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Die Erfindung betrifft eine Einrastvorrichtung für eine Steck-Aufnahme eines Kabelbaumfertigungsfeldes, eine Steck-Aufnahme mit Einrastvorrichtung und ein Verfahren zum Anfertigen eines Kabelbaums mit den im Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche genannten Merkmalen.
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Den allgemeinen Hintergrund zur Herstellung von Kabelbäumen mithilfe eines Kabelbaumfertigungsfeldes gibt beispielsweise die
EP 2186099 wieder. Hierbei wird eine Vielzahl von Steck-Aufnahmen an einem Kabelbaumfertigungsfeld entlang der Form des anzufertigenden Kabelbaums angeordnet, in welche Steckelemente lösbar eingesteckt werden. An diesen Steckelementen können verschieden ausgebildete Kabelbindeelemente wie Kabelklipse oder Gabeln, angeordnet sein, in welchen Kabel verlegt und anschließend zusammengebunden werden. Ein fertiger Kabelbaum wird aus den Steck-Aufnahmen durch Lösen der Steckelemente entnommen.
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Es ist bekannt, dass die Steckelemente in den Steck-Aufnahmen kraftschlüssig per Reibschluss eingesteckt werden. Die dadurch bedingte Reibung führt zu einem hohen Verschleiß der Steck-Aufnahmen, die in der Folge oft erneuert werden müssen, was Material- und Arbeitskosten nach sich zieht. Einen Ausweg bieten Einrastvorrichtungen mit einem Einrasthaken, der einen Entriegelungshebel aufweist. Diese Lösung verwendet Steckelemente, die mit einem für die Reibungsfreiheit ausreichenden Spiel in den Steck-Aufnahmen einsteckbar sind und somit langlebiger sind. Nachteilig jedoch ist hierbei der Entriegelungsaufwand. Die Entriegelung kann beispielsweise zweihändig von einem Anwender ausgeführt werden, aber auch dann, wenn er mit einer Hand den Entriegelungshebel lösen und das Kabelbindeelement anheben kann, muss er immer noch eine manuelle Zuwendung an jedem der vielen Steck-Aufnahmen aufbringen, wodurch sehr viel Arbeitszeit vergeudet wird. Eine Automatisierung der Entnahme des Kabelbaums ist ebenso durch die Entriegelungsnotwendigkeit erschwert.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Einrastvorrichtung vorzuschlagen, die eine zuverlässige, in definierter Position einrastende Anordnung eines Kabelbindeelementes an einer Steck-Aufnahme gewährleistet, und den Reibungsverschleiß der Steck-Aufnahme eliminiert oder verringert und eine einhändige Ablösung der Kabelbindeelemente ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einrastvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Einrastvorrichtung für eine Steck-Aufnahme eines Kabelbaumfertigungsfeldes zur lösbaren, temporären Aufnahme eines Kabelbindeelementes mit einem Steckelement während der Fertigung eines Kabelbaums, welche eine Raststellung des Kabelbindeelementes in der Steck-Aufnahme bewirkt, weist einen Einrasthaken, der von einem Kraftelement in seine Schließstellung getrieben ist, auf. Dabei sind die Steck-Aufnahme und Steckelement komplementär korrespondierend ausgebildet, sodass sie ineinander mit nur einem Freiheitsgrad in Steckrichtung einsteckbar sind.
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Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, dass der Einrasthaken der Einrastvorrichtung derart in dafür vorgesehenen Führungselementen gelagert ist, dass er angetrieben durch eine gegen das Kraftelement wirkende, anhebende translatorische Ablösebewegung des Kabelbindeelementes, zumindest teilweise, eine translatorische Bewegung in Querrichtung zur anhebenden Ablösebewegung zwangsweise ausführen muss, sodass die resultierende Ablösebewegung des Einrasthakens unter wenigstens einem vorgegebenen Winkel zur anhebenden Bewegungsrichtung verläuft, wodurch der Einrasthaken das Steckelement des Kabelbindeelementes aus der Raststellung in der Steck-Aufnahme für eine, bevorzugt kräftefreie, Entnahme freigibt.
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Dabei kann ein Kabelbindeelement einen Kabelclips, einen Spreizanker, einen Antennenstecker oder einen Gabelhalter und dergleichen tragen. Denkbare Formen solcher Kabelclipse werden auch Kabelhalterungen, Kabelbefestigungen, Kabelschellen, Kabelführungen, Kabeltüllen, Kabeldurchführungen, Boxenplomben oder Durchziehplomben genannt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Führungselemente in einem Gehäuse gelagert und als Aussparung/en und zu innen komplementär ausgeformte Vorsprünge ausgebildet, die ein Kulissenmechanismus bilden, wobei die Aussparungen an dem Gehäuse der Einrastvorrichtung und Vorsprünge an dem Einrasthaken oder umgekehrt ausgebildet sein können.
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Ferner können die Vorsprünge als Kulissenbolzen oder Stifte ausgebildet sein. Die Aussparungen können in bevorzugter Ausgestaltung als eine Blindnut oder als ein Ausschnitt ausgebildet sein. Die Führungselemente können ferner beidseitig oder nur einseitig im Gehäuse und am Einrasthaken ausgebildet sein.
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Die Führungselemente können in weiteren bevorzugten Ausgestaltungen aus zwei zueinander parallel oder konzentrisch parallel korrespondierend angeordneten Aussparungen oder Vorsprüngen ausgebildet sein, wobei sie jeweils ein oberes und ein unteres korrespondierendes Führungselement bilden. Ferner können die parallelen Aussparungen oder Vorsprünge gerade oder gebogene Strecken aufweisen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die oberen Führungselement/e derart ausgebildet, dass sie zusätzlich zumindest in der geschlossenen Raststellung des Einrasthakens seine Drehbewegung zulassen, sodass bei einer Einsteckbewegung der Einrasthaken mittels des Steckelementes seitlich quer zur Einsteckrichtung weggeschwenkt und die Steck-Aufnahme geöffnet werden kann, wobei das untere Führungselement als eine Drehachse einsetzbar ausgebildet ist.
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Die Führungselement/e sind ferner bevorzugterweise derart zur translatorischen Ablösebewegung oder Einsteckbewegung des Steckelementes geneigt ausgebildet, dass der Neigungswinkel bevorzugt zwischen 30 und 60 Grad, bevorzugter zwischen 40 und 50 Grad, noch bevorzugter circa 45 Grad beträgt. Hierdurch lässt sich die aufzubringende vorgegebene Kraft konstruktiv vorgeben.
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Das Kraftelement übt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine vorgegebene Schließkraft aus, die bevorzugt bis 1 N, bis 2 N, bis 3 N, oder bis 10 N beträgt, sodass eine definierte Einraststellung als auch ein leichtes Ablösen durch Zugwirkung am Kabelbaum oder am Kabelbindeelement ermöglicht ist. Die Kraft wird derart vorgegeben, dass eine zuverlässige Fixierung des Steckelementes in der Steck-Aufnahme und zugleich eine leicht zu handhabende Ablösung durch Anhebung des Steckelementes aus der Steck-Aufnahme erreicht wird.
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In bevorzugter Weiterausbildung weist der Einrasthaken an seiner zur Einsteckbewegung gewandten Seite eine zur Einsteckbewegung geneigte Gleitflanke auf, die durch ein in der Steck-Aufnahme einzusteckendes Steckelement in Querrichtung zur Einsteckrichtung gleitend verschiebbar ist, sodass der Einrasthaken um eine Drehachse gedreht werden und die Steck-Aufnahme dadurch geöffnet sein kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Einrasthaken an seiner zur Einsteckbewegung oder -richtung abgewandten Seite eine quer zur Einsteckbewegung ausgebildete Sperrflanke auf, die nach dem Einrasten das Steckelement hintergreifen kann.
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Das Kraftelement kann ferner eine Zugfeder, eine Druckfeder oder ein Permanentmagnet aufweisen.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt werden ihre Aufgaben durch eine Steck-Aufnahme für ein Kabelbaumfertigungsfeld zur temporären lösbaren Aufnahme eines Kabelbindeelementes während der Fertigung eines Kabelbaums gelöst, wenn sie eine Einrastvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltung aufweist.
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In der Steck-Aufnahme kann in weiterer bevorzugter Ausgestaltung ein elektrischer Tasterschalter vorgesehen sein, um mit ihm die Anwesenheit eines Steckelementes kontrollieren zu können, wobei der Tasterschalter bevorzugt in der Einsteckbewegungsrichtung ausgerichtet sein kann.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt werden ihre Aufgaben durch ein Verfahren zum Anfertigen eines Kabelbaums mithilfe eines Kabelbaumfertigungsfeldes, das wenigstens eine Steck-Aufnahme mit einer Einrastvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen aufweist, gelöst. Hierzu wird ein fertiger Kabelbaum zum Ablösen aus der Steck-Aufnahme lediglich unter Aufbringung einer vorgegebenen Ablösekraft durch eine Ablösebewegung gelöst, ohne dass dafür irgendein Einrastelement entriegelt werden müsste.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Es wird darauf hinzuweisen, dass die in der vorliegenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen können. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung in Einraststellung;
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2 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung aus 1;
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3 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung in offener Stellung bei Ablösebewegung;
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4 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung aus 3 bei Ablösebewegung;
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5 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung in offener Stellung bei Einsteckbewegung;
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6 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung aus 5;
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7 eine perspektivische Ansicht einer Steck-Aufnahme mit erfindungsgemäßer Einrastvorrichtung; und
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8 eine schematische Querschnittsansicht der Steck-Aufnahme mit erfindungsgemäßer Einrastvorrichtung aus 7.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung 1 in Einraststellung, wobei in 2 dieselbe Anordnung im Querschnitt dargestellt ist.
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Ein Einrasthaken 2 ist in einem Gehäuse 3 zwischen einer Rückseite 38' und einer Frontseite 38 gleitend gelagert und geführt, sodass er nur in der Ebene dieser Seiten beweglich ist. Die Rückseite 38' und Frontseite 38 sind mit als Ausschnitte 30, 30' und 37, 37' ausgebildeten Führungselementen ausgestattet, in welche der Einrasthaken 2 mit seinen zwei voneinander versetzten, als Kulissenbolzen 23 und 24 komplementär zu Ausschnitten ausgebildeten Führungselementen eingreifend gleitend gelagert ist. In weiteren Ausgestaltungen kann eine der beiden von Rückseite 38' und Frontseite 38 ohne Ausschnitte und ohne darin eingreifende Kulissenbolzen ausgebildet sein, sodass dann eine Seite des Einrasthakens nur gleitet.
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Die Führungselemente sind in obere 37, 37' und 23 und untere 30, 30' und 24 eingeteilt. Die unteren Ausschnitte 30, 30' weisen zwei parallele Führungsflanken 31 und 32 (und nicht dargestellt 31', 32') auf, die eine Führungsnut bilden, deren Breite dem Durchmesser des unteren Kulissenbolzens 24 mit einem addierten Gleitspiel entspricht. Die Führungsnut oder Ausschnitt 30 ist unter einem vorgegebenen Winkel gegenüber der Horizontalen X und damit gegenüber der Einsteckbewegungsrichtung –Fz geneigt. Dadurch kann der untere Kulissenbolzen 24 nur entlang der durch Führungsflanken 31, 31', 32, 32' festgelegten Bahn bewegt werden. In der geschlossenen Raststellung der Einrastvorrichtung 1 wirkt als Kraftelement 4 eine Zugspiralfeder 4 und drückt den unteren Kulissenbolzen 24 in seine tiefste Position.
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Außerdem zieht das Kraftelement 4 den Haken auch im oberen Ausschnitt 37, 37' in seine tiefste Position, sodass der Einrasthaken 2 eine definierte Position erhält. In dieser Schließposition ist eine horizontale Sperrflanke 22 des Einrasthakens 2 bevorzugt horizontal oder quer zur Einsteckbewegungsrichtung –Fz ausgerichtet. In 7 und 8 ist zu sehen, wie unter dieser Sperrflanke 22 ein Steckelement 53 mittels seiner horizontalen Rastflanke 51 gesperrt sein kann. Der Einrasthaken 2 kann zusätzlich oder alternativ als Anschlag für seine Raststellung an der Innenseite der Seitenwand 34 anlehnend ausgebildet sein.
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Der Einrasthaken 2 weist an seiner zur Einsteckbewegungsrichtung –Fz gewandten Spitze eine geneigt ausgebildete Gleitflanke 21 auf, die beim Einstecken eines Steckelementes 5 von diesem gleitend in Querrichtung Fx zur Einsteckbewegungsrichtung –Fz wegdrückbar ist.
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Das Kraftelement 4, hier nur beispielsweise als eine Zugspiralfeder ausgebildet, greift an einem Gehäusepin 33 und dem oberen Kulissenbolzen 23, wobei alternativ auch ein zusätzlicher Pin hierzu am Einrasthaken 2 ausgebildet sein kann.
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Der obere Ausschnitt 37, 37' weist eine obere Führungsflanke 36, 36' auf, die parallel zur unteren Führungsflanke 32, 32' ausgebildet ist. Dadurch kann der Einrasthaken 2 mit den Kulissenbolzen 23 und 24 entlang dieser beabstandeten parallelen Führungsflanken bewegt sein. Ferner weist der obere Ausschnitt 37, 37' eine größere ausgeschnittene Ausnehmung mit einer Freilaufflanke 35, 35' auf, deren Bestimmung es ist, bei einer Drehbewegung des Einrasthakens 2 um die durch unteren Kulissenbolzen 24 in seiner gezeigten unteren Position gebildete Drehachse keine Behinderung entgegen zu setzen. Dadurch kann der Einrasthaken 2 um die Drehachse 24 gedreht werden, bis er an das Ende des oberen Ausschnitts 37 anschlägt.
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Der Abstand a zwischen den oberen 36, 36' und unteren 31, 31', 32, 32' Führungsflanken in Verbindung mit dem Neigungswinkel φ und der vorgegebenen Kraft des Kraftelementes 4 bilden Vorgabeparameter, mit welchen die Eigenschaften der Einrastvorrichtung vorgegeben sein können.
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In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen können die Führungsflanken 31, 31', 32, 32', 36 und 36' statt wie hier gezeigt mit geraden, aus konzentrisch parallel zu einander gebogenen Strecken gebildet sein.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung 1 in offener Stellung bei einer Ablösebewegung Fz. In 4 ist dazu die Querschnittansicht dargestellt.
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Der Einrasthaken 2 ist durch eine mit dem Steckelement 5 ausgeführte Ablösebewegung Fz in Z-Richtung in seine oberste Position durch Druck auf die Sperrflanke 22 angehoben und entlang der Führungsflanken 32 und 36 zwangweise zugleich in Querrichtung X verschoben. Die beiden wirkenden Kräfte sind die Anhebungskraft Fz und die ihr entgegen wirkende Schließkraft des Kraftelementes 4. Sie sorgen dafür, dass der Einrasthaken 2 zumindest in seiner obersten Position gerade ausgerichtet bleibt, sodass die Sperrflanke 22 im Bild in oberem Endanschlag horizontal ausgerichtet ist. Bei der dazwischen liegenden Bewegung kann der Einrasthaken 2 auch eine geringe Drehung erfahren, die auf mechanisches Lagerungsspiel zurück zu führen ist, was die Funktion jedoch zumindest nicht behindert.
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In 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung aus 3 auch ein Steckelement 53 eines Kabelbindeelementes 5 in einer Ablösebewegung. Das Steckelement 53 hat die Sperrflanke 22 des Einrasthakens 2 gerade passiert.
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An dem Steckelement 53 ist ein Kabelbinder 52 angeordnet, mit dem eine Vielzahl von Kabeln 81 zu einem Kabelbaum 8 umfasst sind.
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Das Steckelement 53 ist aus einem zu ihm komplementär ausgebildeten Stecknest mit Steckflanken 61 und 62 einer Steck-Aufnahme 6 entnommen. Im Boden der Steck-Aufnahme 6 kann in bevorzugten Ausgestaltungen ferner ein Tasterpin 71 eines elektrischen Tasterschalters 7 angeordnet sein, der beispielsweise zur Erkennung einer Anwesenheit eines Steckelementes in der Steck-Aufnahme dienen kann.
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5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung 1 in offener Stellung bei einer Einsteckbewegung. In 6 ist dieselbe Anordnung in Querschnittsansicht dargestellt.
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Ein Anwender oder eine Anwendung kann ein (nicht dargestelltes) Kabelbindeelement 5 mit einem Steckelement 53 dazu einsetzen, auf den Einrasthaken 2 an seiner Gleitflanke 21 in der Einsteckbewegungsrichtung –Fz und/oder in der Querrichtung Fx auf eine Seitenfläche 211 einzuwirken.
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Sobald die vorgegebene Federkraft des Kraftelementes 4 überwunden wird, lässt sich der Einrasthaken 2 in eine Drehbewegung um seine durch unteren Kulissenbolzen 24 in seiner untersten Anschlagposition gebildete Drehachse versetzen. Wie obenstehend zur 1 beschrieben, behindert der obere Ausschnitt 37 mit seiner Freilaufflanke 35 diese Drehbewegung nicht.
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Der Einrasthaken 2 ist hierbei nur beispielhaft in seiner Endausschlagposition gezeigt. Der Einrasthaken 2 gibt die Öffnung der Steck-Aufnahme jedoch wesentlich früher frei, nämlich wenn sein äußerster Seitenflächenpunkt mit der Ebene der Außenseite der Seitenwand 34 fluchtend ausgerichtet wird (s. 7 und 8).
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Steck-Aufnahme 6 mit erfindungsgemäßer Einrastvorrichtung 1 und eingestecktem Steckelement 53 eines Kabelbindeelementes 5. Die Steck-Aufnahme 6 ist hier beispielsweise auf einem Tasterschalter 7 angeordnet.
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Das Kabelbindeelement 5 weist hier nur beispielsweise einen mit dem Steckelement 53 einstückig ausgebildeten Kabelbinder 52 auf, dessen Spitze in eine Clipsöffnung 54 mittels (nicht dargestellter) komplementärer Verzahnung einrastend einführbar ist. Die einzelnen Kabel 81 werden auf das Steckelement 53 und den Kabelbinder 52 aufgelegt, bevor der Kabelbinder verschlossen wird.
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8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Steck-Aufnahme 6 mit erfindungsgemäßer Einrastvorrichtung 1 und eingestecktem Steckelement 53 eines Kabelbindeelementes 5 aus 7.
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Der schematisch dargestellte Tasterschalter 7 ist an einem Kabelbaumfertigungsfeld 9 an dafür vorgesehenen, einem anwendungsspezifischen Kabelbaum nachgebildeten Stellen angeordnet. Sein Tasterpin 71 ragt in das Stecknest mit seinen Steckflanken 61 und 62 der Steck-Aufnahme 6 durch ihren Boden ein und ist bevorzugt in der Bewegungsrichtung Z des Steckelementes 53 ausgerichtet.
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Der Einrasthaken 2 sperrt das Steckelement 53 mit seiner horizontalen Sperrflanke 22 an der ebenso horizontalen Rastflanke 51.
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Als Ergebnis kann das Steckelement 53 und das Stecknest 61, 62 der Steck-Aufnahme 6 mit einem ausreichenden Spiel ausgebildet sein, sodass praktisch keine Reibung und folglich kein dadurch bedingter Reibungsverschleiß der Steckflanken 61 und 62 des Stecknestes der Steck-Aufnahme 6 auftreten kann.
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Die in einem Kabelbaumfertigungsfeld 9 zahlreich eingesetzten Steck-Aufnahmen 6 müssen folglich nicht aufwendig und oft erneuert werden. Weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrastvorrichtung 1 besteht in der einfachen Ablösung dieser Vielzahl von Kabelbindeelementen 5 mit je einem Steckelement 53 eines fertig gestellten Kabelbaums 8 von dem Kabelbaumfertigungsfeld 9 lediglich durch eine Zugeinwirkung am Kabelbaum oder einem Steckelement 53. Die ablösende Zugeinwirkung kann manuell oder maschinell ausgeübt werden und es muss keine aufwendige Entriegelung der zahlreichen Einrasthaken 2 ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einrastvorrichtung
- 2
- Einrasthaken
- 21
- Gleiflanke
- 22
- Sperrflanke
- 23
- oberer Kulissenbolzen, oberes Führungselement
- 24
- unterer Kulissenbolzen, unteres Führungselement
- 3
- Gehäuse
- 30, 30'
- Ausschnitt, unteres Führungselement
- 31, 31'
- Führungsflanke, unteres Führungselement
- 32, 32'
- Führungsflanke, unteres Führungselement
- 33
- Gehäusepin, Drehachse
- 34
- Seitenwand
- 35, 35'
- Freilaufflanke
- 36, 36'
- Führungsflanke, oberes Führungselement
- 37, 37'
- oberer Ausschnitt
- 38
- Frontseite
- 38'
- Rückseite
- 4
- Kraftelement, Zugfeder
- 5
- Kabelbindeelement
- 51
- horizontale Rastflanke
- 52
- Kabelbinder
- 53
- Steckelement
- 6
- Steck-Aufnahme
- 61, 62
- Steckflanken
- 7
- elektrischer Tasterschalter
- 71
- Tasterpin
- 8
- Kabelbaum
- 81
- Kabel
- 9
- Kabelbaumfertigungsfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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