EP4049349A1 - Vorrichtung, verfahren und system zur montage eines elektrischen steckverbinders - Google Patents

Vorrichtung, verfahren und system zur montage eines elektrischen steckverbinders

Info

Publication number
EP4049349A1
EP4049349A1 EP20803484.3A EP20803484A EP4049349A1 EP 4049349 A1 EP4049349 A1 EP 4049349A1 EP 20803484 A EP20803484 A EP 20803484A EP 4049349 A1 EP4049349 A1 EP 4049349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
housing assembly
inner conductor
contact element
conductor contact
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.)
Pending
Application number
EP20803484.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Sorg
Pascal MAIER
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.)
Metzner Holding GmbH
Original Assignee
Metzner Holding GmbH
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 Metzner Holding GmbH filed Critical Metzner Holding GmbH
Publication of EP4049349A1 publication Critical patent/EP4049349A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve

Definitions

  • the invention relates to a device for assembling an electrical connector, having a feed device for pressing a front end of an electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element into a corresponding slot of a housing assembly of the connector.
  • the invention also relates to a method for assembling an electrical connector, according to which a front end of an electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element is pressed into a corresponding slot of a housing assembly of the connector by a feed device along a feed direction until the inner conductor contact element reaches a desired position within the housing assembly Has.
  • the invention also relates to a computer program product with program code means and a system for assembling an electrical connector.
  • a plug connector or mating plug connector can be a plug, a built-in plug, a socket, a coupling or an adapter.
  • the term "connector” or “mating connector” used in the context of the invention is representative of all variants.
  • a plug connection must withstand high loads, for example mechanical loads, and remain closed in a defined manner so that the electrical connection is not unintentionally separated, for example during the operation of a vehicle.
  • connectors for the automotive industry are those that they must be able to be manufactured economically in large numbers.
  • cable assembly that is as fully automated as possible is preferable, in particular for the assembly of cables for the automotive industry.
  • Corresponding production lines have to be established in order to achieve the required quantities with high quality at the same time.
  • an electrical cable is to be provided with an electrical connector at one of its ends or at both ends, it is usually necessary to push various connector components onto the cable in the sequence required later in order to keep them ready for the later connector assembly.
  • the previously pushed-on components can then be moved one after the other or simultaneously on the cable jacket in the direction of the front, free end of the cable in order to be assembled with a corresponding connector component.
  • support sleeves, compression or crimp sleeves and / or inner conductor contact elements are usually connected to the electrical conductors of the cables, in particular pressed, welded or soldered.
  • the support sleeves and press or crimp sleeves are provided for connection to an outer conductor of the cable (in particular for mounting on an outer conductor shielding braid), while the inner conductor contact elements are connected to the inner conductor or the inner conductors of the cable.
  • the cable is then usually installed in a housing assembly of the later connector. If necessary, several cables can also be installed in a housing assembly, depending on the connector type. For this purpose, the pre-assembled cables often have to be pressed into corresponding slots in the housing assembly with sufficient pressing force.
  • pressing the pre-assembled cables into a housing assembly is comparatively complex.
  • the press-in process must be carried out with high precision and accurate process monitoring.
  • the object of the present invention is to provide a device for assembling an electrical plug connector, which is particularly suitable for automated cable assembly.
  • the present invention is also based on the object of providing a method for assembling an electrical plug connector, which is particularly suitable for automated cable assembly.
  • the object is achieved for the device with the features listed in claim 1. With regard to the method, the object is achieved by the features of claim 9. Regarding the Computer program product, the object is achieved by the features of claim 20 and, with regard to the system, by claim 21.
  • a device for assembling an electrical connector having a feed device which is designed to press a front end of an electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element along a feed direction into a corresponding slot of a housing assembly of the connector until the inner conductor contact element has a desired position within the Has reached the housing assembly.
  • the inner conductor contact element is preferably pressed, welded and / or soldered to an inner conductor of the electrical cable.
  • the front end of the cable preferably has a support sleeve and / or a compression or crimp sleeve which is pressed on the front end of the cable with an outer conductor of the cable, in particular an outer conductor shielding braid of the cable.
  • the cable particularly preferably has a support sleeve which is mounted on the cable sheath of the cable and / or on the outer conductor shield braid of the cable, the outer conductor shield braid being folded back over the support sleeve and pressed between the crimp sleeve and the support sleeve.
  • the support sleeve and / or press or crimp sleeve can advantageously be used to press the cable within the slot of the housing assembly.
  • the target position is preferably a position of the inner conductor contact element within the housing assembly in which the inner conductor contact element engages with a latching means of the housing assembly and / or has assumed a plug-in position intended for later use of the connector in order to be connected to a corresponding mating connector.
  • the electrical connector to be assembled preferably has exactly one electrical cable or exactly two electrical cables. It can thus be provided to press in exactly one electrical cable or to press in precisely two electrical cables.
  • the electrical connector to be assembled can also have more than two electrical cables, for example three electrical cables or more electrical cables, four electrical cables or more electrical cables, five electrical cables or more electrical cables, six electrical cables or even more electrical cables .
  • the respective cables can be pressed in one after the other or at the same time, as will be described in more detail below. If “the” electrical cable or “an” electrical cable is used below, this is not to be understood as restrictive, but is only intended to improve readability. In principle, all further developments and variants of the invention described below can relate to exactly one electrical cable, to exactly two electrical cables or to even more electrical cables, even if this is not explicitly stated. In particular, features and variants that relate to the electrical cable can also relate to the cable referred to below as the “second” electrical cable - and vice versa.
  • the electrical cable is preferably designed as a high-voltage line.
  • the electrical connector is preferably designed as a high-voltage connector.
  • the electrical cable and / or the electrical connector can be viewed as part of the device within the scope of the invention.
  • the electrical cable and / or the electrical connector can, however, optionally also be independent of the device.
  • any electrical cable can be mounted in any plug connector or pressed into any housing assembly within the scope of the invention.
  • the electrical cable preferably has exactly one outer conductor or is designed as a shielded electrical cable.
  • the invention is particularly advantageously suitable for processing electrical cables with a large cross section for high power transmission, for example in the vehicle sector, particularly preferably in the field of electromobility. An electrical cable can thus be provided for the high-voltage range, in particular a high-voltage line.
  • the electrical cable can have any number of inner conductors, but preferably only a single inner conductor. However, two inner conductors or more inner conductors, three inner conductors or more inner conductors, four inner conductors or even more inner conductors can also be provided. If the cable has several inner conductors, these are pre-assembled with a respective inner conductor contact element. The inner conductor contact elements can then each be pushed into their own slot or into one or more common slots in the housing assembly when the front end of the cable is pressed into the housing assembly.
  • the electrical cable is particularly preferably designed as a coaxial cable with exactly one inner conductor and exactly one outer conductor.
  • the “front end” of the cable can be a cable end piece which preferably comprises at least the inner conductor contact element and one or more support sleeves or compression sleeves or crimp sleeves.
  • the invention can be provided for an automated or fully automated assembly of the electrical connector.
  • the device has an optical sensor device which is designed to detect the actual position of the inner conductor contact element within the housing assembly while the cable is being pressed in.
  • the optical sensor device is preferably designed as a camera, in particular a high-speed camera, and / or as a light band or light barrier.
  • the optical sensor device can be designed to detect the actual position of the inner conductor contact element continuously or in rapid succession. For example, 20 to 50 evaluations per second, preferably 50 to 200 evaluations per second, particularly preferably 200 to 400 evaluations per second, very particularly preferably 400 to 600 evaluations per second, even more preferably 600 to 1000 evaluations per second, for example 800 evaluations per second Second, or even more than 1000 evaluations per second.
  • the optical sensor device monitors the actual position of the inner conductor contact element while the cable is being pressed in along the feed direction, a high level of precision can be ensured during the assembly of the connector.
  • the inner conductor contact element can be positioned with high accuracy within the housing assembly.
  • a force transducer is also provided for detecting the pressing force applied when the cable is pressed in.
  • the force transducer can, for example, be integrated in the feed device.
  • the assembly process of the connector can advantageously be monitored and thus designed to be particularly process-reliable.
  • monitoring the pressing force and comparing it with the actual position simultaneously detected by the optical sensor device can be advantageous in order to check the assembly process.
  • the pressing force can thus be recorded and evaluated as a function of the actual position of the inner conductor contact element, for example.
  • the feed device has a holding device for fixing the cable during the pressing in.
  • the holding device can preferably have at least one clamping jaw that can be advanced to a cable jacket of the cable.
  • the holding device can be moved by the feed device, preferably together with the cable fixed therein, along the feed direction in order to press the front end of the cable into the slot of the housing assembly.
  • the holding device preferably has exactly one clamping jaw or exactly two clamping jaws which can be advanced in the direction of the central axis of the cable in order to fix the cable on its cable jacket.
  • precisely one adjustable clamping jaw is provided, this can press the cable against a support opposite the clamping jaw along the cable jacket to fix it.
  • the holding device preferably fixes the cable so that it cannot rotate.
  • the device can have a transport device in order to feed the cable into the feed device, in particular into the holding device.
  • the transport device can, for example, have drivable transport rollers in order to guide the cable tangentially between one another.
  • the transport device can also have a belt conveyor unit or one or more gripper units.
  • the transport device can take over a first infeed of the cable along the feed direction, after which the feed device takes over the further transport and the pressing in of the cable.
  • the device has a control unit for monitoring the assembly, in particular for evaluating the recorded actual position and the recorded pressing force in the context of quality assurance.
  • control unit can be set up to compare the detected pressing force with a specification for the pressing force and to classify the connector accordingly.
  • the connector can be marked or labeled depending on the classification. Depending on the classification, the connector can be divided into different quality classes and, if necessary, removed from production.
  • the control unit can in particular also be designed to cause the feed device to stop the pressing in of the cable or the feed of the cable as soon as the actual position detected by the optical sensor device corresponds to the intended target position.
  • the control unit can also regulate the advance of the cable as a function of the actual position and / or the detected pressing force, for example, slow it down while the actual position approaches the target position.
  • the control unit can be set up to partially or completely control and / or monitor the assembly process.
  • the control device can be set up to guide the responsible production employee through the machining process and to give the employee, for example, instructions for manual intervention or an error, for example by means of optical and / or acoustic indications.
  • processing tools of the device in particular processing tools that are interchangeable depending on the cable geometry / cable type or the connector geometry / connector type, have an identifier, for example a barcode, a QR coder or an RFID transponder.
  • the processing tools can be identified by reading devices distributed accordingly in the device (preferably monitored by the control unit), in particular to determine whether the correct processing tools are being used for the intended assembly process and / or whether the processing tools are even present at their respective destination or are correctly inserted.
  • the cable and / or the connector components have a respective identifier, for example a barcode, a QR code or an RFID transponder.
  • a respective identifier for example a barcode, a QR code or an RFID transponder.
  • the employee responsible in production can identify the cable and / or the connector components prior to insertion or during insertion into the device by means of an accessible or mobile reading device.
  • the control device can, for example, indicate to the user (including optically and / or acoustically) whether and for which slot in the housing assembly the cable is intended.
  • the identification can also take place in a completely automated manner if the reading device is positioned accordingly in the device.
  • the device has a fixing device for fixing the housing assembly at an assembly position along the feed direction.
  • the fixing device can in particular be deliverable to the housing assembly.
  • the housing assembly can be inserted into the device before the cable or cables are pressed in and can be removed from the device again after the cable or cables have been pressed in.
  • the fixing device can have one or more pressing jaws.
  • the fixing device can have a locking mechanism, preferably at least one locking pin, in order to fix the fixing device in the position delivered to the housing assembly.
  • a locking mechanism preferably at least one locking pin, in order to fix the fixing device in the position delivered to the housing assembly.
  • two locking pins that can be inserted into the fixing device on both sides are provided.
  • the locking pins are preferably delivered in a completely automated manner. To ensure a high level of security against manipulation during the connector assembly, it can be provided that the locking mechanism of the fixing device can only be unlocked in an unscheduled manner by means of a special release authorization.
  • the connector assembly can be documented as part of quality assurance.
  • bad parts i. H.
  • This process allows a high level of security against manipulation, but at the same time introduces particles (for example cut residues, film residues, etc.) into the device, which in turn should be avoided in order to ensure high quality during the connector assembly.
  • particles for example cut residues, film residues, etc.
  • the device has an alignment aid with a receptacle and / or with a stop for the front end of the cable.
  • the alignment aid can be set up to align the cable in the correct position at an initial position along the feed direction before it is pressed in.
  • the alignment aid can also be designed to be removed from the displacement path of the cable after the alignment of the cable, in particular orthogonally to the direction of advance.
  • the receptacle or the stop of the alignment aid can in particular be fork-shaped.
  • the alignment aid can advantageously be removed in a straight-line movement laterally or orthogonally to the feed direction.
  • the device has a test device which is set up to test correct pre-processing of the cable while the cable is being inserted into the device and / or while the cable is being pressed into the housing assembly.
  • the testing device is used to check that the cable sheath of the cable is correctly fitted with connector components (for example a line seal).
  • the connector components can be any components of the electrical connector to be mounted on the corresponding cable end, which preferably have a respective through-hole for receiving the cable.
  • the connector components can thus be slidable onto the electrical cable, in particular onto the cable sheath of the cable, before the pressing in, in particular also before the assembly of a support sleeve, a compression sleeve or crimp sleeve or the inner conductor contact element.
  • the diameter of the through bores can essentially correspond to the diameter of the electrical cable or its cable jacket.
  • the diameter of the through hole can, however, also be larger or slightly smaller than the diameter of the electrical cable or its cable jacket in order to be able to influence the mechanical play of a connector component pushed onto the cable.
  • the electrical cable can be equipped with any connector components within the scope of the invention.
  • the connector components is a support sleeve, a line seal, a cable retainer, a retaining cap or an angle cap.
  • the line seal can in particular be a mechanical seal, for example a sealing ring for sealing against dirt, dust, liquids or gases, which can be pushed into the housing assembly from the rear, for example.
  • the diameter of the through hole of the line seal can preferably be made somewhat smaller than the diameter of the cable jacket in order to improve the tightness.
  • the line seal can have any cross-sectional geometry. Circular pipe seals are often used. However, oval or polygonal, in particular rectangular, for example square line seals can also be provided. A certain orientation is usually not important when installing the pipe seal, especially in the case of pipe seals with a circular cross-sectional geometry. If an oval or polygonal (for example rectangular) line seal is provided, a predetermined orientation relative to further connector components can also be important for the line seal.
  • a cable retainer can in particular be a plug connector component that enables or supports a pull intercept of the cable.
  • an angled cap - can be a connector component that closes the connector on the cable side and fixes, for example, a cable retainer and / or a line seal in the connector, in particular in the housing assembly. It can be provided that the retaining cap or angle cap has latching means in order to latch with the cable retainer and / or the housing assembly.
  • the retaining cap or angle cap can also be referred to as an end cap assembly.
  • the connector components preferably each have only a single through-hole for receiving only a single electrical cable.
  • the connector components can, for example, also have a number of through-bores corresponding to the number of cables to be pressed into the housing assembly. The cables of the connector can thus optionally also be included in common connector components.
  • provision can be made to check the presence, the correct sequence, the correct spacing and / or the integrity of the connector components pushed onto the cable.
  • the check can take place when the cable is delivered by the transport device.
  • the integrity of the cable itself can also be checked.
  • protruding strands of a cable shielding braid can be recognized and the cable can be sorted out if necessary.
  • the test device can carry out an optical quality test using optical sensors.
  • a camera in particular a color camera, can preferably be provided.
  • the connector components and / or the cables are color-coded, for example have different colors for different cable diameters, the color camera can easily and yet highly precise detection of the correct assembly of the cable.
  • the contour of the connector components for example to ensure a correct assembly sequence and / or a correct alignment of the connector components, can preferably be checked separately from an optionally available color camera by one or more separate optical sensors.
  • An incorrectly processed or fitted cable can, for example, be excluded from the subsequent assembly, marked or marked as faulty and / or reworked.
  • the device has a pretensioning device which is set up to mechanically pretension a latching means provided for latching the inner conductor contact element within the housing assembly orthogonally to the feed direction.
  • the pretensioning device preferably has a telescopic ram that can be moved orthogonally to the feed direction.
  • the telescopic plunger can be used to connect the connector with a Mating connector provided plug area of the housing assembly are introduced to pretension the locking means.
  • the pretensioning device in particular a front end of the telescopic plunger, can have a button element, a proximity switch or an electrical contact in order to detect contact with the inner conductor contact element or an impending collision of the inner conductor contact element with the pretensioning device or the telescopic plunger.
  • the pretensioning device in particular the telescopic plunger, can finally be removed from the displacement path of the inner conductor contact element.
  • the feed device is designed to press a front end of a second electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element along the feed direction into a corresponding second slot of the housing assembly.
  • a second feed device presses in the second cable while the first cable is pressed in or after the first cable has been pressed in.
  • two feed devices are provided with a common drive, the drive initially driving the first feed device to press in the first cable and then driving the second feed device to press in the second cable.
  • an actuating device can be provided for actuating a secondary fuse of the housing assembly, for example a secondary fuse arranged centrally within the housing assembly.
  • the actuation device can have an actuation plunger in order to actuate the secondary fuse.
  • control device monitors the actuation of the secondary fuse and, for example, detects (e.g. by monitoring the displacement path and / or the forces occurring during actuation) whether or not the secondary fuse has been actuated correctly. In this way it can be detected in particular whether the secondary fuse is actually present in the housing assembly and / or whether the assembly has been carried out correctly, since otherwise the secondary fuse usually cannot be moved into its fuse position.
  • the invention also relates to a method for assembling an electrical connector. It is provided that a front end of an electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element is pressed into a corresponding slot of a housing assembly of the connector by a feed device along a feed direction until the Inner conductor contact element has reached a target position within the housing assembly. An optical sensor device detects the actual position of the inner conductor contact element within the housing assembly while the cable is being pressed in. A force transducer records the pressing force applied when the cable is pressed in.
  • a test device checks that the cable has been correctly pre-processed.
  • the front end of the cable is initially correctly aligned in an initial position along the feed direction before being pressed into the housing assembly by inserting and / or at least partially inserting the front end of the cable into a receptacle of an alignment aid is posted on a stop of the alignment aid.
  • a user or a transport device of the device or of a system for assembling the connector can thus advantageously position and / or align the cable by means of the alignment aid.
  • the cable is in a known starting position before it is pressed in and also already in a defined orientation.
  • the alignment aid is removed from the displacement path of the cable after the front end of the cable has been aligned in the correct position.
  • the alignment aid can preferably be removed in a linear movement orthogonal to the feed direction.
  • the alignment aid can, however, also be moved out of the displacement path by a pivoting movement.
  • the alignment aid is preferably automatically moved out of the displacement path.
  • the housing assembly is fixed in an assembly position by a fixing device before the cable is pressed in.
  • the housing assembly is advantageously in a known assembly position, which can simplify the monitoring of the actual position of the inner conductor contact element.
  • a pretensioning device mechanically pretensions a latching means provided for latching the inner conductor contact element within the housing assembly in the housing assembly orthogonally to the feed direction.
  • the latching means can be moved in particular out of the displacement path of the inner conductor contact element in order to avoid a collision of the inner conductor contact element with the latching means.
  • a collision of the inner conductor contact element with the latching means can, for example, lead to a falsified result when measuring or monitoring the pressing force.
  • any elastic or spring-mounted components of the housing assembly can in principle be prestressed by the prestressing device or moved out of the displacement path of the inner conductor contact element.
  • the pretensioning device pretensions the latching means by extending a telescopic ram.
  • any means for pretensioning the locking means can in principle be provided.
  • the pretensioning device is removed from the displacement path of the inner conductor contact element when it comes into contact with the inner conductor contact element of the electrical cable.
  • the pretensioning device in particular the telescopic plunger of the pretensioning device, is preferably removed from the displacement path of the cable or the inner conductor contact element as soon as the inner conductor contact element has been pushed sufficiently deep into the housing assembly to preload the locking means itself (or as soon as the inner conductor contact element at least partially "over" Locking means was moved).
  • a further pressing in of the cable can ultimately lead to the latching means latching into a corresponding receptacle in the inner conductor contact element and being relaxed again in the process.
  • the feed device stops the feed of the cable as soon as the actual position of the inner conductor contact element detected by the optical sensor device corresponds to the target position.
  • the advance of the advance device can be regulated as a function of the actual position and / or the detected pressing force.
  • a control unit evaluates the pressing force detected by the force transducer during the pressing in and compares it with a specification for the pressing force in order to classify the cable as part of quality assurance.
  • the connector can in particular be sorted out if the pressing force does not correspond to the specification or does not sufficiently correspond to the specification.
  • a front end of a second electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element is pressed into a corresponding second slot of the housing assembly along the feed direction.
  • the second cable can also be pressed in at the same time as the first cable.
  • a sequential pressing in of the cables can, however, be advantageous for monitoring the assembly process, in particular the pressing forces that occur.
  • the invention also relates to a computer program product with program code means to carry out a method according to the preceding and following statements when the program is executed on a control unit of a device for mounting an electrical connector (in particular on a device according to the preceding and following statements).
  • the control unit can be designed as a microprocessor. Instead of a microprocessor, any other device for implementing the control unit can also be provided, for example one or more arrangements of discrete electrical components on a circuit board, a programmable logic controller (PLC), an application-specific integrated circuit (ASIC) or another programmable circuit, for example also a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic arrangement (PLA) and / or a commercially available computer.
  • PLC programmable logic controller
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • PLA programmable logic arrangement
  • the invention also relates to a system for assembling an electrical connector.
  • the system includes a device for assembling the electrical connector.
  • the device has a feed device which is designed to press a front end of an electrical cable pre-assembled with an inner conductor contact element along a feed direction into a corresponding slot of a housing assembly of the connector until the Inner conductor contact element has reached a target position within the housing assembly.
  • the device also has an optical sensor device which is designed to detect the actual position of the inner conductor contact element within the housing assembly while the cable is being pressed in.
  • the device also has a force transducer for detecting the pressing force applied when the cable is pressed in.
  • the system also comprises at least one processing module, which is independent of the device, for processing the electrical cable.
  • the device or the individual processing modules can have a modular structure, as a result of which individual processing modules of the assembly can be replaced, modified or removed without great effort.
  • the system can be configured with simple means, in particular for processing different types of cables or connectors.
  • the independent processing modules can preferably be arranged upstream or downstream of the device.
  • At least one of the independent processing modules can be used as a processing module to ensure the correct assembly of the cable with connector components and / or as a processing module for cutting the cable to length and / or as a processing module for stripping cable components of the cable and / or is designed as a processing module for equipping the cable with one or more connector components.
  • Further processing modules that are independent of one another and of the device can also be provided, which are arranged upstream or downstream of the device.
  • the invention also relates to an electrical connector which has been assembled using a method according to the above and following statements.
  • the invention also relates to an electrical connector which has been assembled with a device according to the preceding and following statements.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment during the introduction of two electrical cables into respective feed devices;
  • FIG. 2 shows the device of FIG. 1 after the cables have been fixed in a respective holding device
  • FIG. 3 shows the device of FIG. 2 after the housing assembly has been fixed by a fixing device and while the front end of the first cable is being fed into the housing assembly by the first feed device;
  • FIG. 4 shows the device of FIG. 3 after the inner conductor contact element of the first cable has reached the desired position in the housing assembly
  • FIG. 5 shows a pretensioning device with a telescopic ram for mechanically pretensioning a locking means within the housing assembly
  • FIG. 6 shows the pretensioning device of FIG. 6 while the inner conductor contact element triggers removal of the telescopic plunger from the displacement path of the inner conductor contact element by touching a button element of the telescopic plunger;
  • FIG. 7 shows the device from FIG. 6 while the sensor device monitors the actual position of the inner conductor contact element within the housing assembly in the course of the further pressing in of the front end of the cable;
  • FIG. 8 shows the device from FIG. 7 after the inner conductor contact element has reached the desired position within the housing assembly
  • FIG. 9 shows a device according to the invention in accordance with a second, preferred exemplary embodiment while the electrical cable is being inserted into the feed device
  • FIG. 10 shows the device of FIG. 10 after the correct position of the cable has been aligned in the starting position using the alignment aid
  • FIG. 11 shows the device of FIG. 11 after the housing assembly has been fixed by the fixing device and after the cable has been fixed in the holding device;
  • FIG. 12 shows the exemplary connector after both cables have been pressed in during final assembly;
  • FIG. 13 shows a system for mounting the electrical connector with a device for mounting the electrical connector and further processing modules that are independent of the device.
  • FIGS. 1 to 4 show a device 1 according to the invention for assembling an electrical plug connector 2 (see FIG. 12) during various assembly steps. All representations are to be understood as examples and in a highly schematic manner and are only intended to serve to understand the invention.
  • FIG. 1 shows a state of the device 1 during the insertion of pre-assembled electrical cables 3 a, 3 b, which are subsequently to be mounted in a housing assembly 4 of the plug connector 2.
  • the invention is described using a plug connector 2 which is able to accommodate two electrical cables 3a, 3b.
  • the invention can also be suitable for use with a plug connector of a different type, in particular for use with a plug connector which has only a single electrical cable.
  • the electrical cables 3a, 3b shown are also only to be understood as examples. In principle, the invention can be suitable for use with any electrical cable, for example also for use with an electrical cable with several inner conductors.
  • the electrical cables 3a, 3b shown as an example are prefabricated at their respective front end 5 with an inner conductor contact element 6, which is electrically and mechanically connected to an inner conductor of the cable 3a, 3b.
  • the inner conductor contact element 6 can, for example, be pressed or welded, in particular ultrasonically welded, to the inner conductor of the cable 3a, 3b.
  • the inner conductor contact element 6 can be accommodated in an insulating housing 7, for example an insulating housing 7 consisting of two insulating shells.
  • the cable 3a, 3b can also be pre-assembled with a support sleeve 8 which is applied to the cable sheath 9 of the cable 3a, 3b and / or the outer conductor of the cable 3a, 3b, in particular an outer conductor shielding braid 10 (see FIG. 13).
  • a crimp sleeve 11 can be pushed onto the support sleeve 8 and crimped or pressed with the support sleeve 8.
  • the outer conductor shielding braid 10 can run between the support sleeve 8 and the crimp sleeve 11 and was folded back over the support sleeve 8 before the crimp sleeve 11 was applied.
  • further connector components can also be pushed onto the cable sheath 9 of the cable 3a, 3b for the subsequent final assembly of the connector 2, for example a line seal 12 shown, a cable retainer 13 and a retaining cap 14.
  • the cables 3a, 3b can be fed to the device 1 by a transport device (not shown in detail) or by a user. This process is shown in FIG.
  • a test device 15 checks correct pre-processing, in particular the correct pre-fitting of the cable jacket 9 with the connector components 12, 13, 14.
  • the test device 15 can in particular be designed as an optical test device 15, for example as a camera or light strip. If the test device 15 detects faulty pre-processing of the cable 3a, 3b, in particular insufficient pre-fitting of the cable 3a, 3b, the assembly process can, for example, be interrupted and the cable 3a, 3b sorted out.
  • the feed device 16 is used to press the front end 5 of the cable 3a, 3b into a corresponding slot 17 in the housing assembly 4 of the connector 2 and will be described in more detail below.
  • the cables 3a, 3b can preferably be attached to an initial position PA with the aid of an alignment aid 18 and aligned in the correct position.
  • the alignment aid 18 has, for example, a stop 18a for the crimp sleeve 11.
  • the feed device 16 has a holding device 19 for fixing the cable 3a, 3b.
  • the holding device 19 has two clamping jaws 20 which can be advanced to the cable jacket 9 of the cable 3a, 3b. After the cable 3a, 3b has been inserted or fed in, the clamping jaws 20 can be correspondingly closed or the cable 3a, 3b can be fixed by the holding device 19.
  • the feed device 16 feeds the cables 3a, 3b in the feed direction X to the housing assembly 4 and presses them into it.
  • the processing or pressing in of the cables 3a, 3b by the two feed devices 16 can take place in parallel or one after the other.
  • the cables 3a, 3b are preferably pressed in one after the other in order to be able to better control and monitor the pressing process.
  • a common feed device 16 or at least a common drive for the feed devices 16 can accordingly also be provided.
  • the feed device 16 has a rail system in order to move the holding device 19 linearly along the feed direction X.
  • a spindle drive is provided which selectively delivers only one of the two holding devices 19.
  • the feed device 16 can then press the front end 5 of the cable 3 a, 3 b into the corresponding slot 17 in the housing assembly 4.
  • the crimping sleeve 11 is preferably pressed into the slot 17, from which the subsequent holding force of the cable 3a, 3b in the plug connector 2 results.
  • a force transducer 23 is provided for detecting the pressing force applied when the cable 3a, 3b is pressed in.
  • the force transducer 23 is part of the feed device 16 and is only indicated as a black box in FIG.
  • the feed device 16 presses the front end 5 of the cable 3a, 3b into the housing assembly 4 until the inner conductor contact element 6 has reached a target position Ps within the housing assembly 4.
  • An optical sensor device 24 detects the actual position Pi of the inner conductor contact element 6 within the housing assembly 4 while the cable 3a, 3b is being pressed in.
  • a control unit 25 (also only indicated as a black box in FIG. 1) can be provided for monitoring the assembly of the connector 2, in particular for evaluating the recorded actual position Pi and the recorded pressing force as part of quality assurance.
  • the control unit 25 is able to evaluate the pressing force detected by the force transducer 23 during the pressing-in process and to compare it with a specification for the pressing force. If the pressing force does not correspond to the specification, the connector 2 can for example be marked accordingly and, if necessary, sorted out.
  • Figures 5 to 8 show the pressing of the cable 3a, 3b into the housing assembly 4 in a side view, the housing assembly 4 being shown in section and greatly simplified.
  • the housing assembly 4 can have a spring-loaded latching means 26 in order to fix the inner conductor contact element 6.
  • a pre-tensioning device 27 can be provided in order to first mechanically pre-tension the latching means 26 within the housing assembly 4 orthogonally to the feed direction X.
  • the pretensioning device 27 can have, for example, an extendable telescopic ram 28 which pretensions the latching means 26 out of the displacement path of the inner conductor contact element 6 against a spring force.
  • the pretensioning device 27 can be removed from the displacement path when it comes into contact with the inner conductor contact element 6 or when it comes into contact with the inner conductor contact element 6.
  • a button element 29 is shown as an example, which can be touched by the inner conductor contact element 6 and thereby triggers the retraction, for example also a mechanical snap, of the telescopic plunger 28 (see FIGS. 6 and 7). Then the front end 5 of the cable 3a, 3b can continue into the Housing assembly 4 are pressed in until the inner conductor contact element 6 has reached its target position Ps in the housing assembly 4 (see FIG. 8).
  • FIGS. 9 to 11 show a preferred embodiment of the device 1 according to the invention.
  • FIG. 9 shows the state during the insertion of a first cable 3a into the device 1.
  • FIG 18 was correctly aligned in the starting position PA.
  • the cable 3 a was fixed by a single clamping jaw 20 of the holding device 19 in that the cable 3 a is pressed by the clamping jaw 20 against a support 30.
  • the housing assembly 4 is also fixed in FIG. 11 by a fixing device 21 with a single press jaw 22 in the manner of a plate having a negative of the housing assembly for the subsequent pressing.
  • Figure 12 shows the exemplary, schematically illustrated connector 2 during its final assembly.
  • the line seal 12 can first be pushed into the respective slot 17 of the housing assembly 4 and fixed by the cable retainer 13.
  • the retaining cap 14 can then be applied from the outside to the slot 17 and fixed.
  • the device 1 according to the invention can be part of a system 31 for assembling the electrical connector 2.
  • An exemplary system 31 is shown in FIG.
  • the system 31 can have at least one processing module 32, which is independent of the device 1, for assembling the electrical cable 3 a, 3 b or for assembling the electrical plug connector 2.
  • processing modules 32 are shown in FIG.
  • the individual processing modules 32 are arranged in groups 33, 34, for example.
  • Two groups 33, 34 of processing modules 32 are shown by way of example.
  • processing modules 32 of a first group 33 can be designed for pre-assembling the electrical cable 3a, 3b.
  • processing modules 32 can be provided to cut the cable 3a, 3b to a predetermined length, in order to strip cable components (for example a region of the cable jacket 9), in order to process the outer conductor shielding braid 10 of the cable 3a, 3b, in order to create one or more support sleeves 8 and / or to apply crimp sleeves 11 in order to push the connector components 12, 13, 14 onto the cable jacket 9 and / or to mount the inner conductor contact element 6 and optionally the insulating housing 7.
  • the cables 3a, 3b pre-assembled in this way can then be transferred to the second group 34 of processing modules, the device 1 according to the invention being exemplarily part of the second group 34 is shown.
  • the cables 3a, 3b can accordingly be pressed into the housing assembly 4 using the device 1 according to the invention, after which the final assembly can take place in a further, subsequent processing module 32.
  • a workpiece carrier system 35 can be provided for transporting the cables 3a, 3b.
  • the cables 3a, 3b can thus be transported between the processing modules 32 or between the groups 33, 34 of processing modules 32.
  • a respective conveying device 36 and a respective transport device 37 are preferably provided in order to connect the cable or cables 3a, 3b and / or the processing modules 32 (and / or the tools of the processing modules 32) to one another to deliver the processing.
  • the transport device 37 can also serve to introduce the cable 3a, 3b into the device 1 according to the invention.
  • the transport device 37 can be part of the device 1 and / or part of the system 31.
  • a gripping device 38 or some other transport system can also be provided in order to transport the cables 3 a, 3 b between the various groups 33, 34 of processing modules 32.
  • provision can optionally be made for the first group 33 of processing modules 32 for pre-assembling the electrical cable 3a, 3b to be provided twice in the system 31, in particular if the plug connector 2 with two cables 3a, 3b are to be fitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2). Die Vorrichtung weist eine Vorschubeinrichtung (16) auf die ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines elektrischen Kabels (3a, 3b) entlang einer Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden Steckplatz (17) einer Gehäusebaugruppe (4) des Steckverbinders (2) einzupressen, bis das Innenleiterkontaktelement (6) eine Sollposition (Ps) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) erreicht hat. Die Vorrichtung (1) weist außerdem eine optische Sensoreinrichtung (24) auf, die zur Erfassung der Istposition (Pl) des Innenleiterkontaktelements (6) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) während des Einpressens des Kabels (3a, 3b) ausgebildet ist. Die Vorrichtung (1) weist ferner einen Kraftaufnehmer (23) auf, der zur Erfassung der beim Einpressen des Kabels (3a, 3b) aufgebrachten Presskraft ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung, Verfahren und System zur Montage eines elektrischen Steckverbinders
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, aufweisend eine Vorschubeinrichtung zum Einpressen eines mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektionierten, vorderen Endes eines elektrischen Kabels in einen korrespondierenden Steckplatz einer Gehäusebaugruppe des Steckverbinders.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, wonach ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines elektrischen Kabels von einer Vorschubeinrichtung entlang einer Vorschubrichtung in einen korrespondierenden Steckplatz einer Gehäusebaugruppe des Steckverbinders eingepresst wird, bis das Innenleiterkontaktelement eine Sollposition innerhalb der Gehäusebaugruppe erreicht hat.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln und ein System zur Montage eines elektrischen Steckverbinders.
Bei der Konfektionierung von Kabeln werden deren Leiter typischerweise mit einem Steckverbinder verbunden, um anschließend elektrische Verbindungen mit anderen Kabeln bzw. Leitern, die korrespondierende Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder aufweisen, hersteilen zu können. Bei einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich um einen Stecker, einen Einbaustecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder" bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
Insbesondere an Steckverbinder für die Automobilindustrie bzw. für Fahrzeuge werden hohe Anforderungen an deren Robustheit und die Sicherheit der Steckverbindungen gestellt. Vor allem die Elektromobili- tät stellt die Automobilindustrie und deren Zulieferer vor große Herausforderungen, da in den Fahrzeugen über die Kabel bzw. Leitungen mitunter hohe Ströme mit Spannungen bis zu 1.500 V übertragen werden. Bei der Gefahr, die ein Versagen von Bauteilen in einem Elektrofahrzeug zur Folge hätte, müssen demnach besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Kabel bzw. Leitungen und Steckverbindungen gestellt werden.
So muss eine Steckverbindung mitunter hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen, standhalten sowie definiert geschlossen bleiben, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt, beispielsweise während des Betriebs eines Fahrzeugs, getrennt wird.
Eine weitere Anforderung an Steckverbinder für die Automobilindustrie besteht darin, dass diese in hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar sein müssen. Eine möglichst vollautomatisierte Kabelkonfektionierung ist aus diesem Grunde insbesondere zur Konfektionierung von Kabeln für die Automobilindustrie vorzuziehen. So müssen entsprechende Fertigungsstraßen etabliert werden, um die geforderten Stückzahlen bei gleichzeitig hoher Qualität zu erreichen. Insbesondere wenn ein elektrisches Kabel an einem seiner Enden oder an beiden Enden mit einem elektrischen Steckverbinder versehen werden soll, ist es in der Regel erforderlich, diverse Steckverbinderkomponenten auf das Kabel in der später benötigten Reihenfolge aufzuschieben, um diese für die spätere Steckverbindermontage bereitzuhalten. Die zuvor aufgeschobenen Komponenten können dann nacheinander oder gleichzeitig auf dem Kabelmantel in Richtung auf das vordere, freie Ende des Kabels bewegt werden, um mit einem korrespondierenden Steckverbinderbauteil zusammengefügt zu werden.
Des Weiteren werden im Rahmen einer Vorkonfektionierung der Kabel in der Regel Stützhülsen, Press- bzw. Crimphülsen und/oder Innenleiterkontaktelemente mit den elektrischen Leitern der Kabel verbunden, insbesondere verpresst, verschweißt oder verlötet. Die Stützhülsen und Press- bzw. Crimphülsen sind dabei zur Verbindung mit einem Außenleiter des Kabels vorgesehen (insbesondere zur Montage auf einem Außenleiterschirmgeflecht), während die Inneneiterkontaktelemente mit dem Innenleiter bzw. den Innenleitern des Kabels verbunden sind.
Im Anschluss an die Vorkonfektionierung wird das Kabel dann in der Regel in einer Gehäusebaugruppe des späteren Steckverbinders montiert. Dabei können in einer Gehäusebaugruppe gegebenenfalls auch mehrere Kabel montiert werden, je nach Steckverbindertyp. Häufig müssen die vorkonfektionierten Kabel hierzu mit einer ausreichenden Presskraft in entsprechende Steckplätze der Gehäusebaugruppe eingepresst werden.
Insbesondere im Rahmen einer Massenfertigung ist das Einpressen der vorkonfektionierten Kabel in eine Gehäusebaugruppe vergleichsweise aufwändig. Außerdem muss das Einpressen zur Sicherstellung eines qualitativ hochwertigen und robusten Steckverbinders mit hoher Präzision und akkurater Prozessüberwachung erfolgen.
In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Montage eines elektrischen Steckverbinders bereitzustellen, die sich insbesondere im Rahmen einer automatisierten Kabelkonfektionierung vorteilhaft eignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders bereitzustellen, das sich insbesondere im Rahmen einer automatisierten Kabelkonfektionierung vorteilhaft eignet.
Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Computerprogrammprodukt und ein vorteilhaftes System zur Montage eines elektrischen Steckverbinders bereitzustellen.
Die Aufgabe wird für die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Bezüglich des Computerprogrammprodukts wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 20 und betreffend das System durch Anspruch 21 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Es ist eine Vorrichtung zur Montage eines elektrischen Steckverbinders vorgesehen, aufweisend eine Vorschubeinrichtung die ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines elektrischen Kabels entlang einer Vorschubrichtung in einen korrespondierenden Steckplatz einer Gehäusebaugruppe des Steckverbinders einzupressen, bis das Innenleiterkontaktelement eine Sollposition innerhalb der Gehäusebaugruppe erreicht hat.
Vorzugsweise ist das Innenleiterkontaktelement mit einem Innenleiter des elektrischen Kabels verpresst, verschweißt und/oder verlötet.
Vorzugsweise weist das vordere Ende des Kabels eine Stützhülse und/oder eine Press- bzw. Crimphülse auf, die auf dem vorderen Ende des Kabels mit einem Außenleiter des Kabels, insbesondere einem Außenleiterschirmgeflecht des Kabels, verpresst ist. Besonders bevorzugt weist das Kabel eine Stützhülse auf, die auf dem Kabelmantel des Kabels und/oder auf dem Außenleiterschirmgeflecht des Kabels montiert ist, wobei das Außenleiterschirmgeflecht über die Stützhülse nach hinten umgeschlagen und zwischen der Crimphülse und der Stützhülse verpresst ist.
Die Stützhülse und/oder Press- bzw. Crimphülse kann vorteilhaft zum Verpressen des Kabels innerhalb des Steckplatzes der Gehäusebaugruppe dienen.
Bei der Sollposition handelt es sich vorzugsweise um eine Position des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe in der das Innenleiterkontaktelement mit einem Rastmittel der Gehäusebaugruppe verrastet und/oder eine für die spätere Verwendung des Steckverbinders vorgesehene Steckposition eingenommen hat, um mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder verbunden zu werden.
Der zu montierende elektrische Steckverbinder weist vorzugsweise genau ein elektrisches Kabel oder genau zwei elektrische Kabel auf. Es kann somit vorgesehen sein, genau ein elektrisches Kabel einzupressen oder genau zwei elektrische Kabel einzupressen. Grundsätzlich kann der zu montierende elektrische Steckverbinder aber auch noch mehr als zwei elektrische Kabel aufweisen, beispielsweise drei elektrische Kabel oder mehr elektrische Kabel, vier elektrische Kabel oder mehr elektrische Kabel, fünf elektrische Kabel oder mehr elektrische Kabel, sechs elektrische Kabel oder noch mehr elektrische Kabel.
Die jeweiligen Kabel können nacheinander oder gleichzeitig eingepresst werden, wie dies nachfolgend noch näher beschrieben wird. Sofern nachfolgend von "dem" elektrischen Kabel oder von "einem" elektrischen Kabel gesprochen wird so ist dies nicht einschränkend zu verstehen sondern soll lediglich der besseren Lesbarkeit dienen. Grundsätzlich können sich alle nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen und Varianten der Erfindung auf genau ein elektrisches Kabel, auf genau zwei elektrische Kabel oder auf noch mehr elektrische Kabel beziehen, auch wenn dies nicht explizit angegeben ist. Insbesondere können sich Merkmale und Varianten, die sich auf das elektrische Kabel beziehen auch auf das nachfolgend als "zweites" elektrisches Kabel bezeichnete Kabel beziehen - und umgekehrt.
Vorzugsweise ist das elektrische Kabel als Hochvoltleitung ausgebildet.
Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder als Hochvolt-Steckverbinder ausgebildet.
Das elektrische Kabel und/oder der elektrische Steckverbinder können im Rahmen der Erfindung als Teil der Vorrichtung betrachtet werden. Das elektrische Kabel und/oder der elektrische Steckverbinder können gegebenenfalls aber auch unabhängig von der Vorrichtung sein.
Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung ein beliebiges elektrisches Kabel in einem beliebigen Steckverbinder montiert bzw. in eine beliebige Gehäusebaugruppe eingepresst werden. Vorzugsweise weist das elektrische Kabel allerdings genau einen Außenleiter auf bzw. ist als geschirmtes elektrisches Kabel ausgebildet. Besonders vorteilhaft eignet sich die Erfindung zur Bearbeitung von elektrischen Kabeln mit großem Querschnitt für eine hohe Stromübertragung, beispielsweise im Fahrzeugbereich, besonders bevorzugt im Bereich der Elektromobilität. Es kann somit ein elektrisches Kabel für den Hochvoltbereich vorgesehen sein, insbesondere eine Hochvoltleitung.
Das elektrische Kabel kann eine beliebige Anzahl Innenleiter aufweisen, vorzugsweise jedoch nur einen einzigen Innenleiter. Es können aber auch zwei Innenleiter oder mehr Innenleiter, drei Innenleiter oder mehr Innenleiter, vier Innenleiter oder noch mehr Innenleiter vorgesehen sein. Sofern das Kabel mehrere Innenleiter aufweist, sind diese mit einem jeweiligen Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniert. Die Innenleiterkontaktelemente können dann in jeweils einen eigenen Steckplatz oder in einen oder mehrere gemeinsame Steckplätze in der Gehäusebaugruppe eingeschoben werden, wenn das vordere Ende des Kabels in die Gehäusebaugruppe eingepresst wird.
Besonders bevorzugt ist das elektrische Kabel als Koaxialkabel mit genau einem Innenleiter und genau einem Außenleiter ausgebildet.
Bei dem "vorderen Ende" des Kabels kann es sich um ein Kabelendstück handeln, das vorzugsweise zumindest das Innenleiterkontaktelement und eine oder mehrere Stützhülsen oder Presshülsen bzw. Crimphülsen umfasst. Insbesondere kann die Erfindung für eine automatisierte oder vollautomatisierte Montage des elektrischen Steckverbinders vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine optische Sensoreinrichtung auf, die zur Erfassung der Istpo- sition des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe während des Einpressens des Kabels ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die optische Sensoreinrichtung als Kamera, insbesondere Hochgeschwindigkeitskamera, und/oder als Lichtband bzw. Lichtschranke ausgebildet.
Die optische Sensoreinrichtung kann ausgebildet sein um die Istposition des Innenleiterkontaktelements kontinuierlich oder in schneller Abfolge zu erfassen. Beispielsweise können 20 bis 50 Auswertungen pro Sekunde, vorzugsweise 50 bis 200 Auswertungen pro Sekunde, besonders bevorzugt 200 bis 400 Auswertungen pro Sekunde, ganz besonders bevorzugt 400 bis 600 Auswertungen pro Sekunde, noch weiter bevorzugt 600 bis 1000 Auswertungen pro Sekunde, beispielsweise 800 Auswertungen pro Sekunde, oder sogar noch mehr als 1000 Auswertungen pro Sekunde vorgesehen sein.
Dadurch, dass die optische Sensoreinrichtung die Istposition des Innenleiterkontaktelements während des Einpressens des Kabels entlang der Vorschubrichtung überwacht kann eine hohe Präzision bei der Montage des Steckverbinders sichergestellt werden. Insbesondere kann das Innenleiterkontaktelement mit hoher Genauigkeit innerhalb der Gehäusebaugruppe positioniert werden.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Kraftaufnehmer zur Erfassung der beim Einpressen des Kabels aufgebrachten Presskraft vorgesehen.
Der Kraftaufnehmer kann beispielsweise in der Vorschubeinrichtung integriert sein.
Durch die Überwachung der Presskraft kann der Montagevorgang des Steckverbinders vorteilhaft überwacht und damit besonders Prozesssicher ausgestaltet werden.
Insbesondere kann eine Überwachung der Presskraft und ein Abgleich mit der von der optischen Sensoreinrichtung gleichzeitig erfassten Istposition vorteilhaft sein, um den Montagevorgang zu überprüfen. Die Presskraft kann damit beispielsweise in Abhängigkeit der Istposition des Innenleiterkontaktelements erfasst und ausgewertet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorschubeinrichtung eine Halteeinrichtung zum Fixieren des Kabels während des Einpressens aufweist. Die Halteeinrichtung kann vorzugsweise zumindest eine an einen Kabelmantel des Kabels zustellbare Klemmbacke aufwei- sen. Die Halteeinrichtung ist von der Vorschubeinrichtung vorzugsweise zusammen mit dem darin fixierten Kabel entlang der Vorschubrichtung bewegbar, um das vordere Ende des Kabels in den Steckplatz der Gehäusebaugruppe einzupressen.
Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung genau eine Klemmbacke oder genau zwei Klemmbacken auf, die in Richtung auf die Mittelachse des Kabels zustellbar sind, um das Kabel an seinem Kabelmantel zu fixieren.
Sofern genau eine zustellbare Klemmbacke vorgesehen ist kann diese das Kabel zu dessen Fixierung gegen eine der Klemmbacke entlang des Kabelmantels gegenüberliegende Auflage pressen.
Vorzugsweise fixiert die Halteeinrichtung das Kabel verdrehsicher.
Die Vorrichtung kann eine Transporteinrichtung aufweisen, um das Kabel in die Vorschubeinrichtung, insbesondere in die Halteeinrichtung, zuzustellen. Die Transporteinrichtung kann beispielsweise antreib- bare Transportrollen aufweisen, um das Kabel tangential zwischeneinander zu führen. Die Transporteinrichtung kann auch eine Bandfördereinheit oder einen oder mehrere Greifereinheiten aufweisen. Die Transporteinrichtung kann eine erste Zustellung des Kabels entlang der Vorschubrichtung übernehmen, wonach die Vorschubeinrichtung den Weitertransport und das Einpressen des Kabels übernimmt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Steuereinheit zur Überwachung der Montage aufweist, insbesondere zur Auswertung der erfassten Istposition und der erfassten Presskraft im Rahmen einer Qualitätssicherung.
Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, um die erfasste Presskraft mit einer Vorgabe für die Presskraft abzugleichen und den Steckverbinder entsprechend zu klassifizieren. Der Steckverbinder kann in Abhängigkeit der Klassifizierung markiert bzw. gekennzeichnet werden. Der Steckverbinder kann in Abhängigkeit der Klassifizierung in verschiedene Güteklassen eingeteilt und gegebenenfalls auch aus der Produktion entfernt werden.
Die Steuereinheit kann insbesondere auch ausgebildet sein um die Vorschubeinrichtung zu veranlassen, das Einpressen des Kabels bzw. den Vorschub des Kabels zu stoppen, sobald die von der optischen Sensoreinrichtung erfasste Istposition der vorgesehenen Sollposition entspricht. Die Steuereinheit kann den Vorschub des Kabels gegebenenfalls auch in Abhängigkeit der Istposition und/oder der erfassten Presskraft regeln, beispielsweise verlangsamen während sich die Istposition der Sollposition annähert.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein um das Montageverfahren teilweise oder vollständig zu steuern und/oder zu überwachen. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, den zuständigen Mitarbeiter der Produktion durch den Bearbeitungsprozess zu leiten und dem Mitarbeiter beispielsweise Anweisungen für einen manuellen Eingriff oder einen Fehlerfall geben, beispielsweise durch optische und/oder akustische Hinweise.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass einzelne oder alle Bearbeitungswerkzeuge der Vorrichtung, insbesondere Bearbeitungswerkzeuge, die in Abhängigkeit der Kabelgeometrie / Kabelart oder der Steckverbindergeometrie / Steckverbinderart austauschbar sind, einen Identifi- kator aufweisen, beispielsweise einen Strichcode, einen QR-Coder oder einen RFID-Transponder. Auf diese Weise können die Bearbeitungswerkzeuge von entsprechend in der Vorrichtung verteilt angeordneten Lesegeräten identifiziert werden (vorzugsweise überwacht durch die Steuereinheit), insbesondere um festzustellen, ob die korrekten Bearbeitungswerkzeuge für den vorgesehenen Montagevorgang verwendet werden und/oder ob die Bearbeitungswerkzeuge an ihrem jeweiligen Bestimmungsort überhaupt vorhanden bzw. korrekt eingesetzt sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kabel und/oder die Steckverbinderkomponenten einen jeweiligen Identifikator aufweisen, beispielsweise einen Strichcode, einen QR-Code oder einen RFID- Transponder. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die korrekten Kabeltypen und/oder Steckverbinderkomponenten für den vorgesehenen Montageprozess verwendet werden. Beispielsweise kann der zuständige Mitarbeiter der Produktion das Kabel und/oder die Steckverbinderkomponenten vor dem Einlegen oder während des Einlegens in die Vorrichtung mittels eines zugänglichen oder mobilen Lesegeräts identifizieren. Die Steuereinrichtung kann dem Benutzer in diesem Fall beispielsweise anzei- gen (u. a. optisch und/oder akustisch), ob und für welchen Steckplatz der Gehäusebaugruppe das Kabel vorgesehen ist. Alternativ kann die Identifizierung auch vollständig automatisiert erfolgen, wenn das Lesegerät entsprechend in der Vorrichtung positioniert ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der Gehäusebaugruppe an einer Montageposition entlang der Vorschubrichtung aufweist.
Die Fixiereinrichtung kann insbesondere an die Gehäusebaugruppe zustellbar sein. Hierdurch kann die Gehäusebaugruppe vor dem Einpressen des Kabels oder der Kabel in die Vorrichtung eingelegt werden und nach dem Einpressen des Kabels oder der Kabel Wieder aus der Vorrichtung entnommen werden.
Die Fixiereinrichtung kann eine oder mehrere Pressbacken aufweisen.
Die Fixiereinrichtung kann einen Verriegelungsmechanismus aufweisen, vorzugsweise wenigstens einen Sperrstift, um die Fixiereinrichtung in der an die Gehäusebaugruppe zugestellten Position zu fixieren. Vorzugsweise sind zwei beidseitig in die Fixiereinrichtung einführbare Sperrstifte vorgesehen. Die Zustellung der Sperrstifte erfolgt vorzugsweise vollständig automatisiert. Zur Sicherstellung einer hohen Manipulationssicherheit bei der Steckverbindermontage kann vorgesehen sein, dass der Verriegelungsmechanismus der Fixiereinrichtung nur durch eine besondere Freigabeberechtigung außerplanmäßig entriegelbar ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Dokumentation der Steckverbindermontage im Rahmen einer Qualitätssicherung erfolgen.
Im Rahmen der Qualitätssicherung kann außerdem vorgesehen sein, so genannte "Schlechtteile", d. h. fehlerhaft oder mit nicht ausreichender Qualität montierte Steckverbinder auszusortieren. Um ein Aussortieren der Schlechtteile in jedem Fall sicherzustellen ist es bekannt, das Schlechtteil erkennbar zu markieren oder zu zerstören. Insbesondere ist es bekannt, das Kabel zu zerschneiden. Dieser Vorgang ermöglicht zwar eine hohe Manipulationssicherheit, bringt allerdings gleichzeitig Partikel (beispielsweise Schnittreste, Folienreste etc.) in die Vorrichtung ein, was zur Sicherstellung einer hohen Qualität bei der Steckverbindermontage wiederum vermieden werden sollte. Aus diesem Grunde kann es vorgesehen sein, die Gehäusebaugruppen von Schlechtteilen durch den Verriegelungsmechanismus der Fixiereinrichtung in der Vorrichtung zunächst entnahmesicher zu fixieren und die Bearbeitung zu unterbrechen, bis das Schlechtteil durch eine besondere Freigabeberechtigung aus der Vorrichtung entnommen wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Ausrichtungshilfe mit einer Aufnahme und/oder mit einem Anschlag für das vordere Ende des Kabels aufweist. Die Ausrichtungshilfe kann eingerichtet sein, um das Kabel vor dem Einpressen an einer Ausgangsposition entlang der Vorschubrichtung lagerichtig auszurichten.
Die Ausrichtungshilfe kann außerdem ausgebildet sein um nach dem Ausrichten des Kabels aus dem Verschiebeweg des Kabels entfernt zu werden, insbesondere orthogonal zu der Vorschubrichtung.
Die Aufnahme bzw. der Anschlag der Ausrichtungshilfe kann insbesondere gabelförmig ausgebildet sein. Somit kann die Ausrichtungshilfe vorteilhaft in einer geradlinigen Bewegung seitlich bzw. orthogonal zur Vorschubrichtung entfernt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Prüfeinrichtung aufweist die eingerichtet ist, um während des Einlegens des Kabels in die Vorrichtung und/oder während des Einpressens des Kabels in die Gehäusebaugruppe eine korrekte Vorbearbeitung des Kabels zu prüfen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, mittels der Prüfeinrichtung eine korrekte Vorbestückung des Kabelmantels des Kabels mit Steckverbinderkomponenten (beispielsweise einer Leitungsdichtung) zu überprüfen. Bei den Steckverbinderkomponenten kann es sich um beliebige Komponenten des auf dem entsprechenden Kabelende zu montierenden elektrischen Steckverbinders handeln, die vorzugsweise eine jeweilige Durchgangsbohrung zur Aufnahme des Kabels aufweisen. Die Steckverbinderkomponenten können somit vor dem Einpressen, insbesondere auch vor der Montage einer Stützhülse, einer Presshülse bzw. Crimphülse oder dem Innenleiterkontaktelement, auf das elektrische Kabel, insbesondere auf den Kabelmantel des Kabels, aufschiebbar sein. Der Durchmesser der Durchgangsbohrungen kann dabei im Wesentlichen dem Durchmesser des elektrischen Kabels bzw. dessen Kabelmantels entsprechen. Der Durchmesser der Durchgangsbohrung kann allerdings auch größer oder geringfügig kleiner sein als der Durchmesser des elektrischen Kabels bzw. dessen Kabelmantels, um das mechanische Spiel einer auf das Kabel aufgeschobene Steckverbinderkomponente beeinflussen zu können.
Grundsätzlich kann das elektrische Kabel im Rahmen der Erfindung mit beliebigen Steckverbinderkomponenten bestückt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Steckverbinderkomponenten eine Stützhülse, eine Leitungsdichtung, eine Kabelfesthaltung, eine Haltekappe oder eine Winkelkappe ist.
Bei der Leitungsdichtung kann es sich insbesondere um eine mechanische Dichtung, beispielsweise einen Dichtring zur Abdichtung gegen Schmutz, Staub, Flüssigkeiten oder Gase handeln, die beispielsweise von hinten in die Gehäusebaugruppe eingeschoben werden kann. Der Durchmesser der Durchgangsbohrung der Leitungsdichtung kann vorzugsweise etwas kleiner ausgebildet sein als der Durchmesser des Kabelmantels, um die Dichtigkeit zu verbessern. Die Leitungsdichtung kann eine beliebige Querschnittsgeometrie aufweisen. Häufig werden kreisrunde Leitungsdichtungen verwendet. Es können aber auch ovale oder mehreckige, insbesondere rechteckige, beispielsweise auch quadratische Leitungsdichtungen vorgesehen sein. Auf eine bestimmte Orientierung kommt es bei der Montage der Leitungsdichtung in der Regel nicht an, insbesondere bei Leitungsdichtungen mit kreisrunder Querschnittsgeometrie. Sofern eine ovale oder mehreckige (beispielsweise rechteckige) Leitungsdichtung vorgesehen ist, kann es hingegen auch bei der Leitungsdichtung auf eine vorgegebene Orientierung relativ zu weiteren Steckverbinderkomponenten ankommen.
Bei einer Kabelfesthaltung kann es sich insbesondere um eine Steckverbinderkomponente handeln, die einen Zugabfang des Kabels ermöglicht oder unterstützt.
Eine abschließende Haltekappe - oder im Falle eines gewinkelten Steckverbinders eine Winkelkappe - kann eine den Steckverbinder kabelseitig abschließende Steckverbinderkomponente sein, die beispielsweise eine Kabelfesthaltung und/oder eine Leitungsdichtung in dem Steckverbinder, insbesondere in der Gehäusebaugruppe, fixiert. Es kann vorgesehen sein, dass die Haltekappe oder Winkelkappe Rastmittel aufweist, um mit der Kabelfesthaltung und/oder der Gehäusebaugruppe zu verrasten. Die Haltekappe bzw. Winkelkappe kann auch als Abschlusskappenbaugruppe bezeichnet werden. Vorzugsweise weisen die Steckverbinderkomponenten jeweils nur eine einzige Durchgangsbohrung zur Aufnahme nur eines einzigen elektrischen Kabels auf. Die Steckverbinderkomponenten können beispielsweise aber auch eine der Anzahl der in die Gehäusebaugruppe einzupressenden Kabel entsprechende Anzahl Durchgangsbohrungen aufweisen. Die Kabel des Steckverbinders können somit gegebenenfalls auch in gemeinsamen Steckverbinderkomponenten aufgenommen sein.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, das Vorhandensein, die korrekte Reihenfolge, das korrekte Abstandsmaß und/oder die Unversehrtheit von auf das Kabel aufgeschobenen Steckverbinderkomponenten zu überprüfen. Ganz besonders bevorzugt kann die Prüfung beim Zustellen des Kabels durch die Transporteinrichtung erfolgen.
Auch die Unversehrtheit des Kabels an sich kann geprüft werden. Somit können beispielsweise abstehende Litzen eines Kabelschirmgeflechts erkannt und das Kabel ggf. aussortiert werden.
Beispielsweise kann die Prüfeinrichtung eine optische Qualitätsprüfung mittels optischer Sensoren durchführen.
Vorzugsweise kann eine Kamera, insbesondere ein Farbkamera, vorgesehen sein. Insbesondere wenn die Steckverbinderkomponenten und/oder die Kabel farblich codiert sind, beispielsweise für verschiedene Kabeldurchmesser verschiedene Farben aufweisen, kann durch die Farbkamera eine einfache und doch hochpräzise Erkennung der korrekten Bestückung des Kabels erfolgen.
Die Kontur der Steckverbinderkomponenten, beispielsweise zur Sicherstellung einer korrekten Bestückungsreihenfolge und/oder einer korrekten Ausrichtung der Steckverbinderkomponenten kann vorzugsweise separat zu einer gegebenenfalls vorhandenen Farbkamera von einem oder mehreren separaten optischen Sensoren geprüft werden.
Ein nicht korrekt bearbeitetes bzw. bestücktes Kabel kann beispielsweise von der nachfolgenden Montage ausgeschlossen, als fehlerhaft gekennzeichnet bzw. markiert und/oder nachbearbeitet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Vorspanneinrichtung aufweist die eingerichtet ist, um ein zur Verrastung des Innenleiterkontaktelements vorgesehenes Rastmittel innerhalb der Gehäusebaugruppe orthogonal zu der Vorschubrichtung mechanisch vorzuspannen.
Hierdurch kann das Einführen des Innenleiterkontaktelements in die Gehäusebaugruppe vereinfacht werden.
Die Vorspanneinrichtung weist vorzugsweise einen orthogonal zu der Vorschubrichtung verfahrbaren Teleskopstößel auf. Der Teleskopstößel kann in einen zum Verbinden des Steckverbinders mit einem Gegensteckverbinder vorgesehenen Steckbereich der Gehäusebaugruppe eingeführt werden, um das Rastmittel vorzuspannen.
Die Vorspanneinrichtung, insbesondere ein vorderes Ende des Teleskopstößels, kann ein Tasterelement, einen Näherungsschalter oder einen elektrischen Kontakt aufweisen um eine Berührung des Innenleiterkontaktelements oder eine anstehende Kollision des Innenleiterkontaktelements mit der Vorspanneinrichtung bzw. dem Teleskopstößel zu erkennen. Bei einer erkannten Kollision oder einer anstehenden Kollision kann die Vorspanneinrichtung, insbesondere der Teleskopstößel, schließlich aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements entfernt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorschubeinrichtung ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines zweiten elektrischen Kabels entlang der Vorschubrichtung in einen korrespondierenden zweiten Steckplatz der Gehäusebaugruppe einzupressen.
Dies erfolgt vorzugsweise nachdem das erste Kabel bis in seine Sollposition eingepresst wurde.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine zweite Vorschubeinrichtung das zweite Kabel einpresst, während das erste Kabel eingepresst wird oder nachdem das erste Kabel eingepresst wurde.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei Vorschubeinrichtungen mit einem gemeinsamen Antrieb vorgesehen sind, wobei der Antrieb zunächst die erste Vorschubeinrichtung antreibt um das erste Kabel einzupressen und anschließend die zweite Vorschubeinrichtung antreibt um das zweite Kabel einzupressen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer Sekundärsicherung der Gehäusebaugruppe vorgesehen sein, beispielsweise eine mittig innerhalb der Gehäusebaugruppe angeordnete Sekundärsicherung. Die Betätigungseinrichtung kann einen Betätigungsstößel aufweisen, um die Sekundärsicherung zu betätigen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung die Betätigung der Sekundärsicherung überwacht und beispielsweise erfasst (z. B. durch Überwachung des Verschiebewegs und/oder der bei der Betätigung auftretenden Kräfte), ob die Sekundärsicherung korrekt betätigt wurde oder nicht. Auf diese Weise kann insbesondere erfasst werden, ob die Sekundärsicherung überhaupt in der Gehäusebaugruppe vorhanden ist und/oder ob die Montage korrekt erfolgt ist, da sich die Sekundärsicherung andernfalls in der Regel nicht in ihre Sicherungsposition verbringen lässt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders. Es ist vorgesehen, dass ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines elektrischen Kabels von einer Vorschubeinrichtung entlang einer Vorschubrichtung in einen korrespondierenden Steckplatz einer Gehäusebaugruppe des Steckverbinders eingepresst wird, bis das Innenleiterkontaktelement eine Sollposition innerhalb der Gehäusebaugruppe erreicht hat. Eine optische Sensoreinrichtung erfasst während des Einpressens des Kabels die Istposition des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe. Ein Kraftaufnehmer erfasst die beim Einpressen des Kabels aufgebrachte Presskraft.
Es kann vorgesehen sein, dass das vorstehend und nachfolgend beschriebene Verfahren unter Verwendung der bereits beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wird.
Erfindungsgemäß kann somit eine besonders genaue und prozesssichere Montage des Steckverbinders erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass vor dem Einpressen des Kabels in die Gehäusebaugruppe von einer Prüfeinrichtung eine korrekte Vorbearbeitung des Kabels geprüft wird.
Insbesondere kann eine korrekte Bestückung des Kabelmantels mit einer Steckverbinderkomponente oder mit mehreren Steckverbinderkomponenten geprüft werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vordere Ende des Kabels vor dem Einpressen in die Gehäusebaugruppe zunächst in einer Ausgangsposition entlang der Vorschubrichtung lagerichtig ausgerichtet wird, indem das vordere Ende des Kabels zumindest teilweise in eine Aufnahme einer Ausrichtungshilfe eingeführt und/oder an einem Anschlag der Ausrichtungshilfe angeschlagen wird.
Ein Benutzer oder eine Transporteinrichtung der Vorrichtung oder eines Systems zur Montage des Steckverbinders kann das Kabel somit mittels der Ausrichtungshilfe vorteilhaft positionieren und/oder ausrichten.
Somit befindet sich das Kabel vor dem Einpressen in einer bekannten Ausgangsposition und außerdem auch bereits in einer definierten Orientierung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausrichtungshilfe nach dem lagerichtigen Ausrichten des vorderen Endes des Kabels aus dem Verschiebeweg des Kabels entfernt wird.
Die Ausrichtungshilfe kann vorzugsweise orthogonal zu der Vorschubrichtung in einer linearen Bewegung entfernt werden. Die Ausrichtungshilfe kann aber auch durch eine Schwenkbewegung aus dem Verschiebeweg bewegt werden.
Vorzugsweise wird die Ausrichtungshilfe automatisch aus dem Verschiebeweg bewegt. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusebaugruppe vor dem Einpressen des Kabels von einer Fixiereinrichtung in einer Montageposition fixiert wird.
Hierdurch befindet sich die Gehäusebaugruppe vorteilhaft in einer bekannten Montageposition, was die Überwachung der Istposition des Innenleiterkontaktelements vereinfachen kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Vorspanneinrichtung ein zur Verrastung des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe vorgesehenes Rastmittel in der Gehäusebaugruppe orthogonal zu der Vorschubrichtung mechanisch vorspannt.
Hierdurch kann das Rastmittel insbesondere aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements bewegt werden, um eine Kollision des Innenleiterkontaktelements mit dem Rastmittel zu vermeiden. Eine Kollision des Innenleiterkontaktelements mit dem Rastmittel kann beispielsweise bei der Messung bzw. Überwachung der Presskraft zu einem verfälschten Resultat führen.
Anstelle eines Rastmittels können grundsätzlich beliebige elastische oder federgelagerte Komponenten der Gehäusebaugruppe durch die Vorspanneinrichtung vorgespannt bzw. aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements bewegt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorspanneinrichtung das Rastmittel durch das Ausfahren eines Teleskopstößels vorspannt.
Anstelle eines Teleskopstößels können grundsätzlich aber beliebige Mittel zum Vorspannen des Rastmittels vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorspanneinrichtung bei Berührung mit dem Innenleiterkontaktelement des elektrischen Kabels aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements entfernt wird.
Vorzugsweise wird die Vorspanneinrichtung, insbesondere der Teleskopstößel der Vorspanneinrichtung, aus dem Verschiebeweg des Kabels bzw. des Innenleiterkontaktelements entfernt, sobald das Innenleiterkontaktelement ausreichend tief in die Gehäusebaugruppe eingeschoben wurde, um das Rastmittel selbst vorzuspannen (bzw. sobald das Innenleiterkontaktelement zumindest teilweise "über" das Rastmittel bewegt wurde). Ein weiteres Einpressen des Kabels kann schließlich dazu führen, dass das Rastmittel in eine korrespondierende Aufnahme in dem Innenleiterkontaktelement einrastet und sich dabei wieder entspannt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorschubeinrichtung den Vorschub des Kabels stoppt, sobald die von der optischen Sensoreinrichtung erfasste Istposition des Innenleiterkontaktelements der Sollposition entspricht.
Der Vorschub der Vorschubeinrichtung kann in Abhängigkeit der Istposition und/oder der erfassten Presskraft geregelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit die während des Einpressens von dem Kraftaufnehmer erfasste Presskraft auswertet und mit einer Vorgabe für die Presskraft abgleicht, um das Kabel im Rahmen einer Qualitätssicherung zu klassifizieren.
Der Steckverbinder kann insbesondere aussortiert werden, wenn die Presskraft nicht der Vorgabe entspricht bzw. nicht ausreichend der Vorgabe entspricht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach dem Erreichen der Sollposition des Innenleiterkontaktelements des Kabels ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines zweiten elektrischen Kabels entlang der Vorschubrichtung in einen korrespondierenden zweiten Steckplatz der Gehäusebaugruppe eingepresst wird.
Das zweite Kabel kann grundsätzlich aber auch gleichzeitig mit dem ersten Kabel eingepresst werden. Ein sequentielles Einpressen der Kabel kann allerdings zur Überwachung des Montageprozesses, insbesondere der auftretenden Presskräfte, von Vorteil sein.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinheit einer Vorrichtung zur Montage eines elektrischen Steckverbinders ausgeführt wird (insbesondere auf einer Vorrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen).
Die Steuereinheit kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebige weitere Einrichtung zur Implementierung der Steuereinheit vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.
Die Erfindung betrifft auch ein System zur Montage eines elektrischen Steckverbinders. Das System umfasst eine Vorrichtung zur Montage des elektrischen Steckverbinders. Die Vorrichtung weist eine Vorschubeinrichtung auf die ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement vorkonfektioniertes, vorderes Ende eines elektrischen Kabels entlang einer Vorschubrichtung in einen korrespondierenden Steckplatz einer Gehäusebaugruppe des Steckverbinders einzupressen, bis das Innenleiterkontaktelement eine Sollposition innerhalb der Gehäusebaugruppe erreicht hat. Die Vorrichtung weist außerdem eine optische Sensoreinrichtung auf, die zur Erfassung der Istposition des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe während des Einpressens des Kabels ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist ferner einen Kraftaufnehmer zur Erfassung der beim Einpressen des Kabels aufgebrachten Presskraft auf. Das System umfasst außerdem zumindest ein von der Vorrichtung unabhängiges Bearbeitungsmodul zur Bearbeitung des elektrischen Kabels.
Die erfindungsgemäße Verteilung der Bearbeitungsschritte auf mehrere voneinander unabhängige Bear- beitungsmodule ermöglicht es, das System als "Fließbandprozess" bzw. als "Taktautomat" mit aufeinanderfolgenden Einzelschritten zu betreiben, um die Bearbeitungszeit bei einer Massenabfertigung zu reduzieren.
Ferner kann die Vorrichtung bzw. können die einzelnen Bearbeitungsmodule modular aufgebaut sein, wodurch einzelne Bearbeitungsmodule der Baugruppe ohne großen Aufwand ersetzt, modifiziert oder entfernt werden können. Hierdurch kann das System, insbesondere für die Bearbeitung verschiedener Kabelarten oder Steckverbinder, mit einfachen Mitteln konfigurierbar sein.
Die unabhängigen Bearbeitungsmodule können der Vorrichtung vorzugsweise vorgeordnet oder nachgeordnet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der unabhängigen Bearbeitungsmodule als ein Bearbeitungsmodul zur Sicherstellung der korrekten Bestückung des Kabels mit Steckverbinderkomponenten und/oder als ein Bearbeitungsmodul zum Ablängen des Kabels und/oder als ein Bearbeitungsmodul zum Abisolieren von Kabelkomponenten des Kabels und/oder als ein Bearbeitungsmodul zur Bestückung des Kabels mit einer oder mehreren Steckverbinderkomponenten ausgebildet ist.
Es können auch noch weitere, voneinander und von der Vorrichtung unabhängige Bearbeitungsmodule vorgesehen sein, die der Vorrichtung vorgeordnet oder nachgeordnet sind.
Die Erfindung betrifft auch einen elektrischen Steckverbinder, der nach einem Verfahren gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen montiert wurde.
Die Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Steckverbinder, der mit einer Vorrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen montiert wurde.
Merkmale, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das Verfahren, das Computerprogrammprodukt und das System vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, auch auf das Verfahren, das Computerprogrammprodukt und das System bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielswiese ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
Die Anmelderin behält sich vor, eine Vorrichtung als unabhängige Erfindung zu beanspruchen, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst, wobei allerdings das Merkmal c) des Anspruch 1 betreffend den Kraftaufnehmer lediglich optional ist. Die Anmelderin behält sich ferner vor ein dementsprechendes Verfahren ohne das zwingende Merkmal eines Kraftaufnehmers und ein dementsprechendes System ohne das zwingende Merkmal eines Kraftaufnehmers zu beanspruchen. Die weiteren Ansprüche, Anspruchsmerkmale und die in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbarten Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der genannten, unabhängigen Erfindung.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel während des Einführens zweier elektrischer Kabel in jeweilige Vorschubeinrichtungen;
Figur 2 die Vorrichtung der Figur 1 nach dem Fixieren der Kabel in einer jeweiligen Halteeinrichtung;
Figur 3 die Vorrichtung der Figur 2 nach dem Fixieren der Gehäusebaugruppe durch eine Fixiereinrichtung und während des Zustellens des vorderen Endes des ersten Kabels in die Gehäusebaugruppe durch die erste Vorschubeinrichtung;
Figur 4 die Vorrichtung der Figur 3 nachdem das Innenleiterkontaktelement des ersten Kabels die Sollposition in der Gehäusebaugruppe erreicht hat;
Figur 5 eine Vorspanneinrichtung mit einem Teleskopstößel zum mechanischen Vorspannen eines Rastmittels innerhalb der Gehäusebaugruppe;
Figur 6 die Vorspanneinrichtung der Figur 6 während das Innenleiterkontaktelement durch Berührung eines Tasterelements des Teleskopstößels ein Entfernen des Teleskopstößels aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements auslöst;
Figur 7 die Vorrichtung der Figur 6 während die Sensoreinrichtung die Istposition des Innenleiterkontaktelements innerhalb der Gehäusebaugruppe im Verlauf des weiteren Einpressens des vorderen Endes des Kabels überwacht;
Figur 8 die Vorrichtung der Figur 7, nachdem das Innenleiterkontaktelement die Sollposition innerhalb der Gehäusebaugruppe erreicht hat;
Figur 9 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einem zweiten, bevorzugten Ausführungsbeispiel während des Einführens des elektrischen Kabels in die Vorschubeinrichtung;
Figur 10 die Vorrichtung der Figur 10 nach dem lagerichtigen Ausrichten des Kabels in der Ausgangsposition unter Verwendung der Ausrichtungshilfe;
Figur 11 die Vorrichtung der Figur 11 nach dem Fixieren der Gehäusebaugruppe durch die Fixiereinrichtung und nach dem Fixieren des Kabels in der Halteeinrichtung; Figur 12 den beispielhaften Steckverbinder nach dem Einpressen beider Kabel während der Endmontage; und
Figur 13 ein System zur Montage des elektrischen Steckverbinders mit einer Vorrichtung zur Montage des elektrischen Steckverbinders und weiteren, von der Vorrichtung unabhängigen Bearbeitungsmodulen.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Montage eines elektrischen Steckverbinders 2 (vgl. Figur 12) während verschiedener Montageschritte. Alle Darstellungen sind beispielhaft und stark schematisiert zu verstehen und sollen lediglich dem Verständnis der Erfindung dienen.
Figur 1 zeigt einen Zustand der Vorrichtung 1 während des Einlegens von vorkonfektionierten elektrischen Kabeln 3a, 3b, die nachfolgend in einer Gehäusebaugruppe 4 des Steckverbinders 2 montiert werden sollen. Rein beispielhaft wird die Erfindung anhand eines Steckverbinders 2 beschrieben, der zwei elektrische Kabel 3a, 3b aufzunehmen vermag. Grundsätzlich kann sich die Erfindung auch zur Verwendung mit einem Steckverbinder anderen Typs eignen, insbesondere zur Verwendung mit einem Steckverbinder, der lediglich ein einziges elektrisches Kabel aufweist.
Auch die dargestellten elektrischen Kabel 3a, 3b sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich kann sich die Erfindung zur Verwendung mit einem beliebigen elektrischen Kabel eignen, beispielsweise auch zur Verwendung mit einem elektrischen Kabel mit mehreren Innenleitern.
Die beispielhaft dargestellten elektrischen Kabel 3a, 3b sind an ihrem jeweiligen vorderen Ende 5 mit einem Innenleiterkontaktelement 6 vorkonfektioniert, das mit einem Innenleiter des Kabels 3a, 3b elektrisch und mechanisch verbunden ist. Das Innenleiterkontaktelement 6 kann beispielsweise mit dem Innenleiter des Kabels 3a, 3b verpresst oder verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, sein. Das Innenleiterkontaktelement 6 kann, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, in einem Isoliergehäuse 7, beispielsweise einem aus zwei Isolierschalen bestehenden Isoliergehäuse 7, aufgenommen sein. Das Kabel 3a, 3b kann ferner mit einer Stützhülse 8 vorkonfektioniert sein, die auf dem Kabelmantel 9 des Kabels 3a, 3b und/oder dem Außenleiter des Kabels 3a, 3b, insbesondere einem Außenleiterschirmgeflecht 10 (vgl. Figur 13) aufgebracht ist. Auf die Stützhülse 8 kann eine Crimphülse 11 aufgeschoben und mit der Stützhülse 8 vercrimpt bzw. verpresst sein. Zwischen der Stützhülse 8 und der Crimphülse 11 kann das Außenleiterschirmgeflecht 10 verlaufen, das vor dem Aufbringen der Crimphülse 11 nach hinten über die Stützhülse 8 umgeschlagen wurde.
Schließlich können auf dem Kabelmantel 9 des Kabels 3a, 3b für die spätere Endmontage des Steckverbinders 2 auch noch weitere Steckverbinderkomponenten aufgeschoben sein, beispielsweise eine dargestellte Leitungsdichtung 12, eine Kabelfesthaltung 13 und eine Haltekappe 14. Die Kabel 3a, 3b können der Vorrichtung 1 von einer nicht näher dargestellten Transporteinrichtung oder von einem Benutzer zugeführt werden. Dieser Vorgang ist in Figur 1 dargestellt.
Insbesondere während des Zuführens kann vorgesehen sein, dass eine Prüfeinrichtung 15 eine korrekte Vorbearbeitung, insbesondere die korrekte Vorbestückung des Kabelmantels 9 mit den Steckverbinderkomponenten 12, 13, 14 prüft. Die Prüfeinrichtung 15 kann insbesondere als optische Prüfeinrichtung 15, beispielsweise als Kamera oder Lichtband, ausgebildet sein. Sofern die Prüfeinrichtung 15 eine fehlerhafte Vorbearbeitung des Kabels 3a, 3b, insbesondere eine unzureichende Vorbestückung des Kabels 3a, 3b feststellt, kann der Montageprozess beispielsweise unterbrochen und das Kabel 3a, 3b aussortiert werden.
Während des Einführens der Kabel 3a, 3b können diese entlang einer Vorschubrichtung X in eine Vorschubeinrichtung 16 eingeschoben werden. Die Vorschubeinrichtung 16 dient dem Einpressen des vorderen Endes 5 des Kabels 3a, 3b in einen korrespondieren Steckplatz 17 in der Gehäusebaugruppe 4 des Steckverbinders 2 und wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Die Kabel 3a, 3b können vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Ausrichtungshilfe 18 an einer Ausgangsposition PA angeschlagen und lagerichtig ausgerichtet werden. Die Ausrichtungshilfe 18 weist hierzu beispielsweise einen Anschlag 18a für die Crimphülse 11 auf.
Die Vorschubeinrichtung 16 weist eine Halteeinrichtung 19 zum Fixieren des Kabels 3a, 3b auf. Die Halteeinrichtung 19 weist in dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei an den Kabelmantel 9 des Kabels 3a, 3b zustellbare Klemmbacken 20 auf. Nach dem Einlegen bzw. Zuführen des Kabels 3a, 3b können die Klemmbacken 20 entsprechend geschlossen bzw. das Kabel 3a, 3b durch die Halteeinrichtung 19 fixiert werden.
Anschließend kann vorgesehen sein, dass die Vorschubeinrichtung 16 die Kabel 3a, 3b in Vorschubrichtung X an die Gehäusebaugruppe 4 zustellt und in diese Einpresst.
Grundsätzlich kann die Bearbeitung bzw. das Einpressen der Kabel 3a, 3b von den beiden Vorschubeinrichtungen 16 parallel oder aber auch nacheinander erfolgen. Vorzugsweise werden die Kabel 3a, 3b nacheinander eingepresst, um den Einpressvorgang besser kontrollieren und überwachen zu können. Grundsätzlich kann demnach auch eine gemeinsame Vorschubeinrichtung 16 oder zumindest ein gemeinsamer Antrieb für die Vorschubeinrichtungen 16 vorgesehen sein. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 weist die Vorschubeinrichtung 16 ein Schienensystem auf, um die Halteeinrichtung 19 linear entlang der Vorschubrichtung X zu verfahren. In dem in den Figuren 9 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hingegen ein Spindelantrieb vorgesehen, der wahlweise nur eine der beiden Halteeinrichtungen 19 zustellt. Nach dem Fixieren des Kabels 3a, 3b kann vor dem Einpressen des Kabels 3a, 3b die Gehäusebaugruppe 4 zunächst mittels einer Fixiereinrichtung 21 in einer Montageposition fixiert werden. Beispielhaft sind zwei Pressbacken 22 zum Fixieren der Gehäusebaugruppe 4 dargestellt.
Anschließen kann die Vorschubeinrichtung 16 das vordere Ende 5 des Kabels 3a, 3b in den entsprechenden Steckplatz 17 in der Gehäusebaugruppe 4 einpressen. Vorzugsweise wird dabei die Crimp- hülse 11 in den Steckplatz 17 eingepresst, woraus sich die spätere Haltekraft des Kabels 3a, 3b in dem Steckverbinder 2 ergibt.
Es ist ein Kraftaufnehmer 23 zur Erfassung der bei Einpressen des Kabels 3a, 3b aufgebrachten Presskraft vorgesehen. Der Kraftaufnehmer 23 ist im Ausführungsbeispiel Teil der Vorschubeinrichtung 16 und lediglich als Black Box in Figur 1 angedeutet. Die Vorschubeinrichtung 16 presst das vordere Ende 5 des Kabels 3a, 3b in die Gehäusebaugruppe 4 ein, bis das Innenleiterkontaktelement 6 eine Sollposition Ps innerhalb der Gehäusebaugruppe 4 erreicht hat. Eine optische Sensoreinrichtung 24 erfasst die Istposi- tion Pi des Innenleiterkontaktelements 6 innerhalb der Gehäusebaugruppe 4 während des Einpressens des Kabels 3a, 3b.
Es kann einer Steuereinheit 25 (ebenfalls nur als Black Box in Figur 1 angedeutet) zur Überwachung der Montage des Steckverbinders 2 vorgesehen sein, insbesondere zur Auswertung der erfassten Istposi- tion Pi und der erfassten Presskraft im Rahmen einer Qualitätssicherung. Die Steuereinheit 25 vermag die während des Einpressens von dem Kraftaufnehmer 23 erfasste Presskraft auszuwerten und mit einer Vorgabe für die Presskraft abzugleichen. Sofern die Presskraft der Vorgabe nicht entspricht, kann der Steckverbinder 2 beispielsweise entsprechend markiert und gegebenenfalls aussortiert werden.
Die Figuren 5 bis 8 zeigen das Einpressen des Kabels 3a, 3b in die Gehäusebaugruppe 4 in einer Seitenansicht, wobei die Gehäusebaugruppe 4 geschnitten und stark vereinfacht dargestellt ist.
Die Gehäusebaugruppe 4 kann ein federgelagertes Rastmittel 26 aufweisen, um das Innenleiterkontaktelement 6 zu fixieren. Um die Montage des Kabels 3a, 3b in dem Steckverbinder 2 zu vereinfachen, kann eine Vorspanneinrichtung 27 vorgesehen sein, um das Rastmittel 26 innerhalb der Gehäusebaugruppe 4 orthogonal zu der Vorschubrichtung X zunächst mechanisch vorzuspannen. Hierzu kann die Vorspanneinrichtung 27 beispielsweise einen ausfahrbaren Teleskopstößel 28 aufweisen, der das Rastmittel 26 aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements 6 entgegen einer Federkraft vorspannt. Um den Verschiebeweg nachfolgend für das Innenleiterkontaktelement 6 wieder freizugeben kann die Vorspanneinrichtung 27 bei Berührung mit dem Innenleiterkontaktelement 6 oder bei einer anstehenden Berührung mit dem Innenleiterkontaktelement 6 aus dem Verschiebeweg entfernt werden. Beispielhaft ist ein Tasterelement 29 dargestellt, das von dem Innenleiterkontaktelement 6 berührt werden kann und dadurch das Einfahren, beispielsweise auch ein mechanisches Einschnappen, des Teleskopstößels 28 auslöst (vgl. Figuren 6 und 7). Anschließend kann das vordere Ende 5 des Kabels 3a, 3b weiter in die Gehäusebaugruppe 4 eingepresst werden, bis das Innenleiterkontaktelement 6 seine Sollposition Ps in der Gehäusebaugruppe 4 erreicht hat (vgl. Figur 8).
Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Figur 9 zeigt den Zustand während des Einlegens eines ersten Kabels 3a in die Vorrichtung 1. In Figur 10 ist ein Zustand der Vorrichtung 1 gezeigt, bei dem das Kabel 3a mittels der Ausrichtungshilfe 18 in der Ausgangsposition PA lagerichtig ausgerichtet wurde. In Figur 11 wurde das Kabel 3a von einer einzelnen Klemmbacke 20 der Halteeinrichtung 19 fixiert, indem das Kabel 3a von der Klemmbacke 20 gegen eine Auflage 30 gepresst wird. Die Gehäusebaugruppe 4 wird in Figur 11 außerdem von einer Fixiereinrichtung 21 mit einer einzelnen Pressbacke 22 in der Art eines ein Negativ der Gehäusebaugruppe aufweisenden Tellers für das nachfolgende Einpressen fixiert.
Figur 12 zeigt den beispielhaften, schematisiert dargestellten Steckverbinder 2 während seiner Endmontage. Im Rahmen der Endmontage nach dem Einpressen der Kabel 3a, 3b kann vorgesehen sein, die weiteren Steckverbinderkomponenten 12, 13, 14 zu montieren. Hierzu kann zunächst die Leitungsdichtung 12 in den jeweiligen Steckplatz 17 der Gehäusebaugruppe 4 eingeschoben und von der Kabelfesthaltung 13 fixiert werden. Anschließend kann die Haltekappe 14 von außen auf den Steckplatz 17 aufgebracht und fixiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann Teil eines Systems 31 zur Montage des elektrischen Steckverbinders 2 sein. Ein beispielhaftes System 31 ist in Figur 13 dargestellt. Das System 31 kann neben der Vorrichtung 1 zumindest ein von der Vorrichtung 1 unabhängiges Bearbeitungsmodul 32 zur Konfektionierung des elektrischen Kabels 3a, 3b oder zur Montage des elektrischen Steckverbinders 2 aufweisen.
In Figur 13 sind mehrere Bearbeitungsmodule 32 dargestellt. Die einzelnen Bearbeitungsmodule 32 sind beispielhaft in Gruppen 33, 34 angeordnet. Beispielhaft sind zwei Gruppen 33, 34 von Bearbeitungsmodulen 32 gezeigt.
Im Rahmen des Systems 31 können beispielsweise Bearbeitungsmodule 32 einer ersten Gruppe 33 zur Vorkonfektionierung des elektrischen Kabels 3a, 3b ausgebildet sein. Dabei können insbesondere Bearbeitungsmodule 32 vorgesehen sein um das Kabel 3a, 3b in einer vorgegebenen Länge ablängen, um Kabelkomponenten abzuisolieren (beispielsweise einen Bereich des Kabelmantels 9), um das Außenleiterschirmgeflecht 10 des Kabels 3a, 3b zu bearbeiten, um eine oder mehrere Stützhülsen 8 und/oder Crimphülsen 11 aufzubringen, um die Steckverbinderkomponenten 12, 13, 14 auf den Kabelmantel 9 aufzuschieben und/oder um das Innenleiterkontaktelement 6 und optional das Isoliergehäuse 7 zu montieren.
Die so vorkonfektionierten Kabel 3a, 3b können anschließend an die zweite Gruppe 34 von Bearbeitungsmodulen übergeben werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beispielhaft als Teil der zweiten Gruppe 34 dargestellt ist. Die Kabel 3a, 3b können demnach unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in die Gehäusebaugruppe 4 eingepresst werden, wonach die Endmontage in einem weiteren, nachfolgenden Bearbeitungsmodul 32 stattfinden kann. Zum Transport der Kabel 3a, 3b kann ein Werkstückträgersystem 35 vorgesehen sein. Die Kabel 3a, 3b können somit zwischen den Bearbeitungsmodulen 32 oder zwischen den Gruppen 33, 34 von Bearbeitungsmodulen 32 transportiert werden.
Vorzugsweise ist für jede Gruppe 33, 34 von Bearbeitungsmodulen 32 eine jeweilige Fördereinrich- tung 36 und eine jeweilige Transporteinrichtung 37 vorgesehen, um das oder die Kabel 3a, 3b und/oder die Bearbeitungsmodule 32 (und/oder die Werkzeuge der Bearbeitungsmodule 32) aneinander für die Bearbeitung zuzustellen. Die Transporteinrichtung 37 kann auch zum Einführen des Kabels 3a, 3b in die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dienen. Die Transporteinrichtung 37 kann Teil der Vorrichtung 1 und/oder Teil des Systems 31 sein.
Es kann außerdem eine Greifeinrichtung 38 oder ein sonstiges Transportsystem vorgesehen sein, um die Kabel 3a, 3b zwischen den verschiedenen Gruppen 33, 34 von Bearbeitungsmodulen 32 zu transportieren. Um den Durchsatz der montierten Steckverbinder 2 zu erhöhen bzw. um die Prozesszeit zu verringern, kann gegebenenfalls vorgesehen sein, die erste Gruppe 33 von Bearbeitungsmodulen 32 zur Vorkonfektionierung des elektrischen Kabels 3a, 3b doppelt in dem System 31 vorzusehen, insbesondere wenn der Steckverbinder 2 mit zwei Kabeln 3a, 3b bestückt werden soll.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung (1) zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2), aufweisend a) eine Vorschubeinrichtung (16) die ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines elektrischen Kabels (3a, 3b) entlang einer Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden Steckplatz (17) einer Gehäusebaugruppe (4) des Steckverbinders (2) einzupressen, bis das Innenleiterkontaktelement (6) eine Sollposition (Ps) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) erreicht hat; b) eine optische Sensoreinrichtung (24) zur Erfassung der Istposition (Pi) des Innenleiterkontaktelements (6) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) während des Einpressens des Kabels (3a, 3b); und c) einen Kraftaufnehmer (23) zur Erfassung der beim Einpressen des Kabels (3a, 3b) aufgebrachten Presskraft.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorschubeinrichtung (16) eine Halteeinrichtung (19) zum Fixieren des Kabels (3a, 3b) während des Einpressens aufweist, wobei die Halteeinrichtung (19) zumindest eine an einen Kabelmantel (9) des Kabels (3a, 3b) zustellbare Klemmbacke (20) aufweist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Steuereinheit (25) zur Überwachung der Montage vorgesehen ist, insbesondere zur Auswertung der erfassten Istposition (Pi) und der erfassten Presskraft im Rahmen einer Qualitätssicherung.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Fixiereinrichtung (21) zum Fixieren der Gehäusebaugruppe (4) an einer Montageposition entlang der Vorschubrichtung (X) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Ausrichtungshilfe (18) mit einer Aufnahme und/oder mit einem Anschlag (18a) für das vordere Ende (5) des Kabels (3a, 3b) vorgesehen und eingerichtet ist, um das Kabel (3a, 3b) vordem Einpressen an einer Ausgangsposition (PA) entlang der Vorschubrichtung (X) lagerichtig auszurichten.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Prüfeinrichtung (15) vorgesehen und eingerichtet ist, um während des Einlegens des Kabels (3a, 3b) in die Vorrichtung (1) und/oder während des Einpressens des Kabels (3a, 3b) in die Gehäusebaugruppe (4) eine korrekte Vorbearbeitung des Kabels (3a, 3b) zu prüfen.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vorspanneinrichtung (27) vorgesehen und eingerichtet ist, um ein zur Verrastung des Innenleiterkontaktelements (6) vorgesehenes Rastmittel (26) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) orthogonal zu der Vorschubrichtung (X) mechanisch vorzuspannen.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorschubeinrichtung (16) ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines zweiten elektrischen Kabels (3b) entlang der Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden zweiten Steckplatz (17) der Gehäusebaugruppe (4) einzupressen.
9. Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2), wonach ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines elektrischen Kabels (3a, 3b) von einer Vorschubeinrichtung (16) entlang einer Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden Steckplatz (17) einer Gehäusebaugruppe (4) des Steckverbinders (2) eingepresst wird, bis das Innenleiterkontaktelement (6) eine Sollposition (Ps) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) erreicht hat, wobei eine optische Sensoreinrichtung (24) während des Einpressens des Kabels (3a, 3b) die Istposition (Pi) des Innenleiterkontaktelements (6) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) erfasst, und wobei ein Kraftaufnehmer (23) die beim Einpressen des Kabels (3a, 3b) aufgebrachte Presskraft erfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor dem Einpressen des Kabels (3a, 3b) in die Gehäusebaugruppe (4) von einer Prüfeinrichtung (15) eine korrekte Vorbearbeitung des Kabels (3a, 3b) geprüft wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das vordere Ende (5) des Kabels (3a, 3b) vordem Einpressen in die Gehäusebaugruppe (4) zunächst in einer Ausgangsposition (PA) entlang der Vorschubrichtung (X) lagerichtig ausgerichtet wird, indem das vordere Ende (5) des Kabels (3a, 3b) zumindest teilweise in eine Aufnahme einer Ausrichtungshilfe (18) eingeführt und/oder an einem Anschlag (18a) der Ausrichtungshilfe (18) angeschlagen wird.
12. Verfahren Anspruch 11 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ausrichtungshilfe (18) nach dem lagerichtigen Ausrichten des vorderen Endes (5) des Kabels (3a, 3b) aus dem Verschiebeweg des Kabels (3a, 3b) entfernt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gehäusebaugruppe (4) vordem Einpressen des Kabels (3a, 3b) von einer Fixiereinrichtung (21) in einer Montageposition fixiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vorspanneinrichtung (27) ein zur Verrastung des Innenleiterkontaktelements (6) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) vorgesehenes Rastmittel (26) in der Gehäusebaugruppe (4) orthogonal zu der Vorschubrichtung (X) mechanisch vorspannt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorspanneinrichtung (27) das Rastmittel (26) durch das Ausfahren eines Teleskopstößels (28) vorspannt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorspanneinrichtung (27) bei Berührung mit dem Innenleiterkontaktelement (6) des elektrischen Kabels (3a, 3b) aus dem Verschiebeweg des Innenleiterkontaktelements (6) entfernt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorschubeinrichtung (16) den Vorschub des Kabels (3a, 3b) stoppt, sobald die von der optischen Sensoreinrichtung (24) erfasste Istposition (Pi) des Innenleiterkontaktelements (6) der Sollposition (Ps) entspricht.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Steuereinheit (25) die während des Einpressens von dem Kraftaufnehmer (23) erfasste
Presskraft auswertet und mit einer Vorgabe für die Presskraft abgleicht, um das Kabel (3a, 3b) im Rahmen einer Qualitätssicherung zu klassifizieren.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach dem Erreichen der Sollposition (Ps) des Innenleiterkontaktelements (6) des Kabels (3a, 3b) ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines zweiten elektrischen Kabels (3b) entlang der Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden zweiten Steckplatz (17) der Gehäusebaugruppe (4) eingepresst wird.
20. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 19 durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinheit (25) einer Vorrichtung (1) zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2) ausgeführt wird.
21. System (31) zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2), umfassend a) eine Vorrichtung (1) zur Montage des Steckverbinders (2), aufweisen eine Vorschubeinrichtung (16) die ausgebildet ist, um ein mit einem Innenleiterkontaktelement (6) vorkonfektioniertes, vorderes Ende (5) eines elektrischen Kabels (3a, 3b) entlang einer Vorschubrichtung (X) in einen korrespondierenden Steckplatz (17) einer Gehäusebaugruppe (4) des Steckverbinders (2) einzupressen, bis das Innenleiterkontaktelement (6) eine Sollposition (Ps) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) erreicht hat, eine optische Sensoreinrichtung (24) zur Erfassung der Istposition (Pi) des Innenleiterkontaktelements (6) innerhalb der Gehäusebaugruppe (4) während des Einpressens des Kabels (3a, 3b), sowie einen Kraftaufnehmer (23) zur Erfassung der beim Einpressen des Kabels (3a, 3b) aufgebrachten Presskraft; und b) zumindest ein von der Vorrichtung (1) unabhängiges Bearbeitungsmodul (32) zur Bearbeitung des elektrischen Kabels (3a, 3b).
22. System (31) nach Anspruch 21 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eines der unabhängigen Bearbeitungsmodule (32) als ein Bearbeitungsmodul zur Sicherstellung der korrekten Bestückung des Kabels (3a, 3b) mit Steckverbinderkomponenten (12, 13, 14) und/oder als ein Bearbeitungsmodul zum Ablängen des Kabels (3a, 3b) und/oder als ein Bearbeitungsmodul zum Abisolieren von Kabelkomponenten des Kabels (3a, 3b) und/oder als ein Bearbeitungsmodul zur Bestückung des Kabels (3a, 3b) mit einer oder mehreren Steckverbinderkomponenten (12, 13, 14) ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP3452121B2 (ja) * 1997-12-26 2003-09-29 住友電装株式会社 ワイヤアセンブリ製造装置
JP2015130304A (ja) * 2014-01-09 2015-07-16 住友電装株式会社 電線処理装置及び配線モジュールの製造方法
DE102017206142A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Anlage sowie Verfahren zum automatisierten Bestücken von Steckergehäusen mit Leitungselementen
JP6629263B2 (ja) * 2017-06-06 2020-01-15 矢崎総業株式会社 端子ズレ量検知方法、端子挿入方法、端子ズレ量検知装置、及び端子挿入装置

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