CN111511517B - 用于制造用于缆线的护套的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于电缆线(2)的护套(1)的设备，所述护套特别是用于汽车中的缆线(2)的护套(1)，所述设备具有至少一个机械手(9)和连接到所述机械手(9)上的喷嘴(10)，所述喷嘴用于在生成的制造方法的过程中输出可时效硬化的液态的塑料材料。所述塑料材料具有丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分。

Description

用于制造用于缆线的护套的设备
技术领域
本发明涉及一种用于制造用于缆线的护套、特别是用于汽车中的缆线的护套的设备，所述设备具有至少一个机械手和连接到所述机械手上的喷嘴，所述喷嘴用于在生成的制造方法的过程中输出可时效硬化的液态的塑料材料。
背景技术
汽车中的电缆线的护套一般主要用于将有关的缆线组合成缆线捆或缆线系。为此使用迄今为止实际上大多专门设计的胶带。同时，护套用于机械地保护各单个的缆线或者说缆线系或缆线捆。通过特定的使用目的，护套必须是柔性的，以便例如能够导致在汽车的内部中弯曲地敷设这样制造的缆线系。为此产生：特别是在发动机舱中敷设有关的缆线系时，关于在那里存在的温度并且也鉴于对介质、例如汽油和油的可能的耐抗性必须满足特定的要求。
因此，对于这样的护套要求大多数的耐油性和耐汽油性。此外，这样的护套不言而喻必须电绝缘地设计。此外，力求温度稳定性，该温度稳定性例如与在3000小时的负荷持续时间时零下40℃的最小持续使用温度和100℃的最大持续使用温度相对应。
在这种情况下，将护套根据标准LV312(10/2009)编组到所属的温度级B中。
虽然这个标准将胶带鉴于其性质为了在汽车工业中的应用、优选为了捆扎和缠绕导线和导线束进行分级，但对于要替代这样的胶带的护套也是普遍实用的。
此外，对在这个标准的范围内确定的耐磨性和消声级进行区分，所述耐磨性和所述消声级对于有关的胶带是决定性的和相关的。有关标准和对应规范的概述示例性地在实用新型DE202014106247U1中得以介绍，要明确地参阅该实用新型。
实际上，所提到的胶带典型地螺旋形地或螺线形地绕各单个的缆线缠绕，以用于实现相应的缆线捆并且在最终效果中用于制造机动车中的所期望的缆线束。这是耗费的并且目前实际上仅能够以手动的方式完成，尤其实际上实现的缆线束的数量由于机动车的型式多样性几乎是无法估量的。类似的问题对于以下情况产生，即，软管护套通过沿轴向方向延伸的软管件的所构成的包套(Umschlag)作为护套使用。
迄今为止的且实际上使用的处理方法与重大缺点相关，即，用于制造机动车或汽车中的缆线束的各单个的缆线的所有缠绕方式被手动地实行。因为实际上每个缆线束为一个单件产品，使得所述制造迄今为止不能受机器支持地实现。
在这种类型的按照DE102014216761A1的现有技术中已经遵循可机械地施加的护套在制造缆线组时安装在该缆线组上面或侧旁。出于这个目的，相应的导线捆配备有捆扎元件。所述捆扎元件为纺织品状的纤维交织结构，所述纺织品状的纤维交织结构通过将包括纤维和粘合剂的悬浮物施加到导线捆上作为液态的塑料材料来制造。随后可以使液态的塑料材料干燥，其中，在干燥时溶剂挥发，使得由悬浮物构造成纺织品状的纤维交织结构。
在按照DE102014217761A1的已知方法的范围内，可以将悬浮物喷射到经组合的导线上，其中，以这种方式实现的带状的捆扎元件螺旋状地绕所组合的导线引导。关于这一点，与干燥阶段或再处理交替地多次施加悬浮物也是可设想的，使得因此也能够实现总体上生成的制造方法。
现有技术原则上证明：在表面上的通过在最终效果中实现的纺织品状的纤维交织结构然而在边界处对接(stoβen)。因此，纤维交织结构总体上应就其结构而言类似于无纺布，同时然而关于抗拉强度可比较地是一种经纺织的纺织品。这在最终效果中与附加地在悬浮物中存在的粘合物有关。当然，可以将粘合物的按照重量的份额仅相对低地调设，以便还保证已知的悬浮物的对于加工必需的流动性。由此实际上引起强度问题。
此外，总体上不能确保：以这种方式制造的护套具有基本上普遍的层厚，使得总体上或以这种方式制造的缆线组不具有对于其随后敷设必需的柔性或者缆线或导线不被完好地组合。为此产生：这样的护套现在(必须)经常被染色，以便例如识别配备有所述护套的缆线系。
因此，另外与电动车相关地了解以下规定，即，将高压缆线用橙色标明。不言而喻，在典型地使用的染黑之外的其他染色经常也是必需的。这在通常情况下通过将染料添加给塑料材料来实现，所述染料在已知的教导中由于所使用的悬浮物导致稀释或者然而至少导致不均匀分布，尤其所使用的纤维在通常情况下因此不能着色或者必须被事先染色，这会增大耗费。在这里，本发明将总体上提出补救。
发明内容
本发明在技术问题在于，进一步改进一种这样的设备，使得提供一种较大柔性的均质的护套并且同时存在毫无问题的染色的可能性。
为了解决这种技术问题，所述类型的用于制造用于缆线的护套和特别是用于汽车中的缆线的护套的设备在本发明的范围内的特征在于，所述塑料材料具有丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分。
对聚合物的辐射交联原则上可以借助于电磁射线或者也借助于电子射线进行。在大多数情况下，所述可辐射交联的聚合物借助于UV射线进行交联。此外，所述塑料材料能够总体上有利地挤出、即可挤出地构造。
合乎逻辑地，在本发明的范围内首先且明确地不使用悬浮物，而具体而言所期望的用于缆线的护套由液态的塑料材料构成，该塑料材料通常被挤出地并且通过特别是电磁射线的作用被时效硬化或者说可时效硬化地设计。有利地，所述时效硬化在此以物理方式进行、即通过利用UV射线的交联、因此UV交联来进行。通过使用首先液态的且然后可时效硬化的具有丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分的塑料材料，对护套的制造均质且简单地完成。也就是说，丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物在塑料材料中以大于50重量百分比地存在。
以这种方式可以毫无问题地且附加地将染料添加给塑料材料，更确切地说不必担心不均匀性。由此，有利地使用丙烯酸酯基的可UV交联的聚合物并且特别是使用可UV交联的丙烯酸酯-丁二烯橡胶作为塑料材料的主要成分，所述丙烯酸酯-丁二烯橡胶用于借助于所描述的设备构造用于电缆线的护套。
按照本发明使用的可辐射交联的聚合物有利地为接枝的丙烯酸酯聚合物。所述接枝的丙烯酸酯聚合物配备有侧向的分支，所述分支接合到存在的作为支柱的聚合物链或者说聚合物结构上。事实上，所述接枝的丙烯酸酯聚合物按照本发明具有通过接枝而官能化的羟基官能化的、羧基官能化的或环氧官能化的丙烯酸酯单体。所描述的接枝将丙烯酸酯聚合物赋予所期望的丙烯酸酯官能化，使得随后可以进行各单个的聚合物链彼此间的交联和特别是UV交联。由此，分别形成丙烯酸酯衍生物。
羟基组、羧基组或环氧组的按照重量的份额关于丙烯酸酯聚合物为直至10重量百分比。此外，丙烯酸酯聚合物在通常情况下配备有40000至100000之间的分子量。丙烯酸酯聚合物则又可以由选自以下组的单体构成，所述组例如具有丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以及组合。
所述塑料材料除了丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物之外配备有光敏引发剂、填充剂、着色剂和必要时交联剂。借助于光敏引发剂，各单个的聚合物链的交联反应在特别是利用UV辐射来辐射所述塑料材料并且因此时效硬化所述塑料材料时总体上实现。
关于光敏引发剂和必要时交联剂，本发明介绍了：所述光敏引发剂和必要时所述交联剂以每100份可辐射交联的聚合物的0.01至10份在所述塑料材料中存在和使用。作为适当的光敏引发剂和特别是UV光敏引发剂可以例如使用苄基脱甲基缩酮(Benzyldemethylketal)-光敏引发剂，这不言而喻不受任何方式限制。
所述填充剂和必要时所述着色剂则又以每100份可辐射交联的聚合物的0.1至60份包含在所述塑料材料中。也就是说，所述可辐射交联的聚合物始终为塑料材料中的具有大于50重量百分比的主要成分，其中，附加地填充剂和必要时着色剂也可以如所描述的那样占据重要份额。
对液态的塑料材料或按照重量作为主要成分包含在其中的丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物的物理交联或者说UV交联通常借助于构造为UV辐射器的处理单元进行。在此，所述UV辐射器典型地在200nm至600nm之间、优选在300nm至400nm之间的波长范围内发射。关于这一点特别证明：作为UV辐射器使用至少一个LED或UV-LED。在大多数情况下利用多个阵列状地设置的UV-LED工作。在此，由所使用的UV辐射器发出射线量典型地处于大于20mJ/cm2直至大约800mJ/cm2、特别是直至大约400J/cm2。
最后，所述塑料材料例如也可以添加有一种染料或多种染料。在这里，每100份可辐射交联的聚合物的直至50份的量证实是特别有利的。因为染料各向同性地分布在液态的塑料材料中，所以可预见总体上均质且毫无问题的染色。
因此，提供一种设备，借助于所述设备，所期望的用于捆扎特别是汽车中的缆线的柔性的软管护套直接地一体成型到缆线上、更确切地说借助于生成的制造方法一体成型。也就是说，所述有关的护套逐层地通过生成的制造方法构造。关于这一点，每个层与三维空间曲线、其延伸尺寸和在空间中的位置由计算机或者说控制单元预先规定，所述控制单元由机械手和连接到所述机械手上的喷嘴加载。
在构造有关的层之后，将层和因此护套时效硬化，更确切地说物理地以及优选通过UV交联。出于这个目的，相关的层借助于构造UV辐射器的处理单元加载。
在这一切中，所述制造特别简单且快速地完成，因为包含在塑料材料中的可辐射交联的聚合物可以与所述塑料材料同样总体上毫无问题地在加热状态下通过利用喷嘴的挤出或者说涂抹来处理。塑料材料以熔化的形态离开喷嘴并且随后通过交联而时效硬化。在有关的塑料和因此层时效硬化之后，可以逐步地构造所期望的护套并且直接在结束所述生成的制造方法之后提供所述护套。也就是说，柔性的缆线束或缆线系能够以这种方式以实际上任意的形状和型式实现、更确切地说以机械的方式和方法并且在省去对胶带的手动缠绕过程的情况下实现。在这一点上可看到主要优点。
附图说明
下面借助仅在实施例示出的图详细阐述本发明；附图中：
图1示出一种用于制造用于电缆线的护套的或者用于将汽车中的缆线捆成缆线捆的设备，
图2示出以这种方式制造的缆线捆的侧视图(部分剖视)，
图3示出缆线捆作为集束到模板上的缆线束的组成部分，并且
图4示出用于构造柔性的软管护套的基座的细节图。
具体实施方式
在附图中示出用于制造用于电缆线2的护套1的设备。护套1可以将有关的缆线2在其整个轴向长度上观察完全包套。这在图2中用点划线标明。此外，这样的实施例然而也处于在本发明的范围内，其中，护套仅用于分段地包套缆线2。为此，对应于图2中的实线图。缆线2在实施例中是作为以这种方式实现的缆线系3的组成部分的电缆线2。包括护套1在内的缆线系3在图示中设计为用于在汽车内部电气布线的缆线束12的组成部分。
缆线束12在细节图中在图3中示出。为了集束缆线束12并且也为了安装各单个的缆线2的相应的护套1，在所述实施例中将有关的缆线束12容纳和保持在所谓的模板13上。这样的模板13在现有技术中普遍已知，为此参阅DE102011084786B4。为了将缆线束12保持在模板13上可以设置有单个的保持装置14或者说间距保持器14。
按照本发明，护套1现在完全或部分地借助于生成的制造方法通过构造预先规定的层序来产生，如这在细节中在图1中标明。事实上，在图1中看到在细节图中构造为柔性的软管护套1的护套1，所述护套将缆线2完全或部分地沿其纵向方向包套。借助于柔性的软管护套1将缆线2捆扎成缆线系3。于是，由单个的缆线系3构造成用于装入到未详细示出的汽车中的缆线束12。
在本发明的范围内实现的生成的制造方法的特征在于，护套或者说柔性的软管护套1通过单个的层4实现，所述层在按照图1的实施例中以对接(Stoβan Stoβ)的方式相叠地构造并且连接在彼此上，使得以这种方式由各单个的环形的层4总体上制造或多或少柱体形的柔性的软管护套1。因此，各所述层4构成借助于生成的制造方法一体成型到缆线2上的层序。
能看到的是：柔性的软管护套1隔开小间距地包套在按照图1的图示的范围内的缆线2或者以这种方式组合的缆线系3。也就是说，柔性的软管护套1在外部隔开间距地贴靠在缆线系3上并且也用于将缆线2相对于彼此相互固定，以便将所述缆线捆扎成缆线系3。软管护套1则又可以借助于例如胶带或其他固定器件沿轴向方向固定在缆线系3上。原则上，对应于图3中的图示的缆线系3的分支3‘或其他元件例如也用于轴向固定柔性的软管护套1。
软管护套1可以直接地且逐层地安装到缆线系3上，然而这未示出。事实上，柔性的软管护套1的各单个的层4在这里可以与缆线系3的纵向延伸尺寸成角度地螺旋形地绕缆线系3引导。在这种情况下，各单个的层4又限定大部分柱体形的体，当然这样，使得各单个的层4螺线形地绕缆线系3引导并且在这里至少部分地重叠。这总体上未示出。
在所述实施例的范围内，层4和由此实现的层序如此构造，使得各单个的层4以对接(Stoβauf Stoβ)的方式仿佛相叠地堆叠并且由此成形和限定总体上柱体形的柔性的软管护套1。为此，有关的软管护套1构造在基座5上。在所述实施例中，基座5盘状地设计有中心的开口6，该开口用于由此引导的缆线系3。当前，基座5和缆线系3地点固定地设计。原则上，然而基座5也可以旋转。同样地，基座5与缆线系之间3的相对运动是可能的。
基座5的细节构造借助图4示出。在这里能看到的是：基座5总体上多体式地且可拆卸地构造。在所述实施例中并且不受限制地，基座5由两个半壳或两个半圆部5a、5b组合而成，它们经由旋转活节5c相互耦联。附加的闭锁件5d用于：两个绕缆线系3或各单个的缆线2放置的半壳5a、5b再装入状态下相对于彼此固定。借助于这样构造的可拆卸的基座5，缆线系3可以由基座5围住，更确切地说也在对应于图3中的图示的固定在模板13上的状态中。
为此仅必需的是：模板13对应地相比于在下面还要详细描述的喷嘴10或机械手9地定向。事实上，在大多数情况下如此进行，使得一方面模板13或一般用于缆线束12的保持装置13和另一方面喷嘴10可以彼此独立地分别在空间上运动。然而，原则上也可以如此工作，使得或者仅模板或者说保持装置13或仅喷嘴10在空间上可运动地设计。
在所述实施例中，基座5和缆线系3分别地点固定。同样的情况适用于模板13。缆线系3连同其要捆扎的缆线2引导穿过基座5中的开口6。在按照图1的图示中能看到驱动装置7，该驱动装置加载已经提到的机械手9。为此，设置有加载驱动装置7或机械手9的控制单元8。机械手9可以借助于驱动装置7沿在图1中标明的轴向方向运城，使得在那里在基座5上构造的层序是可理解的。机械手9附加地用于：所连接的喷嘴10执行在图1中标明的圆周运动或者圆弧运动，以用于实现层序。机械手9是总体上可以执行三维运动的机器人或机器人臂。
经由喷嘴10，无定型的液态材料以液态的塑料材料的型式、按照具有丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分的塑料材料的实施例给出。塑料材料液态地且可时效硬化地施加。为此，主要使用丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分，如这之前已经已经描述。为此，液态的塑料材料除了丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物之外不仅包含UV交联剂或光敏引发剂，而且选择性地包括以事先给出的重量组分的染料。
为了构造护套1，首先在基座5上通过以下方式构造第一层4，即，机械手9受控制地借助于控制单元8执行在图1中示出的且仅标明的绕引导穿过开口6的缆线系3的圆形运动。在第一层4被时效硬化之后，机械手9利用喷嘴10将另一个第二层4施加到第一层4上，使得在最终效果中将已经描述的且限定柱体形的柔性的软管护套1的层序构造在基座5上，其方式是，层序或软管护套1环绕开口6连同引导穿过该开口的缆线系3。
因此，软管护套1在基座5上构造。从基座5出发，软管护套1包套缆线系3。层序的和因此柔性的软管护套1的各单个的层4以直至100mm/s的构造速度在基座5上的可达到的层高度上产生。为了将在这个部位上使用的且经由喷嘴10以液态形式输出的塑料材料时效硬化，设置有处理单元11。处理单元11能够在所述实施例中至少轴向地沿着缆线系3往复运动，如图1中的双箭头标明的那样。以这种方式，处理单元11可以分别使用和利用于物理地处理层序或者说相应的层4。
处理单元11为一种这样的用于物理地增强各单个的层4或者以这种方式构成的柔性的软管护套1的处理单元。事实上，处理单元11在所述实施例中为一种这样的在光学路径上用于交联塑料材料的处理单元。通过借助于处理单元11或在这个部位上实现的UV辐射器交联相关的层4将所述层4逐层地时效硬化。最后，于是可以移除基座5并且柔性的软管护套1存在于缆线系3的所期望的部位上。

Claims (16)

1.用于制造用于电的缆线(2)的护套(1)的设备，所述设备具有至少一个机械手(9)和连接到所述机械手(9)上的喷嘴(10)，所述喷嘴用于在生成的制造方法的过程中输出可时效硬化的液态的塑料材料，所述护套(1)完全或部分地借助于生成的制造方法通过构造层序来产生，其特征在于，所述护套(1)作为柔性的软管护套隔开小间距地包套缆线(2)或者以这种方式组合的缆线系(3)，此外为了构造所述护套(1)，首先在基座(5)上通过以下方式构造第一层(4)，即，所述机械手(9)受控制地借助于控制单元(8)绕引导穿过所述基座(5)中的开口(6)的缆线系(3)进行圆形运动，所述塑料材料具有丙烯酸酯基的可辐射交联的聚合物作为主要成分。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述护套(1)是用于汽车中的缆线(2)的护套(1)。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述可辐射交联的聚合物构造为接枝的丙烯酸酯聚合物。
4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，所述接枝的丙烯酸酯聚合物包含通过接枝而官能化的羟基官能化的、羧基官能化的或环氧官能化的丙烯酸酯单体。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述塑料材料除了所述可辐射交联的聚合物之外还具有光敏引发剂、填充剂和着色剂。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述塑料材料具有交联剂。
7.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光敏引发剂以每100份可辐射交联的聚合物的0.01至10份包含在所述塑料材料中。
8.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述交联剂以每100份可辐射交联的聚合物的0.01至10份包含在所述塑料材料中。
9.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述填充剂以每100份可辐射交联的聚合物的0.1至60份包含在所述塑料材料中。
10.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，所述着色剂以每100份可辐射交联的聚合物的0.1至60份包含在所述塑料材料中。
11.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述塑料材料借助于构造为UV辐射器的处理单元(11)物理地增强。
12.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，所述UV辐射器在200nm至600nm之间的波长范围内发射。
13.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，所述UV辐射器在300nm至400nm之间的波长范围内发射。
14.按照权利要求12所述的设备，其特征在于，所述UV辐射器具有至少一个LED。
15.按照权利要求14所述的设备，其特征在于，所述LED是UV-LED。
16.按照权利要求12所述的设备，其特征在于，所述UV辐射器产生大于20mJ/cm2直至800mJ/cm2的射线量。
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