DE10212993A1 - Crimp-Verfahren - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren und eine Crimpmaschine zum Verpressen eines elektrischen Verbindungselementes, insbesondere eines Kabelschuhs sowie ein Abisolierverfahren, über das ein Kabelende derart abisoliert wird, dass ein Isolationsring auf dem abisolierten Teil verbleibt. Dieser Isolationsring wird beim Aufsetzen des Kabelschuhs nach hinten aus dem Kontaktbereich heraus geschoben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vercrimpen eines elektrischen Verbindungselementes gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, eine dafür vorgesehene Crimpmaschine sowie Abisolierverfahren.

Eine derartige Crimpmaschine ist bspw. in den Patenten DE 35 08 354 C1 und DE 43 18 326 C1 der Anmelderin offenbart. Diese Maschinen werden in der Produktion eingesetzt, um Kabelenden mit elektrischen Verbindungselementen, bspw. Aderendhülsen zu verbinden. Dabei wird das Kabelende in eine Zuführöffnung eingeführt, von einer Halteeinrichtung fixiert und anschliessend mittels einer Abisoliereinrichtung die Isolierung des Kabelendes eingeschnitten und abgezogen. Anschliessend wird eine Aderendhülse auf das abisolierte Kabelende aufgesetzt und mittels einer Crimpeinrichtung vercrimpt.

Mit diesen bekannten Crimpmaschinen - auch Anschlagmaschinen genannt - lassen sich Vercrimpungen für Aderendhülsen mit einer äusserst hohen Taktfrequenz und somit mit hoher Produktivität herstellen. Es zeigte sich jedoch, dass die Verarbeitung von bestimmten Verbindungselementen, wie bspw. Kabelschuhen erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Derartige Kabelschuhe sind aus einem Blechteil gestanzt und gebogen, wobei der Kontaktbereich einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweist, während der mit dem Kabelende zu vercrimpende, rohrförmige Endabschnitt, der üblicherweise von einer Isolation überdeckt ist, durch Biegen des Blechmantels hergestellt ist und somit an seiner Innenumfangswandung Störkanten aufweist, die durch die Umfangskanten des gebogenen Blechmantels gebildet sind. Anstelle des vorbeschriebenen offenen Endabschnittes können die Verbindungselemente auch mit verlöteten oder hülsenförmigen geschlossenen Rohrabschnitten ausgeführt sein. Aufgrund der bei offenen rohrförmigen Endabschnitten vorhandenen Störkanten ist es sehr wichtig, dass das Verbindungselement in einer genau definierten Lagepositionierung dem Crimpkopf zugeführt wird, so dass das abisolierte Kabelende in den Rohrabschnitt eingesetzt werden kann, ohne dass einzelne Litzen des Kabels auf die Störkanten auflaufen und umgebogen werden und somit das Einführen erschweren oder gar verhindern, so dass es zu Störungen der Crimpmaschine kommt. Diese exakte Lagepositionierung wird bei Kabelschuhen oder ähnlichen asymmetrischen Bauelementen weiter erschwert, da die Mittelachse des rechteckförmigen Kontaktbereichs gegenüber der Mittelachse des Rohrabschnittes versetzt ist, so dass sichergestellt sein muss, dass die Verbindungselemente nur in einer Lageposition dem Crimpkopf zugeführt werden. Bei einer Verdrehung gegenüber der vorbestimmten Lageposition ist ein Einführen des Kabelendes in den Rohrabschnitt praktisch unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Crimpverfahren und eine dafür geeignete Crimpmaschine zu schaffen, mit denen sich auch komplex ausgestaltete Verbindungselemente, wie bspw. Kabelschuhe auf einfache Weise maschinell verarbeiten lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Vercrimpen eines elektrischen Verbindungselementes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Crimpmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 sowie ein Abisolierverfahren gemäss Patentanspruch 10 oder 11 gelöst.

Erfindungsgemäss verbleibt bei der Abisolierung des Kabelendes ein Isolationsring auf dem abisolierten Teil, der die einzelnen Litzen des Kabelendes zusammen hält. Dadurch wird verhindert, dass beim Einführen des abisolierten Kabelendes in den Crimpkopf einzelne Litzen umgebogen werden. Beim Aufsetzen des zu vercrimpenden elektrischen Verbindungselementes, bspw. des Kabelschuhs, wird der Isolationsring nach hinten geschoben, so dass ein exaktes Einführen des Kabelendes ohne Umbiegen der Kabellitzen und gleichzeitig eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist, da der Isolationsring aus dem Crimpbereich herausgeschoben ist. Durch diese äussert einfache Massnahme ist eine störungsfreie automatisierte Vercrimpung auch komplexer elektrischer Verbindungselemente gewährleistet.

Prinzipiell lässt sich das vorgeschriebene Verfahren mit dem Abtrennen eines Isolationsrings zum Sichern des Kabelendes auch bei Abisoliermaschinen einsetzen, die lediglich zum Abisolieren von Kabelenden vorgesehen sind, wobei der Crimpprozess in einem getrennten Arbeitsschritt mit einer eigenen Maschine durchgeführt wird. Ein derartiges Abisolierverfahren ist Gegenstand der nebengeordneten Patentansprüche 10 und 11.

Das Herstellen des Isolationsringes erfolgt vorzugsweise indem die Isolierung in einem ersten Arbeitsgang eingeschnitten, dann der entsprechende Teil der Isolierung soweit vom Kabelende abgezogen wird, bis nur noch ein den Isolationsring entsprechender Teil auf den Litzen aufsitzt und dann in einem abschliessenden Arbeitsgang dieser Isolationsring vom restlichen Teil der abgezogenen Isolierung abgeschnitten wird.

Alternativ kann zunächst ein Teil der Isolation vollständig abgezogen werden und dann der von der verbliebenen Isolierung abgetrennte Isolationsring nach vorne zum Ende des Kabelquerschnitts verschoben werden.

Die erfindungsgemässe Crimp-Maschine muss entsprechend derart ausgestaltet sein, dass sie das zweistufige Abschneiden - Einschneiden der Isolierung und Abschneiden des Isolationsringes - sowie das besondere Abziehverfahren, bei dem ein Isolationsring auf dem Kabelende verbleibt, durch­ führen kann, so dass die Steuerung entsprechend ausgelegt sein muss. Für das zweistufige Abschneiden der Isolierung wird vorzugsweise eine Schnitttiefenbegrenzung eingesetzt, die eine erste Einschneidebegrenzung zum Einschneiden der Isolation und eine Abschneidbegrenzung zum Abschneiden des Isolationsringes hat. Die Abschneidbegrenzung lässt dabei eine grössere Schnitttiefe als die Einschneidbegrenzung zu.

Die Abisoliereinrichtung ist so ausgebildet, dass in Achsrichtung des Kabels unterschiedliche Positionen mit den Schneidmessern erreichbar sind, so dass mehrere Varianten zur Erzeugung des Isolationsringes realisierbar sind.

Die Abisoliereinrichtung hat bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei diametral zueinander angeordnete, aufeinander zu bewegbare Schneidmesser, die über Schneidbacken auf einer gemeinsamen Querführung gelagert sind. Als Einschneidbegrenzung wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ein­ schneidanschlag, auf den die Schneidbacken beim Einschneiden der Isolierung auflaufen und der beim Abtrennen des Isolationsringes aus der Bewegungsbahn der Schneidbacken heraus gefahren wird. Bei diesem Abtrennen wird dann die Abschneidbegrenzung wirksam, durch die die weitere Bewegung der Schneidbacken zur Begrenzung der Schnitttiefe begrenzt ist.

Wie eingangs erwähnt, ist die exakte Lagepositionierung der elektrischen Verbindungselemente äussert wichtig. Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird eine Zuführeinrichtung für die Verbindungselemente eingesetzt, bei der diese über eine Zuführbahn zugeführt werden. Die Geometrie der Bahn ist so gewählt, dass die Verbindungselemente einen Übergabepunkt nur lagerichtig erreichen können. Anschliessend wird das lagepositionierte Verbindungselement mittels einer Übergabeeinrichtung dem Crimpkopf zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Auf diese Weise ist mit minimalem vorrichtungstechnischem Aufwand gewährleistet, dass auch hochkomplexe Verbindungselemente mit asymmetrischen Profilen lagepositioniert dem Crimpkopf zuführbar sind.

Die Flexibilität der erfindungsgemässen Crimpmaschine lässt sich weiter verbessern, wenn diese mit einem Sensor zur Erfassung des Kabeldurchmessers ausgeführt ist. Aufgrund des Sensorsignals kann dann die Einschnitttiefe der Abisoliereinrichtung geändert werden.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Abisoliereinrichtung einer erfindungsgemässen Crimpmaschine;

Fig. 2 eine Pneumatikzylinderanordnung zur Betätigung eines Schlittens der Abisoliereinrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Einrichtung zur Begrenzung der Schnitttiefe der Abisoliereinrichtung;

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung möglicher Verfahrensvarianten, die mit der erfindungsgemäßen Crimpmaschine durchführbar sind;

Fig. 5 eine Zuführeinrichtung der Crimpmaschine;

Fig. 6 eine Übergabeeinrichtung zur Übergabe eines zur vercrimpenden Bauelementes von der Zuführeinrichtung gemäß Fig. 5 an eine Crimpeinrichtung gemäß Fig. 7;

Fig. 7 eine Crimpeinrichtung mit dem Crimpwerkzeug und dessen Betätigungseinrichtung;

Fig. 8 eine Einrichtung zur Einstellung der Crimphöhe eines Crimpwerkzeuges mit mehreren Matrizen;

Fig. 9 eine Einrichtung zur Einstellung der Größe des zu vercrimpenden Verbindungselementes.

Im folgenden werden Details einer erfindungsgemässen Crimpmaschine erläutert, die üblicherweise mit einer Zuführeinrichtung, einer Abisoliereinrichtung und einer Crimpeinrichtung ausgeführt ist. Die Crimpmaschine enthält geeignete Führungseinrichtungen, um die Crimpeinrichtung oder die Abisoliereinrichtung in die Arbeitsposition mit Bezug zu einer zentralen Einführeinrichtung für ein Kabelende 12 zu bringen. Die Führungseinrichtungen können Linearführungen, oder - wie bei der DE 35 08 354 C1 - ein schwenkbarer Block sein, der stirnseitig einen Crimpkopf bzw. die Abisoliereinrichtung trägt oder es kann sich um eine Schwenkplatte gemäss der DE 43 18 326 C1 handeln, auf der die genannten Baueinheiten gelagert sind. Da derartige Führungseinrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden im folgenden nur die erfindungswesentlichen Bauelemente, d. h. die Abisoliereinrichtung 1 gemäss Fig. 1 und eine Zufüh­ reinrichtung 2 zur Zuführung von elektrischen Bauelementen, im vorliegenden Fall von Kabelschuhen 74 gemäss Fig. 5 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte Draufsicht auf eine Abisoliereinrichtung 1 der Crimpmaschine. Die Abisoliereinrichtung 1 hat eine Längsführung 20, auf der ein in Axialrichtung 8 verschiebbarer Schlitten 26 geführt ist. Die Verschiebung des Schlittens 26 erfolgt über Pneumatikzylinder, die im folgenden anhand Fig. 2 beschrieben werden.

Auf dem Schütten 26 ist eine Querführung 22 angeordnet, auf der zwei Schneidbacken 28, 30 gelagert sind, die jeweils ein Schneidmesser 32 bzw. 34 tragen. Diese sind mit V-förmigen Schneiden versehen, die beim Zusammenfahren der Schneidbacken 28, 30 den Aussenumfang eines abzuisolierenden Kabelendes 12 praktisch vollständig umgreifen, wobei die beiden Schneidmesser 32, 34 einander abschnittsweise überlappen.

Die Betätigung der Schneidbacken 28, 30 erfolgt über zwei auf dem genannten Schlitten 26 gelagerte Schwenkhebel 36, 38, deren einer Endabschnitt gelenkig mit den Schneidbacken 28 bzw. 30 verbunden ist. Der andere Endabschnitt der Schwenkhebel 36, 38 ist jeweils mit einer schräg angestellten Steuernut 40, 42 versehen. In den Steuernuten 40, 42 sind zwei Steuerkörper 44, 46 geführt, die an einer die beiden Schwenkhebel 36, 38 überstreckenden Steuertraverse 45 ausgebildet sind. Diese ist am Endabschnitt einer nicht dargestellten Vorschubspindel oder eines Betätigungszylinders gelagert. Durch eine Vorschubbewegung in Achsrichtung 8 gleiten die Steuerkörper 44, 46 in den Steuernuten 40, 42 ab und entsprechend werden die Schwenkhebel 36, 38 zum Schliessen oder Öffnen der Schneidbacken 28, 30 verschwenkt.

Der Schlitten 26 trägt des weiteren eine Anschlageinrichtung 50. Diese ist mit einem stirnseitigen Anschlag 52 versehen, der die Einschubtiefe des abzuisolierenden Kabelendes 12 begrenzt. Dieser Stirnanschlag 52 kann manuell oder automatisch verstellbar ausgeführt sein, um eine einfache Anpassung an unterschiedliche Kabeldurchmesser zu ermöglichen.

Die Anschlageinrichtung 50 ist auf einer Längsführung 24 axial verschiebbar gelagert. Die Betätigung dieser Anschlageinrichtung 50 erfolgt über einen Pneumatikzylinder 48, dessen Hub so gewählt ist, dass die Anschlageinrichtung 50 aus einem Bereich zwischen den beiden Schneidbacken 28, 30 herausfahrbar ist.

In Fig. 1 ist eine Haltezange 54 angedeutet, über die das in die Crimpmaschine eingeführte Kabelende 12 während des Abziehens der Isolierung und während der Vercrimpung in Axialrichtung 8 fixiert ist.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Pneumatikzylinderanordnung 56, über die der Schlitten 26 entlang der Längsführung 20 axial verschiebbar ist. D. h. durch geeignete Ansteuerung dieser Pneumatikzylinderanordnung 56 läßt sich die Axialposition des Schlittens 26 und damit die Wirkposition der Schneidmesser 32, 34 einstellen. Die Pneumatikzylinderanordnung 56 hat drei Zylinder 57, 58, 59, wobei der Zylinder 57 den größten Hub, der Zylinder 58 einen wesentlich geringeren Hub und der Zylinder 59 den kürzesten Hub hat. Bei der dargestellten Anordnung ist der Zylinder 57 an einer gehäusefesten Konsole 98 der Crimpmaschine befestigt. Eine Kolbenstange 100 des Zylinders 57 ist mit dem Zylinder 58 verbunden, dessen Kolbenstange 102 wiederum mit dem Kurzhub-Zylinder 59 verbunden ist. Eine Kolbenstange 104 dieses Zylinders greift an einer am Schlitten 26 befestigten Stirnplatte 106 an. Durch die drei Zylinder 57, 58 und 59 wird somit eine Reihenschaltung gebildet, wobei der maximal einstellbare Hub durch Ausfahren der drei Zylinder 57, 58, 59 einstellbar ist, während durch geeignete Ansteuerung eines oder mehrerer der Zylinder geeignete Zwischenpositionen anfahrbar sind.

Die Einfahrposition der drei Zylinder 57, 58, 59 ist jeweils durch Anschläge 108, 110 bzw. 112 begrenzt, wobei der Anschlag 108 am Zylinder 58, der Anschlag 110 am Zylinder 59 und der Anschlag 112 an der Stirnplatte 106 angeordnet ist. Beim Einfahren der Kolbenstangen 100, 102, 104 laufen diese Anschläge 108, 110 bzw. 112 auf den benachbarten Zylinder 57, 58, 59 auf, so dass die Einfahrposition entsprechend begrenzt ist. Die Anschläge 108, 110, 112 sind einstellbar ausgeführt, so dass sich die vorgenannte Einfahrposition verstellen läßt. Entsprechend kann auch die Verbindung zwischen den Kolbenstangen 100, 102, 104 und den benachbarten Zylindern 58, 59 bzw. der Stirnplatte 106 justiert werden.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Crimpmaschine besteht darin, dass diese sich über die Maschinensteuerung automatisch auf unterschiedliche Größen von Verbindungselementen und Kabelquerschnitten einstellen läßt.

D. h. es sind keine Umbauten erforderlich, um die Wirkpositionen und Betriebsparameter der Abisoliereinrichtung und der Crimpeinrichtung zu verstellen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnitttiefenbegrenzung 114, über die die Schnitttiefe der Schneidmesser 32, 34 (Fig. 1) einstellbar ist.

Diese Schnitttiefenbegrenzung 114 kann beispielsweise in die Anschlageinrichtung 50 gemäß Fig. 1 integriert sein. Die Schnitttiefenbegrenzung 114 hat zwei in Querrichtung verschiebbare Anschlagbacken 116, 118, die beispielsweise parallel oder koaxial zur Querführung 22 verschiebbar geführt sind. Jeder Anschlagbacken 116 hat einen gemäß Fig. 3 zum Betrachter hin vorstehenden Bolzen 120, 122, der jeweils mit einem ebenfalls in Querrichtung verschiebbaren Prisma 124 bzw. 126 zusammenwirkt. An den von den Bolzen 120, 122 entfernten Endabschnitten der Prismen 124, 126 ist jeweils eine Schrägfläche ausgebildet, an denen die Seitenflächen eines Keils 128 anliegen. Dieser ist in Axialrichtung 8 verschiebbar in der Schnitttiefenbegrenzung 114 geführt und mittels eines nicht dargestellten Stellmotors betätigbar. Die Prismen 124, 126 sind mittels Federn oder ähnlichen Einrichtungen gegen die Keilflächen des Keils 128 vorgespannt.

Die anhand von Fig. 1 beschriebenen Schneidbacken 28, 30 laufen bei der Betätigung der Abisoliereinrichtung auf die Anschlagbacken 116, 118 auf, so dass diese die Einschneidtiefe begrenzen. Durch Axialverschiebung des Keils 128 lässt sich der Abstand der Prismen 124, 126 und damit die Anschlagposition der Anschlagbacken 116, 118 einstellen. D. h., die Schnitttiefe der Abisoliereinrichtung ist durch die Axialposition des Keils 128 bestimmt.

Durch die vorbeschriebene erfindungsgemäße Abisoliereinrichtung lassen sich die in Fig. 4 schematisch dargestellten Abisolierverfahren verwirklichen.

Mit Variante 1 ist ein bevorzugtes Verfahren dargestellt.

Das Kabelende wird in der in Fig. 1 dargestellten Grundposition der Abisoliereinrichtung 1 in die Crimpmaschine eingeführt, bis es mit seiner Stirnfläche auf die Anschlageinrichtung 50 aufläuft. Der Kabeldurchmesser kann dabei über einen Sensor oder ähnliches erfaßt werden, so dass beispielsweise die Einschublänge und sonstige Steuerparameter der Crimp-Einrichtung angepaßt werden können. Im Bereich der Anschlageinrichtung ist des weiteren ein Näherungsschalter vorgesehen, der das vollständige Einführen des Kabelendes 12 erfaßt. Des weiteren wird in Abhängigkeit von dem erfaßten Kabeldurchmesser ein Steuersignal an die Schnitttiefenbegrenzung 114 abgegeben, so dass der Keil 128 in eine entsprechende Position gebracht wird, über die die Aufeinanderzubewegung der Schneidbacken 28, 30 begrenzt ist. Das Kabelende 12 wird durch die Haltezange 54 in seiner vorbestimmten Relativposition fixiert. Die Pneumatikzylindereinheit wird in den in Fig. 2 dargestellten Zustand gebracht, in der die Kolbenstangen 100, 102, 104 vollständig eingefahren sind. In dieser Position ist der Schlitten 26 vollständig nach vorne, hin zum Kabelende 12 gefahren, so dass sich die Schneidmesser 32, 34 in einer in Fig. 4 mit A gekennzeichneten Ebene befinden. Anschließend wird die Abisoliereinrichtung durch Verschwenken der Schwenkhebel 36, 38 betätigt und die Isolation bis zu den Litzen 18 hin eingeschnitten. Diese Einschnitttiefe ist durch die Position des Keils 128 vorgegeben.

Im nächsten Arbeitsschritt wird die Kolbenstange 102 des Zylinders 58 ausgefahren, während die beiden anderen Zylinder 57, 59 eingefahren bleiben. Entsprechend führt der Schlitten 26 einen Vorschub nach hinten in die mit B gekennzeichnete Position aus, wobei die Schneidmesser 32, 34 in ihrer Eingriffsposition mit der Isolation des Kabelendes 12 bleiben. Entsprechend wird der abgeschnittene Teil der Isolation von den Litzen 18 teilweise abgezogen.

Anschließend werden die Schneidmesser 32, 34 auseinander gefahren und die Kolbenstange 104 des Zylinders 59 ausgefahren, so dass der Schlitten 26 einen kleineren, vergleichsweise kurzen Hub durchführt. Die aufgefahrenen Schneidmesser 32, 34 befinden sich dann in der in Fig. 4 mit C gekennzeichneten Ebene. Im nächsten Arbeitsschritt wird die Anschlageinrichtung 50 soweit zurückgezogen, dass die Schneidtiefenbegrenzung ein vollständiges Abtrennen des Kabelendes 12 ermöglicht. Anschließend werden die beiden Schneidbacken 28, 30 wieder zugefahren und ein Referenzschnitt durchgeführt, durch den der über die Ebene C nach oben (Fig. 4) hinausstehende Teil der Isolation und der Litze abgetrennt werden - dieser abgetrennte Teil sei im folgenden als Abfall 16 bezeichnet.

Im abschliessenden Arbeitsschritt wird der größte Zylinder 57 angesteuert, so dass dessen Kolbenstange 100 ausfährt und der gesamte Schlitten 26 mit den Schneidmessern 32, 34 weg vom Kabel verfahren wird.

Auf dem Kabelende 12 verbleibt ein Isolationsring 14, der die Litzen umgreift, so dass diese relativ zueinander lagepositioniert sind. Beim darauffolgenden Aufsetzen des Verbindungselementes 74 wird dann dieser Isolationsring 14 wieder nach vorne hin zu der mit A gekennzeichneten Ebene verschoben.

Mit Variante 3 ist in Fig. 4 ein weiteres optimiertes Abisolierverfahren dargestellt.

Dabei werden nach der Axialpositionierung des Kabelendes 12 über die Anschlageinrichtung 50 und dem Festlegen über die Haltezange 54 zunächst die beiden Kolbenstangen 102, 104 der Zylinder 58 bzw. 59 ausgefahren, während der Zylinder 57 im eingefahrenen Zustand verbleibt. Der Schlitten 26 wird dadurch derart verschoben, dass sich die beiden Schneidmesser 32, 34 in der mit D gekennzeichneten Ebene befinden. Die Anschlageinrichtung 50 ist soweit herausgefahren, dass sich die Schneidmesser 32, 34 zum vollständigen Abtrennen des Kabelendes schließen lassen, so dass ein Referenzschnitt durchgeführt wird, durch den das Kabelende entlang der Ebene D abgelängt wird.

Anschließend wird die Kolbenstange 102 des mittleren Zylinders 58 eingefahren und der Schlitten in die mit E gekennzeichnete Position verfahren. Gleichzeitig wird die Anschlageinrichtung 50 eingefahren, so dass die Anschlagbacken 116, 118 in eine Position gebracht werden, in der die Schnitttiefe so begrenzt ist, dass lediglich die Isolation eingeschnitten wird. Durch das anschließende Zusammenfahren der Schneidmesser 32, 34 wird dann die Isolation abgetrennt und durch Ausfahren der Kolbenstange 102 des Zylinders 58 die Isolation bei in Eingriff stehenden Schneidmessern 32, 34 abgezogen.

Im nächsten Arbeitsgang werden die Schneidmesser 32, 34 geöffnet und die Pneumatikzylinderanordnung 56 in die in Fig. 2 dargestellte Position (eingefahrene Kolbenstangen) gebracht, so dass die Schneidmesser 32, 34 sich in der mit F gekennzeichneten Ebene befinden. Die Position der Schnitttiefenbegrenzung 114 bleibt unverändert. Anschließend wird die Abisoliereinrichtung 1 erneut betätigt und der Isolationsring 14 abgetrennt. Im nächsten Arbeitsschritt wird dieser Isolationsring 14 dann durch Ausfahren der Kolbenstange 102 verschoben bis seine vordere Ringfläche in der Ebene D und die rückseitige Ringfläche in der Ebene G liegt.

Die in Variante 3 dargestellte Abfolge hat den Vorteil, dass die Litzen durch das Verschieben des Isolationsringes 14 von der Position E in die Position D nur auf Zug belastet sind, während die Litzen bei Variante 1 durch das Schneiden in Position C gestaucht werden können. Der Nachteil der Variante 3 liegt allerdings darin, dass ein Ansteuerschritt mehr erforderlich ist. Prinzipiell könnte man den Isolationsring 14 auch vorher, bespielsweise vor oder nach der Abtrennung der abgezogenen Isolation abtrennen und dann zum Schluß nach vorn verschieben.

Die als Varianten 2 und 4 dargestellten Abfolgen entsprechen im Prinzip den Varianten 1 bzw. 3, wobei allerdings jeweils auf den Referenzschnitt verzichtet wird. D. h., bei diesen Varianten wird vorausgesetzt, dass die Stirnfläche des Kabelendes 12 vorher mit vergleichsweise hoher Präzision abgelängt und positioniert wurde, so dass kein Referenzschnitt erforderlich ist. Die Ansteuerung der Zylinder 57, 58, 59 zur Verschiebung der Schneidmesser in die Ebenen A, B, C bzw. F, E, D ist genau wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen, so dass die Einzelschritte der Varianten 2 und 4 nicht erläutert werden müssen. Die Hübe der Zylinder 57, 58, 59 lassen sich zur Veränderung der Dicke des Isolationsringes 14 und der Länge des abisolierten Teiles in gewissem Maße verstellen.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, wird die Abisoliereinrichtung 1 durch Ausfahren aller drei Zylinder 57, 58, 59 außer Eingriff gebracht, so dass Raum zum Einrücken des Crimpkopfes geschaffen wird.

Im nächsten Arbeitsgang wird dann ein Verbindungselement 74 auf das abisolierte Kabelende 12 aufgesetzt. Die Vereinzelung und lageorientierte Zuführung der Verbindungselemente erfolgt über einen in Fig. 5 schematisch dargestellten Zuführtopf 60, in dem die Verbindungselemente 74 ungeordnet aufgenommen sind. Aus diesem Zuführtopf 60 werden die Verbindungselemente 74 beispielsweise durch Vibration oder ähnliches in eine Zuführbahn 62 gefördert und dabei lageorientiert. Diese Lageorientierung erfolgt in bekannter Weise mittels geeigneter Führungskulissen, die derart ausgebildet sind, dass die Verbindungselemente 74 nur in einer vorbestimmten Lageorientierung zu einem Vereinzelungsblock 64 gelangen können. In diesem Vereinzelungsblock 64 werden die Verbindungselemente 74 vereinzelt in eine Übergabeposition gebracht, in der sie von einem in Fig. 5 schematisch dargestellten Zuführgreifer 66 übernommen und einem in Fig. 6 dargestellten Übergabegreifer 70 übergeben werden. Das Verbindungselement 74 wird von einem Übergabegreifer 70 mit einem Klemmhebel 72 übernommen, der mittels eines Pneumatikzylinders 76 betätigbar ist. Der das Verbindungselement 74 haltende Übergabegreifer 70 ist als Schwenkhebel ausgeführt, der um ein Schwenkgelenk 77 drehbar in einem Schlitten 78 gelagert ist. Dieser Schlitten 78 ist entlang einer Längsführung 80 verschiebbar. Die Verschiebung des Schlittens 78 und die Verschwenkung des Übergabegreifers 70 erfolgt mittels eines Übergabezylinders 82, der im Abstand vom Schwenkgelenk 77 an einem Schiebegelenk 83 des Übergabegreifers 70 angreift.

Das im Zuführgreifer 66 befindliche Verbindungselement 74 wird in der dargestellten Schwenkposition des Übergabegreifers 70 durch Schließen des Hebels 72 eingeklemmt und übernommen. Anschließend wird der Übergabezylinder 82 angesteuert, so dass der Übergabegreifer 70 um das Schwenkgelenk 77 verschwenkt und in Axialrichtung 8 (Fig. 1) entlang der Längsführung 80 verschoben wird, so dass das Verbindungselement 74 mit seinem Isolationsteil in das Werkzeug 92 eingelegt wird. Anschließend wird das Werkzeug 92 nach links und vorne und dadurch das Verbindungselement 74 auf das abisolierte Kabelende 12 verschoben. Dabei wird der Isolationsring 14 nach vorne verschoben, so dass er zurück in die mit A bzw. F gekennzeichnete Position verschoben wird und die Litzen 18 während des gesamten Aufsetzvorganges des Verbindungselementes 74 so zusammengehalten werden, dass ein Umbiegen praktisch unmöglich ist. Der Isolationsring 14 verbleibt somit auf dem Kabelende 12.

Nach dem vorbeschriebenen Aufsetzen des Verbindungselementes 74 auf das abisolierte Kabelende 12 wird die in Fig. 7 schematisch dargestellte Crimpeinrichtung 6 der Crimpmaschine in ihre Arbeitsposition gefahren. Diese Crimpeinrichtung 6 hat einen Crimpkopf 94, in den ein Crimpwerkzeug 92 eingesetzt ist. In Fig. 7 ist dieses Crimpwerkzeug 92 im geöffneten Zustand dargestellt. Das Werkzeug hat eine feststehende Matrize oder Werkzeughälfte 93 und eine bewegliche Werkzeughälfte 95, die zum Vercrimpen mittels eines Kniehebels 90 in ihre Schließposition bringbar ist. D. h., dieser Kniehebel 90 wird aus seiner dargestellten Winkelstellung durch Ausfahren eines pneumatischen Kniehebelzylinders 96 in seine Streckstellung gebracht, so dass die bewegliche Werkzeughälfte 95 aus ihrer in Fig. 7 dargestellten Position nach unten fährt.

Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht wesentlicher Teile des Crimpkopfes 94. Dieser hat einen Block 130, auf dem die feststehende Werkzeughälfte (Matrize) 93 befestigt ist. Die bewegliche Werkzeughälfte 95 ist an einer beweglichen Werkzeugspannplatte 132 befestigt, die entlang von Führungen 134 verschiebbar ist. Die in Fig. 8 obere Stirnfläche ist als Keilfläche 136 ausgebildet, die an einem in Querrichtung Q verschiebbaren Schiebekeil 138 anliegt. Dieser läßt sich mittels eines nicht dargestellten Stellmotors oder Zylinders in der Querrichtung Q verschieben, so dass entsprechend der Schließhub des Werkzeuges 92 verändert wird (Hub des Kniehebels 90 bleibt konstant). D. h., durch geeignete Verstellung des Schiebekeils 138 kann die Crimptiefe des Werkzeuges verstellt werden.

Gemäß Fig. 8 hat das Werkzeug 92 drei unterschiedlich ausgebildete Werkzeugkavitäten 140, 142, 144, so dass sich in Abhängigkeit von der Orientierung des Werkzeuges 92 mit Bezug zum abisolierten Kabelende drei unterschiedliche Größen von Verbindungselementen 74 vercrimpen lassen. Die Werkzeugkavitäten 140, 142, 144 lassen sich wahlweise mit einer in Fig. 9 dargestellten Einrichtung in ihre vorbestimmte Crimpposition bringen.

Wie bereits vorstehend erwähnt, wird der Crimpkopf 94 nach dem Abisolieren des Kabelendes 12 und dem Zurückfahren der Abisoliereinrichtung 1 aus seiner Warteposition in die Crimpposition verschoben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dieses Verschieben aus einer mit Bezug zum Kabelende 12 seitlich versetzten Position entlang einer nicht dargestellten Querführung, wobei der Hub in dieser Querrichtung durch den in Fig. 9 dargestellten Schiebeanschlag 146 einstellbar ist. Dieser hat eine drehbar gelagerte Nockenwalze 148, deren Außenumfang gemäß der Seitenansicht des Schiebeanschlages 146 drei in Axialrichtung versetzte Anschlagnocken 150, 152, 154 angeordnet sind. Diese haben jeweils eine vordere und hintere Anschlagfläche 156, 158, wobei die Anschlagflächen 156, 158 der Anschlagnocken 150, 152, 154 in dieser Reihenfolge von rechts nach links (Ansicht nach Fig. 9) versetzt sind.

Durch Drehung der Nockenwalze 148 läßt sich jeweils eine der Anschlagnocken, beispielsweise die Anschlagnocke 152 in eine Wirkposition zwischen zwei Anschlägen 160, 162 einer Anschlagstange 164 bringen, über die der Querhub eines den Crimpkopf 94 tragenden Schiebeflansches begrenzbar ist. D. h., bei der Querverschiebung des Crimpkopfes 94 in die Crimpposition läuft der Anschlag 160 auf die Anschlagfläche 156 auf, während beim Herausfahren des Crimpkopfes 94 nach der Vercrimpung die Endposition durch Auflaufen des Anschlages 162 auf die Anschlagfläche 158 vorgegeben ist. Die beiden Anschlagflächen 156, 158 befinden sich mit Bezug zu den entsprechenden Anschlagflächen der anderen Anschlagnocken 150, 154 in einer mittleren Position, d. h. durch diese Anschlagnocke 152 wird die Kavität 142 in ihre Wirkposition gebracht. Für den Fall, dass die beiden anderen Werkzeugkavitäten 140, 144 in Eingriff gebracht werden sollen, wird die Nockenwalze 148 so angesteuert, dass die entsprechende Anschlagnocke 150 oder 154 in die Wirkposition zwischen die Anschläge 160, 162 gebracht wird.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, lassen sich die Antriebe der Nockenwalze 148, des Schiebekeils 138 und des Keils 128 in Abhängigkeit vom Durchmesser des Kabelendes 12 und der Größe des zu vercrimpenden Verbindungselementes 74 über die Maschinensteuerung ansteuern, so dass die gewünschten Parameter automatisch eingestellt werden, ohne dass es manueller Eingriffe bedarf.

Offenbart ist ein Crimpverfahren und eine Crimpmaschine zum Verpressen eines elektrischen Verbindungselementes, insbesondere eines Kabelschuhs sowie ein Abisolierverfahren, über das ein Kabelende derart abisoliert wird, dass ein Isolationsring auf dem abisolierten Teil verbleibt. Dieser Isolationsring wird beim Aufsetzen des Kabelschuhs nach hinten aus dem Kontaktbereich heraus geschoben.

Bezugszeichenliste

1

Abisoliereinrichtung

2

Zuführeinrichtung

4

Übergabeeinrichtung

6

Crimpeinrichtung

8

Achsrichtung

12

Kabelende

14

Isolationsring

16

Abfall

18

Litzen

20

Längsführung

22

Querführung

24

Längsführung

26

Schlitten

28

Schneidbacken

30

Schneidbacken

32

Schneidmesser

34

Schneidmesser

36

Schwenkhebel

38

Schwenkhebel

40

Steuernut

42

Steuernut

44

Steuerkörper

45

Steuertraverse

46

Steuerkörper

48

Pneumatikzylinder

50

Anschlageinrichtung

52

Stirnanschlag

54

Haltezange

56

Pneumatikzylinderanordnung

57

Zylinder

58

Zylinder

59

Zylinder

60

Zuführtopf

62

Zuführbahn

64

Vereinzelungsblock

66

Zuführgreifer

70

Übergabegreifer

72

Klemmhebel

74

Verbindungselement

76

Pneumatikzylinder

77

Schwenkgelenk

78

Schlitten

80

Längsführung

82

Übergabezylinder

83

Schiebegelenk

90

Kniehebel

92

Werkzeug

93

feststehende Werkzeughälfte

94

Crimpkopf

95

bewegliche Werkzeughälfte

96

Kniehebelzylinder

98

Konsole

100

Kolbenstange

102

Kolbenstange

104

Kolbenstange

106

Stirnplatte

108

Anschlag

110

Anschlag

112

Anschlag

114

Schnitttiefenbegrenzung

116

Anschlagbacken

118

Anschlagbacken

120

Bolzen

122

Bolzen

124

Prisma

126

Prisma

128

Keil

130

Block

132

bewegliche Werkzeugspannplatte

134

Führung

136

Keilfläche

138

Schiebekeil

140

Werkzeugkavitäten

142

Werkzeugkavitäten

144

Werkzeugkavitäten

146

Schiebeanschlag

148

Nockenwalze

150

Anschlagnocke

152

Anschlagnocke

154

Anschlagnocke

156

vordere Anschlagfläche

158

hintere Anschlagfläche

160

Anschlag

162

Anschlag

164

Anschlagstange

166

Schiebeflansch

Claims (12)

1. Verfahren zum Verpressen eines elektrischen Verbindungselements, insbesondere eines nicht rotationssymmetrischen mit einem Kabelende (12) mit den Schritten:

• - Einschneiden und Abziehen einer Isolierung des Kabelendes (12),
• - Verpressen des Verbindungselementes (74) mit dem Kabelende (12),

dadurch gekennzeichnet, dass ein Isolationsring (14) abgetrennt wird, der nach dem Abziehen der Isolierung derart im Bereich des Kabelendes (12) angeordnet ist, dass dessen Litzen (18) zusammengehalten werden und dass beim Aufsetzen des Verbindungselementes (74) auf das Kabelende (12) der Isolationsring (14) hin zur verbliebenen Isolierung zurückgeschoben wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei nach dem Einschneiden der Isolierung ein abgetrennter Isolationsteil soweit verschoben wird, bis nur noch ein dem Isolationsring (14) auf dem Kabelende (12) verbleibt.

3. Crimpmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 und 2, mit einem Crimpkopf zum Verpressen eines Kabelendes (12) mit einem elektrischen Verbindungselement (74) und mit einer Abisoliereinrichtung (1) zum Abisolieren des Kabelendes (12), die eine Schneideinrichtung (32, 34) zum Einschneiden der Isolierung und eine Abzieheinrichtung zum Abziehen eines abgeschnittenen Isolationsteils der Isolierung hat, gekennzeichnet durch eine Steuerung zum Ansteuern der Abzieheinrichtung derart, dass das Isolationsteil nicht vollständig vom Kabelende (12) abgezogen ist, und zum Ansteuern der Schneideinrichtung (32, 34) zum Einschneiden der Isolierung und zum Abtrennen des auf dem Kabelende (12) verbleibenden Isolationsringes (14).

4. Crimpmaschine nach Patentanspruch 3, wobei die Abisoliereinrichtung (1) eine verstellbare Schnitttiefenbegrenzung hat.

5. Crimpmaschine nach Patentanspruch 4, wobei zwei diametral angeordnete Schneidmesser (32, 34) auf zwei koaxial geführten Schneidbacken (28, 30) befestigt sind, die aufeinander zu - oder voneinander weg - bewegbar sind, und mit einem Einschneidanschlag (50) als Einschneidbegrenzung, auf den die Schneidbacken (28, 30) beim Einschneiden auflaufen und der zum Abtrennen des Isolationsringes (14) verschiebbar ist.

6. Crimpmaschine nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, wobei die Abisoliereinrichtung (1) zur Durchführung der Abziehbewegung auf einer sich parallel zur Kabelachse erstreckenden Längsführung (20) gelagert ist.

7. Crimpmaschine nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, wobei dem Crimpkopf (94) eine Zuführeinrichtung (2) zugeordnet ist, mit der die Ver­ bindungselemente (74), insbesondere nicht rotationssymmetrische lagerichtig an die Übergabeeinrichtung (4) übergebbar sind.

8. Crimpmaschine nach einem der Patentanspruch 7, mit einer Übergabeeinrichtung (4), über die das sich in der definierten Übergabeposition befindliche Verbindungselement (74) an den Crimpkopf (92) übergebbar ist.

9. Crimpmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 8, wobei diese einen Sensor zum Erfassen des Kabeldurchmessers und eine Einrichtung zur Anpassung der Einschneidtiefe hat.

10. Verfahren zum Abisolieren eines Kabelendes (12), mit den Schritten:
Einschneiden der Isolierung, Abziehen der Isolierung derart, dass ein Teilbereich der eingeschnittenen Isolierung auf dem Kabelende verbleibt und Abschneiden des auf dem Kabelende (12) verbleibenden Isolationsringes (14) von der abgezogenen Isolierung.

11. Verfahren zum Abisolieren eines Kabelendes (12) mit den Schritten:
Einschneiden der Isolierung, Abziehen des abgeschnittenen Teiles der Isolierung, Abtrennen eines Isolationsringes (14) von der verbleibenden Isolation und Verschieben des Isolationsringes (14) hin zum Ende des Kabelendes (12).

12. Verfahren nach Patentanspruch 10 oder 11, wobei ein Referenzschnitt durchgeführt wird, durch den ein Teil der Isolierung und der Kabellitzen (18) von dem Kabelende (12) abgetrennt wird.