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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen biegeschlaffer, länglicher Bauteile, insbesondere von Kabelsträngen in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Patentanspruch 6.
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Biegeschlaffe Bauteile (zum Beispiel Kabel) werden in der Fertigmontage am Endprodukt an definierten Positionen befestigt. Insbesondere lange biegeschlaffe Bauteile müssen – teilweise in unergonomischer Körperhaltung – ausgepackt, entwirrt und an die Befestigungspunkte sukzessive herangeführt werden. Die durchzuführenden Tätigkeiten bei biegeschlaffen Bauteilen (Auspacken, Entwirren und Heranführen zu den Befestigungspunkten) werden nach heutigem Stand, insbesondere bei der Kabelverlegung, rein manuell durchgeführt. Neben der erforderlichen, nicht wertschöpfenden Fertigungszeit ist oft die unergonomische, gebückte Körperhaltung während dieser Arbeitsschritte ein weiterer Nachteil.
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In der
DE 33 37 596 A1 wird dazu für Kabelstränge vorgeschlagen, diese mit Aussteifungen zu versehen, die die Kabelstränge in der Verlegeposition halten, um somit eine zumindest teilweise mechanisierte Verlegung zu ermöglichen. Die Versteifungen können durch mit Armierungen versehene Isolierkörper oder unmittelbar durch Innenraum-Verkleidungsteile gebildet sein.
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Aus der
DE 42 34 550 C1 ist bereits ein Verfahren zum Verlegen von biegeschlaffen, länglichen Bauteilen bekannt. Aus der
DE 33 37 596 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verlegen eines biegeschlaffen, länglichen Bauteiles an einem festen Aufnahmeteil, insbesondere ein Kabelstrang des elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs in dessen Karosserie, bekannt. Hierbei wird das biegeschlaffe Bauteil mit einer an die Verlegeposition angepassten Versteifung versehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, das vielseitig einsetzbar und mit konstruktiv einfachen Mitteln durchführbar ist.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruches 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Versteifung durch zumindest einen aufblasbaren Luftsack gebildet wird, an dem die biegeschlaffen Bauteile vor der Verlegung lösbar vormontiert werden, wobei der Luftsack nach der Verlegung wieder entfernt wird. Der Erfindungsgedanke basiert im Wesentlichen darauf, eine wiederverwendbare Versteifung vorzusehen, die zudem besonders montagegünstig ausgebildet ist. Dabei wird so verfahren, dass zunächst der Luftsack aufgeblasen wird und dadurch eine vorgegebene Verlegeposition einnimmt. Sodann wird das Bauteil, zum Beispiel der Kabelstrang, bei guter Zugänglichkeit an dem Luftsack befestigt. Anschließend wird der Luftsack evakuiert, wodurch die aus Luftsack und Kabelstrang bestehende Einheit eine kleine, transportable Transportform einnimmt. Dann wird diese Einheit an den Montageort verbracht und gegebenenfalls mechanisch bzw. automatisiert eingesetzt. In diesem Zustand kann der sich in Verlegeposition befindliche Kabelstrang relativ bequem am Aufnahmeteil bzw. der Kraftfahrzeug-Karosserie befestigt werden. Anschließend wird der Luftsack bevorzugt im drucklosen Zustand wieder entfernt.
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An dem Luftsack können in vorteilhafter Weise leicht handhabbare Halterungen vorgesehen werden, die die biegeschlaffen Bauteile zumindest im aufgeblasenen Zustand halten und die bei einer definierten Druckerhöhung im Luftsack die Bauteile wieder freigeben. Damit kann bei einer entsprechenden Prozesssteuerung zusätzlich das Entfernen des Luftsacks nach erfolgter Verlegung zum Beispiel des Kabelstrangs beschleunigt und vereinfacht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in einem Vormontageschritt der Luftsack aufgeblasen und die biegeschlaffen Bauteile daran befestigt werden und dass nach dem Verlegen der Bauteile und deren Befestigung an dem Aufnahmeteil der Luftsack zum Beispiel durch Druckerhöhung automatisiert wieder entfernt wird.
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In besonders vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens kann der zumindest eine Luftsack zugleich als Transportmittel dienen, indem die biegeschlaffen Bauteile bereits am drucklosen Luftsack befestigt und in eine definierte Transportform gebracht werden. Somit können in einem Umlaufverfahren bereits bei der Fertigung zum Beispiel der Kabelstränge die Luftsäcke angebracht und in Transportform gut geschützt zum Montageort verbracht. Nach der Montage der Kabelbäume werden die Luftsäcke wieder zurückgeliefert. Bevorzugt können die Luftsäcke mit den daran befestigten, biegeschlaffen Bauteilen zum Transport gefaltet oder eingerollt werden.
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In einer besonders bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass als Versteifung der biegeschlaffen, länglichen Bauteile zumindest ein aus gasdichtem, flexiblen Material hergestellter Luftsack vorgesehen ist, der so gefertigt ist, dass er im befüllten Zustand die gewünschte Verlegeposition einnimmt, der über zumindest einen Füllanschluss aufblasbar und entleerbar ist und an dem Halterungen zur lösbaren Befestigung der biegeschlaffen Bauteile vorgesehen sind.
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Die Halterungen können dabei besonders zweckmäßig durch gummielastische Anformungen an den Luftsack so ausgeführt sein, dass sie im drucklosen Zustand und im aufgeblasenen Zustand des Luftsacks die biegeschlaffen Bauteile klammerartig umfassen. Dies ermöglicht die Befestigung der Bauteile am drucklosen Luftsack, dessen Verbringung in Transportform, dessen Entfaltung am Montageort in die Verlegeposition und schließlich die Montage des Bauteils wie ausgeführt.
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Ferner können die Halterungen mit geringem Mehraufwand so konstruiert sein, dass sie bei einem definierten, den Aufblasdruck übersteigenen Überdruck im Luftsack sich aufweiten und die biegeschlaffen Bauteile selbsttätig freigeben.
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Dabei kann der Luftsack bevorzugt aus einem oder mehreren Gewebeschläuchen mit im Bereich der Halterungen gummielastischen Einsätzen bestehen, die sich bei einem Überdruck im Luftsack zur Freigabe der biegeschlaffen Bauteile entsprechend verformen oder aufweiten.
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Die Halterungen können durch fingerartige, zum Luftsack offene Fortsätze gebildet sein, die im drucklosen Zustand hakenförmig eingerollt sind und die Bauteile umfassen und die sich bei Überdruck im Luftsack ausrollen (Prinzip Karnevalströte). Alternativ können die Halterungen auch durch U-förmige Klammern gebildet sein, deren Basis sich bei Überdruck im Luftsack so verformt, dass sich die Klammer öffnet.
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Nachfolgend ist eine Prozessfolge zur Vormontage des biegeschlaffen Bauteils am Luftsack sowie zur Endmontage des biegeschlaffen Bauteils am Aufnahmeteil, das heißt beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, beschrieben: So kann zur Vormontage zunächst der Luftsack in seine Verlegeform aufgeblasen werden. Anschließend kann die Vormontage des biegeschlaffen Bauteils am aufgeblasenen Luftsack erfolgen. Darauffolgend kann der Luftsack wieder evakuiert werden, so dass die aus dem Luftsack und dem biegeschlaffen Bauteil bestehende Vormontageeinheit sich in einer Rückstellbewegung in eine kleine, transportable Transportform zusammenfaltet/zusammenrollt.
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Zur Endmontage kann die oben erwähnte, in der Transportform befindliche Vormontageeinheit in die Fahrzeugkarosserie eingesetzt werden. Anschließend erfolgt ein nochmaliges Aufblasen des Luftsackes in seine Verlegeform, bei der das biegeschlaffe Bauteil bereits grundsätzlich lagerichtig in der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet ist. Nach dem Aufblasen des Luftsackes kann daher das biegeschlaffe Bauteil in einfacher Weise in der Fahrzeugkarosserie befestigt werden. Darauffolgend kann der noch in der Fahrzeugkarosserie befindliche Luftsack evakuiert und aus der Fahrzeugkarosserie entfernt werden.
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Das Aufblasen sowie das anschließende Evakuieren des Luftsackes während des Vormontageschrittes ist jedoch nicht zwingend. Vielmehr kann die Vormontage des biegeschlaffen Bauteils auch am drucklosen Luftsack erfolgen.
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Optional kann das Evakuieren und Entfernen des in der Fahrzeugkarosserie positionierten Luftsackes auch unmittelbar nach dem Verlegen des biegeschlaffen Bauteils und noch vor dessen Befestigung erfolgen. In diesem Fall erfolgt das Befestigen des biegeschlaffen Bauteils bei entferntem Luftsack.
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Die Evakuierung des Luftsackes kann besonders bevorzugt, jedoch nicht zwingend mit einer Rückstellung des Luftsackes von der Verlegeform in die oben erwähnte Transportform einhergehen.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten, skizzenhaften Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen als Versteifung für einen Kabelstrang für das elektrische Bordnetz von Kraftfahrzeugen dienenden Luftsack im aufgeblasenen Zustand mit daran befestigtem Kabelstrang;
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2 den Luftsack mit Kabelstrang nach 1 in einer zusammengerollten Transportform;
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3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III der 1 durch den Luftsack und eine der Halterungen für den Kabelstrang;
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4 den Querschnitt gemäß 3 mit durch Überdruck im Luftsack aufgeweiteter Halterung;
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5 im gleichen Querschnitt gemäß Linie III-III der 1 eine alternative Halterung am Luftsack mittels einer als Einsatz angeordneten, gummielastischen Klammer; und
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6 die Halterung bzw. Klammer gemäß 5 im durch Überdruck im Luftsack geöffnetem Zustand.
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Die 1 zeigt skizzenhaft eine Verlegeform eines aus gasdichten, flexiblen Gewebeschläuchen 11, 12, 13 zusammengesetzten Luftsacks 10 im aufgeblasenen Zustand, die in der Draufsicht gesehen im Wesentlichen ein H darstellt und räumlich beliebig ausgeführt sein kann.
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Zu dessen Entfaltung ist zumindest ein Füllanschluss 14 und zu dessen Entleerung ein Ablassventil 15 vorgesehen. Der Luftsack 10 ist so gefertigt, dass er mit einem Druck p1 befüllt bzw. im aufgeblasenen Zustand eine definierte Verlegeform (zum Beispiel wie dargestellt) einnimmt.
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Die Verlegeform bestimmt sich aus der vorgegebenen Einbausituation für ein biegeschlaffes Bauteil, im Ausführungsbeispiel einem Kabelstrang 16 mit mehreren Verästelungen 16a, der in einem nicht dargestellten Innenraum von Kraftfahrzeugen als Aufnahmeteil verlegt werden soll. Die Verlegeform kann auch andere Geometrien als dargestellt aufweisen.
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An dem Luftsack 10 sind zum Beispiel an dessen Unterseite mehrere Halterungen 17 angeordnet, die den Kabelstrang 16 mit seinen Verästelungen 16a in einem definierten Formverlauf und in definierten Ausrichtungen halten.
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Der Kabelstrang 16 mit seinen Verästelungen 16a ist damit bereits entwirrt und in seiner der späteren Einbaulage entsprechenden Ausrichtung gehalten und kann so zum Beispiel mittels eines Fertigungsroboters oder auch manuell auf den Unterboden der Rohkarosserie des Kraftfahrzeugs aufgesetzt und dann befestigt werden.
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Dazu können in nicht dargestellter Weise am Unterboden und/oder am Kabelstrang 16 vorgesehene Befestigungsmittel wie Clipse, Laschen, etc. vorgesehen sein.
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Zum einfachen Entfernen des Luftsacks 10 nach der Montage des Kabelstrangs 16 wird der über den Füllanschluss 14 an eine Druckluftversorgung (nicht dargestellt) angeschlossene Luftsack 10 mit einem Überdruck p2 beaufschlagt, wodurch sich in noch zu beschreibender Weise die Halterungen 17 aufweiten bzw. den Kabelstrang 16 freigeben.
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Wie die 2 vereinfacht zeigt, kann der Kabelstrang 16 an dem Luftsack 10 bereits vorab befestigt und dann in eine Transportform gebracht werden. Im Ausführungsbeispiel wird der drucklose Luftsack 10 mit dem Kabelstrang 16 eingerollt und kann so zur Endmontage verbracht werden. Bei einer anderen Verlegeform als in 1 dargestellt kann gegebenenfalls auch eine Faltung vorteilhaft sein.
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In der Endmontage am Kraftfahrzeug wird der Luftsack 10 mit dem integrierten Kabelstrang 16 an die Druckluftversorgung angeschlossen und mit dem Druck p1 befüllt, wobei er sich entsprechend 1 in die Verlegeform entrollt. Das Entrollen in die Verlegeform kann je nach Bauraumverhältnissen außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs erfolgen.
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Die 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Halterungen 17 mit jeweils einem fingerartigen Fortsatz 17a, der an den Luftsack 10 bzw. an die Gewebeschläuche 11, 12, 13 angeformt oder angesetzt und zum Luftsack 10 offen ist.
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Der Fortsatz 17a aus bevorzugt gummielastischem Material ist konstruktiv so ausgebildet, dass er im drucklosen Zustand und bei mit dem Druck p1 aufgeblasenen Zustand des Luftsacks 10 eingerollt ist (Formerinnerungsvermögen) und somit den Kabelstrang 16 umfasst. Der Kabelstrang 16 kann in einfacher Weise in den eingerollten Fortsatz 17a „eingeclipst” werden.
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Wird der Luftsack 10 zum Lösen der Halterungen 17 mit dem Überdruck p2 beaufschlagt, so rollen sich die Fortsätze 17a wie in 4 dargestellt mehr oder minder linear aus und geben den Kabelstrang 16 bzw. dessen Verästelungen 16a frei.
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Die 5 und 6 zeigen eine weitere, vorteilhafte Ausführungsvariante der Halterungen 17 für den Kabelstrang 16, die jeweils durch eine gummielastischen Einsatz mit einer Basis 17b und nach außen klammerartig abragenden Schenkeln 17c gebildet sind.
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Im drucklosen Zustand oder unter dem Druck p1 (5) sind die Schenkel 17c geschlossen und der Kabelstrang 16 mit seinen Verästelungen 16a kann eingeclipst bzw. am Luftsack 10 befestigt werden.
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Durch Aufbringen des Überdrucks p2 wird die Basis 17b des entsprechend geformten Einsatzes so nach außen verformt, dass sich die Schenkel 17c öffnen (6) und der Kabelstrang 16 vom Luftsack 10 gelöst ist (bzw. umgekehrt).
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Durch die beschriebene Vorrichtung mit dem Luftsack 10 kann zum Beispiel bereits bei der Fertigung des Kabelstrangs 16 dieser mit dem Luftsack 10 verbunden und so geschützt im Luftsack 10 zur Endmontage an die Fahrzeugkarosserie geliefert werden.
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In einer ersten Prozessvariante wird der Luftsack 10 nach außerhalb der Karosserie mit bereits grundsätzlicher Ausrichtung der Verästelungen 16a entfaltet und damit in die räumliche Verlegeform ausgerichtet. Sodann kann der über den Luftsack 10 ausgesteifte Kabelstrang 16 in die Karosserie des Kraftfahrzeugs eingesetzt und an den entsprechenden Stellen örtlich festgelegt werden, zum Beispiel über Clipse, umbiegbare Laschen, etc.
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Alternativ kann in einer zweiten Prozessvariante der noch in seiner Transportform befindliche Luftsack 10 mit integriertem Kabelstrang 16 zuerst in die Fahrzeugkarosserie eingesetzt werden. Anschließend kann der in der Karosserie eingesetzte Luftsack 10 in seine Verlegeform gebracht werden, wodurch der Kabelstrang 16 an den entsprechenden Stellen örtlich festgelegt werden kann.
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Nach dem Festlegen des Kabelstrangs 16 mit seinen Verästelungen 16a wird über die Druckluftversorgung an der Montagestation der Druck p1 im Luftsack 10 auf den Überdruck p2 erhöht, wodurch sich der Luftsack 10 aufgrund der sich aufweitenden Halterungen 17 vom Kabelstrang 16 löst und dieser entfernt werden kann.
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Anschließend kann über das Ablassventil 15 (oder direkt über ein Steuerventil der Druckluftversorgung und den Füllanschluss 14) der Luftsack 10 entleert und zum Rücktransport beim Kabelhersteller in Transportform gebracht werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Aufführungsbeispiel beschränkt sondern kann stets dort eingesetzt werden, wo biegeschlaffe Bauteile wie Kabelstränge, Seilzüge, etc. an Aufnahmeteilen zu verlegen sind, insbesondere bei Serienfertigungen von Kraftfahrzeugen.
