Crimppresse mit Kontaktzuführung

Abstract

 Bei dieser Crimppresse ist eine am unteren Ende eines Pressenschlittens (11) angeordnete Werkzeugaufnahme (10) mit einer Kraftsensoreinrichtung (16) vorgesehen. Die beim Crimpvorgang entstehenden Kräfte werden von den Auflageflächen (15) eines Oberwerkzeuges OW an mehreren Punkten an die Kraftsensoreinrichtung (16) weitergegeben. An einer oberen Gabel (10.2) sind je Seite zwei mittels Schrauben (16.1) gehaltene Hülsen (16.2) vorgesehen, wobei die Crimpkräfte je Seite von der Auflagefläche (15) an die beiden Hülsen (16.2) weitergegeben werden. Die Schrauben (16.1) halten mit ihrem Kopfteil die Hülsen (16.2), anderenends sind die Schrauben (16.1) mit dem Pressenschlitten (11) verschraubt. Die Hülsen (16.2) leiten die Crimpkräfte an Sensorelemente der Kraftsensoreinrichtung (16) weiter.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Crimppresse zur Herstellung einer Crimpverbindung mittels eines Oberwerkzeuges und eines Unterwerkzeuges, wobei das Oberwerkzeug mit einer linearen Bewegung einen auf dem Unterwerkzeug auflegbaren Crimpkontakt mit einem Leiterende vercrimpt.

[0002] Aus den Schriften EP 0 884 811 und EP 0 902 509 ist eine Crimppresse bekannt geworden, an deren Ständer ein Motor und ein Getriebe angeordnet ist. Ausserdem sind am Ständer erste Führungen angeordnet, an denen ein Crimpbär geführt ist. Eine vom Getriebe angetriebene Welle weist einenends einen Exzenterzapfen auf, anderenends ist ein Resolver zur Erfassung des Drehwinkels angekoppelt. Der Crimpbär besteht aus einem in den ersten Führungen geführtes Gleitstück und aus einem Werkzeughalter mit Kraftsensor und mit Haltegabel. Das Gleitstück steht in loser Verbindung mit dem Exzenterzapfen, wobei die Rotationsbewegung des Exzenterzapfens in eine Linearbewegung des Gleitstückes umgesetzt wird. Der maximale Hub des Gleitstückes wird durch den oberen Totpunkt und den unteren Totpunkt des Exzenterzapfens bestimmt. Der Werkzeughalter betätigt ein Werkzeug, das zusammen mit einem zum Werkzeug gehörenden Amboss die Crimpverbindung herstellt. Das Werkzeug weist einen in einem Werkzeuggehäuse geführten Stempelträger mit Trägerkopf auf, der in loser Verbindung mit der Haltegabel des Werkzeughalters steht. Am Stempelträger sind ein erster Crimpstempel und ein zweiter Crimpstempel angeordnet, die zusammen mit dem entsprechend ausgebildeten Amboss die Crimpverbindungen herstellen.

[0003] Ein Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass der im Werkzeuggehäuse geführte Stempelträger Kräfte durch Reibung verursacht oder zusätzliche Kräfte durch Verkanten entstehen können, wobei die Kräfte die Messung der Crimpkraft verfälschen.

[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und eine Crimppresse zu schaffen, deren Oberwerkzeug keine durch Führungen verursachte Reibkräfte verursacht.

[0005] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

[0006] Bei der erfindungsgemässen Crimppresse ist das Oberwerkzeug mit Crimpstempel eine Einheit, die direkt am Pressenschlitten anbringbar ist. Das Unterwerkzeug mit Amboss und Kontaktvorschub, die Kontaktrolle und die Kontaktzuführung sind in einer Kassette zusammengefasst, die als Einschub auswechselbar ist. Dabei werden die Crimpkontakte dem Crimpwerkzeug bogenförmig zugeführt, wodurch die Crimppresse schmal baut. Der Platzbedarf in der Breite für eine Crimppresse wird etwa halbiert und die Umrüstzeit wesentlich gesenkt. Durch die mechanische Trennung des Oberwerkzeuges vom Unterwerkzeug muss der Kontaktgurt nicht mehr ausgeschlauft werden. Bei der erfindungsgemässen Crimppresse ist die Crimphöhe programmierbar (variabler unterer Totpunkt). Damit entfällt auch die manuelle Einstellung der Crimphöhe des Crimpwerkzeuges, wie sie bei herkömmlichen Werkzeugen notwendig ist.

[0007] In die oberwerkzeugaufnahme des Pressenschlittens ist eine Kraftmesseinrichtung für die Crimpkraftüberwachung integriert. Bei herkömmlichen Werkzeugen muss diese Kraftmesseinrichtung oberhalb der Kupplung zwischen Pressenschlitten und Werkzeug oder unter der Grundplatte des Werkzeuges eingebaut werden. Das hat zur Folge, dass ausser den tatsächlichen Crimpkräften noch andere Kräfte (Kontaktvorschub, Schnittkräfte für das Abtrennen des Kontaktes vom Trägerstreifen, Reibung, Verklemmen, etc.) mitgemessen werden. Im Gegensatz dazu werden beim erfindungsgemässen Crimppressenkonzept ausschliesslich die für die Beurteilung der Qualität der Vercrimpung relevanten Kräfte gemessen. Mit der erfindungsgemässen Anordnung des Oberwerkzeuges und der damit verbundenen, neuartigen Crimpkraftmessung können die tatsächlichen Crimpkräfte erfasst werden, was wiederum genauere Aussagen über die Crimpqualität ermöglicht.

[0008] Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1
eine erfindungsgemässe Crimppresse,

Fig. 2
die Crimppresse gemäss Fig. 1 mit ausgebauter Kassette und ausgebautem Oberwerkzeug,

Fig. 3
das zusammengebaute Oberwerkzeug von vorne,

Fig. 4
das Oberwerkzeug in Explosionsdarstellung,

Fig. 5
eine Werkzeugaufnahme für das Oberwerkzeug,

Fig. 6
das in die Werkzeugaufnahme eingesetzte Oberwerkzeug,

Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9
Einzelheiten eines Unterwerkzeuges,

Fig. 10, Fig. 11 und Fig. 12
Einzelheiten einer am unteren Ende eines Pressenschlittens angeordneten Werkzeugaufnahme mit einer Kraftsensoreinrichtung.

[0010] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen die erfindungsgemässe Crimppresse CR, wobei Fig. 2 die Crimppresse CR mit ausgebauter Kassette KA und mit ausgebautem Oberwerkzeug OW zeigt. Ein Motor MO treibt ein Getriebe GE an. Am Getriebeausgang ist eine Exzentereinrichtung vorgesehen, die die Rotationsbewegung des Motors MO und Getriebes GE in eine auf einen Pressenschlitten 11 übertragbare lineare Auf-/Abbewegung umwandelt, wobei der Pressenschlitten 11 mittels Führungen FÜ geführt ist.

[0011] Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Einzelheiten des Oberwerkzeuges OW, welches die Verschleissteile wie Drahtcrimper 1, Isolationscrimper 2 und Messerstössel 3 umfasst. Je nach zu verarbeitendem Crimpkontakt können noch weitere Verschleissteile und Distanzplatten notwendig sein. Der Drahtcrimper 1 wird fest mit einem Halter 4 verschraubt, die übrigen Verschleissteile eingesetzt und das Oberwerkzeug OW mit einer Frontplatte 5 geschlossen. Ein Distanzstück 6 ist zum Einstellen der Isolationscrimphöhe austauschbar. Der Messerstössel 3 mit Verlängerung 3.1 ist im Oberwerkzeug OW vertikal beweglich gelagert, wobei die Abmessungen eines Langloches 7 die Bewegung begrenzt.

[0012] Am oberen Ende des Pressenschlittens 11 ist eine Aussparung 11.1 vorgesehen, in die ein Exzenterzapfen der Exzentereinrichtung eingreift, wobei die Rotationsbewegung des Exzenterzapfens in einer lineare Auf-/Abbewegung des Pressenschlittens 11 umgewandelt wird.

[0013] Das Oberwerkzeug OW wird manuell in eine am unteren Ende des Pressenschlittens 11 angeordnete Werkzeugaufnahme 10 eingesetzt und mittels eines Riegels 12 an einem Zapfen 13 gehalten. Der mittels Druckfedern 12.1 nach oben gepresste Riegel wird bei einem Werkzeugwechsel mittels eines ausfahrbaren Kolbens 14 nach unten gedrückt. Dazu muss der Kolben 14 ausgefahren werden und der Pressenschlitten 11 eine Vertikalbewegung nach oben ausführen.

[0014] Über Auflageflächen 15 des Oberwerkzeuges werden die beim Crimpen auftretenden Kräfte an eine Kraftsensoreinrichtung 16 weitergegeben.

[0015] Fig. 6 zeigt das in die gabelförmige Werkzeugaufnahme 10 eingesetzte Oberwerkzeug OW, wobei das Oberwerkzeug OW mittels einer unteren Gabel 10.1 und mittels einer oberen Gabel 10.2 gehalten wird. Der Messerstössel 3 betätigt beim Crimpvorgang ein Messer 41 eines Unterwerkzeuges UW, mit welchem Messer 41 ein Crimpkontakt 20 von einem Trägerstreifen 21 abgetrennt wird und der Trägerstreifen 21 zerkleinert wird. Die dabei auftretenden Kräfte fliessen nicht durch die Kraftsensoreinrichtung 16, da der Messerstössel 3 im Oberwerkzeug OW vertikal beweglich ist und mit seiner Verlängerung 3.1 direkt am Körper 22 des Pressenschlittens 11 aufliegt.

[0016] Die in Fig. 2 gezeigte, von der Rückseite der Crimppresse CR her einschiebbare Kassette KA umfasst eine Kontaktrolle 30, die den Vorrat an gegurteten Crimpkontakten 20 lagert. Ein Kontaktgurt KO umschlingt eine Spannrolle 32 und wird bogenförmig 90° gedreht auf das Unterwerkzeug UW geführt. Ein Papierstreifenaufwickler 34 wird über ein Zahnrad von einem in der Crimppresse CR platzierten Gegenrad angetrieben.

[0017] Beidseitig angeordnete und in vertikaler Richtung gefedert gelagerte Führungsleisten 33 dienen zum Einführen der Kassette KA in die Crimppresse CR beim Kassettenwechsel, wobei die Führungsleisten 33 in Führungen 33.1 der Crimppresse CR geführt werden. Dabei wird die Kassette KA mit einer Schnellwechsel-Steckverbindung 36 pneumatisch und elektrisch mit der Crimppresse CR verbunden.

[0018] Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 zeigen Einzelheiten des Unterwerkzeuges UW bestehend aus einer vertikalen Messerführung 40, einem Messer 41 zum Abtrennen der Crimpkontakte 20 vom Trägerstreifen 21 und zum Zerkleinern des Trägerstreifens 21, einem Amboss 42 zum Herstellen einer Crimpverbindung und aus einer Kontaktauflage 43 zur Führung der Crimpkontakte 20. Der zerkleinerte Trägerstreifen 21 fällt in das Abfallrohr 44.

[0019] Der Vorschub der Crimpkontakte 20 wird durch eine Schwenkbewegung eines Vorschubfingers 45 ausgeführt. Dieser greift in Transportlöcher des Trägerstreifens 21 und ist als gefederte Klinke ausgebildet, die die Kontakte 20 nur bei der Schwenkbewegung nach oben vorschiebt. Die beiden Endpositionen der Schwenkbewegung können mit den Einstellschrauben 46.1, welche die Endlagen eines pneumatischen Vorschubantriebes 46 bestimmen, festgelegt werden. Die Umlenkung und Führung des Kontaktgurtes KO beim Vorschub wird durch die Führungsteile 47 erreicht. Diese Führungsteile 47 sind als ganzes in Kabelrichtung verstellbar, damit die Lage des Crimpkontaktes 20 auf dem Unterwerkzeug UW bzw. auf dem Amboss 42 genau bestimmt werden kann.

[0020] Die Crimpverbindung wird mittels des Oberwerkzeuges OW und des Unterwerkzeuges UW hergestellt, wobei das Oberwerkzeug OW mit einer linearen Bewegung den auf dem Unterwerkzeug UW auflegbaren Crimpkontakt 20 mit einem Leiterende LE vercrimpt. Einzelheiten dazu sind in Fig. 9 gezeigt. Der mit dem Trägerstreifen 21 verbundene Crimpkontakt 20 weist Laschen 20.1 für den Drahtcrimp und Laschen 20.2 für den Isolationscrimp auf, wobei die Laschen 20.1,20.2 mittels Drahtcrimper 1 bzw. mittels Isolationscrimper 2 plastisch deformiert werden und nach dem Crimpvorgang den Draht LD bzw. die Isolation LI fest umfassen. Das Messer 41 zum Abtrennen des Crimpkontaktes 20 vom Trägerstreifen 21 besteht aus einem Schlitten 41.1 mit Messerkante 41.2 und einem feststehenden Messerblock 41.3 mit Feder 41.4, wobei beim Crimpvorgang der Messerstössel 3 den Schlitten 41.1 entgegen der Federkraft der Feder 41.4 nach unten bewegt und den Crimpkontakt 20 mittels der Messerkante 41.2 und mittels einer Messerkante 42.1 des Amboss 42 abtrennt.

[0021] Fig. 10, Fig. 11 und Fig. 12 zeigen Einzelheiten der am unteren Ende des Pressenschlittens 11 angeordneten Werkzeugaufnahme 10 mit der Kraftsensoreinrichtung 16. Die beim Crimpvorgang entstehenden Kräfte werden von den Auflageflächen 15 des Oberwerkzeuges OW an mehreren Punkten an die Kraftsensoreinrichtung 16 weitergegeben. Im vorliegenden Beispiel sind an der oberen Gabel 10.2 je Seite zwei mittels Schrauben 16.1 gehaltene Hülsen 16.2 vorgesehen, wobei die Crimpkräfte je Seite von der Auflagefläche 15 an die beiden Hülsen 16.2 weitergegeben werden. Je Seite können auch mehr oder weniger als zwei Hülsen 16.2 vorgesehen sein. Die Schrauben 16.1 halten mit dem Kopfteil die Hülsen 16.2, anderenends sind die Schrauben 16.1 mit dem Pressenschlitten 11 verschraubt.

[0022] Die Kraftsensoreinrichtung 16 besteht aus einem Sensorgehäuse 16.3 mit einem Boden 16.4 und Deckel 16.5, wobei je Hülse 16.2 ein Sensorelement 16.6 vorgesehen ist. Boden 16.4 und Deckel 16.5 sind aus nichtleitendem Material. Die Innenseite des Bodens 16.4 und des Deckels 16.5 sind an der Auflagefläche des Sensorelementes 16.6 mit einer elektrisch leitenden Schicht, beispielsweise einer Kupferschicht, kaschiert. Die Schicht des Bodens 16.4 ist mittels Federkontakt mit dem Innenleiter einer Anschlussbuchse verbunden. Das Gehäuse der Anschlussbuchse ist direkt mit der Beschichtung des Deckels 16.5 verbunden. Das Sensorgehäuse 16.3 weist einen Zwischenboden 16.7 mit geringerer Dicke als das beispielsweise als Piezo-Keramikscheibe ausgebildete Sensorelement 16.6 auf. Die beim Crimpvorgang auf den Boden 16.4 ausgeübten Kräfte werden ausschliesslich auf die Sensorelemente 16.6 und von diesen auf den Deckel 16.5 übertragen. Der Druck auf die Sensorelemente 16.6 erzeugt je Sensorelement 16.6 eine elektrische Ladung, die an der Anschlussbuchse des entsprechenden Sensorelementes 16.6 messbar ist. Die getrennte Erfassung der Crimpkräfte an beispielsweise vier Punkten erlaubt eine gute Aussage über die Crimpqualität der Drahtcrimpverbindung bzw. über die Crimpqualität der Isolationscrimpverbindung.

Ansprüche

1. Crimppresse (CR) zur Herstellung einer Crimpverbindung mittels eines Oberwerkzeuges (OW) und eines Unterwerkzeuges (UW), wobei das Oberwerkzeug (OW) mit einer linearen Bewegung einen auf dem Unterwerkzeug (UW) auflegbaren Crimpkontakt (20) mit einem Leiterende vercrimpt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Oberwerkzeug (OW) an einem die lineare Bewegung erzeugenden Pressenschlitten (11) angeordnet ist.

2. Crimppresse (CR) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Pressenschlitten (11) eine Werkzeugaufnahme (10) vorgesehen ist, in die das Oberwerkzeug (OW) einsetzbar und an der das Oberwerkzeug (OW) verriegelbar ist.

3. Crimppresse (CR) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkzeugaufnahme (10) mit einer Kraftsensoreinrichtung (16) versehen ist, die die am Oberwerkzeug (OW) auftretenden Crimpkräfte aufnimmt.

4. Crimppresse (CR) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraftsensoreinrichtung (16) zur Messung der Crimpkräfte mehrere Sensorelemente (16.6) aufweist.

5. Crimppresse (CR) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensorelemente (16.6) zwischen einem Boden (16.4) und einem Deckel (16.5) eines Gehäuses (16.3) angeordnet sind, wobei die Innenseite des Bodens und des Deckels an der Auflagefläche der Sensorelemente (16.6) eine elektrisch leitende Beschichtung aufweist.

6. Crimppresse (CR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Oberwerkzeug (OW) einen Drahtcrimper (1), einen Isolationscrimper (2) und einen Messerstössel (3) mit Verlängerung (3.1) aufweist, wobei der Drahtcrimper (1) und der Isolationscrimper (2) fest mit einem in die Werkzeugaufnahme (10) passenden Halter (4) verbunden sind und der Messerstössel (3) vertikal beweglich am Halter (4) gelagert ist und mittels Verlängerung (3.1) direkt vom Pressenschlitten (11) betätigbar ist.

7. Crimppresse (CR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die am Pressenschlitten (11) angeordnete Werkzeugaufnahme (10) zum Festhalten des Oberwerkzeuges (OW) eine untere Gabel (10.1) und eine obere Gabel (10.2) aufweist, wobei zwischen der oberen Gabel (10.2) und dem Pressenschlitten (11) die Kraftsensoreinrichtung (16) angeordnet ist.

Zeichnung