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Paramétrages

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1. WO2005069449 - DISPOSITIF DE PRODUCTION DE CONNECTEURS

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Titel : Steckerfertigungsvorrichtung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und befaßt sich somit mit der Fertigung von Stekkern.

Stecker, beispielsweise Netzstecker, werden typisch in großen Mengen hergestellt, indem zunächst ein Steckerelement wie eine Steckerbrücke bereitgestellt, an einer Leitung angeschlagen und dann mit einem Griffkörper versehen wird. An einer Steckerbrücke ragen typisch Steckerstifte, Buchsen und der-gleichen in der gewünschten Lage beidseits aus einem Vergußteil heraus, wobei auf einer Seite des Vergußteils die im Betrieb zu kontaktierenden Steckerkontakte und auf der anderen Seite Anschlagbereiche vorgesehen sind, an denen Anschlußleitungen angeschlagen werden. Die Verbindung mit der Anschluß-leitung wird typisch durch Vercrimpen, Verlöten oder dergleichen geschehen.

Um derartige vorgefertigte Steckerelemente preiswert mit den Leitungen zu verbinden, ist es erforderlich, eine schnelle Verbindung zu bewirken. Problematisch ist dabei, daß Leitungen oftmals, gerade bei selten benützten Steckermodellen, manuell in die entsprechenden Anschlagbereiche des Steckerelementes wie der Steckerbrücke eingeführt werden. Das manuelle Einführen muß jetzt, obwohl' es eine ermüdende Tätigkeit ist, mit hoher Präzision durchgeführt werden, und zwar insbesondere so, daß keine abstehenden Litzen neben dem Anschlagbereich vorliegen. Andernfalls besteht die Gefahr, daß einzelne Lit- zen zu weit abstehen, so daß sie aus einem nach dem Anschlagen um das Steckerelement und das Leitungsende herum gebildeten Griffkörper überstehen, was eine lethale Gefahr für jeden Benutzer darstellt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Steckerbrücken und dergleichen mit einem Einführtrichter vor den Steckerstiften zu versehen, wobei der Einführtrichter einstückig mit und/oder aus demselben Kunststoffmaterial gebildet sein kann wie die Grundmasse des Steckerelementes, also beispielsweise der

Steckerbrücke. Mit derartigen Steckerbrücken kann das Problem der abstehenden Litzen sicher gelöst werden. Demgemäß sind bereits eine große Vielzahl unterschiedlicher Anordnungen vorgeschlagen worden, insbesondere vom Anmelder der vorlie-genden Erfindung.

Es ist jedoch wünschenswert, die Gestaltungsmöglichkeiten bei Steckerelementen weiter zu verbessern und überdies auch dann eine hohe Sicherheit gewährleisten zu können, wenn keine oder nur kleine Einführtrichter verwendet werden, diese beim
Transport beschädigt werden usw. Zugleich ist dafür Sorge zu tragen, daß weiterhin eine kostengünstige Fertigung von Stekkern möglich ist, also die, Taktzeiten nicht, jedenfalls nicht signifikant erhöht werden und/oder keine aufwändige Kontrolle auf Ausschußproduktion unter Verwerfen einer großen Vielzahl von fehlproduzierten Teilen erforderlich wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den ünteransprüchen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht.

Die vorliegende Erfindung schlägt somit in einem ersten
Grundgedanken eine Vorrichtung zur Steckerfertigung mit einer Steckerelementpositionierung zur Positionierung eines Stekkerelementes, aufweisend wenigstens einen in einer Leitungszuführposition ausgerichteten Anschlagbereich und einer Leitungszuführseite zum Zuführen einer anzuschlagenden Anschluß-leitung vor, bei welcher an der Leitungszuführseite ein Zuführhilfsmittel mit einer zur LeitungsZuführung bzw. einer Leitungen zuführenden Leitungsvorrichtung vor dem ausgerichteten Anschlagbereich anzuordnenden Ausnehmung vorgesehen ist, welches zur Leitungsfreigabe nach Leitungszuführung aus-gebildet ist.

Ein erster wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist somit in der Erkenntnis zu sehen, daß als Zuführhilfsmittel nicht zwingend den Anschlagbereichen des Steckerelementes se-parat vorgesetzte Einführtrichter vorgesehen sein müssen, sondern daß statt dessen an der Vorrichtung zur Steckerfertigung Zuführhilfsmittel mit gleichem Erfolg vorgesehen werden können, wenn sichergestellt ist, daß das zu verarbeitende Steckerelement mit ausgerichtetem Anschlagbereich an einer Ausnehmung des Zuführhilfsmittels vorgesehen wird, durch welche hindurch die Leitung bewegt wird, insbesondere durchgestoßen wird, wenn nach der Verwendung die Ausnehmung die eingeführte Leitung zur Entnahme freigibt.

Die Zuführung kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen; so kann das Einlegen von vorne als Durchstoßen eines zwei-oder .mehrteiligen, für das Einlegen bzw. -stecken erweiterten trichterförmigen Anschlusses geschehen und/oder von oben, insbesondere bei U- oder V-förmiger Crimpung.

Eine derartige Anordnung einer Steckerfertigungsvorrichtung macht zunächst .alle oder einen Teil der zuvor bevorzugt eingesetzten Einführtrichter entbehrlich oder erlaubt deren kleinere Auslegung. Es sei aber darauf hingewiesen, daß ungeachtet der Verwendung eines Zuführhilfsmittels an der Vorrichtung zur Steckerfertigung gemäß der vorliegenden Erfin-düng dennoch weiter Einführtrichter vorgesehen werden können, insbesondere in Form von Ausstülpungen oder allgemein trichterförmigen Erweiterungen an einem Steckerstift durch Aufrändeln oder dergleichen des Metallstiftes selbst. Einsichtig ist aber, daß das Zuführhilfsmittel an der erfindungsgemäßen Steckerfertigungsvorrichtung die Designmöglichkeiten von

Steckerelementen ohne Sicherheitsbeeinträchtigung wesentlich erhöht.

In einer bevorzugte Variante wird daher das Steckerelementpo-sitionierungsmittel, d. h. die Steckerelementpositionierung als Mittel zur Positionierung einer Steckerbrücke, wie sie für Netzstecker gebräuchlich ist, ausgebildet. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Steckerfertigungsvorrichtung zur Erleichterung nur einzelner Steckerfertigungsschritte ausgebildet sein kann, auch wenn derartige Schritte ganz oder teilweise manuell erfolgen und nicht sofort an der Ausgabe der Vorrichtung komplett fertiggestellte Stecker erhalten werden. Vielmehr kann eine einfache erfindungsgemäße Steckerfertigungsvorrichtung so ausge-bildet sein, daß nur Steckerbrücken oder dergleichen fixiert werden und in fixiertem Zustand mit einer anzuschlagenden Leitung verbunden, insbesondere vercrimpt werden, ohne daß auch schon das Gießen bzw. Spritzen eines typisch aus PVC he gestellten Steckergriffes erfolgt.

Die Vorrichtung wird aber typisch ausgebildet sein, um nicht nur die Leitungen problemfrei einzuführen, sondern auch ein Anschlagen derselben insbesondere durch Crimpen, gegebenenfalls aber auch durch Löten oder Schweißen vorzusehen. Bevorzugt ist daher, wenn die Vorrichtung geeignete Crimpmittel umfaßt, wobei typisch Steckerstiftröhrchen bzw. -röhre mit den eingeschobenen, d. h. angeschlagenen Leitungen vercrimpt werden und/oder Crimpflügelbereiche am Steckerelement mit den angeschlagenen Leitungen verbunden werden. Es sei also explizit erwähnt, dass die Erfindung nicht nur für Röhrchenver-crimpung, sondern explizit auch bei offenen, insbesondere oben offenen Crimpverbindungen wie V-Anschlüssen möglich ist.

Bevorzugt ist es auch, wenn das Zuführhilfsmittel die Leitung erst nach dem Anschlagen, also insbesondere dem Crimpen freigibt. Mit anderen Worten wird erst eine Leitung durch eine Öffnung bzw. Ausnehmung in den Anschlagbereich eingeführt, dann eine Vercrimpung, Verlötung, Verschweißung oder dergleichen zur dauerhaften, praktisch unlösbaren Verbindung mit der Leitung durchgeführt und erst hernach die Leitung freigegeben. Das Freigeben der Leitung geschieht dabei z. B. durch das Auseinanderfahren der öffnungsbildenden Teile, die zusammengefahren das Einlegen bzw. Einbringen der Leitung in den Crimpbereich erleichtern. Dies verhindert, daß durch ein versehentliches Verschieben der Leitung etwa bei manueller Montage die Gefahr besteht, daß Litzen ungeachtet der besonde-ren, hier vorgeschlagenen Maßnahmen doch freiliegen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Leitungsfreigabe insbesondere gesteuert erfolgen kann, und zwar in Abhängigkeit von einem Verbindungsschritt, insbesondere dem Ende des oder eines Verbindungsschrittes. Eine solche Abhängigkeit kann erzielt werden durch eine geeignete Aktorbetätigung, etwa mittels Elektromotoren, Hydraulik, Pneumatik und dergleichen, wobei die Betätigung der Aktoren wiederum unter Kontrolle einer Steuerung geschehen kann; es ist aber auch möglich, eine rein mechanische Steuerung mit Kulissenbahnen, Getrieben und dergleichen vorzusehen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Leitungszuführung, Leitungszuführseite bzw. das Zuführhilfsmittel zum Zuführen mehrpoliger Anschlußleitungen, insbesondere zwei- bis dreipoliger Netzanschlußleitungen ausgebildet ist. Es sei aber erwähnt, daß es nicht zwingend ist, daß dann, wenn bei mehrpo-ligen Steckern mehrere Anschlagbereiche vorgesehen sind, auch die Zuführhilfsmittel vor jedem der Anschlagbereiche eine Ausnehmung aufweisen, welche zur zuführungserleichternden Positionierung vor dem Anschlagbereich und zur Leitungsfreigabe nach Leitungszuführung ausgebildet ist. Vielmehr ist es auch möglich, nur für einige der Anschlagbereiche eine solche Ausbildung vorzunehmen. So kann etwa bei einem dreipoligen Netzstecker mit zwei Steckerstiften zur Verbindung mit Phase- und Nullleitern sowie einem Erdungsbügel zur Verbindung mit Erdungsfedern einer Steckdose vorgesehen sein, daß das Zuführ-hilfsmittel die Zuführung einer Anschlußleitung nur vor den Steckerstiften, nicht jedoch vor dem Anschluß des Erdungsbügels unterstützt und/oder erleichtert, was dann vorteilhaft ist, wenn aus verschiedenen Gründen eine Einführtrichteranordnung vor einem Anschlußbereich eines Erdungsbügels vorgesehen ist. Es sei im übrigen erwähnt, daß das Zuführhilfsmittel wechselbar an der Steckerfertigungsvorrichtung vorgesehen sein kann, um, etwa durch einfachen Wechsel ein- zelner oder mehrerer Platten, eine Anpassung an unterschiedliche Steckerbrückenmodelle zu erlauben.

Das Zuführhilfsmittel ist bevorzugt so ausgebildet, daß die Umgebung der Anschlagsbereiche zumindest partiell, bevorzugt vollständig verdeckt bzw. maskiert wird und nur der An- schlagsbereich selbst bzw. ein zentraler Bereich desselben für die Verbindung mit der Leitung freisteht. Dies stellt in besonderem Maße sicher, daß keine seitlich abstehenden Litzen oder dergleichen auftreten können. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zuführhilfsmittel eine vergleichsweise große Dicke aufweist und zur Zuführseite hin trichterförmig erweitert ist. Die vergleichsweise große Dicke erlaubt dann, einen Radius an der Zuführseite zu wählen, der wesentlich größer ist als der Bereich, in dem tatsächlich angeschlagen werden muß. So wird durch die hinreichend dicke Ausbildung des Zuführhilfsmittels eine geeignete Trichterausbildung mit hinreichend, großer Trichteröffnung gewährleistet, ohne daß ein übermäßig großer Öffnungswinkel gewählt werden muß, der dazu führen könnte, daß Litzen, die allgemein von vorne zugeführt werden, zu stark seitlich abbiegen. Daß eine Erweiterung der Öffnung zum Zuführen an andere Crimpelemente als Röhrchen gleichfalls möglich ist, sei erwähnt.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Ausnehmung an einem zweiteiligen Element gebildet ist, wobei hier entweder zwei miteinander verschränkte U- oder anders geformte Bögen hintereinander vorgesehen sein können und/oder die Ausnehmung derart zweigeteilt ist, daß etwa ein kreisrunder Trichter allgemein mittig geteilt ist, so daß sich zwei gegeneinander bzw. aufeinander zu bewegliche Öffnungs-Halbkreise ergeben, die in zusammengeführtem Zustand die zentrale Ausnehmung freilassen, während sie in voneinander entferntem Zustand die Leitungen zur Herausnahme bzw. Entfernung, insbesondere zur seitlichen Entfernung oder zur Entfernung nach vorne freigeben. Dieses Herausnehmen der Leitungen erfolgt dabei typisch zusaminen mit dem angeschlagenen Stecker bzw. Steckerelement. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausnehmung insbesondere durch Schwenken geöffnet werden kann, was eine besonders ökonomische Auslegung der Steckerfertigungsvorrichtung erlaubt.

Schutz wird auch beansprucht für eine Steckerbrücke, bei welcher der Anschlagbereich zur engen Annäherung an eine Zuführhilfsmittelausnehmung dimensioniert und ausgebildet insbesondere vorsatztrichterfrei mit allenfalls geringer Erweiterung eines Anschlagbereiches ohne separaten Vorsatztrichter ausge-bildet ist. Auch kann die Steckerbrücke zur Verwendung mit einer Vorrichtung so ausgebildet sein, daß sie besonders gut in eine Steckerelementpositionierung einbringbar ist. Um hier eine erhöhte Sicherheit vorzusehen, kann insbesondere eine Gewährleistungsmarke auf der Steckerbrücke vorgesehen werden, die anzeigt, daß die Steckerbrücke und/oder das Steckerelement in geeigneter Weise positionierbar ist.

Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, mit welchem Steckerbrücken
vercrimpt werden;
Fig. 2 Ansichten eines ersten erfindungswesent- liehen Vorrichtungsteils;
Fig. 3 eine weitere Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine Explosionsansicht von Teile einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Nach Fig. 1 umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrich-tung 1 eine Steckerelementpositionierung 2 zur Positionierung eines Steckerelementes (nicht gezeigt) , nämlich vorliegend einer Steckerbrücke, aufweisend zumindest einen in einer Leitungszuführposition ausgerichteten Anschlagbereich und einer Leitungszuführseite 3 zum Zuführen einer anzuschlagenen An-Schlußleitung, wobei an der Leitungszuführseite ein Zuführhilfsmittel 4 mit einer zur Leitungszuführung vor dem ausgerichteten Anschlagbereich anzuordnenden Ausnehmung 5 vorgesehen ist, welches zur Leitungsfreigabe nach Leitungszuführung ausgebildet ist (vergleiche Fig. 3, geöffneter Zustand) .

Die Vorrichtung 1 dient im vorliegenden Fall dazu, eine Stekkerbrücke aus einem Vorrat in geeigneter Ausrichtung zu positionieren und mit einer manuell von der Zuführseite 3 her zuzuführenden Netzanschlußleitung zu vercrimpen.

Die Steckerelementpositionierung 3 (vergleiche Fig. 4b) weist Ausnehmungen 2a, 2b für die Steckerstifte sowie eine seitliche Führung 2c für die Grundplattenkanten auf, welche dazu bemaßt sind, eine von der Rückseite 2d in richtiger Orientie-rung aus einem entsprechenden Vorrat zugeführte Steckerbrücke so zu positionieren, daß die durch die Steckerstiftröhrchen und das Röhrchen am Erdungsfederbügel gebildeten Anschlagbereiche in der Leitungszuführposition korrekt ausgerichtet sind und eine Bewegung des Steckerelements verhindert wird. Zur Verhinderung einer Bewegung des zugeführten Steckerelementes ist weiter eine Ausnehmung 2e in einer Crimpwerkzeug-platte 6a vorgesehen, in welcher Ausnehmung 2e, der sog.

„Turm", aufgenommen werden kann, um welchen der Erdungsfederbügel herumläuft .

An der Leitungszuführseite 3 sind zwei Öffnungen 5a, 5b im Zuführhilfsmittel 4 (vergleiche Fig. 1) vorgesehen, durch welche Litzen einer an der Steckerbrücke anzuschlagenden Anschlußleitung eingeführt werden können. Im Bereich der Öffnung 2e am Crimpwerkzeug 6, in welcher Ausnehmung 2e auch das Erdungsfederröhrchen anzuordnen ist, ist an der Vorderplatte 5c, in welcher die Ausnehmungen 5a, 5b gebildet sind, eine große Aussparung 5f vorgesehen. Das Zuführhilfsmittel 4 ist im vorliegenden Fall gebildet mit einer unteren, feststehenden Platte mit den Teilausnehmungen 5a2, 5b2 und zwei darauf durch eine Schwenkbewegung um zurückgesetzte Schwenkgelenke 7 schwenkbare Gegenstücke 4b.

Es ist weiter ein Crimpwerkzeug 6 vorgesehen, wobei das
Crimpwerkzeug 6 so ausgebildet ist, in einem einzigen Arbeitstakt alle Leitungsenden einer Steckerbrücke simultan mit einer angeschlagenen Leitung zu verbinden. Am Crimpwerkzeug 6 ist ein hier pneumatisch, jedoch auch hydraulisch oder elektromotorisch betätigbarer Aktor vorgesehen, um es aus einer Ruhestellung in eine Crimpposition zu verfahren. Das Crimpwerkzeug umfaßt verschiedene Crimpelemente, von denen in Fig. 4 die Elemente 6a bis 6f separat bezeichnet sind. Derartiges Crimpwerkzeug ist per se herkömmlich.

Das Zuführhil smittel 4 weist nun zwei im Bereich der als Anschlagbereich dienenden Steckerbrücken-Steckerstiftröhrchen sich zur Zuführseite hin mit einem Öffnungswinkel wie bei herkömmlichen Einführtrichtern an Steckerbrücken gebildete halbe Einführtrichter auf, wobei die Hälften zu einem ganzen Trichter schließbar sind. Die Dicke der Zuführhilfsmittel-frontplatten 4a, 4b ist so gewählt, daß sich bei diesem Öffnungswinkel die Bereiche von einer für eine manuelle Zuführung hinreichend großen Fläche auf eine Fläche verjüngen, die kleiner ist als der Ausnehmungsbereich, d. h. die lichte Weite des Steckerstiftröhrchens, in welche die Leitungen hineinzuführen sind. Die beiden Zuführhilfsmittelplatten 4a, 4b sind voneinander zur Leitungsfreigabe so weit schwenkbar, daß die Steckerbrücke aus der Steckerbrückenpositionierung insbe-sondere den Ausnehmungen 2a, 2b an der Leitung herausgehoben werden kann und manuell zur Seite hin und/oder nach vorne entfernbar ist. Die beiden Bereiche 4a, 4b sind mit einer solchen Taktzahl gegeneinander bewegbar, daß die Fertigung nicht beeinträchtigt wird. Zur Steuerung der Zuführhilfsmit-telbewegung des Crimpwerkzeugs ist eine zentrale Steuereinheit in Form eines Mikroprozessors vorgesehen. Um eine größere Beweglichkeit zu erreichen, ist die Masse dadurch verringert, daß der obere Bereich des Zuführhilfsmittels 4al, 4a2 zweigeteilt und separat zur Bewegung angesteuert ist. Dies ist durch die separaten Teile 4al, 4a2 in Fig. 4 dargestellt.

Die Vorrichtung wird verwendet wie folgt:

Zunächst wird ein Vorrat an Steckerbrücken vorgesehen, und zwar aus einer geeigneten Sortier-Vereinzelungsausrichtungs-einheit. Dann wird eine einzelne dieser Steckerbrücken so zu der Steckerfertigungsvorrichtung vorbewegt, daß ihre Stecker-stiftröhrchen mit ihren offenen Enden zur Zuführseite weisen und in die Ausnehmungen 2a, 2b gelangen. In dieser Position wird das Zuführhilfsmittel herunterbewegt, so daß von vorne zwei die Anschlußbereiche maskierende Einführtrichter sichtbar sind, deren Öffnungen zentral vor den Steckerstiftröhr- chen-Öffnungen liegen. Im Erdungsfederbereich ist ein herkömmlicher Einführtrichter an der Steckerbrücke vorgesehen, der gleichfalls nach vorne weist. Nun kann eine Anschlußleitung mit entsprechend auseinanderstehenden Litzen in die drei nach vorne zur Zuführseite 3 sich erweiternden Einführtrichter, also den an der Steckerbrücke gebildeten Trichter für die Erdungsleitung und die beiden Trichter, die durch das Zuführhilfsmittel 4 vorgesehen sind, zugeführt werden. Sobald diese Leitung in der richtigen Tiefe angeschlagen ist, wird das Crimpwerkzeug betätigt und eine feste und unlösbare Verbindung zwischen Leitung und Steckerbrücke bewirkt. Nun wird das Crimpwerkzeug zurückgezogen und das Zuführhilfsmittel in eine Leitungsfreigabeposition gesteuert, so daß die Steckerbrücke nach vorne bzw. seitlich entnehmbar ist. Dieser Vor-gang kann mit hoher Taktzahl wiederholt werden.

Bei Modellwechsel zwischen unterschiedlichen Steckerbrücken ist es möglich, die entsprechenden Teile am Crimpwerkzeug und am Zuführhilfsmittel auszuwechseln.