Auswechselbares, axialsymmetrisches Spezialwerkzeug für eine Presse

Abstract

 Das Spezialwerkzeug für eine Presse dient zum Verbinden von auf einem einlaufenden Trägerband (16) oder in einer Maga­zinführung in Längs- oder Querrichtung angeordneten Verbin­dungselementen mit einem stirnseitigen Ende eines einge­führten Werkstücks (26).
Die als Crimpwerkzeuge ausgebildeten Spezialwerkzeuge um­fassen wenigstens je eine axialsymmetrisch ausgebildete, sich in einer Richtung aufweitende Spannzange (14) mit einer axialen Bohrung und sich im wesentlichen von der auf­geweiteten Stirnseite (28) bis gegen den Bereich der enge­ren Stirnseite (30) erstreckende Längsschlitze (20). Die axiale Bohrung dient der Aufnahme des Werkstücks (16) und einer plastisch verformbaren Hülse (18) der Verbindungsele­mente für dieses Werkstück (16). Die elastisch federnden Crimpzungen (22) zwischen den Längsschlitzen (20) sind mit einem axialsymmetrischen Spannelement (24) quasi-hydrosta­tisch zusammendrückbar.
Beim Crimpen kann zuerst das Werkstück (16), dann die Hülse (18), oder umgekehrt, in die Spannzange (14) eingeführt werden. Das mit dem Pressenhub über die Spannzange geführte Spannelement (24) gleitet auf deren Aussenfläche, welche zweckmässig als ebener Konus oder glockenförmig ausgebildet ist und so die notwendige, axialsymmentrische Kraft erzeu­gen kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein auswechselbares Spezial­werkzeug für eine Presse, zum Verbinden von auf einem ein­laufenden Trägerband oder in einer Magazinführung in Längs- oder Querrichtung angeordneten Verbindungseiernenten mit einem stirnseitigen Ende eines eingeführten Werkstücks. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Crimpen von Werkstücken mit einem Spezialwerkzeug.

[0002] Es sind zahlreiche Arten von Pressen bekannt, welche mit Spezialwerkzeugen insbesondere der Verbindung von elektri­schen Leiterenden mit Verbindungseiernenten, wie beispiels­weise Klemmen und/oder Steckern, dienen. In solche Pressen sind meist eine Abisolier- und eine Trenneinrichtung für ein Trägerband von elektrischen Verbindungseiernenten inte­griert.

[0003] Die für eine Presse notwendige Hubbewegung des Stössels wird in der Regel mit einem elektromechanisch angetriebenen Exzenter mit wenigstens einem Kniehebel erzeugt. Pressen können jedoch auch hydraulisch, pneumatisch oder manuell betrieben werden.

[0004] Im Firmenprospekt "Crimptechnik" bietet die Firma Multi-­Tech-Machines AG, CH-2543 Lengnau, mehrere als elektrische Crimpmaschinen ausgebildete Exzenterpressen an, welche den modernsten Stand der Technik bilden. Diese Crimpmaschinen erlauben den Einsatz aller AMP-compatiblen Crimpwerkzeuge in Längs- und Quertransport.

[0005] Diese Crimpmaschinen arbeiten mit wenigstens einem Crimper mit zugeordnetem Amboss. Die harte Unterlage ist zum Crim­pen von Drähten, Litzendrähten und dgl. bestens geeignet, kann jedoch bei weichen oder ausweichenden Werkstücken er­ hebliche Probleme bieten.

[0006] Die US,A 4217084 betrifft eine Vorrichtung zum Crimpen von Armaturen auf ein Bündel von optischen Fasern. Eine Schrau­be setzt beim Undrehen gleichzeitig Druckrollen in Umlauf, welche beim Vorschub zusammengedrückt werden. Dadurch wird eine in die Armatur eingesetzte flexible Hülse eingekerbt und direkt auf die optischen Fasern gedrückt, wodurch die Crimpung entsteht.

[0007] Weiter beschreibt die US,A, 6727724 eine Crimpvorrichtung zum Stosspleissen von zwei optischen Fasern mit einer sehr komplizierten Vorrichtung, die zahlreiche Manipulationen erforderlich macht.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu­grunde, ein verbessertes Spezialwerkzeug der eingangs ge­nannten Art und ein Verfahren zu dessen Betrieb mittels einer Presse zu schaffen, welche sich insbesondere für das Crimpen von weichen und ausweichenden Werkstücken eignen. Die Presse mit dem Spezialwerkzeug soll platzsparend arbei­ten und deren Spezialwerkzeug bei günstigen Investitions- und Betriebskosten qualitativ hochwertige Produkte liefern.

[0009] In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsge­mäss dadurch gelöst, dass die als Crimpwerkzeuge ausgebil­deten Spezialwerkzeuge wenigstens eine axialsymmetrisch ausgebildete, sich in einer Richtung aufweitende Spannzange mit einer axialen Bohrung, welche der Aufnahme des Werk­stücks und einer plastisch verformbaren Hülse der Verbin­dungselemente für dieses Werkstück dient, und sich im we­sentlichen von der aufgeweiteten Stirnseite bis zum Bereich der andern Stirnseite erstreckende Längsschlitze umfassen, wobei elastisch federnde Crimpzungen zwischen den Längs­schlitzen mit einem axialsymmetrischen Spannelement quasi-­hydrostatisch zusammendrückbar sind.

[0010] Die Längsschlitze in der sich aufweitenden elastischen Spannzange schaffen den Raum, welcher notwendig ist, um die Crimpzungen zusammenzudrücken. Durch die axialsymmetrische Ausgestaltung von Spannzange und Spannelement ist gewähr­leistet, dass durch die Crimpzungen der Spannzange allsei­tig ein gleichmässiger Druck ausgeübt werden kann, was als "quasi-hydrostatisch" bezeichnet wird.

[0011] Die Hülse, welche beim Crimpen plastisch deformiert wird, besteht vorzugsweise aus einem weichen, duktilen Metall. Die Hülse ist dünner und länger ausgebildet als bei übli­chen Crimpprozessen. Beim Zusammendrücken der Spannzange entsteht eine Riffelung, weil das Material der Hülse auch in die Längsschlitze zwischen den Crimpzungen der Spannzan­ge gedrückt wird. Durch diese Profilierung, welche durch Kaltverformung erreicht wird, steigt die statische Festig­keit der Hülse. Das in die Längsschlitze ausgewichene Hül­senmaterial bildet ein für die weitere Verwendung vorteil­haftes Materialdepot.

[0012] Die Längsschlitze der Spannzange verlaufen vorzugsweise in einer Ebene der Längsachse oder sie sind mit grosser Stei­gung spiralförmig ausgebildet. Mit andern Worten weichen auch spiralformige Längsschlitze zweckmässig nur wenig von den erwähnten Ebenen ab.

[0013] Die Anzahl der Längsschlitze und damit der Crimpzungen ist vorteilhaft hoch, damit ein hydrostatischer Druck möglichst angenähert erreicht werden kann. Die Breite der Crimpzungen entspricht vorzugsweise dem 1 bis 3-fachen der Breite der Längsschlitze.

[0014] Damit der notwendige Druck erzielt werden kann, ist die Spannzange auf ihrer Aussenseiten in der Praxis konus- oder glockenförmig ausgebildet. Damit kann pro Längeneinheit Vorschub des Spannelements ein gesteuertes Zusammendrücken der Crimpzungen der Spannzange erreicht werden.

[0015] Die Innenfläche der Spannzange, welche für die Formgebung der Crimpverbindung verantwortlich ist, kann im Prinzip je­de beliebige Form annehmen. Die entspannten Crimpzungen der Spannzange müssen sich jedoch nach dem Entlasten soweit von der Crimpverbindung abheben können, dass das Werkstück pro­blemlos entfernt werden kann. Beispielsweise kann die In­nenfläche der Spannzange glatt, in radialer Richtung abge­stuft oder dreidimensional abgerundet ausgebildet sein. Beim Crimpen mit einer dreidimensional abgerundeten Innen­fläche der Spannzange entsteht ein sogenannter "Sphäro­crimp".

[0016] Bei der Ausbildung von Stufen oder steilen Abschrägungen entstehen Materialdepots in Querrichtung, zusätzlich zu den erwähnten Materialdepots in den Längsschlitzen.

[0017] Das Spannelement ist zweckmässig als Konus ausgebildet, wo­bei dessen Ausweitung in der Endstellung der Ausweitung der Spannzange entspricht. Das Spannelement kann auch als Rohr ausgebildet sein. Nach einer besonderen Ausführungsform weist auch das Spannelement Längsnuten auf, die mit Längs­schlitzen der Spannzange deckungsgleich sind. So kann zum Beispiel ein thermoplastischer Kleber auf das eingeführte Werkstück gespritzt werden. Falls der als Spannelement ver­wendete Konus nicht genügend mechanische Festigkeit auf­weist, sind die Nuten an beiden längsseitigen Enden ge­schlossen.

[0018] Das Spezialwerkzeug der Presse kann so ausgestaltet sein, dass die Crimpwerkzeuge wenigstens je eine Gruppe von ein­zeln in eine justierbare Arbeitsposition dreh- und/oder verschiebbaren Spannzangen und zugeordneten Spannelementen umfassen. So können in derselben Presse Werkstücke mit ver­schiedenen Querschnitten verarbeitet werden. Im einfachsten Fall haben die Werkstücke einen runden Querschnitt, was die Werkzeugkosten bedeutend erniedrigt. Mit entsprechendem Aufwand können jedoch auch andere als runde Querschnitte verarbeitet werden.

[0019] Das erfindungsgemässe Verfahren zum Crimpen von Werkstücken mit einem Spezialwerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass in einer Presse von der einen Seite ein Werkstück in eine Spannzange, dann von der andern Seite eine Hülse eines Ver­bindungsstücks über das Werkstück geschoben, ein Spannele­ment in Axialrichtung über die Aussenfläche der Spannzange gepresst und nach dem Erreichen der Endposition zurückgezo­gen, und das Werkstück mit dem aufgecrimpten Verbindungs­element zurückgezogen wird.

[0020] Selbstverständlich kann das erfindungsgemässe Verfahren auch so ablaufen, dass zuerst eine Hülse eines Verbindungs­stücks in eine Spannzange eingeführt und dann ein Werkzeug in die Hülse geschoben wird.

[0021] Moderne, dem Stand der Technik entsprechende Pressen sind so ausgestattet, dass die Zufuhr der Hülsen von Verbin­dungsstücken automatisch, und das Einschieben der Werk­stücke nach Wahl automatisiert oder manuell erfolgen kann.

[0022] Für die Arbeitscharakteristik des Crimpwerkzeugs sind, ne­ben einer konstanten oder einstellbaren Presskraft der Presse, folgende übliche Parameter der Stösselbewegung be­sonders zu beachten:
- Totpunkt,
- Gesamte Hublänge,
- Länge des Arbeitshubs,
- Arbeitsgeschwindigkeit,
- unterschiedliche Geschwindigkeit während einer Hubperio­de.

[0023] Die Zugfestigkeit einer Crimpverbindung kann erhöht werden, wenn vor dem Einführen der Hülse ein Kleber, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, auf das in die Spannzange geführte Werkzeug gespritzt wird.

[0024] Die Verwendung des erfindungsgemässen Spezialwerkzeugs und die Anwendung des Verfahrens sind vielfältig. Als Beispiele seien das Aufbringen eines Verbindungsstücks auf eine mit einer Zugentlastung versehene Glasfaser oder ein HF-Kabel genannt. Ganz allgemein können Armaturen oder Verbindungs­stücke auf weiche oder ausweichende Unterlagen aufgebracht werden, so z.B. auf einen Gartenschlauch, in Kombination mit einem eingespritzten Kleber.

[0025] Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestell­ten Ausführungsbeispiele, welche auch Gegenstand von Unter­ansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

- Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in eine Spannzange geklemmtes Glasfaserkabel,

- Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Spannzange mit aufgesetztem Spannelement, und

- Fig. 3 eine Variante von Fig. 2.

[0026] Eine hochempfindliche, optisch leitende Faser 10 aus Glas oder einem transparenten Kunststoff ist gemäss Fig. 1 in eine faserförmige Zugentlastung 12 eingebettet, welche die als mehrschichtiger optischer Leiter ausgebildete Faser 10 schützt. Vor dem Einführen in die Spannzange 14 ist das Werkstück 16, gebildet aus der optischen Faser 10 und der Zugentlastung 12, von der äusseren Schutzschicht befreit worden. Von der dem Werkstück 16 gegenüberliegenden Seite wird eine plastisch deformierbare Hülse 18 aus Metall oder Kunststoff in die Bohrung der Spannzange 14 eingeführt.

[0027] Durch Längsschlitze 20 ist die Spannzange 14 in zahlreiche Crimpzungen 22 unterteilt, welche sich in radialer Richtung elastisch verformen lassen.

[0028] Die Crimpzungen 22 werden vom vorgeschobenen Spannelement 24 zusammengedrückt. Dieses weist über den Umfang verteilt drei Längsnuten 26 auf, welche auf je einem Längsschlitz 20 der Spannzange 14 liegen. So kann vor dem Einführen der Hülse 18 ein thermoplastischer Kleber auf die Zugentlastung 12 gespritzt werden.

[0029] In Fig. 2 ist der Oeffnungswinkel der sich aufweitenden Spannzange 14 der besseren Uebersichtlichkeit wegen stark übertrieben gezeichnet. Im Schnitt sind zwei Längsschlitze 20 sichtbar, welche sich von der aufgeweiteten Stirnseite 28 bis gegen den Bereich der engeren Stirnseite 30 er­strecken. Wird das Spannelement 24 in Richtung des Pfeils 32 verschoben, werden die Crimpzungen 22 (Fig. 1) zusammen­gedrückt.

[0030] Nach Fig. 2 ist die Aussenseite 34 der Spannzange 14 als glatter Konus ausgebildet, ebenso die Innenseite 36.

[0031] Beim Zusammendrücken der Spannzange 14 entsteht auf der Aussenseite der Hülse 18 (Fig. 1) eine Riffelung in Rich­tung der Achse L.

[0032] In Fig. 3 ist die Aussenfläche 34 der Spannzange 14 glockenförmig ausgebildet. Das hülsenförmige Spannelement 24 hat einen abgerundeten, auf der Aussenseite 34 der Spannzange 14 gleitenden Rand 38. Bei der Pressbewegung in Richtung des Pfeils 32 werden die Crimpzungen 22 (Fig. 1) zunehmend zusammengedrückt. Die mit Querwulsten versehene Innenseite 36 der Spannzange 14 drückt entsprechende Pro­file in die Hülse 18 (Fig. 1) und damit das Werkstück. Die erwähnten Wulste erhöhen die Zugfestigkeit der aufgecrimp­ten Hülse in Längsrichtung L.

Ansprüche

1. Auswechselbares Spezialwerkzeug für eine Presse, zum Verbinden von auf einem einlaufenden Trägerband (16) oder in einer Magazinführung in Längs- oder Querrichtung angeordneten Verbindungselementen mit einem stirnseiti­gen Ende eines eingeführten Werkstücks (26),
dadurch gekennzeichnet, dass
die als Crimpwerkzeuge ausgebildeten Spezialwerkzeuge wenigstens je eine axialsymmetrisch ausgebildete, sich in einer Richtung aufweitende Spannzange (14) mit einer axialen Bohrung, welche der Aufnahme des Werkstücks (16) und einer plastisch verformbaren Hülse (18) der Verbin­dungselemente für dieses Werkstück (16) dient, und sich im wesentlichen von der aufgeweiteten Stirnseite (28) bis gegen den Bereich der engeren Stirnseite (30) er­streckende Längsschlitze (20) umfassen, wobei elastisch federnde Crimpzungen (22) zwischen den Längsschlitzen (20) mit einem axialsymmetrischen Spannelement (24) quasi-hydrostatisch zusammendrückbar sind.

2. Spezialwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (20) auf einer durch die Längs­achse (L) führende Ebene liegen oder mit grosser Stei­gung spiralförmig ausgebildet sind.

3. Spezialwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Breite der Crimpzungen (22) etwa das 1 bis 3-fache der Breite der Längsschlitze (20) beträgt.

4. Spezialwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche (34) der Spannzan­ge (14) konus- oder glockenförmig ausgebildet ist.

5. Spezialwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (36) der Spannzange (14) im Bereich der federnden Crimpzungen (22) glatt, in radialer Richtung abgestuft oder dreidimensional abge­rundet ausgebildet ist.

6. Spezialwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (14) als Konus ausgebildet ist, insbesondere auch mit Längsnuten (26), die mit Längsschlitzen (20) der Spannzange (14) deckungsgleich sind.

7. Spezialwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpwerkzeuge wenigstens je eine Gruppe von einzeln in eine justierbare Arbeitsposi­tion dreh- und/oder verschiebbaren Spannzangen (14) und zugeordneten Spannelementen (24) umfassen.

8. Verfahren zum Crimpen von Werkstücken (16) mit einem Spezialwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Presse von der einen Seite ein Werkstück (16) in eine Spannungszange (14), dann von der andern Seite eine Hülse (18) eines Verbindungsstücks über das Werkstück (16) geschoben, ein Spannelement (14) in Axialrichtung (L) über die Aussenfläche (34) der Spannzange (14) gepresst und nach dem Erreichen der End­position zurückgezogen, und das Werkstück (16) mit dem aufgecrimpten Verbindungselement zurückgezogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vorerst eine Hülse (18) eines Verbindungsstücks in eine Spannzange (14), dann ein Werkstück (16) in die Hülse (18) geschoben sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen der Hülse (18) ein Kleber auf das in die Spannzange (14) geführte Werkstück (16) gespritzt wird, vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff.

Zeichnung