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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums, insbesondere eines Kabelbaums, der bzw. dessen einzelne Kabel oder Kabelbündel bei der Herstellung auf oder über einer Arbeitsoberfläche angeordnet sind.
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Stand der Technik
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Kabelbäume sind aus der Praxis insbesondere auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik bekannt. Ein Kabelbaum ist eine Zusammenfassung von einzelnen Kabeln bzw. Leitungen zu Kabelbündeln. Über diese Leitungen werden in einem damit ausgerüsteten Fahrzeug Signale oder elektrische Energie übertragen. Ein solcher Kabelbaum kann verschiedene Abzweigungen, das heißt Kreuzungen von einzelnen Leitungen, und Steckverbinder zum Anbinden des Kabelbaums in einem Fahrzeug umfassen. Stellen- oder abschnittsweise werden die einzelnen Leitungen durch beispielsweise Gewebebänder, Schellen, Kabelbinder oder Schläuche zu einem Kabelstrang zusammengefasst. Häufig sind diese Kabelbäume kundenspezifisch konfiguriert, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Kabelbaumvarianten zu fertigen sind. Typischerweise kann ein komplexer Kabelbaum für ein Fahrzeug eine Form eines Doppel-H, d.i. eines Gebildes mit zwei im Wesentlichen parallelen Seitensträngen und zwei im Wesentlichen parallelen Quersträngen, welche die Seitenstränge verbinden, aufweisen. Insbesondere an den Enden der Seitenstränge, aber auch dazwischen, können Leitungen in Steckverbindern oder dergleichen enden. Derartige Kabelbäume können eine beträchtliche Ausdehnung und Gesamtmasse aufweisen.
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Üblicherweise erfolgt die Herstellung eines solchen Kabelbaums auf bzw. über einem horizontal angeordneten Baubrett. Auf diesem Baubrett sind eine Mehrzahl von aufrecht stehenden Auflagegabeln angeordnet, wobei die einzelnen Leitungen auf ihrem Weg vom Start- zum Zielsteckverbinder in die Auflagegabeln eingehängt werden, um sie darin zu einem Kabelstrang zusammenzufassen. Jede Leitung des Kabelbaums wird dabei in an dem Baubrett angebrachten Auflagegabeln eingelegt. Schließlich wird der Kabelbaum entnommen und zu einem Transportmittel gebracht. Es ist auch möglich, dass mehrere Teilkabelbäume oder Teilstränge vorgefertigt werden und dann an ein weiteres Baubrett für die Endfertigung gebracht werden. Für die Handhabung während dieser Entnahme- und Verbringtätigkeiten sind aufgrund des Gewichts und der Abmessungen oft mehrere, typischerweise bis zu vier, Arbeitskräfte erforderlich.
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Durch ständiges Aufnehmen und Ablegen des Kabelbaums oder von Teilsträngen davon können beträchtliche Mehrkosten entstehen. Auch kann die Gefahr bestehen, dass die einzelnen Abgriffe und Leitungen sich verhängen, die Stellung und/oder Position der Halteteile sich verschiebt oder Stecker beschädigt werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums bereitzustellen, welche ein verbessertes Handling ermöglichen. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums bereitzustellen, die ein einfaches bzw. kräftesparendes bzw. genaueres bzw. sicheres, insbesondere teilautomatisiertes Aufnehmen und/oder Ablegen des Kabelbaums oder Teilstrangs zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums bereitzustellen, welche unnötige und mehrmalige Zwischenschritte wie etwa Ablegen und Entnehmen von einem Transportmittel sowie den Einsatz mehrerer Arbeitskräfte zu vermeiden.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Ebenso können weitere Aufgaben aus der nachstehenden Beschreibung der Vorteile und Wirkungen von Merkmalen ersichtlich werden.
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Nach einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums vorgeschlagen, wobei der Kabelbaum bzw. einzelne Kabel oder Kabelbündel davon auf oder über einer Arbeitsoberfläche angeordnet ist bzw. sind. Die Vorrichtung weist einen Greifer auf mit: einer Basis, einem an der Basis vorgesehenen Koppelungsmittel zum Koppeln mit einer Hebevorrichtung, und wenigstens einem starren, von der Basis abragenden Finger, der zum Hintergreifen zwischen dem Kabelbaum und der Arbeitsoberfläche ausgebildet ist. Der wenigstens eine Finger weist einen ersten Abschnitt, der von der Basis abragt, und einen zweiten Abschnitt, der an den ersten Abschnitt anschließt, auf. Der Greifer ist derart ausgebildet, dass er um eine zu der Arbeitsoberfläche im Wesentlichen senkrechte Drehachse drehbar ist. Der Finger kommt durch Drehen um die Drehachse von einer ersten Position aus, in welcher der wenigstens eine Finger auf bzw. über der Arbeitsoberfläche neben einem Kabel oder Kabelbündel des Kabelbaums liegt, in eine zweite Position, in welcher der erste Abschnitt des wenigstens einen Fingers neben dem Kabel bzw. Kabelbündel des Kabelbaums liegt und zweite Abschnitt des wenigstens einen Fingers zwischen dem Kabel bzw. Kabelbündel des Kabelbaums und der Arbeitsoberfläche liegt.
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Unter einem Kabelbaum wird im Rahmen dieser Anmeldung jedwede Zusammenfassung von Kabeln und/oder Kabelbündeln zu einer ein-, zwei- oder dreidimensionalen Form verstanden. Auch ein Teilstück oder unfertiger Zwischenzustand kann als Kabelbaum im Sinne der Erfindung verstanden werden. Die Arbeitsoberfläche kann Teil eines Baubretts, einer Aufspannvorrichtung oder dergleichen sein. Der Kabelbaum bzw. seine Teile können durch Auflagegabeln oder dergleichen über der Arbeitsoberfläche gehalten werden. Die Vorrichtung kann durch den Greifer allein verkörpert sein.
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Da der Greifer zum Hintergreifen zwischen dem Kabelbaum und der Arbeitsoberfläche in oben beschriebener Weise ausgebildet ist, kann ein Kabel oder Kabelbündel des Kabelbaums durch einfaches mechanisches Drehen des Greifers sicher gegriffen werden und kann mittels einer Hebevorrichtung der Kabelstrang oder Teile davon angehoben werden. Der Greifvorgang ist insbesondere besonders einfach und doch präzise. Der Vorgang ist zumindest teilweise automatisierbar. Insbesondere ist der Hebevorgang durch die Hebevorrichtung durchführbar oder unterstützbar, sodass der Vorgang kräftesparend ist und durch eine einzige Arbeitskraft durchgeführt werden kann. Der Kabelstrang kann im Ganzen von der Arbeitsoberfläche abgehoben werden, ohne verzogen oder verwunden zu werden und ohne dass sich Teile davon verheddern oder an den Auflagegabeln hängenbleiben, wodurch der Vorgang insgesamt sicher und präzise ist.
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In einer besonders einfachen konstruktiven Ausführungsform kann der zweite Abschnitt des wenigstens einen Fingers im Wesentlichen gerade sein und sich im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse erstrecken. Daher streicht der zweite Abschnitt beim Drehen parallel über der Arbeitsoberfläche. Ebenso kann der erste Abschnitt des wenigstens einen Fingers im Wesentlichen gerade sein und im Wesentlichen rechtwinklig von der Basis abragt. Durch die geraden und rechtwinkligen Anordnungen wird auch die Handhabung besonders einfach, übersichtlich und präzise. Alternativ kann der erste Abschnitt wenigstens abschnittweise konkav gekrümmt sein, sodass das einmal gegriffene Kabel bzw. Kabelbündel stabil in einer Art Mulde zu liegen kommt. Ebenso kann der zweite Abschnitt wenigstens abschnittweise konkav gekrümmt sein, um sich einem Umriss des Kabels bzw. Kabelbündels anzupassen. Ein Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt muss nicht zwingend scharfkantig sein, sondern kann stetig sein. Insbesondere kann ein Übergangsabschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt vorgesehen sein.
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Wenn der zweite Abschnitt des wenigstens einen Fingers länger als der erste Abschnitt ist, kann das Kabel bzw. Kabelbündel besonders sicher von dem Finger gegriffen werden.
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Bevorzugt ist der Greifer so ausgebildet, dass zwei Finger vorgesehen sind. Dadurch kann das Kabel bzw. Kabelbündel noch besser und stabiler gegriffen werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die jeweiligen zweiten Abschnitte der zwei Finger im Wesentlichen parallel zueinander und von dem jeweiligen ersten Abschnitt aus gesehen, an welchen sie anschließen, entgegengesetzt orientiert sind. Auf diese Weise wirkt der Greifer in der eine Art eines Bajonett-Verschlusses: In einer ersten Stellung kann der Greifer so über ein Kabel bzw. Kabelbündel gefahren werden, dass die Finger beidseits neben dem zu greifenden Kabel bzw. Kabelbündel zu liegen kommen. Bei Drehung um 90° kommen die zweiten Abschnitte unter das zu greifenden Kabel bzw. Kabelbündel zu liegen, während die ersten Abschnitte der Finger das zu greifenden Kabel bzw. Kabelbündel weiterhin seitlich stützen bzw. absichern. Das Kabel bzw. Kabelbündel ist in Umfangsrichtung allseits umfasst und kann nicht aus dem Greifer herausfallen. Dennoch sind keinerlei aktiven Klemmbewegungen erforderlich; auch liegt das Kabel bzw. Kabelbündel locker auf und zwischen den Fingern des Greifers.
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Bevorzugt sind jeweilige von dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der zwei Finger aufgespannte Greiffingerebenen im Wesentlichen parallel zueinander.
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Wie oben dargestellt, ist die Geometrie des Greifers bevorzugt so ausgelegt, dass das zu greifende Kabel bzw. Kabelbündel sicher ergriffen wird, aber ohne es einzuklemmen. Eine lichte Weite zwischen den jeweiligen Abschnitten der Finger des Greifers ist daher bevorzugt so auszulegen, dass das dickste Kabel bzw. Kabelbündel des in Herstellung befindlichen Kabelbaums in jeder Drehposition des Greifers locker zwischen die Finger insgesamt und zwischen die zweiten Abschnitte der Finger und die Basis passt. Damit ist der Greifer flexibel an jeder denkbaren Stelle des Kabelbaums einsetzbar.
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Wenn eine lichte Weite zwischen den Greiffingerebenen einer lichten Weite zwischen den jeweiligen ersten Abschnitten der zwei Finger senkrecht zu den Greiffingerebenen und/oder einer lichten Weite zwischen den zweiten Abschnitten und der Basis entsprechen, hat das zu greifende Kabel bzw. Kabelbündel nach allen Seiten gleiche Luft. Wenn alternativ die lichte Weite zwischen den zweiten Fingern und der Basis größer als die lichte Weite zwischen den Fingern ist, besteht beim Anfahren der zu greifenden Stellen ein größerer Spielraum in Höhenrichtung und damit geringere Anforderung an die Höhengenauigkeit. Wenn die lichte Weite zwischen den Greiffingerebenen größer als die lichte Weite zwischen den jeweiligen ersten Abschnitten der zwei Finger senkrecht zu den Greiffingerebenen, wird das Kabel bzw. Kabelbündel beim Drehen des Greifers in die zweite Position enger gefasst und besteht beim Anfahren der zu greifenden Stellen ein größerer Spielraum in seitlicher Richtung und damit geringere Anforderung an die Seitengenauigkeit.
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In einer Variante kann der zweite Abschnitt zur Spitze hin abgeflacht sein, um ein Kabel bzw. Kabelbündel besser greifen zu können, das direkt auf einer Arbeitsoberfläche aufliegen.
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Die Basis kann im Wesentlichen plattenförmig sein, insbesondere rechteckig bzw. quadratisch, wobei die ersten Abschnitte jeweils von gegenüberliegenden Ecken der Basis abragen und die zweiten Abschnitte sich jeweils entlang einer Kante der Basis erstrecken. Eine plattenförmige Basis verleiht dem Greifer eine besonders gute Stabilität. Alternativ kann die Basis auch beispielsweise als Steg oder Quader oder sonstige Form ausgebildet sein. Insbesondere kann die Basis auch beispielsweise als Becher oder sonstige Form eines Gehäuses ausgebildet sein, wenn darin ein Drehantrieb oder Drehlager untergebracht ist.
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In einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung kann das Koppelungsmittel eine Gewindebohrung aufweisen, die in der Basis ausgebildet ist. Damit kann der Greifer an eine Hebevorrichtung einfach angeschraubt werden. Alternativ kann auch ein Gewindenippel, ein Kegelsitz oder sonstiger Reibsitz, ein Klemmsitz, eine Verflanschung, eine Bajonettkoppelung oder jede andere geeignete Art der Koppelung vorgesehen sein.
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Das Koppelungsmittel kann auch ein Zwischenstück aufweisen, welches mit dem Greifer und mit der Hebevorrichtung koppelbar ist. Das Zwischenstück kann auch ein Gewinde aufweisen, welches in die Gewindebohrung in der Basis geschraubt werden kann.
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Ausführung und Varianten der Koppelung zwischen Greifer und Zwischenstück bzw. zwischen Hebevorrichtung und Zwischenstück entsprechen dem vorstehend beschriebenen.
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Das Zwischenstück ist vorzugsweise länglich, wobei insbesondere die Drehachse im Wesentlichen einer Längsachse des Zwischenstücks entspricht.
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Das Zwischenstück kann einen Drehantrieb zum Drehen des Greifers um die Drehachse aufweisen oder durch einen Drehantrieb an der Hebevorrichtung gedreht werden. Alternativ kann ein Drehantrieb auch an dem Greifer ausgebildet sein. Ein Drehantrieb muss jedoch nicht zwingend vorhanden sein. Beispielsweise kann auch nur eine drehbare Lagerung vorgesehen sein, in welcher der Greifer oder das Zwischenstück manuell gedreht werden kann.
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Optional kann das Zwischenstück eine Federung und/oder Dämpfung aufweisen. Damit können Beschädigungen am Kabelstrang vermieden werden. Falls das zu greifende Kabel bzw. Kabelbündel direkt auf der Arbeitsoberfläche aufliegt, kann durch ein gefedertes bzw. gedämpftes Zwischenstück auch ein Stoß auf die Hebevorrichtung beim Anfahren an die Arbeitsoberfläche verringert werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Hebevorrichtung auf, die mit dem Greifer gekoppelt oder koppelbar ist. Es können mehrere Greifer an der Hebevorrichtung vorgesehen sein. Dabei können wenigstens zwei Greifer zum Drehen in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sein. Wenn jeweils zwei Greifer zum Drehen in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sind, können sich auch Reibungskräfte an verschiedenen Kabeln bzw. Kabelbündeln gegenseitig aufheben, sodass beim Greifen eine Verschiebung des Kabelbaums vermieden oder wenigstens verringert werden kann.
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Die Hebevorrichtung selbst kann auf vielfältige Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Hebevorrichtung einen Rahmen aufweisen, an welchem ein oder mehrere Greifer angekoppelt oder ankoppelbar ist/sind. Ferner kann die Hebevorrichtung eine Seilzugeinrichtung zum vertikalen Anheben des Rahmens aufweisen. Optional kann auch eine Verfahrvorrichtung zum Verfahren der Seilzugeinrichtung in wenigstens einer horizontalen Richtung aufweist. Alternativ kann die Hebevorrichtung einen Roboterarm und/oder Portalroboter oder dergleichen aufweisen, an welchem ein oder mehrere Greifer oder ein Rahmen mit einem oder mehreren Greifern angekoppelt oder ankoppelbar ist/sind.
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Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelbaums. Erfindungsgemäß wird ein Greifer auf oder über eine Arbeitsoberfläche, auf der ein Kabel oder Kabelbündel des Kabelbaums angeordnet ist, abgesenkt und wird der Greifer um etwa 90 Grad um eine zu der Arbeitsoberfläche im Wesentlichen senkrechte Drehachse gedreht, wobei der Greifer das Kabel oder Kabelbündel hintergreift. Das Verfahren wird vorzugsweise mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Nachdem die Merkmale des Verfahren den Merkmalen der Vorrichtung entsprechen und vorzugsweise mit dieser durchgeführt wird, sind die im Rahmen der Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen, Weiterbildungen, Abwandlungen, Optionen und Alternativen und deren Vorteile direkt oder analog auf das Verfahren anwendbar.
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Bei dem Verfahren werden vorzugsweise wenigstens zwei Greifer gleichzeitig in gleiche oder entgegengesetzte Richtungen gedreht.
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Vorzugsweise wird mit dem Verfahren ein gesamter Kabelbaum von der Arbeitsoberfläche abgehoben oder auf bzw. an dieser abgelegt. Die Ablage kann, wie es an sich bekannt ist, auf einer Reihe von Auflagegabeln, die an der Arbeitsoberfläche angebracht sind, erfolgen.
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Das Verfahren kann automatisiert oder teilautomatisiert durchgeführt werden.
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Die Angabe „im Wesentlichen“ schließt stets den genauen Wert mit ein.
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Figurenliste
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. In den Figuren ist:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Greifers gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine perspektivische Darstellung des Greifers von 1 aus einem anderen Blickwinkel;
- 3 eine rückwärtige Ansicht des Greifers von 1;
- 4 eine stirnseitige Ansicht des Greifers von 1;
- 5 eine Seitenansicht des Greifers von 1;
- 6 eine Seitenansicht eines Zwischenstücks zur Verwendung an dem Greifer von 1;
- 7 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 8 eine perspektivische Darstellung eines durch die Vorrichtung von 7 gegriffenen Kabelbaums.
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Es versteht sich, dass die Figuren rein schematisch zu verstehen sind. Obschon die Figuren dazu gedacht sind, die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Sachverhalte zu zeigen, können auch Elemente gezeigt sein, welche zur Ausführung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, nicht unabdingbar sind. Umgekehrt können Elemente, die im Bereich des Selbstverständlichen oder der geläufigen fachmännischen Umsetzung liegen oder die der Fachmann von sich aus ohne weiteres erfinderisches Zutun ergänzt, weggelassen sein, um die Darstellung nicht zu überfrachten. In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ein Ausführungsbeispiel eines Greifers 1 als Verkörperung oder Teil einer Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den 1 bis 5 gezeigt. Dabei zeigen die 1 und 2 zwei verschiedene perspektivische Ansichten, zeigt die 3 eine rückwärtige Ansicht, zeigt die 4 eine stirnseitige Ansicht und zeigt die 5 eine Seitenansicht des Greifers 1.
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Eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums weist den Greifer 1 auf. Der Greifer 1 weist gemäß der Darstellung in den 1 bis 5 eine Basis 2 und zwei von der Basis 2 abragende Finger 3 auf. Jeder Finger 3 weist einen ersten Abschnitt 4 und einen zweiten Abschnitt 5 auf. Die Abschnitte 4, 5 können auch als Schenkel bezeichnet werden. In der Basis 2 ist ein Gewindeloch 6 zur Koppelung mit einer Hebevorrichtung, die weiter unten zu beschreiben sein wird, ausgebildet.
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In dem in den 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Basis 2 die Form einer im Wesentlichen quadratischen Platte auf, ragen die ersten Abschnitte 4 der Finger 3 im Wesentlichen rechtwinklig von gegenüberliegenden Ecken der Basis 2 in gleicher Richtung parallel ab, und schließen die jeweiligen zweiten Abschnitte 5 der Finger 3 im Wesentlichen rechtwinklig an den zugehörigen ersten Abschnitt 4 an, so dass sie sich in entgegengesetzten Richtungen parallel zueinander jeweils entlang einer Kante der Basis 2 erstrecken. Wie in den 3 bis 5 deutlich ersichtlich, sind die zweiten Schenkel 4 so lang, dass sie sich über die Abmessungen der Basis 2 hinaus erstrecken.
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Der erste Abschnitt 4 und der zweite Abschnitt 5 jedes Fingers 3 bildet somit an der zu dem jeweils anderen Finger 3 weisenden Grenze eine Fingerebene (nicht näher gezeigt), die rechtwinklig zu der Basis 2 ist, und die Fingerebenen der beiden Finger 4 des Greifers 1 sind parallel zueinander. Die Fingerebenen der beiden Finger 3 definieren so eine erste lichte Weite w1 zwischen den beiden Fingern 4. Wenn zwei weitere Ebenen, die senkrecht zu der Basis 2 und senkrecht zu den Fingerebenen stehen, an den jeweiligen zueinander weisenden Flächen der ersten Abschnitte 4 gedacht werden, definieren sie eine zweite lichte Weite w2 zwischen den beiden ersten Abschnitten 4 senkrecht zu den Fingerebenen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste lichte Weite w1 und die zweite lichte Weite w2 gleich. Wenn eine weitere Ebenen an den jeweils zu der Basis 2 weisenden Grenzen der zweiten Abschnitte 5 gedacht wird, definiert sie mit der in Richtung der Fingern 3 weisenden Oberfläche der Basis 2 eine dritte lichte Weite w3, die auch als lichte Höhe bezeichnet werden kann, zwischen den beiden zweiten Abschnitten 4 und der Basis 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die dritte lichte Weite w3 größer als die erste lichte Weite w1 bzw. die zweite lichte Weite w3, was insbesondere in 5 erkennbar ist. Die zweiten Abschnitte 5 sind länger als die zweite lichte Weite w2, was durch die Darstellung einer Überlänge u in 1 kenntlich gemacht ist.
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In der Flächenmitte der Basis 2 ist ein Gewindeloch 6 ausgebildet. Das Gewindeloch 6 dient der Kopplung an eine Hebevorrichtung. Das Gewindeloch 6 definiert auch eine Drehachse, um welche der Greifer 1 drehbar ist.
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Im Betrieb wird der Greifer 1 auf oder über eine Arbeitsoberfläche, auf der ein Kabel oder Kabelbündel eines Kabelbaums angeordnet ist, abgesenkt. Dabei kommen die Finger 3 beidseits des Kabels oder Kabelbündels zu liegen, wobei die zweiten Schenkel 5 unterhalb einer Ebene des Kabels bzw. Kabelbündels und sich etwa entlang einer Erstreckungsrichtung des Kabels bzw. Kabelbündels erstrecken. Dabei ist der Greifer 1 so platziert, dass die Drehachse etwa senkrecht zu der Arbeitsoberfläche verläuft. Dann wird der Greifer 1 um etwa 90° um die Drehachse gedreht. Dabei kommen die zweiten Abschnitt 5 unter das Kabel bzw. Kabelbündel, mit anderen Worten, sie hintergreifen das Kabel bzw. Kabelbündel. Dann kann das Kabel bzw. Kabelbündel, das sicher zwischen den Fingern 3 aufgenommen ist, von der Arbeitsoberfläche abgehoben werden. Wenn mehr als ein Greifer 1 vorhanden ist, kann ein ganzer Kabelbaum an mehreren Stellen gegriffen und im Ganzen angehoben und transportiert werden.
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6 zeigt eine Seitenansicht eines Zwischenstücks 10, welches der Kopplung des Greifers 1 mit einer Hebevorrichtung dient. Obschon der Greifer 1 mittels des Gewindelochs 6 direkt an eine Hebevorrichtung gekoppelt werden kann, ist es vorteilhaft, mit einem Zwischenstück 10 einen Abstand zwischen dem Greifer 1 und der Hebevorrichtung herzustellen, da hierdurch die Handhabung einfacher und die zu greifenden Stellen zugänglicher werden können.
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Das Zwischenstück 10 ist von länglicher Gestalt und weist ein Rohrstück 11, eine Stange 12, eine Hülse 16, eine Feder 17 und eine Spannschraube 18 auf. Die Stange 12 ist teilweise in dem Rohrstück 11 verschiebbar aufgenommen und weist an dem von dem Rohrstück weg weisenden Ende einen Anschlag 13, einen Vielkant 14 und einen Gewindezapfen 15 auf. Der Gewindezapfen 15 ist an das Gewindeloch 6 des Halters (1, 1 bis 5) angepasst. Der Vielkant 14 ist zum Festziehen des Gewindezapfens 15 gegenüber dem Gewindeloch 6 des Halters 1 vorgesehen und vorzugsweise als Vierkant, Sechskant oder Achtkant ausgebildet. Die Hülse 16 ist von dem zum Rohrstück 11 hin weisenden Ende her über die Stange 12 geschoben und stützt sich an dem Anschlag 13 der Stange 12 ab. Die Feder 17 stützt sich wiederum zwischen der Hülse 16 und dem Rohrstück 11 ab. Die Spannschraube 18 ist von dem von der Stange 12 weg weisenden Ende in das Rohrstück geführt und in einem Innengewinde (nicht näher dargestellt) der Stange 12 eingeschraubt, sodass mittels der Spannschraube 18 die Stange 12 gegen die Federwirkung der Feder 17 mit dem Rohrstück 11 verspannt werden kann. Auch ist mittels der Spannschraube 18 eine Verschraubung mit einer Hebevorrichtung möglich.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Kabelbaums 20.
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Ein Arbeitstisch weist eine gelochte Platte 30, die auch als Baubrett bezeichnet wird, auf. Die Platte 30 weist eine Arbeitsoberfläche 31 auf. In Löchern der Platte 30 sind mehrere Auflagegabeln 32 angeordnet, die von der Arbeitsoberfläche abragen. Der Kabelbaum ruht in den Auflagegabeln 32.
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Eine Hebevorrichtung 40 weist einen Rahmen 50, eine Seilzugeinrichtung 60 und eine Verfahrvorrichtung 70 auf.
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Der Rahmen 50 trägt über vier Zwischenstücke 10 vier Greifer 1. Die Greifer 1 sind gemäß dem in 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die Zwischenstücke 10 können gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein und ragen von dem Rahmen 50 aus nach unten in Richtung des auf dem Arbeitstisch angeordneten Kabelbaums 20. Einzelheiten der Zwischenstücke 10 sind zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen. Es ist anzumerken, dass die Zwischenstücke 10 in dem Rahmen 50 so befestigt sind, dass sie um ihre Längsachse drehbar sind. Die Greifer 1 sind fest mit den Zwischenstücken 10 verbunden.
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An seiner Oberseite, also der von dem Arbeitstisch weg weisenden Seite, weist der Rahmen 50 vier Ringösen 51 auf, die als Aufhängungspunkte zur Koppelung mit der Seilzugeinrichtung 60 dienen.
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Die Seilzugeinrichtung 60 weist vier Seilrollen 61 auf. Auf jeder Seilrolle 61 ist ein Seil 62 aufgewickelt. Die Seilrollen 61 sind über eine nicht näher dargestellte Steuervorrichtung so steuerbar, dass sie ihre Seile 62 gemeinsam oder einzeln auf- und abwickeln können. An einem freien Ende der Seile 62 ist jeweils ein Karabiner 63 angebracht, der mit einer der Ringösen 51 des Rahmens 50 gekoppelt ist.
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Die Verfahrvorrichtung 70 weist zwei an Querträgern 80 befestigte Schienen 71 auf. Die Querträger 80 können beispielsweise Deckenbalken einer Werkhalle oder dergleichen sein. In jeder Schiene laufen zwei Laufkatzen 72, die jeweils mit einer der Seilrollen 61 der Seilzugeinrichtung 60 gekoppelt sind. Es sei erwähnt, dass in der Figur nur ein kurzer Abschnitt der Schienen 71 gezeigt ist und sich die Schienen 71 über eine beträchtliche Strecke innerhalb einer Werkhalle oder dergleichen erstrecken können.
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Die Laufkatzen 72 sind in diesem Ausführungsbeispiel frei in den Schienen 71 beweglich, sodass der Rahmen 50 als Ganzes manuell in Richtung der Schienen 71 hin und her geschoben werden kann. Alternativ können die Laufkatzen 72 über eine nicht näher dargestellte Steuervorrichtung und Antriebe so steuerbar sein, dass sie selbsttätig in den Schienen 71 fahren. Eine Steuervorrichtung kann beispielsweise einen Handsteuerteil aufweisen, das an einem Kabel von oben herabhängt und Bedienelemente zur Steuerung der einzelnen oder gemeinsamen Bewegungen der Laufkatzen 72 aufweist, wobei das Kabel zu den Antrieben oder einem Steuergerät führt.
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8 zeigt als Einzelheit den mittels der Greifer 1 in 7 aufgenommenen Kabelbaum 20. Der Kabelbaum mehrere einzelne Kabel und Kabelbündel auf, wobei einzelne oder mehrere Kabel jeweils in Steckern oder dergleichen enden. Dies entspricht dem Üblichen und muss hier nicht weiter detailliert werden. Wie in 8 gesehen, wird der Kabelbaum 20 von hier vier Greifern sicher gegriffen und kann somit insgesamt innerhalb der Werkhalle oder dergleichen transportiert werden, ohne auf einem Transportmittel wie etwa einem Wagen oder dergleichen abgelegt zu werden.
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Das in den 1-5 gezeigte und oben beschriebene Ausführungsbeispiel des Greifers 1 ist vielfältig abwandelbar.
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Beispielsweise kann statt einer plattenförmigen Basis 2 eine balkenförmige Basis vorgesehen sein, welche die beiden Finger 3 verbindet.
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Die ersten Abschnitte 4 der Finger 3 können gekrümmt sein oder, falls gerade, schräg (also in einem anderen als rechten Winkel) von der Basis 2 abragen. Die ersten Abschnitte 4 sind in diesem Fall nicht notwendigerweise parallel. Die hintergreifenden zweiten Abschnitte 5 der beiden Finger 3 müssen ebenfalls nicht notwendigerweise parallel zueinander sein. Wesentlich ist im Sinne der Erfindung nur, dass ein Kabel oder Kabelbündel mit den Fingern 3 sicher gegriffen werden kann. Sofern vorstehend auf Abstände zwischen Fingern, Abschnitten und der Basis gesprochen wird, ist dies bei unparallelen und/oder nichtgeraden Abschnitten auf einen mittleren oder sonst charakteristischen Abstand zu beziehen.
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Anstelle der einen zentralen Gewindebohrung 6 können mehrere Flanschlöcher vorgesehen sein, mit welchen der Greifer 1 an eine Hebevorrichtung gekoppelt werden kann. Die Drehachse muss dabei nicht einem der Flansch- oder Gewindelöcher entsprechen; wesentlich ist nur, dass die Drehachse mittig und im Einsatz in etwa senkrecht zu einer Aufnahmeebene (also einer durch die Aufnahmepunkte der zweiten Abschnitte 5 bestimmten Ebene) zwischen den zwei Fingern 3 verläuft. Bei parallelen ersten Abschnitten 4, wie es im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, soll die Drehachse in etwa parallel zu und mittig zwischen den ersten Abschnitten 4 der zwei Finger 3 verlaufen.
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Falls die Arbeitsoberfläche 21 vertikal oder schräg steht, kann es je nach weiterer Handhabung ausreichend sein, wenn nur ein Finger 3 vorhanden ist, mit welchem das Kabel oder Kabelbündel wie mit einem Haken aufgenommen werden kann.
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Auch das in den 7 und 8 gezeigte und oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Herstellung eines Kabels oder Kabelbaums ist vielfältig abwandelbar.
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Beispielsweise ist die Anzahl der mit dem Rahmen 50 gekoppelten Greifer 1 und Zwischenstücke 10 nicht auf vier begrenzt, sondern kann nach Anforderung gewählt werden. Die Zwischenstücke 10 müssen nicht alle gleich lang sein. Sie können unterschiedliche Längen aufweisen, um mit einer einzigen Hubbewegung des Rahmens 50 alle Greifpunkte des Kabelbaums 20 anfahren zu können, auch wenn diese nicht in einer Ebene liegen.
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Jeweils zwei der Greifer 1 können eine zueinander umgekehrte Anordnung der Finger und damit umgekehrte Drehrichtung aufweisen, um unerwünschte Verschiebungen des Kabelbaums 20, die durch Reibungseffekte beim Drehen der Greifer 1 hervorgerufen werden könnten, wenigstens teilweise zu kompensieren.
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Die Querschnitte der Finger 3 sind in der Figur im Wesentlichen quadratisch dargestellt. Dies ist nicht zwingend erforderlich. Vielmehr können die Finger einen rechteckigen, gerundeten, runden, elliptischen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt kann über die Länge der Finger 3 veränderlich sein. Insbesondere können die zweiten Abschnitte 5 zum Ende hin derart abgeflacht sein, dass es bei Drehung des Greifers 1 besser unter ein auf der Arbeitsoberfläche 31 direkt aufliegendes Kabel oder Kabelbündel rutscht.
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Die Greifer 1 können zur Schonung des Kabelmaterials an ihren Fingern mit einem Gewebe umwickelt oder einem Schaum oder dergleichen überzogen sein.
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Es ist nicht zwingend, dass die Zwischenstücke 10 an dem Rahmen 50 drehbar und die Greifer 1 fest mit den Zwischenstücken 10 verbunden sind. Es können auch die Zwischenstücke 10 fest mit dem Rahmen 50 verbunden sein und die Greifer 1 bezüglich der Zwischenstücke 10 drehbar sein.
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Die Zwischenstücke 10 können auch einfacher als in 6 gezeigt gestaltet sein. Sie können insbesondere ungefedert und beispielsweise als einfache Gewindestangen ausgeführt sein.
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Um eine unerwünschte Verdrehung der Greifer 1 zu vermeiden, können Endpositionen der Drehung gesichert oder sicherbar sein, etwa durch Riegel oder gefederte Rastelemente, oder die Drehung kann einer vorbestimmten Hemmung, etwa durch Reibung, unterliegen.
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Es können auch Drehantriebe für die Greifer 1 vorgesehen sein. Diese können jeweils am Greifer 1, am Zwischenstück 10 oder am Rahmen vorgesehen sein. Diese Drehantriebe können durch die gleiche Steuervorrichtung steuerbar sein wie die Seilzugeinrichtung 60 und/oder die Verfahrvorrichtung 70.
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Ein Abstand zwischen den Laufkatzen 72 kann etwa durch ein geeignetes, festes oder verstellbares und feststellbares Rahmenwerk festgelegt sein. Auch können die Laufkatzen 72 in unterschiedlichen Schienen 71 verbunden sein. Damit kann die Bewegung des Rahmens 50 besser kontrolliert werden, wenn die Laufkatzen 72 an sich frei beweglich sind.
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Die Schienen 71 können ihrerseits an den Querträgern 80 oder daran befestigten Schienen quer zu ihrer eigenen Längsrichtung gelagert und frei manuell oder motorisch automatisiert oder halbautomatisch verfahrbar sein. Wenn die Querträger 80 beispielsweise Doppel-T-Träger sind, kann durch eine geglättete Ausbildung wenigstens randseitiger Flächen des unteren Querschenkel des Doppel-T-Trägers eine Lauffläche für einen Rollenwagen bereitgestellt werden, an welchem eine Schiene 71 befestigt ist. Dabei kann ein Abstand zwischen den Schienen 71 etwa durch ein geeignetes, festes oder verstellbares und feststellbares Rahmenwerk festgelegt sein. So kann eine x-y-Bewegungseinheit gebildet werden, mittels welcher der Rahmen 50 innerhalb des Bereichs, den die x-y-Bewegungseinheit abdeckt, an jeden Punkt in der Werkhalle oder dergleichen gefahren werden kann.
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Um eine bessere Zugänglichkeit in der Mitte des Kabelbaums 20 zu erreichen, kann die Arbeitsoberfläche 31 auch schräg oder vertikal angeordnet sein. In diesem Fall können die Seilrollen 61 so angesteuert werden, dass durch unterschiedliche Seillängen der Rahmen 50 schräg oder nahezu vertikal steht. Wenn Ringösen 51 an den seitlichen Flächen des Rahmens 50 vorgesehen sind, kann der Rahmen 50 auch vertikal aufhängbar sein.
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Die Hebevorrichtung 40 kann in einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel als Roboter oder Teil eines Roboters ausgebildet sein. Beispielsweise können an einem Portalroboter mehrere Roboterarme angeordnet sein, die jeweils einen Greifer 1 tragen und beliebige Angreifpunkte an dem Kabelbaum 20 anfahren können. Alternativ kann ein einziger Roboterarm einen Rahmen in der Art des in 7 gezeigten Rahmens 50 mit mehreren daran angebrachten Greifern 1, ggf. über jeweilige Zwischenstücke 10, aufweisen.
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Die unter Bezug auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung können auch bei anderen Ausführungsformen, Abwandlungen und Varianten der Erfindung vorhanden sein, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Beispielsweise kann auch eine Basis, die anstelle der quadratischen Platte die Form eines diagonalen Stegs, der die beiden Finger 3 verbindet, aufweist, eine Gewindebohrung 6 zur Koppelung mit einer Hebeeinrichtung aufweisen. Oder es kann eine Hebeeinrichtung, die einen Roboterarm oder Portalroboter anstelle einer Seilzugeinrichtung aufweist, entweder direkt mit einem einzelnen Greifer oder mit einem Rahmen, der mehrere Greifer trägt, gekoppelt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Greifer
- 2
- Basis
- 3
- Finger
- 4
- erster Abschnitt (Schenkel)
- 5
- zweiter Abschnitt (Schenkel)
- 6
- Koppelungsmittel (Gewindeloch)
- 10
- Zwischenstück
- 11
- Rohrstück
- 12
- Stange
- 13
- Anschlag
- 14
- Vielkant
- 15
- Gewindezapfen
- 16
- Abstandshülse
- 17
- Feder
- 18
- Spannschraube
- 20
- Kabelbaum
- 30
- Arbeitstisch
- 31
- Arbeitsoberfläche
- 32
- Auflagegabel
- 40
- Hebevorrichtung
- 50
- Rahmen
- 51
- Ringschraube
- 60
- Seilzugeinrichtung
- 61
- Seilrolle
- 62
- Seil
- 63
- Karabiner
- 70
- Verfahrvorrichtung
- 71
- Schiene
- 72
- Laufkatze
- 80
- Querträger
- w1, w2
- lichte Weite zwischen den ersten Schenkeln in zwei Raumrichtungen parallel zur Basis
- w3
- lichte Weite zwischen zweitem Schenkel und Basis
- u
- Überlänge der zweiten Schenkel
