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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falten eines Leitungssatzes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
US 2005/0119773 A1 beschrieben, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwerfen eines Leitungssatzes bekannt. Dabei werden ein dreidimensionales Modell einer Komponente und ein dreidimensionales Modell des Leitungssatzes erzeugt und es werden Bewegungen des Leitungssatzes in Verbindung mit Bewegungen der Komponente simuliert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Falten eines Leitungssatzes anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Falten eines Leitungssatzes mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Falten eines Leitungssatzes, insbesondere eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug, wobei der Leitungssatz elektrische Leitungen und/oder Signalleitungen umfasst, wird mittels eines Computerprogramms ein virtuelles dreidimensionales Modell des Leitungssatzes erstellt, mittels welchem das Falten des Leitungssatzes simuliert wird, wobei anhand dieser Simulation Anweisungen zum Zusammenfalten und/oder Entfalten des Leitungssatzes erstellt werden.
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Bei dem Computerprogramm zum Erstellen des virtuellen dreidimensionalen Modells des Leitungssatzes und zum Simulieren des Faltens des Leitungssatzes handelt es sich zweckmäßigerweise um eine CAD-Anwendung (CAD = computer-aided-design). Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Entwicklungszeiten für den Leitungssatz, für ein Transportbehältnis zum Transportieren des Leitungssatzes und/oder für Fertigungsabläufe zum Einbau des Leitungssatzes an einem Fertigungsband eines Fahrzeugherstellers reduziert. Das Verfahren ermöglicht auf schnelle und kosteneffiziente Weise das Entwickeln eines optimalen Faltmusters zum Zusammenfalten und/oder Entfalten des Leitungssatzes unter Beachtung vorgegebener Bedingungen, beispielsweise unter Beachtung von maximal zulässigen Abmessungen des zusammengefalteten Leitungssatzes, um auf diese Weise Transportkosten zu reduzieren, und unter Beachtung maximal zulässiger Biegeradien und von Stellen des Leitungssatzes, an welchen kein Falten zulässig ist. Auf diese Weise sind insbesondere Beschädigungen des Leitungssatzes zu vermeiden, welche bei einem unzulässigen Falten auftreten könnten. Durch das Verfahren werden zeitaufwändige manuelle iterative Faltversuche am realen Leitungssatz vermieden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug,
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2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines gefalteten Leitungssatzes für ein Fahrzeug,
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3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines gefalteten Leitungssatzes für ein Fahrzeug,
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4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines gefalteten Leitungssatzes für ein Fahrzeug, und
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5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines gefalteten Leitungssatzes für ein Fahrzeug.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines virtuellen dreidimensionalen Modells eines Leitungssatzes 1 eines Fahrzeugs, wobei ein vorderer Bereich dieses Leitungssatzes 1 lediglich in den folgenden 2 bis 5 bereits in einem zusammengefalteten Zustand dargestellt ist. Diese weiteren 2 bis 5 zeigen den Leitungssatz 1, genauer gesagt dessen virtuelles dreidimensionales Modell, im zusammengefalteten Zustand, wobei der Leitungssatz 1 in den verschiedenen Figuren jeweils unterschiedlich gefaltet ist. Der Leitungssatz 1 kann elektrische Leitungen und/oder Signalleitungen umfassen. Anhand dieser 1 bis 5 wird im Folgenden ein Verfahren zum Falten des Leitungssatzes 1 näher erläutert.
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Der Leitungssatz 1 weist zwei Seitenstränge 1.1, 1.2 auf, welche sich im Fahrzeug entlang jeweils einer Fahrzeugseite von einem vorderen Bereich bis in einen hinteren Bereich erstrecken. Diese Seitenstränge 1.1, 1.2 sind durch einen mittleren Verbindungsteil 1.3 miteinander verbunden, welcher sich in einem im Fahrzeug eingebauten Zustand über einen Mitteltunnel des Fahrzeugs hinweg erstreckt. Des Weiteren sind hintere Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 des Leitungssatzes 1 durch einen hinteren Verbindungsteil 1.4 miteinander verbunden, welcher im eingebauten Zustand in einem hinteren Fahrgastraumbereich oder in einem Kofferraumbereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Der mittlere Verbindungsteil 1.3 und der hintere Verbindungsteil 1.4 weisen Elemente auf, welche nicht gefaltet oder gebogen werden dürfen oder welche bei einem Biegen einen vorgegebenen Biegeradius nicht überschreiten dürfen. Diese Elemente, welche insbesondere nicht gefaltet oder gebogen werden dürfen, betreffen beispielsweise Leitungskanäle oder Leitungsbrücken des Leitungssatzes 1. Leitungskanäle sind starre oder zumindest weitestgehend starre Kanalstrukturen, durch welche Leitungen des Leitungssatzes 1 hindurchgeführt sind. Leitungsbrücken sind starre oder zumindest weitestgehend starre Strukturen, welche Leitungen des Leitungssatzes 1 zum Überbrücken von Unebenheiten des Fahrzeugs stützen.
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Der mittlere Verbindungsteil 1.3 weist ein derartiges starres Mittelelement 2 auf, welches im eingebauten Zustand über dem Mitteltunnel des Fahrzeugs angeordnet ist. Daran grenzen ebenfalls starre Seitenelemente 3, 4 in Richtung der Seitenstränge 1.1, 1.2 an. Dabei ist zwischen dem starren Mittelelement 2 und den angrenzenden starren Seitenelementen 3, 4 nur eine begrenzte Relativbewegung zulässig. Auch die Seitenstränge 1.1, 1.2 weisen derartige starre Elemente 5 bis 10 in Form von Kabelkanälen auf, d. h. jeweils ein starres mittleres Element 5, 6 und an dieses angrenzend ein starres Vorderelement 7, 8 und ein starres Rückelement 9, 10 in Form eines Kabelkanals.
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Zwischen diesen starren Elementen 5 bis 10 der Seitenstränge 1.1, 1.2 ist ebenfalls nur eine begrenzte Relativbewegung mit einem vorgegebenen Biegeradius zulässig. An diese starren Elemente 5 bis 10 der Seitenstränge 1.1, 1.2 grenzen in vordere und hintere Richtung jeweils begrenzt flexible Bereiche an, welche an vorgegebenen Positionen gefaltet werden dürfen. Auch hierbei können Biegeradien vorgegeben sein, welche nicht überschritten werden dürfen. Daher sind diese Bereiche im virtuellen dreidimensionalen Modell als Starrkörper 11 dargestellt, wobei aneinander angrenzende Starrkörper 11 jeweils durch zumindest ein Gelenk miteinander verbunden sind. An Biegestellen können, um eine vorgegebene Bogenlänge zu erhalten, mehrere Gelenke miteinander gekoppelt werden.
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An die hinteren begrenzt flexiblen Bereiche des Leitungssatzes 1 schließt sich der hintere Verbindungsbereich 1.4 an, welcher seitlich flexible Bereiche und mittig einen begrenzt flexiblen Bereich aufweist, der in dem virtuellen dreidimensionalen Modell ebenfalls durch Starrkörper 11 und an zulässigen Faltstellen angeordnete Gelenke gebildet ist. Dieser begrenzt flexible Bereich des hinteren Verbindungsteils 1.4 ist ebenfalls durch flexible Bereiche mit den Seitensträngen 1.1, 1.2 verbunden.
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Im Verfahren zum Falten dieses Leitungssatzes 1 wird mittels eines Computerprogramms das in 1 dargestellte virtuelle dreidimensionale Modell des Leitungssatzes 1 erstellt. Dabei wird durch die Verwendung durch ein oder mehrere Gelenke miteinander verbundener Starrkörper 11 eine Komplexitätsreduktion erreicht, so dass die Erstellung des virtuellen dreidimensionalen Modells und dessen Verwendung in einer Simulation zum Falten des Leitungssatzes 1 einen ausreichend geringen Rechenaufwand erfordert, um dies mit einem vertretbaren Kosten- und Zeitaufwand durchführen zu können. Das Falten des Leitungssatzes 1 wird während der Simulation nur an den Stellen durchgeführt, in welchen das virtuelle dreidimensionale Modell die Gelenke aufweist. Die anderen Bereiche des Leitungssatzes 1 werden als starr angesehen.
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Bei dem Computerprogramm zum Erstellen des virtuellen dreidimensionalen Modells des Leitungssatzes 1 und zum Simulieren des Faltens des Leitungssatzes 1 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine CAD-Anwendung (CAD = computer-aided-design). Zur Ausführung derartiger CAD-Anwendung und des Erstellens des virtuellen dreidimensionalen Modells des Leitungssatzes 1 sowie zum Simulieren des Faltens des Leitungssatzes 1 sind durch die beschriebene Komplexitätsreduktion bereits herkömmlich ausgestattete Computer ausreichend, so dass ein Kostenaufwand zur Durchführung des Verfahrens optimiert ist. Für das Verfahren kann beispielsweise eine CAD-Anwendung verwendet werden, mittels welcher der Leitungssatz 1 auch entworfen wird und/oder eine Montage des Leitungssatzes 1 im Fahrzeug simuliert wird, so dass das Verfahren eine Funktionserweiterung eines derartigen als CAD-Anwendung ausgebildeten Simulationswerkzeugs darstellt.
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Anhand des virtuellen dreidimensionalen Modells des Leitungssatzes 1 wird das Falten des Leitungssatzes 1 simuliert, wobei anhand dieser Simulation Anweisungen zum Zusammenfalten und/oder Entfalten des Leitungssatzes 1 erstellt werden. Dabei werden bei der Simulation die starren Elemente des Leitungssatzes 1, welche nicht gefaltet werden dürfen, und/oder Vorgaben für einen maximal zulässigen Biegeradius von Elementen des Leitungssatzes 1 berücksichtigt. Auf diese Weise werden die Anweisungen derart erstellt, dass Beschädigungen des Leitungssatzes 1 durch unsachgemäßes Falten vermieden werden.
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Durch das Verfahren wird es insbesondere ermöglicht, mittels der Simulation eine Mehrzahl von Faltungsvarianten zu erarbeiten, welche anhand zumindest eines vorgegebenen Kriteriums bewertet werden. Es kann dann die bestbewertete Faltungsvariante ausgewählt werden und für diese Faltungsvariante können dann anhand der Simulation die Anweisungen zum Zusammenfalten und/oder Entfalten des Leitungssatzes 1 erstellt werden.
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Als ein derartiges Kriterium kann beispielsweise eine Gesamtlänge und/oder Gesamtbreite und/oder Gesamthöhe des Leitungssatzes 1 nach dem Zusammenfalten vorgegeben werden, wobei dann die Faltungsvariante am besten bewertet wird, bei welcher der Leitungssatz 1 nach dem Zusammenfalten die kleinste Gesamtlänge und/oder Gesamtbreite und/oder Gesamthöhe aufweist. Auf diese Weise können möglichst kleine Abmessungen des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 erreicht werden, wodurch ein Transport des Leitungssatzes 1 optimiert wird, d. h. es werden eine erforderliche Transportverpackung, ein erforderlicher Transportraum und dadurch auch Transportkosten reduziert. Durch die Simulation ermittelte Abmessungen des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 können dann zur Dimensionierung des Transportbehältnisses verwendet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann als Kriterium ein Ausmaß einer Übereinstimmung einer Entfaltungsschrittreihenfolge mit einer Einbaureihenfolge von Bestandteilen des Leitungssatzes 1 in das Fahrzeug vorgegeben werden. Dabei wird vorzugsweise die Faltungsvariante am besten bewertet, bei welcher eine größtmögliche Übereinstimmung der Entfaltungsschrittreihenfolge mit der Einbaureihenfolge von Bestandteilen des Leitungssatzes 1 in das Fahrzeug vorliegt, d. h. es wird die Faltungsvariante ausgewählt, bei welcher für einen Einbau des Leitungssatzes 1 in das Fahrzeug ein sukzessives Entfalten und Einbauen des Leitungssatzes 1 möglich ist. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den Leitungssatz 1 bereits vor dem Einbauen vollständig zu entfalten, sondern der Leitungssatz 1 wird im zusammengefalteten oder nur teilweise entfalteten Zustand im Fahrzeug angeordnet, so dass jeweils der Teil des Leitungssatzes 1 entfaltet wird, welcher als nächstes im Fahrzeug befestigt werden soll.
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Des Weiteren kann auf diese Weise auch die Faltungsvariante ausgewählt werden, bei welcher andere gleichzeitig stattfindende Arbeiten am Fahrzeug nicht oder möglichst wenig durch das Entfalten des Leitungssatzes 1 behindert werden. Zudem kann auf diese Weise auch die Faltungsvariante ausgewählt werden, bei welcher das Entfalten des Leitungssatzes 1 im Fahrzeug nicht oder möglichst wenig durch Fahrzeugteile behindert wird. Zweckmäßigerweise werden die Anweisungen zum Falten des Leitungssatzes 1 derart vorgegeben, dass das Entfalten des Leitungssatzes 1 in umgekehrter Reihenfolge zum Zusammenfalten des Leitungssatzes 1 erfolgt.
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Alternativ oder zusätzlich kann als Kriterium auch vorgegeben werden, dass der Leitungssatz 1 während des Zusammenfaltens und/oder während des Entfaltens nicht gedreht oder gewendet werden muss. Dies stellt eine Ergonomieerleichterung für das manuelle und/oder maschinelle Fallen des Leitungssatzes 1 dar. Des Weiteren sind als Kriterien alternativ oder zusätzlich beispielsweise auch Gewichtsbelastungen vorzugeben, um ein Übereinanderfalten zu vieler Teile auf ein gewichtsempfindliches Teil des Leitungssatzes 1, welches dadurch beschädigt werden könnte, zu vermeiden.
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Für den in 1 dargestellten Leitungssatz 1 können mittels des Verfahrens die in den 2 bis 5 dargestellten Faltungsvarianten ermittelt werden. Für einige dieser Faltungsvarianten können jedoch auch Modifikationen am Leitungssatz 1 erforderlich sein, um die Faltungen unter Beachtung der starren Elemente des Leitungssatzes 1, welche nicht gefaltet werden dürfen, und der Vorgaben für den maximal zulässigen Biegeradius von Elementen des Leitungssatzes 1 durchführen zu können. D. h. im Verfahren können anhand der Simulation auch Modifikationen des Leitungssatzes 1 ermittelt werden, durch welche das Falten des Leitungssatzes 1 optimiert wird.
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Die in den 2 bis 5 dargestellten Faltungsvarianten unterscheiden sich insbesondere in der Länge und Anzahl der Starrkörper 11 der hinteren begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1,1, 1.2 sowie durch die Ausbildung des hinteren Verbindungsteils 1.4. In der in 2 dargestellten Variante ist das hintere Verbindungsteil 1.4 über seine gesamte Länge hinweg starr ausgebildet. Eine Gesamtbreite des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 wird daher durch das hintere Verbindungsteil 1.4 vorgegeben, so dass der zusammengefaltete Leitungssatz 1 in der in 2 dargestellten Faltungsvariante beispielsweise eine Gesamtbreite von 1400 mm aufweist. Die hinteren begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 sind in dem virtuellen dreidimensionalen Modell, anders als in 1 dargestellt, jeweils in vier Starrkörper 11 unterteilt, zwischen denen jeweils ein Gelenk angeordnet ist, so dass sie relativ zueinander zu falten sind.
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Zwischen den starren Rückelementen 9, 10 und den starren mittleren Elementen 5, 6 der Seitenstränge 1.1, 1.2 ist ebenfalls jeweils ein Gelenk angeordnet, so dass diese auch relativ zueinander zu falten sind. Auf diese Weise sind die starren Rückelemente 9, 10 der Seitenstränge 1.1, 1.2 nach innen zu falten und mittels der Starrkörper 11 sind die hinteren begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 nach vorn, nach außen und nach unten zu falten, so dass das hintere Verbindungsteil 1.4 zwischen den Seitensträngen 1.1, 1.2 platziert wird. Die vorderen begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 sind durch die Starrkörper 11 auch entsprechend zu falten, wobei auch die starren Vorderelemente 7, 8 der Seitenstränge 1.1, 1.2, welche mit den starren mittleren Elementen 5, 6 jeweils durch ein Gelenk verbunden sind, nach innen gefaltet werden. Dadurch ergibt sich eine Gesamtlänge des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 von beispielsweise 1000 mm. Besonders vorteilhaft ist es beispielsweise aufgrund von Transporterfordernissen, eine Länge von weniger als 800 mm zu erzielen.
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In der in 3 dargestellten weiteren Variante ist der hintere Verbindungsteil 1.4 nicht vollständig starr ausgebildet, sondern in dem virtuellen dreidimensionalen Modell ist, anders als in 1 dargestellt, in der Mitte des hinteren Verbindungsteils 1.4 ein Gelenk angeordnet, so dass der hintere Verbindungsteil 1.4 in der Mitte zu falten ist. Dafür ist unter Umständen am realen Leitungssatz 1 eine entsprechende Modifikation erforderlich, so dass dieses Falten oder zumindest das Biegen um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise 90° ermöglicht wird. Auf diese Weise ist der hintere Verbindungsteil 1.4 durch das Falten teilweise unter dem mittleren Verbindungsteil 1.3 anzuordnen.
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Da zwischen dem starren Mittelelement 2 und den starren Seitenelementen 3, 4 des mittleren Verbindungsteils 1.3 begrenzte Relativbewegungen zulässig sind, beispielsweise ein Biegen um bis zu 45°, sind die starren mittleren Elemente 5, 6 der Seitenstränge 1.1, 1.2 leicht in Richtung des starren Mittelelementes 2 des mittleren Verbindungsteils 1.3 zu bewegen. Auf diese Weise werden in dieser in 3 dargestellten Faltungsvariante Abmessungen des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 auf eine Gesamtlänge von 900 mm und eine Gesamtbreite von 1250 mm reduziert. Diese Abmessungen werden auch mit der in 4 dargestellten Faltungsvariante erreicht, in welcher der hintere Verbindungsteil 1.4 entsprechend 1 einen kurzen mittleren Starrkörper 11 mit zwei seitlichen Gelenken aufweist, so dass das hintere Verbindungsteil 1.4 ebenfalls durch ein Falten unter dem mittleren Verbindungsteil 1.3 zu platzieren ist. Das in den in 3 und 4 dargestellte Anwinkeln der starren Seitenelemente 3, 4 gegenüber dem starren Mittelelement 2 des mittleren Verbindungsteils 1.3 bedeutet jedoch zusätzliche Belastungen auf verschiedene Teile des Leitungssatzes 1 während des Transports, wodurch das Risiko von Beschädigungen erhöht ist. Zudem wird auch in diesen Varianten die vorteilhafte Gesamtlänge von weniger als 800 mm nicht erreicht.
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Daher stellt 5 eine besonders vorteilhafte Faltungsvariante für den Leitungssatz 1 dar. In dieser Faltungsvariante werden die Starrkörper 11 der hinteren begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 in dem virtuellen dreidimensionalen Modell auf eine Länge von jeweils 40 cm bis 50 cm begrenzt. Dadurch sind nicht mehr drei Starrkörper 11 erforderlich, um den jeweiligen hinteren begrenzt flexiblen Bereich im virtuellen dreidimensionalen Modell darzustellen, wie in 1 und in den in 3 und 4 dargestellten Faltungsvarianten, sondern jeweils vier Starrkörper 11, welche durch Gelenke miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird eine zusätzliche und/oder stärkere Faltung der hinteren begrenzt flexiblen Bereiche der Seitenstränge 1.1, 1.2 ermöglicht.
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Dies führt dazu, dass der hintere Verbindungsteil 1.4 im zusammengefalteten Zustand des Leitungssatzes 1 in seiner gesamten Länge hinter und unter dem mittleren Verbindungsteil 1.3 zu positionieren ist. Auf diese Weise weist der zusammengefaltete Leitungssatz 1 zwar, analog zu der in 2 dargestellten Faltungsvariante, eine Gesamtbreite von 1400 mm auf, aber es wird das Falten bzw. Biegen des mittleren Verbindungsteils 1.3 vermieden und insbesondere wird eine Gesamtlänge des zusammengefalteten Leitungssatzes 1 von lediglich 700 mm und damit unter der vorteilhaften Länge von 800 mm erreicht.
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Als weitere hier nicht dargestellte Faltungsvarianten wären auch Kombinationen aus zwei oder mehr der dargestellten Faltungsvarianten möglich. Bei anders ausgebildeten Ausführungsbeispielen von Leitungssätzen 1 und/oder bei anderen Vorgaben, beispielsweise in Bezug auf die Abmessungen des zusammengefalteten Leitungssatzes 1, ergeben sich entsprechende andere Faltungsvarianten, wobei mittels des Verfahrens durch die Simulation anhand des virtuellen dreidimensionalen Modells dann ebenfalls auf einfache, kostengünstige und zeitsparende Weise die jeweils besten Faltungsvarianten ermittelt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitungssatz
- 1.1, 1.2
- Seitenstrang
- 1.3
- mittlerer Verbindungsteil
- 1.4
- hinterer Verbindungsteil
- 2
- Mittelelement
- 3, 4
- Seitenelement
- 5, 6
- mittleres Element
- 7, 8
- Vorderelement
- 9, 10
- Rückelement
- 11
- Starrkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0119773 A1 [0002]
