Neues Maschinenkonzept macht Schneidklemmkontakte für Kupferlackdrähte sicher Flexible Verbindung zum Bordnetz - KEM

Neues Maschinenkonzept macht Schneidklemmkontakte für Kupferlackdrähte sicher

Flexible Verbindung zum Bordnetz

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Durch rasante Entwicklungen in der Elektronik und ihren stärkeren Einsatz in der Autoindustrie steigt der Bedarf an flexibler Verbindungstechnik für Kupferlackdrähte. Als Alternative zum Löten, Schweißen oder Crimpen haben sich Schneidklemmkontakte herauskristallisiert. Diese übernehmen das Abisolieren und kalte Kontaktieren von Drähten unterschiedlicher Durchmesser.

In jedem neuen Auto finden sich immer mehr Elektromotoren und Spulen; viele Fahrzeugfunktionen werden elektronisch gesteuert. Diese Aufgaben übernehmen gekapselte Miniaturbaugruppen mit Spulen aus Kupferlackdraht, deren empfindlichste Stelle die Schnittstelle zur Außenwelt darstellt. Für diese Verbindung zum Bordnetz braucht es eine Kontaktiertechnik, die lange unterschiedlichen Temperaturbelastungen, Schwingungen und Erschütterungen standhält.

Schneidklemmen mit „Siameze“-Terminals
Dies erreicht eine spezielle Geometrie der Kontaktelemente. Die angeprägten, schneidenden Backen entfernen beim Einsetzen die Isolierschicht des Kupferlackdrahtes, die Federspannung sorgt für schwingungsresistente Kontaktierung. Die andere Seite des Terminals kann vielfältig ausgeprägt sein. Verfügbar sind spiegelbildliche Geometrien zur Anbindung mit Litze, Standard TAB- sowie PC-Board-Terminals. Die Schneidklemmkontakte (IDC-Terminals) werden vorproduziert und als gegurtete Ware auf Spulen gelagert. Während des Kontaktierens werden die Siameze-Terminals vom Band gestanzt und in eine Tasche eingesetzt, überstehender Draht und der Anwickelpfosten abgetrennt.
Weiterer Vorteil ist die große Bandbreite an Kupferlackdrähten, die sich mit einem Terminal verarbeiten lassen. Dabei findet die gleiche Taschengeometrie Verwendung, an der Einsetzmaschine sind ebenfalls keine Änderungen beim Wechsel des Drahtdurchmessers vorzunehmen.
Neues Konzept gefordert
Windfil vertreibt seit 1994 Schneidklemmkontakte und Anlagen. 2000 wandte man sich an Creative Automation, um das Verfahren besser auf die Autoindustrie abzustimmen. Neben Vorgaben wie hohe Reproduzierbarkeit der Produktion, geringe Fehlerzahl und hoher Automatisierungsgrad, sollte die Genauigkeit der Abläufe erhöht werden. Nach einer Fehlermöglichkeits-Einflussanalyse begann der Neuaufbau des Verfahrens. Beim Redesign nahm sich Creative Automation zuerst den Einzug vor. Bisher wurde der Terminalstrip nur durch eine Vorschub- und eine Sperrklinke fixiert. Durch Abweichungen des Arbeitsradius der Sperrklinke erreicht man eine Positioniergenauigkeit von ±0,3 mm. Deshalb wurde ein Präzisionseinzug entwickelt, bei dem drei Aktoren eine präzise Fixierung und Führung erlauben: Der Einzug erreicht nun Genauigkeiten von ±0,01 mm.
Zum Trennen der Terminals vom Gurt wurde ein Präzisionsstanzwerkzeug entwickelt, das die Einzelteile auf dem Weg in die Tasche stets fixiert und unkontrolliertes Kippen verhindert. Die Schnittplatte ist mit einem Einsatz ausgestattet, der einzeln ausgewechselt werden kann. Das Werkzeug wurde mit dem 3D-CAD/CAM-System VX gestaltet. Die Übersichtlichkeit der dreidimensionalen Darstellung, Passgenauigkeit in der Montage und hohe Genauigkeit des Werkzeugs waren die Vorteile. Eine spezielle Beschichtung der dem Verschleiß unterliegenden Werkzeugteile erhöht die Standzeiten.
Einige Applikationen erfordern das Anheben des Stators. Creative Automation entwickelte dafür einen rollengelagerten Präzisionshubtisch, der durch seine Kugelbuchsenführung genau und reproduzierbar in die Endposition gelangt. Statt Pneumatik kommt nun eine Servoachse für das Einsetzen der Terminals zur Anwendung. Diese lässt ein angepasstes, rampengesteuertes Verfahren der Insertnadel zu. Einen weiteren Vorteil bieten mehrere, frei programmierbare Positionen, die bei unsymmetrischen TAB-Terminals seitliches Abstützen ermöglichen und unkontrolliertes Kippen verhindern. Durch dieses Verfahren lässt sich der Hauptvorteil des Siameze-Verfahrens, dass Kupferlackdrähte unterschiedlicher Durchmesser von 0,16 bis 1,02 mm ohne Umrüsten verarbeitet werden können, nun sicher und präzise ausschöpfen. Die Prozesssicherheit lässt sich durch eine Kraft/Weg-Überwachung verifizieren. Der Einbau des Sensors direkt über der Insertnadel macht auch geringste Abweichungen beim Einsetzen sichtbar.
Schneidklemmkontakte und Anlagen KEM 515

Vorteile Schneidklemmtechnik
  • wirtschaftliche Verbindungstechnik
  • flexible Variantenfertigung mit unterschiedlichen Drahtdurchmessern
  • Temperatur- und schwingungsresistente Verbindungen
  • unterschiedlichste Anbindung durch kundenspezifische Varianten
  • keine Umweltbelastung durch Schweiß/Lötdämpfe

  • Buch: Modellierung und Parametrierung von Energie-Bordnetz-Architekturen im Kraftfahrzeug
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