用于保证质量地制造卷边的方法和装置

摘要

本发明描述了一种用于制造卷边的方法和装置。卷边毛坯(3)在此通过模具(5)被塑性变形。尤其是在模具(5)返回移动(13)期间，不仅测量模具(5)施加到卷边毛坯(3)上的力，而且测量模具(5)移动的行程x。在最大力Fmax下的位置和首次无力的位置之间的行程改变Δx给出关于卷边毛坯(3)的弹性的恢复变形，即回弹的指示。该指示代表一种用于制造的卷边质量的尺度。

说明书

本发明的领域

本发明涉及一种用于制造卷边的方法以及装置。

现有技术

卷曲压接（卷边加工）是指一种连接工艺，其中两个部件通过塑性变形被相互连接起来。尤其可以通过卷曲压接产生一种卷边，也就是说，在导体和连接元件，如例如插头或套管，之间的一种很难拆开的机械连接。这种卷边可以作为常规连接方法，如例如钎焊或焊接，的备选方法来使用并且可以在正确的制造情况下保证两个被卷曲压接的部件之间的可靠的电的和机械的连接。尤其是通过卷边在正确的实施下在两个部件之间产生气密的连接，因为在卷边毛坯和例如细金属线式的导线的塑性变形情况下，可以形成一种结构，该结构在很大程度上隔离氧气的渗入并且由此在内部中得到防腐蚀保护。

为了制造卷边，常规的方式是将例如形式为可塑性变形的套管元件或插头元件的卷边毛坯与一个要与卷边毛坯一起进行卷曲压接的第二部件，如例如电缆的一个端部，接触。接下来，卷边毛坯通过用合适的模具进行挤压而被塑性变形，该模具在其指向卷边毛坯的一侧处具有被合适地成形的卷边成形面，其中，第二部件一般地完全被卷边毛坯包围并且被卷边毛坯挤扁。模具为此一般借助于造型机被在卷边毛坯的方向上移动一个行程，直到卷边毛坯受到最大挤压力的挤压并变形。接下来使模具又移动离开卷边毛坯，从而可以取出与卷边毛坯一起被卷边加工的部件。造型机例如可以是液压的、气动的或电的压力机，模具可以固定在其上。

在制造卷边时必须关注卷边的高的质量，以便能够保证在被卷曲压接的部件之间的持久的机械的和由此电气的稳定的连接。如果例如在卷曲压接时没有施加足够大的挤压力或者使用不合适的接触材料，那么例如精细金属线式的导线可能被不足够持久地挤压。因此氧气可以达到各单个导线处并且通过氧化而在导线和卷边套管之间形成提高的接触电阻。此外存在未完全地挤压的导线可能被从卷边中拉出来的危险。另一方面，在卷曲压接时不允许挤压力过高或用过小的模具进行挤压，因为这例如在实心的和精细金属线式的导线情况下使横截面过度地减小并且由此可能使电阻不允许地增大。此外在精细金属线式的导线情况下挤压力被大大超过时存在单独的导体被剪断的危险。此外，卷边也可以由于断裂或凸裂而受损。

卷边连接的质量保证常规上大多通过测量卷边的外部尺寸、通过光学地评判例如垂直于导线的通过卷边的中心的显微照片和/或通过在卷曲压接期间力-行程的监控来实现。

本发明的公开

本发明致力于提供一种用于制造高质量的卷边的方法以及一种用于实施该方法的合适的装置。

这可以利用独立权利要求的内容来实现。有利的实施方式在从属权利要求中限定。

已知的是，为了可靠的卷边连接，可能要求一种内部的机械的挤压状态。由于在接触头中和由此在卷边中通常使用高张力的材料，因此可能有利的是测量卷边的回弹。该回弹减小内部压应力，直到一种可能地无预应力的连接。为了稳定的电气连接，内预应力应该大于在卷边的使用持续时间期间材料通过自然老化产生的松弛。

为了确保持久的质量，可能有利的是，在制造卷边时直接地测量卷边的回弹行程。这可以提供对内张力状态的直接的推断。

为了测量回弹行程，可以确定最大的卷边力下模具的位置。该最大的卷边力一般直接地位于模具的移动行程的折回点处。此外，可以在一旦模具离开卷边毛坯，即近似为无力状态时，确定模具的位置。这两个位置的差给出卷边的回弹行程。

该关于回弹行程的信息由此以指示质量的方式防止卷边的几乎全部可能的误差（缺陷），包括卷边的可能的材料误差在内的测量误差。可能的另外的误差，如例如摩擦，可以通过修正系数来减小。

按照本发明的一个方面，建议，测量在制造卷边期间在回程上，即在达到由模具产生的最大挤压力之后并且模具然后被移动离开卷边毛坯，由模具施加到卷边毛坯上的力。补充地，应该确定模具在具有最大挤压力的状态和基本上无挤压力的状态之间在回程上至少必须被移动的回程长度。换言之，应该确定在模具以最大的挤压力挤压在卷边毛坯上所处于的位置和模具在接下来离开卷边毛坯的移动期间达到的并且在此首次从模具基本上无挤压力再施加到卷边毛坯上所处于的位置之间的距离。

“基本上无挤压力”可以在此如下地理解，即从模具至多将这样的力施加到卷边毛坯上，该力与用于使卷边毛坯塑性变形所需要的力相比较可以被忽略。尤其可以这样地理解“基本上无挤压力”，即从模具施加到卷边毛坯上的挤压力应该小于按照本发明在模具在回程上移动期间从卷边毛坯通过回弹施加到模具上的力。

通过确定回程长度可以确定，在实际的卷边工序之后，即在达到最大挤压力之后，卷边毛坯再次回弹的程度。

接下来可以输出关于回程长度的信息和由此关于制造的卷边的回弹的信息。结果表明，这种信息可以给出用于制造的卷边的质量的一种很好的指示。小的回弹，即短的回程长度，暗示卷边的高的机械的内部挤压和并且由此也保证卷边的高的电气质量。强的回弹，即大的回程长度，暗示着在制造卷边时或在制造由此产生的触头的问题并且由此可以指示出卷边的不足的质量和/或卷边的低的电气稳定性。

借助于建议的方法产生一种可能性，即直接在制造卷边时获得一种关于卷边的质量的可靠的尺度（标准）。尤其是这种质量可以无破坏地、快速地和成本有利地、例如直接地在卷边工序期间确定。

待确定的回程长度可以通过测量在与卷边毛坯的位置相关联的第一参照点和与模具的位置相关联的第二参照点之间的距离来确定。例如可以将卷边毛坯容纳在卷边毛坯承座中，卷边毛坯在卷边工序期间被保持在其中并且在可能的情况下被成形。在卷边毛坯承座处例如可以限定与卷边毛坯位置相关联的合适的参照点。作为第二参照点，可以在模具处限定参照位置，最好在卷边成形面附近。由于这两个限定的参照点在模具在回程上离开卷边毛坯移动期间逐渐地相互远离，因此可以通过一方面在由模具将最大挤压力施加到卷边毛坯上的时间点处，和另一方面在模具首次没有将力再施加到卷边毛坯上的时间点处，测量在这两个参照点之间的距离来求出要确定的回程长度。

对于这样的情况，即例如卷边毛坯承座的位置是固定的并且它在挤压力下的变形是已知的并且因此可以假设第一参照点是固定的，利用测位装置仅仅测量模具的位置或与模具的位置或与它的卷边成形面相关联的第二参照点的位置，可能就足够了。在此情况下，可能有利的是，选择尽可能靠近卷边成形面的第二参照点，该卷边成形面在卷边工序期间使卷边毛坯塑性变形。由此可以保证，通过测量回程长度实际地确定位于卷边毛坯承座和卷边成形面之间的、被变形的卷边毛坯的回弹行程，并且可以在很大程度上消除影响，如例如模具的变形或使模具运动的机器的变形。

最好无接触地测量回程长度。尤其是以光学的方式测量在两个限定的参照点之间的距离，例如借助于激光测距装置。这种激光测距装置可以被设计用于将激光束从其中一个参照点朝着另一个参照点发射并且又探测激光的在那里反射的部分，以便基于渡越时间（经过时间）的测量能够获得关于两个参照点之间的距离的信息。回程长度的无接触的测量可以允许可靠的、无磨损的确定卷边的质量。尤其是光学的测量，例如借助于激光测距装置，使得回程长度的非常精确的确定，例如具有几个毫米范围的精确度，成为可能。以这样的方式可以简单地、可靠地和无磨损地获得在制造卷边期间关于回弹行程的精确数据和由此获得关于制造的卷边的质量的信息。

要指出的是，在此处描述的发明的可能的特征和优点是部分地针对建议的用于制造卷边的方法和部分地针对用于制造卷边的装置进行说明的。在研究该说明时，专业人员可以认识到，这些描述的特征可以被分别相互组合并且通过这种组合可以实现另外的协同效应。

附图简述

以下参照附图以解释的但不是限制的方式来描述本发明的实施方式。

图1显示了用于实施按照本发明的一个实施方式的卷边方法的装置。

图2显示了在卷边方法期间挤压力的一种典型的变化。

这些图仅仅是示意的并且不是与尺寸比例相一致的。

本发明的实施方式

以下针对图1和2描述一种装置，借助于该装置可以按照本发明的一种实施方式实施一种用于制造卷边的方法。

在图1中示出了装置1，借助于它可以将卷边毛坯3卷曲压接。装置1具有冲模形式的模具5和铁砧形式的卷边毛坯承座7。模具5被固定在仅仅示意示出的造型机9处。造型机9可以使模具5在垂直方向上往复运动，如用箭头11，13表示的那样。在模具的指向卷边毛坯承座7的下侧面处，模具5具有卷边成形面15，它给定了在卷曲压接期间应该将卷边毛坯塑性变形成的轮廓。

造型机9借助于测力装置19被设计用于测量在卷边工序期间用于将模具5压向卷边毛坯3的力并且将相应的测量数据传递到电子评价装置17。

此外为装置1设置测位装置21，借助于它可以测量模具5的位置。在所示的示例中，测位装置21借助于激光测距装置23来实现，其固定地安装在卷边毛坯承座7处。激光测距装置23在对应于在卷边工序期间模具5的运动方向11，13的方向上发射出示意示出的随时间调制的激光束27。激光束27在反射器25上被反射，该反射器在卷边成形面15的附近从侧面突出地安装在模具5的下末端处。激光束27的被反射的部分被测位装置23的探测器探测。由发射的调制的激光和探测的反射的激光之间的要测量的相位移，可以通过渡越时间（经过时间）的测量推断出在激光测距装置23和反射器25之间的距离x。激光测距装置23由此允许非常精确地确定在卷边工序期间模具5的卷边成形面15的位置。相应的信息被传递到电子评价装置17。

在用于制造卷边的方法中，首先将未变形的卷边毛坯3布置在卷边毛坯承座7上。在这种未变形的状态下，卷边毛坯3具有两个夹板29，31，它们与卷边毛坯3的底板33一起大致围成一个腔室35。卷边毛坯3例如可以是一个插头或一个插座的一个端部，在该端部处应该通过卷曲压接将电缆固定。然后该电缆或该电缆的许多暴露的绞合线37被置入腔室35中。

在卷边工序期间，现在模具5通过造型机9被逐渐地垂直向下在箭头11的方向上移动。在此期间，卷边成形面15与夹板29，31进入接触并且在模具5继续下行时使夹板29，31变形。在此，在该初始阶段中，在很大程度上发生塑性变形。在模具5继续下行时，夹板29，31被越来越增强地挤压到位于腔室35中的绞合线37上，从而绞股线一方面紧密地相互挤靠在一起并且另一方面夹板29，31的材料部分地塑性地流入绞股线37之间的空隙中。卷边毛坯3包括被容纳在其中的绞合线37在内的变形在此情况下部分塑性地以及部分弹性地进行。

在模具5向下逐渐地移动期间，由模具5施加到卷边毛坯3上的力F被连续地测量。力的大小对于该测量来说不是决定性的，仅仅要确定的是最大的挤压力和最小的挤压力的点。为了避免通过造型机和/或模具的变形造成的可能的误差影响，应该将测量装置放置在靠近卷边毛坯处。例如激光测距装置23可以有利地靠近卷边毛坯的支撑面处安装在卷边毛坯承座7上并且用作配合部件的反射器25例如可以在卷边成形面15附近安装在模具5处。

在卷边工序期间，模具5被如此久地垂直向下移动，直到测力装置19给出，用于将卷边模具5挤压到卷边毛坯3上的力对应于一个最大挤压力F_max为止。在限定的进给行程之后，模具又向上运动，直到离开卷边毛坯为止。

在图2中通过曲线39示出了被施加的挤压力F依赖于向下位移x的典型的变化。在使卷边毛坯变形时，挤压力F在卷边毛坯3塑性、弹性变形期间缓慢地增大，并且在进一步的位移下进入一个区域中时，在该区域中，挤压力随着位移逐渐更强烈地增大。这可以被看做是一种指示，即除了塑性变形以外，卷边毛坯3连同容纳在其中的绞合线37越来越强地发生有利的弹性变形。在达到最大挤压力F_max时，模具5的向下运动被结束。

接下来，模具5又垂直向上运动，如在图1中用箭头13表示的那样，以便在回程上移动离开卷边毛坯3。在该回程期间，模具5施加到卷边毛坯3上的力F也连续地借助于测力装置19进行测量。

如在图2中通过曲线41所示的，力F在回程期间依赖于位移Δx大致线性地减小。这可以由此来解释，即在模具5垂直向上移动期间卷边毛坯3的变形的弹性部分又被逐渐松弛。一旦该弹性变形被完全消除，卷边毛坯3就不再向模具5上施加任何力，模具由此可以实际上不受挤压力地继续向上移动。

在模具5移动期间，借助于测位装置21连续地测量在激光测距装置23和反射器25之间的距离x。尤其是测量在这样的瞬间的距离x_max，此时由模具5将最大挤压力F_max施加到卷边毛坯3上。此外测量距离x₀，在该距离下，由挤压模具5在回程期间施加到卷边毛坯3上的力首次至少近似为0。行程差Δx=x_max-x₀给出关于卷边毛坯的弹性变形的信息，也就是说，关于在模具5回移期间卷边毛坯的回弹。

该信息Δx是用于制造的卷边的质量的一种指示。Δx越小，也就是说，回弹越小，一般地卷边的质量就越好。尤其是，如果用于某个卷边的Δx偏离于在其他情况下确定的值，则这可以是用于制造误差的一种指示。

通过描述的方法或实现该方法的装置，可以实现对卷边工序的直接监控并且可以借助于求得的力-行程图简单地并且可靠地分析制造的卷边的质量。