DE102021122095A1

DE102021122095A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Aufbringen eines einseitig klebenden Klebebandes auf einem Kabel oder Kabelende

Info

Publication number: DE102021122095A1
Application number: DE102021122095.5A
Authority: DE
Inventors: Jan Treede
Original assignee: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbH
Current assignee: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbH
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2041-08-27
Also published as: EP4148749A1; DE102021122095B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Aufbringen eines einseitig klebenden Klebebandes (2) auf einem Kabel (51). Es wird ein freies Klebebandendes maschinell ergriffen und gezogen, so dass ein Klebebandstück zumindest bereichsweise auf einer Ablageeinrichtung (5) positioniert wird und die Klebeseite des Klebebandes (2) nach oben zeigt. Dann erfolgt ein Schnitt und zwischen dem Bereich, in dem das Klebeband (2) geklemmt wird, und der Ablageeinrichtung (5), so dass ein auf der Ablageeinrichtung (5) positionierter Klebebandzuschnitt (20) bereitgestellt wird, dessen Klebeseite nach oben zeigt. Mittels einer Rolle wird der Klebebandzuschnitt an der Klebeseite aufgenommen und neben einem Führungsspalt (56), in dem der zu umklebende Kabelbereich (55) liegt, positioniert. Dann erfolgt ein Andrücken des Überstands (22) an den zu umklebenden Kabelbereich (55) durch ein Andrückwerkzeug (54). Zudem wird die Rolle (101) um den zu umklebenden Kabelbereich (55) derart bewegt, dass das das Klebeband (2) auf dem Kabel (51) angedrückt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Aufbringen eines einseitig klebenden Klebebandes auf einem Kabel oder Kabelende und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Hintergrund
Bei der Konfektionierung von Kabel wie insbesondere Elektrokabel oder Kabel zur Signalübertragung sind Kabelabschnitte und insbesondere Kabelenden mit einem Klebeband zu umwickeln. Das Umwickeln erfolgt auch heutzutage größtenteils noch händisch. Entsprechend sind die Kosten und der Zeitbedarf für diese Tätigkeiten relativ hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Effizienz beim Umwickeln eines Kabels oder eines Kabelendes mit einem Klebeband zu verbessern.
Zusammenfassung der Offenbarung
Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren zum automatischen Aufbringen eines einseitig klebenden Klebebandes auf einem Kabel, insbesondere einem Kabelende, gelöst, bei dem ein freies Klebebandende eines auf einer passiven Haspel befindlichen einseitigen Klebebandes bzw. Tapes maschinell ergriffen und gezogen wird, so dass ein Klebebandstück zumindest bereichsweise auf einer Ablageeinrichtung positioniert wird und die Klebeseite des Klebebandes nach oben zeigt. Dann erfolgt ein Schnitt und zwischen dem Bereich, in dem das Klebeband geklemmt wird, und der Ablageeinrichtung, so dass ein auf der Ablageeinrichtung positionierter Klebebandzuschnitt bereitgestellt wird, dessen Klebeseite nach oben zeigt. Mittels einer Rolle wird der Klebebandzuschnitt an der Klebeseite aufgenommen und neben einem Führungsspalt, in dem der zu umklebende Kabelbereich liegt, positioniert. Dann erfolgt ein Andrücken des Überstands an den zu umklebenden Kabelbereich durch ein Andrückwerkzeug. Zudem wird die Rolle um den zu umklebenden Kabelbereich derart bewegt, dass das das Klebeband auf dem Kabel angedrückt wird.
Vorzugsweise sind folgende Verfahrensschritte umfasst:

Zuerst wird ein auf einer passiven Haspel aufgerolltes Klebeband bereitgestellt, das ein frei liegendes Klebebandende aufweist. Das freie Klebebandende wird von einer beweglichen Greifeinrichtung erfasst und von der Haspel wegbewegt, wodurch ein Klebebandstück mit vorbestimmter Länge abgerollt wird und zumindest bereichsweise auf einer Ablageeinrichtung positioniert wird. Hierbei zeigt die klebende Klebebandseite des Klebebands nach oben.

Das Klebeband wird dann zwischen der Ablageeinrichtung und der passiven Haspel festgeklemmt. Daraufhin wird das Klebeband zwischen dem Bereich, in dem das Klebeband geklemmt ist, und der Ablageeinrichtung, durchschnitten. Als Ergebnis ist ein auf der Ablageeinrichtung positionierter Klebebandzuschnitt bereitgestellt, dessen klebende Klebebandseite nach oben zeigt.
Weiterhin wird ein Kabel bereitgestellt, das ein Kabelende und einen zu umklebenden Kabelbereich aufweist. Mittels einer Kabelfixiereinrichtung wird, von dem Kabelende aus gesehen in einem Abstand hinter dem zu umklebenden Kabelbereich, das Kabel festgehalten.
Zudem wird vorzugsweise eine bewegliche Buchse über das Kabelende geschoben, sodass zwischen der Kabelfixiereinrichtung und der Buchse ein Führungsspalt ausgebildet wird, in dem sich der zu umklebende Kabelbereich befindet.
Eine Rolle wird auf der klebenden Klebebandseite des auf der Ablageeinrichtung befindlichen Klebebandzuschnitts positioniert und abgerollt. Das Abrollen der Rolle auf dem Klebebandzuschnitt erfolgt nur über einen Teilbereich des Klebebandzuschnitts, wodurch der Klebebandzuschnitt an der Rolle anhaftet und ein von der Rolle radial nach außen erstreckenden Überstand des Klebebandzuschnitts absteht. Grundsätzlich ist der Überstand des Tapes von der Rolle vom Durchmesser des Kabels und der Länge des aufzubringenden Tapes bzw. Klebebandes unabhängig. Vorzugsweise beträgt der Überstand mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 10 mm. Damit ist eine prozesssichere Fixierung durch ein Andrückwerkzeug gewährleistet.
Daraufhin wird die Rolle von der Ablageeinrichtung mit dem daran anhaftenden Klebebandzuschnitts wegbewegt und mit dem auf der Rolle anhaftenden Klebebandzuschnitt neben dem zu umklebenden Kabelbereich positioniert, vorzugsweise neben dem Führungsspalt.
Nun wird die Rolle an den zu umklebenden Kabelbereich seitlich herangeführt. Dabei kommt der Überstand nahe dem zu umklebenden Kabelbereich zu liegen und die klebende Klebebandseite des Überstands ist dem zu umklebenden Kabelbereich zugewandt. Es erfolgt ein Andrücken des Überstands an den zu umklebenden Kabelbereich durch ein Andrückwerkzeug.
Daraufhin wird die Rolle um den zu umklebenden Kabelbereich derart herumbewegt, dass das Klebeband mittels der Rolle auf dem Kabel abgerollt und angedrückt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nunmehr erstmals möglich, das Herstellen eines Klebebandstreifens mit vorbestimmter Länge als auch das Aufbringen des abgelängten Klebebandstreifens zu automatisieren. Insbesondere ist trotz des einseitig klebenden Klebebandstreifens dessen Handhabung durch Maschinen möglich. Somit kann insbesondere das Abisolieren eines Kabelendes in schneller Taktung ohne händischen Eingriff von Menschen durchgeführt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Abrollens von Klebeband von der Klebebandrolle mithilfe einer Greifeinheit, die dazu ausgebildet ist, das Klebeband zu greifen, durch Wegbewegen von der Haspel abzuwickeln und das Klebeband nach dem Schritt des Zerschneidens des Klebebands wieder loszulassen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beim Umfahren des zu umklebenden Kabelbereichs mit der Rolle gleichzeitig die Rolle um die Rotationsachse der Rolle gedreht. Dadurch wird der an der Rolle anhaftende Klebebandzuschnitt an das Kabelende angedrückt und mit leichtem Anpressdruck abgerollt.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt des Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs mit der Rolle ein teilweises Umfahren des zu umklebenden Kabelbereichs. Dann wird das Umfahren des zu umklebenden Kabelbereichs gestoppt und hierauf das Andrückwerkzeug von dem Kabelende wegbewegt. Zudem wird auch die Buchse von dem Kabelende wegbewegt. Daraufhin das Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs mit der Rolle fortgesetzt, bis der gesamte Klebebandzuschnitt auf dem Kabelende abgerollt ist. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass die Rolle während des Umfahrvorgangs nicht mit anderen Vorrichtungen kollidiert. Insbesondere gilt dies für den Fall, dass die Rolle mit Hilfe eines Roboterarms im Raum bewegt wird.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge des Klebebandzuschnitts das 0,5 bis 3-fache des Außendurchmessers des Kabels im zu umklebenden Kabelbereich..
Vorzugsweise ist die Buchse hin- und her verschiebbar gelagert und/oder weist einen Anschlag. Die Buchse ist somit auf das Kabel aufschiebbar, bis es gegen den Anschlag stößt. Damit ist eine definierte Lage des Kabelendes mit genauer Position des zu umwickelnden Bereichs erzielbar. Und folglich ist die Positionierung der Rolle für den Umwickelungsvorgang reproduzierbar, ohne dass aufwändige Sensoren etc. notwendig sind.
Beispielsweise entspricht der Außenumfang der Rolle ca. dem 0,8 -fachen bis 1,5 fachen, vorzugsweise ungefähr dem 1-fachen der Länge des Klebebandzuschnitts.
Die Umwickelung mit dem Klebebandzuschnitt kann 0,5 bis 10 mal um das Kabel erfolgen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Klebeband eine Breite von 5 mm bis 20 mm. Selbstverständlich sind aber erfindungsgemäß auch andere Breiten handhabbar. Gleiches gilt auch für die Länge des Überstands des auf der Rolle teilweise anhaftenden Klebebandzuschnitts, der vorzugsweise eine Länge von mindestens 5 mm bis maximal 20 mm beträgt, insbesondere mindestens 10 mm bis maximal 15 mm hat.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt das Klebeband eine derartige Steifheit, dass der Überstand von der Rolle tangential absteht und nicht biegeschlaff herunterhängt. Dadurch ist die weitere Handhabung und das Anbringen auf dem Kabelende vereinfacht. Beispielsweise sind alle bekannten Gewebeklebebänder verwendbar, die nach dem Abschneiden ein freistehendes Ende von mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 10 mm bilden kann, ohne dass dieses freistehende Ende sich nach unten abbiegt, also biegeschlaff wird. Beispielsweise sind Gewebeklebebänder 837X oder 838X mit der Breite 5-20 mm der Firma Coroplast oder auch Gaffatape 5mm bis 20mm verwendbar. Alternativ könnte z.B. ein Tape tesa 51026 verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Abriebfestigkeit des Klebebandes größer gleich 5 mNm*cm².
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der Außenumfang der Rolle 2L bis 1/3 L, wobei L die Länge des Klebebandzuschnitts ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das genannte technische Problem zudem durch Vorrichtung gelöst, die eine Klebeband-Zuschneideeinheit zum Bereitstellen eines Klebebandzuschnitts aufweist. Diese Klebeband-Zuschneideeinheit umfasst eine passive Haspel, die mit einer Klebebandrolle bestückbar ist. Eine Greifeinheit ist dazu ausgebildet, das Klebeband zu greifen und das Klebeband von der Klebebandrolle abzurollen. Auf einer Ablageeinrichtung ist das Klebeband ablegbar. Das Klebeband ist durch die Greifeinheit derart von der Klebebandrolle abrollbar, dass das abgerollte Klebeband zumindest bereichsweise auf der Ablageeinrichtung mit der klebenden Klebebandseite des Klebebands nach oben zeigend positioniert ist. Eine Niederhalteeinrichtung ist dazu ausgebildet, das Klebeband bei Bedarf auf der Ablageeinrichtung festzuklemmen.
Zudem ist eine Schneideeinrichtung vorhanden, mit der das Klebeband zum Bereitstellen eines Klebebandzuschnitts zerschneidbar ist. Vorzugsweise ist diese Schneideinheit zwischen der Niederhalteeinrichtung und der Ablageeinrichtung angeordnet. Die Schneideinheit kann beispielsweise eine scharfe Schneide umfassen, die per Aktuator gegen eine Unterlage verfahrbar ist, auf der das Klebeband nach dem Abziehen von der Haspel ruht.
Eine Kabelfixiereinrichtung zum Fixieren eines zu umklebenden Kabelbereichs eines Kabels umfasst eine Fixiervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Kabel beispielsweise durch das Zusammenfahren von zwei Klemmbacken zu fixieren. Außerdem ist eine bewegliche, insbesondere verschiebbar oder verfahrbare Buchse vorhanden, die derart über ein Kabelende des Kabels aufschiebbar ist, dass zwischen der Fixiervorrichtung und der Buchse ein Führungsspalt ausgebildet wird, der im Wesentlichen dem zu umklebenden Kabelbereich entspricht.
Ein Andrückwerkzeug wie beispielsweise ein Stift oder ein Stößel ist dazu ausgebildet, den Klebebandzuschnitt im zu umklebenden Kabelbereich an das Kabel anzudrücken.
Ein Tapewerkzeug zum Umkleben des Kabelendbereichs mit dem Klebebandzuschnitt umfasst eine Rolle, auf deren Außenseite der Klebebandzuschnitt haftbar ist. Die Rolle ist zudem an einem Roboterarm befestigt, so dass die Rolle sowohl rotatorisch als auch translatorisch bewegbar ist.
Mittels einer Steuerung ist die Klebebandzuschneideeinrichtung, die Kabelfixier-Einrichtung und das Tapewerkzeug steuerbar.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Umlenkrolle zwischen der Greifeinheit und der passiven Haspel angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Klebeband mit Hilfe der Greifeinheit über die Umlenkrolle von der Klebebandrolle zu ziehen und eine definierte Spannung zu erzielen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Ablageeinrichtung eine Nut auf, in der der Klebebandzuschnitt ablegbar ist. Dadurch wird das Klebeband geführt und zudem das Überführen des Klebebandzuschnitts auf die Rolle vereinfacht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Tapewerkzeug durch die Steuerung derart steuerbar, dass durch eine Drehbewegung der Rolle um die Rotationsachse der Rolle und eine gleichzeitige, überlagerte Umfahrbewegung des zu umklebenden Kabelbereichs durch die Rolle eine definierte Spannkraft auf den Klebebandzuschnitt beim Aufbringen auf das Kabel ausgeübt werden kann.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Buchse einen Anschlag auf, der dazu dient, die Position eines neuen Kabelendes, das zu umwickeln ist, festzulegen. Damit kann ein Kabel z.B. in eine definierte Lage geschoben werden. Um das Einschieben des Kabelendes zu erleichtern, weist der Anschlag eine konische Form auf.
Ein weiteres zu lösendes Teilproblem besteht darin, einen bereits abgeschnittenen Klebebandzuschnitt an einen gewünschten Ort zu überführen.
Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren zum automatischen Aufnehmen eines einseitig klebenden Klebebandzuschnitts gelöst, bei dem eine Rolle auf der Klebeseite des Klebebandzuschnitts angelegt wird und dann die Rolle auf dem Klebebandzuschnitt nur über einen Teilbereich des Klebebandzuschnitts abgerollt wird, so dass der Klebebandzuschnitt an der Rolle anhaftet und ein von der Rolle radial nach außen erstreckenden Überstand des Klebebandzuschnitts absteht. Die Rolle mit dem daran haftenden Klebebandzuschnitt wird nun von der Ablageeinrichtung zu dem gewünschten Aufbringort für den Klebebandzuschnitt bewegt.
Eine entsprechende Vorrichtung zum automatischen Aufnehmen eines einseitig klebenden Klebebandzuschnitts umfasst eine um ihre Mittelachse drehbare Rolle, auf deren Außenseite der Klebebandzuschnitt anhaften kann. Die Rolle ist an einem Roboterarm befestigt und somit sowohl rotatorisch als auch translatorisch im Raum frei bewegbar.
Anzumerken ist, das vorzugsweise Haspeln mit Einfachrolle mit einer Klebebandlänge von 30 m bis 70 m, vorzugsweise ca. 50 m verwendet werden, Alternativ sind auch sogenannte kreuzgewickelte Rollen mit Klebebandlängen von mehr als 100 m, vorzugsweise 500 mm bis 1.500 m, weiter vorzugsweise ca. 1.000 m einsetzbar.
Figurenliste
Im Folgenden sind zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung mehrere beispielhafte Ausführungsformen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Umkleben eines Kabels mit einem einseitig klebenden Klebeband gemäß der vorliegenden Offenbarung,
2 die Klebeband-Zuschneideeinheit der in 1 gezeigten Vorrichtung,
3 die Kabelfixier-Einrichtung der in 1 gezeigten Vorrichtung,
4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der in 3 gezeigten Kabelfixier-Einrichtung mit Andrückwerkzeug,
5 einen Teil des Tapewerkzeugs der in 1 gezeigten Vorrichtung,
6 die Klebeband-Zuschneideeinheit der in 1 gezeigten Vorrichtung, auf der sich ein Klebebandzuschnitt befindet, und einen Teil des Tapewerkzeugs der in 1 gezeigten Vorrichtung in einer Position, bei der sich die Rolle des Tapewerkzeugs auf dem Klebebandzuschnitt befindet,
7 ein Teil eines Tapewerkzeugs, bei dem ein Klebebandzuschnitt teilweise an der Rolle klebt,
8 vier Verfahrenszustände, die während des Umklebens eines Kabels mit einem Klebebandzuschnitt auftreten, wobei sich die relative Position von der Rolle des Tapewerkzeugs, des auf der Rolle geklebten Klebebandzuschnitts und der Kabelfixiereinrichtung in den Verfahrenszuständen unterscheiden,
9 einen weiteren Verfahrenszustand, der während des Umklebens eines Kabels mit einem Klebebandzuschnitt auftritt.

Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Umkleben eines Kabels mit einem einseitig klebenden Klebeband gemäß der vorliegenden Offenbarung. So sind hier eine Klebeband-Zuschneideeinheit 10, eine Kabelfixiereinrichtung 50 und ein Tapewerkzeug 100 vorhanden.
Auf der Klebeband-Zuschneideeinheit 10 ist ein Klebeband 2 vorgesehen, welches auf der Klebebandrolle 5 aufgewickelt ist. Die Kabelfixiereinrichtung 50 hält ein Kabel 51.
Die Klebeband-Zuschneideeinheit 10 und die Kabelfixiereinrichtung 50 sind derart zueinander positioniert, dass die Rotationsachse Ader Klebebandrolle 1 etwa senkrecht zu der Längsachse B des Kabels 51 liegt.
Zwischen der Klebeband-Zuschneideeinheit 10 und der Kabelfixiereinrichtung 50 befindet sich das Tapewerkzeug 100. Das Tapewerkzeug 100 umfasst einen Roboterarm 102, über den eine Rolle 101 bewegbar ist.
Die 2 zeigt die Klebeband-Zuschneideeinheit der in 1 gezeigten Vorrichtung. Die Klebeband-Zuschneideeinheit 10 umfasst eine Klebebandrolle 1, auf der ein Klebeband 2 aufgewickelt ist. Die Klebebandrolle 1 wird durch ein passives Haspel 15 gehalten. Das Klebeband 2 ist zum Teil von der Klebebandrolle 1 abgewickelt.
Ein Ende des abgewickelten Klebebands 2 wird durch eine Greifeinheit 3 gehalten. Zwischen der Klebebandrolle 1 und der Greifeinheit 3 verläuft das Klebeband 2 über eine Umlenkungsrolle 16 und eine Ablageeinrichtung 5. Die Ablageeinrichtung 5 umfasst eine Nut 6, in der das Klebeband 2 verläuft.
Zwischen der Ablageeinrichtung 5 und der Umlenkungsrolle 16 befindet sich eine Niederhaltereinrichtung 4. Die Niederhaltereinrichtung 4 umfasst einen Stößel 18, der vertikal auf und ab bewegt werden kann, sodass der Stößel 18 das Klebeband 2 zwischen sich und einer fest montierten Klemmfläche 17 der Niederhaltereinrichtung 4 einklemmen kann.
Die Greifeinheit 3 ist mittels einer Schlittenlagerung derart in Richtung der Niederhalteeinrichtung 4 bewegbar.
Das Klebeband 2 ist ein einseitig klebendes Klebeband 2. Das Klebeband 2 ist derart von der Klebebandrolle 1 abgerollt, dass die Klebeseite des Klebebands 2, das auf der Ablageeinrichtung 5 positioniert ist, nach oben zeigt.
Wie in der 2 schematisch dargestellt, ist eine Schneideinheit 30 zwischen der Niederhaltereinrichtung 4 und der Ablageeinrichtung 5 angeordnet. Hier umfasst die Schneideeinrichtung 30 eine Unterlage, auf der das Klebeband aufliegt und ein hier nicht näher gezeigtes Messer, das vertikal zur Unterlage hoch- und runter bewegbar ist.
Die 3 zeigt die Kabelfixier-Einrichtung der in 1 gezeigten Vorrichtung. Die Kabelfixier-Einrichtung 50 umfasst eine Fixiervorrichtung 53, die zwei Klemmbacken 57, 58 aufweist. Zwischen den zwei Klemmenbacken 57,58 ist ein Kabel 51 eingeklemmt. Ein Kabelende 59 des Kabels 51 ragt linksseitig aus der Kabelfixiereinrichtung 53 heraus.
Zwischen dem Kabelende 59 und der Kabelfixiereinrichtung 50 befindet sich eine verfahrbare Buchse 52. Das Kabel 51 erstreckt sich hier durch die verfahrbare Buchse 52. Die verfahrbare Buchse 52 ist derart gelagert, dass sie sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung verfahrbar ist. Die X-Richtung entspricht im Wesentlichen der Richtung der Längsachse B des Kabels 51. Die Y-Richtung entspricht einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur X-Richtung.
Mit der verfahrbaren Buchse 52 ist ein Andrückwerkzeug 54 verbunden. Das Andrückwerkzeug 54 wird anhand der 4 näher beschrieben. Die 4 zeigt einen Teil der in 3 dargestellten Kabelfixiereinrichtung. Hier umfasst die Fixiervorrichtung 53 Klemmbacken 57, 58, zwischen denen das Kabel 51 eingeklemmt ist. Ferner zeigt 4 die verfahrbare Buchse 52, durch die sich das Kabel 51 erstreckt.
Zwischen der Fixiervorrichtung 53 und der verfahrbaren Buchse 52 befindet sich ein Führungsspalt 56. Das Kabel 51 ist derart durch die Fixiervorrichtung 53 und die verfahrbare Buchse 52 fixiert, dass sich der zu umklebende Kabelbereich 55 innerhalb des Führungsspalts 56 befindet.
Mit der verfahrbaren Buchse 52 ist ein Andrückwerkzeug 54 verbunden. Das Andrückwerkzeug 54 umfasst einen Stößel 60, der nach oben verschiebbar ist, sodass er in Richtung des Kabels 51 verschiebbar ist. Durch die vertikale Verschiebung nach oben, kann der Stößel 60 einen Klebebandzuschnitt 20 zwischen sich und dem Kabel 51 einklemmen.
Die 5 zeigt einen Teil des Tapewerkzeugs der in 1 gezeigten Vorrichtung. Mit dem Roboterarm 102 kann die Rolle 101 bewegt werden. Die Rolle 101 kann durch den Roboterarm 102 sowohl um die Rotationsachse R der Rolle 101 gedreht werden als auch in den drei Raumrichtungen x,y,z translatorisch bewegt werden.
Die 6 zeigt die Klebeband-Zuschneideeinheit der in 1 gezeigten Vorrichtung, auf der sich ein Klebebandzuschnitt befindet, und einen Teil des Tapewerkzeugs der in 1 gezeigten Vorrichtung in einer Position, bei der sich die Rolle des Tapewerkzeugs auf dem Klebebandzuschnitt befindet.
Das auf der Klebebandrolle 1 befindliche Klebeband 2 ist teilweise abgewickelt und verläuft über die Umlenkrolle 16 zu der Niederhalteeinrichtung 4. Die Niederhaltereinrichtung 4 befindet sich in geschlossenem Zustand, d. h. durch die Niederhaltereinrichtung 4 wird das Klebeband 2 zwischen dem Stößel 18 und der Klemmfläche 17 der Niederhalteeinrichtung 4 eingeklemmt.
Linksseitig der Niederhaltereinrichtung 4 ist das Klebeband 2 durchtrennt. Auf der Ablageeinrichtung 5 befindet sich ein Klebebandzuschnitt 20. Der Klebebandzuschnitt 20 verläuft in einer Nut 6 der Ablageeinrichtung 5. Die Greifeinheit 3 befindet sich in offenem Zustand, d. h. der Klebebandzuschnitt 20 wird nicht durch die Greifeinheit 3 gegriffen. Auf dem Klebebandzuschnitt 20 befindet sich die Rolle 101. Die Rolle 101 befindet sich in der Nut 6. Der Klebebandzuschnitt 20 ist entsprechend in der Nut 6 zwischen der Rolle 101 und der Ablageeinrichtung 5 angeordnet.
Die 7 zeigt ein Teil eines Tapewerkzeugs und eine Klebebandzuschnitt 20. Der Klebebandzuschnitt 20 ist teilweise an der Rolle 101 verklebt. Ein Bereich des Klebebandzuschnitts 20 erstreckt sich radial nach außen weg von der Rolle 101 und ist nicht mit der Rolle 101 verklebt.
Die 8 zeigt vier Verfahrenszustände, die während des Umklebens eines Kabelende mit einem Klebebandzuschnitt auftreten, wobei sich die relative Position von der Rolle des Tapewerkzeugs, des auf der Rolle geklebten Klebebandzuschnitts und der Kabelfixiereinrichtung in den Verfahrenszuständen voneinander unterscheiden.
Die Verfahrenszustände I -IV sind in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend.
8 I zeigt einen Zustand, bei dem die Rolle 101 seitlich neben dem Führungsspalt 56 positioniert ist. Auf der Rolle 101 befindet sich der Klebebandzuschnitt 20. Der Klebebandzuschnitt 20 ist teilweise mit der Rolle 101 verklebt. Ferner umfasst der Klebebandzuschnitt 20 einen von der Rolle 101 radial nach außen erstreckenden Überstand, der nicht mit der Rolle 101 verklebt ist. In I zeigt der Überstand in Richtung des Führungsspalts 56. Die klebende Seite des Überstands zeigt nach oben.
8 II zeigt einen Zustand, bei dem die Rolle 101 so nah an den Führungsspalt 56 bewegt ist, dass sich der nach außen erstreckende Überstand des Klebebandzuschnitts 20 unterhalb des Kabels 51 im Bereich des Führungsspalts 56 befindet. Das Andrückwerkzeug 54 befindet sich in geöffneter Stellung, d. h. der Stößel 60 des Andrückwerkzeugs 54 drückt nicht gegen das Kabel 51 im Bereich des Führungsspalt 56.
8 III zeigt einen Zustand, bei dem sich das Andrückwerkzeug 54 in geschlossener Stellung befindet, d. h. der Stößel 60 des Andrückwerkzeugs 54 drückt gegen das Kabel 51 im Bereich des Führungsspalts 56. Dadurch, dass sich der nach außen erstreckende Überstand des Klebebandzuschnitts 20 unterhalb des Kabels 51 im Bereich des Führungsspalt 56 befindet, wird der Überstand zwischen dem Kabel 51 und dem Stößel 60 eingeklemmt. Dadurch wird der Klebebandzuschnitt 20 an dem Kabel 51 fixiert. Die Rolle 101 hat sich im Vergleich zum Zustand II etwas um das Kabel 51 herumgedreht. Bei Blickrichtung von dem Kabelende zu der Kabelfixiereinrichtung hat sich die Rolle 101 im Uhrzeigersinn um das Kabel 51 gedreht.
Schließlich zeigt 8 IV einen Zustand, bei dem sich die Rolle 101 im Vergleich zum Zustand III weiter in gleicher Richtung um das Kabel 51 herumgedreht hat. Der Stößel 60 des Andruckwerkzeugs 54 befindet sich in offener Stellung, d. h. der Klebebandzuschnitt 20 wird nicht durch den Stößel 60 und das Kabel 51 eingeklemmt. Die Rolle 101 kann sich nicht weiter um das Kabel 51 herumdrehen, weil die Abstützung der verfahrbaren Buchse 52 der Rolle 101 den Weg versperrt.
9 zeigt einen weiteren Verfahrenszustand, der während des Umklebens eines Kabels mit einem Klebebandzuschnitt auftritt. In der 9 ist die verfahrbare Buchse 52 nicht mehr auf das Kabel 51 aufgeschoben, sondern sie befindet sich neben dem Kabel 51. Der Abstand zwischen der verfahrbaren Buchse 52 und dem Kabel 51 ist so groß, dass der Roboterarm 102 das Kabel 51 komplett umfahren kann ohne mit der verfahrbaren Buchse 52 zu kollidieren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Es wird nun ein Tapevorgang eines Kabelbereichs 55 anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird die Greifeinheit 3 linear zum freien Klebebandende 2a des Klebebandes 2 auf der Haspel 1 bewegt und betätigt, wodurch die Greifeinheit 3 das Klebebandende 2a ergreift. Zuvor können, falls erforderlich, die Niederhalteeinrichtung 4 und/oder die Ablageeinrichtung 5 nach unten bewegt werden, um eine Kollision mit der Greifeinheit 3 zu vermeiden.
Sodann wird die Greifeinheit 3 wieder von der Haspel 1 um eine vorbestimmte Wegstrecke wegbewegt. Dabei wird das Klebeband 2 auf der Ablageeinrichtung 5 positioniert und die Niederhaltereinrichtung 4 betätigt. Das Klebeband 2 liegt hierbei in der Nut 6. Durch das Betätigen der Niederhalteeinrichtung 4 fixiert der Stößel 18 das Klebeband 2 zwischen sich und einer fest montierten Klemmfläche 17 der Niederhaltereinrichtung 4.
Nun wird mittels der schematisch dargestellten Schneideeinrichtung 30 das Klebeband 2 zwischen der Ablageeinrichtung 5 und der Klemmfläche 17 durchtrennt. Damit liegt der in der korrekten Länge abgetrennte Klebebandzuschnitt 20 mit der Klebeseite nach oben in der Nut 6 und kann nun von der Rolle 101 aufgenommen werden. Dieser Aufnahmevorgang wird nun anhand der 6 und 7 erläutert.
Die Rolle 101 wird mittels des Roboterarms 102 oberhalb der Nut 6 paziert und leicht gegen die Klebeseite des Klebebandes gedrückt. Vorzugsweise ist die Ablageeinrichtung 5 federnd gelagert, so dass diese beim Anpressen der Rolle etwas nach unten ausweichen kann und die Lagerung der Rolle nicht beschädigt wird. Dann wird die Rolle um ihre Achse soweit gedreht, dass der Klebebandzuschnitt 20 teilweise an der Rolle 101 anhaftet. Daraufhin wird die Rolle 101 mit dem anhaftenden Klebebandzuschnitt 20 und dem freien Überstand 22 aus der Nut wegbewegt, siehe 7.
Ein Kabelende wird in der Fixiervorrichtung 53 eingeführt und soweit durch die Buchse 52 geschoben, bis ein Absatz am Kabel gegen den Anschlag der Buchse 52 anschlägt. Daraufhin werden die Klemmbacken 57, 58, aktiviert und das Kabel 51 dazwischen geklemmt ist. Der zu umklebende bzw. zu tapende Kabelbereich 55 befindet sich nun innerhalb des Führungsspalts 56.
Der Überstand 22 wird mittels der Rolle 101 in den Führungsspalt geführt und dort mit Hilfe des Stößels 60 des Andrückwerkzeugs 54 an das Kabel 2 gedrückt, siehe 8 II.
Nun wird die Rolle 101 um das Kabel 2 herumgeführt und dabei der Klebebandzuschnitt 20 an dem Kabel 2 angedrückt und von der Rolle abgerollt.
Um eine Kollision des Roboterarms 102 mit dem Halter der Buchse 52 zu vermeiden, wird dieser mit der Buchse linear von der Kabelfixiereinrichtung 53 wegbewegt. Daraufhin wird das Umfahren des Kabels 2 mit der Rolle 101 unter Abwicklung des Kabelbandzuschnitts 20 fortgesetzt.
Falls der nun auf dem Kabel 2 aufgebrachte Klebebandzuschnitt 20 noch fester auf das Kabel angedrückt werden soll, kann durch nochmaliges ein- oder mehrfachem Umfahren der Rolle 101 um das Kabel und gleichzeitiger Drehung und leichtem Druck gegen das Kabel der Kabelbandzuschnitt 20 weiter an dem Kabel angedrückt werden.
Bezugszeichenliste

1: Klebebandrolle
2: Klebeband
2a: Klebebandende
3: Greifeinheit
4: Niederhalteeinrichtung
5: Ablageeinrichtung
6: Nut der Ablageeinrichtung
10: Klebeband-Zuschneideeinheit
15: passive Haspel
16: Umlenkrolle
17: Klemmfläche der Niederhalteeinrichtung
18: Stößer der Niederhalteeinrichtung
20: Klebebandzuschnitt
22: Überstand
30: Schneideeinrichtung
50: Kabelfixiereinrichtung
51: Kabel
52: Verfahrbare Buchse
53: Fixiervorrichtung
54: Andrückwerkzeug
55: zu umklebender Kabelbereich
56: Führungsspalt
57, 58: Klemmbacke
59: Kabelende
60: Stößel
100: Tapewerkzeug
101: Rolle
102: Roboterarm
A: Rotationsachse der Klebebandrolle
B: Längsachse des Kabels
R: Rotationsachse der Rolle

Claims

Verfahren zum automatischen Aufbringen eines einseitig klebenden Klebebandes (2) auf einem Kabel (51), insbesondere einem Kabelende (59), mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen des auf einer passiven Haspel (15) aufgerollten Klebebandes (2), das ein frei liegendes Klebebandende aufweist, b) Ergreifen und Ziehen des freien Klebebandendes (2a), so dass ein Klebebandstück zumindest bereichsweise auf einer Ablageeinrichtung (5) positioniert wird und die Klebeseite des Klebebandes (2) nach oben zeigt, c) Festklemmen des Klebebandes (2) zwischen der Ablageeinrichtung (5) und der passiven Haspel (1), d) Zerschneiden des Klebebands (2) zwischen dem Bereich, in dem das Klebeband (2) geklemmt wird, und der Ablageeinrichtung (5), so dass ein auf der Ablageeinrichtung (5) positionierter Klebebandzuschnitt (20) bereitgestellt wird, dessen Klebeseite nach oben zeigt, e) Positionieren einer Rolle (101) auf der Klebeseite des auf der Ablageeinrichtung (5) befindlichen Klebebandzuschnitts (20), f) Abrollen der Rolle (101) auf dem Klebebandzuschnitt (20), nur über einen Teilbereich des Klebebandzuschnitts (20), so dass der Klebebandzuschnitt (20) an der Rolle (101) anhaftet und ein von der Rolle radial nach außen erstreckenden Überstand (22) des Klebebandzuschnitts (20) absteht, g) Wegbewegen der Rolle (101) und dem daran haftenden Klebebandzuschnitt (20) von der Ablageeinrichtung (5) h) Fixieren des Kabels (51) mit einer Kabelfixiereinrichtung (50) von dem Kabelende (59) aus gesehen in einem Abstand hinter dem zu umklebenden Kabelbereich (55), i) Positionieren der Rolle (101) mit dem auf der Rolle anhaftenden Klebebandzuschnitt (20) neben dem Führungsspalt (56), in dem der zu umklebende Kabelbereich (55) liegt, j) Seitliches Heranführen der Rolle (101) an den zu umklebenden Kabelbereich (55) derart, dass der Überstand (22) nahe dem zu umklebenden Kabelbereich (55) positioniert und die Klebeseite des Überstands (22) dem zu umklebenden Kabelbereich (55) zugewandt ist, k) Andrücken des Überstands (22) an den zu umklebenden Kabelbereich (55) durch ein Andrückwerkzeug (54), und 1) Herumbewegen der Rolle (101) um den zu umklebenden Kabelbereich (55) derart, dass das Klebeband (2) von der Rolle (101) abgerollt und auf dem Kabel (51) aufgeklebt und angedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Verfahrensschritt: Aufschieben einer Buchse (52) über das Kabelende (59) derart, dass zwischen der Kabelfixiereinrichtung (50) und der verfahrbaren Buchse (52) ein Führungsspalt (56) ausgebildet wird, in dem der zu umklebende Kabelbereich (55) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Abrollens des Klebebandes (2) von der Klebebandrolle (1) mithilfe einer Greifeinheit (3) erfolgt, die dazu ausgebildet ist, das Klebebandende (2a) zu greifen, von der Rolle (1) abzuwickeln und das Klebeband (2) nach dem Schritt des Zerschneidens des Klebebands (2) wieder loszulassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs (55) mit der Rolle (101) eine gleichzeitige Drehbewegung der Rolle (101) um die Rotationsachse der Rolle umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei bei dem der Schritt des Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs (55) mit der Rolle (101) umfasst: i) teilweise Umfahren des zu umklebenden Kabelbereichs (55), ii) Unterbrechen des Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs (55), iii) Wegbewegen des Andrückwerkzeugs (54) und Wegbewegen der Buchse (52), und iv) Fortsetzen des Umfahrens des zu umklebenden Kabelbereichs (55).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Länge des Klebebandzuschnitts (20) das 0,5 bis 3-fache des Außendurchmessers des Kabels (51) im zu umklebenden Kabelbereich (55) entspricht.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Buchse (52) einen Anschlag umfasst und so auf das Kabel (51) aufgeschoben wird, dass das Kabel (51) gegen den Anschlag stößt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das Klebeband (2) eine Breite von 5 mm bis 20 mm aufweist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Überstand (22) des auf der Rolle (101) teilweise haftenden Klebebandzuschnitts (20) eine Länge von mindestens 5 mm bis maximal 20 mm, insbesondere mindestens 10 mm bis maximal 15 mm hat.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das Klebeband (2) eine Steifheit aufweist, die es erlaubt, dass der Überstand (22) von der Rolle (101) tangential absteht.
Vorrichtung zum automatischen Umkleben eines Kabels (51) mit einem einseitig klebenden Klebeband (2), mit: a) einer Klebeband-Zuschneideeinheit (10) zum Bereitstellen eines Klebebandzuschnitts (20), mit: - einer passive Haspel (15), die mit einer Klebebandrolle (1) bestückbar ist, - eine Greifeinheit (3), die dazu ausgebildet ist, das Klebeband (2) zu greifen und das Klebeband (2) von der Klebebandrolle (1) abzurollen, - eine Ablageeinrichtung (5), auf der das Klebeband (2) ablegbar ist, wobei das Klebeband (2) durch die Greifeinheit (3) derart von der Klebebandrolle (1) abrollbar ist, dass das abgerollte Klebeband (2) zumindest bereichsweise auf der Ablageeinrichtung (5) mit der klebenden Klebebandseite des Klebebands (2) nach oben zeigend positioniert ist, - eine Niederhalteeinrichtung (4), die dazu ausgebildet ist, das Klebeband (2) bei Bedarf festzuhalten, und - eine Schneideeinrichtung (30), mit der das Klebeband zum Bereitstellen eines Klebebandzuschnitts (20) zerschneidbar ist, b) eine Kabelfixiereinrichtung (50) zum Fixieren eines zu umklebenden Kabelbereichs (55) eines Kabels (51), aufweisend: - eine Fixiervorrichtung (53), die dazu ausgebildet ist, ein Kabel (51) beispielsweise durch das Zusammenfahren von zwei Klemmbacken (57, 58) zu fixieren, - ein Andrückwerkzeug (54) wie beispielsweise ein Stift oder ein Stößel (60), der dazu ausgebildet ist, den Klebebandzuschnitt (20) im zu umklebenden Kabelbereich (55) an das Kabel (51) anzudrücken. c) Tapewerkzeug (100) zum Umkleben des Kabelbereichs mit dem Klebebandzuschnitt (20), aufweisend: - eine Rolle (101), auf deren Außenseite der Klebebandzuschnitt (20) aufklebbar ist, und - ein Roboterarm (102), mit dem die Rolle (101) sowohl rotatorisch als auch translatorisch bewegbar ist. d) eine Steuerung, mit der die die Klebebandzuschneideeinrichtung (10), die Kabelfixiereinrichtung (50) und das Tapewerkzeug (60) steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Kabelfixiereinrichtung (50) ferner umfasst: - eine verfahrbare Buchse (52), die derart über ein Kabelende (59) des Kabels (51) aufschiebbar ist, dass zwischen der Fixiervorrichtung (53) und der verfahrbaren Buchse (52) ein Führungsspalt (56) ausgebildet wird, in dem der zu umklebende Kabelbereich (55) liegt, und
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der eine Umlenkrolle (16) zwischen der Greifeinheit (3) und dem passiven Haspel (15) angeordnet ist, wobei das Klebeband (2) mit der Greifeinheit (3) über die Umlenkrolle (16) von der Klebebandrolle (1) ziehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, bei der die Ablageeinrichtung (5) eine Nut (6) aufweist, in der der Klebebandzuschnitt (20) ablegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, bei der das Tapewerkzeug (100) durch die Steuerung derart steuerbar ist, dass durch eine Drehbewegung der Rolle (101) um die Rotationsachse der Rolle und eine gleichzeitige, überlagerte Umfahrbewegung des zu umklebenden Kabelbereichs (55) durch die Rolle (101), eine definierte Spannkraft auf den Klebebandzuschnitt (20) beim Aufbringen auf das Kabel (51) erzielbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-15, bei dem die Buchse (52) einen Anschlag aufweist, der dazu ausgebildet ist, dass das Kabel (51) beim Aufschieben der verfahrbaren Buchse (52) auf das Kabel (51) dagegen stößt.
Verfahren zum automatischen Aufnehmen eines einseitig klebenden Klebebandzuschnitts (20), mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Positionieren einer Rolle (101) auf der Klebeseite des auf der Ablageeinrichtung (5) befindlichen Klebebandzuschnitts (20), b) Abrollen der Rolle (101) auf dem Klebebandzuschnitt (20), nur über einen Teilbereich des Klebebandzuschnitts (20), so dass der Klebebandzuschnitt (20) an der Rolle (101) anhaftet und ein von der Rolle radial nach außen erstreckenden Überstand (22) des Klebebandzuschnitts (20) absteht, c) Wegbewegen der Rolle (101) und dem daran haftenden Klebebandzuschnitt (20) von der Ablageeinrichtung (5).
Vorrichtung zum automatischen Aufnehmen eines einseitig klebenden Klebebandzuschnitts (20) umfassend: - ein um ihre Mittelachse drehbare Rolle (101), auf deren Außenseite der Klebebandzuschnitt (20) aufklebbar ist, und - ein Roboterarm (102), mit dem die Rolle (101) sowohl rotatorisch als auch translatorisch bewegbar ist.