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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums und eine Vorrichtung zur Kabelbaumfertigung mit diesem Verfahren.
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Stand der Technik
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In einer Vielzahl von Anwendungen, wie zum Beispiel im Fahrzeugbau oder im Anlagenbau, werden Kabel genutzt, um einzelne zu verbauende Module miteinander zu verbinden. Werden mehrere Kabel benötigt, um die einzelnen Module miteinander zu verbinden, können diese in einem sogenannten Kabelsatz oder Kabelstrang zusammengefasst werden. Die Kabelsatzfertigung wird im Allgemeinen zumindest teilweise automatisch mit entsprechenden Automaten durchgeführt.
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Dazu werden zunächst auf einer einteiligen Palette sogenannte Aufnahmevorrichtungen an definierte Positionen montiert. Danach wird diese Palette in einen Automaten eingebaut und in die einzelnen Aufnahmevorrichtungen werden jeweils gleichartige oder verschiedene Steckergehäuse, in denen die Kabel bestückt werden können, eingesetzt. Dieser Schritt kann manuell erfolgen oder wird von einem Automaten durchgeführt. Danach wird die Palette von der Maschine an eine definierte Position verfahren und es beginnt der Bestückvorgang, bei dem die Kabel in die Steckergehäuse gesteckt werden.
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Die Kabel mit den verschiedenen Steckergehäusen werden anschließend manuell von der Palette abgenommen und ggf. nach einem Transport zu einem Baubrett, auf diesem Baubrett manuell ausgelegt. Anschließend werden die Kabel weiter bearbeitet, das heißt, sie werden zum Beispiel mit einem Material umwickelt, um mehrere Kabel zu bündeln oder es werden Aufnahmeelemente an bestimmten Positionen der Kabel angebracht. Auf diese Weise entsteht ein Kabelbaum mit einer definierten Struktur, der zum Beispiel in ein Fahrzeug eingesetzt werden kann.
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Dieses Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums hat den Nachteil, dass die Kabel vor einem Weiterbearbeiten stets von der fest angeordneten Palette entnommen werden und manuell ausgelegt werden müssen. Befindet sich das Baubrett, auf dem die einzelnen Kabel ausgelegt werden, an einem entfernten Ort, müssen die Kabel zunächst verpackt, dorthin transportiert und anschließend wieder ausgepackt werden, damit sie auf dem Baubrett ausgelegt werden können. Diese Abläufe stellen einen erheblichen Anteil am zeitlichen und finanziellen Aufwand bei der Herstellung eines Kabelbaumes dar.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums derart weiter zu entwickeln, dass eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung eines Kabelbaumes bereitgestellt wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Kabelbaumfertigung für das erfindungsgemäße Verfahren bereitzustellen, damit die Kabelbaumherstellung effizient und zeitsparend durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren und die Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums unter Nutzung einer Trägerplatte mit einem ersten und zweiten Trägerplattenteil mit zumindest je einer Aufnahmevorrichtung in einer vorgegebenen Position. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Zunächst werden Aufnahmevorrichtungen mit Steckergehäusen bestückt. Anschließend werden diese Steckergehäuse auf unterschiedlichen Trägerplattenteilen mit zumindest einem Kabel bestückt. Typischerweise werden in diesem Schritt eine Mehrzahl von Kabeln zwischen den Steckergehäusen verlegt. Danach werden die Trägerplattenteile aus einer Ausgangsposition in neue definierte Positionen verschoben, die eine größere Entfernung der Steckergehäuse voneinander herstellen. Danach kann das Kabel oder können die Kabel bearbeitet werden, insbesondere durch ein Umwickeln des Kabels oder der Kabel mit einem Material und/oder einem Anbringen von Halteteilen an dem Kabel oder den Kabeln. Nach erfolgter Bearbeitung des Kabels oder der Kabel wird der entstandene Kabelbaum mit den Steckergehäusen aus den Aufnahmevorrichtungen entnommen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, die eine Trägerplatte umfasst, die aus einem ersten Trägerplattenteil und einem zweiten Trägerplattenteil mit jeweils mindestens einer Aufnahmevorrichtung für Steckergehäuse besteht. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Bestückungseinheit zum Bestücken der Steckergehäuse mit mindestens einem Kabel, eine Positioniereinheit zur Bewegung der Trägerplattenteile von einer Ausgangsposition zu jeweils unterschiedlichen, voneinander stärker beabstandeten Endpositionen und eine Bearbeitungseinheit für die Kabel des Kabelbaums in der Endposition.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Kabel des herzustellenden Kabelbaums auf geringem Raum bestückt werden können, um einen kompletten Kabelbaum mit komplizierter Struktur herzustellen.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bislang erforderliche Arbeitsschritte zur Herstellung eines Kabelbaums wie zum Beispiel das Verpacken und das Entpacken der einzelnen Module entfallen, da in dem Zwischenschritt die Trägerplattenteile mit in die Steckergehäuse eingelegten Kabeln transportiert werden.
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Insbesondere lässt sich schnell und einfach eine vorgegebene Struktur eines Kabelbaums abbilden, ohne die Kabel zur Bildung der Kabelbaumstruktur manuell auslegen zu müssen.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch den Einsatz einer Vorrichtung, welche die einzelnen Teile der Trägerplatte an die entsprechende Position verschiebt, ein Baubrett, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, entfallen könnte, bei dem die Abbildung einer Kabelbaumstruktur durch manuelles Auslegen der Module auf dem ortsfest angeordneten Baubrett erfolgt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in einem zusätzlichen Verfahrensschritt die beiden Trägerplattenteile in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Verschieben der einzelnen Trägerplattenteile durch die Positioniereinheit. Dadurch kann der Arbeitsschritt des manuellen Auslegens der Steckergehäuse entfallen und zeitsparend eine vorgegebene Kabelbaumstruktur für das Kabel abgebildet werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Bearbeitung des Kabels durch die Bearbeitungseinheit ein Umwickeln des Kabels und/oder ein Anbringen von Halteteilen. Durch das Umwickeln des Kabels zum Beispiel mit einem Material kann dieses gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit, Hitze oder auch elektromagnetische Strahlung geschützt werden. Durch das Anbringen von Halteteilen lässt sich das Kabel in einem Kraftfahrzeug schnell an den vorgesehenen Positionen befestigen, wodurch die Einbauzeit des Kabels im Fahrzeug reduziert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Trägerplattenteile in ihrer Ausgangsposition durch Haltemittel gehalten und wobei die einzelnen Trägerplattenteile durch Überwindung einer Haltekraft durch die Positioniereinheit voneinander lösbar sind. Dadurch muss die Kabelbaumfertigung nicht zwangsläufig auf einem horizontal ausgerichteten Brett erfolgen, sondern kann auch vertikal ausgerichtet sein, um eine automatisierte Bestückung zu erleichtern. Ebenso wird dadurch ein Vorbereiten der einzelnen Trägerplattenteile erleichtert, zum Beispiel bei dem Bestücken mit Aufnahmevorrichtungen, da ein unbeabsichtigtes Verschieben der Trägerplattenteile durch den Arbeiter verhindert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Haltemittel als Haltemagnet zur Ausübung einer magnetischen Kraft ausgebildet, durch welche das erste Trägerplattenteil mit dem zweiten Trägerplattenteil lösbar miteinander verbindbar ist. Die Haltemagnete können dabei zwischen den einzelnen Trägerplattenteilen angebracht werden, um die Haltekraft einzustellen, die von der Positioniereinheit überwunden werden muss, um die einzelnen Trägerplattenteile voneinander weg zu bewegen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Haltemittel ein integraler Bestandteil des ersten und/oder des zweiten Trägerplattenteils. Dadurch erspart man sich zusätzliche Einzelteile, die bei einem Transport der Vorrichtung verloren gehen könnten.
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Die Haltemittel könnten dabei derart ansteuerbar sein, dass diese zum Beispiel mit einem Strom durchflossen werden, damit sich um die Haltemittel ein Magnetfeld aufbaut, das zu einer automatischen Anziehung der einzelnen Trägerplattenteile führt. Durch Einstellung des Stromes kann die Haltekraft automatisch eingestellt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahmevorrichtung ein auf dem Trägerplattenteil in seiner Position veränderbares Aufnahmeelement. Auf diese Weise lassen sich schnell und einfach beliebige Kabelbaumstrukturen auf der Vorrichtung abbilden.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kabelbaumfertigung mit verschiebbaren Trägerplattenteilen in einer Ausgangsposition,
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2 eine schematische Abbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit verschobenen Trägerplattenteilen in einer Endposition,
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3 eine schematische Abbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit verschobenen Trägerplattenteilen in einer Endposition und Sammelelementen zur Bildung eines Kabelbündels definierter Länge.
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4 eine schematische Abbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 mit verschobenen Trägerplattenteilen, wobei die Trägerplattenteile auf einem Lochraster angeordnet sind.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Kabelbaumfertigung mit einer Trägerplatte 2, die aus einem ersten Trägerplattenteil 3 und einem zweiten Trägerplattenteil 4 besteht. Jedes dieser Trägerplattenteile 3, 4 umfasst jeweils zwei Aufnahmevorrichtungen 5 für Steckergehäuse 6. Die Vorrichtung 1 umfasst weitere Trägerplattenteile, wie dies in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Bestückungseinheit 10 zum Bestücken der Steckergehäuse 6 mit je einem Kabel 7, so dass nach dem Bestücken die Steckergehäuse 6 über Kabel 7 miteinander verbunden sind. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Positioniereinheit 11 zur Bewegung der Trägerplattenteile 3, 4 von einer Ausgangsposition 8 zu jeweils unterschiedlichen voneinander stärker beabstandeten Endpositionen 9. Solche Endpositionen 9 der einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 sind in der 2 dargestellt.
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Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Bearbeitungseinheit 12 für die Kabel 7 des Kabelbaums in der Endposition 9. Die Positioniereinheit 11 ist vorzugsweise eine Maschine, die das Verschieben der einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 automatisiert vornimmt, wobei das Verschieben der einzelnen Trägerplattenteile auch manuell erfolgen kann. Zwischen den einzelnen Trägerplattenteilen 3, 4 in ihrer Ausgangsposition 8 sind Haltemittel 13 angebracht, die die Trägerplattenteile 3, 4 zusammenhalten. Durch Überwindung einer Haltekraft, die von der Positioniereinheit 11 aufgebracht wird, sind die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 voneinander lösbar. Die Haltemittel 13 sind dabei als Haltemagnet ausgebildet, um eine magnetische Kraft auszuüben, durch welche die Trägerplattenteile 3, 4 lösbar miteinander verbindbar sind. Die Haltemittel 13 können jedoch ebenso ein integraler Bestandteil des ersten und/oder zweiten Trägerplattenteils 3, 4 sein. Das heißt, dass die Haltemittel 13 bereits in die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 eingearbeitet sind. Die Aufnahmevorrichtungen 5 auf den jeweiligen Trägerplattenteilen 3, 4 können in ihrer Position ein veränderbares Aufnahmeelement 14, zum Beispiel ein Steckergehäuse, darstellen.
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Die 2 zeigt eine Vorrichtung 1, wobei die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 von einer Ausgangsposition 8 in eine Endposition 9 gebracht wurden. Durch die jeweils unterschiedlichen Positionen der einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 ist es möglich, eine komplizierte Kabelbaumstruktur auf einfache und schnelle Weise abzubilden.
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Bevor die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 voneinander wegbewegt werden, werden diese zunächst bestückt:
Zunächst werden Aufnahmevorrichtungen 5 auf definierten Positionen der einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 abgelegt, bevor die Aufnahmevorrichtungen 5 mit Steckergehäusen 6 bestückt werden. Die Aufnahmevorrichtung 5 kann dabei ein auf den Trägerplattenteilen 3, 4 in seiner Position veränderbares Aufnahmeelement 14 sein, zum Beispiel eine Gabel zur Aufnahme des Steckergehäuses 6. Die Position der einzelnen Aufnahmevorrichtungen 5 auf den einzelnen Trägerplattenteilen 3, 4 kann dabei flexibel verändert werden, wenn zum Beispiel die Aufnahmevorrichtungen 5 lösbar – etwa über Magnete – mit den Trägerplattenteilen verbindbar sind.
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Die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 befinden sich dabei in einer Ausgangsposition 8 wie in der 1 dargestellt. Anschließend werden die Steckergehäuse 6 mit Hilfe einer Bestückungseinheit 10 mit einem oder mehreren Kabeln 7 bestückt. Dies erfolgt vorzugsweise automatisiert. Im nächsten Schritt erfolgt über eine Positioniereinheit 11 das Verschieben der Trägerplattenteile 3, 4 aus einer Ausgangsposition 8 in neu definierte Positionen, sogenannten Endpositionen 9, die eine größere Entfernung der Steckergehäuse 6 voneinander herstellen.
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Die Kabel 7 können – siehe 3 – dabei durch eine oder mehrere verfahrbare Sammelelemente 16, 17 zu einem Kabelstrang zusammengeführt werden. Das Ziel besteht dabei darin, definierte Kabellängen bzw. Kabelstranglängen zur Weiterbearbeitung zu generieren. Dies ist exemplarisch in der 3 dargestellt. Dort bilden ein erstes Sammelelement 16 und ein zweites Sammelelement 17 einen Abschnitt, der aus einem Bündel von mehreren Kabeln 7 besteht, die eine definierte Länge aufweisen. Dieser Abschnitt kann nun gesondert bearbeitet werden, zum Beispiel durch das Umwickeln mit einem Material, um das Kabelbündel zusammenzufassen. Die beiden Sammelelemente 16, 17 können nach einem Verschieben der Trägerplattenteile 3, 4 an die Kabel verfahren werden. Anschließend werden die Sammelelemente 16 und 17 manuell oder automatisch voneinander an unterschiedliche Positionen wegbewegt, um ein Kabelbündel einer definierten Länge zu bilden, welches gesondert bearbeitbar ist. Die Sammelelemente 16, 17 können zum Beispiel als Klemmen oder Gabeln ausgebildet sein.
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Solche Endpositionen 9 der Trägerplattenteile sind beispielhaft in der 2 dargestellt. Nun können die einzelnen Kabel 7 mit einer Bearbeitungseinheit 12 bearbeitet werden. Dies kann automatisiert erfolgen oder manuell. Das Bearbeiten des Kabels 7 kann dabei Arbeiten umfassen, wie beispielsweise das Umwickeln des Kabels 7 mit einem Material und/oder ein Anbringen von Halteteilen 15 an dem Kabel 7. Auf diese Weise lassen sich beliebige Kabelbaumstrukturen schnell und auf einfache Weise erzeugen. Eine Bearbeitung des Kabels 7 durch die Bearbeitungseinheit 12 kann auch ein Anbringen von Halteteilen 15 umfassen, wie dies beispielshaft in der 2 dargestellt ist. Dadurch wird der Einbau des fertigen Kabelbaums, zum Beispiel in einem Fahrzeug, erleichtert und Arbeitszeit eingespart.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Kabelbaumfertigung – siehe 4 – können die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 in ihrer Ausgangsposition und Endposition durch eine sogenannte Lochrasterplatte 18 fixiert sein. Die 4 zeigt dabei beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, bei der die Trägerplattenteile 3, 4, die sich in ihrer Endposition befinden, mit einer Lochrasterplatte 18 fixiert sind. Die Fixierung der Trägerplattenteile 3, 4 in ihrer Ausgangsposition mit der Lochrasterplatte 18 ist hier nicht dargestellt. Die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 sind von der Lochrasterplatte 18 durch Überwindung einer Haltekraft durch die Positioniereinheit 11 voneinander lösbar.
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Nach dem Bearbeiten der einzelnen Kabel 7 des Kabelbaums, werden die Sammelelemente 16 von den einzelnen Kabelsträngen entfernt und der Kabelbaum mit den Steckergehäusen 6 aus den Aufnahmevorrichtungen 5 entnommen. Anschließend werden die einzelnen Trägerplattenteile 3, 4 von der Positioniereinheit 11 für die Herstellung des nächsten Kabelbaums in ihre relative Ausgangsposition 8 zurückgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Trägerplatte
- 3, 4
- Trägerplattenteil
- 5
- Aufnahmevorrichtung
- 6
- Steckergehäuse
- 7
- Kabel
- 8
- Ausgangsposition
- 9
- Endposition
- 10
- Bestückungseinheit
- 11
- Positioniereinheit
- 12
- Bearbeitungseinheit
- 13
- Haltemittel
- 14
- Aufnahmeelement
- 15
- Halteteil
- 16, 17
- Sammelelement
- 18
- Lochrasterplatte
