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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines Wickelbands eines Wickelautomaten und einen Wickelautomat zum automatisierten Bewickeln eines Werkstücks mit einem Wickelband.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Kabelsätzen für Fahrzeuge beschrieben.
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Der Kabelsatz eines Fahrzeugs kann durch eine Umwicklung mit einem Wickelband geschützt werden. Das Wickelband kann unter Verwendung eines Wickelautomaten um die Kabel des Kabelsatzes gewickelt werden. Das Wickelband ist auf einer Bandrolle bevorratet. Der Wickelautomat führt die Bandrolle auf einer kreisenden Bewegung um die zu umwickelnden Kabel. Dabei wird das Wickelband von der Bandrolle abgewickelt und um die Kabel herumgewickelt. Damit ein Bereich des Kabelsatzes umwickelt werden kann, werden der Wickelautomat und der Kabelsatz relativ zueinander entlang des Bereichs bewegt, während die Bandrolle um die Kabel des Bereichs kreist. So entsteht eine spiralförmige Umwicklung des Bereichs.
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Wenn der zu umwickelnde Bereich umwickelt worden ist, wird das Wickelband zwischen der Bandrolle und dem Kabelsatz durchschnitten. Das Durchschneiden kann dabei manuell durch einen Bediener des Wickelautomats durchgeführt werden. Alternativ kann der Wickelautomat eine Schneideinrichtung aufweisen, die das Wickelband unter Verwendung zumindest einer Klinge durchschneidet.
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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 Trennen eines Wickelbands eines Wickelautomaten und einen verbesserten Wickelautomat zum automatisierten Bewickeln eines Werkstücks mit einem Wickelband bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine Reduktion von Wartungstätigkeiten betreffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Wickelband weist einen Klebefilm auf. Wenn das Wickelband mittels einer oder mehrerer Klingen geschnitten wird, haftet bei jedem Schnitt eine geringe Menge des Klebefilms an der Klinge. Der anhaftende Klebefilm kann sich aufbauen und nachfolgende Schnitte können so erschwert und/oder unsauber werden. Dem kann entgegengewirkt werden, indem der Klebefilm regelmäßig mit einem Lösungsmittel entfernt wird oder die verschmutzte Klinge regelmäßig durch eine neue, saubere Klinge ausgetauscht wird, da die Klinge ferner durch jeden Schnitt stumpfer wird.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird die Klinge durch einen auf eine Schneidtemperatur erhitzten Heißdraht ersetzt. Der Heißdraht kann aktiv beheizt werden. Der Heißdraht kann ein Widerstandsdraht sein und elektrisch beheizt werden. Der Widerstandsdraht kann sich erhitzen, wenn er von elektrischem Strom durchflossen wird. Der Widerstandsdraht kann einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen. Der Stromfluss kann über eine an den Widerstandsdraht angelegte elektrische Spannung eingestellt werden. Über die Spannung kann eine Temperatur des Widerstandsdrahts eingestellt werden. Die Temperatur kann entsprechend einer Schneidtemperatur eines Materials des Wickelbands eingestellt werden.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz kann das Wickelband ohne scharfe Klinge durchtrennt werden. Wenn der Heißdraht nicht benötigt wird, kann die Beheizung des Heißdrahts eingestellt werden. Der Heißdraht kann dann erkalten. Von dem kalten Heißdraht geht keine Verletzungsgefahr aus. Der Heißdraht nutzt sich durch das Trennen des Wickelbands im Wesentlichen nicht ab.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Trennen eines Wickelbands eines Wickelautomaten vorgestellt, wobei das Wickelband zwischen einem Werkstück des Wickelautomaten und einer Bandrolle des Wickelautomats unter Verwendung eines auf eine Schneidtemperatur erhitzten Heißdrahts durchtrennt wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Wickelautomat zum automatisierten Bewickeln eines Werkstücks mit einem Wickelband vorgestellt, wobei der Wickelautomat eine Heißdraht-Schneideinrichtung zum Durchtrennen des Wickelbands zwischen dem bewickelten Werkstück und einer Bandrolle des Wickelautomats aufweist.
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Ein Wickelband kann ein Klebeband sein. Das Wickelband kann beispielsweise ein PVC-Klebeband, ein Gewebeband oder ein Vlies-Klebeband sein. Das Wickelband kann auf einer Bandrolle aufgerollt und bevorratet sein. Ein Wickelautomat kann einen motorisch relativ zu einem Werkstück in einer Wickelrichtung beweglichen Wickelkopf mit einer Aussparung zur Durchführung des Werkstücks aufweisen. Der Wickelautomat kann ferner einen motorisch um die Aussparung herum drehbaren Rotor für die Bandrolle aufweisen.
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Das Werkstück kann innerhalb der Aussparung angeordnet werden. Das Werkstück kann insbesondere im Bereich eines Drehpunkts des Rotors angeordnet werden. der Rotor mit der Bandrolle kann mit einer Wickelbewegung in Umfangsrichtung und/oder radial um das Werkstück bewegt werden. Bei der Wickelbewegung kann das Wickelband von der Bandrolle abgewickelt und auf das Werkstück aufgewickelt werden. Der Wickelkopf kann axial entlang des Werkstücks geführt werden, um eine spiralförmige Bewicklung auf dem Werkstück herzustellen. Das Werkstück kann insbesondere ein Kabelsatz für ein Fahrzeug sein. Der Wickelautomat kann automatisiert Teilbereiche des Werkstücks oder das ganze Werkstück mit dem Wickelband bewickeln.
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Eine Heißdraht-Schneideeinrichtung kann einen Heißdraht als Schneidmittel aufweisen. Der Heißdraht kann aktiv auf eine Schneidtemperatur für das Wickelband beheizt werden. Die Schneidtemperatur kann beispielsweise 300°C betragen. Das Wickelband kann bei der Schneidtemperatur zumindest weich werden und an Festigkeit verlieren. Das Wickelband kann bei der Schneidtemperatur auch schmelzen. Zum Trennen kann der erhitzte Heißdraht das Wickelband berühren oder zumindest an das Wickelband angenähert werden. Der Heißdraht kann gespannt sein. Der Heißdraht kann insbesondere elektrisch beheizt werden. Der Heißdraht kann als Widerstandsdraht ausgeführt sein und durch einen elektrischen Stromfluss beheizt werden. Eine Temperatur des Widerstandsdrahts kann proportional zu dem Stromfluss sein. Der Stromfluss kann durch einen elektrischen Widerstand des Widerstandsdrahts und eine an den Widerstandsdraht angelegte elektrische Spannung eingestellt werden. Der elektrische Widerstand kann durch eine Länge des Widerstandsdrahts und einen spezifischen Widerstand des Widerstandsdrahts definiert sein. Die elektrische Spannung kann durch eine elektrische Schaltung bereitgestellt werden. Die Spannung kann in Abhängigkeit von dem Stromfluss geregelt werden.
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Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann relativ zu dem Halter für die Bandrolle beziehungsweise relativ zum Wickelband beweglich sein. Das Wickelband kann zwischen dem Werkstück und der Bandrolle gespannt sein. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann beispielsweise zwischen einer Parkposition beziehungsweise Ruheposition und einer Schneidposition bewegt werden. In der Parkposition kann die Heißdraht-Schneideeinrichtung außerhalb eines Bewegungsradius des Halters angeordnet sein. Auf dem Weg zur Schneidposition kann die Heißdraht-Schneideeinrichtung an das gespannte Wickelband angenähert werden. In der Schneidposition kann die Heißdraht-Schneideeinrichtung das Wickelband berühren oder zumindest nahe an das Wickelband angenähert sein. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann durch zumindest einen Aktor automatisch bewegt werden. Insbesondere kann die Heißdraht-Schneideeinrichtung einen Aktor für einen Vorschub nach vorne und einen Aktor zum Einschwenken in einen Schneidbereich aufweisen.
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Die Heißdraht-Schneideinrichtung kann eine Längenausgleichseinrichtung zum Kompensieren einer thermischen Längenänderung des Heißdrahts aufweisen. Eine thermische Längenänderung kann durch eine Temperaturänderung des Heißdrahts beim Aufheizen oder Abkühlen hervorgerufen werden. Die Längenänderung ist abhängig von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Heißdrahts, der Temperaturänderung und der Länge des Heizdrahts. Die Längenausgleichseinrichtung kann eine elastische Feder aufweisen, die sich bei einer Verlängerung des Heißdrahts entspannt und bei einer Verkürzung des Heißdrahts gespannt wird. Die Feder kann über zumindest einen drehbar gelagerten Hebel auf den Heißdraht wirken. Der Hebel kann elektrisch isolierend und thermisch unempfindlich sein. Der Hebel kann beispielsweise aus einem Keramikmaterial sein.
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Der Heißdraht kann auf eine Reinigungstemperatur erhitzt werden. Anhaftende Reste des Wickelbands können abgereinigt werden. Die Reinigungstemperatur kann höher als die Schneidtemperatur sein. Die Reinigungstemperatur kann beispielsweise 500°C betragen. Reste des Wickelbands können insbesondere anhaftender Klebstoff oder aufgeschmolzenes Material des Wickelbands sein. Die Reinigungstemperatur kann so hoch sein, dass die Reste verdampfen. Ein Widerstandsdraht kann durch Anlegen einer erhöhten elektrischen Spannung auf die Reinigungstemperatur erhitzt werden. Die Längenausgleichseinrichtung kann die Längenänderung durch das Aufheizen auf die Reinigungstemperatur ausgleichen.
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Der Heißdraht kann nach einer vorbestimmten Anzahl von Trennvorgängen auf die Reinigungstemperatur erhitzt werden. Der Heißdraht kann in regelmäßigen Abständen auf die Reinigungstemperatur erhitzt werden. Das Erhitzen auf die Reinigungstemperatur kann prophylaktisch erfolgen, bevor sich anhaftende Reste aufbauen.
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Der Heißdraht kann auf die Reinigungstemperatur erhitzt werden, wenn der Heißdraht in einer Reinigungsposition ist. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann durch den sie bewegenden Aktor automatisiert in die Reinigungsposition bewegt werden. Der ganze Wickelkopf kann in eine Reinigungsposition bewegt werden. An der Reinigungsposition kann eine Absaugeinrichtung für beim Abreinigen entstehende Dämpfe angeordnet sein.
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Das Wickelband kann zwischen dem Werkstück und der Bandrolle von einem Bandhalter des Wickelautomats gegriffen werden. Das Wickelband kann zwischen dem Werkstück und dem Bandhalter durchtrennt werden. Ein Bandhalter kann Teil der Heißdraht-Schneideeinrichtung sein. Der Bandhalter kann ein durch das Durchtrennen entstehende, loses Ende des Wickelbands halten. Der Bandhalter kann das Wickelband zwischen zwei Klemmbacken klemmen. Zumindest eine der Klemmbacken kann durch einen Aktor automatisiert bewegt werden. Der Bandhalter kann relativ zum Wickelband beweglich sein. Der Bandhalter kann zwischen einer Parkposition beziehungsweise Ruheposition und einer Halteposition bewegt werden. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann an dem Bandhalter angeordnet sein. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung kann durch den gleichen Aktor wie der Bandhalter bewegt werden.
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Das Wickelband kann durch den Bandhalter zum Heißdraht bewegt werden. Das Wickelband kann während einer Bewegung der Klemmbacke des Bandhalters an die Heißdraht-Schneideeinrichtung heran bewegt werden. Das Wickelband kann näherungsweise zeitgleich geklemmt und getrennt werden.
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Das Wickelband kann von dem Bandhalter nach einem Entfernen des Werkstücks an eine Startposition gezogen werden. Dabei kann weiteres Wickelband von der Bandrolle abgezogen werden. Der Wickelautomat und das Werkstück können zum Entfernen relativ bewegt werden. Zum Entfernen kann der Wickelautomat vom Werkstück wegbewegt werden und/oder das Werkstück von dem Wickelautomat wegbewegt werden. Der Wickelautomat kann beispielsweise an einem Roboterarm befestigt sein und von dem Roboterarm mehrdimensional bewegt werden. Das Wickelband kann beispielsweise nahe an der Bandrolle gegriffen und geschnitten werden und wenn das Werkstück weg ist, zum Ankleben an das nächste Werkstück oder an den nächsten zu bewickelnden Bereich in die Startposition von der Bandrolle weggezogen werden.
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Das Wickelband kann nach Anordnen eines Werkstücks in dem Wickelautomat unter Verwendung des Bandhalters zwischen dem Bandhalter und der Bandrolle an das Werkstück angeklebt werden. Der Bandhalter kann von dem angeklebten Wickelband gelöst werden und das Werkstück mit dem Wickelband bewickelt werden. Das nächste Werkstück oder der nächste zu bewickelnde Bereich kann zwischen dem Bandhalter und der Bandrolle gegen den Klebefilm des Wickelbands gedrückt werden. Anschließend kann die Bandrolle mit der Wickelbewegung um das Werkstück geführt werden. Der Bandhalter kann das Wickelband halten, bis die Bandrolle zumindest einen Teilabschnitt der Wickelbewegung ausgeführt hat.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Wickelautomats gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Darstellung einer Heißdraht-Schneideeinrichtung eines Wickelautomats gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 3 eine Darstellung eines Bandhalters mit einer Heißdraht-Schneideeinrichtung eines Wickelautomats 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 Darstellung eines Details eines Wickelautomats 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wickelautomat 100 ist dazu ausgebildet, vollautomatisch ein hier nicht dargestelltes Werkstück mit einem Wickelband 102 zu bewickeln. Das Werkstück kann dabei insbesondere ein Kabelsatz für ein Fahrzeug sein. Der Wickelautomat wird verwendet, um Teilabschnitte des Kabelsatzes mit einer spiralförmigen Umwicklung zu bewickeln. Das Wickelband 102 ist ein Klebeband und wird an den Kabelsatz angeheftet, aufgewickelt und wieder durchtrennt. Anschließend kann das Wickelband 102 an einer anderen Stelle des Kabelsatzes erneut angeheftet werden.
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Das Werkstück ist innerhalb eines Arbeitsraums 104 eines Wickelkopfs 106 des Wickelautomats 100 angeordnet. Zum Bewickeln führen das Werkstück und der Wickelkopf 106 eine axial entlang des Werkstücks verlaufende Relativbewegung aus. Für die Relativbewegung kann das Werkstück und/oder der Wickelkopf 106 bewegt werden. Hier ist der Wickelkopf 106 an einem Roboterarm befestigt und wird von dem Roboterarm bewegt, um die Bewegung auszuführen. Damit das Werkstück in dem Arbeitsraum 104 angeordnet werden kann, weist der Wickelkopf 106 eine Öffnung 108 auf. Die Öffnung 108 verbindet den Arbeitsraum 104 mit der Umgebung.
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Der Wickelkopf 106 weist einen beweglich gelagerten Rotor 110 für eine Bandrolle 112 auf. Das Wickelband 102 ist auf der Bandrolle 112 bevorratet. der Rotor 110 umgreift den Arbeitsraum 104 zumindest anteilig. der Rotor 110 weist also zumindest ebenfalls die Öffnung 108 auf. der Rotor 110 wird durch einen Antrieb des Wickelkopfs 106 mit einer radialen Bewegung um das den Arbeitsraum 104 mit dem darin angeordneten Werkstück angetrieben. Dabei wird der Rotor 110 auch über die Öffnung 108 des Wickelkopfs 106 hinwegbewegt. Durch die radiale Bewegung wird das Wickelband 102 von der Bandrolle 112 abgewickelt und auf das Werkstück aufgewickelt.
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Die Kombination der axialen und radialen Bewegungen führt zu der spiralförmigen Umwicklung.
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Der Wickelkopf 106 weist eine Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 auf. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 ist dazu ausgebildet, das Wickelband 102 zwischen dem Werkstück und der Bandrolle 112 zu trennen. Dazu wird die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 unter Verwendung einer nicht dargestellten Mechanik automatisiert in den Arbeitsraum 104 eingeschwenkt und an das Wickelband 102 herangeführt. Ein Heißdraht der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 wird erhitzt und trennt das Wickelband 102 sauber ab. Anschließend entfernt sich der Wickelkopf 106 vom Werkstück und wird an einer anderen Stelle des Werkstücks zum Bewickeln positioniert. Das Werkstück wird dabei statisch von einem Werkstückträger gehalten.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 an einem Bandhalter 116 des Wickelkopfs 106 angeordnet. Der Bandhalter 116 ist mit der Mechanik verbunden und kann durch die Mechanik in den Arbeitsraum 104 eingeschwenkt und an das Wickelband 102 heranbewegt werden. Der Bandhalter 116 hält das mit der Bandrolle 112 verbundene lose Ende des Wickelbands 102 innerhalb des Arbeitsraums 104 fest, um das lose Ende an einer anderen Stelle des Werkstücks oder an ein neues Werkstück anzuheften. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 trennt das Wickelband 102 zwischen dem Bandhalter 116 und dem Werkstück.
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In einem Ausführungsbeispiel zieht der Bandhalter 116 das Wickelband 102 nach dem Trennen zum Anheften an das neue Werkstück oder die neue Stelle an eine Startposition. Dabei wird das lose Ende durch den Arbeitsraum 104 gezogen und weiteres Wickelband 102 von der Bandrolle 112 abgewickelt.
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Wenn die Bandrolle 112 getauscht wird, kann das Wickelband 102 durch den Arbeitsraum 104 gespannt werden und an einen auf einer gegenüberliegenden Seite des Arbeitsraums 104 angeordneten Stift 118 angeheftet werden. Bei Prozessbeginn mit einer frischen Bandrolle 112 holt sich der Bandhalter 116 das zwischen Bandrolle 112 und Stift 118 gespannte Wickelband 102 ab und kann so an eine neue Wickelstrecke des Werkstücks angeheftet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel weist der Bandhalter 116 einen beweglichen Klemmbacken 120 und einen festen Klemmbacken auf. Die Klemmbacken 120 werden auf entgegengesetzten Seiten des Wickelbands 102 angeordnet und durch einen Aktor zusammengefahren. Dabei wird das Wickelband 102 zwischen den Klemmbacken 120 eingeklemmt und gehalten. Der bewegliche Klemmbacken 120 drückt dabei das Wickelband gegen die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114, die das Wickelband 102 zwischen dem Werkstück und dem Bandhalter 116 durchtrennt.
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2 zeigt eine Darstellung einer Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 eines Wickelautomats gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 entspricht dabei im Wesentlichen der Heißdraht-Schneideeinrichtung in 1. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 weist einen Heißdraht 200 auf, der zum Trennen des Wickelbands auf eine Schneidtemperatur erhitzt wird. Der heiße Heißdraht 200 erhitzt wiederum eine Trennstelle des Wickelbands, wodurch das Wickelband an der Trennstelle durchtrennt wird.
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Beim Trennen des Wickelbands können Reste des Wickelbands am Heißdraht 200 anhaften. Diese Reste werden in einem Ausführungsbeispiel von dem Heißdraht abgereinigt, indem der Heißdraht 200 auf eine Reinigungstemperatur erhitzt wird. Die Reinigungstemperatur ist höher als die Schneidtemperatur. Wenn der Heißdraht die Reinigungstemperatur erreicht, werden die anhaftenden Reste verdampft. So kann eine gleichbleibende Qualität der Trennvorgänge gewährleistet werden.
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Der Heißdraht 200 kann regelmäßig auf die Reinigungstemperatur erhitzt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist der Heißdraht 200 ein Widerstandsdraht und wird durch einen elektrischen Stromfluss beheizt. Die Temperatur des Heißdrahts 200 ist abhängig von dem Stromfluss. Der Heißdraht 200 ist dazu über eine elektrische Anbindung 202 elektrisch leitend kontaktiert und kann so mit einer variablen elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Der Stromfluss ergibt sich aus der Spannung und einem elektrischen Widerstand des Heißdrahts 200. Somit kann die Schneidtemperatur über die angelegte Spannung eingestellt werden. Zum Erhitzen des Heißdrahts 200 auf die Reinigungstemperatur wird einen höhere Spannung angelegt. Bei der Reinigungstemperatur kann der Heißdraht 200 auch glühen. Für unterschiedliche Wickelbänder können so unterschiedliche Schneidtemperaturen beziehungsweise Reinigungstemperaturen eingestellt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der Heißdraht 200 durch eine Längenausgleichseinrichtung 204 der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 gespannt. Der Heißdraht 200 ist an beiden Enden auf gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 durch die Anbindung 202 festgeklemmt. Der Heißdraht 200 verläuft im Wesentlichen U-förmig um das Gehäuse. Die Längenausgleichseinrichtung 204 weist eine Feder 206 auf, die auf zwei an zwei Ecken des Gehäuses gelagerte Hebel 208 der Längenausgleichseinrichtung 204 wirkt. Die Feder 206 wirkt mit einer Zugkraft auf erste Enden der Hebel 208, die dadurch an gegenüberliegenden zweiten Enden eine Druckkraft auf den Heißdraht 200 ausüben. An den zweiten Enden wird der Heißdraht 200 jeweils zur Anbindung 202 umgelenkt. Zwischen den Hebeln 208 ist der Heißdraht 200 gespannt. Dabei bleibt der Heißdraht 200 auch bei unterschiedlichen Temperaturen gespannt.
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3 zeigt eine Darstellung eines Bandhalters 116 mit einer Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 eines Wickelautomats gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Bandhalter 116 entspricht im Wesentlichen dem Bandhalter in 1. Die Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 entspricht im Wesentlichen der Heißdraht-Schneideeinrichtung in 2. Hier bildet das Gehäuse der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 den feststehenden Klemmbacken 120 des Bandhalters 116. Der bewegliche Klemmbacken 120 ist relativ zur Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 beweglich gelagert. Der bewegliche Klemmbacken 120 wird einen durch Aktor 300 entlang einer Linearführung bewegt. Der Aktor 300 ist hier ein Pneumatikzylinder.
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Der bewegliche Klemmbacken 120 weist eine geriffelte Oberfläche auf. Durch die Riffelung wird eine Klemmkraft des Aktors auf eine kleine Fläche konzentriert und das Wickelband kann sicher gehalten werden. Zusätzlich reduziert die Riffelung eine Kontaktfläche zu einem Klebefilm des Wickelbands.
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Der Bandhalter 116 mit der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 ist am Ende eines beweglichen Arms 302 des Wickelkopfs angeordnet. Der Arm 302 kann durch Aktoren bewegt werden, um das Wickelband zu greifen und unter Verwendung der Heißdraht-Schneideeinrichtung 114 zu durchtrennen.
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Mit anderen Worten wird das Schneiden von Wickelband mittels Widerstandsdraht vorgestellt.
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Beim Herstellen eines Automobil-Leitungssatzes werden die Leitungen mit einem Klebeband bandagiert. Dabei werden unterschiedlichste Winkelbänder, wie PVC-Klebeband, Gewebeband, Vlies-Klebeband etc. verwendet. Auch das Anwickeln von Flügelhalteteilen erfordert die Verwendung von Klebeband. Klebebänder werden nach dem Fertigstellen der Wicklung/Umwicklung abgeschnitten. Dies kann manuell unter Verwendung einer Schere bzw. bei automatisierten Prozessen unter Verwendung einer mechanischen Schneideinheit mit Klinge erfolgen. Dabei können Klebereste an den Schneideinheiten haften und sich das Schneidverhalten kontinuierlich verschlechtern. Dies erfordert einen erheblichen Wartungsaufwand. Zudem kann die Prozessstabilität beeinträchtigt sein. Weiterer Wartungsaufwand resultiert durch den Austausch von stumpf werdenden Klingen nach einer gewissen Anzahl an Schneidzyklen.
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Durch das hier vorgestellte Schneiden des Klebebands mittels Heißdraht resultiert von zurückbleibenden Kleberesten keine Gefahr mehr. Die Temperatur des verwendeten Widerstandsdrahts kann über die beaufschlagte Spannung variabel eingestellt werden. Somit kann der Draht nach einer gewissen Anzahl an Schneidezyklen freigebrannt/gereinigt werden. Durch die erhöhte Spannung steigt die Drahttemperatur und die Klebereste verdampfen. Somit erfolgt eine automatisierte in-line-Wartung der Schneideinheit. Daraus resultiert eine deutliche Verminderung der Stillstandszeiten des Wickelautomaten.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz wird die Automatisierbarkeit der Bordnetz-Fertigung erhöht. Der Automatisierungsgrad und die Prozessstabilität der Produktion können gesteigert werden. Desweiteren werden durch die verringerten Stillstandszeiten die Gesamtanlageneffektivität gesteigert, die Maschinenstundensätze und die Kosten des Anlagenbetriebs gesenkt. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Produktion.
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Durch das Schneiden von Winkelbändern ohne die herkömmliche Verwendung von Klingen und Messern wird das Problem der verklebten Schneideinheiten beseitigt.
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So kann eine Reduktion des Wartungsaufwands und eine erhöhte Prozessstabilität erreicht werden.
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Die hier vorgestellte Heißdraht-Schneidapplikation ist für die Verwendung in einem Wickelautomat konzipiert. Im Wickelautomat werden Leitungssätze automatisiert mit Wickelband bandagiert. Nach jedem Wickelvorgang wird das Klebeband von der Schneideinheit durchtrennt, damit der Leitungssatz entnommen werden kann. Dazu wird bisher eine mechanische Schneideinheit mit Klinge verwendet.
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Das Grundkonzept der Heißdraht-Schneideinheit fußt auf einem Widerstandsdraht, welcher unter Beaufschlagung von Spannung Temperatur entwickelt. Diese Temperatur kann je nach Spannung variieren und somit genau eingestellt werden. Der Draht kann beispielsweise ein Widerstandsdraht mit der Typbezeichnung RD 100/0,4 sein und somit eine Dicke von 0,4 mm und einem Widerstand von 3,90 Ohm/m aufweisen. Die korrekte Schneidtemperatur kann der Draht beispielsweise bei ca. 2,4 Volt und 4,4 Ampere erreichen.
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In 2 ist der detaillierte Aufbau der Heißdraht-Schneideinheit dargestellt. Der Widerstandsdraht längt sich, wie andere Materialien auch, bei einer Temperaturerhöhung. Der Draht ist an den Anschraubpunkten der elektrischen Anbindung fest gelagert. Durch die Längung würden somit beim Schneiden Überlängen entstehen und die Schneideigenschaften würden sich verschlechtern. Aus diesem Grund wird eine Zugfeder eingesetzt, welche über zwei Umlenkhebel eine Druckkraft auf den Draht ausübt. Durch dieses System ist immer eine Straffheit des Widerstandsdrahts gewährleistet. Alle Bauteile, welche mit dem Heißdraht in Berührung kommen, jedoch nicht stromführend sind, sind aus einem nichtleitfähigen und temperaturbeständigen Material wie Keramik gefertigt.
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Der Draht befindet sich an der Unterseite der Heißdraht-Schneideinheit und in Richtung des Bandhalters orientiert. Dabei ist der Bandhalter über einen Pneumatik-Zylinder verfahrbar. Somit kann der Bandhalter in Richtung Schneideinheit positioniert werden, sodass das zu schneidende Klebeband in Richtung Heißdraht gedrückt und durchtrennt wird.
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Am Ende einer Wickelstrecke wird das Klebeband mit der Heißdraht-Applikation durchtrennt. Dabei wird der Draht mit der Schneidspannung beaufschlagt. Auch beim Schneiden mit dem Heißdraht können Klebreste an der Schneideinheit haften bleiben. Jedoch kann der Draht nach dem Schneidprozess mit mehr Spannung gespeist werden. Durch diese erhöhte Temperatur verdampfen die Klebereste am Heißdraht und die volle Schneidleistung ist wieder hergestellt. Dieser Reinigungsprozess kann parallel zum Roboterverfahren oder zum Wickeln passieren, sodass es keine Erhöhung der Taktzeit zur Folge hat.
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Mit dem Heißdraht können auch Gewebebandstreifen geschnitten werden. Dabei ist keine Verödung der Schnittkanten zu erkennen und die Qualität der Schnittkanten entspricht mindestens der mit Schere oder Klinge geschnittenen Gewebebänder.
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Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Wickelautomat
- 102
- Wickelband
- 104
- Arbeitsraum
- 106
- Wickelkopf
- 108
- Öffnung
- 110
- Rotor
- 112
- Bandrolle
- 114
- Heißdraht-Schneideeinrichtung
- 116
- Bandhalter
- 118
- Stift
- 120
- Klemmbacken
- 200
- Heißdraht
- 202
- elektrische Anbindung
- 204
- Längenausgleichseinrichtung
- 206
- Feder
- 208
- Hebel
- 300
- Aktor
- 302
- Arm
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017109819 B4 [0004]
