DE1963307A1 - Automatische Maschine zum Bearbeiten von Verbindungsdraehten - Google Patents

Description

Dipl.-hg. F-J. KUPFEBSfANN FPHN. 382 5.

Patentanwalt

-Anmelder: RY. Philips' Gloeilampenfabrieken · dJo / WJM.

Akte No. PHU- 3825
Anmeldung vom: 16. Dez. 1969

Automatische Maschine zum Bearbeiten von Verbindungsdrähten. .

Die Erfindung· betrifft eine automatische Maschine zum Bearbeiten von Verbindungsdrähten.

Es ist seit vielen Jahren üblich, automatische Maschinen zum Abschneiden elektrischer Drähte bestimmter Länge, zum unmittelbaren oder nachherigen Abstreifen der Isolation von den Drahtenden und zum Einsetzen von Hülsen oder Klemmen anzuwenden. Solche Maschinen, von denen nur eine beschränkte Anzahl von Typen zur Verfügung stehtj werden effektiv für sehr grosse Serienproduktionen verwendet, wobei eine Änderung der abzuschneidenden Länge oder dös Klemmentyps mit sich bringt, dass die Maschine stillgesetzt und mit Zeitverlust neu eingestellt werden muss.

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Es sind auch automatische Maschinen bekannt, die jeden der vorerwähnten Vorgänge gesondert ausführen: das Abschneiden nach Länge, das Abstreifen, das Aufdrucken von Markierungen zur Identifizierung der Drähte, das Einsetzen der Klemmen. Jede dieser Maschinen führt die betreffende Bearbeitung schnell aus. Eine Änderung der Parameter, wie die Drahtlänge, der Klemmentyp, die Markierung, lässt sich einfach und schnell durchführen. Jede dieser Maschinen bildet eine gesonderte Arbeitseinheit und erfordert daher Personal für die Zubringung von Material und für die Aufsicht.

Die Kombination dieser unterschiedlichen Maschinen entsprechend der Bearbeitung zum Erhalten einer Drahtlänge mit Markierungen und Klemmen hat nur ein beschränktes Interessengebiet. Die Arbeitsrhythmen der Maschinen sind oft verschieden, die Abfuhrposition des Drahtes kann für die Zufuhr in eine andere Maschine ungeeignet sein und ein Defekt einer der Maschinen verhütet die anderen nicht weiterzuarbeiten. Obgleich oberflächlich betrachtet, letzteres als vorteilhaft erscheinen dürfte, bildet es tatsächlich ein ernstliches Bedenken, das sich in einer -grossen Anhäufung von Drahtlängen auf den anderen Maschinen äussert. Wenn dies nicht der Fall ist, tritt die Gefahr auf, dass das Schadhaftwerden einer Maschine, das Arretieren verschiedener anderer Maschinen erforderlich macht, da die unterschiedlichen Bearbeitungen, die das fertige Produkt ergeben sollen, in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, .... . . , ...

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Die automatische Maschine nach der Erfindung kombiniert eine Anzahl von Organen, die zum Erzielen eines fertigen Produktes mit bestimmten Merkmalen miteinander zusammenwirken. Die Kombination dieser Organe zum Bewerkstelligen einer ununterbrochenen Reihenfolge von Bearbeitungen hat zahlreiche Vorteile wie: höhere Produktionsgeschwindigkeit, Betriebssicherheit, Erniedrigung des Geste-

hungspreises des fertigen Produktes.

Die automatische Maschine' zum Bearbeiten von Verbindungsdrähten nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination einer Vorratseinhei*, einer Drahtabwickeleinheit, deren Abwickelgeschindigkeit durch ein elektrisches Organ regelbar ist, das je nach der vom Draht auf einen mit dem elektrischen Organ zusammenwirkenden balancierten Arm ausgeübten Zugkraft einstellbar ist, einer Markiereinheit mit derart gesteuerten Druckorganen, dass jede Drahtlänge mindestens einmal mit einer Markierung ver- jfl sehen wird, eines Längenmess- und Abschneidorgans und einer Drahtabstreifeinheit, wobei das Längenmess organ Mittel aufweist, die nach dem Messen einer vorherbestimmten Drahtlänge. den Abschneid- und Abstreifzyklus und den= Markierzyklus anlassen, einer Ubertragt-einheit mit einem Forderband konstanter, regelbarer Geschwindigkeit, einer Aufsetzvorrichtung mit Mitteln zum einstellbaren Bremsen des Drahtes je nach der Geschwindigkeit des Förderbandes und der Masse des Drahtes und Führungs-, Halterungs- und Auswerforgane, die durch eine Positionskontrollvorrichtung entsprechend

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einem vorherbestimmten Zyklus zusammenwirken, wobei die Kontrollvorrichtung ausserdem direkt oder indirekt die Mess-Absehneid— und Abstreifeinheit und die darauffolgende Einsetzeinheit wirksam macht, wobei jede Einheit mit Mitteln zum Stillsetzen der Maschine im Falle einer Fehlwir— kung versehen ist.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Prinzipschema der Maschine, die Fig. 2a und 2b die Drahtabwickeleinheit der Maschine,

Fig. 3 ein bekanntes Abstreiforgan, Fig. h das Abstreiforgan in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 5 eine Ubertrageinheit für das Zubringen der Drahtlängen an die Einsetzeinheit.

Die automatische Maschine zum Bearbeiten von Verbindungsdrähten enthält eine Anzahl von Einheiten zum Durchführen der Bearbeitungen in einer bestimmten Reihenfolge. Das Prinzipschema nach Fig. 1 zeigt die wichtigsten Einheiten* eine Vorratseinheit 1, eine Drahtabwickeleinheit 2 zum Abwickeln des Drahtes von Vorratsspulen der Einheit 1, eine Markiereinheit 3, eine Längenmess—, Abschneid- und Abstreifeinheit k, eine ubertrageinheit 5» eine Einsetzeinheit 6.

Die Zubringung des Drahtes erfolgt durch eine Vorratseinheit mit zwei Arten von Vorratsspulen. Für Drähte

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mit kleinem Durchmesser ist jede Spule auf der feststehenden Spindel eines Rahmens angebracht, wobei die Drahtwindungen durch die Abwickeleinheit 2 abgezogen werden. Für Drähte mit grösserem Durchmesser ruhen die Spulen mit den Windungen auf Rollen, die durch den von der Abwickeleinheit 2 abgezogenen Draht in Drehung versetzt werden.

Die Vorratseinheit kann eine gleiche Anzahl von Spulen enthalten wie die Anzahl von zu behandelnden Drähten unterschiedlichen Durchmessers.

Die Abwicklung eines Drahtes von einer Spule erfordert oft eine zu grosse Zugkraft, die nicht von den Einheiten für die weiteren Vorgänge geliefert werden kann. Es ist z.B. nicht möglich, die Antriebsrollen der Markier— einheit oder der Messeinheit für die Drahtabwicklung anzuwenden, so dass es notwendig ist, eine Abwickeleinheit 2 vorzusehen.

Diese Einheit übt einerseits eine hinreichende Zugkraft aus, um den Draht abzuwickeln und andererseits speist sie die nachfolgenden Einheiten, ohne dass die zu überwindenden Zugkräfte höher sind als die, welche das eigene Gewicht des Drahtes hervorruft.

Die Fig» 2a und 2b zeigen eine solche Abwickeleinheit. Der Draht umschlingt in einer Windung eine Antriebsrolle 8 auf der Welle eines Motors 7i der über einen Geschwindigkeitsregler gespeist wird, wobei der Draht von einer Drucki'olle 9 angedrückt wird. Die Windung wird dadurch gebildet und aufrechterhalten, dass der Draht über

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die Scheiben 10 und 1 1 geführt wird«, Der Draht läuft dann über eine Scheibe 12,.die von einem Arm 13 mit einem Gegengewicht 14 gehalten wird, der auf einer Welle 15 angeordnet ist. Diese sich an die Achse des Potentiometers 16 anschliessende Welle wird durch die Geschwindigkeitsregelung des Motors gesteuert. Der Draht verläuft dann über eine Scheibe 17, deren Achse auch die Scheibe 11 trägt, und von dort über eine Scheibe 18 auf der Achse der Scheibe 12 die,vom Arm 13 getragen wird. Der Draht wird darauf der nächsten Einheit zugeführt. Elektrische Kontakte 19 und 20 an je einem Ende des maximal zulässigen Schwenkbereiches des Armes 13 dienen zum Stillsetzen der Abwiekeleinheit 2 und der anderen Einheiten der Maschine. Eine einen vorherbestimmten Wert überschreitende Zugkraft, dx& von den Antriebsrollen der nächstfolgenden Einheit ausgeübt wird, verschwenkt den Arm 13 in Richtung des Pfeiles X (Fig. 2a). Der Arm 13 betätigt das Potentiometer i6 derart, dass die Geschwindigkeit des Motors 1 erhöht wird, wodurch mehr Draht abgeliefert wird. Wenn umgekehrt weniger Draht oder überhaupt kein Draht zugeführt werden soll, wenn also die Zugkraft niedriger als der vorherbestimmte Wert ist, dreht sich der Arm in der dem Pfeil X entgegengesetzten Richtung, wodurch das Potentiometer 16 die Motorgeschwindigkeit verringert und der Motor 1 zum Stillstand kommt.

Die Markierungen werden durch eine bekannte

Markiereinheit 3 auf dem Draht angebracht. Eine oder mehrere Druckpressen 21 werden in Reihenfolge angeordnet und

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der Druckrhythmus, wird je nach den erwünschten Drähtlängen geregelt. Sicherheitsorgane ermöglichen das Arretieren im Falle eines Bruches des Verwendeteil Kunststoff druckbandes.' Diese Druckpressen 21 enthalten einen erwärmten, bewegbaren, die Markierungen tragenden Stempel; das Druckband bewegt sich zwischen dem Draht und dem Stempel und wird teilweise gegen die Drahtoberfläche gedrückt. Das unbedruckte Band wird von einer Rolle abgewickelt und automatisch zugeführt. fj| Im Hinblick auf die Zerbrechlichkeit des Bandes braucht die Markiereinheit 3 eine doppelte Sicherung zum Arretieren des Antriebs: bei Bruch eines zerrissenen Bandes und bei erschöpften Vorratsspule, Für diese beiden Funktionen sind photo- elektrische Elemente vorgesehen.

Das Messen, das Abschneiden und das Abstreifen der Drahtlängen erfolgen in der gleichen Einheit k. Diese Einheit arbeitet wie folgt: Antriebsrollen 23 führen den Draht über ein Messrad 22, das die abzusehneidende Draht- λ

länge bestimmt und das zum Erzeugen eines Impulsen das pneumatische System der Einheit steuert, wodurch der Draht angehalten, festgehalten, abgeschnitten und abgestreift wird. Nach diesen Vorgängen führt ein Druckluftstrom den abgeschnittenen, abgestreiften Draht dem Ausgang der Einheit zu. Der Abstand, den der Draht zurücklegen muss, bevor er von der Maschine frei ist, ist verhältnismässig gross und die Auswerfgeschwindigkeit lässt sich schwer regeln. Ks sind Vorkehrungen getroffen, um diese Einheit in der Maschine unterzubringen. Eine Abstreifeinheit bekann-

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ter Art ist in Pig. 3 dargestellt. Der Schneidkopf 30- enthält die Schneidmesser 31 und die Abstreifmesser 32, die in einem bestimmten Abstand von den Schneidmessern 31 liegen, wobei der Draht von einer Klemme 33 gehaltert wird. Nach dem Abschneiden des Drahtes und der Umhüllung verschiebt sich ein Kolben "}h in einem nicht dargestellten Zylinder, der an der Klemme 33 befestigt 'ist, und schiebt den Draht in Richtung des Pfeiles Y, wodurch das Drahtstück zwischen den Messern 31 und 32 ganz oder teilweise abgestreift wird. Die Lagen der Klemme 33 und des Kolbens Jk erlauben nicht, den Draht schnell freizugeben, da der Kolben 3h fluchtend mit der Klemme 33 und koaxial zum Draht verläuft, wobei der Draht durch den Kolben geführt ist. Fig. k zeigt die vorgenommene Abänderung. Ein Kolben in einem Zylinder 3'+' ist derart auf einem Ständer 35 angeordnet, dass er seitlich der Klemme φ 36 parallel zum Draht liegt. Die Klemme 36 ist am Ende eines Bügels 36 angebracht, der um eine feststehende Achse 37 drehbar ist, die auf dem Ständer 35 befestigt ist. Der Kolben im Zylinder 3^' wirkt das andere Ende 38 des Bügels 36 ein.

Auf den vom Messrad 22 gelieferten Impuls ansprechende Mittel, die zum Einleiten des Zyklus der Einheit h vorgesehen sind, kontrollieren den Zyklus der Markiereinheit 3.

Die Übertragung und die Aufstellung des Drahtes in bezug auf eine Klemtneneinheit 6 ermittelt eine Einheit

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5 nach einer Patentanmeldung der Anmelderin des gleichen Datums. Diese Ubertragungseinheit 5 besteht aus einem mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen, endlosen Förderband A und einer Brems- und Drahthalterungsvorrichtung B. Der mit genau bestimmter Geschwindigkeit fortbewegte Draht gelangt am Ende des Bandes A in eine Führung C, die mit einem Bremsschuh D zusammenwirkt. Der Druck des Bremsschuhs D auf die Führung C wird derart bestimmt, dass das A Drahtende in einer sehr genau bestimmter Lage für die nächstfolgende Einsatzeinheit 6 zur Anlage kommt. Ein Luftstrahlrohr ermöglicht, den Draht auszuwerfen und macht die Ubertrageinheit 5 und die Einsetzeinheit 6 für einen neuen Zyklus frei. Die Einsetzeinheit 6 wird durch eine Gruppe automatischer Einsetzpressen G bekannter Art gebildet. Die Pressen G, deren Anzahl gleich der üblichen Anzahl von Hülsen oder Klemmen ist, sind auf einem rotierenden Träger angeordnet. Ein Verriegelungsorgan des Trägers, bietet die Möglichkeit die Einsetzpresse mit den für die Bearbeitung erforderlichen Hülsen in Flucht zur Ubertrageinheit 5 anzuordnen.

Wenn die Einsetzbearbeitung beendigt ist, wird die Auswerfvorrichtung der Ubertrageinheit 5 wirksam und wirft die mit einer Klemme versehene Drahtlänge in einen Kübel, in dem die Drähte geordnet werden.

Die Steuerung der Maschine ist im Prinzipschema nach Fig. 1 veranschaulicht*

'/u Beginn des IJors to L lungszyklus wird nachdem

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in der Vorratseinheit 1 die Vorratsspule mit dem erwünschten Draht gewählt ist, das Drahtende über die Antriebsrollen und Scheiben der Abwiekeleinheit 2 in der nachfolgenden Reihenfolge geführt: Scheibe 10, schleifenförmig über die Antriebsrolle 8, Scheibe 11, Scheibe 12, Seheiben 17 und dann 18; dann wird der Draht in die Bahn zur Markiereinheit 3 geführt. Der Draht wird mittels des Motors 7 mit veränderlicher Geschwindigkeit abgewickelt (Fig. 2).

Die Motorgeschwindigkeit wird automatisch entsprechend der Abfuhrgeschwindigkeit bestimmt, so dass die Spannung des betreffenden Drahtes in der Markiereinheit 3 sehr gering ist. Diese Zugspannung wird durch das Gegengewicht 14 des Armes 13 mit den Scheiben 12 und 18 geregelt. Bei Änderung der Zugkraft auf den Draht schwenkt der Arm in einer oder der anderen Richtung und wirkt unmittelbar auf das Potentiometer 16 der elektrischen Speisespannung des Motors ein.

Bei Zunahme der Zugkraft nimmt die Motorgeschwindigkeit zu, wodurch der Arm sich in Richtung des Pfeiles X dreht (Fig. 2a) und eine Mittellage einnimmt. Bei Verringerung der Zugkraft schwenkt sich der Arm in die entgegengesetzte Richtung, wodurch die resultierende Drehung des Potentiometers die Motorgeschwindigkeit herabsetzt. Beim Blokkieren.der Vorratsrolle oder der Abwickeleinheit wird kein Draht mehl" zugeführt, wodurch die Drehung des Armes 13 die der höchst zulässigen Zugkraft entsprechende Lage Überschreitet und einen elektrischen Kontakt 20 be-

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tätigt. Wenn kein Draht mehr auf der Vorratsrolle vorhanden ist, wird der Arm 13 nicht mehr im Gleichgewicht gehalten und gelangt in einer äussersten Lage mit einem elektrischen Kontakt 19 in Berührung. Das Schliessen der Kontakte führt über ein Relaissystem das Stillsetzen des Motors 7 der Abwickeleinheit 2 und das Anhalten der weiteren Einheiten der Maschine herbei.

Der durch die Markiereinheit 3 und in die Mess-Abschneid-Abstreifeinheit h geführte Draht wird dann einer Anzahl von Bearbeitungen unterworfen.

Die erwünschte Drahtlänge wird auf der Skala des Messorgans der Einheit h eingestellt. Der Draht wird von einer Antriebsrolle 23 fortbewegt, die mit dem Messrad 22 zusammenwirkt. Die Antriebsrolle 23» die mit dem Kolben eines pneumatischen Zylinders verbunden ist, ist bewegbar, wahrend das Messrad 22 fest gelagert ist. Der Zahler des Messrads 2'2 erzeugt beim Erreichen einer vorherbestimmten Drahtlänge einen Impuls, der einerseits die Abschneid— und Abstreiforgane und andererseits die Markiereinheit 3 steuert. Der Impuls verursacht die Abwärtsbewegung des Druckstempels 21 auf den Draht im Rhythmus des Abschneidorgans. Auf diese Weise wird jede abgeschnittene und abgestreifte Drahtlänge markiert und zwar einmal.

Die Markiereinheit. 3 enthält Sicherungsorgane

zum Anzeigen des Endes des Druckbandes und eines Bandbruchs. • Diese Sicherungsorgane, die mit dem Relaissystem Verbunden sind, steuern das Arretieren aller Einheiten der Maschine.

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Der von den Abschneid- und Abstreiforganen empfangene Impuls .verursacht das Festklemmen des Drahtes mittels beiderseits des Abschneidkopfes 30 angebrachter Klemmen 33> worauf die Schneidmesser 31 und die Abstreifmesser 32 herunterbewegt werden, während die Klemmen 33 den Draht weiterziehen, um die abgetrennten Mantelteile des Drahtes abzustreifen. Während dieses Zyklus nimmt die Antriebsrolle 23 eine so niedrige Lage ein, dass sie den Draht nicht mit sich führt. Darauf geben die Klemmen 33 die Drahtlänge frei, so dass eon neuer Zyklus anfangen kann. Unmittelbar unter der mit dem Zylinder 3^¹ verbundenen Klemme 33 führt ein Förderband A, das einen Teil der Ubertrageinheit 5 bildet, die Drahtlänge mit einer bestimmten, konstanten Geschwindigkeit mittels eines Motors mit elektrischer Geschwindigkeitsregelung ab. Der Speisekreis des Motors ist an das Relaissystem angeschlossen und wird unterbrochen, wenn eines der Sicherungsorgane der Maschine wirksam wird* Die Geschwindigkeit des Förderbandes A regelt sich nach der Länge und dem Durchmesser des Drahtes.,

Die hinter dem Förderband A angeordnete T7bertrageinheit (Fig. 5) enthält eine Führung C-, ein Klemmelement E und einen Bremsschuh D. Diese Elemente sind mit pneumatisch gesteuerten Druckzylindern verbunden. Der mit der Führung C zusammenwirkende Bremsschuh D kann den Draht bremsen und in einer genau bestimmten Lage haltern. Diese Lage wird mit sehr grosser Genauigkeit geregelt, indem Druckluft in den Steuerzylinder des Bremsschuhs D einge-

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führt wird, welcher Druck auf einem sehr genau bestimmten Wert gehalten wird. Wenn der Draht diese Lage erreicht hat, detektiert eine Photozelle F dessen Anwesenheit und steuert durch einen elektrischen Schalter ein pneumatisches, logisches System, das die Einsetzeinheit 6 wirksam, den Bremsschuh D frei macht, die Führung C anhebt, sowie das Klemmelement E und schliesslich das Auswerfen des Drahtes bewirkt. ^

Ein in der Ubertrageinheit 5 eingebauter Zeitregler steuert mit einer dem Auswerfen voreilenden Zeitperiode die Zubringung einer neuen Drahtlänge zu der Abschneid- und Abstreifeinheit 4. Die Drahtlänge hat somit' bereits einen grossen Teil des Abstandes zwischen der Einheit 4 und der Einheit 5 zurückgelegt zu dem Zeitpunkt, zu dem das Auswerfen beendigt ist.

Das Klemmelement E der Einheit 5 gibt den Draht

frei gleichzeitig mit dem Auswerfen, also im Äugenblick,

in dem die Führung C sich aufwärts bewegt. Ein Druckluft-· strahl von dem Strahlrohr bläst den Draht fort unmittelbar nach der Aufwärtsbewegung der Einsetzpresse. Die Länge des Strahlrohrs kann der Länge des Drahtes angepasst werden, indem eine Anzahl von Strahlöffnungen mittels Schieberirige gesperrt werden.

Die Zubringung zum Förderband, dessen Länge

gleich der maximalen Länge der zu bearbeitenden Drähte ist, mit einer dem Auswerfen voreilenderi Zeitperiode ermöglicht, sehr kurze Drahtstücke ohne tote Zeit zu behandeln.

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Die Einsetzeinheit 5 enthält eine Presse G

mit einem Hülsen- oder Klemmenzufuhrorgan, und Sicherungsörganeh, die beim Unterbrechen der Zufuhr oder bei falscher Zufuhr wirksam werden. Diese Sicherungsorgane führen über das Relaissystem das Arretieren der anderen Maschineneinheiten herbei.

Die Zusammenwirkung der unterschiedlichen Elemente der Maschine mit den pneumatischen, elektronischen oder; mechanischen Einheiten vorerwähnter Art ergibt eine vollautomatische Maschine mit hohem Wirkungsgrad,

Eine solche Maschine hat eine Kapazität von 4200 Verbindungsdrähten mit einer Länge von Q.70 m pro Stunde. Das seitliche Auswerfen der mit Anschlusshülsen oder -klemmen versehenen Drähte mittels eines Druckluftstrahls ermöglicht ein passendes Ordnen der Drähte, so dass Verwirrung bei nachherigem Gebrauch der Verbindungsdrähte vermieden wird. Dieses Auswerfen ermöglicht ausserdem, die Drähte von einem zweiten Förderorgan aufnehmen zu lassen für Zubringung zu einer weiteren Einheit für irgendeine Bearbeitung.

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Claims (1)

1. FPHN. 3825· - 15 PATENTANSPRUCH .

   Automatische Maschine zur Bearbeitung von Verbindung s draht en, gekennzeichnet durch die Kombination einer Vorratseinheit, einer Abwickeleinheit, deren Abwickelgeschwindigkeit mittels eines elektrischen Organs regelbar ist, das in Abhängigkeit von der Zugkraft des Drahtes auf einen balancierenden Arm einstellbar ist, welcher Arm mit dem elektrischen Organ zusammenwirkt, einer Markiereinheit mit Druckorganen, die derart gesteuert werden, dass jede» Drahtlänge mindestens einmal mit einer Markierung versehen wird, einer Längenmess-, Abschneid- und Abstreifeinheit, deren Längenmessorgan Mittel aufweist, die nach dem Messen einer vorherbestimmten Drahtlänge den Abschneid- und Abstreifzyklus und den Markierzyklus anlassen, einer Ubertrag- und Zubringeinheit mit einem Förderband mit konstanter, regelbarer Geschwindigkeit, einer AufStellvorrichtung mit Mitteln zum einstellbaren Bremsen des Drahtes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Förderbandes und der Masse des Drahtes und Führungs-, Halterungs- und Auswerforgane, die durch eine Positionskontrollvorrichtung entsprechend einem vorherbestimmten Zyklus zusammenwirken, -welche Kontrollvorrichtung ausserdem direkt oder indirekt die Mess-Abschneid-Abstreifeinheit und die nächstfolgende Einsetz— einheit wirksam macht, wobei jede Einheit mit Mitteln zum Arretieren der Maschine bei Fehlwirkung versehen ist.

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