EP2559116A1 - Crimppresse - Google Patents

Crimppresse

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Publication number
EP2559116A1
EP2559116A1 EP11722534A EP11722534A EP2559116A1 EP 2559116 A1 EP2559116 A1 EP 2559116A1 EP 11722534 A EP11722534 A EP 11722534A EP 11722534 A EP11722534 A EP 11722534A EP 2559116 A1 EP2559116 A1 EP 2559116A1
Authority
EP
European Patent Office
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crimping
force
press
spring
tool
Prior art date
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Granted
Application number
EP11722534A
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English (en)
French (fr)
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EP2559116B1 (de
Inventor
Mustafa Ayabakan
Thomas Wortmann
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Schleuniger Holding AG
Original Assignee
Schleuniger Holding AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schleuniger Holding AG filed Critical Schleuniger Holding AG
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Publication of EP2559116A1 publication Critical patent/EP2559116A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2559116B1 publication Critical patent/EP2559116B1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes
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    • H01R43/0482—Crimping apparatus or processes combined with contact member manufacturing mechanism
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    • H01R43/0484—Crimping apparatus or processes for eyelet contact members
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    • Y10T29/53209—Terminal or connector
    • Y10T29/53213—Assembled to wire-type conductor
    • Y10T29/53235—Means to fasten by deformation

Definitions

  • the invention relates to a crimping press comprising a first crimping tool, a second crimping tool movable relative to the first crimping tool, and a drive for applying a crimping force between first and second crimping tools during a crimping process.
  • Crimping which is a special way of crimping, is a joining process in which a wire or cable is connected by plastic deformation to a contact, often in the form of a plug.
  • the resulting non-detachable connection between conductor and contact ensures high electrical and mechanical safety and thus represents an alternative to conventional connections such as soldering or welding.
  • a very common application for crimping is therefore found in the
  • Electrical engineering e.g., RF electronics, telecommunications, automotive electrical systems.
  • connection is created by pressure, whereby exactly on the connecting part and conductor cross-section matched crimping effect a precisely predetermined deformation of the connection element and conductor.
  • This process is usually carried out with the help of a special crimping tool or a crimping press.
  • Crimping tools are usually relatively simple, the structure of a crimping press is relatively complex. Here is the still unfinished workpiece, so the wire or cable, usually inserted with already stripped strands, in the crimp claw of the contact in the press and the contact pressed on it in the tool of the crimping press with the wire or cable. In this case, a press ram presses against the tool and thus generates the pressure necessary for the crimping process.
  • US 4,805,278 A1 discloses a crimping press with a crimping tool and a severing tool, wherein the crimping tool is spring biased to provide the cable and crimp for the crimping tool
  • EP 0 332 814 A2 discloses a crimping press, in which two jaws, which are spread apart by spring force, are arranged in the tool base body, which jaws are initially moved together by the ram and capture the line between them. Then the part carrying the jaws is also shut down by the plunger and the wire caught by the jaws is inserted into the crimping claw.
  • the force-displacement curve or the force-time profile during a crimping process is quite frequently determined.
  • the force acting between the two crimping tools is recorded as a function of the distance between the two tools and analyzed with respect to various desired parameters. If the actual course differs significantly from a desired course, then should
  • the (faulty) crimp connection should be sorted out, or parameters of the crimp press should be adjusted so that proper crimp connections are produced again.
  • a disadvantage of known crimping presses is that the drive of a crimping press generally consists of a plurality of movable components, which are connected to one another via different bearings.
  • an eccentric press on a drive shaft with a drive shaft bearing the drive shaft in turn comprises an eccentric, which is mounted in a connecting rod. This acts via a connecting rod bearing on the press carriage, which is mounted on both sides in a carriage guide.
  • Manufacture crimping press as precisely as possible by precise production of relevant individual parts or adjust accordingly. These include e.g. Attractable spherical bearings or cone bearings or the like. Both options are technically complex and therefore time and cost intensive. In addition, you often increase the friction and thus ease of operation of the press.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved crimping press, in particular a crimping press, in which the impairment of a determined force-displacement curve or force-time curve is reduced by bearing clearance.
  • this object is achieved by a crimping press of the type mentioned, additionally comprising biasing means for applying a Vorkraft between the first and second crimping tool, which is rectified with the crimping force and already acts before the crimping process.
  • the inventive measures ensures that the bearing surfaces of the individual bearings as far as possible before the crimping process
  • the effectiveness of the invention is largely independent of the nature of the drive mechanism of the press.
  • the invention is therefore equally applicable to e.g. Crank presses, presses with eccentric shaft and slide gate, spindle presses and toggle mechanisms can be used.
  • the term "drive” in the context of the invention refers not only to a motor as such (ie, for example, an electric rotary motor or a hydraulic linear motor) but also the means for transmitting the motor power to the crimping tool or the crimping tools
  • the drive also includes all types of shafts, discs, tenons, levers, connecting rods, carriages and the like that are in the
  • all bearing games "degraded" so that the crimp manufacturing process and in particular the determination of a force-displacement curve or a force-time course during the Crinnp manufacturing process can proceed entirely uninfluenced by bearing clearance.
  • the biasing means for applying the pre-load are prepared directly on the first and second crimping tool.
  • the pre-load is applied directly to both crimping tools, which ensures that all bearings lying in the course of the drive are influenced by the pre-load.
  • the crimping press comprises a machine frame, opposite which the first and / or second crimping tool is movable, and
  • Machine frame and the first and / or second crimping tool are prepared.
  • a preliminary force is applied between a crimping tool and the machine frame. This may be easier to accomplish than applying the pre-load directly to both crimping tools. Is one of the two crimping tools in relation to the
  • a coil spring in particular a coil spring, an evolute spring, a leaf spring, a
  • Disc spring, a gas spring, an elastomeric spring and / or a spring made of a fiber composite material are formed.
  • the said springs are known per se and represent proven means for applying a force.
  • the biasing means can thus be implemented in a particularly simple technical way in practice.
  • the named springs have different spring characteristics and can therefore, especially by combining different springs and spring types, particularly well adapted to the requirements of the invention. Depending on the design of the press namely different spring characteristics are advantageous.
  • Springs are also divided into compression, torsion, bending, tension and gas springs. All types can be used in principle for solving the task according to the invention, with pressure, tension and gas springs offering themselves in particular because of the generally linear movement of the tools. The latter can also be adapted particularly well to a required spring force by the gas spring is subjected to more or less pressure. Elastomeric springs, on the other hand, offer excellent mechanical damping in addition to excellent damping properties
  • Actuator in particular by a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder or a piezoelectric element are formed.
  • a spring or in addition to a Vorkraft can in principle be used up by an actuator, for example by a pneumatic cylinder. This is applied before the crimp manufacturing process with appropriate pressure. Since a gas spring can be subjected to variable pressure, the boundaries between gas springs and
  • actuators can also be completely relieved when needed, which is particularly important when changing tools or other
  • the biasing means are designed to be adjustable, in particular manually or automatically adjustable. In this way, the biasing means can be optimally adapted to the crimping process. In particular, this can also aging effects on the crimping press (eg soiled bearings, modified Viscosity of grease) and temperature influences are well balanced. It is conceivable, in particular, that the adjustment takes place automatically.
  • the biasing force can be adjusted depending on an ambient temperature.
  • a crimping press which additionally comprises:
  • Setting means constructed a control loop. If it is determined that the pre-load is not sufficient to reduce the bearing clearance in the desired manner, it will be increased accordingly. Similarly, the biasing force can be reduced if it is determined that a lower biasing force is sufficient to reduce the bearing clearance in the desired manner. This way you can
  • the crimping press means for detecting the between first and second
  • Crimping tool applied force as a function of a) the distance between the first and second crimping tool and / or b) of the time and
  • the force-displacement curve or force-time curve during the crimp-producing process for the detection of an anomaly which stems from an insufficiently eliminated bearing clearance
  • these are flattening or discontinuities in the force-displacement curve or force-time curve.
  • means for detecting a bearing clearance are thus utilized, which are usually present anyway in a crimping press, namely the force-displacement curve or force-time curve for determining the quality of a crimp connection.
  • the determined force-distance curve or force-time curve can thus fulfill a double benefit.
  • Means for lowering the Vorkraft during the crimping process comprises.
  • the crimping press in particular its drive, is excessively loaded by the pre-load.
  • the pre-load is lowered to reduce the overall load on the press.
  • the total force is at least
  • All adjustable actuators are suitable for setting the pre-load.
  • a pneumatic or hydraulic cylinder with adjustable pressure For example, a pneumatic or hydraulic cylinder with adjustable pressure.
  • FIG. 1 shows a force-time course during crimping according to the prior art
  • FIG. 2 shows a force-time curve during crimping with superposed pre-load by a spring with a linear characteristic
  • FIG. 4 shows a force-time curve during crimping with superimposed precraft force by means of an actuator
  • FIG. 5 shows an exemplary crimping press according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first exemplary force-time profile during a crimping process.
  • the force F acting between the two crimping tools is plotted against time t, which elapses as the first crimping tool moves relative to the second crimping tool.
  • Section D of the force-time curve, which is actually intended to determine the quality of a crimp connection has two in this example
  • Sections A, B which are not caused by the Crinnp manufacturing process as such, but by bearing clearance. As can easily be seen, this greatly impedes the assessment of the quality of a crimp connection.
  • Fig. 2 shows the same situation as in Fig. 1, except that in this example
  • a pre-load between the first and second crimping tool is applied, which is rectified with the crimping force F and already acts before the crimping process.
  • this is caused by a spring with linear spring characteristic C (Note: Since the crimping tools move away from the maximum force F again from each other, the spring characteristic C falls again from this point).
  • Areas A and B are well ahead of the actual crimping process. This means in particular the bearing surfaces of the bearing, which cause the flattening A, come together long before the crimping process.
  • the section D of the force-time curve, the crimping process is now unaffected by bearing clearance and can thus be used directly to assess the quality of a crimp connection.
  • FIG. 3 shows a similar situation as in Fig. 2, but with a changed
  • Spring characteristic curve C This first increases strongly and then continues horizontally in this example.
  • a spring characteristic C can be realized with a gas pressure spring, which has a pressure relief valve. The pressure in the interior of the gas pressure spring and thus the external force increase first strong, but remain at a constant level, if the
  • Overpressure valve opens.
  • the spring characteristic C can be well adapted to various requirements.
  • FIG. 4 shows a similar situation as in FIG. 3, however, the pre-load is actively influenced by an actuator in this example.
  • the force F first increases strongly, as in FIG. 3, and then remains constant. In contrast to the case shown in FIG. 3, however, it still remains constant at the beginning of the crimping process (see dashed curve). This is caused by the force F
  • the force F is thus regulated. If it increases because of the beginning of the crimping process, the pre-load is correspondingly reduced. Where the force F is higher than the pre-power due to the crimping process, the force F - because a further lowering of the pre-power is no longer possible - no longer be kept constant and increases as in the above examples (it because, the actuator for applying the Vorkraft can apply this in the opposite direction).
  • the force-time curve is therefore similar in this area to the force-time curve of FIG. 1. However, if the force F drops below the set level for the pre-load again, then the pre-load is successively increased again, so that at the end of the crimping process, there is again a horizontal section in the force-time curve.
  • actuators for the variant of the invention shown in Fig. 4 are for example pneumatic or hydraulic cylinders into consideration, the pressure can be actively controlled. Of course, other actuators, which are suitable for applying an adjustable Vorkraft be used.
  • it is also detected whether bearing surfaces of the drive lie against each other without play during the crimping process. If this is not true, because, for example, anomalies, such as flattenings A and local minima B, were detected in the force-time curve, the biasing means or the pre-force will be so set that the said bearing surfaces come to rest without play during the crimp manufacturing process and thus no more anomalies occur.
  • the Vorkraft is such that just no
  • FIG. 5 now shows an embodiment variant of an inventive device
  • the crimping press 1 comprises a machine frame 2, a drive shaft 4 mounted in a drive shaft bearing 3, an eccentric 5 connected to the drive shaft 4 and a connecting rod 6 connected to the eccentric 5, which is connected to a press carriage 8 via a connecting-rod bearing 7.
  • Press carriage 8 is displaceably mounted in the carriage guides 9a and 9b.
  • a crimping device 10 which comprises a first crimping tool 1 1, connected to the machine frame 2.
  • the first crimping tool 1 1 is fixedly arranged relative to the machine frame 2. This is by no means a mandatory condition. Rather, the first crimping tool 1 1 can also be movably mounted relative to the machine frame 2.
  • the press slide 8 Via a bending beam, on which a crimp force sensor 12 is arranged, the press slide 8 is also connected to a second crimping tool 13, which in such a way is movable relative to the machine frame 2.
  • the crimping press 1 comprises a carriage-side mount 14, a frame-fixed mount 16 and an elastic element 15 arranged between the carriage-side mount 14 and the frame-fixed mount 16.
  • the eccentric 5 is set in motion, which transmits the driving force via the connecting rod 6 on the press carriage 8.
  • the press slide 8 moves down, so that the both Chmp tools 1 1 and 13 approach each other.
  • the Crimpkraftsensors 12 while the between the crimping tools 1 1 and 13 ruling force is continuously measured.
  • a pre-force between the first and second crimping tool 1 1 and 13 is now applied, which already acts before the crimping manufacturing process.
  • This pre-load causes the bearing surfaces of the bearings in the drive train to come to rest against each other. In the present case, this concerns, for example, the bearing between the eccentric 5 and the connecting rod 6, as well as between the connecting rod 6 and the press carriage 8.
  • an elastic element 18 can also be provided, which is arranged between a frame-fixed holder 17 and the carriage-side holder 14 and is subjected to tension.
  • an elastic element 15 or 18 for example, a coil spring, an Evolutfeder, a leaf spring, a plate spring, a gas spring, a
  • Elastomer spring or a spring made of a fiber composite material to effect a force-time curve as shown for example in FIGS. 2 and 3.
  • Pneumatic cylinder be provided, the pressure can be actively controlled, so as to effect a force-time curve, as shown for example in Fig. 4.
  • elastic elements or actuators are arranged elsewhere than shown. For example, these can be arranged directly between the first and the second crimping tool 1 1 and 13.
  • a plurality of biasing means can be arranged on the press 1, for example, between the connecting rod 6 and eccentric 5 and between the connecting rod 6 and press carriage 8.
  • a plurality of biasing means can be arranged on the press 1, for example, between the connecting rod 6 and eccentric 5 and between the connecting rod 6 and press carriage 8.
  • force-displacement courses can equally be used for the invention.
  • the presented variants of the crimping press 1 according to the invention also represent only a section of the many possibilities and must not be used to denote the

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Abstract

Es wird eine Crimppresse (1) angegeben, umfassend ein erstes Crimp- Werkzeug(11), ein gegenüber dem ersten Crimp-Werkzeug (11) bewegliches zweites Crimp-Werkzeug (13) sowie einen Antrieb(3..8) zum Aufbringen einer Crimp-Kraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug (11,13) während eines Crimp-Herstellvorgangs (D). Erfindungsgemäss umfasst die Crimppresse (1) weiterhin Vorspann-Mittel(15,18) zum Aufbringen einer Vorkraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug(11,13), welche mit der Crimp-Kraft gleichgerichtet ist und bereits vor dem Crimp-Herstellvorgang (D) wirkt.

Description

Crinnppresse
Die Erfindung betrifft eine Crinnppresse, umfassend ein erstes Crimp-Werkzeug, ein gegenüber dem ersten Crimp-Werkzeug bewegliches zweites Crimp-Werkzeug und einen Antrieb zum Aufbringen einer Crimp-Kraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug während eines Crimp-Herstellvorgangs.
Unter Crimpen, welches eine spezielle Art des Bördelns darstellt, versteht man ein Fügeverfahren, bei dem ein Draht oder ein Kabel durch plastische Verformung mit einem Kontakt, welcher häufig die Form eines Steckers besitzt, verbunden wird. Die dabei entstehende nicht lösbare Verbindung zwischen Leiter und Kontakt gewährleistet hohe elektrische und mechanische Sicherheit und stellt somit eine Alternative zu herkömmlichen Verbindungen wie Löten oder Schweissen dar. Ein sehr häufiges Einsatzgebiet für das Crimpen findet sich daher in der
Elektrotechnik (z.B. HF-Elektronik, Telekommunikation, Kfz-Elektrik).
Die Verbindung wird durch Druck erzeugt, wobei exakt auf Verbindungsteil und Leiterquerschnitt abgestimmte Crimpprofile eine genau vorgegebene Verformung von Anschlusselement und Leiter bewirken. Dieser Vorgang wird meist mit Hilfe einer speziellen Crimpzange oder einer Crimppresse durchgeführt. Während
Crimpzangen meist relativ einfach aufgebaut sind, ist der Aufbau einer Crimppresse vergleichsweise komplex. Hier wird das noch unfertige Werkstück, also der Draht oder das Kabel, üblicherweise mit bereits abisolierten Litzen, in die Crimpkralle des Kontaktes in der Presse eingelegt und der Kontakt hierauf im Werkzeug der Crimppresse mit dem Draht oder Kabel verpresst. Dabei drückt ein Pressstempel gegen das Werkzeug und erzeugt so den für den Crimp-Vorgang nötigen Druck.
Zum Beispiel offenbart die US 4,805,278 A1 dazu eine Crimppresse mit einem Crimpwerkzeug und einem Trennwerkzeug, wobei das Crimpwerkzeug mit einer Feder vorgespannt ist, um das Kabel und den Crimp für den eigentlichen
Crimpvorgang in Position zu halten. Weiterhin offenbart die EP 0 332 814 A2 eine Crimppresse, bei der im Werkzeuggrundkörper zwei durch Federkraft auseinandergespreizte Backen angeordnet sind, die von dem Stößel zunächst zusammengefahren werden und die Leitung zwischen sich einfangen. Dann wird auch das die Backen tragende Teil von dem Stößel heruntergefahren und die von den Backen eingefangene Leitung in die Crimpkralle eingelegt.
Um eine optimale Crimp-Verbindung zu erhalten beziehungsweise um die Qualität mehrerer nacheinander angefertigter Crimp-Verbindungen zu sichern, wird recht häufig der Kraft-Weg-Verlauf oder der Kraft-Zeit-Verlauf während eines Crimp- Herstellungsvorganges ermittelt. Dazu wird die zwischen den beiden Crimp- Werkzeugen wirkende Kraft in Abhängigkeit von der Distanz zwischen den beiden Werkzeugen aufgezeichnet und hinsichtlich verschiedener Sollparameter analysiert. Weicht der Ist-Verlauf massgeblich von einem Soll-Verlauf ab, dann sollte
die (fehlerhafte) Crimp-Verbindung aussortiert werden, oder es sollten Parameter der Crimp-Presse so nachgestellt werden, dass wieder ordnungsgemässe Crimp- Verbindungen produziert werden.
Nachteilig an bekannten Crimppressen ist, dass der Antrieb einer Crimppresse in der Regel aus mehreren beweglichen Bauteilen besteht, die untereinander über verschiedene Lager verbunden sind. Beispielsweise weist eine Exzenterpresse eine Antriebswelle mit einer Antriebswellenlagerung auf, die Antriebswelle umfasst wiederum einen Exzenter, der in einem Pleuel gelagert ist. Dieser wirkt über eine Pleuellagerung auf den Pressenschlitten, welcher beidseitig in einer Schlittenführung gelagert ist.
Alle diese Lagerungen sind - da die Teile untereinander beweglich sind - spielbehaftet. Dies hat dann nachteilige Folgen für die Ermittlung eines
repräsentativen Kraft-Weg-Verlaufs oder Kraft-Zeit-Verlaufs während des Crimp- Herstellvorgangs, wenn die Messeinrichtung mit hoher Sensibilität arbeitet. Wie leicht vorstellbar ist, werden die einzelnen Lagerflächen durch die beim Crimp- Herstellvorgang wirkenden Kräfte aneinander gedrückt. Leider erfolgt dies in mehr oder minder unkontrollierter wenn nicht in chaotischer Weise. Denn je nach Art einer Lagerung, der wirkenden Kräfte, der Eigenschaften allfälliger Schmierung in den Lagern, der verwendeten Werkzeuge, der herzustellenden Werkstücke usw. werden die Lagerflächen der einzelnen Lager zu verschiedenen Zeitpunkten aneinander gedrückt, was sich im Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit-Verlauf durch
Abflachungen (veränderlicher Weg oder veränderliche Zeit bei gleichbleibender
Kraft) oder gar durch lokale Minima und Unstetigkeiten äussert. Erschwerend kommt hinzu, dass sich die Verhältnisse auch mit zunehmender Betriebszeit einer
Crimppresse ändern, da sich die Schmierverhältnisse in den Lagern ändern oder diese verschmutzen oder Verschleiß auftritt.
Aufgrund dieser unvorhersagbaren, durch die Crimppresse bedingten Einflüsse auf den Kraft-Weg-Verlauf/Kraft-Zeit-Verlauf lässt dieser nur bedingt Aussagen über die Qualität einer hergestellten Crimp-Verbindung zu bzw. kann zu Aussagen führen, die nicht von dem tatsächlichen Crimp abhängen. Vorderhand ist ja nicht klar, ob ein bestimmter Kraft-Weg-Verlauf/Kraft-Zeit-Verlauf - sei es auch nur abschnittsweise - von der Crimppresse als solcher oder dem Werkstück als solchem herrührt. Dies ist wie leicht einsehbar ein äusserst unbefriedigender Zustand.
Nach dem Stand der Technik versucht man daher, die Lagerungen einer
Crimppresse durch präzise Fertigung der massgeblichen Einzelteile möglichst spielarm herzustellen beziehungsweise entsprechend einzustellen. Dazu gehören z.B. anziehbare Tonnenlagern oder Kegellager o.dgl. Beide Möglichkeiten sind technisch aufwändig und damit zeit- und kostenintensiv. Zudem erhöhen Sie oftmals die Reibung und damit Leichtgängigkeit der Presse.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Crimppresse anzugeben, insbesondere eine Crimppresse, bei der die Beeinträchtigung eines ermittelten Kraft- Weg-Verlaufs oder Kraft-Zeit-Verlaufs durch Lagerspiel verringert ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Crimppresse der eingangs genannten Art gelöst, zusätzlich umfassend Vorspann-Mittel zum Aufbringen einer Vorkraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug, welche mit der Crimp-Kraft gleichgerichtet ist und bereits vor dem Crimp-Herstellvorgang wirkt. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird erreicht, dass die Lagerflächen der einzelnen Lager schon vor dem Crimp-Herstellvorgang weitestgehend
aneinander liegen und der Kraft-Weg- oder Kraft-Zeit-Verlauf während des eigentlichen Crimp-Herstellvorgangs wenig oder im besten Fall gar nicht durch Lagerspiel beeinflusst wird. Anomalitäten im Kraft-Weg- oder Kraft-Zeit-Verlauf können daher weitestgehend eindeutig dem Crimp-Herstellungsvorgang zugeordnet werden. Die Qualitätssicherung der erfindungsgemässen Crimppresse ist somit wesentlich zuverlässiger als bei bekannten Crimppressen. Zudem gesellt sich der überraschende Effekt, dass neben den besseren und sinnvolleren Messergebnissen auch der eigentliche Crimpvorgang harmonischer erfolgt und somit die Qualität des Crimpablaufs verbessert ist und somit auch die Vercrimpung besser ist. Darüber hinaus ergibt sich daraus nicht nur eine Verbesserung für den Crimp sondern auch eine Erhöhung der Lebensdauer der Werkzeuge, Lager und aller mechanischen Bauteile, da diese somit geschont werden. Als zusätzlich vorteilhafter und
synergistischer Effekt sinkt gegebenenfalls das erzeugte Geräuschvolumen der Presse.
Dabei wird die erhöhte Zuverlässigkeit nicht mit präziser gearbeiteten oder besser eingestellten und teuren Lagern erzielt, sondern mit wesentlich günstigeren
Vorspann-Mitteln. Zudem muss festgehalten werden, dass ein spielfreies Lager ohnehin einer freien Bewegung der gelagerten Teile widerspricht und damit mehr oder minder inexistent ist. Ein gewisses Spiel in den Lagern muss daher im
Wesentlichen hingenommen werden. Mit dem Vorsehen präziserer Lager und besser eingestellter Lager wurde im Stand der Technik somit in gewisser Weise ein Irrweg eingeschlagen, da sich das erfindungsgemässe Problem auf diese Weise prinzipiell nicht oder nur bedingt lösen lässt.
Der Nutzen der Erfindung liegt also vor allem darin, eine Presse mit
Maschinenelementen geringer Präzision aufbauen zu können und Einstellarbeiten ebenfalls einsparen zu können, ohne dabei auf das Erfassen eines aussagekräftigen Kraft-Weg-Verlaufs oder Kraft-Zeit-Verlaufs verzichten zu müssen. Weiterhin wird das erfindungsgemässe Problem prinzipiell gelöst, da bereits vor dem Crimp- Herstellvorgang aneinander liegende Lagerflächen keine Anomalitäten in den ermittelten Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit-Verlauf einstreuen können. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird daher eine grosse Wirkung mit geringem Aufwand erzielt. Diese sind daher nicht nur kostengünstig sondern auch effizient.
Durch Erweiterung einer Presse um die erfindungsgemässen Vorspann-Mittel können auch existierende Pressen, insbesondere spielbehaftete Pressen nachträglich in präzise arbeitende Pressen verwandelt werden. Die erfindungsgemässen Massnahmen wirken sich dabei nicht nur positiv auf die Ermittlung eines Kraft-Weg-Verlaufs oder Kraft-Zeit-Verlaufs aus, sondern beeinflussen wegen des verringerten Einflusses von Lagerspiel auch den
Herstellvorgang einer Crimp-Verbindung als solchem auf vorteilhafte Weise. Die Wirksamkeit der Erfindung ist weitestgehend unabhängig von der Art der Antriebsmechanik der Presse. Die Erfindung ist daher gleichermassen für z.B. Kurbelpressen, Pressen mit Exzenterwelle und Kulissenschieber, Spindelpressen sowie Kniehebelmechaniken einsetzbar. Der Begriff„Antrieb" bezeichnet im Rahmen der Erfindung nicht nur einen Motor als solchen (also z.B. einen Elektro-Rotationsmotor oder einen Hydraulik-Linearmotor) sondern auch die Mittel zur Übertragung der Motorkraft auf das Crimp-Werkzeug oder die Crimp-Werkzeuge. Somit umfasst der Antrieb auch alle Arten von Wellen, Scheiben, Zapfen, Hebeln, Pleueln, Schlitten und dergleichen, die sich im
Antriebsstrang befinden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorkraft derart bemessen ist, dass
Lagerflächen des Antriebs vor dem Crimp-Herstellvorgang spielfrei aneinander liegen. Bei dieser Variante der Erfindung werden vor dem eigentlichen Crimp- Herstellvorgang alle Lagerspiele„abgebaut", sodass der Crimp-Herstellungsvorgang und insbesondere die Ermittlung eines Kraft-Weg-Verlaufs oder eines Kraft-Zeit- Verlaufs während des Crinnp-Herstellvorgangs gänzlich unbeeinflusst von Lagerspiel ablaufen kann.
Günstig ist es, wenn die Vorspann-Mittel zum Aufbringen der Vorkraft direkt auf das erste und zweite Crimp-Werkzeug vorbereitet sind. Bei dieser Variante wird die Vorkraft direkt auf beide Crimp-Werkzeuge aufgebracht, womit gewährleistet ist, dass alle im Verlauf des Antriebs liegenden Lagerungen durch die Vorkraft beeinflusst werden.
Günstig ist es weiterhin, wenn:
die Crimppresse einen Maschinenrahmen umfasst, gegenüber dem das erste und/oder zweite Crimp-Werkzeug bewegbar ist, und
die Vorspann-Mittel zum Aufbringen der Vorkraft zwischen dem
Maschinenrahmen und dem ersten und/oder zweiten Crimp-Werkzeug vorbereitet sind.
Bei dieser Variante der Erfindung wird eine Vorkraft zwischen einem Crimp- Werkzeug und dem Maschinenrahmen aufgebracht. Dies ist unter Umständen leichter zu bewerkstelligen, als die Aufbringung der Vorkraft direkt auf beide Crimp- Werkzeuge. Ist eines der beiden Crimp-Werkzeuge im Bezug auf den
Maschinenrahmen stillstehend angeordnet, so reicht in der Regel die
Beaufschlagung des gegenüber dem Maschinenrahmen beweglichen Crimp- Werkzeuges. Sind beide Crimp-Werkzeuge beweglich, dann werden vorteilhaft beide mit einer Vorkraft beaufschlagt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Vorspann-Mittel durch zumindest eine Feder,
insbesondere eine Schraubenfeder, eine Evolutfeder, eine Blattfeder, eine
Tellerfeder, eine Gasdruckfeder, eine Elastomer-Feder und/oder eine Feder aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet sind. Die genannten Federn sind an sich bekannt und stellen bewährte Mittel zum Aufbringen einer Kraft dar. Die Vorspann- Mittel können somit auf besonders einfache technische Weise in die Praxis umgesetzt werden. Die genannten Federn weisen unterschiedliche Federkennlinien auf und können daher, insbesondere durch Kombination verschiedener Federn und Federarten, besonders gut an die erfindungsgemässen Anforderungen angepasst werden. Je nach Bauart der Presse sind nämlich unterschiedliche Federkennlinien vorteilhaft.
Federn werden auch in Druck-, Torsions-, Biege-, Zug- und Gasfedern unterteilt. Alle Typen können prinzipiell für die Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe eingesetzt werden, wobei sich wegen der in der Regel linearen Bewegung der Werkzeuge insbesondere Druck-, Zug- und Gasfedern anbieten. Letztere können auch besonders gut an eine geforderte Federkraft angepasst werden, indem die Gasfeder mit mehr oder weniger Druck beaufschlagt wird. Elastomer-Federn wiederum bieten neben hervorragenden Dämpfungseigenschaften eine hohe mechanische
Belastbarkeit sowie gute Resistenz gegen viele Chemikalien und Öle. Durch die in der Regel glatte Oberfläche sind sie zudem wenig anfällig für Verschmutzung beziehungsweise leicht zu reinigen. An dieser Stelle wird zudem angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung unter den Begriff„Elastomer-Federn" auch Federn aus Silikon zu verstehen sind.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Vorspann-Mittel durch zumindest einen
Aktuator, insbesondere durch einen Pneumatikzylinder, einen Hydraulikzylinder oder ein Piezo-Element gebildet sind. Anstelle einer Feder oder zusätzlich dazu kann eine Vorkraft prinzipiell auch durch einen Aktuator aufgebraucht werden, beispielsweise durch einen Pneumatikzylinder. Dieser wird vor dem Crimp-Herstellvorgang mit entsprechendem Druck beaufschlagt. Da auch eine Gasfeder mit variablem Druck beaufschlagt werden kann, sind die Grenzen zwischen Gasfedern und
Pneumatikzylindern fliessend. Vorteilhaft können Aktuatoren bei Bedarf auch völlig entlastet werden, was insbesondere beim Werkzeugwechsel oder sonstigen
Wartungsarbeiten an der Crimppresse von Vorteil sein kann. Günstig ist es, wenn die Vorspann-Mittel einstellbar ausgeführt sind, insbesondere manuell oder automatisch einstellbar. Auf diese Weise können die Vorspann-Mittel optimal an den Crimp-Vorgang angepasst werden. Insbesondere können damit auch Alterungseffekte an der Crimppresse (z.B. verschmutzte Lagerungen, veränderte Viskosität von Schmierfett) sowie Temperatureinflüsse gut ausgeglichen werden. Denkbar ist dabei insbesondere, dass die Einstellung automatisch abläuft.
Beispielsweise kann die Vorspann-Kraft abhängig von einer Umgebungstemperatur eingestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist zudem eine Crimppresse, zusätzlich umfassend:
Mittel zur Detektion, ob Lagerflächen des Antriebs während des Crimp- Herstellvorgangs spielfrei aneinander liegen, und
Mittel zum Einstellen der Vorspann-Mittel bei negativem Ausgang der
Überprüfung derart, dass die genannten Lagerflächen während des Crimp- Herstellvorgangs spielfrei aneinander zu liegen kommen.
Bei dieser Variante der Erfindung wird durch die Detektionsmittel und die
Einstellmittel eine Regelschleife aufgebaut. Wird festgestellt, dass die Vorkraft nicht ausreicht, um das Lagerspiel in gewünschter Weise abzubauen, so wird diese entsprechend erhöht. Gleichermassen kann die Vorspann-Kraft gesenkt werden, wenn festgestellt wird, dass auch eine geringere Vorspann-Kraft ausreicht, um das Lagerspiel in gewünschter Weise zu reduzieren. Auf diese Weise kann
insbesondere erreicht werden, dass die Crimppresse, insbesondere deren Antrieb, nicht durch eine unnötig hohe Vorkraft belastet wird. Zur Messung, ob die
Lagerflächen aneinander liegen, können im Bereich der Lager entsprechende Drucksensoren oder Dehnmessstreifen vorgesehen werden, die eine
Kraftübertragung über die aneinander liegenden Lagerflächen anzeigen.
Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn:
- die Crimppresse Mittel zum Erfassen der zwischen erstem und zweitem
Crimp-Werkzeug aufgebrachten Kraft in Abhängigkeit von a) der Distanz zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug und/oder b) von der Zeit umfasst und
die Detektionsmittel zur Untersuchung eines während des Crimp-
Herstellvorgangs aufgenommenen Kraft-Weg-Verlaufs und/oder Kraft-Zeit-Verlaufs auf einen Verlauf hin, welcher von einem Lagerspiel im Antrieb herrührt, ausgebildet sind.
Bei dieser Variante der Erfindung wird direkt der Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit- Verlauf während des Crimp-Herstellungsvorgangs zur Detektion einer Anomalität, welche von einem unzureichend beseitigten Lagerspiel herrührt, herangezogen. Beispielsweise sind dies Abflachungen oder Unstetigkeiten im Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit-Verlauf. Bei dieser Variante werden also Mittel zur Detektion eines Lagerspiels ausgenützt, welche zumeist ohnehin in einer Crimppresse vorhanden sind, nämlich der Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit-Verlauf zur Qualitätsbestimmung einer Crimp-Verbindung. Der ermittelte Kraft-Weg-Verlauf oder Kraft-Zeit-Verlauf kann somit einen Doppelnutzen erfüllen.
Besonders vorteilhaft ist es schliesslich, wenn die Crimppresse:
- Mittel zum Erfassen der zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug aufgebrachten Kraft und
Mittel zum Senken der Vorkraft während des Crimp-Herstellvorgangs umfasst. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Crimppresse, insbesondere deren Antrieb, durch die Vorkraft übermässig belastet wird. Erhöht sich nämlich die zwischen dem ersten und zweiten Werkzeug aufgebrachte Kraft aufgrund des Crimp-Herstellvorgangs (d.h. wenn der Crimp-Kontakt auf einen Draht oder ein Kabel aufgepresst wird), dann wird die Vorkraft gesenkt, um die Gesamtbelastung auf die Presse zu reduzieren. Vorteilhaft wird die Gesamtkraft wenigstens
abschnittsweise im Wesentlichen konstant gehalten. Durch Subtraktion der Vorkraft von der Gesamtkraft kann auf die eigentliche Crimp-Kraft zurückgerechnet werden. Für die Einstellung der Vorkraft eignen sich alle einstellbaren Aktoren,
beispielsweise ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder mit einstellbarem Druck.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
Fig. 1 einen Kraft-Zeit-Verlauf beim Crimpen nach dem Stand der Technik; Fig. 2 einen Kraft-Zeit-Verlauf beim Crimpen mit überlagerter Vorkraft durch eine Feder mit linearer Kennlinie;
Fig. 3 einen Kraft-Zeit-Verlauf beim Crimpen mit überlagerter Vorkraft durch eine Feder mit degressiver Kennlinie;
Fig. 4 einen Kraft-Zeit-Verlauf beim Crimpen mit überlagerter Vorkraft durch einen Aktuator und Fig. 5 eine beispielhafte erfindungsgemässe Crimppresse.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente und Merkmale - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt einen ersten beispielhaften Kraft-Zeit-Verlauf während eines Crimp- Herstellvorgangs. In dem dargestellten Diagramm ist die Kraft F, die zwischen den beiden Crimp-Werkzeugen wirkt, über der Zeit t, welche bei der Bewegung des ersten Crimp-Werkzeugs im Bezug auf das zweite Crimp-Werkzeug verstreicht, aufgetragen.
Gut zu sehen ist, dass die Kraft F ab einem gewissen Punkt relativ stark ansteigt, nämlich dann, wenn beide Crimp-Werkzeuge an dem Werkstück anliegen. Nach einer Maximal kraft fällt die Kraft F dagegen wieder stark ab, nämlich dann, wenn sich die Crimp-Werkzeuge wieder voneinander wegbewegen. Dies ist ein typischer Kraft-Zeit-Verlauf während eines Crimp-Herstellvorgangs. Selbstverständlich kann der Kraft-Zeit-Verlauf in der Praxis massgeblich abweichen, beispielsweise wenn verschiedene Arten von Kontakten auf einen Draht gepresst werden. In dem dargestellten Kraft-Zeit-Verlauf sind auch eine Abflachung A sowie ein lokales Minimum B erkennbar. Beide rühren daher, dass die Lagerflächen zweier Lager zu unterschiedliche Zeitpunkten, das heisst bei unterschiedlichen Kräften F, aneinander zu liegen kommen. Im Bereich A erfolgt dies bei konstanter Kraft, im Bereich B sogar bei sinkender Kraft F. Im Bereich B„schnappen" die Lagerflächen sozusagen aneinander.
Zur Beurteilung des Crimp-Herstellvorgangs wird in aller Regel nur der mittlere Abschnitt des Kraft-Zeit-Verlaufs herangezogen. Dies deswegen, weil die Kräfte zu Beginn und zu Ende des Crimp-Herstellvorgangs stark streuen und so nur einen geringen Wert für die Beurteilung der Qualität einer Crimpverbindung darstellen. Im vorliegenden Beispiel ist dieser Abschnitt mit dem Bezugszeichen D
gekennzeichnet.
Der Abschnitt D des Kraft-Zeit-Verlaufs, der eigentlich zur Bestimmung der Qualität einer Crimp-Verbindung vorgesehen ist, weist in diesem Beispiel aber zwei
Abschnitte A, B auf, die gar nicht durch den Crinnp-Herstellungsvorgang als solchem, sondern durch Lagerspiel verursacht werden. Wie leicht einsehbar ist, erschwert dies die Beurteilung der Qualität einer Crimp-Verbindung massgeblich. Unter
Umständen könnte das Lagerspiel sogar soweit führen, dass der Kraft-Zeit-Verlauf in den Bereichen A und B ein zulässiges Toleranzband verlässt und die Crimp- Verbindung daher irrtümlich als unbrauchbar qualifiziert wird. Fig. 2 zeigt dieselbe Situation wie in Fig. 1 , nur dass in diesem Beispiel
erfindungsgemäss eine Vorkraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug aufgebracht wird, welche mit der Crimp-Kraft F gleichgerichtet ist und bereits vor dem Crimp-Herstellvorgang wirkt. Im vorliegenden Fall wird dies durch eine Feder mit linearer Federkennlinie C bewirkt (Anmerkung: Da sich die Crimp-Werkzeuge ab der maximalen Kraft F wieder voneinander wegbewegen, fällt die Federkennlinie C ab diesem Punkt wieder ab).
Deutlich zu sehen ist, dass die Unstetigkeiten im Kraft-Zeit-Verlauf in den
Bereichen A und B schon weit vor dem eigentlichen Crimp-Herstellvorgang liegen. Das heisst insbesondere die Lagerflächen des Lagers, welche die Abflachung A bewirken, kommen schon lange vor dem Crimp-Herstellvorgang aneinander zu liegen. Der Abschnitt D des Kraft-Zeit-Verlaufs, der den Crimp-Herstellvorgang charakterisiert, ist nun unbeeinflusst von Lagerspiel und kann somit direkt zur Beurteilung der Qualität einer Crimp-Verbindung herangezogen werden.
Wie aus der Fig. 2 erkennbar ist, reicht es häufig aus den Abschnitt D frei von Anomalitäten zu halten, welche von Lagerspiel herrühren. Ein Freihalten des gesamten Crimp-Herstellvorgangs von in Lagerspiel begründeten Anomalitäten ist nicht zwingend nötig.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Situation wie in Fig. 2, allerdings mit veränderter
Federkennlinie C. Diese steigt zuerst stark an und verläuft in diesem Beispiel dann horizontal weiter. Beispielsweise kann eine solche Federkennlinie C mit einer Gasdruck-Feder realisiert werden, welche über ein Überdruckventil verfügt. Der Druck im Inneren der Gasdruck-Feder und damit die aussen wirkende Kraft steigen zuerst stark an, bleiben aber auf einem konstanten Niveau, wenn das
Überdruckventil öffnet. Durch Einstellung eines passenden Öffnungs-Drucks kann die Federkennlinie C gut an verschiedene Erfordernisse angepasst werden.
Selbstverständlich können aber auch andere Arten von Federn mit einer
degressiven Federkennlinie gleichermassen eingesetzt werden. Wie leicht erkennbar ist kommen die Lagerflächen nun noch früher aneinander zu liegen, sodass die Bereiche A und B im gezeigten Diagramm noch weiter links liegen. Der Abschnitt D des Kraft-Zeit-Verlaufs, weicher den Crimpvorgang
charakterisiert, ist nun völlig unbeeinflusst von Lagerspiel. Eine Beurteilung der Qualität einer Crimp-Verbindung ist nun noch besser möglich.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Situation wie in Fig. 3, allerdings wird die Vorkraft in diesem Beispiel durch einen Aktuator aktiv beeinflusst. Die Kraft F steigt wie in Fig. 3 zuerst stark an und bleibt dann konstant. Im Gegensatz zu dem in Fig. 3 gezeigtem Fall bleibt sie aber auch noch zu Beginn des Crimp-Herstellvorgangs (siehe strichlierte Kennlinie) konstant. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Kraft F
gemessen wird und die Vorkraft soweit reduziert wird, dass die Gesamtkraft F auf einem konstanten Niveau bleibt. Die Kraft F wird also geregelt. Steigt sie wegen des beginnenden Crimp-Herstellvorgangs an, so wird die Vorkraft entsprechend gesenkt. Dort, wo die Kraft F wegen des Crimp-Herstellvorgangs höher wird als die Vorkraft, kann die Kraft F - weil ja ein weiteres Senken der Vorkraft nicht mehr möglich ist - nicht mehr konstant gehalten werden und steigt wie in den obigen Beispielen an (es sei denn, der Aktuator zum Aufbringen der Vorkraft kann diese auch in umgekehrter Richtung aufbringen). Der Kraft-Zeit-Verlauf gleicht in diesem Bereich daher dem Kraft-Zeit-Verlauf aus Fig. 1 . Sinkt die Kraft F aber nun wieder unter das eingestellte Niveau für die Vorkraft, dann wird die Vorkraft wieder sukzessive erhöht, sodass sich auch am Ende des Crimp-Herstellvorgangs wieder ein horizontaler Abschnitt im Kraft-Zeit-Verlauf ergibt.
Durch Messen der aktuell aufgebrachten Vorkraft kann diese vom im Fig. 4 durchgezogen dargestellten Kraft-Zeit-Verlauf subtrahiert werden, sodass der Kraft- Zeit-Verlauf ohne Vorkraft rekonstruiert werden kann. Der resultierende Kraft-Zeit- Verlauf während des Crimp-Herstellvorgangs (hier strichliert dargestellt) gleicht daher dem in Fig. 1 dargestellten Verlauf, allerdings ohne die vom Lagerspiel herrührenden Bereiche A und B, die ja nach wie vor sehr weit links im Diagramm und damit weit vor dem Crimp-Herstellvorgang liegen. Der Vorteil an dieser Variante der Erfindung ist, dass die Maximal kraft im Kraft-Zeit- Verlauf trotz Aufbringung einer Vorkraft nicht über dem in Fig. 1 gezeigtem Niveau ohne Vorkraft liegt. Die Crimppresse wird durch die Vorkraft - anders als bei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Fällen - nicht höher beansprucht. Als Aktuatoren für die in Fig. 4 dargestellte Variante der Erfindung kommen zum Beispiel Pneumatik- oder Hydraulikzylinder in Betracht, deren Druck aktiv geregelt werden kann. Selbstverständlich können auch andere Aktuatoren, welche zur Aufbringung einer einstellbaren Vorkraft geeignet sind, eingesetzt werden. Vorteilhaft wird auch detektiert, ob Lagerflächen des Antriebs während des Crimp- Herstellvorgangs spielfrei aneinander liegen. Trifft dies nicht zu, weil zum Beispiel Anomalitäten, wie Abflachungen A und lokale Minima B, im Kraft-Zeit-Verlauf detektiert wurden, werden die Vorspann-Mittel beziehungsweise die Vorkraft so eingestellt, dass die genannten Lagerflächen während des Crimp-Herstellvorgangs spielfrei aneinander zu liegen kommen und somit keine Anomalitäten mehr auftreten. Vorteilhaft wird die Vorkraft so bemessen, dass gerade keine
Anomalitäten feststellbar sind.
Fig. 5 zeigt nun eine Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemässen
Crimppresse 1 . Die Crimppresse 1 umfasst einen Maschinenrahmen 2, eine in einer Antriebswellenlagerung 3 gelagerte Antriebswelle 4, einen mit der Antriebswelle 4 verbundenen Exzenter 5 und ein mit dem Exzenter 5 verbundenes Pleuel 6, welches über ein Pleuellager 7 mit einem Pressenschlitten 8 verbunden ist. Der
Pressenschlitten 8 ist dabei in den Schlittenführungen 9a und 9b verschiebbar gelagert.
Weiterhin ist eine Crimp-Vorrichtung 10, welches ein erstes Crimp-Werkzeug 1 1 umfasst, mit dem Maschinenrahmen 2 verbunden. In diesem Beispiel ist das erste Crimp-Werkzeug 1 1 gegenüber dem Maschinenrahmen 2 feststehend angeordnet. Dies ist aber keineswegs eine zwingende Bedingung. Vielmehr kann das erste Crimp-Werkzeug 1 1 auch gegenüber dem Maschinenrahmen 2 beweglich gelagert sein.
Über einen Biegebalken, auf dem ein Crimpkraftsensor 12 angeordnet ist, ist der Pressenschlitten 8 auch mit einem zweiten Crimp-Werkzeug 13 verbunden, welches solcherart gegenüber dem Maschinenrahmen 2 bewegbar ist. Schliesslich umfasst die Crimppresse 1 eine schlittenseitige Halterung 14, eine rahmenfeste Halterung 16 sowie ein zwischen der schlittenseitigen Halterung 14 und der rahmenfesten Halterung 16 angeordnetes elastisches Element 15.
Die Funktion der in der Fig. 5 dargestellten Crimppresse 1 ist nun wie folgt:
Über die Antriebswelle 4 wird der Exzenter 5 in Bewegung versetzt, welche die Antriebskraft über das Pleuel 6 auf den Pressenschlitten 8 überträgt. Beim Crimp- Herstellvorgang bewegt sich der Pressenschlitten 8 nach unten, sodass sich die beiden Chmp-Werkzeuge 1 1 und 13 einander annähern. Mit Hilfe des Crimpkraftsensors 12 wird dabei laufend die zwischen den Crimp-Werkzeugen 1 1 und 13 herrschende Kraft gemessen. Durch das elastische Element 15 wird nun eine Vorkraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug 1 1 und 13 aufgebracht, welche bereits vor dem Crimp- Herstellvorgang wirkt. Diese Vorkraft bewirkt, dass die Lagerflächen der Lager im Antriebsstrang aneinander zu liegen kommen. Dies betrifft im vorliegenden Fall beispielsweise die Lagerung zwischen dem Exzenter 5 und dem Pleuel 6, sowie zwischen Pleuel 6 und Pressenschlitten 8.
Trifft nun das zweite Crimp-Werkzeug 13 beim weiteren Herabbewegen des
Pressenschlittens 8 schliesslich auf ein (nicht dargestelltes) Werkstück, dann sind die Lagerspiele schon soweit abgebaut, dass sie die Kraftmessung während des eigentlichen Crimp-Herstellvorgangs nur mehr wenig oder gar nicht mehr
beeinflussen.
Alternativ oder zusätzlich zu dem auf Druck belasteten elastischen Element 15 kann auch ein elastisches Element 18 vorgesehen werden, welches zwischen einer rahmenfesten Halterung 17 und der schlittenseitigen Halterung 14 angeordnet ist und auf Zug beansprucht wird.
Als elastisches Element 15 oder 18 kann beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Evolutfeder, eine Blattfeder, eine Tellerfeder, eine Gasdruckfeder, eine
Elastomerfeder oder eine Feder aus einem Faserverbundwerkstoff vorgesehen sein, um einen Kraft-Zeit-Verlauf zu bewirken, wie er beispielsweise in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Anstelle der elastischen Elemente 15 oder 18 (oder auch zusätzlich dazu) können zudem Aktuatoren vorgesehen sein. Beispielsweise kann zwischen der
schlittenseitigen Halterung 14 und der rahmenfesten Halterung 16 ein
Pneumatikzylinder vorgesehen sein, dessen Druck aktiv geregelt werden kann, um so einen Kraft-Zeit-Verlauf zu bewirken, wie er beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Alternativ ist auch vorstellbar, dass elastische Elemente oder Aktuatoren an anderer Stelle als dargestellt angeordnet sind. Beispielsweise können diese direkt zwischen dem ersten und dem zweiten Crimp-Werkzeug 1 1 und 13 angeordnet sein.
Selbstverständlich können auch mehrere Vorspann-Mittel auf der Presse 1 angeordnet sein, beispielsweise zwischen Pleuel 6 und Exzenter 5 sowie zwischen Pleuel 6 und Pressenschlitten 8. Hier sind viele konstruktive Ausgestaltungen des erfinderischen Prinzips vorstellbar, deren Auffinden aber im Rahmen der
fachmännischen Routine liegt.
Abschliessend wird angemerkt, dass anstelle von Kraft-Zeit-Verläufen, so wie sie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt sind, gleichwertig auch Kraft-Weg-Verläufe für die Erfindung herangezogen werden können. Auch stellen die aufgezeigten Varianten der erfindungsgemässen Crimppresse 1 nur einen Ausschnitt aus den vielen Möglichkeiten dar und dürfen nicht dazu herangezogen werden, den
Anwendungsbereich der Erfindung zu limitieren. Selbstverständlich können die dargestellten Varianten beliebig kombiniert und abgeändert werden. Beispielsweise kann die Lehre aus den Figuren 2 und 4 kombiniert werden, indem eine Feder mit einem Aktuator kombiniert wird. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass Teile der in den Figuren dargestellten Vorrichtungen auch die Basis für unabhängige Erfindungen bilden können.
Bezugszeichenliste
A Abflachung
B lokales Minimum
C Federkennlinie
D Abschnitt zur Qualitätsbestimmung
F Kraft
t Zeit
I Crimp-Presse
2 Maschinenrahmen
3 Antriebswellenlagerung
4 Antriebswelle
5 Exzenter
6 Pleuel
7 Pleuellager
8 Pressenschlitten
9a, 9b Schlittenführung
10 Crimp-Vorrichtung
I I erstes Crimp-Werkzeug
12 Crimpkraftsensor
13 zweites Crimp-Werkzeug
14 schlittenseitige Halterung
15 elastisches Element für Druckanordnung
16 rahmenfeste Halterung für Druckanordnung 17 rahmenfeste Halterung für Zuganordnung
18 elastisches Element für Zuganordnung

Claims

Patentansprüche
1 . Crimppresse (1 ), umfassend
ein erstes Crimp-Werkzeug (1 1 ),
- ein gegenüber dem ersten Crimp-Werkzeug (1 1 ) bewegliches zweites Crimp- Werkzeug (13),
einen Antrieb (3..8) zum Aufbringen einer Crimp-Kraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug (1 1 , 13) während eines Crimp-Herstellvorgangs (D), gekennzeichnet durch
Vorspann-Mittel (15, 18) zum Aufbringen einer Vorkraft zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug (1 1 , 13), welche mit der Crimp-Kraft gleichgerichtet ist und bereits vor dem Crimp-Herstellvorgang (D) wirkt.
2. Crimppresse (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkraft derart bemessen ist, dass Lagerflächen des Antriebs (3..8) vor dem Crimp- Herstellvorgang (D) spielfrei aneinander liegen.
3. Crimppresse (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspann-Mittel (15, 18) zum Aufbringen der Vorkraft direkt auf das erste und zweite Crimp-Werkzeug (1 1 , 13) vorbereitet sind.
4. Crimppresse (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
diese einen Maschinenrahmen (2) umfasst, gegenüber dem das erste und/oder zweite Crimp-Werkzeug (1 1 , 13) bewegbar ist, und
- die Vorspann-Mittel (15, 18) zum Aufbringen der Vorkraft zwischen dem Maschinenrahmen (2) und dem ersten und/oder zweiten Crimp-Werkzeug (1 1 , 13) vorbereitet sind.
5. Crimppresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspann-Mittel (15, 18) durch zumindest eine Feder, insbesondere eine
Schraubenfeder, eine Evolutfeder, eine Blattfeder, eine Tellerfeder, eine
Gasdruckfeder, eine Elastomerfeder und/oder eine Feder aus einem
Faserverbundwerkstoff gebildet sind.
6. Crimppresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspann-Mittel (15, 18) durch zumindest einen Aktuator gebildet sind.
7. Crimppresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspann-Mittel (15, 18) einstellbar ausgeführt sind.
8. Crimppresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch
Mittel zur Detektion, ob Lagerflächen des Antriebs (3..8) während des Crimp- Herstellvorgangs (D) spielfrei aneinander liegen, und
Mittel zum Einstellen der Vorspann-Mittel (3..8) bei negativem Ausgang der
Überprüfung derart, dass die genannten Lagerflächen während des Crimp-
Herstellvorgangs (D) spielfrei aneinander zu liegen kommen.
9. Crimppresse (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
diese Mittel zum Erfassen der zwischen erstem und zweitem Crimp- Werkzeug (1 1 , 13) aufgebrachten Kraft (F) in Abhängigkeit von a) der Distanz zwischen erstem und zweitem Crimp-Werkzeug (1 1 , 13) und/oder b) der Zeit (t) umfasst und
- die Detektionsmittel zur Untersuchung eines während des Crimp-
Herstellvorgangs (D) aufgenommenen Kraft-Weg-Verlaufs und/oder Kraft-Zeit- Verlaufs auf einen Verlauf (A, B) hin, welcher von einem Lagerspiel im Antrieb (3..8) herrührt, ausgebildet sind.
10. Crimppresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
Mittel zum Erfassen der zwischen erstem und zweitem Crimp- Werkzeug (1 1 , 13) aufgebrachten Kraft (F) und
Mittel zum Senken der Vorkraft während des Crimp-Herstellvorgangs (D).
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