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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung ausgebildet zum Auftragen einer aushärtbaren Masse auf ein Leitungsbündel aus mehreren Leitungen zur Ausbildung einer das Leitungsbündel zumindest lokal umgebenden Umhüllung und aufweisend einen Auftragungskopf. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen einer aushärtbaren Masse.
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Vorrichtungen zur Herstellung von Kabelsätzen sind dem Fachmann prinzipiell bekannt und Beispiele hierfür sind unter anderem aus der
EP 2 681 981 B1 , aus der
US 2018 / 0 047 482 A1 und aus der
JP 2014 -
116 120 A zu entnehmen.
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Das hier beschriebene Verfahren sowie die Vorrichtung dienen beispielsweise zur Herstellung eines vorkonfektionierten Kabelsatzes umfassend ein mit einem Bündelungselement versehenes Leitungsbündel aus einer Anzahl einzelner Leitungen, wie er beispielsweise in der
DE 10 2004 023 334 A1 beschrieben ist.
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Im Rahmen der Herstellung von vorkonfektionierten Kabelsätzen beispielweise für den Kraftfahrzeugbereich werden häufig einzelne Leitungen zu Leitungsbündeln zusammengefasst. Hierdurch lässt sich unter anderem der Einbau oder die Montage eines entsprechenden vorkonfektionierten Kabelsatzes vereinfachen, da statt vieler einzelner Leitungen lediglich wenige Leitungsbündel verlegt oder verbaut werden müssen. Auch wird durch das Bündeln, je nach Methode, eine gewisse Formstabilität erreicht, die gewünscht sein kann, um beispielsweise sicherzustellen, dass die Leitungen nach einem Einbau in ein Kraftfahrzeug bestimmte Stellen im Kraftfahrzeug nicht berühren. Außerdem lässt sich durch die Bündelung der vorhandene Bauraum insbesondere in einem Kraftfahrzeug besser ausnutzen.
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Die entsprechend zusammengefasten Leitungen werden dabei typischerweise mit Hilfe von Bandierungen als Bündel zusammengehalten, wobei die Bandierungen in der Regel dadurch ausgebildet werden, dass die entsprechenden Leitungen mit einem Kunststoff- oder Textil-Klebeband umwickelt werden. Alternativ wird ein Zusammenhalt der einzelnen Leitungen des Leitungsbündels mit Hilfe sogenannter Wellrohre erzielt, die als vorgefertigte Bauteile vorliegen und in die die Leitungen eingefädelt oder beispielsweise durch einen Schlitz oder eine andere Öffnung eingeführt werden. Zudem ist es bekannt, die zusammengefassten Leitungen mit einer Ummantelung zu versehen, also zum Beispiel mit Kunststoff zu umspritzen. In einigen Fällen werden auch Bandierungen, Wellrohre und Ummantelungen in Kombination eingesetzt, beispielweise dann, wenn mehrere ausgebildete Leitungsbündel in einem weiteren Prozessschritt zu einer noch größeren Einheit, also einem noch größeren Leitungsbündel mit noch mehr Leitungen, zusammengefasst werden sollen.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Methoden ist der Umstand, dass insbesondere das Bandieren oder das Einführen der Leitungen in entsprechende Wellrohre in der Regel manuell erfolgen muss, da entsprechende Arbeitsschritte nicht ohne Weiteres zu automatisieren sind. Eine entsprechende Automatisierung wäre jedoch wünschenswert, da hierdurch unter anderem die Herstellungskosten für entsprechende Kabelsätze reduziert werden können. Dies wurde bereits in der
DE 10 2014 216 761 A1 dargelegt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhaft ausgebildete Vorrichtung zum Auftragen einer aushärtbaren Masse anzugeben sowie ein vorteilhaftes Verfahren zum Auftragen einer aushärtbaren Masse.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf die Vorrichtung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren übertragbar und umgekehrt.
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Eine entsprechende Vorrichtung ist dabei ausgebildet zum Auftragen einer aushärtbaren Masse auf ein Leitungsbündel aus mehreren Leitungen zum Zwecke der Ausbildung einer das Leitungsbündel zumindest lokal umgebenden Umhüllung, insbesondere einer Umhüllung nach Art eines eingangs genannten Bündelungselements. Hierbei ist das Leitungsbündel beispielsweise Teil eines Kabelsatzes für ein Kraftfahrzeug, welcher typischerweise vorgefertigt und nachfolgend als vorgefertigte Bausatz oder eben als vorgefertigter Kabelsatz verbaut wird, um zum Beispiel ein Bordnetz in einem Kraftfahrzeug auszubilden. Weiter handelt es sich bei den Leitungen üblicherweise um Leiter mit einer Isolierung, also beispielsweise Adern, oder andere Leitungen mit einem Isoliermantel, sodass typischerweise jede Leitung einen Isoliermantel aufweist.
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Die aushärtbare Masse wiederum weist bevorzugt Fasern und ein insbesondere flüssiges Bindemittel auf und dementsprechend handelt es sich bei der aushärtbaren Masse bevorzugt um eine Suspension, zumindest zum Zeitpunkt der Auftragung auf das Leitungsbündel. Nach erfolgter Auftragung härtet die aushärtbare Masse vollständig aus und bildet nachfolgend eine das Leitungsbündel zumindest lokal umgebende Umhüllung aus. Diese Umhüllung fungiert je nach Anwendungszweck beispielsweise als zusätzliche elektrische Isolierung, als Versteifungselement, als mechanischer Schutzmantel und/oder als Bündelungselement, welches die Leitungen des Leitungsbündels lokal oder über einen Abschnitt hinweg bündelt und zusammenhält. Insbesondere wenn die mittels der aushärtbaren Masse hergestellte Umhüllung ein Bündelungselement ausbildet, so ersetzt oder ergänzt die Umhüllung bevorzugt ein klassisches Bündelungselement für ein Leitungsbündel, also beispielsweise einen Kabelbinder, eine Umschäumung oder eine Bandagierung.
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Durch eine geeignete Wahl oder Vorgabe der Zusammensetzung der aushärtbaren Masse sowie deren Eigenschaften zum Zeitpunkt der Auftragung lassen sich dabei nicht nur Leitungsbündel mit einer entsprechenden Umhüllung versehen, die einen in guter Näherung runden Querschnitt aufweisen, sondern auch Leitungsbündel mit einem deutlich davon abweichenden Querschnitt. Nichtsdestotrotz erfolgt die Auftragung der aushärtbaren Masse bevorzugt auf Leitungsbündel mit einem in guter Näherung runden Querschnitt.
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Um nun eine entsprechende aushärtbare Masse auf ein Leitungsbündel aufzutragen wird erfindungsgemäß die zuvor bereits genannte Vorrichtung genutzt, welche bevorzugt als automatisierte oder zumindest teilautomatisierte Vorrichtung ausgebildet ist und hierfür typischerweise eine Steuer-und Auswerteeinheit aufweist, die zudem bevorzugt programmierbar ist. Teil der Vorrichtung ist dabei ein Auftragungskopf, welcher zwei Arme aufweist, die in einem Basisarbeitsmodus derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass zwischen beiden Armen ein Freiraum oder Arbeitsraum zur Durchführung des Leitungsbündels entlang einer Basisarbeitsachse ausgebildet ist.
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Hierbei weist jeder Arm einen integrierten Zuführkanal für die aushärtbarer Masse und gegebenenfalls für andere Medien auf sowie zumindest einen Finger, wobei der Finger im Basisarbeitsmodus quer oder senkrecht zur Basisarbeitsachse ausgerichtet ist und dabei auf die Basisarbeitsachse zeigend ausgerichtet ist. Ein jeder Finger ist dabei an einem Freiende des zugehörigen Arms angeordnet und zudem ist jeder Finger mit dem integrierten Zuführkanal des zugehörigen Arms verbunden, sodass aushärtbare Masse oder gegebenenfalls ein anderes Medium über den integrierten Zuführkanal in jeden Finger förderbar ist. Darüber hinaus weist jeder Finger eine rotierbar gehaltene Auftragungswalze zum Aufwalzen von aushärtbarer Masse auf das Leitungsbündel auf.
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Wird also im Betrieb aushärtbare Masse über die Arme des Auftragungskopfes hin zu den Fingern gefördert und zudem das Leitungsbündel relativ zum Auftragungskopf entlang der Basisarbeitsachse bewegt, so wird mithilfe der Auftragungswalzen aushärtbare Masse auf das Leitungsbündel aufgewalzt und auf diese Weise aufgetragen. Ob hierbei bezogen auf das Erdsystem der Auftragungskopf oder das Leitungsbündel oder beide bewegt werden, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab sowie typischerweise von der Geometrie des Leitungsbündels und/oder der Geometrie der auszubildenden Umhüllung.
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In vorteilhafter Weiterbildung bildet jeder Finger ein mit dem integrierten Zuführkanal des zugehörigen Arms verbundenes und insbesondere konisch zulaufendes Zuführkanal-Endstück mit einer endseitigen, insbesondere schlitzartigen Austrittsdüse für aushärtbare Masse und gegebenenfalls weitere Medien aus. In diesem Fall ist dann eine jede Auftragungswalze mittels einer Halterung vor einer entsprechenden Austrittsdüse rotierbar gehalten, sodass in einen Finger geförderte aushärtbare Masse zunächst aus der Austrittsdüse des entsprechenden Fingers austritt, hierdurch auf die Auftragungswalze aufgetragen und schließlich mittels der Auftragungswalze auf dem Leitungsbündel durch Walzen abgestriffen wird.
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Einer alternativen Ausführungsvariante entsprechend gelangt die aushärtbare Masse nicht über Austrittsdüsen von außen auf die Auftragungswalzen, sondern stattdessen zunächst in einen Innenraum in einer jeden Auftragungswalze und von dort über umfangseitige Austrittsöffnungen nach außen. In beiden Fällen ist es dabei Ziel, aushärtbare Masse auf eine beispielsweise zylindermantelförmige Oberseite der Auftragungswalze zu fördern, um auf diese Weise quasi die Außenseite der Auftragungswalze mit aushärtbarer Masse zu benetzen, sodass diese dann quasi wie mit einer Farbrolle auf das Leitungsbündel übertragen werden kann und wird.
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Von Vorteil ist es weiter, wenn zumindest einer der beiden Arme mehrere Finger aufweist und zwar insbesondere mehrere Finger der zuvor beschriebenen Art. Dabei beträgt die Anzahl der Finger bevorzugt 3 bis 5 und weiter bevorzugt weisen beide Arme des Auftragungskopfes gleich viele Finger auf. Zudem sind unabhängig von der Anzahl der Finger bevorzugt alle Finger zumindest im Basisarbeitsmodus jeweils auf die Basisarbeitsachse zeigend ausgerichtet und dabei insbesondere in einer Umfangsrichtung um die Basisarbeitsachse herum verteilt angeordnet, beispielsweise nach Art einer Gleichteilung. Bei einer größeren Anzahl Finger erinnert die Anordnung und Ausrichtung der Finger relativ zur Basisarbeitsachse dann typischerweise der Anordnung und Ausrichtung von Speichen eines einfachen Rades zur Nabe des Rades.
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Günstig ist weiter eine Ausführung, bei der jeder Arm ein bogenförmiges oder kreisbogenförmiges Segment aufweist, an dem bevorzugt alle Finger des entsprechenden Armes angeordnet oder angefordert sind. In einigen Fällen ist ein entsprechendes bogenförmiges oder kreisbogenförmiges Segment ergänzt durch ein gerades Segment, welches bevorzugt mit einem Anschluss der Vorrichtung verbunden ist. In einem solchen Fall sind dann also typischerweise die beiden Arme des Auftragungskopf quasi unabhängig voneinander mit dem Anschluss verbunden und infolgedessen bevorzugt einzelnen austauschbar oder auswechselbar.
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Für einige Anwendungszwecke weist die Vorrichtung des weiteren zwei Auftragungsköpfe, insbesondere zwei Auftragungsköpfe der zuvor beschriebenen Art, auf, wobei die beiden Auftragungsköpfe im Basisarbeitsmodus in Richtung der Basisarbeitsachse gesehen aufeinanderfolgend angeordnet sind, sodass im Basisarbeitsmodus bei einer Relativbewegung des Leitungsbündels relativ zur Vorrichtung ein Abschnitt des Leitungsbündels zur Ausbildung einer einzigen Umhüllung derart mit aushärtbarer Masse beaufschlagt wird, dass aushärtbare Masse zunächst mit einem der beiden Auftragungsköpfe auf den entsprechenden Abschnitt aufgewalzt wird und nachfolgend aushärtbare Masse mit dem anderen der beiden Auftragungsköpfe auf den entsprechenden Abschnitt aufgewalzt wird. Auf diese Weise lassen sich dann beispielsweise mehrere Lagen aus aushärtbarer Masse auftragen oder aufwalzen und/oder es lässt sich auf diese Weise sicherstellen, dass die Umhüllung sich über den gesamten Umfang des Leitungsbündels hinweg erstreckt.
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Dabei gilt es zu bedenken, dass bei einer einfachen Anordnung mehrerer Finger um die Basisarbeitsachse herum in Umfangsrichtung um die Basisarbeitsachse herum gesehen zwischen den Auftragungswalzen der Finger Lücken verbleiben können, sodass in den zugehörigen Winkelsegmenten des Umfangs mit den entsprechenden Auftragungswalzen alleine keine aushärtbare Masse auf das Leitungsbündel aufgetragen wird. Um nun entsprechende Lücken bei der Auftragung von aushärtbarer Masse zu vermeiden, werden quasi zusätzliche Auftragungswalzen eingesetzt, die in Richtung der Basisarbeitsachse versetzt zu den übrigen Auftragungswalzen angeordnet sind und die typischerweise auch in Umfangsrichtung versetzt zu den übrigen Auftragungswalzen angeordnet sind, sodass die zusätzlichen Auftragungswalzen quasi auf der Höhe der Lücken der übrigen Auftragungswalzen angeordnet sind, wodurch dann schließlich eine vollumfängliche Auftragung von aushärtbarer Masse ermöglicht ist und im Betrieb eine Umhüllung geschaffen wird, die sich über den gesamten Umfang des Leitungsbündels erstreckt.
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Die zusätzlichen Auftragungswalzen sind dabei gemäß einer Ausführungsvariante Teil des zuvor beschriebenen zweiten Auftragungskopfes, der bevorzugt im Wesentlichen identisch ausgestaltet ist wie der erste Auftragungskopf. Alternativ sind die zusätzlichen Auftragungswalzen Teil des ersten oder einzigen Auftragungskopfes und in diesem Fall weist dann zumindest einer der beiden Arme dieses Auftragungskopfes zumindest zwei Finger und somit zwei Auftragungswalzen auf, die im Basisarbeitsmodus in Richtung der Basisarbeitsachse versetzt zueinander sind. Auch in diesem Fall sind die entsprechenden Auftragungswalzen dabei bevorzugt zudem in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
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Unabhängig davon, ob die zusätzlichen Auftragungswalzen Teil eines zweiten Auftragungskopfes sind oder Teil desselben Auftragungskopfes wie die übrigen Auftragungswalzen, ist der Versatz zwischen den zusätzlichen Auftragungswalzen und den übrigen Auftragungswalzen in Richtung der Basisarbeitsachse sowie der Versatz zwischen den entsprechenden Auftragungswalzen in Umfangsrichtung typischerweise abhängig von der Anzahl der eingesetzten Auftragungswalzen der Vorrichtung, der Länge der eingesetzten Auftragungswalzen, der Geometrie der eingesetzten Auftragungswalzen sowie der Geometrie des Leitungsbündels, also insbesondere der Querschnittsform des Leitungsbündels.
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Die Auftragungswalzen der Finger sind außerdem bevorzugt elastisch kompressibei und/oder weisen eine an die Querschnittsform des Leitungsbündels angepasste Oberflächenkrümmung auf. Ziel ist es dabei mit einer jeden Auftragungswalze aushärtbare Masse möglichst gleichmäßig über einen Umfangsbereich oder einen Umfangsabschnitt hinweg auf das Leitungsbündel aufzutragen und insbesondere aufzuwalzen, sodass schließlich in der Summe mithilfe aller eingesetzten Auftragungswalzen eine das Leitungsbündel zumindest lokal umgebende Umhüllung realisierbar ist, die über den gesamten Umfang des Leitungsbündels hinweg eine in guter Näherung einheitliche Stärke oder Dicke aufweist.
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Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es dann weiter von Vorteil, wenn die Auftragungswalzen der Finger einen schwammartigen Außenmantel aufweisen, ähnlich wie bei manchen Ausführungsvarianten von Farbrollen, die zum Streichen von Wänden oder Fassaden ausgebildet sind.
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Je nach Anwendungszweck ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Auftragungswalzen der Finger in zumindest einem Betriebsmodus, beispielsweise dem Basisbetriebsmodus, mit einem Anpressdruck zwischen 1 und 4 bar an dem Leitungsbündel anliegen für das Aufwalzen der aushärtbaren Masse. Dabei wird der Wert für den Anpressdruck bevorzugt in Abhängigkeit der Eigenschaften der aushärtbaren Masse zum Zeitpunkt der Auftragung gewählt, also zum Beispiel in Abhängigkeit der Viskosität der aushärtbaren Masse zum Zeitpunkt der Auftragung auf das Leitungsbündel.
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Zusätzlich zum Auftragungskopf oder den beiden Auftragungsköpfen weist die Vorrichtung typischerweise eine Rumpfeinheit auf. Teil dieser Rumpfeinheit ist dann üblicherweise ein Anschluss, also insbesondere der zuvor beschriebene Anschluss, wobei der Auftragungskopf dann über den Anschluss mit der Rumpfeinheit verbundenen ist und zwar insbesondere reversibel lösbar und somit austauschbar oder auswechselbar.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist die Vorrichtung dann zudem eingerichtet, um in zumindest einem Betriebsmodus, insbesondere dem Basisbetriebsmodus, aushärtbare Masse aus der Rumpfeinheit über den Anschluss in die integrierten Zuführkanäle der Arme zu fördern, wobei hierfür beispielsweise in der Rumpfeinheit ein Vorratsbehälter für aushärtbarer Masse vorhanden ist.
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Vorteilhaft ist dabei insbesondere eine Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der diese eingerichtet ist, in zumindest einem Betriebsmodus, also insbesondere dem Basisbetriebsmodus, aushärtbare Masse in einem teiloffenen oder nicht vollständig geschlossenen Umwälz-Kreislauf zu führen, also zum Beispiel von dem zuvor genannten Vorratsbehälter hin zum Anschluss oder hin zu den Armen des Auftragungskopfes und von dort zurück zum Vorratsbehälter. Die aushärtbare Masse wird dann bevorzugt in dem entsprechenden Betriebsmodus permanent umgewälzt, wobei jedoch ein Teil der aushärtbaren Masse aus dem Umwälz-Kreislauf ausgestoßen wird und letztenendes über die eingesetzten Auftragungswalzen auf das Leitungsbündel aufgewalzt wird. Dabei wird der Ausstoß von aushärtbarer Masse aus dem Umwälz-Kreislauf beispielsweise über ein ansteuerbares Ventil geregelt. Auf diese Weise ist dann bevorzugt ein schaltbarer Umwälz -Kreislauf realisiert, bei dem zwischen einem Betrieb als teiloffener Umwälz-Kreislauf und einem Betrieb als geschlossener Umwälz-Kreislauf hin- und her geschaltet werden kann.
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Unabhängig von der genauen Ausgestaltung des Umwälz-Kreislaufs ist hierbei für den Systemdruck im Umwälz-Kreislauf bevorzugt einen Wert im Bereich zwischen 5 und 140 bar vorgesehen, wobei der Wert für den Systemdruck zweckdienlicherweise von den Eigenschaften der aushärtbaren Masse abhängt, also beispielsweise von der Viskosität der aushärtbaren Masse im Umwälz-Kreislauf.
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Von Vorteil ist des Weiteren eine Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der diese derart eingerichtet ist, dass zumindest einer der beiden Arme über den Anschluss um eine Rotationsachse rotierbar ist, und zwar insbesondere automatisiert mittels der zuvor genannten Steuer-in Auswerteeinheit. In vorteilhafter Weiterbildung sind dann beide Arme des Auftragungskopfes insbesondere unabhängig voneinander jeweils um eine zugehörige Rotationsachse drehbar oder rotierbar, wobei die beiden zugehörigen Rotationsachsen typischerweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Zudem ist üblicherweise eine jede Rotationsachse im Basisarbeitsmodus quer zur Basisarbeitsachse ausgerichtet.
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Zur Realisierung der Rotierbarkeit weist der Anschluss der Vorrichtung dann beispielsweise zumindest einen Drehteller auf, der um die entsprechende Rotationsachse drehbar ist. Ist weiter für beide Arme des Auftragungskopfes eine Rotierbarkeit vorgesehen, so weist der Anschluss weiter bevorzugt einen Drehteller für jeden Arm auf, wobei die beiden Drehteller typischerweise räumlich voneinander getrennt an einer gemeinsamen Außenseite des Anschlusses angeordnet sind. Einer Ausführungsvariante entsprechend ist dabei ein jeder Arm in einem Randbereich des zugehörigen Drehtellers und somit radial versetzt zur Rotationsachse des entsprechenden Drehtellers mit den Drehteller verbunden.
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Alternativ oder ergänzend hierzu ist die Vorrichtung bevorzugt derart eingerichtet, dass zumindest einer der beiden Arme über den Anschluss linear verschiebbar ist und zwar insbesondere automatisiert mittels der zuvor genannten Steuer- und Auswerteeinheit. In vorteilhafter Weiterbildung sind dann beide Arme des Auftragungskopfes insbesondere unabhängig voneinander entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse verfahrbar oder verschiebbar. Jene Verschiebeachse ist dabei bevorzugt quer zur Rotationsachse oder den Rotationsachsen ausgerichtet und im Basisbetriebsmodus zudem bevorzugt quer zur Basisarbeitsachse. Mithilfe dieser linearen Verschiebbarkeit sind dann insbesondere beide Arme aufeinander zu und voneinander weg bewegbar.
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Mit einer entsprechenden Bewegbarkeit zumindest eines der beiden Arme werden dabei verschiedene Ziele verfolgt. So ist es auf diese Weise zum Beispiel möglich, den entsprechenden Arm eines Auftragungskopfes in eine günstige Position und/oder Ausrichtung zu verbringen, die das Austauschen des Auftragungskopfes oder eines einzelnen Armes erleichtert. Alternativ oder ergänzend hierzu dient die Bewegbarkeit dazu, eine Auftragen von aushärtbarer Masse auf das Leitungsbündel zur Ausbildung einer das Leitungsbündel zumindest lokal umgebenden Umhüllung auch dann zu ermöglichen, wenn das Leitungsbündel eine komplexere Geometrie aufweist, also zum Beispiel wenn das Leitungsbündel nicht einfach nur als gerader Strang ausgebildet ist sondern eine Abzweigung aufweist.
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Daher ist es vorgesehen, dass zumindest einer der beiden Arme in zumindest einem Betriebsmodus zumindest für eine gewisse Zeit in eine Rotationsbewegung oder Schwenkbewegung versetzt wird, wenn ein Abschnitt des Leitungsbündels mit einem Hauptstrang und mit einer davon abzweigenden Abzweigung in Reichweite des zumindest einen Arms gelangt, sodass durch die Rotationsbewegung und gegebenenfalls durch eine überlagerte Linearbewegung des entsprechenden Arms die Auftragungswalzen des entsprechenden Arms vom Hauptstrang ausgehend ein Stück weit in Richtung der Abzweigung geführt werden. Die Bewegung des entsprechenden Arms erfolgt dabei bevorzugt automatisiert durch die zuvor genannte Steuer- und Auswerteeinheit.
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Weiter bevorzugt ist die Vorrichtung eingerichtet zur Überwachung und/oder Steuerung des Abstandes zwischen beiden Armen. Hierzu weist dann insbesondere zumindest einer der beiden Arme einen Abstandssensor auf, der dann zweckdienlicherweise mit der zuvor genannten Steuer-und Auswerteeinheit signaltechnisch verbunden ist.
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Wie bereits zuvor dargelegt, wird mithilfe der zuvor beschriebenen Vorrichtung aushärtbare Masse auf ein Leitungsbündel aufgetragen oder aufgewalzt. Hierbei wird die Beschaffenheit der aushärtbaren Masse für das Aufwalzen bevorzugt so vorgegeben, dass die aushärtbarer Masse außenseitig am Leitungsbündel verbleibt und insbesondere nicht in Zwischenräume zwischen den Leitungen des Leitungsbündels eindringt. Die mittels der aushärtbaren Masse hergestellte Umhüllung ersetzt somit insbesondere eine Bandagierung nach dem Stand der Technik, wie sie zum Zusammenfassen mehrerer Leitungen zu einem Leitungsbündel üblicherweise genutzt wird.
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Als aushärtbare Masse wird dabei weiter bevorzugt eine Fasern und ein Bindemittel umfassende Suspension genutzt. Bezüglich der Eigenschaften der aushärtbaren Masse sowie geeigneter Zusammensetzungen wird dabei explizit auf die
DE 10 2014 216 761 A1 verwiesen sowie auf die darin genannte
EP 1 910 600 B1 .
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Auch hinsichtlich der bevorzugten Eigenschaften der Umhüllung, die mit einer entsprechenden aushärtbaren Masse sowie mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung und dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wird, wird auf die beiden zuvor genannten Druckschriften verwiesen. Dabei wird die aushärtbare Masse gemäß einer Ausführungsvariante derart aufgewalzt, dass die das Leitungsbündel zumindest lokal umgebende Umhüllung eine Stärke oder Dicke im Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweist.
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Je größer der Wert der Stärke oder Dicke der Umhüllung ist, desto günstiger ist dabei eine Vorgehensweise, bei der mehrere Schicht aushärtbarer Masse aufgewalzt werden, bei der also die Auftragungswalzen beispielsweise mehrfach über einen Abschnitt des Leitungsbündels geführt werden und/oder bei der mehrere Auftragungswalzen versetzt hintereinander angeordnet sind, beispielsweise in Richtung der Basisarbeitsachse versetzt hintereinander angeordnet sind oder bei der mehrere Auftragungsköpfe eingesetzt werden.
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Außerdem ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung vorteilhaft, bei der diese derart eingerichtet ist, dass in zumindest einem Betriebsmodus anstelle von aushärtbarer Masse ein anderes Medium, beispielsweise ein Reinigungsmittel oder Luft, in die integrierten Zuführkanäle der Arme gefördert wird. Jenes andere Medium wird dabei beispielsweise aus der Rumpfeinheit über den Anschluss in die Zuführkanäle gefördert. Hierdurch lassen sich dann beispielsweise die integrierten Zuführkanäle der Arme, die Finger sowie die Auftragungswalzen reinigen und gegebenenfalls trockenen.
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Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn zumindest ein Umschaltventil, insbesondere ein 3-Wege-Ventil, in den Anschluss integriert ist, über welches verschiedene Medien in die integrierten Zuführkanäle der Arme förderbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführung eines Auftragungskopfes mit zwei Armen und mehreren Fingern zusammen mit einem Anschluss einer Rumpfeinheit einer Vorrichtung,
- 2 in einer Seitenansicht die erste Ausführung des Auftragungskopfes,
- 3 in einer perspektivischen Ansicht einer der Finger,
- 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht der Finger ohne Auftragungswalze,
- 5 in einer teilweise transparenten Seitenansicht der Finger zusammen mit einem Teil eines Leitungsbündels aus mehreren Leitungen,
- 6 in einer Aufsicht einen Teil einer zweiten Ausführung eines Armes mit mehreren Fingern,
- 7 in einer perspektivischen Ansicht ein 3-Wege-Ventil der Vorrichtung,
- 8 in einer teilweisen Schnittdarstellung das 3-Wege-Ventil der Vorrichtung sowie
- 9 in einer Mischdarstellung die Vorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine nachfolgend exemplarisch beschriebene Vorrichtung 2 dient zum Auftragen einer aushärtbaren Masse 4 auf ein Leitungsbündel 6 aus mehreren Leitungen 8 zur Ausbildung einer das Leitungsbündel 6 zumindest lokal umgebenden Umhüllung 10. Hierbei ist das Leitungsbündel 6 beispielsweise Teil eines Kabelsatzes für ein Kraftfahrzeug, welcher typischerweise vorgefertigt und nachfolgend als vorgefertigter Bausatz verbaut wird, um zum Beispiel ein Bordnetz in einem Kraftfahrzeug auszubilden.
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Die Auftragung der aushärtbaren Masse erfolgt dabei bevorzugt automatisiert oder zumindest teilautomatisiert, weswegen die Vorrichtung 2 typischerweise eine hierfür eingerichtete Steuer- und Auswerteeinheit 3 aufweist, die zudem bevorzugt programmierbar ist.
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Teil jener Vorrichtung 2 sind zudem ein Anschluss 12 sowie ein Auftragungskopf 14, wobei der Auftragungskopf 14 bevorzugt reversibel lösbar mit dem Anschluss 12 verbunden ist, sodass der Auftragungskopf 14 austauschbar oder auswechselbar ist. Eine schematische Darstellung dieser Vorrichtung 2 ist in 9 wiedergegeben.
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Der Anschluss 12 und der Auftragungskopf 14 sind in 1 in einer detaillierteren Abbildung dargestellt. Dabei ist der Anschluss 12 im Ausführungsbeispiel nach Art einer quaderförmigen Box ausgestaltet, an deren Vorderseite der Auftragungskopf 14 angeschlossen ist. Der Auftragungskopf 14 wiederum weist im Ausführungsbeispiel zwei Arme 16 auf, wobei jeder Arm 16 ein gerades Segment 18 und ein sich daran anschließendes kreisbogenförmiges Segment 20 aufweist. Beide Segmente 18,20 sind dabei durch strangförmige Hohlprofile, also Hohlkörper, ausgebildet, so dass in einem jedem Arm 16 ein den Arm 16 im Wesentlichen vollständig durchsetzender Hohlraum ausgebildet ist, der als integrierter Zuführkanal 17 insbesondere für aushärtbare Masse 4 dient.
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Das gerade Segment 18 eines jeden Armes 16 ist weiter dem Anschluss 12 zugewandt und mit einem Drehteller 22 des Anschlusses 12 reversibel lösbar verbunden. Der Anschluss 12 weist somit gemäß dieser Ausführungsvariante zwei Drehteller 22 auf, wobei diese beiden Drehteller 22 bevorzugt unabhängig voneinander entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse 24 verschiebbar oder verfahrbar sind. Auf diese Weise sind dann die beiden Arme 16 insbesondere auch aufeinander zu und voneinander wegbewegbar. Alternativ ist zumindest einer der beiden Drehteller 22 oder zumindest einer der beiden Arme 16 über den Anschluss 12 linear verschiebbar, wobei die Verschiebeachse 24 in jedem Fall durch den Anschluss 12 vorgegeben wird, sodass die Ausrichtung der Verschiebeachse 24 im Bezug auf das Erdsystem von der Ausrichtung des Anschlusses 12 relativ zum Erdsystem abhängt.
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Zur Überwachung und/oder Steuerung des Abstandes zwischen beiden Armen 16, also insbesondere des Abstandes in Richtung der gemeinsamen Verschiebeachse 24, weist bevorzugt zumindest einer der beiden Arme 16 oder weisen beide Arme 16 einen Abstandssensor 25 auf, so wie dies exemplarisch in 2 gezeigt ist. Der Abstandssensor 25 oder die Abstandssensoren 25 ist bzw. sind dann typischerweise mit der zuvor genannten Steuer-und Auswerteeinheit 3 signaltechnisch verbunden, sodass eine entsprechende Überwachung und/oder Steuerung mittels der Steuer-und Auswerteeinheit 3 erfolgt.
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Alternativ oder zusätzlich zur linearen Verschiebbarkeit zumindest eines der beiden Arme 16 ist bevorzugt zumindest einer der Arme 16 über den Anschluss 12 um eine Rotationsachse 26 rotierbar, wobei die Rotationsachse 26 bevorzugt senkrecht zur Verschiebeachse 24 ausgerichtet ist. Weiter bevorzugt sind beide Arme 16 des Auftragungskopfes 14 unabhängig voneinander jeweils um eine Rotationsachse 26 rotierbar, wobei diese Rotierbarkeit bevorzugt durch die Drehtellers 22 realisiert ist, die dementsprechend jeweils um eine Rotationsachse 26 rotierbar gelagert sind. Je nach Ausführungsvariante sind die Arme 16 bzw. die Drehteller 22 dabei zum Beispiel ausgehend von einer Nulllage in beide Drehrichtungen jeweils um 90° oder jeweils um 180° um die jeweilige Rotationsachse 26 verdrehbar.
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An einem jeden Drehteller 22 ist dann ein Arm 16 insbesondere reversibel lösbar befestigt, wobei der jeweilige Arm 16 oder zumindest das zugehörige gerade Segment 18 des Arms 16 vorzugsweise in einem Randbereich des entsprechenden Drehtellers 22 befestigt ist und somit radial versetzt zur zugehörigen Rotationsachse 26.
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Weiter ist im Ausführungsbeispiel ein Basisarbeitsmodus für die Vorrichtung 2 realisiert, in dem die beiden Arme 16 des Auftragungskopfes 14 so relativ zueinander ausgerichtet und/oder angeordnet sind, wie dies in 1 dargestellt ist. Hier sind die beiden geraden Segmente 18 der beiden Arme 16 des Auftragungskopfes 14 parallel zueinander ausgerichtet sowie parallel zu den beiden Rotationsachsen 26 der beiden Drehteller 22. Die sich jeweils an die geraden Segmente 18 anschließenden kreisbogenförmigen Segmente 20 umgreifen hierbei eine Basisarbeitsachse 28, die quer zu den Rotationsachsen 26 einerseits und quer zur Verschiebeachse 24 andererseits ausgerichtet ist.
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In diesem Basisarbeitsmodus wird dann das Leitungsbündel 6 relativ zum Anschluss 12 und somit typischerweise auch relativ zur Vorrichtung 2 in Richtung der Basisarbeitsachse 28 verfahren, sodass zum Beispiel eine Mittellängsachse des Leitungsbündels 6 mit der Basisarbeitsachse 28 zusammenfällt. Das Leitungsbündel 6 wird hierbei durch einen zwischen den Armen 16 gegebenen Freiraum 30 geführt, der durch mehrere Finger 32 begrenzt ist. Dabei ist die Form der Begrenzung typischerweise durch die Ausgestaltung der Finger 32 sowie deren Anzahl und deren Anordnung fest vorgegeben, wohingegen die Ausdehnung des Freiraums 30 bei gegebener linearer Verschiebbarkeit zumindest eines der beiden Arme 16 durch eine Änderung des Abstandes zwischen beiden Armen 16 ein Stück weit variabel ist. Da der Freiraum somit üblicherweise nicht beliebig anpassbar ist, insbesondere hinsichtlich der Geometrie der Begrenzung, sind für die Vorrichtung 2 bevorzugt verschiedene Auftragungsköpfe 14 für verschiedene Typen Leitungsbündel 6 vorgesehen, wobei die verschiedene Auftragungsköpfe 14 alle reversibel lösbar mit dem Anschluss 12 verbindbar sind und sich insbesondere hinsichtlich der Geometrie der damit vorgebbaren Begrenzung unterscheiden.
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Im Falle der meisten Ausführungen der Auftragungsköpfe 14 umringen jene Finger 32 dabei quasi die Basisarbeitsachse 28 und sind dementsprechend in einer Umfangsrichtung 34 um die Basisarbeitsachse 28 herum verteilt angeordnet. Die Anordnung der Finger 32 erinnert hierbei hinsichtlich der Anordnung bezüglich der Basisarbeitsachse 28 an die Anordnung von Speichen eines einfachen Rades relativ zur Radnabe. D. h., dass die Finger 32 im Basisarbeitsmodus auf die Basisarbeitsachse 28 zeigend angeordnet sind und dabei quasi in einer Art Ebene liegen, die quer zur Basisarbeitsachse 28 ausgerichtet ist.
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Im Ausführungsbeispiel weist der Auftragungskopf 14 dabei acht Finger 32 auf, wobei an jedem Arm 16 vier Finger 32 angeordnet sind. Die Finger 32 sind dabei jeweils an das zugehörige kreisbogenförmige Segment 20 des entsprechenden Armes 16 angeformt und bilden jeweils ein Zuführkanal-Endstück 36 aus. Ein jedes Zuführkanal-Endstück 36 ist hierbei mit dem integrierten Zuführkanal 17 des zugehörigen Arms 16 verbunden und läuft bevorzugt zu seinem Freiende hin konisch zu. Die genaue geometrische Form eines solchen Fingers 32 wird dabei in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungszweckes vorgegeben, wobei typischerweise alle Finger 32 dieselbe geometrische Form aufweisen. Eine mögliche geometrische Form ist aus 3 und 4 zu entnehmen.
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Am seinem Freiende weist ein jeder Finger 32 weiter bevorzugt eine Austrittsdüse 38 auf, vor der eine Auftragungswalze 14 mittels einer Halterung 41 rotierbar gehalten ist. Die Austrittsdüse 38 weist dabei typischerweise eine schlitzförmige Öffnung auf, beispielsweise mit einer Länge von 5 mm und einer Breite von 0,9 mm.
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Im Basisarbeitsmodus wird dann aushärtbare Masse 4 in die integrierten Zuführkanäle 17 der beiden Arme 16 gefördert, sodass die aushärtbarer Masse 4 über die integrierten Zuführkanäle 17 in die sich daran anschließenden Zuführkanal-Endstücke 36 gelangt und von dort über die Austrittsdüsen 38 auf die vorgelagerten Auftragungswalzen 40. Mithilfe der Auftragungswalzen 14 wird dann die aushärtbare Masse schließlich auf das Leitungsbündel 6 aufgewalzt. Der letzte Schritt der Auftragung der aushärtbaren Masse 4 auf das Leitungsbündel 6 ist in 5 skizziert. Daraus ist zu entnehmen, dass die aushärtbare Masse 4 aus einer Austrittsdüse 38 eines Fingers 32 austritt und auf den Außenmantel einer Auftragungswalze 40 gelangt. Die nachfolgend zeitweise am Außenmantel der Auftragungswalze 40 haftende aushärtbare Masse 4 wird dann durch die Rotationsbewegung der Auftragungswalze 40 hin zur Außenseite des Leitungsbündels 6 befördert und dort abgeholt oder aufgewalzt.
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Ähnlich wie bei einer Farbrolle zum Auftragen von Farbe auf eine Wand oder Fassade weist dabei eine jede Auftragungswalze 40 zweckdienlicherweise einen formstabilen und üblicherweise zylinderförmigen Kern auf, der beispielsweise mit einem schwammartigen Material bezogen oder von einem solchen Material umgeben ist. Das schwammartige Material bildet dann den Außenmantel der Auftragungswalze 40 aus und der Kern ist in einer Halterung 41 gehalten. Eine mögliche Ausgestaltung einer entsprechenden Halterung 41 ist aus 4 zu entnehmen. Hier sind zwei stiftartige Anformungen am Freiende eines Fingers 32 zu erkennen, die bei montierter Auftragungswalze 40 in komplementäre Vertiefungen im Kern der Auftragungswalze 14 eingreifen.
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Eine Alternative Ausgestaltung des Auftragungskopfes 14 ist in 6 angedeutet. Hier ist schemenhaft ein Arm 16 gezeigt, bei dem zusätzliche Finger 32 im Bereich des kreisförmigen Segments 20 des entsprechenden Arms 16 angeordnet sind, wobei diese zusätzlichen Finger 32 in Richtung der Basisarbeitsachse 28, die in der Zeichnung von links nach rechts zeigt, versetzt angeordnet sind. Zudem sind diese zusätzlichen Finger 32 in Umfangsrichtung 34 versetzt angeordnet, sodass beispielsweise zwei ringförmige Anordnungen von Auftragungswalzen 40 realisiert sind, wobei die beiden ringförmigen Anordnungen bevorzugt konzentrisch zur Basisarbeitsachse 28 angeordnet sind und in Richtung der Basisarbeitsachse 28 versetzt zueinander angeordnet sind. Die beiden ringförmigen Anordnungen sind dabei quasi gegeneinander um die Basisarbeitsachse 28 verdreht, beispielsweise um 10°, sodass die Auftragungswalzen 40 der einen ringförmige Anordnung quasi auf Lücke der Auftragungswalzen 40 der anderen ringförmigen Anordnung liegen. Auf diese Weise ist es möglich, mit den eingesetzten Auftragungswalzen 40 aushärtbare Masse 4 derart auf das Leitungsbündel 6 aufzuwalzen, dass eine Umhüllung 10 geschaffen wird, die sich durchgehend über den gesamten Umfang des Leitungsbündels 6 erstreckt.
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Weiter weist die Vorrichtung 2 im Ausführungsbeispiel eine Rumpfeinheit 42 auf, wobei der Anschluss 12 Teil dieser Rumpfeinheit 42 ist. Jene Rumpfeinheit 42 weist weiter bevorzugt einen Vorratsbehälter 44 für die aushärtbare Masse 4 auf, in dem die aushärtbare Masse 4 in einigen Ausführungsvarianten auch zusammengemischt wird.
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Außerdem wird die aushärtbare Masse 4 bevorzugt in einem Umwälz-Kreislauf 46 geführt, zumindest in einem Betriebsmodus, beispielsweise dem Basisbetriebsmodus. Dabei wird die aushärtbare Masse 4 zum Beispiel vom Vorratsbehälter 44 hin zum Anschluss 12 und vom Anschluss 12 zurück zum Vorratsbehälter 44 geführt. Die Förderung der aushärtbare Masse 4 im Umwälz-Kreislauf 46 erfolgt hierbei üblicherweise mithilfe einer steuerbaren Pumpe 50, welche insbesondere durch die zuvor genannte Steuer- und Auswerteeinheit 3 gesteuert wird. In einigen Fällen erfolgt zudem eine Umwälzung der aushärtbaren Masse 4 innerhalb des Vorratsbehälters 44, beispielsweise mithilfe eines Quirls 50, und zwar insbesondere dann, wenn anderenfalls eine Entmischung der Komponenten der aushärtbaren Masse 4 droht und/oder ein vorzeitiges und somit unerwünschtes Aushärten.
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Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn die Vorrichtung 2 eingerichtet ist, um in zumindest einem Betriebsmodus anstelle von aushärtbarer Masse 4 ein anderes Medium in die integrierten Zuführkanäle 14 der Arme 16 zu fördern, beispielsweise ein Reinigungsmittel zur Reinigung des Auftragungskopfes 14. Im Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 14 dazu zwei Exemplare eines in 7 und in 8 dargestellten 3-Wege-Ventils 52 mit einer Ableitung 56 und mit drei Zuleitungen 54 auf, wobei die beiden 3-Wege-Ventile 52 in den Anschluss 12 integriert sind. Die beiden 3-Wege-Ventile 52 sind dabei bevorzugt durch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ansteuerbar, insbesondere unabhängig voneinander ansteuerbar, und mit Hilfe der beiden 3-Wege-Ventile 52 ist jeder der beiden Arme 16 oder vielmehr jeder integrierte Zuführkanal 17, der mit einer Ableitung 56 eines der 3-Wege-Ventile 52 verbunden ist, durch Änderung der Drehstellung eines Ventilkerns 58 wahlweise mit einer von drei Zuleitungen 54 des zugehörigen 3-Wege-Ventils 52 verbindbar. Hierbei ist dann eine der drei Zuleitungen 54 eines jeden 3-Wege-Ventils 52 mit dem Vorratsbehälter 44 für die aushärtbare Masse 4 verbunden, eine weitere der drei Zuleitungen 54 beispielsweise mit einem Reservoir für ein Reinigungsmittel und die dritte der Zuleitungen 54 zum Beispiel mit einem Kompressor zur Generierung von Druckluft.
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Im Ausführungsbeispiel ist zudem die mit dem Vorratsbehälter 44 für die aushärtbare Masse 4 verbundene Zuleitung 54 eines jeden 3-Wege-Ventils 52 als eine Art Stichleitung oder Anzapfleitung ausgestaltet, welche den Umwälz-Kreislauf 46 angezapft, sodass diese entsprechenden Zuleitungen 54 als Umkehrpunkte zwischen der Förderung der aushärtbaren Masse 4 hin zum Anschluss 12 oder hin zum entsprechenden 3-Wege-Ventil 52 und der Förderung zurück zum Vorratsbehälter 45 angesehen werden können. D. h., dass zumindest im Basisbetriebsmodus aushärtbare Masse 4 in der Darstellung gemäß 8 von unten in Richtung der unteren Zuleitung 54 gefördert wird und dass der nicht über diese Zuleitung 54 in den Auftragungskopf 14 weitergeleitete Anteil der aushärtbaren Masse 4 nachfolgend nach rechts in der Darstellung weggeführt wird und somit im Umwälz-Kreislauf 46 zurück zum Vorratsbehälter 45.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Vorrichtung
- 3
- Steuer-und Auswerteeinheit
- 4
- aushärtbare Masse
- 6
- Leitungsbündel
- 8
- Leitung
- 10
- Umhüllung
- 12
- Anschluss
- 14
- Auftragungskopf
- 16
- Arm
- 17
- integrierter Zuführkanal
- 18
- gerades Segment
- 20
- kreisbogenförmiges Segment
- 22
- Drehteller
- 24
- Verschiebeachse
- 25
- Abstandssensor
- 26
- Rotationsachse
- 28
- Basisarbeitsachse
- 30
- Freiraum
- 32
- Finger
- 34
- Umfangsrichtung
- 36
- Zuführkanal-Endstück
- 38
- Austrittsdüse
- 40
- Auftragungswalze
- 41
- Halterung
- 42
- Rumpfeinheit
- 44
- Vorratsbehälter
- 46
- Umwälz-Kreislauf
- 48
- Pumpe
- 50
- Quirl
- 52
- 3-Wege-Ventil
- 54
- Zuleitung
- 56
- Ableitung
- 58
- Ventilkern
- 60
- Dichtungsring
