DE4221828C1

DE4221828C1 - Automatic fixing of contacts onto ends of electrical wires - using chain belt feed of wire loops with stations on both sides to supply crimp and solder contacts

Info

Publication number: DE4221828C1
Application number: DE19924221828
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef 4200 Oberhausen De Lietz; Peter 4236 Hamminkeln De Sawatzki; Ralf 4100 Duisburg De Driske
Original assignee: Telefunken Kabelsatz GmbH
Current assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2012-07-04

Abstract

Electrical wire lengths are fed as loops (9) that are suspended from carriers (2) attached to a pair of chains that pass around pairs of chain wheels. The free ends of the wires project beyond the carriers and at specific positions engage grippers (13). At a second station position contact elements (11) are fed through funnels to locate on the ends of the wires. Actuators (18) are operated to crimp the contacts securely and soldering completes the process. ADVANTAGE - Allows contacts to be fixed simultaneously to both ends of wire.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Verbinden von Kontaktelementen mit elektrischen Leitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE-C2 32 23 493 bekannt. In der dort beschriebenen automatischen Lötanlage werden elektrische Leitungen von einer Kette auf Transportschlitten abgelegt und mit diesen Transportschlitten in einer umlaufenden Bahn geführt. Dabei werden die abisolierten Enden der elektrischen Leitungen mit den Kontakten zusammengebracht, verlötet und ausgeworfen. Vorteilhaft ist, daß nach dem Einführen der Leitungen durch gleichzeitige Zuführung von Lötdrähten und Positionierung von Flammenlötvorrichtungen der Lötvorgang an den beispielsweise in einem Schlitten vierfach vorhandenen Leitungen gleichzeitig vorgenommen wird. Nachteilig ist jedoch, daß die Lötung nur einseitig vorgenommen werden kann und die Leitungen dazu jeweils aus dem Transportband vollständig entfernt werden müssen.The invention relates to a method for automatically connecting Contact elements with electrical lines according to the preamble of Claim 1. Such a method is known from DE-C2 32 23 493. In The automatic soldering system described there are electrical lines deposited by a chain on transport sleds and with them Transport sled guided in a circulating path. The stripped ends of the electrical cables with the contacts brought together, soldered and ejected. It is advantageous that after Introducing the lines by simultaneously feeding solder wires and Positioning flame soldering devices to the soldering process for example, four lines present in a slide at the same time is made. The disadvantage, however, is that the soldering is only one-sided can be made and the lines for this each from the conveyor belt must be removed completely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß die automatische Verbindung von elektrischen Leitungen mit Kontaktelementen auf einer herkömmlichen Transporteinrichtung durchgeführt wird, ohne die elektrischen Leitungen aus der Transporteinrichtung zunächst zu entfernen und die Kontaktierung auf beiden Seiten der elektrischen Leitung vorgenommen werden kann.The invention has for its object a method according to the preamble of claim 1 so that the automatic connection of electrical lines with contact elements on a conventional Transport device is carried out without the electrical lines First remove the transport device and make contact both sides of the electrical line can be made.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This problem is solved with the in the characterizing part of claim 1 specified features.

Der Gegenstand des Anspruchs 1 weist die Vorteile auf, daß das automatische Verbinden von Kontaktelementen mit elektrischen Leitungen auf der gleichen Maschine vonstatten gehen kann, auf der auch die Adern auf Länge geschnitten und abisoliert werden. The subject of claim 1 has the advantages that the automatic Connecting contact elements with electrical lines on the same The machine can also be used to cut the wires to length and stripped.

Die zusätzlichen Vorrichtungen, welche ein automatisches Fügen erlauben, können an die vorhandene Maschine so angepaßt werden, daß der Produktionsprozeß ungehindert von den Automatisierungsvorrichtungen ablaufen kann.The additional devices that allow automatic joining, can be adapted to the existing machine so that the Production process run freely from the automation devices can.

Die Erfindung eignet sich für die Kabelsatzfertigung, insbesondere zum Anlöten von Steckkontakten.The invention is suitable for cable harness production, in particular for Soldering plug contacts.

Die vorliegende Erfindung beruht darauf, daß zum automatischen Verbinden von Kontaktelementen mit elektrischen Leitungen ein herkömmliches Transportsystem mit zwei Ketten benutzt wird, welches dahingehend modifiziert wird, daß die Bestückung der Leiterenden mit Kontaktelementen beidseitig und gleichzeitig vonstatten gehen kann. Dazu wird ein Kreislauf von Fügerahmen mit dem Transportkettensystem synchronisiert und in einem ersten Schritt in einer Ladestation ein Fügerahmen mit Kontaktelementen bestückt und auf die Transportketten abgesenkt. In einem zweiten Schritt wird in einer Fügestation jedes Leiterende mit den Kontaktelementen zusammenführt. In der darauf folgenden Station wird für eine elektrisch gut leitende Verbindung zwischen elektrischen Leitungen und Kontaktelementen gesorgt. Dann wird der Fügerahmen von dem Transportsystem abgehoben und in das Rücktransportsystem eingeklinkt, welches dafür sorgt, daß die Fügerahmen wieder zum Ausgangspunkt zurückkehren und dort mit weiteren Kontaktelementen bestückt werden können.The present invention is based on the fact that for the automatic connection of Contact elements with electrical lines a conventional transport system is used with two chains, which is modified so that the Equipping the conductor ends with contact elements on both sides and simultaneously can take place. For this purpose, a cycle of joining frames with the Transport chain system synchronized and in a first step in one Charging station equipped with a contact frame with contact elements and on the Transport chains lowered. The second step is in a joining station merges each conductor end with the contact elements. In the next The following station is used for an electrically conductive connection between electrical lines and contact elements. Then the joining frame lifted from the transport system and latched into the return transport system, which ensures that the joining frames return to the starting point and can be equipped with further contact elements there.

Wesentlich für die Erfindung ist dabei, daß die Verfahrensschritte von einem über der Transportkette gelegenen zweiten System durchgeführt werden, welches als Hilfe beim Fügen von Aderenden und Kontaktelemente einen Fügerahmen bereitstellt, welcher in die Transportketten lediglich eingeklinkt wird, ohne an den elektrischen Leitungen eine Veränderung vornehmen zu müssen. Ebenfalls von oben greifen dann Fügevorrichtungen ein, welche die elektrische Leitung fassen und mit den enden gleichzeitig in die entsprechenden Bohrungen der Kontaktelemente zu beiden Seiten des Fügerahmens einschiebt. Da dieses Fügesystem von oben her in das Transportsystem eingreift und sämtliche Bewegungen lediglich während Stillstandzeit jedes Taktes vorgenommen werden, kann die Transportkette die elektrischen Leitungen in den einzelnen Takten in herkömmlicher Weise weiterbefördern.It is essential for the invention that the process steps of one second system located above the transport chain, which as a help when joining wire ends and contact elements a joining frame provides, which is only latched into the transport chains without to have to make a change to the electrical lines. Likewise From above then join devices, which the electrical line grasp and with the ends simultaneously in the corresponding holes of the Insert the contact elements on both sides of the joining frame. Because of this Joining system engages in the transport system from above and all Movements are only made during the downtime of each cycle, the transport chain can move the electrical lines in the individual cycles forward in the conventional manner.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert. The invention will now be described with the aid of an exemplary embodiment the drawing explained.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bestückungssystems; Fig. 1 is a side view of the assembly system;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Transportkette; Fig. 2 is a plan view of the conveyor chain;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Bestückungssystems; Fig. 3 is a front view of the mounting system;

Fig. 4 eine Draufsicht des Bstückungssystems und Fig. 4 is a plan view of the inventory system and

Fig. 5 die Ladestation. Fig. 5 shows the charging station.

Bei der Herstellung von Kabelbäumen benötigt man relativ kurze elektrische Leitungsabschnitte, welche auf einer Aderschneidemaschine auf Länge geschnitten und abisoliert werden. Diese Aderschneidemaschine weist zwei Transportketten auf, welche horizontal und parallel nebeneinander in geschlossener Form verlaufen. An einem Ende befindet sich die Antriebswelle und am anderen Ende befinden sich zwei Spannräder, welche für die nötige Vorspannung der Kette sorgen. Auf jeder Kette befinden sich in gewissen Abstand Haltezangen 2, in welche die Leitungsenden eingelegt werden. Dies wird hier nicht explizit dargestellt. In der Station A werden die elektrischen Leitungen auf Länge gebracht, abisoliert und gelangen zur Station D. An dieser Stelle werden Fügerahmen aus einer darübergelegenen Ebene mittels einer Absenkvorrichtung 6 auf die Kette abgesetzt. Wie die Fig. 1 zeigt, wird der Fügerahmen 3 mittels der vier Zähne 21 (für jede Transportkette zwei) eingeklinkt. Dies geschieht während der Stillstandszeit der beiden Ketten. Diese Ketten sind synchronisiert und bewegen sich mit einer Taktzeit von beispielsweise zwei Sekunden; d. h. nach jeweils zwei Sekunden werden die Ketten für eine Stillstandszeit T₀ angehalten und erst nach Durchführung der in den einzelnen Stationen notwendigen Vorgänge wieder in Gang gesetzt. Die Stillstandszeit richtet sich also nach der größten Zeit, die an einer der Stationen zur Vollendung der dort ablaufenden Vorgänge aufgebracht werden muß. Als nächstes läuft der Fügerahmen zur Station E, wo das Einfädeln der Leitungsenden in die Kontaktelemente 11 stattfindet. Die Kontaktelemente werden üblicherweise auch als Löthülsen bezeichnet. Solche Löthülsen sind in Fig. 5 im Zusammenhang mit dem Bestücken der Fügerahmen 3 dargestellt. Die Fig. 3 und 4 verdeutlichen den Fügevorgang. Beim Zusammenführen der Leiterenden mit entsprechenden Bohrungen in den Kontaktelementen 11 wird zunächst eine Zentriervorrichtung in Form eines geteilten Trichters von oben vor die Achse der Einfädelöffnung des betreffenden Kontaktelements 11 abgesenkt. The manufacture of cable harnesses requires relatively short electrical cable sections, which are cut to length and stripped on a wire cutting machine. This wire cutting machine has two transport chains, which run horizontally and parallel next to each other in a closed form. At one end there is the drive shaft and at the other end there are two tensioning wheels, which ensure the necessary pretensioning of the chain. On each chain there are holding pliers 2 at a certain distance, in which the cable ends are inserted. This is not explicitly shown here. In station A, the electrical lines are lengthened, stripped and reach station D. At this point, joining frames are placed on the chain from a level above them by means of a lowering device 6 . As FIG. 1 shows, the joint frame is latched 3 by means of the four teeth 21 (for each transport chain, two). This happens during the downtime of the two chains. These chains are synchronized and move with a cycle time of, for example, two seconds; ie after every two seconds, the chains are stopped for a downtime T₀ and only restarted after the operations required in the individual stations have been carried out. The downtime is based on the greatest time that has to be spent at one of the stations in order to complete the processes taking place there. Next, the joining frame runs to station E, where the threading of the cable ends into the contact elements 11 takes place. The contact elements are usually also referred to as solder sleeves. Such solder sleeves are shown in FIG. 5 in connection with the assembly of the joining frame 3 . FIGS. 3 and 4 illustrate the joining operation. When merging the conductor ends with corresponding bores in the contact elements 11 , a centering device in the form of a divided funnel is first lowered from above in front of the axis of the threading opening of the contact element 11 in question.

Damit der Fügerahmen 3 auf der Kette auch genügend fixiert wird, wird mittels Feststell- bzw. Zentrierstift 16 der Rahmen in einer zur Betätigungsvorrichtung für die Trichter und Greifer 13 reproduzierbaren Lage festgehalten. Nachdem die Greifer die elektrische Leitung umfaßt und fixiert haben, werden die Haltezangen 2 geöffnet und durch eine Vorschubbewegung der beiden Greifer 13 die Enden der elektrischen Leitung 9 durch die Trichter 14 hindurch in die Einfädelöffnungen der Kontaktelemente 11 gesteckt. Im gleichen Takt werden danach die Haltezangen 2 wieder geschlossen, die zweiteiligen Trichter 14 und die Greiffer 13 geöffnet und mittels der Betätigungsvorrichtung 18 angehoben und in die Ausgangsposition zurückgefahren. Zum Schluß wird die Fixiereinheit 8 zu beiden Seiten des Fügerahmens 3 dazu veranlaßt, die Feststellstifte 16 zurückzuziehen und damit den Fügerahmen für den Weitertransport freizugeben. Der Fügerahmen wird in dem an die Fügestation E folgende Station F befördert, an welcher die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Enden der elektrischen Leitung und den Kontaktelementen vorgenommen wird. Beispielsweise geschieht dieses durch ein Gaslötverfahren, welches in der üblichen Weise automatisiert worden ist. Dabei wird mittels automatischer Zufuhr von Lot und einer geregelten Gasflamme Leitung 9 und Kontaktelement 11 erhitzt und zwischen ihnen eine Lötverbindung hergestellt. Stattdessen kann an der Position F auch gecrimpt oder geschweißt werden. Wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit ist das Lötverfahren den anderen beiden genannten Verfahren für viele Anwendungsfälle jedoch überlegen.So that the joining frame 3 is also sufficiently fixed on the chain, the frame is held in a reproducible position with respect to the actuating device for the funnels and grippers 13 by means of a locking or centering pin 16 . After the grippers have gripped and fixed the electrical line, the holding tongs 2 are opened and the ends of the electrical line 9 are inserted through the funnel 14 into the threading openings of the contact elements 11 by a feed movement of the two grippers 13 . The holding tongs 2 are then closed again in the same cycle, the two-part funnels 14 and the grippers 13 are opened and raised by means of the actuating device 18 and moved back into the starting position. Finally, the fixing unit 8 on both sides of the joining frame 3 is caused to withdraw the locking pins 16 and thus to release the joining frame for further transport. The joining frame is conveyed to the station F following the joining station E, at which the electrically conductive connection between the ends of the electrical line and the contact elements is carried out. For example, this is done by a gas soldering process, which has been automated in the usual way. Line 9 and contact element 11 are heated by means of automatic supply of solder and a regulated gas flame, and a soldered connection is established between them. Instead, you can also crimp or weld at position F. Because of the good electrical conductivity, the soldering process is superior to the other two processes mentioned for many applications.

In den nächsten Stationen G, H usw. können die Lötstellen abkühlen. In der Station I werden die Kontaktelemente aus der Aufnahme (10) im Fügerahmen (3) ausgeworfen, der Fügerahmen nach dem Anhalten aus den beiden Ketten herausgehoben und mit einem Lift 4 in die obere Ebene, welche der Ladestation B zugeordnet ist, angehoben. Mittels eines Pneumaticzylinders 7 wird in der Folge der übereinander gestapelten Rahmen der jeweils oberste über eine Gleitschiene zur Ladestation B hin verfahren. Der Fügerahmen durchläuft also eine in sich geschlossene Bahn, welche aus den Abschnitten M, C, N und L besteht (siehe Fig. 1). In Fig. 2 sind die für den Lift 4 die Absenkvorrichtung 6 und die Justierung des Fügerahmens benötigten Fixiereinheiten 8 mit den Stiften 16 dargestellt, welche zum Eingriff in Ausnehmungen im Fügerahmen 3 vorgesehen sind. Mit den Fixiereinheiten 8 kann der Rahmen erfaßt und von der Transportkette (1) abgehoben oder auf diese wieder aufgesetzt werden. In the next stations G, H etc. the soldering points can cool down. In station I, the contact elements are ejected from the receptacle ( 10 ) in the joining frame ( 3 ), the joining frame is lifted out of the two chains after stopping and raised with a lift 4 to the upper level, which is assigned to the charging station B. By means of a pneumatic cylinder 7 , the uppermost frame is moved to the charging station B via a slide rail in the sequence of the stacked frames. The joining frame thus runs through a self-contained path, which consists of sections M, C, N and L (see Fig. 1). FIG. 2 shows the fixing units 8 required for the lift 4, the lowering device 6 and the adjustment of the joining frame with the pins 16 , which are provided for engagement in recesses in the joining frame 3 . With the fixing units 8 , the frame can be grasped and lifted off the transport chain ( 1 ) or placed on it again.

Sperrklinken sorgen dafür, daß bei der Hubbewegung L jeder Fügerahmen 3 in der angehobenen Position einrastet.Pawls ensure that each joining frame 3 engages in the raised position during the lifting movement L.

In der Ladestation B werden die Kontaktelemente 11 in eine Aufnahmeeinheit 10 auf den Fügerahmen 3 angesetzt. Dazu wird zunächst über eine Förder- und Zuführvorrichtung 19 die anfangs ungeordnete Menge der Kontaktelemente vereinzelt und über eine Zuführschiene 20 (s. Fig. 5) unter den Greifer 12 gebracht. Der Greifer 12 erfaßt die Hülse bzw. das Kontaktelement 11 und setzt es mittels pneumatisch betätigter Module der Bestückungsvorrichtung 15 in die Aufnahmeeinheit 10 ein.In the charging station B, the contact elements 11 are placed in a receiving unit 10 on the joining frame 3 . For this purpose, the initially disordered quantity of the contact elements is first separated by means of a conveyor and feed device 19 and brought under the gripper 12 via a feed rail 20 (see FIG. 5). The gripper 12 grips the sleeve or the contact element 11 and inserts it into the receiving unit 10 by means of pneumatically operated modules of the mounting device 15 .

Die Kontaktelemente, welche annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet sind, werden vor dem Absenken auf die Transportketten so ausgerichtet, daß die Aufnahmebohrungen für die elektrischen Leitungen mit den abisolierten Enden der Leitungen fluchten. Dazu wird jedes einzelne Kontaktelement bereits auf der Zuführschiene so lange gedreht, bis ein auf einer Seite vorhandener Schlitz für eine Parallelstellung aller Aufnahmebohrungen für die elektrischen Leitungen gesorgt hat. Für Kontaktelemente, bei denen die Leitungen in Richtung der Rotationsachse eingeführt werden sollen, werden diese in der Aufnahmeeinheit 10 mittels der Zapfen 22 um 90° geschwenkt. Im nächsten Takt wird der Fügerahmen 3 zum Absenken bereitgestellt. In dem darauf folgenden Takt C wird der Fügerahmen auf die Kette abgesenkt und der Kreislauf beginnt von neuem.The contact elements, which are approximately rotationally symmetrical, are aligned before being lowered onto the transport chains in such a way that the receiving bores for the electrical lines are aligned with the stripped ends of the lines. For this purpose, each individual contact element is rotated on the feed rail until a slot on one side has ensured that all of the receiving bores for the electrical lines are parallel. For contact elements in which the lines are to be inserted in the direction of the axis of rotation, these are pivoted in the receiving unit 10 by means of the pins 22 by 90 °. In the next cycle, the joining frame 3 is provided for lowering. In the following cycle C, the joining frame is lowered onto the chain and the cycle begins again.

Claims

1. Method for the automatic connection of contact elements with electrical lines, which are transported in parallel on a first transport system with two transport chains at a fixed clock frequency, the wire ends being cut to length and stripped by means of a second transport system which synchronizes with the first transport system is assembled with the contact elements, permanently connected and ejected at the end,
characterized,
that a joining frame ( 3 ) is equipped in a first step in a charging station (B) with contact elements ( 11 ), lowered onto the transport chains ( 1 ) and in a second step in a joining station (E) the electrical lines ( 9 ) with the Contact elements ( 11 ) are brought together so that in a subsequent station (f) an electrically good conductive connection between the electrical lines ( 9 ) and the contact elements ( 11 ) is established, that in a further step the contact elements from the joining frame ( 3 ) removed and then the joining frame ( 3 ) raised, made available for return transport and returned to the charging station (B) against the direction of transport of the electrical lines, whereupon the circuit of the joining frame is closed by in one of the next steps the joining frame ( 3 ) in the Charging station (B) is again equipped with contact elements ( 11 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that contact elements, which are approximately rotationally symmetrical, are inserted from above into a joining frame ( 3 ) so that their axes are arranged perpendicular to the axis of symmetry of the electrical lines.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that contact elements with their axis parallel to the axis of the electrical lines are to be connected after insertion in the joining frame around one for the transport direction of the electrical lines parallel axis can be swiveled by 90 °.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the charging station (B) is located some distance above the transport chains ( 1 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the contact elements ( 11 ) from a separating and sorting device ( 19 ) and a feed rail ( 20 ) arrive at the charging station (B) and there gripped by a gripper ( 15 ) and can be inserted into the receiving unit for contact elements ( 10 ) of the joining frame ( 3 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that after stopping the chains ( 1 ) in the loading station (e) the joining frame ( 3 ) is fixed by means of a centering device by means of the pins ( 16 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that two grippers ( 13 ) are lowered from an initial position and the electrical line ( 9 ) each include in the vicinity of the ends that before the threading opening of the contact elements ( 11 ) Funnel ( 14 ) is set, which facilitates the centering of the stripped conductor ends, that the holding pliers ( 2 ) are then opened and the ends of the electrical line ( 9 ) by opening the funnel ( 14 ) in by a feed movement of the two grippers ( 13 ) the threading openings of the contact elements ( 11 ) are inserted.

8. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the same cycle in which the ends of the electrical lines ( 9 ) are joined to the contact elements ( 11 ), the holding pliers ( 2 ) closed again, and that subsequently the two-part funnel ( 14 ) and gripper ( 13 ) are opened and moved to the starting position.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in a station (H) after joining and connecting the electrical lines ( 9 ) with the contact elements ( 11 ), the contact elements from the receiving units ( 10 ) of the joining frame ( 3rd ) are removed and that after the joining frame has been lifted out of the transport chain ( 1 ) in a further station (I), the electrical line is conveyed on from the transport chain to an end station (K).