for example on a screen using graphics or the like).
  • Processing, positioning and fixing tools are understood in particular: clamping and transport jaws; Rolls and tapes; Knives of all kinds, laser or ultrasonic cutting or welding devices (i.e. devices that generate electromagnetic or mechanical waves for cable processing); crimping tools; Printing tools; Rolls, tapes or the like for cable transport; centering; grippers; Positioners, labeling and measuring units etc.
  • micromechanical actuators used in accordance with the invention should not only make possible actions relative to the cable to be processed, but also movements of the cable even when used accordingly. In principle, it is not possible to give any further details, since all directions of movement, such as in the cable axis, around the cable axis, transversely or obliquely to it, as they were previously provided, are now also possible - but much more precisely and precisely than before.
  • Preferred actuators are designed to be compatible with microelectronics, so that they are e.g. at TTL level, CMOS arrangements etc. with standardized electrical interfaces.
  • the invention thus sets a milestone in the further development of cable processing devices.
  • actuators are also used as sensors as required, so that not only the drive but also the position and / or force determination, acceleration and geometry, as well as other physical properties in the fine range, are facilitated.
  • Targeted solutions for drives with a final distance greater than 1 mm can NEN by the combination of micromechanical actuators with gears, lever ratios or the like. be achieved. In this way, as is known per se, force-path, path-path, or force-force translations can be achieved.
  • the micromechanical actuators according to the invention can be used, for example, to operate the following components or objects known per se: knives, centering units, guides, clamping units, triggers, for example for cable detection, measuring or calibration units for cable data, process data (diameter, layers, labels or the like).
  • the use of the actuators is therefore particularly also in the case of jaws, in the case of rolls and belts, in particular for moving and rotating them (for tensioning and possibly also for pulling and for cable transport), for crimping, for printing, for controlling or positioning rolls, Belts (cable transport), provided for the positioning of centerings, guides, grippers, etc.
  • Knives in the sense of the present invention are to be understood as conventional stripping knives as well as electromagnetic or mechanical waves usable for cutting, e.g. Laser beams or ultrasound or their deflecting mirrors and the like, crimping tools, labeling tools.
  • the shape of the conventional knives is independent of the drive according to the invention; In this way, conventional form knives, V-knives (primarily for non-rotating stripping or cutting processes) or any other knife forms, in particular also for rotary cutting, can be used.
  • the specified micromechanical actuators - depending on the type and application - enable movements perpendicular to or at an angle to the cable or wire axis, movements in the cable or wire axis or movements of the cable in the cable axis, obliquely or parallel to it, Rotational movements or changes in the geometry of the cables or wires or the processing tools therefor.
  • micromechanical actuators according to the invention for cable processing machines brings as a further advantage for most actuators Possibility of direct feedback control by using the actuators as sensors at the same time.
  • combinations of piezo sensors and actuators can also be provided according to the invention, although integrated structures are preferred.
  • micromechanical means that the mechanical movement takes place in the small area and can be seen in contrast to “microtechnical”, with which actuators are manufactured using microtechnical processes - e.g. on or in silicon - are meant.
  • Slip rings in the sense of the invention are also to be understood as contactless transmission systems, such as, for example, inductive or capacitive power transmitters, feedback control possibly being used.
  • FIG. 2 shows an end view of the stripping head according to FIG. 1 with stripping knives closed on the diameter A;
  • FIG. 3 shows an end view of a modified stripping head with pivotable knives with knives open to the diameter B;
  • FIG. 4 shows an end view of the stripping head according to FIG. 3 with knives closed to the diameter A;
  • FIG. 5 shows an oblique view of a diagram of a stripping head with a rotatable and controlled mirror arrangement for a laser beam
  • Figure 6 the oblique view of Figure 5 with the cable already cut;
  • FIG. 8 shows a side view of a diagram of a lever-controlled stripping head for rotary or non-rotary stripping
  • FIG. 9 shows a view of a schematic stripping or cutting knife which can be brought into a cutting or stripping position by means of a piezo actuator; 10 shows a structure for connecting cable ends to an ultrasonic welding device and a measuring sensor;
  • Fig.11 - a structure with conventional press drive and additional actuator
  • Fig.12 - a conventional double spindle control for drive and tensioning rollers with an additional actuator
  • Fig. 13 - a variant of Fig. 10 with a US or resistance welding head without a measuring sensor and an actuator;
  • Fig. 14 - a cutting or collet structure with actuator drive
  • Fig.15 - a structure with toggle lever support for roller or belt delivery
  • the knives 5a-d correspond to the knives such as for the applicant's MP 8015. They can also be understood symbolically as jaws, since the present principle of the invention can also be used in the same way for holding or centering jaws.
  • the knives 5 are held on respectively assigned knife holders 4a-d, which can be moved along a respective guide bar 3a-d and thus adjust the size of the working opening A, B or the cutting or holding depth.
  • the knife holders 4 are each acted upon by an assigned micromechanical actuator 6a-d and are displaced exactly by this.
  • each actuator 6 supports with its stripping head-fixed side 8a-d against corresponding receptacles of the stripping head 1, while the other movable side 7a-d of the actuator 6a-d acts on the respective knife holder 4a-d and delivers or retracts in the closing direction.
  • X symbolically indicates the length of the actuator in the de-energized state, while Y indicates the length difference or the infeed path.
  • Preferred actuators for the structure shown are piezo actuators.
  • the voltage connections shown symbolically in the actuators are either connected in parallel or individually controlled, the actuators preferably being subjected to the same voltage at the same time. Any adjustment of the knives to one another can be carried out by mechanical compensation or adjustment measures; however, electrical adjustments (via regulated voltage differences) are also possible.
  • lever ratios or the like which increase the effectiveness of the actuators.
  • FIGS. 3, 4 and 15. 3 and 4 there is not a linear adjustment of the pivotable knives 11a-d but a pivot adjustment into the working opening A and B respectively.
  • This construction also corresponds in its stripping function to the design of the applicant, as shown in EP-B-297484 or US-A-5010797 (Fig. 8 and Fig. 9 including associated description parts), so that here further details of the knife 11a-d or baking need not be discussed further.
  • the knives 11a-d are each pivotable about an axis 10a-d fixed to the knife head. Since the knives 11a-d are constructed in an L-shape, there is a lever transmission, so that with small Y-paths sufficient delivery paths nevertheless take place at the work opening A, B.
  • Tension springs 12a-d pull the respective knives 11 ad back into their starting position B.
  • Comparable springs can also be provided in the structures according to FIGS. 2 and 2. However, the knife 11 or the knife holder 4 can also be permanently connected to the actuator 6, so that the back and forth movement is accomplished by the actuator without additional spring force.
  • the stripping device of FIGS. 5 and 6 comprise a cutting beam feed tube 19 through which a cutting beam 20 - e.g. a laser beam - is directed against a mirrored staircase 14.
  • a mirror 15 follows the mirror staircase 14 and is actuated by an actuator 6i. This is fixed with its stripping head fixed side 8i to an indicated stripping head 1c and acts with its movable side 7e on a pivoting lever 16 of the pivoting mirror 15, so that the cutting beam can be directed onto a cable 9 in a targeted manner. It is preferred not to target the cable axis but to the side, as indicated by the arrow 21; this construction thus results in cutting lines, as indicated in FIG. 7, which pass by the inner conductor 22 and thus cannot damage the inner conductor 22.
  • the stripping head 1c rotates around the cable, the insulation is optimally cut through when the swivel mirror 15 is properly controlled.
  • the structure according to FIG. 8 can also be designed as a rotary structure, but also as a non-rotary structure.
  • Actuators 6k-l each act on a knife lever 23a-b, which can be brought into a cutting position with its knives 5e, f due to a pivot axis 24a-b.
  • FIG. 9 shows an actuator 6m, which works against a compression spring 25 and is responsible for cutting a knife 5g into a cable 9.
  • Fixed abutments 38a, b support the cable 9 on the one hand and the spring 25 on the other hand.
  • 38a could alternatively be a controllable counter bearing in order to also move the cable relative to the knife.
  • that could be Counter bearing 38a can also be replaced by a structure such as 6m, so that cuts can be made from both sides.
  • 38b could be designed as a centering, which is pressed by the spring 25 to the cable. Such a structure could also be mounted to rotate around the cable.
  • an actuator 6n or 6o can be seen which acts on a welding head 26a or 26b (e.g. an ultrasonic welding head or a resistance welding head) in order to be able to weld two conductor ends 27a and 27b with it.
  • a welding head 26a or 26b e.g. an ultrasonic welding head or a resistance welding head
  • the invention acts on a welding head 26a or 26b (e.g. an ultrasonic welding head or a resistance welding head) in order to be able to weld two conductor ends 27a and 27b with it.
  • welding in general "connecting”, e.g. also “bonding” or the like.
  • a measuring sensor 30 is additionally provided, which monitors the correct contact pressure and, if necessary, regulates the contact pressure of the actuator 6n via a control system.
  • FIG. 11 shows symbolically a crimping press or the like, in which a drive 28 pushes a ram 29 against a work surface 39 in a cyclical movement.
  • the working surface 39 is underlaid by a measuring sensor 31 and an actuator 32 as an actuator, which increases them if the pressing force is insufficient by moving the actuator 32 upward (Y).
  • the measuring sensor 31 and the actuator 32 and drive 28 are fed back in a control circuit 33.
  • Fig. 12 shows a control of the tension for conveyor belts in a stripping machine (e.g. cut and strip machine).
  • the belts 34a, b are controlled by a counter-rotating threaded spindle 35, e.g. implemented in the applicant's Powerstrip 9500 machine.
  • the threaded spindle 35 is divided in the middle and there has an actuator 6p which can adjust the two spindle halves towards or away from one another in the fine area, so as to act on the cable between the bands 34a, b in the fine area can.
  • the structure according to FIG. 15 is toggle-supported 40, whereby on the one hand more force and on the other hand even shorter distances in the positioning of rollers or belts 34c are possible.
  • the rollers for their closing movement are guided in a rail 41 and can thus be delivered and opened in the hundredth range.
  • drives could also be used, as described, for example, on pages 255 to 361 of the cited book "Technical use of new actuators, in particular in Figures 8.1, 8.3 and 13.9".

Landscapes

  • Removal Of Insulation Or Armoring From Wires Or Cables (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

The invention relates to a processing device for cables or wires, which uses at least one unit for displacing a cable or wire (9), or micro-mechanical actuators for displacing a tool (5). This permits thinner cables or wires to be processed and produces a high degree of precision and excellent control.

Description

Bearbeitungsvorrichtung für Kabel oder Drähte Processing device for cables or wires
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung für Kabel oder Drähte. Unter Bearbeitungsvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, dieThe invention relates to a processing device for cables or wires. Processing device in the sense of the invention is to be understood as a device which
a) an den geometrischen Abmessungen der Kabel oder Drähte Änderungen vornimmt, wie beispielsweise eine Schneidvorrichtung oder eine Abisoliervorrichtung,a) changes the geometric dimensions of the cables or wires, such as a cutting device or a stripping device,
b) an der Oberfläche der Kabel oder Drähte Änderungen vornimmt, wie beispielsweise eine Kabelbeschriftungs- oder -markierungsvorrichtung,b) making changes to the surface of the cables or wires, such as a cable marking or marking device,
c) die räumliche Lage der Kabel oder Drähte im Zusammenhang mit Vorrich- tungen unter a) oder b) verändern, wie z.B. Wickel- oder Positionier- oderc) change the spatial position of the cables or wires in connection with devices under a) or b), such as Winding or positioning or
Transportvorrichtungen.Transport devices.
Unter Kabel oder Drähte im Sinne der Erfindung sind jene elektrischen oder lichtoptischen Bauteile zu verstehen, die eine längliche Struktur aufweisen und für das Leiten von elektrischen oder lichtoptischen Signalen ausgebildet sind. Insbesondere fallen darunter isolierte Elektro- Drähte oder -Kabel und Lichtwellenleiter. Das heisst drahtförmige, mit wenigstens einer Isolationsschicht versehene Bauteile, die Strom oder Licht von einem Punkt zu einem anderen zu leiten vermögen und dafür zunächst auch universell eingesetzt werden können. Durch die Erfindung ausdrücklich nicht betroffen sind hingegen sogenannte Bonding-Vorrichtungen für das Bonden (Anschweissen) von Metall- drähten, an Elektronikchips. Diese in der Chipherstellung verwendeten Vorrichtungen gehören zu einer derart speziellen Gattung von Geräten, dass sie, obwohl sie im weitesten auch Drähte (z.B. Gold- oder Platindrähte) bewegen und an bestimmte Stellen am Chip anschweissen bzw. Bonden, vom Fachmann nicht als Kabelbearbeitungsvorrichtungen verstanden werden. Zu diesen durch die Erfindung nicht betroffenen Geräten gehören beispielsweise Vorrichtungen entsprechend der US-A-6089439, bei denen ein Drahthalter mit Klemmbacken zum Halten, Positionieren und Bonden von mikroskopisch feinen Drähten in der Chipherstellung beschrieben wird. Demzufolge umfasst der von einem Fachmann zu berücksichtigende Stand der Technik zur vorliegen- den Erfindung auch nicht jene Dokumente, die sich mit der Herstellung von Halbleiterbausteinen allgemein auseinander setzten, wie z.B. die EP-A- 810636, wo ein Festhaltesystem für Halbleiter-Wafer beschrieben ist. Weiters nicht umfasst durch die Erfindung und für den Fachmann nicht zum berücksichtigungswürdigen Stand der Technik zählend sind Vorrichtungen für die Microtomie, wie beispielsweise in der US-A-4377958, in der eine Vorrichtung für das Herstellen von mikroskopischen Dünnschichten von Präparaten beschrieben sind. Weiters nicht umfasst durch die Erfindung und für den Fachmann nicht zum berücksichtigungswürdigen Stand der Technik zählend sind Vorrichtungen zum Schneiden von Laminaten aus sprödem Material und Kunststoff, wie z.B. in der DE-A-19851353 angegeben, wo auf ein Schneidwerkzeug Ultraschallschwingungen aufgebracht werden, um den Schneideffekt zu verbessern.Cables or wires in the sense of the invention are understood to mean those electrical or light-optical components which have an elongated structure and are designed for conducting electrical or light-optical signals. In particular, this includes insulated electrical wires or cables and optical fibers. This means wire-shaped components with at least one insulation layer, which are able to conduct electricity or light from one point to another and can initially also be used universally for this purpose. In contrast, the invention expressly does not affect so-called bonding devices for bonding (welding) metal wires to electronic chips. These devices used in chip production belong to such a special class of devices that, although they also move wires (e.g. gold or platinum wires) to the greatest extent and weld or bond to certain points on the chip, they are not understood by the person skilled in the art as cable processing devices , These devices not affected by the invention include, for example Devices according to US-A-6089439, in which a wire holder with clamping jaws for holding, positioning and bonding microscopic wires in the chip manufacture is described. Accordingly, the prior art to be considered by a person skilled in the art relating to the present invention also does not include those documents which are generally concerned with the production of semiconductor components, such as, for example, EP-A-810636, which describes a holding system for semiconductor wafers , Furthermore, the invention does not include devices for microtomy, such as, for example, in US Pat. No. 4,377,958, in which a device for the production of microscopic thin layers of preparations is described. Furthermore, the invention does not include devices for cutting laminates made of brittle material and plastic, as specified, for example, in DE-A-19851353, where ultrasonic vibrations are applied to a cutting tool in order not to be considered by the person skilled in the art as being worth considering Improve cutting effect.
Die Erfindung bezieht sich im Rahmen Ihres oben angegebenen Gebietes jedoch z.B. auf Kabelabisoliermaschinen, wie Sie durch die Anmelderin seit vielen Jahren auf den Markt gebracht werden, wie beispielsweise die Gerätetypen: MP 252, MP 257, MP 8015, F0 7045 und Powerstrip 9500. Diese Geräte gehören zum Stand der Technik, welcher der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Bei diesen Geräten sind Computer- oder microprozessorgesteu- erte Antriebe vorgesehen, die Spannbacken, Halte- und Zentriervorrichtungen und Messer so ansteuern, dass Kabel - z.B. Koaxialkabel, einadrige Elektro- kabel, Lichtwellenleiterkabel o.dgl. hochpräzis abisoliert und/oder durchgeschnitten werden können. Die Genauigkeit mit der bei diesen Geräten gearbeitet werden kann, ergibt sich dabei aus dem Zusammenwirken von guter Verarbeitungsgenauigkeit des mechanischen Aufbaus der Geräte mit präzisen Antrieben, hochgenauen Steuerungen und gegebenenfalls präzisen Messsensoren.However, the invention relates within the scope of your above specified area e.g. on cable stripping machines, as have been brought on the market by the applicant for many years, such as the device types: MP 252, MP 257, MP 8015, F0 7045 and Powerstrip 9500. These devices belong to the prior art, which is the basis of the present invention lies. In these devices, computer or microprocessor-controlled drives are provided which control the jaws, holding and centering devices and knives in such a way that cables - e.g. Coaxial cables, single-core electrical cables, fiber optic cables or the like. can be stripped and / or cut with high precision. The accuracy with which you can work with these devices results from the interaction of good processing accuracy of the mechanical structure of the devices with precise drives, high-precision controls and possibly precise measuring sensors.
Die Antriebe sind in der Regel Elektromotore, beispielsweise Schrittmotore, Elektromagnete und/oder pneumatische Antriebe, häufig verbunden mit Ge- trieben oder Hebelanordnungen.The drives are usually electric motors, for example stepper motors, electromagnets and / or pneumatic drives, often connected to driven or lever assemblies.
Da sowohl bei der Verarbeitungsgenauigkeit, als auch bei der Qualität der bisher eingesetzten Antriebe Grenzen gesetzt sind, wurde der vorliegenden Erfindung als eine erste Aufgabe die Erhöhung der Arbeitsgenauigkeit solcher Abisoliervorrichtungen aufgegeben. Als eine weitere Aufgabe sollte ein Weg gefunden werden, dem Trend nach immer kleineren und dünneren Kabeln - z.B. für die Mobiltelefonie, aber auch in der Raumfahrt usw., Rechnung zu tragen, und eine Vorrichtung für das Bearbeiten von besonders dünnen Ka- beln zu schaffen, die hochpräzise Kabelbearbeitung ermöglicht, ohne Beschädigungen ausgewählter Schichten des Kabels zu verursachen.Since there are limits to both the processing accuracy and the quality of the drives used hitherto, the present invention was given the first task of increasing the working accuracy of such stripping devices. As a further task, a way should be found, the trend towards smaller and thinner cables - e.g. for mobile telephony, but also in space travel, etc., and to create a device for processing particularly thin cables, which enables high-precision cable processing without causing damage to selected layers of the cable.
Die Erfindung bezieht im oben angegebenen Rahmen weiters beispielsweise auf das Cleaven (Brechen) eines Lichtwellenleiters. In diesem Zusammen- hang ist folgender Stand der Technik für einen Fachmann relevant:The invention further relates, for example, to the cleaving of an optical waveguide within the scope specified above. In this context, the following prior art is relevant for a specialist:
i) Die US-A-4790465 (1988), die zum besseren Cleaven eines Lichtwellenleiters vorschlägt, diesen unter Zugspannung mit einem seitwärts angesetzten Messer zu beaufschlagen, wobei das Messer neben seinem, über eine Druckfeder erzeugten Seitwärtsvorschub, mit einer Vibrationsfrequenz von beispielsweise 70 kHz in Vorschubrichtung beaufschlagt wird. Die Klinge erfährt dabei durch die Frequenz eine mikroskopisch feine rythmische Längenverschiebung im Bereich von 0,5μ - 1 ,5μ zwischen den Frequenzspitzenamplituden. Die Frequenz bzw. die Vibration des Messers wird dabei mittels piezoelektrischem Kristall erzeugt.i) US-A-4790465 (1988), which, in order to better cleave an optical waveguide, proposes to apply a sideways knife to the latter under tension, the knife being next to its sideways feed, generated by a compression spring, with a vibration frequency of, for example, 70 kHz is applied in the feed direction. The frequency of the blade causes a microscopically fine rhythmic length shift in the range of 0.5μ - 1.5μ between the frequency peak amplitudes. The frequency or the vibration of the knife is generated by means of piezoelectric crystal.
Ausgehend von einem solchen Aufbau liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, den Vorschub für ein Messer für das Cleaven, aber auch für sämtliche anderen Bearbeitungsvorgänge an einem Kabel oder Draht besser und direkter ansteuerbar zu machen, als dies mit einer Feder oder mit den anderen oben erwähnten, bekannten Antrieben möglich ist. Zu bevorzugen sind dabei elektronisch gesteuerte Vorschubantriebe.Based on such a structure, the invention has the further object to make the feed for a knife for cleaving, but also for all other machining operations on a cable or wire better and more directly controllable than with a spring or with the others above known drives is possible. Electronically controlled feed drives are preferred.
ii) Die DE-A-3622244 (1988) und die DE-A-3781945 (1992) offenbaren eine Glasfaserschneidvorrichtung mittels Druckwelle. Dabei wird eine Glasfaser mittels Druckwelle gegen ein seitwärts angelegtes starres Messer gedrückt, so dass dieses die Faser trennt. Die Druckwelle wird durch eine Bogenentladung oder durch einen piezoelektrischen Schallwellengenerator erzeugt.ii) DE-A-3622244 (1988) and DE-A-3781945 (1992) disclose a glass fiber cutting device by means of a pressure wave. This is a glass fiber by means of a pressure wave against a rigid knife placed sideways so that it separates the fibers. The pressure wave is generated by an arc discharge or by a piezoelectric sound wave generator.
Ausgehend von einem solchen Aufbau liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, wie ein Lichtwellenleiter nicht nur getrennt sondern auch an seiner Oberfläche behandelt und/oder, wie er selbst oder Werkzeuge bzw. Transporteinrichtungen relativ zu ihm positioniert werden können, z.B. wie man seine Schutzschichten einschneiden und entfernen kann, ohne dass dabei die eigentliche Glasfaser beschädigt wird. Beim bekannten Verfahren wird evident, dass die Präzision des Faser-Vorschubs durch die Druckwelle nicht besonders gross sein muss, da es lediglich darauf ankommt, den Druck genügend gross zu machen, so dass die Faser an der Stelle des Messers bricht. Ein grösserer Druck würde keinen wesentlichen negativen Effekt erzielen. Setzte man diese Methode jedoch für das Einschneiden einer Faserummantelung ein, so würde ein unbeabsichtigt grösserer Druck bzw. eine unpassende räumliche Relativlage der Schneidkante zur Glasfaser rasch zu einer unbeabsichtigten Beschädigung der Faser führen.Proceeding from such a construction, the invention is based on the further object of finding a way of treating an optical waveguide not only separately but also on its surface and / or how it itself or tools or transport devices can be positioned relative to it, e.g. how to cut and remove its protective layers without damaging the actual glass fiber. In the known method it is evident that the precision of the fiber feed by the pressure wave does not have to be particularly high, since the only thing that is important is to make the pressure sufficiently high so that the fiber breaks at the point of the knife. A higher pressure would not have a significant negative effect. However, if this method were used to cut a fiber sheathing, an unintentionally greater pressure or an unsuitable spatial position of the cutting edge relative to the glass fiber would quickly lead to unintentional damage to the fiber.
In Weiterentwicklungen dieses Gedankens ist erfindungsgemäss noch vorgesehen, dass durch die Behandlung an der Oberfläche geeignete Kräfte aufgebracht werden können, mit denen auch Crimpvorgänge, Schweissvorgänge etc. durchgeführt werden können.In further developments of this idea, it is also provided according to the invention that the treatment can apply suitable forces to the surface, with which crimping processes, welding processes, etc. can also be carried out.
iii) Die DE-A-2640501 (1978) stellt offensichtlich eine der grundlegendeniii) DE-A-2640501 (1978) is obviously one of the basic ones
Offenbarungen dar, in der das frequenzunterstütze Brechen von Lichtwellenleitern beschrieben wurde. Dabei wird ein Lichtwellenleiter in eine Schwingung versetzt bzw. mit einer Schwingungsamplitude beaufschlagt, die die Faser zum Bruch führt. Die vorgeschlagenen Frequenzen liegen z.B. bei 12,5 kHz. Der Bruch erfolgt dabei mit oder ohne Schutzschicht des Lichtwellenleiters. Als schwingungserzeugende Antriebe sind bei diesem Stand der Technik elektromagnetische, piezokeramische oder magnetostriktive Wandler vorgesehen.Disclosures in which the frequency-assisted breaking of optical fibers has been described. An optical waveguide is set into vibration or subjected to an oscillation amplitude that causes the fiber to break. The proposed frequencies are e.g. at 12.5 kHz. The break occurs with or without a protective layer of the optical waveguide. In this state of the art, electromagnetic, piezoceramic or magnetostrictive transducers are provided as vibration-generating drives.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung als weitere Auf- gäbe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die nicht auf die Verwendung für das Brechen von Lichtwellenleitern eingeschränkt ist, sondern auch für Kupferkabel o.dgl. eingesetzt werden kann. Kupferkabel o.dgl können bekanntlich - im Gegensatz zu an sich spröden Glasfasern - durch Schwin- gungsfrequenzen weniger leicht gebrochen werden.Starting from this prior art, the invention is based on a further would be based to create a device that is not limited to use for breaking optical fibers, but also for copper cables or the like. can be used. As is known, in contrast to brittle glass fibers, copper cables or the like can be broken less easily by vibration frequencies.
Darüber hinaus ist es bekannt, Piezosensoren zum Messen der Crimpkraft einzusetzten (Crimpkraftüberwachung). Für die aufgrund der Messvorgänge festgestellten Justiervorgänge werden jedoch manuelle, elektormotorische oder pneumatische Veränderungen durchgeführt. Die dabei erzielteIt is also known to use piezo sensors to measure the crimping force (crimping force monitoring). However, manual, electoral or pneumatic changes are carried out for the adjustment processes determined on the basis of the measurement processes. The one achieved
Genauigkeit und Geschwindigkeit sind meistens ausreichend, jedoch stellt sich die Erfindung die Aufgabe auch für C mppressen eine schnellere und genauere, bzw. besser zu justierende Lösung für das Ausgleichen von Ungleichheiten zu finden. Ein ausgeführtes Beispiel wurde in der „PP3" Crimp-Maschine von Kirsten AG realisiert, indem eine rote Lampe als Signal vorgesehen war, um eine Crimpkraft-Überschreitung anzuzeigen.Accuracy and speed are usually sufficient, but the object of the invention is also to find a faster, more accurate or better adjustable solution for compensating inequalities for presses. An executed example was realized in the "PP3" crimping machine from Kirsten AG, in that a red lamp was provided as a signal to indicate that the crimping force had been exceeded.
In Zusammenfassung der oben erwähnten Aufgaben, die der Erfindung zugrunde liegen, wird als Hauptaufgabe ein neues Antriebssystem für Kabelbe- arbeitungsmaschinen gesucht, das eine höhere Präzision erlaubt und gut steuerbar ist und sowohl für Glasfaserkabel, POF- wie auch für Elektrokabel, Coaxkabel, Dantenleitungen u.dgl. verwendbar ist. Dies umfasst neben Kabelschneid- und Abisoliervorrichtungen auch Crimp- und Schweissmaschinen o.dgl. sowie Geräte zum Vorbereiten der Kabel (z.B. Abwickeln, Beschriften und Überprüfen usw.) sowie Geräte zum Nachbearbeiten der Kabel (z.B. Aufwickeln, Stapeln, Bündeln, Löten, Schweissen, Kleben, Überprüfen usw.)In summary of the above-mentioned tasks on which the invention is based, the main task is to search for a new drive system for cable processing machines, which allows greater precision and is easy to control and can be used for fiber optic cables, POF as well as for electrical cables, coax cables, cable ducts and the like .dgl. is usable. In addition to cable cutting and stripping devices, this also includes crimping and welding machines or the like. as well as devices for preparing the cables (e.g. unwinding, labeling and checking etc.) as well as devices for reworking the cables (e.g. winding, stacking, bundling, soldering, welding, gluing, checking etc.)
Diese Aufgaben werden gelöst durch den Einsatz von mikromechanischen Aktoren. Unter mikromechanischen Aktoren sind im Sinne der Erfindung fol- gende Aktoren definiert: Aktoren, die nach einem der folgenden Funktions- Prinzipien Dehnungs- bzw- Schrumpfungsverfahren arbeiten: pyrotechnisches -, Schallwellen-, Wärme-, elektrochemisches -, elektromagnetisches -, Strom-, und/oder spannungsgesteuerte Dehungs- bzw. Schrumpfungsverfahren. Sie umfassen wenigstens einen Energiesteller und wenigstens einen elektrome- chanischen Energiewandler. Die mikromechanischen Aktoren im Sinne der Erfindung können abgesehen von obiger Definition auch über einen anderen Aufbau verfügen, wobei per Definition in diesem Fall der Hub pro Aktor-Element (ohne allfällige Übersetzung) maximal 1 mm beträgt.These tasks are solved by using micromechanical actuators. In the context of the invention, the following actuators are defined under micromechanical actuators: actuators which operate according to one of the following functional principles of stretching or shrinking processes: pyrotechnic -, sound wave, heat, electrochemical -, electromagnetic -, current, and / or stress-controlled expansion or shrinking processes. They include at least one energy controller and at least one electromechanical energy converter. Apart from the above definition, the micromechanical actuators in the sense of the invention can also have a different structure, the definition per stroke in this case being 1 mm per actuator element (without any translation).
Ausgeschlossen von der Erfindung sind nicht mikromechanische Aktoren, wie z.B.: elektromotorische -, elektromagnetische -, pneumatische oder hydraulische Aktoren, sofern sie nicht in Kombination mit mikromechanischen Aktoren gemäss obiger Definitionen zum Einsatz kommen. (z.B. also DC-Servo-Schritt, synchron, asynchron, Hubmagnete, Pressluft-, Hydraulikkolben, Turbinen, Hydromotoren o.dgl.)The invention does not exclude micromechanical actuators, such as: electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuators, provided they are not used in combination with micromechanical actuators as defined above. (e.g. DC servo step, synchronous, asynchronous, solenoids, compressed air, hydraulic pistons, turbines, hydraulic motors or the like.)
Im Sinne der Verwendung kommen somit beispielsweise folgende Aktoren bzw. Motoren infrage: Ultraschall-, Kreisring-Ultraschall-Motor, Monomodaler Ultraschallmotor (schwingend), Biomodaler Ultraschallmotor (schwingend in zwei Ebenen), Bimetall-, Piezo-, und/oder Inch-Wormmotore, monolithische Vielschicht-, ladungsgesteuerte -, elektroreologische -, thermoreologische -, und/oder elektro- oder magnetostriktive Aktoren, Parallel-Bimorph-Wandler, Wärmedehnungs- und Spannungs- oder Stromdehnungs-Aktoren, elektrochemische, magnetorheologische Aktoren, Aktoren aus Formgedächtnismaterialien, chemomechanische Aktoren, thermopneumatische, elektrostatische und mikrotechnische Aktoren (durch Mikrosystemtechnik hergestellt) o.dgl., wobei ein Durchschnittsfachmann darunter auch sogenannte Voice-Coil- Aktoren versteht.For example, the following actuators or motors can be used: ultrasonic, circular ring ultrasonic motor, monomodal ultrasonic motor (oscillating), biomodal ultrasonic motor (oscillating in two planes), bimetallic, piezo, and / or inch worm motors , monolithic multilayer, charge-controlled -, electroreological -, thermoreological -, and / or electro- or magnetostrictive actuators, parallel-bimorph converters, thermal expansion and stress or current expansion actuators, electrochemical, magnetorheological actuators, actuators made of shape memory materials, chemomechanical actuators , thermopneumatic, electrostatic and microtechnical actuators (manufactured by microsystem technology) or the like, whereby an average specialist also understands what are known as voice coil actuators.
Mitumfasst im Sinne der Erfindung sind ausserdem Kombinationen von wenigstens zwei der oben angeführten mikromechanischen Aktoren.Combinations of at least two of the micromechanical actuators mentioned above are also included in the sense of the invention.
Weiters umfasst die Erfindung auch Kombinationen von herkömmlichen mechanischen, pneumatischen, hydraulischen oder elektromechanischen Antrieben mit den mikromechanischen Aktoren, welch letztere erfindungsgemäss zum Ausgleichen der Fehler der herkömmlichen Antriebe und/oder zur reinen Antriebsaddition eingesetzt werden. Sie umfasst auch Kombinationen von erfindungsgemäss angeordneten bzw. eingesetzten Aktoren untereinander. Durch die Erfindung wird erreicht:Furthermore, the invention also includes combinations of conventional mechanical, pneumatic, hydraulic or electromechanical drives with the micromechanical actuators, the latter being used according to the invention to compensate for the errors of the conventional drives and / or for pure drive addition. It also includes combinations of actuators arranged or used according to the invention. The invention achieves:
Hochgenaue Zustellpräzision sowohl der Kabel und Drähte, als auch der jeweiligen Bearbeitungs-, Positionierungs- und Fixierungswerkzeuge - auch im μ-Bereich, bessere Bearbeitungsmöglichkeit von kleinsten bzw. dünnsten Kabeln und Drähten, Vereinfachung der Mechanik bei Abisoliermaschinen; ausgezeichnete Steuerbarkeit und Wiederholbarkeit, gute Regelbarkeit bei den meisten Aktorentypen; Umgehung von mechanischen Ketten und grössere Reproduktionsgenauigkeit, kleinste Abmessungen der Antriebe und in Abhän- gigkeit von der gewählten Untergruppe der erfindungsgemäss eingesetzten mikromechanischen Aktoren eine sehr hohe Kraftaufbringung und schnelle Reaktionszeit, grosse Beschleunigung und Stellgeschwindigkeit.Highly precise delivery precision of the cables and wires as well as the respective processing, positioning and fixing tools - also in the μ range, better processing options for the smallest or thinnest cables and wires, simplification of the mechanics for stripping machines; excellent controllability and repeatability, good controllability with most actuator types; Avoidance of mechanical chains and greater reproduction accuracy, smallest dimensions of the drives and, depending on the selected subgroup of the micromechanical actuators used according to the invention, a very high application of force and fast reaction time, high acceleration and actuating speed.
Durch die Umgehung mechanischer Ketten bzw. durch die besonderen Eigenschaften bestimmter mikromechanischer Aktoren - z.B. Piezo-Aktoren - ergibt sich auch eine verbesserte Steifigkeit.By bypassing mechanical chains or by the special properties of certain micromechanical actuators - e.g. Piezo actuators - there is also an improved rigidity.
Weiters sind durch die Erfindung erstmals Abisoliermaschinen ohne pneumatische, hydraulische oder elektromotorisch (im herkömmlichen Sinn) angetrie- bene, fernsteuerbare Antriebe möglich.Furthermore, the invention makes stripping machines possible for the first time without pneumatic, hydraulic or electric motor (in the conventional sense) driven, remote-controlled drives.
Darüber hinaus bieten die eingesetzten Aktoren, insbesondere aus dem Bereich der Piezotechnologie, die Möglichkeit gleichzeitig mit dem Antrieb auch als Messorgan zum Einsatz zu gelangen. Die Grundlagen der Messtechnolo- gie mit Piezosystemen sind dem Messeinrichtungs-Fachmann bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Das gilt für einzelne Piezosysteme und für Piezostaffeln ebenso, bei denen mehrere Piezosysteme in Serie geschaltet sind. Es können auch perallel angeordnete Piezostaffeln oder Piezo-Einzel-Systeme angewendet werden (eines als Kraftsystem und eines als Messsystem).In addition, the actuators used, in particular from the field of piezo technology, offer the possibility of being used simultaneously with the drive as a measuring element. The basics of measuring technology with piezo systems are known to the person skilled in the measuring device, so that there is no need to go into them here. This applies to individual piezo systems as well as to piezo stacks in which several piezo systems are connected in series. Piezo sticks or single piezo systems arranged in parallel can also be used (one as a force system and one as a measuring system).
Werden die eingesetzten Aktoren gegebenenfalls auch als Sensoren eingesetzt, so können damit nicht nur qualitative Kabelabisoliervorgänge verbessert werden, wie z.B. das kraft-gesteuerte Einschneiden in eine Kabellage, son- dem auch das Erkennen der Anwesenheit von Kabeln o.dgl. einfach bewerk- stelligt werden. Dies erspart u.U. zusätzliche Lichtschranken o.dgl. Dies ermöglicht beispielsweise auch ein Beobachten des Bearbeitungsvorgangs im Modell (z.B. auf einem Bildschirm mittels Graphik o.dgl.).If the actuators used are also used as sensors, not only can qualitative cable stripping processes be improved, such as, for example, the force-controlled cutting into a cable layer, but also the detection of the presence of cables or the like. easy to do be made. This may save additional light barriers or the like. This also makes it possible, for example, to observe the machining process in the model (for example on a screen using graphics or the like).
Unter Bearbeitungs-, Positionierungs- und Fixierungswerkzeugen werden insbesondere verstanden: Spann und Transportbacken; Rollen und Bänder; Messer aller Art, Laser- oder Ultraschallschneide- oder schweissvorrichtungen (d.h. Vorrichtungen die elektromagnetische oder mechanische Wellen für die Kabelbearbeitung erzeugen); Crimpwerkzeuge; Druckwerkzeuge; Rollen, Bänder o.dgl. für den Kabeltransport ; Zentriermechanismen; Greifer; Positionierer, Beschriftungs- und Messeinheiten usw.Processing, positioning and fixing tools are understood in particular: clamping and transport jaws; Rolls and tapes; Knives of all kinds, laser or ultrasonic cutting or welding devices (i.e. devices that generate electromagnetic or mechanical waves for cable processing); crimping tools; Printing tools; Rolls, tapes or the like for cable transport; centering; grippers; Positioners, labeling and measuring units etc.
Durch die erfindungsgemäss eingesetzten mikromechanischen Aktoren sollen nicht nur Einwirkungen relativ zu dem zu bearbeitenden Kabel, sondern auch Bewegungen des Kabels selbst bei entsprechendem Einsatz möglich sein. Eine nähere Angabe kann im Prinzip unterbleiben, da alle Bewegungsrichtungen wie in der Kabelachse, um die Kabelachse, quer oder schräg dazu, so wie sie gegebenenfalls bisher schon vorgesehen waren, neu auch möglich sind - jedoch wesentlich genauer und präziser als bisher.The micromechanical actuators used in accordance with the invention should not only make possible actions relative to the cable to be processed, but also movements of the cable even when used accordingly. In principle, it is not possible to give any further details, since all directions of movement, such as in the cable axis, around the cable axis, transversely or obliquely to it, as they were previously provided, are now also possible - but much more precisely and precisely than before.
Bevorzugte Aktoren sind mikroelektronik-kompatibel ausgebildet, so dass sie z.B. auf TTL-Pegel, CMOS-Anordnungen usw. mit genormten elektrischen Schnittstellen systemfähig sind.Preferred actuators are designed to be compatible with microelectronics, so that they are e.g. at TTL level, CMOS arrangements etc. with standardized electrical interfaces.
Die Erfindung setzt somit einen Meilenstein in der Weiterentwicklung von Kabelbearbeitungsgeräten.The invention thus sets a milestone in the further development of cable processing devices.
Eine Vielzahl der oben angegebenen Aktoren dient bauartgemäss nach Bedarf auch als Sensor, so dass nicht nur der Antrieb sondern auch die Posi- tions- und/oder Kraftbestimmung, Beschleunigung und Geometrie, sowie andere physikalische Eigenschaften im Feinbereich erleichtert werden.A large number of the above-mentioned actuators are also used as sensors as required, so that not only the drive but also the position and / or force determination, acceleration and geometry, as well as other physical properties in the fine range, are facilitated.
Gezielte Lösungen für Antriebe mit einer grösseren Endstrecke als 1 mm kön- nen durch die Kombination der mikromechanischen Aktoren mit Getrieben, Hebelübersetzungen o.dgl. erzielt werden. Dadurch können - wie an sich bekannt - Kraft-Weg-, Weg-Weg-, oder Kraft-Kraftübersetzungen erzielt werden.Targeted solutions for drives with a final distance greater than 1 mm can NEN by the combination of micromechanical actuators with gears, lever ratios or the like. be achieved. In this way, as is known per se, force-path, path-path, or force-force translations can be achieved.
Durch die erfindungsgemässen mikromechanischen Aktoren können im Rahmen der Erfindung beispielsweise folgende an sich bekannte Bauteile bzw. Gegenstände bedient werden: Messer, Zentriereinheiten, Führungen, Klemmeinheiten, Auslöser z.B. für Kabelerkennung, Mess- oder Eicheinheiten für Kabeldaten, Prozessdaten (Durchmesser, Lagen, Beschriftungen o.dgl.). Erfindungsgemäss ist der Einsatz der Aktoren somit insbesondere auch bei Backen, bei Rollen und Bändern insbesondere zum Verschieben und Drehen derselben (Zum Spannen und eventuell auch zum Abziehen und zum Kabeltransport), beim Crimpen, beim Bedrucken, bei der Ansteuerung bzw. Positionierung von Rollen, Bändern (Kabeltransport), bei der Positionierung von Zentrierungen, Führungen, Greifern usw. vorgesehen.The micromechanical actuators according to the invention can be used, for example, to operate the following components or objects known per se: knives, centering units, guides, clamping units, triggers, for example for cable detection, measuring or calibration units for cable data, process data (diameter, layers, labels or the like). According to the invention, the use of the actuators is therefore particularly also in the case of jaws, in the case of rolls and belts, in particular for moving and rotating them (for tensioning and possibly also for pulling and for cable transport), for crimping, for printing, for controlling or positioning rolls, Belts (cable transport), provided for the positioning of centerings, guides, grippers, etc.
Als Messer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind herkömmliche Abisoliermesser ebenso zu verstehen, wie zum Schneiden verwendbare elektromagnetische oder mechanische Wellen, wie z.B. Laserstrahlen oder Ultraschall bzw. deren Umlenkspiegel u.dgl., Crimpwerkzeuge, Beschriftungswerkzeuge. Die herkömmlichen Messer sind dabei in Ihrer Form unabhängig vom erfindungsgemässen Antrieb; so können herkömmliche Form-, V-Messer (in erster Linie für nichtrotierende Abisolier- oder Schneidvorgänge) oder beliebige andere Messerformen, insbesondere auch für rotatives Einschneiden, verwen- det werden.Knives in the sense of the present invention are to be understood as conventional stripping knives as well as electromagnetic or mechanical waves usable for cutting, e.g. Laser beams or ultrasound or their deflecting mirrors and the like, crimping tools, labeling tools. The shape of the conventional knives is independent of the drive according to the invention; In this way, conventional form knives, V-knives (primarily for non-rotating stripping or cutting processes) or any other knife forms, in particular also for rotary cutting, can be used.
In räumlicher Hinsicht betrachtet ermöglichen die angegebenen mikromechanischen Aktoren - je nach Bauart und Einsatz - Bewegungen senkrecht auf die Kabel- bzw. Drahtachse oder schräg dazu, Bewegungen in der Kabel- bzw. Drahtachse oder Bewegungen des Kabels in der Kabelachse, schräg oder parallel dazu, Rotationsbewegungen oder Geometrieveränderungen der Kabel oder Drähte oder der Bearbeitungswerkzeuge dafür.From a spatial point of view, the specified micromechanical actuators - depending on the type and application - enable movements perpendicular to or at an angle to the cable or wire axis, movements in the cable or wire axis or movements of the cable in the cable axis, obliquely or parallel to it, Rotational movements or changes in the geometry of the cables or wires or the processing tools therefor.
Der erfindungsgemässe Einsatz mikromechanischer Aktoren für Kabelbear- beitungsmaschinen bringt für die meisten Aktoren als weiteren Vorteil die Möglichkeit einer direkten Feedback-Kontrolle, indem die Aktoren gleichzeitig als Sensoren benutzt werden. Selbstverständlich können erfindungsgemäss auch Kombinationen von Piezo-Sensoren und -Aktoren vorgesehen sein, wobei jedoch integrierte Aufbauten bevorzugt sind.The use of micromechanical actuators according to the invention for cable processing machines brings as a further advantage for most actuators Possibility of direct feedback control by using the actuators as sensors at the same time. Of course, combinations of piezo sensors and actuators can also be provided according to the invention, although integrated structures are preferred.
Selbstverständlich kommen auch Niedervolt-Technologien zur Ansteuerung der Aktoren zur bevorzugten Anwendung. Der Fachmann wählt nach Kenntnis der Erfindung die Systeme auch hinsichtlich Alterungs- und Kosten- sowie Verfügbarkeits-Fragen.Of course, low-voltage technologies for controlling the actuators are also preferred. After knowledge of the invention, the person skilled in the art also selects the systems with regard to aging, cost and availability issues.
Im Text dieser Anmeldung ist das Wort "Aktor" gleichbedeutend mit dem Wort "Aktuator" zu verstehen. Das Wort „mikromechanisch" bedeutet, dass die mechanische Bewegung im kleinen Bereich stattfindet und ist im Unterschied zu „mikrotechnisch" zu sehen, womit Aktoren hergestellt nach mikrotechnischen Verfahren - z.B. auf oder in Silizium - gemeint sind.In the text of this application, the word "actuator" is to be understood as synonymous with the word "actuator". The word "micromechanical" means that the mechanical movement takes place in the small area and can be seen in contrast to "microtechnical", with which actuators are manufactured using microtechnical processes - e.g. on or in silicon - are meant.
Unter „Schleifringen" im Sinne der Erfindung sind auch kontaktlose Übertragungssysteme, wie z.B. induktive oder kapazitive Leistungsübertrager zu verstehen, wobei gegebenenfalls eine Feedbackregelung angewendet wird.“Slip rings” in the sense of the invention are also to be understood as contactless transmission systems, such as, for example, inductive or capacitive power transmitters, feedback control possibly being used.
Im Rahmen dieses grundsätzlichen Erfindungsgedankens liegen verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen dieser Ausführungsformen, wie sie in den abhängigen Ansprüchen angegeben bzw. unter Schutz gestellt sind und sich aufgrund der Angaben, ggf. unter Beachtung der Lehren der unten erwähnten Patentanmeldungen vom selben Tag, dem Fachmann erschlies- sen. Diesbezüglich wird auf folgende Literaturstellen aus dem Stand der Technik verwiesen, aus dem die Details der angegebenen Aktoren und deren Ansteuerung etc. für den Fachmann entnommen werden kann: ISBN 3-540-54707-X Springer Verlag: "Aktoren: Grundlagen und Anwendun- gen'VHartmut Janocha;Within the framework of this basic concept of the invention are various embodiments and developments of these embodiments, as specified in the dependent claims or placed under protection and based on the information, possibly taking into account the teachings of the patent applications mentioned below from the same day, the person skilled in the art sen. In this regard, reference is made to the following references from the prior art, from which the details of the specified actuators and their control etc. can be found for the person skilled in the art: ISBN 3-540-54707-X Springer Verlag: "Actuators: Basics and Applications 'VHartmut Janocha;
ISBN 3-8169-1589-2 Expert Verlag: „Technischer Einsatz neuer Aktoren"/ Daniel J. Jendritza u.a. Firmenprospekt der Firma FRIWO/Duisburg: "Elektrochemischer Aktor" aus 02/98; Firmenbrochure STCO 4300 aus 11/94 der Firma Stettner GmbH & Co/Neumarkt/Opf/Deutschland: "Electronic Components" ; Firmenbrochure von Dr. Lutz Pickelmann Optik/München: Piezomechanische Stellglieder und Anwendungen, Stand März 1987.ISBN 3-8169-1589-2 Expert Verlag: "Technical use of new actuators" / Daniel J. Jendritza and others, company brochure of the company FRIWO / Duisburg: "Electrochemical actuator" from 02/98; Company brochure STCO 4300 from 11/94 from Stettner GmbH & Co / Neumarkt / Opf / Germany: "Electronic Components"; Company brochure from Dr. Lutz Pickelmann Optik / Munich: Piezomechanical actuators and applications, as of March 1987.
Anhand von Skizzen wird auf verschiedene Ausbildungsvarianten im Rahmen der Erfindung beispielhaft näher eingegangen. Es zeigen dabei:With the aid of sketches, various training variants within the scope of the invention are exemplarily discussed in more detail. It shows:
Fig.1 - eine Stirnansicht eines Abisolierkopfes mit auf den Durchmesser B geöffneten Abisoliermessern;1 shows an end view of a stripping head with stripping knives open to the diameter B;
Fig.2 - eine Stirnansicht auf den Abisolierkopf nach Fig.1 mit auf den Durchmesser A geschlossenen Abisoliermessern;2 shows an end view of the stripping head according to FIG. 1 with stripping knives closed on the diameter A;
Fig.3 - eine Stirnansicht eines abgewandelten Abisolierkopfes mit schwenkbaren Messern mit auf den Durchmesser B geöffneten Messern;3 shows an end view of a modified stripping head with pivotable knives with knives open to the diameter B;
Fig.4 - eine Stirnansicht auf den Abisolierkopf nach Fig.3 mit auf den Durch- messer A geschlossenen Messern;4 shows an end view of the stripping head according to FIG. 3 with knives closed to the diameter A;
Fig.5 - eine Schrägansicht auf ein Schema eines Abisolierkopfes mit einer rotierbaren und gesteuerten Spiegelanordnung für einen Laserstrahl;5 shows an oblique view of a diagram of a stripping head with a rotatable and controlled mirror arrangement for a laser beam;
Fig.6 - die Schrägansicht nach Fig.5 mit bereits eingeschnittenem Kabel;Figure 6 - the oblique view of Figure 5 with the cable already cut;
Fig.7 - die Stirnansicht auf ein mittels Vorrichtung nach Fig.5 eingeschnittenen Kabelmantel bzw. symbolisch die Schnittführung neben dem Kern;7 - the end view of a cable sheath cut in by means of the device according to FIG. 5 or symbolically the cut next to the core;
Fig.8 - eine Seitenansicht auf ein Schema eines hebelgesteuerten Abisolierkopfes für rotatives oder nichtrotatives Abisolieren;8 shows a side view of a diagram of a lever-controlled stripping head for rotary or non-rotary stripping;
Fig.9 - eine Ansicht auf ein schematisches Abisolier- oder Schneidemesser, das mittels Piezo-Aktor in Schnitt- bzw. Abisolierposition bringbar ist; Fig.10 - einen Aufbau zum Verbinden von Kabelenden mit einem Ultraschall- schweissgerät und einem Messsensor;9 shows a view of a schematic stripping or cutting knife which can be brought into a cutting or stripping position by means of a piezo actuator; 10 shows a structure for connecting cable ends to an ultrasonic welding device and a measuring sensor;
Fig.11 - einen Aufbau mit herkömmlichen Pressenantrieb und zusätzlichem Aktor;Fig.11 - a structure with conventional press drive and additional actuator;
Fig.12 - eine herkömmliche Doppelspindelansteuerung für Antriebs- und Spannrollen mit einem zusätzlichen Aktor;Fig.12 - a conventional double spindle control for drive and tensioning rollers with an additional actuator;
Fig.13 - eine Variante zu Fig.10 mit einem US- oder Widerstandsschweiss- kopf ohne Messsensor und einem Aktor;Fig. 13 - a variant of Fig. 10 with a US or resistance welding head without a measuring sensor and an actuator;
Fig.14 - einen Schneid- oder Spannzangenaufbau mit Aktorenantrieb undFig. 14 - a cutting or collet structure with actuator drive and
Fig.15 - einen Aufbau mit Kniehebelunterstützung für Rollen- oder Bänderzustellung;Fig.15 - a structure with toggle lever support for roller or belt delivery;
Die Figuren werden übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen be- deuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit gleichen Nummern, jedoch unterschiedlichen Indizes bedeuten geringfügig unterschiedliche Bauteile mit gleichen Aufgaben beziehungsweise ähnlichen Wirkungen.The figures are described comprehensively, the same reference numerals denote the same components, reference numerals with the same numbers, but different indices mean slightly different components with the same tasks or similar effects.
Fig.1 und Fig.2 zeigen einen Aufbau mit vier Messern 5a-d im geöffneten Zu- stand mit einer vergrösserten Arbeitsöffnung B bzw. mit einer reduzierten Arbeitsöffnung A (z.B. Schnittiefe). Die Messer 5a-d entsprechen den Messern wie z.B. bei der MP 8015 der Anmelderin. Sie können auch symbolisch als Backen verstanden werden, da das vorliegende Erfindungsprinzip auch für Halte- oder Zentrierbacken gleichartig zum Einsatz kommen kann.1 and 2 show a construction with four knives 5a-d in the open state with an enlarged working opening B or with a reduced working opening A (e.g. cutting depth). The knives 5a-d correspond to the knives such as for the applicant's MP 8015. They can also be understood symbolically as jaws, since the present principle of the invention can also be used in the same way for holding or centering jaws.
Die Messer 5 sind auf jeweils zugeordneten Messerhaltern 4a-d gehalten, die entlang von je einer Führungsleiste 3a-d verschoben werden können und derart die Grosse der Arbeitsöffnung A,B bzw. die Schnitt- oder Haltetiefe einstellen. Die Messerhalter 4 sind mittels je einem zugeordneten mikromechanischen Aktor 6a-d beaufschlagt und werden durch diesen weggenau verschoben. Dazu stützt sich jeder Aktor 6 mit seiner abisolierkopffesten Seite 8a-d gegen entsprechende Aufnahmen des Abisolierkopfes 1 , während die andere be- wegliche Seite 7a-d des Aktors 6a-d den jeweiligen Messerhalter 4a-d beaufschlagt und in Schliessrichtung zustellt oder zurückzieht. Durch X ist dabei symbolisch die Länge des Aktors im spannungslosen Zustand angegeben, während durch Y die Längendifferenz bzw. der Zustellweg angegeben ist. Bevorzugte Aktoren für den dargestellten Aufbau sind Piezo-Aktoren.The knives 5 are held on respectively assigned knife holders 4a-d, which can be moved along a respective guide bar 3a-d and thus adjust the size of the working opening A, B or the cutting or holding depth. The knife holders 4 are each acted upon by an assigned micromechanical actuator 6a-d and are displaced exactly by this. For this purpose, each actuator 6 supports with its stripping head-fixed side 8a-d against corresponding receptacles of the stripping head 1, while the other movable side 7a-d of the actuator 6a-d acts on the respective knife holder 4a-d and delivers or retracts in the closing direction. X symbolically indicates the length of the actuator in the de-energized state, while Y indicates the length difference or the infeed path. Preferred actuators for the structure shown are piezo actuators.
Die symbolisch dargestellten Spannungsanschlüsse bei den Aktoren sind entweder parallelgeschaltet oder individuell angesteuert, wobei bevorzugt die Aktoren gleichzeitig mit gleicher Spannung beaufschlagt werden. Eine allfällige Justierung der Messer zueinander kann durch mechanische Kompensa- tions- bzw. Justiermassnahmen erfolgen; es sind jedoch auch elektrische Justierungen (über geregelte Spannungsunterschiede) möglich.The voltage connections shown symbolically in the actuators are either connected in parallel or individually controlled, the actuators preferably being subjected to the same voltage at the same time. Any adjustment of the knives to one another can be carried out by mechanical compensation or adjustment measures; however, electrical adjustments (via regulated voltage differences) are also possible.
Im Rahmen der Erfindung liegen selbstverständlich auch Aufbauten, bei denen die Aktoren 6 lediglich als Unterstützung oder Feinzustellung der Messer 5 eingesetzt werden. Bei diesen Aufbauten ist dann z.B. die „abisolierkopf- feste Seite" 8 des Aktors 6 durch - nicht dargestellte - direkte oder indirekte herkömmliche elektromechanische oder pneumatische Antriebe beaufschlagt, um grössere Wegstrecken (Zustellstrecken) zu überwinden.Within the scope of the invention there are of course also structures in which the actuators 6 are used only as support or fine adjustment of the knives 5. With these structures, e.g. the "stripping head fixed side" 8 of the actuator 6 is acted upon by direct or indirect conventional electromechanical or pneumatic drives (not shown) in order to overcome longer distances (infeed distances).
Auch sind, wie in Fig.1 und Fig.2 nicht dargestellt, Hebelübersetzungen o.dgl. denkbar, welche die Wirksamkeit der Aktoren erhöhen. Eine der Möglichkeiten eines solchen hebelübersetzten Aufbaus ist aus den Fig.3, Fig.4 und 15 ersichtlich. Bei den Fig.3 und 4 ist nicht eine lineare Verstellung der schwenkbaren Messer 11a-d sondern eine Schwenkverstellung in die Arbeitsöffnung A bzw. B vorgesehen. Auch dieser Aufbau entspricht in seiner Abisolier-Funk- tionsweise dem in der EP-B-297484 oder US-A-5010797 (Fig.8 und Fig.9 samt zugehörigen Beschreibungsteilen) dargestellten Aufbau der Anmelderin, so dass hier auf weitere Details der Messer 11a-d bzw. Backen nicht weiter eingegangen werden muss. Bei diesem Schwenkmesseraufbau sind die Messer 11a-d um je eine messerkopffeste Achse 10a-d schwenkbar. Da die Messer 11a-d L-förmig aufgebaut sind kommt es zu einer Hebelübersetzung, so dass bei geringen Y-Wegen trotzdem genügende Zustellwege bei der Arbeitsöffnung A,B stattfinden. Zug- federn 12a-d ziehen die jeweiligen Messer 11 a-d wieder in ihre Ausgangslage Position B. Vergleichbare Federn können auch bei den Aufbauten nach Fig. und Fig.2 vorgesehen sein. Es kann aber auch jeweils das Messer 11 oder der Messerhalter 4 fest mit dem Aktor 6 verbunden sein, so dass die Vor- und Zurückbewegung ohne zusätzliche Federkraft durch den Aktor bewerkstelligt wird.Also, as not shown in Fig.1 and Fig.2, lever ratios or the like. conceivable, which increase the effectiveness of the actuators. One of the possibilities of such a lever-translated structure can be seen in FIGS. 3, 4 and 15. 3 and 4 there is not a linear adjustment of the pivotable knives 11a-d but a pivot adjustment into the working opening A and B respectively. This construction also corresponds in its stripping function to the design of the applicant, as shown in EP-B-297484 or US-A-5010797 (Fig. 8 and Fig. 9 including associated description parts), so that here further details of the knife 11a-d or baking need not be discussed further. In this swivel knife construction, the knives 11a-d are each pivotable about an axis 10a-d fixed to the knife head. Since the knives 11a-d are constructed in an L-shape, there is a lever transmission, so that with small Y-paths sufficient delivery paths nevertheless take place at the work opening A, B. Tension springs 12a-d pull the respective knives 11 ad back into their starting position B. Comparable springs can also be provided in the structures according to FIGS. 2 and 2. However, the knife 11 or the knife holder 4 can also be permanently connected to the actuator 6, so that the back and forth movement is accomplished by the actuator without additional spring force.
Die Abisoliervorrichtung der Fig.5 und Fig.6 umfassen ein Schneidestrahlzu- führrohr 19, durch das ein Schneidestrahl 20 - z.B. ein Laserstrahl - gegen eine Spiegeltreppe 14 gerichtet ist. Auf die Spiegeltreppe 14 folgt ein Schwenkspiegel 15, der von einem Aktor 6i angesteuert ist. Dieser ist mit seiner abisolierkopffesten Seite 8i an einem angedeuteten Abisolierkopf 1c festgelegt und beaufschlagt mit seiner beweglichen Seite 7e einen Schwenkhebel 16 des Schwenkspiegels 15, so dass der Schneidestrahl gezielt auf ein Kabel 9 gelenkt werden kann. Bevorzugt wird dabei nicht auf die Kabelachse gezielt sondern seitlich daneben vorbei, wie der Pfeil 21 andeutet, durch diesen Aufbau ergeben sich somit Schnittlinien, wie in Fig.7 angedeutet, die neben dem Innenleiter 22 vorbeigehen und den Innenleiter 22 somit nicht beschädigen können. Bei einer Rotation des Abisolierkopfes 1c um das Kabel, wird die Isolation bei richtig angesteuertem Schwenkspiegel 15 optimal durchschnitten.The stripping device of FIGS. 5 and 6 comprise a cutting beam feed tube 19 through which a cutting beam 20 - e.g. a laser beam - is directed against a mirrored staircase 14. A mirror 15 follows the mirror staircase 14 and is actuated by an actuator 6i. This is fixed with its stripping head fixed side 8i to an indicated stripping head 1c and acts with its movable side 7e on a pivoting lever 16 of the pivoting mirror 15, so that the cutting beam can be directed onto a cable 9 in a targeted manner. It is preferred not to target the cable axis but to the side, as indicated by the arrow 21; this construction thus results in cutting lines, as indicated in FIG. 7, which pass by the inner conductor 22 and thus cannot damage the inner conductor 22. When the stripping head 1c rotates around the cable, the insulation is optimally cut through when the swivel mirror 15 is properly controlled.
Der Aufbau gemäss Fig.8 kann ebenso als Rotativaufbau, aber auch als nichtrotativer Aufbau ausgeführt werden. Aktoren 6k-l beaufschlagen je einen Messerhebel 23a-b, der mit seinen Messern 5e,f aufgrund je einer Schwenkachse 24a-b in eine Schneidposition gebracht werden kann.The structure according to FIG. 8 can also be designed as a rotary structure, but also as a non-rotary structure. Actuators 6k-l each act on a knife lever 23a-b, which can be brought into a cutting position with its knives 5e, f due to a pivot axis 24a-b.
Der Aufbau nach Fig.9 zeigt einen Aktor 6m, der gegen eine Druckfeder 25 arbeitet und für das Einschneiden eines Messers 5g in ein Kabel 9 zuständig ist. Ortsfeste Widerlager 38a, b stützen einerseits das Kabel 9 und andererseits die Feder 25. 38a könnte alternativ ein steuerbares Gegenlager sein, um das Kabel auch relativ zum Messer zu bewegen. Alternativ könnte das Gegenlager 38a auch ersetzt sein durch einen Aufbau wie 6m, so dass von beiden Seiten eingeschnitten werden kann. Weiter alternativ oder in Kombination könnte 38b als Zentrierung, die durch die Feder 25 zum Kabel gedrückt wird, ausgebildet sein. Ein solcher Aufbau könnte Auch um das Kabel rotierend gelagert sein.The structure according to FIG. 9 shows an actuator 6m, which works against a compression spring 25 and is responsible for cutting a knife 5g into a cable 9. Fixed abutments 38a, b support the cable 9 on the one hand and the spring 25 on the other hand. 38a could alternatively be a controllable counter bearing in order to also move the cable relative to the knife. Alternatively, that could be Counter bearing 38a can also be replaced by a structure such as 6m, so that cuts can be made from both sides. Further alternatively or in combination 38b could be designed as a centering, which is pressed by the spring 25 to the cable. Such a structure could also be mounted to rotate around the cable.
Beim Aufbau der Fig.10 und Fig.13 sieht man einen Aktor 6n bzw. 6o, der einen Schweisskopf 26a bzw. 26b (z.B. ein Ultraschallschweisskopf oder ein Widerstandsschweisskopf) beaufschlagt, um mit ihm zwei Leiterenden 27a und 27b verschweissen zu können. Im Sinne der Erfindung umfasst derIn the construction of FIGS. 10 and 13, an actuator 6n or 6o can be seen which acts on a welding head 26a or 26b (e.g. an ultrasonic welding head or a resistance welding head) in order to be able to weld two conductor ends 27a and 27b with it. For the purposes of the invention, the
Begriff „Schweissen" ganz allgemein „Verbinden", z.B. auch „Bonden" o.dgl.The term "welding" in general "connecting", e.g. also "bonding" or the like.
Beim Aufbau gem. Fig.10 ist zusätzlich noch ein Messsensor 30 vorgesehen, der den korrekten Anpressdruck überwacht und gegebenenfalls über eine Regelung die Anpresskraft des Aktors 6n regelt. .When assembling acc. 10, a measuring sensor 30 is additionally provided, which monitors the correct contact pressure and, if necessary, regulates the contact pressure of the actuator 6n via a control system. ,
Fig.11 zeigt symbolisch eine Crimppresse o.dgl., bei der ein Antrieb 28 in zyklischer Bewegung einen Stössel 29 gegen eine Arbeitsfläche 39 stösst. Die Arbeitsfläche 39 ist unterlegt von einem Messsensor 31 und einem Aktor 32 als Stellglied, das bei ungenügender Presskraft diese erhöht, indem der Aktor 32 nach oben ausfährt (Y). Der Messsensor 31 und das Stellglied 32 sowie Antrieb 28 sind dabei in einem Regelkreis 33 rückgekoppelt.11 shows symbolically a crimping press or the like, in which a drive 28 pushes a ram 29 against a work surface 39 in a cyclical movement. The working surface 39 is underlaid by a measuring sensor 31 and an actuator 32 as an actuator, which increases them if the pressing force is insufficient by moving the actuator 32 upward (Y). The measuring sensor 31 and the actuator 32 and drive 28 are fed back in a control circuit 33.
Fig.12 zeigt eine Ansteuerung der Spannung für Transportbänder in einer Ab- isoliermaschine (z.B. Cut and Strip Maschine). Wie herkömmlich bekannt, werden die Bänder 34a, b über eine gegenläufige Gewindespindel 35 zueinander angesteuert, wie z.B. in der Maschine Powerstrip 9500 der Anmelderin realisiert. Neu ist beim vorliegenden Aufbau, dass die Gewindespindel 35 in der Mitte geteilt ist und dort einen Aktor 6p aufweist, der im Feinbereich die beiden Spindelhälften zu- oder auseinander verstellen kann, um so im Feinbereich auf das Kabel zwischen den Bändern 34a, b einwirken zu können.Fig. 12 shows a control of the tension for conveyor belts in a stripping machine (e.g. cut and strip machine). As is conventionally known, the belts 34a, b are controlled by a counter-rotating threaded spindle 35, e.g. implemented in the applicant's Powerstrip 9500 machine. What is new in the present construction is that the threaded spindle 35 is divided in the middle and there has an actuator 6p which can adjust the two spindle halves towards or away from one another in the fine area, so as to act on the cable between the bands 34a, b in the fine area can.
Fig.14 zeigt symbolisch eine einfache Abisolierzange 36, deren Zangenbacken um eine Achse 37 schwenkbar sind und von einem Aktor 6q beaufschlagt ist. Symbolisch könnte es sich bei dieser Darstellung auch um eine Spannzange handeln. Der Aktor ist, wie nicht gezeigt, relativ zur Achse ortsfest.14 shows symbolically a simple stripping pliers 36, the pliers jaws of which are pivotable about an axis 37 and acted upon by an actuator 6q. This representation could also be symbolic act a collet. As not shown, the actuator is stationary relative to the axis.
Der Aufbau gemäss Fig.15 ist kniehebelunterstützt 40, wodurch einerseits mehr Kraft und andererseits noch geringere Wege in der Positionierung von Rollen oder Bändern 34c möglich sind. Beim vorliegenden symbolischen Aufbau, werden die Rollen für ihre Schliessbewegung in einer Schiene 41 geführt und können so im Hundertstel-Bereich zugestellt und geöffnet werden.The structure according to FIG. 15 is toggle-supported 40, whereby on the one hand more force and on the other hand even shorter distances in the positioning of rollers or belts 34c are possible. In the present symbolic structure, the rollers for their closing movement are guided in a rail 41 and can thus be delivered and opened in the hundredth range.
Als Variante dazu könnten auch Antriebe eingesetzt werden, wie sie z.B. auf Seite 255 bis 361 des zitierten Buches „Technischer Einsatz neuer Aktoren insbesondere in den Bildern 8.1, 8.3 und 13.9" beschrieben sind. As a variant, drives could also be used, as described, for example, on pages 255 to 361 of the cited book "Technical use of new actuators, in particular in Figures 8.1, 8.3 and 13.9".
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 - Abisolierkopf (rotativ oder nichtrotativ) a;b;c1 - Stripping head (rotary or non-rotary) a; b; c
2 - Führungsbahnen a-d 3 - Führungsleiste a-d2 - guideways a-d 3 - guideway a-d
4 - Messerhalter a-d4 - Knife holder a-d
5 - Schneidmesser a-g5 - cutting knife a-g
6 - Mikromechanischer Aktor a-r6 - Micromechanical actuator a-r
7 - Bewegliche Seite des Aktors 6 a-e 8 - Abisolierkopffeste Seite des Aktors 6 a-i 9 - Kabel oder Draht 0 - Achse 1 - schwenkbare Messer 2 - Zugfeder 3 -Messerschneide 4 - feste Spiegel (Spiegeltreppe) 5 - Schwenkspiegel 6 - Schwenkhebel 7 - Schwenkarm 8 - Drehachse 9 - Schneidestrahl (z.B. Laser) zuführbar 0 -Schneidestrahl (z.B. Laser) 1 -Pfeil 2 - Innenleiter 3 - Messerhebel a,b 4 - Schwenkachse a,b 5 - Feder 6 - Schweisskopf a,b 7 - Leiterende 8 - Antrieb 9 - Stössel 0 - Messsensor 1 - Sensor 2 - Stellglied 3 - Regelkreis 34 - Band7 - Movable side of the actuator 6 ae 8 - Stripping head fixed side of the actuator 6 ai 9 - Cable or wire 0 - Axis 1 - Swiveling knife 2 - Tension spring 3 - Knife edge 4 - Fixed mirror (mirrored staircase) 5 - Swing mirror 6 - Swing lever 7 - Swing arm 8 - axis of rotation 9 - cutting beam (e.g. laser) can be fed 0 - cutting beam (e.g. laser) 1 -arrow 2 - inner conductor 3 - knife lever a, b 4 - swivel axis a, b 5 - spring 6 - welding head a, b 7 - conductor end 8 - Actuator 9 - plunger 0 - measuring sensor 1 - sensor 2 - actuator 3 - control circuit 34 - volume
35 - Gewinde-Spindel35 - threaded spindle
36 - Abisolierzange36 - Wire stripper
37 - Achse 38 - Widerlager 39 - Arbeitsfläche37 - axis 38 - abutment 39 - work surface
40 - Kniehebel40 - toggle
41 - Schiene41 - rail
P Punkt, in dem der Leiter axial zur Drehachse - z.B. mittels Zentriervorrichtung - gehalten ist;P point at which the conductor is axial to the axis of rotation - e.g. by means of centering device - is held;
X Länge des Aktors ohne Steuerspannung;X length of the actuator without control voltage;
Y Längendifferenz durch angelegte Steuerspannung Y Length difference due to control voltage applied

Claims

Patentansprüche claims
1. Bearbeitungsvorrichtung für Kabel oder Drähte (9), mit wenigstens einem Antrieb (6) für die Kabel oder Drähte (9), und/oder für eine Haltevorrichtung für die Kabel oder Drähte (9), und/oder für ein Werkzeug zur Bearbeitung der Kabel oder Drähte (9), und/oder für Werkzeuge zum Befestigen von Teilen (Stecker) am Kabel bzw. Draht (9), und/oder zum Verbinden von mindestens zwei Drähten (9,27), und/oder zum Messen von Kabel/Draht-spezifischen Eigenschaften, und oder zum Messen von prozess-spezifischen Eigenschaften dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb wenigstens einen mikromechanischen Aktor (6) umfasst.1. Processing device for cables or wires (9), with at least one drive (6) for the cables or wires (9), and / or for a holding device for the cables or wires (9), and / or for a tool for processing the cable or wires (9), and / or for tools for fastening parts (plugs) to the cable or wire (9), and / or for connecting at least two wires (9, 27), and / or for measuring Cable / wire-specific properties, and or for measuring process-specific properties, characterized in that the drive comprises at least one micromechanical actuator (6).
2. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antrieb wenigstens zwei Aktoren (6) umfasst, die mechanisch in Serie geschaltet sind.2. Processing device according to claim 1, characterized in that at least one drive comprises at least two actuators (6) which are mechanically connected in series.
3. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb wenigstens einen Aktor (6) oder wenigstens zwei gleiche oder verschiedene Aktoren der folgenden Gruppe umfasst: Ultraschall-, Bimetall-, Piezo-, und/oder Inch-Wormmotore, monolithische Vielschicht-, ladungsgesteuerte -, elektroreologische -, thermoreologische -, und/oder elektro- oder magnetostriktive Aktoren, Parallel-Bimorph-Wandler, Piezo-Biegeelemente (Bimorph), Piezo-Spiegeltranslatoren (wie in der Weltraumteleskoptechnik), elektrochemische, chemomechanische, elektrothermi- sehe elektrostatische, thermopneumatische oder elektromechanische (span- nungsdehnende oder stromdehnende), mikrotechnische Aktoren, Aktoren aus Formgedächtnismaterialien o.dgl.3. Processing device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive comprises at least one actuator (6) or at least two identical or different actuators of the following group: ultrasonic, bimetal, piezo, and / or inch worm motors, monolithic Multi-layer, charge-controlled, electroreological, thermoreological, and / or electro- or magnetostrictive actuators, parallel bimorph converters, piezo bending elements (bimorph), piezo mirror translators (as in space telescope technology), electrochemical, chemomechanical, electrothermal see electrostatic, thermopneumatic or electromechanical (voltage-stretching or current-stretching), microtechnical actuators, actuators made of shape memory materials or the like.
4. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Antrieb einen herkömmlichen4. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one drive is a conventional one
Antrieb (28;35), aus nachfolgender Gruppe umfasst, der in Kombination mit wenigstens einem mikromechanischen Aktor (6) wirkt: elektromotorische-, elektromagnetische-, pneumatische oder hydraulische Aktoren.Drive (28; 35), from the following group, which acts in combination with at least one micromechanical actuator (6): electromotive, electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuators.
5. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Antrieb (6) wenigstens einen Sensor (30) umfasst, der vorzugsweise durch den mikromechanischen Aktor selbst gebildet wird.5. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive (6) comprises at least one sensor (30), which is preferably formed by the micromechanical actuator itself.
6. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Aktor über ein Getriebe und/oder über Hebel (40) und/oder über einen Wandler mit einem Medium, beispielsweise Hydrauliköl, Wasser, Quecksilber o.dgl. an den zu verstellenden Bauteilen angreift.6. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical actuator via a gear and / or via lever (40) and / or via a converter with a medium, for example hydraulic oil, water, mercury or the like. attacks on the components to be adjusted.
7. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die den mikromechanischen Aktor (6) sowohl in Dehn-, als auch in Schrumpf richtung ansteuert, wobei die Steuerung vorzugsweise elektrisch oder elektronisch aufgebaut ist.7. Machining device according to one of the preceding claims, characterized in that a control is provided which controls the micromechanical actuator (6) both in the stretching and in the shrinking direction, the control preferably being constructed electrically or electronically.
8. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Aktor (6) von einer Rückstellfeder (25) beaufschlagt ist.8. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical actuator (6) is acted upon by a return spring (25).
9. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Aktor (6) als Ansteuerglied für Messer, Zentrierbacken, Rollen, Bänder und Greifer oder für Spiegel (15) eines Lasermessers (19;20) ausgebildet ist.9. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical actuator (6) is designed as a control element for knives, centering jaws, rollers, belts and grippers or for mirrors (15) of a laser knife (19; 20).
10. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mikromechanischer Aktor (6) auf einem rotierbaren Messerkopf angeordnet ist und über Schleifringe mit Spannung versorgbar ist.10. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one micromechanical actuator (6) is arranged on a rotatable cutter head and can be supplied with voltage via slip rings.
11. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aktor (6) ein Regelkreis (33) mit einem Sensor (30;31) zugeordnet ist und/oder dass der Aktor (6) selbst auch als Sensor eingesetzt ist.11. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (6) is assigned a control circuit (33) with a sensor (30; 31) and / or in that the actuator (6) itself is also used as a sensor.
12. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Aktor (6) sowohl eine Ansteuerung (open loop) als auch eine Regelung (33) (dose loop) für die Bewegung, Positionierung und/oder Kraftwirkung vorgesehen sind.12. Processing device according to one of the preceding claims, characterized in that both a control (open loop) and a control (33) (dose loop) for the movement, positioning and / or force are provided for the actuator (6).
13. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung und/oder die Regelung (33) im Betriebszustand mit einer Messeinheit für das Erfassen von Istwerten am Aktor (6) oder an einem durch den Aktor (6) zu stellendem Glied oder am Kabel (9) oder Draht erfolgt.13. Processing device according to claim 12, characterized in that the control and / or the control (33) in the operating state with a measuring unit for detecting actual values on the actuator (6) or on a member to be provided by the actuator (6) or on Cable (9) or wire is done.
14. Verwendung eines mikromechanischen Aktors, insbesondere eines14. Use of a micromechanical actuator, in particular one
Piezoaktors für die Ansteuerung von mechanischen Bauteilen in Kabelabisoliermaschinen zur Positionierung dieser Bauteile in Bezug auf das abzuisolierende Kabel.Piezo actuator for the control of mechanical components in cable stripping machines for positioning these components in relation to the cable to be stripped.
15. Verwendung eines mikromechanischen Aktors, insbesondere eines15. Use of a micromechanical actuator, in particular one
Piezoaktors für die elektronisch gesteuerte Fehlerkorrektur bzw. Präzisionserhöhung von hydraulischen, pneumatischen, mechanischen oder elektro- mechanischen Antrieben in oder an Abisoliervorrichtungen. Piezo actuator for the electronically controlled error correction or increase in precision of hydraulic, pneumatic, mechanical or electro-mechanical drives in or on stripping devices.
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