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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit der Herstellung von Kabelkonfektionen beschrieben.
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Adern von Kabeln können durch Verschweißen miteinander verbunden werden. Dabei können die Adern insbesondere mittels Ultraschallschweißen verbunden werden.
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Zum Schweißen werden zu verschweißende Adern in einen Schweißbereich einer Schweißanlage eingelegt und durch einen Schweißprozess verschweißt. Das Einlegen erfolgt in der Regel händisch, wobei jeweils nur die zu verschweißenden Adern in den Schweißbereich eingelegt werden.
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Bei Kabeln mit zwei Adern kann dieser Vorgang auch teilautomatisiert werden.
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Die
DE 10 2020 113 672 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest drei Kabeln mit je zwei aus Mantelenden der Kabel herausragenden Adern.
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Die
DE 10 2017 114 182 B3 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zum elektrisch leitenden Verbinden von ersten elektrischen Leitern sowie mit zweiten elektrischen Leitern in einem querschnittsmäßig, veränderbaren zumindest einen Seitenschieber, eine Sonotrode und eine Gegenelektrode aufweisenden Verdichtungsraum mittels Ultraschallschweißens, wobei zunächst blanke Enden der ersten elektrischen Leiter in den Verdichtungsraum eingebracht und mittels Ultraschalleinwirkung zu einer ersten Verbindung geschweißt werden und sodann nach Entnahme der ersten Verbindung aus dem Verdichtungsraum in diesen blanke Enden der zweiten elektrischen Leiter eingebracht und mittels Ultraschalleinwirkung zu einer zweiten Verbindung geschweißt werden, vor dem Schweißen der zweiten Verbindung die erste Verbindung einer Rückhalteeinrichtung zugeführt wird
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel ein verbessertes Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine Automatisierbarkeit eines Produktionsablaufs und einhergehend eine Reduktion von Produktionskosten betreffen.
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Die Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz weist eine Schweißanlage vor und hinter einem Schweißbereich der Schweißanlage Freiräume zum Zwischenlagern mehrerer zu verschweißender beziehungsweise bereits verschweißter Adern auf. Die jeweils zu verschweißenden Adern werden vor dem Verschweißen zu Schweißpaketen zusammengefasst und die Schweißpakete in regelmäßigen Abständen angeordnet. Eine Handlingsvorrichtung bewegt nun nacheinander alle zu verschweißenden Schweißpakete in den Schweißbereich der Schweißanlage, wo sie verschweißt werden. Die gerade nicht im Schweißbereich positionierten Schweißpakete befinden sich dabei in den Freiräumen vor und/oder hinter dem Schweißbereich. Dabei werden immer alle unverschweißten und bereits verschweißten Schweißpakete gleichzeitig bewegt und so die regelmäßigen Abstände eingehalten.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz können Kabel mit einer nur durch die bereitgestellten Freiräume und den Abstand zwischen den Schweißpaketen begrenzten Anzahl von Adern automatisiert miteinander verschweißt werden. Dabei können zwei oder mehr Kabel miteinander verbunden werden. Ein oder mehrere Kabel können auch mit einem Terminal verschweißt werden, wenn Kontaktelemente des Terminals die regelmäßigen Abstände aufweisen und mit dem Kabel bewegt werden können.
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Nicht erfindungsgemäß wird eine Schweißanlage für Kabel vorgestellt, wobei die Schweißanlage einen in einer Arbeitsebene angeordneten vorderen Freiraum, einen in der Arbeitsebene angeordneten Schweißbereich und einen in der Arbeitsebene angeordneten hinteren Freiraum aufweist, wobei der Schweißbereich zwischen dem vorderen Freiraum und dem hinteren Freiraum angeordnet ist, wobei die Freiräume Platz für zumindest je zwei Wartebereiche für zu verschweißende Aderenden der Kabel bereitstellen, und die Wartebereiche und der Schweißbereich jeweils um einen Arbeitsabstand voneinander beabstandet sind, wobei der vordere Freiraum durch einen die Arbeitsebene durchdringenden vorderen Seitenschieber der Schweißanlage von dem Schweißbereich getrennt ist und der hintere Freiraum durch einen die Arbeitsebene durchdringenden hinteren Seitenschieber der Schweißanlage von dem Schweißbereich getrennt ist.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern vorgestellt, wobei miteinander zu verschweißende Aderenden der Adern in Arbeitsabständen nebeneinander zu Schweißpaketen gruppiert werden, wobei die unverschweißten Schweißpakete zum Verschweißen nacheinander in einem zwischen zwei Seitenschiebern einer Schweißanlage ausgebildeten Schweißbereich der Schweißanlage in einer Arbeitsebene der Schweißanlage positioniert werden, während die anderen Schweißpakete in der Arbeitsebene seitlich versetzt zu dem Schweißbereich in Freiräumen der Schweißanlage zwischengelagert werden, wobei nach einem durchgeführten Schweißvorgang alle Schweißpakete aus den Freiräumen und dem Schweißbereich über die Seitenschieber angehoben werden, seitlich um zumindest einen ganzen Arbeitsabstand bewegt werden und wieder in die Arbeitsebene abgesenkt werden, um die nächste unverschweißte Schweißpakete zum Verschweißen im Schweißbereich zu positionieren, bis alle Schweißpakete verschweißt sind.
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Ein Kabel kann einen Mantel aufweisen, der alle Adern des Kabels umhüllt. Die Adern können jeweils eine eigene Isolierung aufweisen. Die jeweils gleichen Adern von unterschiedlichen Kabeln können zu Schweißpaketen gruppiert werden und anschließend nacheinander schrittweise beziehungsweise zyklisch verschweißt werden. Die Schweißpakete können alle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet werden. Benachbarte Schweißpakete können in einem Arbeitsabstand angeordnet sein. Vor dem Gruppieren können Aderenden der Adern abisoliert werden. Es können Adern von mehr als zwei Kabeln in einem Schweißpaket gruppiert werden. Die gruppierten Adern einer Schweißgruppe können überlappend angeordnet werden. Für Endverbinder können die Kabel aus der gleichen Richtung kommen. Für Durchgangsverbinder können zumindest zwei der Kabel aus entgegengesetzten Richtungen kommen.
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Ebenso können Aderenden von Einzelleitungen zu einem Schweißpaket gruppiert werden. mehrere solcher Schweißpakete können so in einem der Freiräume nebeneinander im Arbeitsabstand vorbereitet werden. Die Schweißpakete können dann nacheinander im Schweißbereich positioniert werden, verschweißt werden und wieder aus dem Schweißbereich in den anderen Freiraum bewegt werden. Dort können die verschweißten Einzelleitungen entnommen werden. Dabei können Endverbinder oder Durchgangsverbinder der Einzelleitungen hergestellt werden. Bei den Endverbindern kommen alle Einzelleitungen aus einer Richtung. Bei den Durchgangsverbindern kommen zumindest zwei Einzelleitungen aus entgegengesetzten Richtungen.
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Eine Schweißanlage kann insbesondere eine Ultraschallschweißanlage sein. Die Ultraschallschweißanlage kann einen Amboss und eine Sonotrode aufweisen. Oberflächen der Sonotrode und des Ambosses können im Wesentlichen parallel zu einer Arbeitsebene der Schweißanlage ausgerichtet sein. Der Amboss und die Sonotrode können relativ zueinander beweglich sein und auf gegenüberliegenden Seiten eines Schweißbereichs der Schweißanlage angeordnet sein. Der Amboss und die Sonotrode können eine Oberseite und Unterseite des Schweißbereichs ausbilden. Der Amboss und/oder die Sonotrode können quer zu der Arbeitsebene beweglich sein. Die zu verschweißenden Adern können zwischen dem Amboss und der Sonotrode eingeklemmt werden. Die Sonotrode kann Ultraschallschwingungen in die eingeklemmten Adern einkoppeln. Der Amboss kann auch als weitere Sonotrode ausgebildet sein. Dann können die eingekoppelten Ultraschallschwingungen beispielsweise gegenläufig beziehungsweise phasenversetzt sein.
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Der Schweißbereich kann seitlich beziehungsweise in einer Raumrichtung der Arbeitsebene durch je einen Seitenschieber der Schweißanlage begrenzt sein. Die Seitenschieber können zumindest angrenzend an den Schweißbereich im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsebene der Schweißanlage ausgerichtet sein. Die Seitenschieber können eine Vorderseite und eine Rückseite des Schweißbereichs ausbilden. Die Seitenschieber können als vorderer Seitenschieber und als hinterer Seitenschieber bezeichnet werden. Die Seitenschieber können ein seitliches Ausweichen der eingeklemmten Adern verhindern, wenn der Amboss und die Sonotrode gegeneinandergepresst werden und die Ultraschallschwingungen in die Adern eingekoppelt werden. Die Seitenschieber können zumindest angrenzend an den Schweißbereich eine geringe Dicke aufweisen, damit sie beim Positionieren der Schweißpakete zwischen den im Arbeitsabstand angeordneten Schweißpaketen angeordnet werden können.
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Der Schweißbereich kann an den zwei verbleibenden gegenüberliegenden Seiten offen sein. Die Adern können von den offenen Seiten in den Schweißbereich hineinragen. Dabei können die zu verschweißenden Adern aus entgegengesetzten Richtungen oder aus der gleichen Richtung in den Schweißbereich hineinragen.
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Die Freiräume können vorne und hinten an die Seitenschieber angrenzen und Wartebereiche für zumindest je zwei im Arbeitsabstand angeordnete Schweißpakete bereitstellen. So kann eine Schweißgruppe im Schweißbereich positioniert werden, während die zumindest zwei weiteren Schweißpakete in den Wartebereichen bereitgehalten werden. Dabei können die weiteren Schweißpakete alle innerhalb des vorderen Freiraums angeordnet werden, je eine in dem vorderen Freiraum und eine im hinteren Freiraum angeordnet werden oder beide Schweißpakete im hinteren Freiraum angeordnet werden.
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Beim Bewegen der nächsten Schweißgruppe in den Schweißbereich können alle Schweißpakete synchron bewegt werden. Die Schweißpakete können von vorne nach hinten oder von hinten nach vorne bewegt werden.
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Zumindest einer der Seitenschieber kann im Wesentlichen parallel versetzt zur Arbeitsebene bis zum Schweißbereich verlaufen und eine die Arbeitsebene durchdringende, zwischen dem Schweißbereich und dem jeweiligen Freiraum angeordnete Lasche aufweisen. Der Seitenschieber kann im Wesentlichen L-förmig sein. Oberhalb des parallel zur Arbeitsebene ausgerichteten Teils des Seitenschiebers kann einer der Freiräume angeordnet sein. Die Lasche kann wesentlich dünner als der parallel zur Arbeitsebene angeordnete Teil des Seitenschiebers sein. Insbesondere kann die Lasche dünner als der Arbeitsabstand abzüglich eines Durchmessers einer Schweißgruppe sein.
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Der vordere Freiraum und der hintere Freiraum können Platz für je zumindest drei Wartebereiche bereitstellen. Durch Platz für je drei Wartebereiche können Kabel mit vier Adern verbunden werden, da jeweils eine Schweißgruppe im Schweißbereich angeordnet ist. Bei Platz für je vier Wartebereiche können fünfadrige Kabel verarbeitet werden.
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Zumindest einer der Seitenschieber kann parallel zur Arbeitsebene beweglich sein. Nach dem Verschweißen kann der bewegliche Seitenschieber aus einer geschlossenen Position um eine kleine Strecke in eine geöffnete Position bewegt werden, um das Entnehmen der verschweißten Adern aus dem Schweißbereich zu vereinfachen. Der Seitenschieber kann beispielsweise um etwa einen Millimeter bewegt werden. Zum Positionieren der nächsten Schweißgruppe kann der Seitenschieber in der geöffneten Position bleiben und vor dem Verschweißen in die geschlossene Position zurückbewegt werden. Bei der Bewegung in die geschlossene Position kann der bewegliche Seitenschieber die unverschweißten Adern zusammendrücken.
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Die Schweißanlage kann zumindest eine bewegliche Positioniervorrichtung zum Positionieren der Aderenden im Arbeitsabstand aufweisen. Die Positioniervorrichtung kann pro Ader eine Aufnahme aufweisen, die jeweils um den Arbeitsabstand von einer benachbarten Aufnahme beabstandet ist. Die Positioniervorrichtung kann zweiteilig sein, um von rechts und links je zumindest ein Kabel positionieren zu können. Der rechte Teil und der linke Teil der Positioniervorrichtung können synchron bewegt werden. Die Aufnahmen des rechten Teils und die Aufnahmen des linken Teils können aneinander ausgerichtet sein. Die Positioniervorrichtung kann relativ zum Schweißbereich in zumindest zwei Achsen beweglich sein. Die Positioniervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, je eine Schweißgruppe im Schweißbereich zu positionieren und die anderen Schweißpakete in den Wartebereichen der Freiräume zu positionieren, nach dem Verschweißen alle Schweißpakete aus der Arbeitsebene über die Seitenschieber anzuheben, um ein ganzzahliges Vielfaches des Arbeitsabstands nach vorne oder hinten zu bewegen und eine noch nicht verschweißte Schweißgruppe im Schweißbereich zu positionieren, während die anderen Schweißpakete in den Wartebereichen der Freiräume positioniert werden.
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Erfindungsgemäß werden die Kabel zum Gruppieren der Aderenden in die Positioniervorrichtung eingelegt. Die Positioniervorrichtung wird mit den Kabeln nach jedem Verschweißen angehoben und um den Arbeitsabstand bewegt. Die Schweißanlage kann mehrere Positioniervorrichtungen aufweisen, die jeweils wechselweise Kabel im Schweißbereich positionieren. Die anderen Positioniervorrichtungen können simultan bestückt werden und/oder verschweißte Kabel aus den Positioniervorrichtungen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Farbe und/oder ein Durchmesser, der in die Positioniervorrichtung eingelegten Adern kann, erfasst. Eine Fehlermeldung kann ausgegeben werden, wenn der erfasste Durchmesser und/oder die erfasste Farbe einer Ader nicht mit einem erwarteten Durchmesser und/oder einer erwarteten Farbe der Ader übereinstimmt. Die Adern der Kabel können durch ihre Farbe und/oder ihren Durchmesser eindeutig unterscheidbar sein. Durch eine Sensorik der Schweißanlage kann überprüft werden, ob die Adern bestimmungsgemäß in der Positioniervorrichtung angeordnet sind. So können Fehler beim Anordnen der Adern vor dem Verschweißen einfach korrigiert werden. Wenn die Farben und/oder die Durchmesser mit den erwarteten Farben und/oder Durchmessern übereinstimmen kann die korrekte Bestückung dokumentiert werden.
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Vor dem Schweißprozess kann ein Nullschnitt der Aderenden durchgeführt werden. Dabei können insbesondere überstehende innere Aderenden abgeschnitten werden. Die Aderenden der Kabel sind vor dem Einlegen in die Schweißanlage beziehungsweise die Positioniervorrichtung alle gleich lang. Durch das Gruppieren der Adern zu den Schweißpaketen werden äußere Adern gegenüber inneren Adern verkürzt. Die inneren Aderenden sind dadurch zu lang und stehen zu weit vor. Durch einen Nullschnitt werden die eingelegten Adern auf die gleiche Länge gekürzt. Die Schweißanlage kann eine Nullschnitteinrichtung aufweisen. Beim Nullschnitt können alle Adern gleichzeitig geschnitten werden. Beim Verschweißen können so alle Adern mit einer einheitlichen Überlappung verbunden werden.
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Die Aderenden können beim Nullschnitt ferner abisoliert werden. Beim Nullschnitt kann eine Isolierung der Adern eingeschnitten werden und von den Aderenden abgestreift werden. Durch ein Abisolieren unmittelbar vor dem Verschweißen kann ein Metallmaterial der Adern beim Verschweißen noch im Wesentlichen blank und oxidfrei sein. So kann eine verbesserte Schweißqualität erreicht werden.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung einer Schweißanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 eine Draufsicht auf eine Schweißanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Schweißanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Schweißanlage 100 ist eine Ultraschallschweißanlage. Die Schweißanlage 100 ist dazu konfiguriert, Kabel 102 mit vier Adern 104 zu verschweißen.
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Die Schweißanlage 100 weist einen Schweißbereich 106 auf. Eine Arbeitsebene 108 der Schweißanlage 100 verläuft in etwa mittig durch den Schweißbereich 106. Der Schweißbereich 106 wird durch einen Amboss/Sonotrode 110, eine Sonotrode und zwei Seitenschieber 112 begrenzt. Der Amboss 110 ist in der Darstellung unterhalb des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die nicht dargestellte Sonotrode ist oberhalb des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die Sonotrode und/oder der Amboss 110 sind relativ zueinander auf und ab beweglich und können zwischen ihnen angeordnete Adern 104 in der Arbeitsebene 108 einklemmen. Der Amboss/Sonotrode 110 ist hier in einer abgesenkten Position unterhalb der Arbeitsebene 108 dargestellt. In der Darstellung rechts und links von dem Schweißbereich 106 sind die Seitenschieber 112 angeordnet. An den zwei verbleibenden Seiten ist der Schweißbereich 106 offen. Durch die offenen Seiten können Aderenden 114 der Adern 104 im Schweißbereich 106 angeordnet werden.
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In der Darstellung rechts und links von dem Schweißbereich 106 weist die Schweißanlage 100 Freiräume 116 auf. Die Freiräume 116 bieten Platz für je drei Wartebereiche 118 für gerade nicht im Schweißbereich 106 angeordnete weitere Adern 104 der Kabel 102. Die Freiräume 116 beziehungsweise die Wartebereiche 118 sind durch die Seitenschieber 112 vom Schweißbereich 106 getrennt.
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Vor dem Verschweißen werden miteinander zu verschweißende Adern 104 zu vier Schweißpaketen 120 gruppiert. Die Schweißpakete 120 sind jeweils in einem Arbeitsabstand 122 zueinander in einer Ebene angeordnet.
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Zum Verschweißen werden alle Schweißpakete 120 gemeinsam in die Arbeitsebene 108 abgesenkt. Dabei wird eines der Schweißpakete 120 im Schweißbereich 106 positioniert, während die restlichen drei Schweißpakete 120 in Wartebereichen 118 vor und/oder hinter dem Schweißbereich 106 positioniert werden.
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Die im Schweißbereich 106 positionierte Schweißgruppe 120 wird anschließend zwischen dem Amboss 108 und der Sonotrode geklemmt und über die Sonotrode werden Ultraschallschwingungen in die Schweißgruppe 120 eingekoppelt, wodurch die Adern 104 der Schweißgruppe 120 miteinander verschweißt werden.
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Nach dem Verschweißen werden alle Schweißpakete 120 aus der Arbeitsebene 108 angehoben, bis sie frei von den Seitenschiebern 112 sind. Dann werden alle Schweißpakete 120 seitlich um einen Arbeitsabstand 122 verschoben und wieder in die Arbeitsebene 108 abgesenkt. Damit ist eine noch nicht verschweißte Schweißgruppe 120 im Schweißbereich 106 positioniert. Die gerade verschweißte Schweißgruppe 120 wird wieder in einem Wartebereich 118 positioniert. Diese Abfolge wird so lange wiederholt, bis alle Schweißpakete 120 verschweißt sind.
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In einem Ausführungsbeispiel verlaufen die Seitenschieber 112 parallel versetzt zur Arbeitsebene 108 bis zum Schweißbereich 106 und weisen am Schweißbereich 106 je eine nach obenstehende Lasche 124 auf. Die Laschen 124 durchdringen die Arbeitsebene 108 und begrenzen den Schweißbereich 106 seitlich. Die Laschen 124 weisen eine geringe Materialstärke auf. Die Laschen sind dünner als der Arbeitsabstand 122 abzüglich einer Breite einer Schweißgruppe 120. Durch den Versatz zur Arbeitsebene 108 stellen die Seitenschieber 112 die Freiräume 116 bereit.
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In einem Ausführungsbeispiel ist einer der Seitenschieber 112 parallel zur Arbeitsebene 108 beweglich und wird zum Entnehmen der gerade verschweißten Schweißgruppe 120 aus dem Schweißbereich 106 geringfügig zurückgezogen. Nach dem Positionieren der nächsten unverschweißten Schweißgruppe 120 wird der bewegliche Seitenschieber 112 wieder nach vorne bewegt und klemmt dabei die Adern 104 der unverschweißten Schweißgruppe 120 seitlich ein. Anschließend klemmen der Amboss 110 und die Sonotrode die Adern 104 der Schweißgruppe 120 ein und verschweißen diese.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Schweißanlage 100 eine Positioniervorrichtung 126 auf. Die Positioniervorrichtung 126 weist paarweise angeordnete, relativ zum Schweißbereich 106 automatisiert bewegliche Halter 128 auf. Kabel 102 werden in die Halter 128 eingelegt und die Adern 104 der Kabel 102 auf Aufnahmen 130 der Halter 128 verteilt. Die Aufnahmen 130 der Halter 128 sind in einer gemeinsamen Ebene im Arbeitsabstand 122 angeordnet. Die Halter 128 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die Aufnahmen 130 der beiden Halter 130 sind gegenüberliegend angeordnet und aneinander ausgerichtet. Die in gegenüberliegende Aufnahmen 130 eingelegten Adern 104 bilden eines der Schweißpakete 120.
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Zum schrittweisen Verschweißen der Schweißpakete 120 werden die Halter 128 mit den eingelegten Kabeln 102 automatisiert angehoben, automatisiert seitlich um den Arbeitsabstand 122 bewegt und automatisiert wieder abgesenkt. Diese Bewegung wird so oft wiederholt, bis alle Schweißpakete 120 verschweißt sind.
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Die Kabel 102 können außerhalb der Schweißanlage 100 in die Halter 128 eingelegt werden und mit den Haltern 128 zur Schweißanlage 100 transportiert werden. Alternativ dazu können die Kabel 102 auch direkt in der Schweißanlage 100 in die Halter 128 eingelegt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Positioniervorrichtung 126 zumindest zwei Paare von Haltern 128 auf. Jeweils eines der Paare ist in der Schweißanlage 100 zum Verschweißen von eingelegten Kabeln 102 angeordnet, während aus dem anderen Paar die verschweißten Kabel entnommen werden und neue Kabel 102 eingelegt werden.
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2 zeigt eine Draufsicht auf eine Schweißanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Schweißanlage 100 entspricht im Wesentlichen der Schweißanlage in 1. Die Halter 128 der Positioniervorrichtung 126 weisen wie in 1 vier jeweils um den Arbeitsabstand 122 versetzte Aufnahmen 130 auf. Die Halter 128 weisen ferner einen Anschlag 200 für ein Mantelende eines Mantels 202 des eingelegten Kabels 102 auf. Von dem Anschlag 200 verlaufen fächerförmige Kanäle 204 zu den Aufnahmen 130. Die Aufnahmen 130 sind wieder parallel zueinander ausgerichtet. Aufgrund der Fächerform sind die zwei äußeren Kanäle 204 länger als die zwei inneren Kanäle 204. Die in die inneren Kanäle 204 eingelegten Adern 104 stehen weiter aus den Aufnahmen 130 als die in die äußeren Kanäle 204 eingelegten Adern.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Schweißanlage 100 eine Nullschnittvorrichtung 206 auf. Die Nullschnittvorrichtung 206 ist dazu ausgebildet, die eingelegten Adern 104 auf eine einheitliche Länge zu schneiden. Die Nullschnittvorrichtung 206 kann in der Anlage oder daneben integriert werden. Die Nullschnittvorrichtung dient dazu die eingelegten Adern 104 auf eine einheitliche Länge zu schneiden. Zusätzlich kann der Teilabzug um die gleiche Länge erfolgen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Nullschnittvorrichtung 206 ferner dazu ausgebildet, die aus den Aufnahmen 130 ragenden Aderenden 114 abzuisolieren. Die Aderenden 114 werden dabei alle um die gleiche Abisolierlänge abisoliert.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Positioniervorrichtung 126 eine Sensorik 208 auf. Die Sensorik 208 erfasst eine Farbe, eine Kennzeichnung und/oder einen Durchmesser der Adern 104, bevor die Adern 104 im Schweißbereich 106 miteinander verschweißt werden. Die erfasste Farbe, Kennzeichnung und/oder Dicke werden mit hinterlegten Erwartungswerten verglichen. Wenn eine Ader 104 in die falsche Aufnahme 130 eingelegt ist, wird der Schweißvorgang nicht begonnen und eine Fehlermeldung ausgegeben. Die falsch eingelegte Ader 104 kann so rechtzeitig aus der Aufnahme 130 entnommen werden und in der richtigen Aufnahme 130 angeordnet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel werden Aderenden von zwei oder mehr Einzelleitungen zu einem gemeinsamen Schweißpaket gruppiert und verschweißt. Wenn die Einzelleitungen aus entgegengesetzten Richtungen kommen, wird so ein Durchgangsverbinder geschweißt. Wenn die Einzelleitungen aus der gleichen Richtung kommen, wird ein Endverbinder geschweißt.
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Zum getakteten Herstellen von Durchgangsverbindern und Endverbindern können viele unverschweißte Schweißpakete im Freiraum auf der einen Seite des Schweißbereichs bevorratet werden, von dort einzeln in den Schweißbereich eingelegt werden, verschweißt werden und aus dem Schweißbereich im gegenüberliegenden Freiraum abgelegt werden.
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Mit anderen Worten werden Schweißkomponenten zum automatisierten Herstellen von Schweißverbindungen von (Multicore) Leitungen zu einem Mehrfachverteiler, Endverbinder und Durchgangsverbinder vorgestellt.
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Aktuelle Schweißanlagen besitzen aufgrund ihrer Konstruktion wenig Freiraum vor/hinter/neben dem Schweißbereich. Durch diesen Platzmangel kann wenig automatisiert werden. Aktuell ist es nur möglich zweiadrige Leitungen prozesssicher zu verschweißen. Für Multicore Leitungen mit mehr als zwei Einzelleitungen besteht keine Möglichkeit diese mit Ultraschall-Schweißen zu verarbeiten. Die aktuellen Schweißkomponenten geben nur Raum zur Platzierung von zwei Schweißknoten.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz können mehr als zwei Einzelschweißungen an einem Leitungsverteiler geschweißt werden.
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Das Verfahren ist beispielsweise an Cu-Leitungen dargestellt. Es sind aber auch Cu-Au Mischverbinder und reine Al-Verbindungen möglich.
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Durch den hier vorgestellten Seitenschieber besteht ein größerer Freiraum um den Schweißbereich. Dadurch ist die Durchtaktung von diversen Varianten, wie Endverbindern und Durchgangsverbindern möglich. Ein Nullschnitt der Leitung kann in der Anlage durchgeführt werden.
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Der hier vorgestellte Seitenschieber ermöglicht durch seine spezielle Geometrie, dass mehrere Leitungen nebeneinander prozesssicher positioniert werden können. Der freie Raum für die einzelnen Schweißknoten ist notwendig, da andernfalls eine notwendige Schweißposition nicht eingehalten werden kann. Der Seitenschieber bietet genügend Positioniermöglichkeiten für Multicore Leitungen mit mehr als zwei Einzeladern
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Die hier vorgestellte erweiterte Einlegemaske positioniert die jeweilige Leitungsanzahl prozesssicher vor. Die Einlegemasken können auch zur Vorkonfektionierung der Leitungen dienen. Die Einlegemasken stellen eine symmetrische Ausrichtung der einzelnen Schweißknoten zueinander sicher.
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Bei Leitungen mit mehr als zwei Einzelleitungen kann es für ein qualitativ hochwertiges Schweißprodukt erforderlich sein, nach der Positionierung der Leitungen in der Einlegemaske die Einzelleitungen in eine gleichmäßige Länge zu bringen. Bei dem hier vorgestellten Ansatz kann ein solcher Nullschnitt entweder außerhalb der Schweißmaschine bei der Vorbelegung der mobilen Einlegemaske oder direkt integriert in der Schweißanlage ausgeführt werden.
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Die Leitungen können in der Schweißmaschine positioniert werden. Dazu kann das Einlegenest fest in der Anlage montiert sein. Die Leitungen werden dann im Schweißbereich positioniert und der Nullschnitt der Einzelleitungen wird direkt im Schweißbereich durchgeführt.
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Die Leitungen können alternativ außerhalb der Schweißmaschine positioniert werden. Dabei können mehrere Positioniervorrichtungen verwendet werden. So kann eine schnellere Taktzeit erreicht werden, da während des automatischen Schweißvorgangs mehrerer Schweißungen bereits der nächste Leitungssatz positioniert werden kann. Dabei findet der Nullschnitt außerhalb der Schweißmaschine statt und verlängert somit nicht die Prozesszeit.
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Der Nullschnitt ermöglicht eine qualitativ hochwertige Verschweißung. Ohne Nullschnitt würden die mittig platzierten Leitungen einen größeren Litzenüberstand haben. Da in vielen Fällen der freie Leitungsbereich maßlich eingehalten werden muss, empfiehlt es sich in den meisten Anwendungen ein Nullschnitt durchzuführen.
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Der Seitenschieber ist ausgeformt, um Multicore Leitungen mit mehr als zwei Leitungen aufnehmen zu können. Exemplarisch ist hier eine Multicore Leitung mit vier Einzelleitungen dargestellt. Möglich ist auch eine Durchtaktung von mehreren Einzelleitungen hintereinander.
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Für eine Leitungserkennung werden die unterschiedlichen Leitungsfarben durch eine Sensorik abgefragt, um eine korrekte Ausrichtung der einzelnen Leitungen zueinander zu gewährleisten.
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Vor dem Nullschnitt wird die Leitungsfarbe abgefragt, um sicherzustellen, dass die jeweilige Einzelleitung an der richtigen Position ist. Mit dem Nullschnitt wird zusätzlich noch die notwendige Abisolierung vorgenommen. Der Teilabzug wird komplett entfernt, sodass die Leitung bereit für das Schweißen ist.
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Die im Schweißbereich positionierten Leitungen werden nun Verbinder für Verbinder geschweißt und durchgetaktet. Dies ist durch die neue Seitenschiebergeometrie problemlos möglich. Hier können auf engstem Raum mehrere Verbinder nebeneinander verschweißt und gleichzeitig positioniert werden.
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Anschließend erfolgt die Entnahme der verschweißten Leitung.
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Beim Durchtakten von Endverbindern und Durchgangsverbindern können beliebig viele Endverbinder auf engstem Raum positioniert werden und Schritt für Schritt durchgetaktet werden.
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Die Fertigung von Endverbindern und Durchgangsverbindern erfolgt mit einem teilautomatisierten Prozess. Dabei werden zu verschweißende Leitungen in die Vorrichtung eingelegt. Durch das Durchtakten, also das Weiterführen der Leitungen um x Millimeter (Arbeitsabstand) relativ zum Schweißbereich, werden die Leitungen in die Schweißposition gebracht. Nun wird ein Schweißzyklus durchgeführt. Währenddessen kann der Bediener oder ein Roboter die nächsten zu verschweißenden Leitungen einlegen. Durch das nächste Durchtakten wird der eben verschweißte Spleiß nach hinten weiter getaktet und kann entnommen beziehungsweise automatisiert abtransportiert werden. Mit der gleichen Bewegung wird der gerade eingelegte noch zu verschweißende Schweißknoten in die Schweißposition gebracht. Nun wird wieder ein Schweißzyklus durchgeführt.
Dieser Zyklus wird immer wieder durchlaufen.
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Bei der Leitungserkennung können die unterschiedlichen Querschnitte durch die Sensorik abgefragt werden, um eine korrekte Ausrichtung der einzelnen Leitungen zueinander zu gewährleisten.
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Mit der hier vorgestellten Schweißanlage können auch Einzelleitungen auf ein Terminal verschweißt werden. Dabei wird die Leitung auf/an einem Kontaktteil verschweißt.
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Zur Terminalpositionierung kann das Terminal als Schüttgut automatisch zugeführt werden oder als gegurtete Ware verarbeitet werden.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 100
- Schweißanlage
- 102
- Kabel
- 104
- Ader
- 106
- Schweißbereich
- 108
- Arbeitsebene
- 110
- Amboss/Sonotrode
- 112
- Seitenschieber
- 114
- Aderende
- 116
- Freiraum
- 118
- Wartebereich
- 120
- Schweißpaket
- 122
- Arbeitsabstand
- 124
- Lasche
- 126
- Positioniervorrichtung
- 128
- Halter
- 130
- Aufnahme
- 200
- Anschlag
- 202
- Mantel
- 204
- Kanal
- 206
- Nullschnittvorrichtung
- 208
- Sensorik
