DE69107658T3

DE69107658T3 - Verfahren und Gerät zur Einführung von Statorwicklungsadern in Drahtaufnahmekanäle aufweisende Verbinder.

Info

Publication number: DE69107658T3
Application number: DE69107658T
Authority: DE
Inventors: John M Beakes; Howard S Hunter
Original assignee: Globe Products Inc
Current assignee: Globe Products Inc
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2011-04-20
Also published as: DE69107658T2; JPH05115157A; DE69107658D1; EP0453311B1; EP0453311B2; EP0453311A1

Description

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen von Ständerspulenanschlußdrähte in Anschlüsse mit Drahtaufnahmekanälen. Obwohl die Erfindung für den Einsatz bei der Herstellung von Ständern von Elektromotoren vorgesehen ist, können Aspekte der Erfindung bei der Herstellung anderer elektrischer Vorrichtungen von Nutzen sein.
2-Pol-Ständer für Universalelektromotoren haben normalerweise ein Paar Spulen, die Magnetdraht mit einer isolierenden Beschichtung umfassen, der um Polstücke herum gewickelt ist, die an einem Schichtkern ausgebildet sind. Jede Spule hat zwei oder mehr Anschlußdrähte, die sich von ihr aus erstrecken. Eine in den letzten Jahren verbreitete Praxis besteht darin, Anschlüsse mit Drahtaufnahmekanälen an den Ständerkernen an die Spulen angrenzend anzubringen, mit denen die Spulenanschlüsse verbunden werden. Ein derartiger Anschluß weist einen in Längsrichtung verlaufenden, U-förmigen Kanal mit Seitenwänden auf, die eingekerbt sind, so daß sie Laschen an ihren äußeren Enden bilden. Bei der Herstellung wird ein Spulenanschlußdraht in den Kanal eingelegt, und die Laschen um den Anschlußdraht herum zusammengequetscht, um den Anschlußdraht zeitweilig einzuklemmen. In einem späterem Stadium des Herstellungsverfahrens werden die Kanäle um die Anschlußdrähte herumgerollt, um die Anschlußdrähte dauerhaft an den Anschlüssen zu befestigen, und die Laschen werden zusammen mit überschüssigen Abschnitten der Anschlußdrähte von den restlichen Teilen der Anschlüsse abgeschnitten, die sich von ihnen aus erstrecken. Wenn die Kanäle um die Anschlußdrähte herumgerollt sind, wird eine Hochspannung an die Anschlüsse angelegt, um die Isolierung der Anschlußdrähte zu schmelzen, und Grate oder dergleichen an den Innenseiten der Kanäle bohren sich in die Anschlußdrähte und erzeugen einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Anschlußdrähten und den Anschlüssen.
Bei den Vorbereitungen zum Anbringen von Ständerspulendrähten an Anschlüsse mit U-förmigen Drahtaufnahmekanälen wird jeder der Spulendrähte während des Spulenwickelvorgangs auf eine Länge geschnitten, die ausreicht, daß er durch eine Drahtschelle in der Nähe des gewickelten Ständers in einer Position gehalten werden kann, in der er über die Fläche des Ständers an seinen zugehörigen Anschluß angrenzend verläuft, so daß er zur Verbindung mit dem Anschluß mechanisch bewegt werden kann. Ein Verfahren zur Ausführung der Verbindung eines Spulendrahtes mit einem Anschluß besteht darin, eine Maschine einzusetzen, die allgemein von dem im United States Patent Nr. 3,747,187 dargestellten Typ ist, und Mechanismen aufweist, mit denen die Spulendrähte auf die Kanäle ausgerichtet, die Drähte in die Kanäle gestopft, und die Seitenwände der Laschen an die Anschlußdrähte gequetscht werden. Derartige Maschinen schließen normalerweise alle vier Anschlußdrähte gleichzeitig an. Überschüssige Abschnitte des Anschlußdrahtes werden normalerweise in einer anderen Bearbeitungsstation in Vorbereitung auf die Zuführung des Ständers zu der Maschine, die die Anschlußdrähte dauerhaft an den Anschlüssen anbringt, von einem separaten Schneidmechanismus abgeschnitten.
Die Drahtbearbeitungs- und Laschenquetschmechanismen der Maschinen nach dem Stand der Technik sind schnellaufend und zuverlässig. Jedoch ist jede Maschine für die Herstellung eines Ständers mit lediglich einer Form ausgelegt. Wenn die Maschine zur Herstellung eines anders aufgebauten Ständers verwendet werden soll, muß die Maschine normalerweise praktisch vollständig umgebaut werden.
Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, einen Industrieroboter mit entsprechenden Drahtführungen einzusetzen, um die Anschlußdrähte in die Anschlußkanäle einzulegen und eine Zusatzvorrichtung einzusetzen, um die Laschen an die Drähte zu quetschen. Der Einsatz eines Roboters, insbesondere eines leicht programmierbaren, weist den Vorteil auf, daß ein Roboter schnell an den Einsatz mit Ständern unterschiedlicher Formen angepaßt werden kann, so daß weniger (oder keine) Umrüstvorgänge erforderlich sind, wenn von der Herstellung eines Ständers mit einem Aufbau auf die Herstellung eines Ständers mit einem anderen Aufbau umgestellt wird. Jedoch kann ein einfacher, programmierbarer Industrieroboter lediglich dazu verwendet werden, jeweils einen Anschlußdraht anzuschließen, und um die Anforderungen der Produktion mit hoher Geschwindigkeit zu erfüllen, muß der Roboter mit erheblicher Geschwindigkeit arbeiten.
Es hat sich herausgestellt, daß es schwierig ist, Anschlußdrähte mit Anschlüssen mit Kanälen bei einer ausreichend hohen Geschwindigkeit und ausreichender Zuverlässigkeit in der Massenproduktion zu verbinden. Wenn ein Roboter eingesetzt wird, um Anschlußdrähte in Anschlußkanäle einzuführen, muß eine Einrichtung vorhanden sein, die die Drähte in die Kanäle führt, und jede Kante eines Kanals, um die der Anschlußdraht herumführt, muß gegen Kontakt mit dem Anschlußdraht geschützt sein. Wenn sie nicht geschützt ist, kann der Anschlußdraht an der Kante hängenbleiben und den Anschluß beschädigen oder die isolierende Schicht auf dem Anschlußdraht kann abgeschabt werden, wodurch die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses entsteht. Auch die Anzahl von Bewegungen, die für das Greifelement des Roboters erforderlich sind, um seine Aufgabe zu erfüllen, sollte möglichst gering gehalten werden, um eine optimale Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Einführen von Ständerspulen-Anschlußdrähten in Anschlüsse mit Drahtaufnahmekanälen unter Einsatz eines Industrieroboters zu schaffen. Gemäß dieser Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Ständern geschaffen, mit einem Ständerblechpaket, das eine Endfläche mit Fassungen zur Aufnahme von Anschlüssen und von den Fassungen gehaltene Anschlüsse aufweist, wobei jeder der Anschlüsse einen trogartigen, in Längsrichtung verlaufenden Drahtaufnahmekanal aufweist, der von seiner zugeordneten Fassung durch einen Abstandshalterabschnitt davon beabstandet ist, wobei die Ständer des weiteren mehrere Anschlußdrähte aufweisen, wobei jeder Anschlußdraht ein festes Ende aufweist, das von einer Ständerspule ausgeht, sowie ein freies Ende, das von einer Klemme gehalten wird, so daß es sich entlang seiner zugehörigen Fassung erstreckt, wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein Anschlußaufnahme- und Abschirmelement, mit Flächen zum Abschirmen von Außenflächen der Anschlüsse gegenüber dem Kontakt mit den Anschlußdrähten und zum Verhindern einer erheblichen Biegung der Anschlüsse, zu der es sonst kommen könnte, wenn die Anschlußdrähte in die Kanäle eingeführt werden, wobei die Oberflächen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements auch den Abstandshalterabschnitt gegen einen Kontakt mit den Anschlußdrähten abschirmt; einen Roboter mit einem Greifelement, das nacheinander die Anschlußdrähte ergreift und die Anschlußdrähte so bewegt, daß die Anschlußdrähte in die Anschlußkanäle eingeführt werden; und
eine Einrichtung zum Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements von dem Ständerblechpaket weg, um den Abstandshalterabschnitt (36) vor der Bewegung des Greifelements freizulegen, um jeden Anschlußdraht über seinen zugeordneten Abstandshalterabschnitt anzuordnen.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen von Ständern mit einem Ständerblechpaket, die eine Endfläche mit Fassungen und zur Aufnahme von Anschlüssen und von den Fassungen gehaltene Anschlüsse aufweisen, wobei jeder der Anschlüsse einen trogartigen, in Längsrichtung verlaufenden Drahtaufnahmekanal aufweist, der von seiner zugeordneten Fassung durch einen Abstandshalterabschnitt desselben beabstandet ist, wobei der Ständer weiterhin eine Mehrzahl Anschlußdrähte besitzt, wobei jeder Anschlußdraht ein festgelegtes Ende besitzt, das von einer Ständerspule, gewickelt auf dem Ständerblechpaket, ausgeht, sowie ein freies Ende besitzt, das von einer Klemme gehalten ist, so daß es sich entlang seiner zugehörigen erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Positionieren eines Anschlußaufnahme- und Abschirmelements an den Anschluß angrenzend, wobei das Anschlußaufnahme- und Abschirmelement Flächen aufweist, die Flächen des Anschlusses gegenüber Kontakt mit dem Anschlußdraht abschirmen und eine erhebliche Biegung von Abschnitten des Anschlusses verhindern, die sonst bei folgenden Schritten des Verfahrens auftreten könnte, wobei die Flächen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements auch den Abstandshalterabschnitt und die äußeren Flächen des Anschlusses von einem Kontakt durch den Anschlußdraht abschirmen und den Anschlußdraht in Eingriff mit dem Anschluß führen; Ergreifen des Anschlußdrahtes zwischen der Klemme und der Spule mit einem zangenartigen Roboter-Greifelement; und
Führen des Anschlußdrahtes in ordnungsgemäßen Eingriff mit dem Anschluß und Verbinden des Anschlußdrahtes mit dem Anschluß durch Bewegungen sowohl des Greifelements als auch des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements, wobei die Bewegungen umfassen
i) Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements von dem Ständerblechpaket weg, um den Abstandshalterabschnitt freizulegen,
ii) Bewegen des Greifelements, um den Anschlußdraht über dem Abstandshalterabschnitt zu positionieren,
iii) Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements zurück zu dem Ständerblechpaket, und
iv) Bewegen des Greifelements, um den Anschlußdraht in den Drahtaufnahmekanal zu legen.
Das obenbeschriebene Verfahren ermöglicht es, den Anschlußdraht genau, zuverlässig und mit minimaler Bewegung des Greifelementes in den Anschlußkanal einzulegen. Das gleiche Verfahren wird anschließend zum Einlegen der anderen Anschlußdrähte in die anderen Anschlüsse wiederholt.
Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Verfahren zum Schneiden jedes Anschlußdrahtes und zum Quetschen der Anschlußlaschen an die Anschlußdrähte dargestellt und beschrieben. Die Erfindung kann jedoch mit herkömmlicheren Verfahren eingesetzt werden, bei denen separate Schneid- und Quetschmechanismen verwendet werden.
Andere Aufgaben und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vereinfachte, teilweise schematische und teilweise auseinandergezogene Teilperspektivansicht eines gewickelten Ständers, wobei sich Spulendrähte von den darum gewickelten Spulen aus erstrecken, einer Förderbahn für den Ständer, von Drahtklemmen zum lösbaren Halten der Spulendrähte, eines Verschiebezapfens zum Verschieben des Ständers entlang der Bahn sowie von Trage- und Drahtführungsvorrichtungen, die den Ständer und die Ständeranschlüsse tragen und die Spulenanschlußdrähte in die Ständeranschlüsse führen. Zu den Trage- und Drahtführungsvorrichtungen gehören zusätzlich Schneidklingen, in denen die Anschlußdrähte geschnitten werden können. Fig. 1 zeigt darüber hinaus einen Teil eines Roboters, der die Drähte so bewegt, daß sie in die Anschlußkanäle eingelegt werden und die Drähte an den Schneidklingen geschnitten werden.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilperspektivansicht der in Fig. 1 dargestellten Teile, die die anfänglichen Schritte des Einführens eines Spulenanschlußdrahtes in Drahtaufnahmekanäle eines Anschlusses veranschaulicht.
Fig. 3 bis 6 sind vergrößerte Teilperspektivansichten, die in aufeinanderfolgenden Schritten die Vollendung des Einführens des Anschlußdrahtes in die Anschlußkanäle, das Abschneiden des Anschlußdrahtes und die vorübergehende Verbindung des Anschlußdrahtes mit dem Anschluß veranschaulichen.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Teildraufsicht auf Teile der Werkzeugbaugruppe und des Ständers, die einen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, wobei die Werkzeugbaugruppe teilweise von dem Ständer wegbewegt ist,
Fig. 8 ist eine vergrößerte Teildraufsicht auf die in Fig. 7 dargestellten Teile, wobei jedoch die Werkzeugbaugruppe vollständig auf den Ständer zu bewegt ist.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Teilperspektivansicht, die den Anschluß darstellt, wobei der Anschlußdraht vorübergehend mit selbigem verbunden ist.

Ausführliche Beschreibung

Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit der Herstellung eines 2-Pol-Ständers 10 dargestellt, der ein Paar Feldspulen 12 und 14 umfaßt, die auf Polstücke eines geschichteten Ständerblechpaketes 16 gewickelt sind. Die mit 18 bezeichnete Abschlußfläche des Ständerblechpaketes 16, die in Fig. 1 zu sehen ist, besteht aus einer Anschlußmontageplatte aus Kunststoff mit vier Anschlußaufnahmefassungen 20, in denen, zusammengefaßt mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet, jedoch im einzelnen mit dem Bezugszeichen 22A, 22B, 22C und 22D bezeichnete Anschlüsse für Spulenanschlußdrähte angebracht sind, d. h. zwei für jede Spule 12 und 14, die jeweils mit 24A, 24B, 24C und 24D bezeichnet sind, und die in dieser Beschreibung zusammengefaßt als Anschlußdrähte 24 bezeichnet werden.
Der Ständer 10 wird verschiebbar von einer oberen und einer unteren Förderbahn 28 und 30 gehalten und geführt. Ein Verschiebezapfen 32, der in die Bohrung des Ständers 10 paßt, dient dazu, den Ständer 10 entlang der Bahnen 28 und 30 zu bewegen. Der Verschiebestift 32 ist, wie bekannt ist, auf einem Verschiebeschlitten (nicht dargestellt) angebracht, an dem darüber hinaus vier Drahtklemmen 34, d. h. eine für jeden der Anschlußdrähte, angebracht sind. Nur Teile der oberen beiden Drahtklemmen 34 sind in den Zeichnungen dargestellt, es versteht sich jedoch, daß auch zwei untere Klemmen 34 vorhanden sind. Die Klemmen 34 können für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vollständig herkömmlichen Aufbau aufweisen und sind hier nicht im einzelnen dargestellt.
Auf einer vorangehenden Stufe der Herstellung des Ständers 10 befand sich der Ständer in einer Wickelstation (nicht dargestellt), in der die Spulen 12 und 14 gewickelt wurden und die Anschlußdrähte 24A, 24B, 24C und 24D in die Drahtklemmen 34 eingeführt wurden, so daß sie über die Abschlußfläche 18 des Ständers an ihre entsprechenden Anschlüsse 22A, 22B, 22C und 22D angrenzend verlaufen. Nachdem in der Wickelstation die Spulen 12 und 14 gewickelt und die Spulenanschlußdrähte 22A, 22B, 22C und 22D an ihren entsprechenden Klemmen 34 angebracht worden sind, wird der Verschiebezapfen 32 in die Bohrung des Ständers 10 eingeführt, und der Verschiebeschlitten wird in die in Fig. 1 dargestellte Station S bewegt, wo die Anschlußdrähte 34 zur zeitweiligen Anbringung an den Anschlüssen 22 bereit sind. Der Verschiebezapfen 32 ist in Fig. 1 von dem Ständer 10 beabstandet dargestellt, um seine Abschlußform zu zeigen. In der Praxis würde der Verschiebezapfen in der Station S während des gesamten unten beschriebenen Vorgangs in der Bohrung des Ständers 10 bleiben.
Die dargestellten Anschlüsse 22 sind von dem Typ, der von AMP Incorporated in Harrisburg, Pennsylvania, bezogen werden kann. Jeder Anschluß 22 hat einen in Längsrichtung verlaufenden Drahtaufnahmekanal 35, der durch einen kurzen Abstandshalter oder einen Kanaleintrittsentlastungsabschnitt 36 von seiner zugehörigen Fassung 20 beabstandet ist. Die Seitenwände 38 des Kanals 34 haben Kerben 40 an ihren äußeren Enden und bilden Laschen 42 am äußeren Ende des Anschlusses 22, die, wie in Fig. 9 dargestellt, zusammengequetscht oder -gedrückt werden können, um die Anschlußdrähte vorübergehend mit den Anschlüssen zu verbinden, ohne die Form des übrigen Anschlusses 22 zu verändern. Der restliche Abschnitt der Kanäle 35 wird, wie bereits erwähnt, in einer anderen Bearbeitungsstation (nicht dargestellt) um die entsprechenden Anschlußdrähte herumgerollt. Die eingekerbten äußeren Enden der Anschlüsse 22 werden zusammen mit überschüssigen Abschnitten der Anschlußdrähte in der gleichen Station abgeschnitten.
Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Verfahren zum vorübergehenden Anbringen der Anschlußdrähte 24 an den Anschlüssen 22 unter Verwendung einer Werkzeugbaugruppe 50 und eines Industrieroboters eingesetzt. Der Roboter ist bis auf sein mit 52 bezeichnetes Greifelement nicht dargestellt. Das Greifelement 52 hat, wie am besten in Fig. 1 dargestellt, zangenartige Form und hat eine erste Klaue 54 mit einer Kerbe 56 an seinem äußeren Ende, die einen Zapfen 58 aufnimmt, der sich vom äußeren Ende einer zweiten Klaue 60 aus erstreckt. Die Klauen 54 und 60 sind horizontal aufeinander zu und voneinander weg beweglich, wie dies bei Industrierobotern verbreitet ist, und aus weiter unten deutlich werdenden Gründen werden die Greifklauen 54 und 60 so gesteuert, daß der durch sie ausgeübte Klemmdruck verändert werden kann. So können die Greifklauen 54 und 60 beispielsweise, wie der Fachmann leicht erkennen wird, durch eine veränderbare Luftbetätigungseinrichtung gesteuert werden. Ansonsten kann der Roboter von vollkommen herkömmlicher Art sein und ist hierin nicht weiter dargestellt. Obwohl unterschiedliche Arten von Robotern bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, wird gegenwärtig ein kartesischer Drei-Achsen-Roboter, wie er beispielsweise von Hirata Corporation of America, 3901 Industrial Blvd., Indianapolis, Indiana 46254 zu beziehen ist, bevorzugt.
Die Werkzeugbaugruppe 50 umfaßt einen Montageblock 62, der auf jede beliebige Art und Weise an der Oberseite einer Stütze 64 befestigt ist, die auf die Förderbahnen und den von ihnen in der in Fig. 1 dargestellten Station S getragenen Ständer 10 zu und von ihnen weg verschiebbar getragen wird. Die Stütze 64 wird, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, verschiebbar geführt, so beispielsweise durch einen Aufnahmekanal 66, und wird durch ein Werkzeugpositionierbetätigungselement 68, das vorzugsweise einen Verbund-Luftdruckzylinder (compound air cylinder) umfaßt, jedoch auch einen anderen Antriebsmechanismus umfassen könnte, auf den Ständer 10 zu und von ihm wegbewegt.
In Richtung des Ständers 10 steht von dem Montageblock 62 nach vorn ein erster Dornabschnitt 70 mit größeren Durchmesser vor, der enganliegend in der Bohrung des Ständers 10 in der Drahtanbringungsstation S aufgenommen wird, sowie ein zweiter Dornabschnitt 72 mit kleinerem Durchmesser, der enganliegend in einer Bohrung 74 am gegenüberliegenden Ende des Verschiebezapfens 62 aufgenommen wird. Montageblock 62 weist ein Paar sich quer erstreckender, horizontaler Werkzeugaufnahmeplatten 76 und 78 auf, die jeweils einen äußeren Seitenarm 80 haben, der in Station S in Richtung des Ständers 10 vorsteht (nur der Seitenarm 80 der Aufnahmeplatte 76 ist dargestellt - der gegenüberliegende Arm ist verborgen).
Wenn sich ein Ständer 10 der Station S nähert, ist die Werkzeugbaugruppe 50 von der Station S entfernt, so daß sie die Bewegung des Ständers entlang der Förderbahnen nicht behindert. Wenn ein Ständer 10 Station S erreicht, wird das Werkzeugpositionierbetätigungselement 68 unter Spannung gesetzt, so daß es die Werkzeugbaugruppe 50 in Richtung des Ständers 10 bewegt. Dabei tritt der Dornabschnitt 72 mit kleinerem Durchmesser in die Bohrung 74 des Verschiebearms 32 ein, und der Dornabschnitt 70 mit größerem Durchmesser tritt in die Bohrung des Ständers 10 ein. Die Bewegung der Werkzeugbaugruppe 50 in Richtung des Ständers 10 wird fortgesetzt, bis die Arme 80 an der Abschlußfläche 18 anschlagen. Durch diesen Aufbau wird die Werkzeugbaugruppe 50 in bezug auf den Ständer 10 in Station S genau in Stellung gebracht. Seitliche Bewegungen des Ständers 10 werden durch die Dornabschnitte 70 und 72 verhindert. Vertikale Bewegungen sowie Drehbewegungen des Ständers 10 werden, wie ersichtlich ist, durch die Förderbahnen und auch durch die Werkzeugbaugruppe 50 verhindert.
Aufnahmeplattenabschnitt 76 trägt eine obere, rechte Werkzeugunterbaugruppe 82A und eine untere, rechte Werkzeugbaugruppe 82C, während Aufnahmeplattenabschnitt 78 eine obere, linke Werkzeugunterbaugruppe 82B sowie eine untere, linke Werkzeugbaugruppe (nicht dargestellt) trägt. Die Werkzeugunterbaugruppen 82 sind bis auf die Ausrichtung der Teile derselben, wie weiter unten ersichtlich wird, identisch. Die obere, rechte Werkzeugunterbaugruppe 82A enthält einen im allgemeinen L-förmigen Anschlußstützblock oder Anschlußstützplatte 90, die an der rechten Aufnahmeplatte 76 angebracht ist, die eine nach oben gerichtete, horizontale Schulter 92 hat, auf der der obere rechte Anschluß 22A aufliegt, wenn sich der Ständer 10 in der Station 5 befindet, sowie eine seitwärts gerichtete, vertikale Fläche 94, die sich über die gesamte Länge des Abschnitts des Anschlusses 22A erstreckt, die aus seiner Fassung 20 hervorsteht. Seitlich von der vertikalen Fläche 94 steht ein oberer Anschlußseitenwandschutzblock 96 vor, der, wenn sich der Ständer 10 in Station S befindet und die Werkzeugbaugruppe 50 vollständig auf den Ständer 10 zu bewegt worden ist, eng über der oberen Anschlußseitenwand 38 liegt, um zu verhindern, daß der Anschlußdraht 24A an der Kante der oberen Seitenwand 38 in nächster Nähe zu seiner zugehörigen Fassung 20 hängenbleibt. Die mit 98 bezeichnete vordere Fläche des Seitenwandschutzblocks 96 ist nach vorn und nach außen abgewinkelt und bildet aus weiter unten erläuterten Gründen eine Kurvenfläche.
Werkzeugunterbaugruppe 82A umfaßt des weiteren eine Drahtschneideklinge 100 mit einer vertikalen Messerschneide 102, die von einer nach oben gewandten Schulter 104 nach oben vorsteht und beispielsweise durch eine Schraube 106 mit dem Plattenblock 90 verbunden ist.
Wenn ein Ständer 10 in Funktion die Station S erreicht, wird die Werkzeugbaugruppe 50 durch das Positionierbetätigungselement 68 in die in Fig. 3, 4 und 8 dargestellte Position bewegt, in der sie vollständig auf den Ständer zu bewegt worden ist. Die Dornabschnitte 70 und 72 bewegen sich in Eingriff in den Verschiebezapfen 32 und die Bohrung des Ständers 10, um zu gewährleisten, daß der Ständer 10 genau positioniert ist. Anschließend wird der Roboter betätigt, so daß sich sein Greifelement 52 an eine Stelle bewegt, an der es den Anschlußdraht 24A in der Nähe der oberen Ständerspule 12 ergreifen kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn der Anschlußdraht 24A durch die Klauen 54 und 60 ergriffen wird, ist der Klemmdruck so niedrig, daß die Klauen 54 und 56 an dem Anschlußdraht 24A entlanggleiten, wenn Teile des Anschlußdrahtes 24A durch das Greifelement bewegt werden. In einem späteren Stadium, das weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 4, 5 und 6 beschrieben wird, wird der Klemmdruck erhöht, so daß der Anschlußdraht 24A zum Dehnen und Abtrennen des Anschlußdrahtes 24A an der Messerklinge 102 fest ergriffen wird.
Die Klemmbaugruppen 34 können vorzugsweise so betätigt werden, daß ihr Griff an den Anschlußdrähten gelöst werden kann. Wenn dies der Fall ist, wird die Klemmbaugruppe 34, die zu dem Anschlußdraht 24A gehört, so betätigt, daß sie ihren Griff löst, nachdem der Anschlußdraht 24A von dem Greifelement 52 ergriffen worden ist. Wahlweise können die Klemmbaugruppen 34 die Spulenanschlußdrähte mit einem derartig niedrigen Klemmdruck festklemmen, daß es nicht erforderlich wäre, die Anschlußdrähte loszulassen; die Anschlußdrähte werden einfach durch die folgenden Verfahrensschritte aus ihren entsprechenden Klemmen 34 gezogen.
Wenn das Greifelement 52 den Anschlußdraht 24A ergriffen hat, wird das Werkzeugpositionierbetätigungselement 68 unter Spannung gesetzt, so daß es die Werkzeugbaugruppe 50 teilweise von dem Ständer 10 wegzieht, jedoch nicht so weit, daß die Dornabschnitte 70 und 72 aus dem Eingriff mit dem Verschiebezapfen 32 und der Bohrung des Anschlusses 10 gezogen werden. Das teilweise Zurückziehen der Werkzeugbaugruppe 52 legt den Kanaleintrittsentlastungsabschnitt 36 des Anschlusses 22A für weitere Bewegung des Greifelementes 52 frei.
Wie aus Fig. 2, 3 und 7 zu ersehen ist, wird das Greifelement 52, wenn der Spulendraht 24A durch das Greifelement 52 eingeklemmt gehalten wird und die Werkzeugbaugruppe 50 teilweise zurückgezogen ist, durch den Robotermechanismus in einer Bewegung nach unten und seitlich von dem Ständer 10 weg (in Fig. 2 und 3 nach rechts) bewegt, wodurch der Anschlußdraht 24A über eine obere Kante der zugehörigen Fassung 20 geführt wird und an dem Kanaleintrittsabschnitt 36 des Anschlusses 22A nach unten verläuft. Unmittelbar danach wird die Werkzeugbaugruppe 50 in ihre vollständig ausgefahrene Position zurückgeführt, die in Fig. 4 und 8 dargestellt ist. Dadurch deckt der Schutzblock 96 das Ende der oberen Anschlußkanalseitenwand 38 in nächster Nähe zu der zugehörigen Fassung 20 ab. Das Greifelement wird dann nach oben und rückwärts von dem Ständer 10 weg und in Richtung der Mitte des Ständers 10 in die durch durchgehende Linien in Fig. 3 dargestellte Position bewegt, so daß Anschlußdraht 24A in den Kanal 35 gelegt wird und sich weiter in Richtung der Mittelachse des Ständers in die mit gestrichelten Linien dargestellte Position bewegt, die in Fig. 3 links dargestellt ist, wo er horizontal und nach oben, falls erforderlich, an der vertikalen Kante der Messerschneide 102 vorbeigezogen wird. Während der in Fig. 3 dargestellten Bewegungen des Greifelementes wird der Abschnitt des Anschlußdrahtes 24A, der mit der unteren Kante der Kurvenfläche 98 des Schutzblocks 96 in Kontakt ist, kurvenartig in Richtung der Einbuchtung des Anschlusses 22A geführt, so daß sich der Anschlußdraht 24A tief in dem Kanal 35 befindet.
Die Bewegungen des Greifelementes 52 können, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, fortgesetzt werden, d. h. zunächst nach unten, um den Anschlußdraht 24A an der Messerschneide 102 zu positionieren, und anschließend, wie in Fig. 4 dargestellt, nach außen (nach rechts) und nach unten, um den Anschlußdraht 24A an die Messerschneide 102 und den Punkt zu ziehen, an der er mit der Schulter 104 in Kontakt kommt. Das Greifelement bewegt sich dann, wie in Fig. 5 dargestellt, horizontal nach außen und dehnt den Anschlußdraht 24A an der Messerschneide 102, um ihn letztendlich abzureißen.
Das abgetrennte Ende des Anschlußdrahtes 24A wird, wie in Fig. 5 zu sehen ist, so über die Messerklinge 102 gestreckt, daß es die Messerschneide 102 ergreift und so jeglicher Neigung des Anschlußdrahtes 24A wiedersteht, aus dem Anschlußkanal 35 herauszuspringen. Zu diesem Zweck besteht die Messerschneide 102 darüber hinaus teilweise aus einer angeschrägten Schneidfläche 108, die im allgemeinen der Platte 90 zugewandt ist. Wenn das abgetrennte Ende des Anschlußdrahtes 24A von der Messerschneide 102 gelöst werden sollte, widersteht die abgeschrägte Schneidfläche 108 jeder Tendenz, zurückzuspringen.
Wenn der Anschlußdraht 24A so in dem Anschlußkanal 35 gehalten wird, kann das Greifelement 52 so betätigt werden, daß seine Klauen 54 und 60 getrennt werden, um den verbliebenen, abgeschnitten Teil des Anschlußdrahtes 24A freizugeben, die Klauen 54 und 56, wie in Fig. 6 dargestellt, geschlossen werden, wodurch es für das Greifelement 52 möglich wird, die Drahtklemmlaschen 42 um den Anschlußdraht 24A herumzupressen, indem die Laschen 42 an die Plattenschulter 92 nach unten gedrückt werden. Die so entstehende vorübergehende Verbindung des Anschlußdrahtes 24A mit dem Anschluß 22A ist in Fig. 9 dargestellt.
Hier sei angemerkt, daß die Länge des freien Abschnitts des Anschlußdrahtes 24A zwischen dem Greifelement 52 und Teilen des Anschlusses 22A und seiner Fassung 20, die mit dem Anschlußdraht 24A in Kontakt sind, während der gesamten Bewegung des Anschlußdrahtes 24A durch das Greifelement 52 im wesentlichen gleich bleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Klauen 54 und 60 des Greifelementes, wie erforderlich, an dem Anschlußdraht 24A in Richtung seines freien Endes gleiten, um die Abschnitte des Anschlußdrahtes 24A aufzunehmen, die an dem Anschluß 22A entlang und über seine Fassung 20 geführt werden. Dieser Drahtabschnitt bleibt darüber hinaus auch relativ straff gespannt, da die Bewegungen des Greifelementes 52 in Richtungen ablaufen, durch die der Anschlußdraht 24A von seiner Spule 12 gezogen wird. Dementsprechend ist dieser Drahtabschnitt relativ kurz und straff gespannt und bleibt daher während des gesamten Verfahrens unter Kontrolle.
Vor der seitlich gerichteten Drahtabtrennbewegung des Greifelementes 52 wird der durch seine Klauen 54 und 60 ausgeübte Klemmdruck erhöht, so daß sie das freie Ende des Anschlußdrahtes 24A fest ergreifen und er nicht von dem Anschlußdraht 24A rutscht, wenn er gedehnt und abgetrennt wird. Es versteht sich, daß das Verfahren der vorläufigen Anbringung der Anschlußdrähte 24B, 24C und 24D an ihren entsprechenden Anschlüssen 22B, 22C und 22D das gleiche wie das oben zum Anbringen des Anschlußdrahtes 24A an seinem Anschluß 22A beschriebene ist, wobei jedoch die Bewegungen des Greifelementes 52 so abgewandelt sind, wie dies erforderlich ist, um die gleichen relativen Bewegungen in bezug auf die zu verbindenden Teile auszuführen.
Es ist zu sehen, daß viele der Werkzeugteile abgeschrägt sind, um "Einführungen" für die Teile zu bilden, wenn sie sich aufeinander zu bewegen. Da dies eine übliche Praxis ist, wird das Abschrägen der Teile hier nicht weiter erläutert.
Die Anschlußdrähte 24 erstrecken sich, wie bereits angemerkt, über die Ecken ihrer entsprechenden Fassungen 20. Dieser Umstand kann durch den Hersteller der Ständer vorgegeben sein. In anderen Fällen können die Fassungen kürzer, abgerundet oder auf andere Weise nicht geeignet sein, Teile der Anschlußdrähte aufzunehmen. In diesen Fällen können die Bewegungen des Greifelementes leicht abgewandelt sein, und die Werkzeugunterbaugruppen können abgewandelt sein, insbesondere hinsichtlich der Ausdehnung und der Schräge der Kurvenfläche 98. Derartige Abwandlungen sind allgemein üblich und stellen einen Teil der Fähigkeiten von Fachleuten dar, die mit Werkzeugen dieser Art arbeiten.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von Ständern (10) mit einem Ständerblechpaket (16), das eine Endfläche mit Fassungen (20) zur Aufnahme von Anschlüssen und von den Fassungen gehaltene Anschlüsse (22) aufweist, wobei jeder der Anschlüsse einen trogartigen, in Längsrichtung verlaufenden Drahtaufnahmekanal (35) aufweist, der von seiner zugeordneten Fassung durch einen Abstandshalterabschnitt (36) davon beabstandet ist, wobei die Ständer des weiteren mehrere Anschlußdrähte (24) aufweisen, wobei jeder Anschlußdraht ein festes Ende aufweist, das von einer Ständerspule ausgeht, sowie ein freies Ende, das von einer Klemme (34) gehalten wird, so daß es sich entlang seiner zugehörigen Fassung erstreckt, wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein Anschlußaufnahme- und Abschirmelement (90), mit Flächen zum Abschirmen von Außenflächen der Anschlüsse gegenüber dem Kontakt mit den Anschlußdrähten und zum Verhindern einer erheblichen Biegung der Anschlüsse, zu der es sonst kommen könnte, wenn die Anschlußdrähte in die Kanäle eingeführt werden, wobei die Oberflächen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) auch den Abstandshalterabschnitt gegen einen Kontakt mit den Anschlußdrähten abschirmt;

einen Roboter mit einem Greifelement (52), das nacheinander die Anschlußdrähte ergreift und die Anschlußdrähte so bewegt, daß die Anschlußdrähte in die Anschlußkanäle eingeführt werden; und

eine Einrichtung (68) zum Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements von dem Ständerblechpaket weg, um den Abstandshalterabschnitt (36) vor der Bewegung des Greifelements freizulegen, um jeden Anschlußdraht über seinen zugeordneten Abstandshalterabschnitt anzuordnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anschlußaufnahme- und Abschirmelement (90) eine Einrichtung zum kurvenartigen Einführen der Anschlußdrähte (24) in die Kanäle (35) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anschlußaufnahme- und Abschirmelement (90) mehrere Drahtschneideklingen (102), d. h. eine für jeden der Anschlüsse, enthält, die an die Anschlußdrähte (24) von dem Roboter gezogen werden können, um die Anschlußdrähte zu durchtrennen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anschlüsse Drahtquetschlaschen (42) aufweisen, und wobei das Anschlußaufnahme- und Abschirmelement (90) Laschenauflageflächen (92) enthält, die an die Laschen gedrückt werden können, um die Anschlußdrähte daran zu quetschen, und wobei der Roboter das Greifelement (52) so betätigt, daß die Anchlußdrähte an die Laschen gequetscht werden, indem die Laschen und die Anschlußdrähte an die Laschenauflagefläche gedrückt werden.

5. Verfahren zum Herstellen von Ständern (10) mit einem Ständerblechpaket (16), die eine Endfläche mit Fassungen (20) und zur Aufnahme von Anschlüssen und von den Fassungen gehaltene Anschlüsse (22) aufweisen, wobei jeder der Anschlüsse einen trogartigen, in Längsrichtung verlaufenden Drahtaufnahmekanal (35) aufweist, der von seiner zugeordneten Fassung (20) durch einen Abstandshalterabschnitt (36) desselben beabstandet ist, wobei der Ständer weiterhin eine Mehrzahl Anschlußdrähte (24) besitzt, wobei jeder Anschlußdraht ein festgelegtes Ende besitzt, das von einer Ständerspule, gewickelt auf dem Ständerblechpaket, ausgeht, sowie ein freies Ende besitzt, das von einer Klemme (34) gehalten ist, so daß es sich entlang seiner zugehörigen Fassung (20) erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Positionieren eines Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) an den Anschluß (22) angrenzend, wobei das Anschlußaufnahme- und Abschirmelement Flächen aufweist, die Flächen des Anschlusses gegenüber Kontakt mit dem Anschlußdraht (24) abschirmen und eine erhebliche Biegung von Abschnitten des Anschlusses (22) verhindern, die sonst bei folgenden Schritten des Verfahrens auftreten könnte, wobei die Flächen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) auch den Abstandshalterabschnitt (36) und die äußeren Flächen des Anschlusses (22) von einem Kontakt durch den Anschlußdraht (24) abschirmen und den Anschlußdraht in Eingriff mit dem Anschluß führen;

Ergreifen des Anschlußdrahtes (24) zwischen der Klemme (34) und der Spule mit einem zangenartigen Roboter-Greifelement (52); und

Führen des Anschlußdrahtes (24) in ordnungsgemäßen Eingriff mit dem Anschluß (22) und Verbinden des Anschlußdrahtes mit dem Anschluß durch Bewegungen sowohl des Greifelements (52) als auch des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90), wobei die Bewegungen umfassen

(i) Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) von dem Ständerblechpaket (16) weg, um den Abstandshalterabschnitt freizulegen,

(ii) Bewegen des Greifelements (52), um den Anschlußdraht über dem Abstandshalterabschnitt zu positionieren,

(iii) Bewegen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements zurück zu dem Ständerblechpaket, und

(iv) Bewegen des Greifelements, um den Anschlußdraht in den Drahtaufnahmekanal (35) zu legen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Bewegungen des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) in Bezug auf die Mittelachse der Bohrung des Ständers (10) axial sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Bewegung des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) zurück zu dem Ständerblechpaket (16) die Kante des Kanals (35) abschirmt, die an den Abstandshalterabschnitt (36) angrenzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, das des weiteren das kurvenartige Führen des Anschlußdrahts (24) in Richtung des Bodens des Kanals (35) durch Kontakt der Fläche des Anschlußdrahts mit einer Kurvenfläche an dem Anschlußaufnahme- und Abschirmelement (90) umfaßt, wenn sich das Greifelement (52) in einer Richtung bewegt, in der der Anschlußdraht in den Kanal eingelegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, das des weiteren den Schritt des Quetschens des Anschlußdrahts in dem Kanal (35) durch Pressen eines Abschnittes des Anschlusses (22) und, wenn sich der Anschlußdraht (24) in dem Kanal befindet, an eine Fläche des Anschlußaufnahme- und Abschirmelements (90) umfaßt.