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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt und ein System zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels.
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Bei der Konfektionierung von Kabeln werden deren Leiter typischerweise mit einem Steckverbinder verbunden, um anschließend elektrische Verbindungen mit anderen Kabeln bzw. Leitern, die korrespondierende Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder aufweisen, herstellen zu können. Bei einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich um einen Stecker, einen Einbaustecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung „Steckverbinder“ bzw. „Gegensteckverbinder“ steht stellvertretend für alle Varianten.
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Insbesondere an Steckverbinder für die Automobilindustrie bzw. für Fahrzeuge werden hohe Anforderungen an deren Robustheit und die Sicherheit der Steckverbindungen gestellt. Vor allem die Elektromobilität stellt die Automobilindustrie und deren Zulieferer vor große Herausforderungen, da in den Fahrzeugen über die Kabel bzw. Leitungen mitunter hohe Ströme mit Spannungen bis zu 1.500 V übertragen werden. Bei der Gefahr, die ein Versagen von Bauteilen in einem Elektrofahrzeug zur Folge hätte, müssen demnach besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Kabel bzw. Leitungen und Steckverbindungen gestellt werden.
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So muss eine Steckverbindung mitunter hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen, standhalten sowie definiert geschlossen bleiben, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt, beispielsweise während des Betriebs eines Fahrzeugs, getrennt wird.
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Eine weitere Anforderung an Steckverbinder für die Automobilindustrie besteht darin, dass diese in hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar sein müssen. Eine möglichst vollautomatisierte Kabelkonfektionierung ist aus diesem Grunde insbesondere zur Konfektionierung von Kabeln für die Automobilindustrie vorzuziehen. So müssen entsprechende Fertigungsstraßen etabliert werden, um die geforderten Stückzahlen bei gleichzeitig hoher Qualität zu erreichen.
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Bekanntermaßen treten während der Bearbeitung von elektrischen Kabeln im Rahmen der Konfektionierung des elektrischen Kabels Verunreinigungen auf, insbesondere Partikel verschiedenster Art, die schließlich zu einem gewissen Grad an dem Kabel, den Komponenten des Steckverbinders und/oder in der Fertigungsanlage zurück bleiben. Um eine ausreichend hohe Qualität sicherzustellen und Fehlerquellen in dem fertigen Produkt ausschließen zu können (beispielsweise Kurzschlüsse durch metallische Partikel, mechanische Blockade und Undichtigkeit etc.), gilt es, den Partikeleintrag zu reduzieren und die sogenannte technische Sauberkeit als Qualitätsmerkmal im Rahmen der Konfektionierung elektrischer Kabel heranzuziehen.
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Entsprechende Reinigungsprozesse oder Reinigungsmodule sind im Rahmen einer automatisierten Kabelkonfektionierung derzeit noch nicht bekannt.
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In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung somit darin, ein Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels bereitzustellen, bei dem insbesondere ein durch die Kabelkonfektionierung erzeugter Partikeleintrag reduziert ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels bereitzustellen, bei der insbesondere ein durch die Kabelkonfektionierung erzeugter Partikeleintrag reduziert ist.
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Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein vorteilhaftes Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines Verfahrens zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels bereitzustellen.
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Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels bereitzustellen, bei dem insbesondere ein durch die Kabelkonfektionierung erzeugter Partikeleintrag reduziert ist.
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Die Aufgabe wird für das Verfahren mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Bezüglich des Computerprogrammprodukts wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst. Betreffend das System wird die Aufgabe durch Anspruch 20 gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
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Es ist ein Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, insbesondere einer Hochvoltleitung, vorgesehen.
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Der Bereich des elektrischen Kabels, in dem die Bearbeitung bzw. Konfektionierung vornehmlich stattfindet, wird nachfolgend mitunter auch als „zu bearbeitender Kabelabschnitt“ bezeichnet. Bei dem zu bearbeitenden Kabelabschnitt kann es sich um ein Kabelendstück handeln.
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Insbesondere kann die Erfindung für eine automatisierte oder vollautomatisierte Konfektionierung eines elektrischen Kabels vorgesehen sein.
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Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung ein beliebiges elektrisches Kabel mit einem beliebigen Steckverbinder konfektioniert werden. Das elektrische Kabel bzw. der elektrische Steckverbinder kann insbesondere eine beliebige Anzahl Innenleiter aufweisen, beispielsweise einen Innenleiter oder mehr Innenleiter, zwei Innenleiter oder mehr Innenleiter, drei Innenleiter oder mehr Innenleiter, vier Innenleiter oder mehr Innenleiter. Sofern das Kabel mehrere Innenleiter aufweist, können diese verdrillt durch das Kabel verlaufen, in der Art eines aus der Telekommunikations- bzw. Nachrichtentechnik bekannten Twisted-Pair-Kabels. Die Innenleiter können in dem Kabel allerdings auch parallel geführt sein.
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Vorzugsweise weist das elektrische Kabel einen Außenleiter auf bzw. ist als geschirmtes elektrisches Kabel ausgebildet.
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Besonders bevorzugt ist das elektrische Kabel als Koaxialkabel mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ausgebildet oder als mit einem Außenleiter geschirmtes Kabel mit zwei Innenleitern ausgebildet.
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Besonders vorteilhaft eignet sich die Erfindung zur Konfektionierung von elektrischen Kabeln mit großem Querschnitt für eine hohe Stromübertragung, beispielsweise im Fahrzeugbereich, besonders bevorzugt im Bereich der Elektromobilität. Es kann somit ein elektrisches Kabel für den Hochvoltbereich vorgesehen sein, insbesondere eine Hochvoltleitung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach wenigstens einem mechanischen Bearbeitungsvorgang eines Kabelendes ein Reinigungsprozess durchlaufen wird, wonach an dem Kabelende anhaftende Partikel entfernt werden.
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Als Partikel im Rahmen der Erfindung können unter anderem metallische Partikel, nicht metallische Partikel, Fasern (insbesondere Kunststofffasern), Folienstücke (einer metallischen Folie, einer nicht metallischen Folie oder einer Verbundfolie) und Staubpartikel betrachtet werden. Auch ein pulverisiertes Mineral, beispielsweise Talkum, kann als Partikel im Sinne der Erfindung behandelt werden. Im Rahmen der Erfindung können insbesondere Partikel oder Fasern aus Metallspäne, Harzen, Kunststoffen, Mineralen oder Staub vorteilhaft entfernt werden.
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Erfindungsgemäß kann vorteilhaft die technische Sauberkeit im Rahmen der Konfektionierung eines elektrischen Kabels, insbesondere im Rahmen einer automatisierten oder vollautomatisierten Konfektionierung eines elektrischen Kabels, etabliert werden.
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Dadurch, dass der erfindungsgemäße Reinigungsprozess nach wenigstens einem mechanischen Bearbeitungsvorgang erfolgt, kann insbesondere die direkte Verschmutzung, die erst bei dem Fertigungsprozess entsteht, entfernt werden. Es kann allerdings auch die sogenannte indirekte Verschmutzung durch die Umwelt, beispielsweise die Umgebungsluft oder den Transport und die Handhabung des Kabels oder der Komponenten des Steckverbinders, entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Ablängens des elektrischen Kabels durchlaufen wird. In diesem Fall können insbesondere metallische Späne, Kunststofffasern und/oder Folienstücke vorteilhaft entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Abisolierens eines Kabelmantels des elektrischen Kabels durchlaufen werden. In diesem Fall können insbesondere Kunststofffasern vorteilhaft entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Entfernens einer Kabelfolie von dem elektrischen Kabel durchlaufen werden. In elektrischen Kabeln werden mitunter Kabelfolien zur elektromagnetischen Abschirmung, zum mechanischen Schutz und/oder zum Feuchtigkeitsschutz weiterer Komponenten des Kabels, beispielsweise zum Schutz von elektrischen Leitern, Kabelschirmgeflechten und Isolatoren bzw. Dielektrika, verwendet. Je nach Einsatz können die Kabelfolien auch als „Schirmfolien“, „Isolationsfolien“ oder „Schutzfolien“ bezeichnet werden. In diesem Fall können insbesondere metallische Späne und/oder Folienstücke vorteilhaft entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang zur Bearbeitung eines Kabelschirmgeflechts des elektrischen Kabels durchlaufen werden. Bei dem Kabelschirmgeflecht kann es sich insbesondere um einen Außenleiterschirm bzw. ein Außenleiterschirmgeflecht aus miteinander verflochtenen Einzeldrähten handeln. In diesem Fall können insbesondere metallische Späne vorteilhaft entfernt werden. Die Bearbeitung des Kabelschirmgeflechts kann unter anderem das Ablängen, Ausbürsten, Aufstellen, Zurückschlagen auf eine Stützhülse und/oder Fixieren des Kabelschirmgeflechts auf der Stützhülse, beispielsweise mittels eines Klebebands, umfassen. Die genannten Einzelschritte können in verschiedenen Zusammenstellungen gemeinsam einen oder mehrere mechanische Bearbeitungsvorgänge im Sinne der Erfindung bilden oder jeweils einzelne mechanische Bearbeitungsvorgänge bilden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Entfernens einer unter dem Kabelschirmgeflecht des elektrischen Kabels angeordneten Füllschicht (auch als Zwischenmantel oder „Filler“ bezeichnet) durchlaufen werden. In diesem Fall können insbesondere Kunststofffasern vorteilhaft entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Entfernens einer Isolation bzw. eines Isolators (auch als „Primärisolation“ bezeichnet) von einem elektrischen Leiter des elektrischen Kabels durchlaufen werden. In diesem Fall können insbesondere Kunststofffasern vorteilhaft entfernt werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, den Reinigungsprozess zum Entfernen eines Schichtsilikats, insbesondere zum Entfernen von Talkum, zu durchlaufen. Talkum ist häufig zwischen der Füllschicht und der Isolation eines Kabels enthalten. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, das Talkum auf mechanische Weise zu entfernen, beispielsweise mittels eines Textils von der Isolation nach dem Entfernen der Füllschicht abzureiben.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Reinigungsprozess außerdem nach dem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Vercrimpens eines Bauteils eines späteren Steckverbinders auf dem elektrischen Kabel durchlaufen werden. In diesem Fall können insbesondere metallische Späne und/oder Staubpartikel vorteilhaft entfernt werden.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Reinigungsprozess nach jedem einzelnen der vorstehend genannten Bearbeitungsvorgänge (oder weiterer, nicht aufgezählter Bearbeitungsvorgänge) durchlaufen wird. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, zunächst einige Bearbeitungsvorgänge im Rahmen der Konfektionierung des elektrischen Kabels nacheinander auszuführen bzw. zusammenzufassen und die entstandenen Partikel im Anschluss mittels eines gemeinsamen Reinigungsprozesses zu entfernen. Die Anzahl Reinigungsprozesse kann somit geringer sein, als die Anzahl mechanischer Bearbeitungsvorgänge. Insbesondere mechanische Bearbeitungsvorgänge, bei denen eine vorherige Verschmutzung mit Partikeln nicht störend oder schädlich ist, können unmittelbar nacheinander ausgeführt werden, bevor ein Reinigungsprozess durchlaufen wird.
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Das Entfernen der Partikel kann insbesondere vor dem Aufbringen von Komponenten des späteren Steckverbinders und/oder nach einer abrasiven Behandlung des elektrischen Kabels oder der bereits an dem Kabel befestigten Komponenten des Steckverbinders, vorteilhaft vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Reinigungsprozess vor dem Aufbringen eines Klebe- bzw. Gewebebands zur Fixierung eines freigelegten und über eine Stützhülse umgelegten Kabelschirmgeflechts vorgesehen sein. Der Reinigungsprozess kann außerdem vorteilhaft vor dem Aufcrimpen elektrischer Kontaktelemente und/oder sonstiger Bauteile bzw. Baugruppen des elektrischen Steckverbinders vorgesehen sein. Der Reinigungsprozess kann außerdem vorteilhaft vor einer Vermessung und/oder Dokumentation des vorkonfektionierten oder vollständig konfektionierten elektrischen Kabels vorgesehen sein. Der Reinigungsprozess kann schließlich insbesondere auch nach Abschluss der Kabelkonfektionierung vorgesehen sein bzw. als letzter Verfahrensschritt ausgeführt werden.
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Grundsätzlich kann der Reinigungsprozess auf verschiedene Arten realisiert bzw. umgesetzt werden, von denen nachfolgend einige besonders vorteilhafte aufgezählt sind. Es eignen sich beliebige Kombinationen der nachfolgenden Varianten, ggf. aber auch Einzellösungen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess ein Abblasen der Partikel umfasst.
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Beispielsweise können Partikel mit einem starken Luftstrahl abgeblasen werden. Hierzu kann z. B. eine Druckluftpistole verwendet werden, insbesondere da Druckluft in der Industrie in der Regel leicht verfügbar ist und eine Druckluftpistole ausreichend flexibel eingesetzt werden kann.
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Die Partikel können mit einem Versorgungsdruck zwischen 1,5 bar und 10,0 bar, vorzugsweise zwischen 2,0 bar und 8,0 bar, abgeblasen werden. Der Versorgungsdruck kann allerdings auch geringer sein als 1,5 bar oder höher sein als 10,0 bar. In Abhängigkeit der zu entfernenden Partikel kann der Versorgungsdruck im Rahmen der vorstehenden Angaben von dem Fachmann experimentell bestimmt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das elektrische Kabel in eine Ringdüse eingeführt wird, wonach die Partikel mittels der Ringdüse abgeblasen werden.
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Die Ringdüse kann einen auf das elektrische Kabel und/oder den Steckverbinder abgestimmten Durchmesser aufweisen. Die Ringdüse kann beispielsweise einen Durchmesser von 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise 10 mm bis 75 mm und besonders bevorzugt 13 mm bis 50 mm, aufweisen. Die Ringdüse kann allerdings auch einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als 5 mm oder größer ist als 100 mm.
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Die Ringdüse kann einen oder mehrere Zuflüsse für die Luftversorgung aufweisen. Beispielsweise kann ein einziger Zufluss oder können zwei Zuflüsse vorgesehen sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Ringdüse mehrere einzelne Luftauslässe/Düsen oder einen vollständig oder zumindest teilweise ringförmig umlaufende Luftauslass in der Art eines Ringspalts aufweist.
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Auch wenn eine Ringdüse besonders bevorzugt ist, kann auch eine herkömmliche Luftdüse oder können mehrere Luftdüsen vorgesehen sein, um die Partikel ggf. zielgenauer und mit höherer Flexibilität entfernen zu können. Beispielsweise kann eine Flachstrahldüse vorgesehen sein.
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Eine im Rahmen der Erfindung verwendete Düse kann ausgebildet sein, um den sogenannten Venturi-Effekt auszunutzen (Venturi-Düse). Durch eine gezielte Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der verwendete Druckluft, insbesondere durch eine verjüngte Stelle in einem Rohr, kann im Falle eines angrenzenden Zugangs zur Umgebungsluft die angrenzende Umgebungsluft angesaugt und hierdurch die insgesamt zugeführte Luftmenge erhöht werden. Eine Venturi-Düse kann den Bedarf an Druckluft reduzieren.
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Eine im Rahmen der Erfindung verwendete Düse kann derart auf das elektrische Kabel ausgerichtet werden, dass der Coandä-Effekt, d. h. die Tendenz eines Gasstrahls, an einer Oberfläche entlangzulaufen, zum Abführen der Partikel ausgenutzt werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Partikel zielgerichtet auf einen Auffangbehälter, eine Filtereinheit und/oder eine Absaugeinrichtung abgeblasen werden, um die abgeblasenen Partikel aufzufangen.
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Um zu vermeiden, dass die Partikel unkontrolliert weggeschleudert und somit beispielsweise an eine andere Stelle der Fertigungsstraße verschleppt werden, kann es von Vorteil sein, die Partikel zielgerichtet auf einen Auffangbehälter und/oder eine Filtereinheit abzublasen. Um die Partikel noch besser abfangen zu können, kann sich auch eine Absaugeinrichtung eignen, um die abgeblasenen Partikel aktiv aufzufangen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess einen Druckluftstrahlprozess, insbesondere einen Trockeneisstrahlprozess oder einen CO2-Strahlprozess umfasst.
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Die Reinigungskraft kann durch einen Druckluftstrahlprozess weiter erhöht werden. Ein Druckluftstrahlprozess ist allerdings auch entsprechend aufwändiger umzusetzen.
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Besonders eignen kann sich ein Trockeneisstrahlprozess oder ein CO2-Strahlprozess. Der Schmutz bzw. die Partikel können durch die Kälte spröde werden, während sie mit den Trockeneispartikeln beschossen werden. Ferner können die auf die Oberfläche der Partikel auftreffenden CO2-Partikel bzw. Trockeneispartikel das Volumen der Partikel durch Sublimation vergrößern, was deren Angriffsfläche für ein Ablösen von der Oberfläche des Kabels erleichtert. Schließlich können die Partikel auch durch die auftretenden Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten einfacher entfernt werden. Durch einen Druckluftstrahlprozess, insbesondere einen Trockeneisstrahlprozess oder einen CO2-Strahlprozess, können somit höchste Reinigungsanforderungen schonend und effizient erzielt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess ein Absaugen der Partikel umfasst.
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Insbesondere kann ein Unterdruck zum Absaugen der Partikel erzeugt und die Partikel mittels einer Saugdüse eingesaugt und auf einen Filter abgeschieden werden. Der Erfinder hat allerdings erkannt, dass sich ein reines Absaugen zum Entfernen der Partikel nur bedingt eignet bzw. die Partikel nur in begrenztem Maße von der Oberfläche des Kabels ablösen kann. Ein Absaugen eignet sich demnach vornehmlich in Kombination mit weiteren Maßnahmen.
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Zum Absaugen kann eine Runddüse, eine Flachstrahldüse oder eine sonstige Düse vorgesehen sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein im Rahmen des Reinigungsprozesses erzeugter Luftstrom impulsgesteuert wird.
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Der Erfinder hat erkannt, dass insbesondere ein gepulster Luftstrahl eine hohe Reinigungswirkung bei dem erfindungsgemäßen Anwendungsgebiet erzielen kann. Ein impulsgesteuerter Luftstrom kann sich beispielsweise zum Abblasen und/oder Absaugen der Partikel eignen.
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Für die Impulssteuerung kann beispielsweise ein Magnetventil vorgesehen sein, das von einer Steuereinheit entsprechend gepulst angesteuert wird. Beispielsweise kann hierfür eine der elementaren Schwingungsformen (Sinus, Rechteck, Dreieck, Sägezahn) vorgesehen sein. Grundsätzlich kommt es auf die Art der Schwingungsform allerdings nicht unbedingt an.
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Durch den gepulsten Luftstrahl können die Partikel besser von der Oberfläche entfernt werden, da sich diese zunächst lockern. Durch das Pulsen kann außerdem eine turbulente Luftströmung entstehen, die das Ablösen der Partikel von dem elektrischen Kabel oder den auf dem Kabel im Rahmen der Konfektionierung aufgebrachten Bauteilen unterstützt.
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Beispielsweise kann eine Impulsfrequenz von 1 Hz bis 100 Hz, vorzugsweise 5 Hz bis 75 Hz, besonders bevorzugt 10 Hz bis 60 Hz und weiter bevorzugt 20 Hz bis 50 Hz vorgesehen sein. Gegebenenfalls können auch höhere oder niedrigere Frequenzen vorgesehen sein. Der Fachmann vermag die erforderliche Frequenz unter Berücksichtigung der vorstehenden Abgaben in Abhängigkeit von den zu entfernenden Partikeln experimentell zu ermitteln.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dem Kabelende während des Reinigungsprozesses ionisierte Luft zugeführt wird, um die elektrostatische Anziehungskraft der Partikel zu verringern.
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Das gezielte Reduzieren der Elektrostatik kann insbesondere zum Entfernen von Partikeln aus einem Kunststoff vorteilhaft sein.
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Um die Ladungen von den Partikel und/oder von dem Kabel abzuführen, können beispielsweise die im Rahmen des Reinigungsprozesses mit den Partikeln in direkten Kontakt kommenden Komponenten des Reinigungsmoduls leitfähig und geerdet ausgebildet sein (beispielsweise die nachfolgend noch beschriebenen Bürsten).
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Insbesondere kann aber auch, wie vorgeschlagen, ionisierte Luft zugeführt werden. Die Ionen der Luft können die Ladungen der Partikel gleichfalls abführen, wobei der Einsatz ionisierter Luft bzw. deren Zuführung an das Kabel äußerst flexibel möglich ist.
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Entsprechende Ionisatoren sind bekannt und werden vielfältig eingesetzt. Die Ionisatoren können in der Regel mit Wechselstrom betrieben werden, um die Luftmoleküle zwischen ihren Elektroden abwechselnd positiv und negativ zu laden. Hierzu kann beispielsweise eine Spannung im Bereich von 5 kV vorgesehen sein.
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Es kann vorgesehen sein, das elektrische Kabel während der Zuführung der ionisierten Luft zu drehen. Alleine durch die Schwerkraft können somit entsprechend entladene Partikel gegebenenfalls von dem Kabel abfallen.
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Das Zuführen der ionisierten Luft kann beispielsweise vorteilhaft in Kombination mit einem Abblasen oder Absaugen der Partikel vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Ionisator vor, neben oder hinter einer Düse angeordnet werden. Auch die Verwendung mehrere Ionisatoren kann von Vorteil sein. Insbesondere eine Kombination eines Ionisators mit einer Ringdüse hat sich als geeignet herausgestellt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess ein Abbürsten der Partikel umfasst.
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Durch das Bürsten können starke mechanische Kräfte auf die Verschmutzungen bzw. auf die Partikel ausgeübt werden. Hierbei gilt es allerdings zur beachten, dass auch das elektrische Kabel bzw. die im Rahmen der Konfektionierung auf das elektrische Kabel zu dem Zeitpunkt des Reinigungsprozesses bereits aufgebrachten Komponenten des Steckverbinders gleichfalls von den Bürsten beeinflusst werden. Die Borsten müssen somit gegebenenfalls dem Anwendungsfall angepasst werden und können bezüglich ihres Werkstoffs, ihrer Dicke, ihrer Länge, ihrer Härte und/oder ihrer Dichte variieren.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bürsten einen Nylonbesatz aufweisen. Grundsätzlich kann sich allerdings ein beliebiger Bürstenbesatz eignen, beispielsweise auch ein Bürstenbesatz aus Naturfasern, aus Kunstfasern oder aus Draht. Der Fachmann kann einen zum Bürsten des Kabelschirmgeflechts geeigneten Besatz anwendungsbedingt auswählen.
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Vorzugsweise sind die Bürsten angetrieben bzw. drehen sich während dem Bürstprozess.
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Die Bürsten können radial an das zu bearbeitende Ende des elektrischen Kabels zustellbar ausgebildet sein. Die radiale Zustellung kann beispielsweise mittels eines linearen Schrittmotors erfolgen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bürsten als Rundbürsten ausgebildet sind. Unter einer Rundbürste können beliebige Bürsten verstanden werden, die sich um eine Mittelachse antreiben lassen, beispielsweise auch sogenannte Topfbürsten und Kegelbürsten. Die Rundbürsten müssen nicht vollständig rund sondern können z. B. auch oval ausgebildet sein.
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Die Rundbürsten können auf einer von dem elektrischen Kabel abgewandten Seite während des Bürstens gereinigt werden, um die Partikel definiert abzuführen.
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Grundsätzlich können beliebige Bürsten vorgesehen sein, beispielsweise auch Bürsten, die eine Linearbewegung durchführen, oder auch umlaufende Bürsten.
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Die Geschwindigkeit und/oder der Druck der Bürsten auf das elektrische Kabel können ebenfalls anwendungsspezifisch angepasst werden.
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Es kann eine Bürste, aber auch zwei Bürsten oder mehr, drei Bürsten oder mehr, vorzugsweise vier Bürsten, beispielsweise auch fünf, sechs, sieben, acht oder noch mehr Bürsten vorgesehen sein.
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Grundsätzlich kann die Verwendung einer großen Zahl von Bürsten für eine gleichmäßige Bearbeitung des Kabels entlang des Umfangs des Kabels vorteilhaft sein. Gegebenenfalls kann allerdings der zur Verfügung stehende Platz innerhalb der Vorrichtung begrenzt sein. Für viele Anwendungen können sich demnach vier Bürsten, die gleichmäßig entlang des Umfangs des Kabels verteilt angeordnet sind, als Optimallösung besonders gut eignen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess ein Abwischen der Partikel umfasst.
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Beispielsweise kann ein Abwischen der Partikel mittels eines Tuchs vorgesehen sein. Die Fasern des Tuches können ausgebildet sein, dass diese die Partikel aufnehmen bzw. dass sich die Partikel in dem Tuch verfangen. Das Tuch kann anschließend gereinigt oder entsorgt werden. Das Tuch kann automatisiert über das elektrische Kabel geführt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess ein Adhäsionsverfahren für die Partikel umfasst, wonach die Partikel mittels einer Folie oder einem Klebestreifen entfernt werden.
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Im Rahmen eines Adhäsionsverfahrens kann eine noch stärkere Anziehung auf die Partikel bewirkt werden als die Oberfläche des elektrischen Kabels. Dies kann durch eine klebende und/oder elektrostatisch aufgeladene Folie erreicht werden. Die verschmutzte Folie kann anschließend gereinigt oder entsorgt werden.
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Die Erfinder haben erkannt, dass sich ein Adhäsionsverfahren mittels einer Folie und/oder eines Klebestreifens besonders gut für kleine Partikel und Fasern eignen kann.
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Beispielsweise können zwei Folien in eine jeweilige Halbschale eingespannt und zusammen mit den Halbschalen radial an das Kabel zugestellt werden, um die Partikel aufzunehmen. Es kann vorgesehen sein, die Halbschalen nacheinander zuzustellen, insbesondere eine erste Halbschale wieder radial von dem Kabel zu entfernen, bevor eine zweite Halbschale vollständig radial an das Kabel zugestellt ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kabelende während des Reinigungsprozesses definierten Vibrationen ausgesetzt wird, um die Partikel zu lockern.
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Es kann von Vorteil sein, das elektrische Kabel in Schwingungen zu versetzen. Durch die Vibrationen können sich Mikroverhakungen lösen und die Partikel anschließend leichter entfernt werden. Beispielsweise kann sich ein Vibrationsverfahren besonders gut in Kombination mit einem Abblasen oder Absaugen der Partikel eignen.
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Es kann von Vorteil sein, die Vibrationen möglichst nahe an der Verschmutzung einzuleiten.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann ggf. auch vorgesehen sein, die Partikel abzuwaschen. Vorzugsweise wird zum Abwaschen eine Flüssigkeit verwendet, die nicht korrosiv auf die Bestandteile des elektrischen Kabels und/oder des Steckverbinders wirkt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, magnetische Partikel unter Verwendung eines oder mehrerer Magnete (Permanentmagnete und/oder Elektromagnete) durch die magnetische Anziehungskraft zu entfernen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, die Partikel nach dem Entfernen auf deren Art, beispielsweise Material, Größe und/oder Gewicht der einzelnen Partikel, Zusammensetzung bzw. Verhältnis der verschiedenen Partikel/Materialien zueinander und/oder Gesamtmenge zu untersuchen. Hierdurch kann eine Analyse und Überwachung der durchlaufenden Arbeitsvorgänge erfolgen und fehlerhafte Prozesse durch Abweichungen der im Regelfall zu erwartenden Partikelabscheidung erkannt werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, insbesondere einer Hochvoltleitung. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens ein Reinigungsmodul auf. Das wenigstens eine Reinigungsmodul ist einem mechanischen Bearbeitungsmodul zur Bearbeitung eines Kabelendes nachgeordnet und ausgebildet, um an dem Kabelende anhaftende Partikel zu entfernen.
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Das Bearbeitungsmodul kann Teil der Vorrichtung sein. Das Bearbeitungsmodul kann allerdings auch von der Vorrichtung unabhängig ausgebildet sein.
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Insbesondere kann das Reinigungsmodul zur Durchführung des vorstehend und nachfolgend im Rahmen des Verfahrens beschriebenen Reinigungsprozesses ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmodul eine Düse umfasst, vorzugsweise eine Ringdüse, die zum Abblasen der Partikel ausgebildet ist.
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Beispielsweise kann auch eine Flachstrahldüse vorgesehen sein.
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Es können auch mehrere Düsen vorgesehen sein. Beispielsweise können mehrere Ringdüsen koaxial zueinander ausgerichtet sein und einen Luftkanal zum Abblasen der Partikel ausbilden.
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Das elektrische Kabel kann an oder in die Düse zustellbar sein, beispielsweise mittels einer verstellbaren Greifeinrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Düse, beispielsweise die Ringdüse, zustellbar sein. Das elektrische Kabel kann beispielsweise während dem Abblasen durch die Ringdüse hindurchführbar sein, um den Luftstrahl axial über die Oberfläche des Kabels zu leiten, um möglichst alle Partikel zu entfernen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmodul eine Absaugeinrichtung aufweist.
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Es kann eine Absaugeinrichtung mit einem oder mit mehreren Absaugkanälen vorgesehen sein. Es kann auch eine Absaugeinrichtung mit einer ringförmigen Absaugdüse vorgesehen sein.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmodul eine Bürste oder mehr Bürsten, vorzugsweise zwei Bürsten oder mehr Bürsten, besonders bevorzugt drei Bürsten oder mehr Bürsten, und ganz besonders bevorzugt vier Bürsten oder noch mehr Bürsten aufweist, die radial um das zu bearbeitende Ende des elektrischen Kabels verteilt angeordnet sind, um die Partikel abzubürsten.
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Vorzugsweise sind die Bürsten antreibbar.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, unabhängig von der Art des von dem Reinigungsmodul durchgeführten Reinigungsprozesses, das elektrische Kabel während der Bearbeitung bzw. während dem Reinigungsprozess zu drehen, insbesondere um die Mittelachse des elektrischen Kabels. Es kann auch vorgesehen sein, das Reinigungsmodul oder Komponenten des Reinigungsmoduls, beispielsweise eine Düse, Absaugeinrichtung oder Bürste, um das elektrische Kabel herum zu drehen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmodul einen Ionisator aufweist, um dem Kabelende ionisierte Luft zuzuführen.
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Der Ionisator kann insbesondere in Verbindung mit einer Düse zum Abblasen der Partikel vorteilhaft sein. Der Ionisator kann beispielsweise derart angeordnet sein, dass die erzeugte ionisierte Luft von dem durch die Düse zum Abblasen erzeugten Luftstrom mitgerissen und damit an das Kabel geleitet wird. Beispielsweise kann auch ein mit einer Düse kombinierter Ionisator vorgesehen sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmodul einen Rüttler aufweist, um das Kabelende definiert in Vibrationen zu versetzen.
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Der Rüttler kann unmittelbar an dem elektrischen Kabel anliegen oder das elektrische Kabel mittels einer mit dem Rüttler verbundenen Greifeinrichtung greifen, um die Vibrationen auf das Kabel zu übertragen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinheit einer Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels ausgeführt wird.
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Die Steuereinheit kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebige weitere Einrichtung zur Implementierung der Steuereinheit vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.
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Die Erfindung betrifft auch ein System zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, insbesondere einer Hochvoltleitung. Das System umfasst wenigstens eine Vorrichtung zur Konfektionierung des elektrischen Kabels, die wenigstens ein einem mechanischen Bearbeitungsmodul zur Bearbeitung eines Kabelendes nachgeordnetes Reinigungsmodul aufweist das ausgebildet ist, um an dem zu bearbeitenden Kabelende anhaftende Partikel zu entfernen. Das System umfasst außerdem zumindest ein von der Vorrichtung unabhängiges Modul zur Konfektionierung des elektrischen Kabels.
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Bei den unabhängigen Modulen handelt es sich vorzugsweise um mechanische Bearbeitungsmodule.
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Die erfindungsgemäße Verteilung der Bearbeitungsschritte auf mehrere voneinander unabhängige Module ermöglicht es, das System als „Fließbandprozess“ bzw. als „Taktautomat“ mit aufeinanderfolgenden Einzelschritten zu betreiben, um die Bearbeitungszeit bei einer Massenabfertigung zu reduzieren.
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Ferner kann die Vorrichtung bzw. können die einzelnen Module modular aufgebaut sein, wodurch einzelne Module der Baugruppe ohne großen Aufwand ersetzt, modifiziert oder entfernt werden können. Hierdurch kann das System, insbesondere für die Bearbeitung verschiedener Kabelarten, mit einfachen Mitteln konfigurierbar sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der unabhängigen Module als ein Modul zum Ablängen des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Abisolieren eines Kabelmantels des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Entfernen einer Kabelfolie des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Bearbeiten eines Kabelschirmgeflechts des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Entfernen einer unter dem Kabelschirmgeflecht angeordneten Füllschicht des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Entfernen einer Isolation von einem elektrischen Leiter des elektrischen Kabels und/oder ein Modul zum Vercrimpen eines Bauteils eines späteren Steckverbinders auf dem elektrischen Kabel ausgebildet ist.
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Es können auch noch weitere, voneinander und von der Vorrichtung unabhängige Module vorgesehen sein, die der Vorrichtung vorgeordnet oder nachgeordnet sind.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung wenigstens einem der unabhängigen Module nachgeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Prozesskette kann sich beispielsweise ergeben, wenn das System zwei Vorrichtungen mit jeweils einem Reinigungsmodul aufweist, wobei eine erste Vorrichtung einem Modul zum Bearbeiten eines Kabelschirmgeflechts, insbesondere einem Modul zum Aufstellen, Zurückschneiden und/oder Umlegen eines Kabelschirmgeflechts nachgeordnet und eine zweite Vorrichtung einem Modul zum Vercrimpen eines Bauteils des späteren Steckverbinders, insbesondere einem Modul zum Crimpen von Innenleiterkontaktelementen auf Innenleiter des elektrischen Kabels, nachgeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Kabel, bearbeitet nach einem Verfahren gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein elektrisches Kabel, das mit einer Vorrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen bearbeitet wurde.
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Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung, das Computerprogrammprodukt und das System vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden, auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, das Computerprogrammprodukt und das System bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
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In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Patentanspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielswiese ausschließlich aus den in Patentanspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
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Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1 % oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
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Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 ein System zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels mit einer Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels und weiteren, von der Vorrichtung unabhängigen Modulen;
- 2 ein beispielhaftes elektrisches Kabel;
- 3 ein Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels mit mehreren Bearbeitungsvorgängen und Reinigungsprozessen;
- 4 eine Ringdüse eines Reinigungsmoduls in einer Draufsicht;
- 5 eine mit einem Ionisator versehene Ringdüse in Kombination mit einer Absaugeinrichtung in einer Seitenansicht;
- 6 ein Reinigungsmodul mit einer impulsgesteuerten Düse;
- 7 ein Reinigungsmodul mit einer weiteren Düse in Kombination mit einer weiteren Absaugeinrichtung;
- 8 ein Reinigungsmodul mit vier antreibbaren Bürsten;
- 9 ein Reinigungsmodul mit einer Spiralbürste;
- 10 ein Reinigungsmodul mit zwei Halbschalen und zwei Folien zur Durchführung eines Adhäsionsverfahrens;
- 11 ein Reinigungsmodul mit einem Rüttler; und
- 12 ein weiteres Reinigungsmodul mit einer Düse in Kombination mit einer Absaugeinrichtung in einem geschlossenen Gehäuse.
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1 zeigt ein System 1 zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels 2, insbesondere einer Hochvoltleitung. Das System 1 umfasst wenigstens eine Vorrichtung 3 zur Konfektionierung des elektrischen Kabels 2, die wenigstens ein einem mechanischen Bearbeitungsmodul 4 zur Bearbeitung eines Kabelendes 2.1 nachgeordnetes Reinigungsmodul 5 aufweist, das ausgebildet ist, um an dem zu bearbeitenden Kabelende 2.1 anhaftende Partikel 6 (vgl. z. B. 2) zu entfernen. Das System 1 umfasst außerdem zumindest ein von der Vorrichtung 3 unabhängiges Modul bzw. Bearbeitungsmodul 4 zur Konfektionierung des elektrischen Kabels 2.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 sind beispielhaft zwei Vorrichtungen 3 mit jeweils einem Reinigungsmodul 5 dargestellt. Eine erste Vorrichtung 3 ist einem Modul 4.1 zum Abisolieren eines Kabelmantels 7 des elektrischen Kabels 2 nachgeordnet. Die erste Vorrichtung 3 kann insbesondere dazu dienen, im Rahmen des Abisolierens auftretende Fasern, insbesondere Kunststofffasern des Kabelmantels 7, vor dem nachfolgenden Modul 4.2 zu entfernen. Das der ersten Vorrichtung 3 nachfolgende Modul 4.2 dient dem Aufbringen einer Stützhülse 8 auf den Kabelmantel 7. Nach dem Modul 4.2 zum Aufbringen der Stützhülse 8 kann ein Modul 4.3 zum Bearbeiten eines Kabelschirmgeflechts 9 des elektrischen Kabels 2 vorgesehen sein, das das Kabelschirmgeflecht 9 ablängt, aufstellt und über die Stützhülse 8 zurückschlägt. Ferner kann ein Klebe- bzw. Gewebeband 10 teilweise über das Kabelschirmgeflecht 9 geklebt werden. Ein nachfolgendes Modul 4.4 kann als Modul zum Entfernen einer unter dem Kabelschirmgeflecht 9 angeordneten Füllschicht 11 des elektrischen Kabels 2 und/oder zum Entfernen einer Isolation 12 von einem elektrischen Leiter 13 des elektrischen Kabels 2 vorgesehen sein. Im Anschluss an das Modul 4.4 ist beispielhaft die zweite Vorrichtung 3 angeordnet, um das elektrische Kabel 2 vor der nachfolgenden Bearbeitung, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Modul zum Vercrimpen eines Bauteils, beispielsweise eines Innenleiterkontaktelements 14, eines späteren Steckverbinders 15 (vgl. 3), zu reinigen.
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Das dargestellte System 1 ist nur beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich können auch noch weitere Module bzw. Bearbeitungsmodule 4 an beliebigen Stellen und weitere Vorrichtungen 3 an beliebigen Stellen vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein weiteres Modul zum Ablängen des elektrischen Kabels 2 dem Modul 4.1 zum Abisolieren des Kabelmantels 7 vorgeordnet sein. Vor dem Bearbeiten des Kabelschirmgeflechts 9 kann ferner ein Modul zum Entfernen einer Kabelfolie des elektrischen Kabels 2 vorgesehen sein.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 ist ferner eine Transporteinrichtung 16 vorgesehen, um den zu bearbeitenden Kabelabschnitt des Kabels 2 an die einzelnen Bearbeitungsmodule 4 bzw. an die Vorrichtungen 3 nacheinander zuzustellen. In Abhängigkeit der zu fertigenden Stückzahlen kann die Transporteinrichtung 16 auch entfallen. Die Kabel 2 bzw. Kabelabschnitte können in diesem Fall auch von einem Mitarbeiter der Produktion zwischen den einzelnen Bearbeitungsmodulen 4 bzw. den Vorrichtungen 3 transportiert werden, beispielsweise auch unter Zuhilfenahme einer Rollenbahn. Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung 16 in der Art eines Werkstückträgersystems oder eines Fließbands ausgebildet und transportiert mehrere Kabel 2 von Modul zu Modul, um alle Bearbeitungsmodule 4 möglichst dauerhaft auszulasten und damit einen hohen Durchsatz bei der Kabelbearbeitung zu erzielen.
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Die Transporteinrichtung 16 kann einen oder mehrere Greifeinrichtungen 17 oder Werkstückträger aufweisen, um eines oder mehrere Kabel 2 für den Transport oder für die Bearbeitung durch die Bearbeitungsmodule 4 bzw. die Vorrichtungen 3 zu fixieren, beispielsweise auch verdrehsicher zu fixieren. Die Greifeinrichtungen 17 können außerdem ausgebildet sein, um das Kabel 2 oder zumindest den zu bearbeitenden Kabelabschnitt nach dem Anfahren eines Bearbeitungsmoduls 4 (oder einer Vorrichtung 3) für die Bearbeitung an das Bearbeitungsmodul 4 zuzustellen, insbesondere in das entsprechende Bearbeitungsmodul 4 einzuführen.
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2 zeigt beispielhaft ein weiteres im Rahmen der Erfindung konfektionierbares elektrisches Kabel 2. Das dargestellte elektrische Kabel 2 ist bereits teilweise vorkonfektioniert. Das elektrische Kabel 2 weist einen Kabelmantel 7 und ein unter dem Kabelmantel 7 verlaufendes Kabelschirmgeflecht 9 auf. Oberhalb des Kabelschirmgeflechts 9 kann optional eine Schirmfolie verlaufen (nicht dargestellt). Unterhalb des Kabelschirmgeflechts 9 verlaufen innerhalb einer Füllschicht 11 die Innenleiter 13. Es sind beispielhaft zwei Innenleiter 13 dargestellt. Die Innenleiter 13 sind jeweils von einer Isolation 12 bzw. von einem Dielektrikum/Isolationswerkstoff umhüllt. Im Rahmen der vorhergehenden Konfektionierungsschritte wurden die Innenleiter 13 an ihren Enden freigelegt. An den jeweiligen Innenleitern 13 werden anschließend Innenleiterkontaktelemente 14 befestigt, insbesondere vercrimpt (für den oberen Innenleiter 13 beispielhaft dargestellt). Ferner wurde das Kabelschirmgeflecht 9 nach hinten über den Kabelmantel 7, vorzugsweise über eine Metallhülse bzw. Stützhülse 8 umgeschlagen und mit einem Gewebeband 10 fixiert.
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Das in 2 dargestellte Kabel 2 ist lediglich beispielhaft zur Verwendung mit der Erfindung zu verstehen. Grundsätzlich eignet sich die Erfindung zur Verwendung mit einer beliebigen Kabelart, beispielsweise auch zur Verwendung mit einem elektrischen Kabel 2 mit nur einem Innenleiter 13, beispielsweise in koaxialer Ausführung, wie in den 1, 4, 8 und 10 bereits angedeutet.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels 2, insbesondere einer Hochvoltleitung, mit mehreren aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten dargestellt.
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Grundsätzlich ist vorgesehen, dass nach wenigstens einem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Kabelendes 2.1 ein Reinigungsprozess durchlaufen wird, wonach an dem Kabelende 2.1 anhaftende Partikel 6 entfernt werden. Der dargestellte Verfahrensablauf ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
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In einer ersten Abfolge A1 von Verfahrensschritten kann eine oder können mehrere Bearbeitungsvorgänge im Rahmen der Konfektionierung des elektrischen Kabels 2 vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein mechanischer Bearbeitungsvorgang des Ablängens des elektrischen Kabels 2, gefolgt von einem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Abisolierens eines Kabelmantels 7 des elektrischen Kabels 2, gefolgt von einem mechanischen Bearbeitungsvorgang des Entfernens einer Kabelfolie von dem elektrischen Kabel 2, gefolgt von einem mechanischen Bearbeitungsvorgang zur Bearbeitung eines Kabelschirmgeflechts 9 des elektrischen Kabels 2, insbesondere einem Aufstellen, Ablängen und Umlegen des Kabelschirmgeflechts 9, vorgesehen sein.
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Anschließend kann ein erster Reinigungsprozess R1 durchlaufen werden, um das bis zu diesem Zeitpunkt vorkonfektionierte elektrische Kabel 2 von den im Rahmen der mechanischen Bearbeitung erzeugten Partikeln 6 zu befreien.
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Im Anschluss kann in einer zweiten Abfolge A2 von Verfahrensschritten vorgesehen sein, das Kabelschirmgeflecht 9 mit einem Gewebeband 10 zu fixieren, wonach die Füllschicht 11 entfernt und die einzelnen Innenleiter 13 des elektrischen Kabels 2 zugänglich gemacht werden, wonach ein Modul zur Aufweitung der Abstände der Innenleiter 13 vorgesehen sein kann, wonach ein Bearbeitungsvorgang zum Entfernen einer Isolation 12 von dem Innenleiter 13 des elektrischen Kabels 2 vorgesehen sein, wonach schließlich ein mechanischer Bearbeitungsvorgang zum Vercrimpen von Innenleiterkontaktelementen 14 des Steckverbinders 15 vorgesehen sein kann.
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Im Anschluss kann ein zweiter Reinigungsprozess R2 durchlaufen werden, um die im Rahmen der zweiten Abfolge A2 von Verfahrensschritten entstandenen Partikel 6 zu entfernen.
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Anschließend können weitere, nicht dargestellte Bearbeitungsschritte vorgesehen sein, beispielsweise eine Vermessung des elektrischen Kabels 2, das Bereitstellen weiterer Bauteile des späteren Steckverbinders 15 oder das Prüfen der korrekten Steckermontage.
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Die Aufzählungen sind nicht abschließend. Grundsätzlich können beliebige mechanische Bearbeitungsvorgänge mit beliebigen Reinigungsprozessen - auch mit einer beliebigen Anzahl von Reinigungsprozessen - kombiniert werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln vorgesehen sein, wobei das Programm auf einer Steuereinheit 18 der Vorrichtung 3 zur Konfektionierung des elektrischen Kabels 2 ausgeführt wird.
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Die nachfolgenden 4 bis 12 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Reinigungsmoduls 5.
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Beispielsweise kann ein Abblasen der Partikel im Rahmen des Reinigungsprozesses vorgesehen sein, wie beispielsweise in den 4 bis 7 und 12 angedeutet.
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In 4 ist beispielhaft die Verwendung einer Ringdüse 19 zum Abblasen der Partikel 6 von dem elektrischen Kabel 2 dargestellt. Die Ringdüse 19 weist einen Kanal 20 zur Zuführung von Druckluft und mehrere, beispielsweise vier, Einzeldüsen 21 zum Austreten der Druckluft auf. Grundsätzlich kann auch eine Ringdüse 19 mit nur einer, zwei, drei oder auch mehr als vier Einzeldüsen 21 vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ringdüse 19 einen radial teilweise oder vollständig umlaufenden Ringspalt zum Austritt der Druckluft aufweist.
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Es kann vorgesehen sein, das elektrische Kabel 2 und/oder die Ringdüse 19 für die Bearbeitung bzw. für das Abblasen axial relativ zueinander zu bewegen und/oder zu drehen.
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In 5 ist die Verwendung einer Ringdüse 19 in einer Seitenansicht dargestellt, wobei die Ringdüse 19 mit einem Ionisator 22 erweitert wurde, um dem Kabelende 2.1 ionisierte Luft zuzuführen. Hierdurch kann die elektrostatische Anziehung der Partikel 6 verringert und die Partikel 6 leichter abgeblasen werden. Der Ionisator 22 kann vor, hinter oder neben der Ringdüse 19 angeordnet sein.
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Ergänzend ist in 5 eine Absaugeinrichtung 23 dargestellt, wobei die Partikel 6 von der Ringdüse 19 zielgerichtet auf die Absaugeinrichtung 23 abgeblasen werden, um die abgeblasenen Partikel 6 aufzufangen. Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen des Abblasens auch vorgesehen sein, die Partikel 6 zielgerichtet auf einen Auffangbehälter und/oder eine Filtereinheit abzublasen.
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6 zeigt die Verwendung eines Reinigungsmoduls 5 mit einer flachen Düse 24, um Partikel 6 noch zielgerichteter abblasen zu können. Dabei kann vorgesehen sein, die Düse 24 um das Kabel 2 herum zu drehen oder das Kabel 2 entlang seiner Mittelachse M zu drehen.
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Um den Bearbeitungserfolg, insbesondere im Rahmen des Abblasens, noch zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass der im Rahmen des Reinigungsprozesses erzeugte Luftstrom impulsgesteuert wird. Das Prinzip ist ebenfalls beispielhaft in 6 dargestellt. Beispielsweise kann die Steuereinheit 18 der Vorrichtung 3 ein Magnetventil 25 der Düse 24 über eine Signalverbindung 26 entsprechend ansteuern, wie angedeutet. Durch den pulsierenden Luftstrom können sich die Partikel 6, beispielsweise aufgrund von Verwirbelungen, von dem elektrischen Kabel 2 leichter lösen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Reinigungsprozess einen Druckluftstrahlprozess, insbesondere einen Trockeneisstrahlprozess oder einen CO2-Strahlprozess umfasst. Hierzu kann beispielsweise eine Düse 24 in der Art von 6 vorgesehen sein.
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7 zeigt ein weiteres beispielhaftes Reinigungsmodul 5. Das in 7 dargestellte Reinigungsmodul 5 zeigt eine Kombination aus einer Düse 24 zum Abblasen und einer Absaugeinrichtung 23 zum Absaugen der Partikel 6. Die Absaugeinrichtung 23 ist der Düse 24 gegenüberliegend angeordnet, wobei das Kabel 2 zwischen Düse 24 und Absaugeinrichtung 23 angeordnet ist. Unter anderem auch bei dieser Variante kann vorgesehen sein, das elektrische Kabel 2 und/oder das Reinigungsmodul 5 zu drehen, um das elektrische Kabel 2 vollumfänglich von den Partikeln 6 zu befreien.
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8 zeigt ein Reinigungsmodul 5, bei dem die Partikel 6 von dem elektrischen Kabel 2 abgebürstet werden. Das Reinigungsmodul 5 weist vier angetriebene Bürsten 27 auf, die entlang des Umfangs des elektrischen Kabels 2 verteilt sind. Grundsätzlich kann das Reinigungsmodul 5 aber auch nur eine Bürste 27, zwei Bürsten 27, drei Bürsten 27 oder aber auch mehr als vier Bürsten 27 aufweisen. Gegebenenfalls kann das Kabel 2 oder können die Bürsten 27 während der Bearbeitung radial um die Mittelachse M des Kabels 2 gedreht werden.
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Eine weitere Variante zum Abbürsten ist in 9 dargestellt. 9 zeigt eine Spiralbürste 28, durch die das elektrische Kabel 2 zum Bürsten axial hindurchführbar ist. Die Spiralbürste 28 und/oder das Kabel 2 können optional auch gedreht werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu einem Abbürsten kann auch ein Abwischen der Partikel 6, beispielsweise mittels eines Tuchs, vorgesehen sein (in den Figuren nicht dargestellt). Ferner kann vorgesehen sein, die Partikel abzuwaschen, insbesondere mit einer nicht korrosiven Flüssigkeit. Ferner kann vorgesehen sein, einen oder mehrere Magnete zum Entfernen von Partikeln zu verwenden, auf die ein Magnet eine magnetische Wirkung entfalten kann.
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10 zeigt ein weiteres Reinigungsmodul 5, bei dem der Reinigungsprozess mittels eines Adhäsionsverfahrens durchgeführt wird, wonach die Partikel 6 mittels einer Folie 29 oder einem Klebestreifen entfernt werden. Hierzu kann eine entsprechende Folie 29 beispielsweise mittels einer oder mehrerer Halbschalen 30 an das elektrische Kabel 2 zugestellt werden. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Halbschalen 30 an das elektrische Kabel 2 radial zustellbar. In 10 ist die obere Halbschale 30 an das elektrische Kabel 2 zugestellt und die untere Halbschale 30 noch nicht an das elektrische Kabel 2 zugestellt. Während der Zustellung kann sich die Folie 29 an das elektrische Kabel 2 anlegen. Im Anschluss an die Bearbeitung kann die Folie 29 ausgetauscht oder gereinigt werden. Es kann von Vorteil sein, die Halbschalen 30 nacheinander zuzustellen oder derart zuzustellen, dass sich die Folien 29 in der Mitte nicht berühren, da diese sonst gegebenenfalls aneinander haften.
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11 zeigt ein Reinigungsmodul 5, bei dem das Kabelende 2.1 während des Reinigungsprozesses definierten Vibrationen ausgesetzt wird, um die Partikel 6 zu lockern. Hierfür ist ein Rüttler 31 vorgesehen, der mittels einer Greifeinrichtung an einem elektrischen Kabel 2 befestigt ist.
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Wie eingangs bereits erwähnt, können die einzelnen Varianten nahezu beliebig miteinander kombiniert werden.
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12 zeigt ein Beispiel eines Reinigungsmoduls 5, bei dem ein Abblasen mittels einer einzelnen Düse 24 und einer Absaugeinrichtung 23 vorteilhaft kombiniert wurden. Das elektrische Kabel 2 kann in eine entsprechende Aufnahme 32 des Reinigungsmoduls 5 axial eingeführt werden (und/oder das Reinigungsmodul 5 wird über das Kabel 2 geschoben). Die Partikel 6 können dabei durch die Düse 24 in Richtung der Absaugeinrichtung 23 abgeblasen werden. Anschließend kann das elektrische Kabel 2 wieder aus der Aufnahme 32 herausgeführt werden. Während der Bearbeitung kann das Kabel 2 und/oder das Reinigungsmodul 5 gedreht werden.
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Das dargestellte Reinigungsmodul 5 kann selbstverständlich mit weiteren der vorstehend genannten Varianten kombiniert bzw. ergänzt werden. Beispielsweise kann ebenfalls ein Rüttler 31 und/oder ein Ionisator 22 vorgesehen sein. Der Aufnahme 32 kann z. B. auch eine oder mehrere Bürsten 27 vorgelagert sein.
