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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbilden von Leitungssätzen mit einer verzweigten Struktur nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ausbilden eines Leitungssatzes mit einer verzweigten Struktur.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2007 022 764 B3 beschrieben, eine Kabelbaummontage mit Sammelringen bekannt. In einem Verfahren zur Herstellung eines Kabelbaums wird ein Baubrett mit Endsteckern bestückt. Mehrere Sammelringe werden an jeweils einer einem Endstecker zugeordneten Ausgangsposition angebracht. An den Endsteckern werden Leitungen angebracht und nur an den Endsteckern fixiert. Die Sammelringe werden entlang der jeweils ihren Endstecker verbindenden Leitungen bis zu einer jedem Sammelring zugeordneten Endposition verschoben. Während des Verschiebens oder nach dem Verschieben der Sammelringe werden Abbinder entlang der Kabelstränge angebracht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Ausbilden von Leitungssätzen anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Ausbilden von Leitungssätzen mit einer verzweigten Struktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ausbilden eines Leitungssatzes mit einer verzweigten Struktur mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zum Ausbilden von Leitungssätzen mit einer verzweigten Struktur weist ein Kabelformbrett und mehrere Leitungsführungseinheiten auf, die jeweils entlang eines auf dem Kabelformbrett verlaufenden vorgegebenen Bewegungsweges von einer vorgegebenen Ausgangsposition zu einer vorgegebenen Endposition bewegbar sind. Die Bewegung erfolgt jeweils beispielsweise lineargeführt oder bahngeführt, d. h. entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn.
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Der Leitungssatz wird beispielsweise auch als Kabelbaum bezeichnet. Das Kabelformbrett wird beispielsweise auch als Verlegebrett, Verlegeplatte, Verlegeebene, Verlegeaufnahme, Kabelbaumfertigungsfeld oder Montageaufnahme bezeichnet.
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Erfindungsgemäß weist die jeweilige Leitungsführungseinheit zwei voneinander beabstandete Führungsfinger auf, zwischen denen ein Aufnahmefreiraum zur Aufnahme von mittels der jeweiligen Leitungsführungseinheit auf dem Kabelformbrett zu führenden Leitungen des auszubildenden Leitungssatzes ausgebildet ist, wobei jeder Führungsfinger ein freies Ende aufweist und wobei zwischen den freien Enden der beiden Führungsfinger der jeweiligen Leitungsführungseinheit eine Öffnung des Aufnahmefreiraums zum Aufnehmen der Leitungen in den Aufnahmefreiraum und zum Entnehmen der Leitungen aus dem Aufnahmefreiraum ausgebildet ist. Die Leitungen werden somit radial zu einer Führungsbewegungsrichtung der jeweiligen Leitungsführungseinheit aufgenommen und entnommen.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausbilden eines Leitungssatzes mit einer verzweigten Struktur mittels einer solchen Vorrichtung werden die Leitungen des auszubildenden Leitungssatzes jeweils auf das Kabelformbrett aufgelegt und in die sich in ihrer jeweiligen vorgegebenen Ausgangsposition befindenden Leitungsführungseinheiten, die zur Führung der jeweiligen Leitung vorgesehen sind, eingelegt. Enden des auszubildenden Leitungssatzes werden an jeweils einer vorgegebenen Position des Kabelformbretts fixiert. Die Leitungsführungseinheiten werden bis zu ihrer jeweiligen vorgegebenen Endposition bewegt. Dadurch werden die Leitungen, welche durch die jeweilige Leitungsführungseinheit geführt werden, zu Leitungsbündeln zusammengeführt. Während des Bewegens der Leitungsführungseinheiten bis zu ihrer jeweiligen Endposition und/oder nachdem die Leitungsführungseinheiten ihre Endposition erreicht haben werden die Leitungen des jeweiligen Leitungsbündels aneinander fixiert und/oder weitere, insbesondere funktionale, Bauteile des auszubildenden Leitungssatzes an diesem montiert. Der fertiggestellte Leitungssatz wird dann vom Kabelformbrett und aus den Leitungsführungseinheiten entnommen. Danach werden die Leitungsführungseinheiten zweckmäßigerweise in ihre jeweils vorgegebene Ausgangsposition zum Ausbilden eines weiteren Leitungssatzes bewegt. Je nachdem, ob dieser weitere Leitungssatz gleichartig zu dem vorher ausgebildeten Leitungssatz ist, kann es sich bei dieser vorgegebenen Ausgangsposition um dieselbe oder eine andere Ausgangsposition handeln.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Durchführung der Formgebung des Leitungssatzes nach dem Prinzip „von Außen nach Innen“. Ausgehend von den Enden des Leitungssatzes, an denen beispielsweise Kontaktierungseinheiten, zum Beispiel Kontaktgehäuse, insbesondere Steckergehäuse, angeordnet sind, werden die Leitungen gebündelt und nach einer bekannten Strecke, d. h. einer Länge von Ausbindung, sowie beispielsweise auf notwendigen Zwischenpunkten fixiert. Dieses Prinzip wird vorteilhafterweise iterativ durchgeführt, wobei die jeweilige Leitungsführungseinheit zunächst abgehend von den Enden, insbesondere von den Steckergehäusen, und anschließend der fixierten Abzweigpunkte nach innen verfahren wird. Nach Fixieren aller Teilstücke und Abzweigpunkte hat der Leitungssatz seine Zielgeometrie/Formgebung erreicht. Grundvoraussetzung der Durchführung ist die konstante Beibehaltung der Ordnung innerhalb des Leitungssatzes und fortlaufende Sicherstellung der Führung der entsprechenden relevanten Komponenten, um beispielsweise ein „Fallenlassen“ einer Ausbindung zu vermeiden. Dies wird durch die entlang der Leitungen bewegten Leitungsführungseinheiten, die die Leitungen zwischen ihren Führungsfingern zusammenführen, sichergestellt. Die Enden, beispielsweise die daran angeordneten Stecker, bleiben dabei in ihrer jeweiligen Lage fixiert oder geben allenfalls gering nach, so dass sie in deren Lage durch die weiteren Prozesse entnommen werden können, insbesondere nach Fertigstellung des Leitungssatzes.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es insbesondere ermöglicht, dem Leitungssatz in automatisierter Weise seine vorgesehene Form zu geben. Bisher erfolgt dies manuell. Wesentlicher Vorteil der beschriebenen Lösung sind die entlang des Leitungsstrangs laufenden Leitungsführungseinheiten, welche auch die Form von Ausbindungen bilden können, ohne diese direkt abzubinden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht insbesondere eine automatisierte Fertigung des Leitungssatzes, da alle oder zumindest wesentliche Fertigungsschritte automatisiert durchgeführt werden können. Insbesondere ist dadurch kein manuelles Verlegen der Leitungen mehr erforderlich. Auch weitere Herstellungsschritte, insbesondere das Fixieren der Leitungsbündel, kann durch die erfindungsgemäße Lösung automatisiert erfolgen.
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Besonders vorteilhaft, insbesondere für diese Automatisierung, ist die Ausbildung der Leitungsführungseinheiten als offene Führungen. Die Leitungsführungseinheiten sind jeweils gabelartig ausgebildet mit zwei Führungsfingern zum beidseitigen Führen und Bündeln der dazwischen angeordneten Leitungen. Durch die dadurch ermöglichte Öffnung zum Aufnahmefreiraum zwischen den Führungsfingern können die Leitungen auf einfache Weise in die jeweilige Leitungsführungseinheit aufgenommen und wieder daraus entnommen werden. Da die Leitungsführungseinheiten nicht geschlossen, insbesondere nicht als ein geschlossener Ring, ausgebildet sind, ist kein Zerstören der Leitungsführungseinheiten zur Entnahme der gebündelten Leitungen und somit des fertiggestellten Leitungssatzes erforderlich und es ist auch kein Zurückführen der Leitungsführungseinheiten in ihre Ausgangsposition und Entfernen der Kontaktierungseinheiten erforderlich, um die gebündelten Leitungen aus den Leitungsführungseinheiten herauszuziehen. Dadurch wird die automatisierte, insbesondere vollautomatische, Fertigung der Leitungssätze ermöglicht.
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In einer möglichen Ausführungsform der Vorrichtung ist die jeweilige Leitungsführungseinheit bewegbar am Kabelformbrett angeordnet und mittels einer am Kabelformbrett angeordneten Antriebsanordnung bewegbar. In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die jeweilige Leitungsführungseinheit an einem Roboter angeordnet und mittels des Roboters bewegbar. Beispielsweise ist auch eine Kombination von einer oder mehreren Leitungsführungseinheiten am Kabelformbrett und einer oder mehreren weiteren Leitungsführungseinheiten am Roboter oder an jeweils einem Roboter möglich. Bei der Ausführungsform der am Roboter angeordneten jeweiligen Leitungsführungseinheit erfolgt das oben beschriebene Einlegen der jeweiligen Leitung in die jeweilige Leitungsführungseinheit beispielsweise, indem die jeweilige Leitungsführungseinheit nach dem Auflegen der Leitungen auf das Kabelformbrett mittels des Roboters an das Kabelformbrett heranbewegt und über den zu führenden Leitungen angeordnet wird. D. h. die freien Enden der beiden Führungsfinger werden dann beidseits der zu führenden Leitungen angeordnet und beispielsweise auf das Kabelformbrett aufgesetzt oder nahezu aufgesetzt, um ein Entlangschleifen auf dem Kabelformbrett während der Bewegung der jeweiligen Leitungsführungseinheit zu vermeiden.
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In einer möglichen Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Führungsfinger der jeweiligen Leitungsführungseinheit relativ zueinander bewegbar sind, d. h. die jeweilige Leitungsführungseinheit ist dann als ein Greifer ausgebildet. Dadurch wird ein Aufnehmen der zu führenden Leitungen erleichtert, indem die Finger hierzu aufgespreizt werden, und anschließend können sie zum Bündeln der Leitungen zusammengeführt werden, wodurch der Aufnahmefreiraum verkleinert wird und somit die Leitungen eng zusammengeführt werden können.
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In einer möglichen Ausführungsform weist das Kabelformbrett eine Vertiefungsstruktur auf, deren Verlauf einer Form des auszubildenden Leitungssatzes entspricht. Dadurch wird eine Formgebung des auszubildenden Leitungssatzes erleichtert, da die Leitungen während des Bündelns in diese Vertiefungsstruktur hineingleiten und dadurch automatisch in der vorgegebenen Form des Leitungssatzes ausgerichtet werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Anfangsstadium eines Verfahrens zum Ausbilden eines Leitungssatzes mittels einer Vorrichtung zum Ausbilden von Leitungssätzen,
- 2 schematisch ein weiteres Stadium des Verfahrens,
- 3 schematisch ein weiteres Stadium des Verfahrens,
- 4 schematisch ein weiteres Stadium des Verfahrens,
- 5 schematisch der fertiggestellte Leitungssatz, und
- 6 schematisch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Ausbilden von Leitungssätzen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Anhand der 1 bis 6 werden im Folgenden eine Vorrichtung 1 zum Ausbilden von Leitungssätzen 2 mit einer verzweigten Struktur und ein mittels dieser Vorrichtung 1 ausgeführtes Verfahren zum Ausbilden eines Leitungssatzes 2 mit einer verzweigten Struktur beschrieben. Dabei zeigen die 1 bis 4 verschiedene Stadien des mittels einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 durchgeführten Verfahrens, 5 zeigt den fertiggestellten Leitungssatz 2 und 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1.
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Die Vorrichtung 1 weist ein Kabelformbrett 3 und mehrere Leitungsführungseinheiten 4 auf, die jeweils entlang eines auf dem Kabelformbrett 3 verlaufenden vorgegebenen Bewegungsweges von einer in 1 gezeigten vorgegebenen Ausgangsposition zu einer in 4 gezeigten vorgegebenen Endposition bewegbar sind. Die Bewegung erfolgt jeweils beispielsweise lineargeführt oder bahngeführt. In den 1 bis 3 ist die Bewegung der Leitungsführungseinheiten 4 jeweils schematisch mittels Bewegungspfeilen P dargestellt.
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In den hier dargestellten beiden Ausführungsformen der Vorrichtung 1 gemäß den 1 bis 4 sowie gemäß 6 ist die jeweilige Leitungsführungseinheit 4 bewegbar am Kabelformbrett 3 angeordnet und mittels einer am Kabelformbrett 3 angeordneten Antriebsanordnung bewegbar.
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In hier nicht dargestellten anderen Ausführungsformen ist die jeweilige Leitungsführungseinheit 4 beispielsweise an einem Roboter angeordnet und mittels des Roboters bewegbar.
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Beispielsweise ist auch eine Kombination von einer oder mehreren Leitungsführungseinheiten 4 am Kabelformbrett 3 und einer oder mehreren weiteren Leitungsführungseinheiten 4 am Roboter oder an jeweils einem Roboter möglich.
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Um ein einfaches Einlegen von Leitungen 5 zur Ausbildung des Leitungssatzes 2 und eine einfache Entnahme des fertiggestellten Leitungssatzes 2 zu ermöglichen, wodurch insbesondere auch eine automatisierte, beispielsweise vollautomatische, Herstellung des Leitungssatzes 2 ermöglicht oder zumindest begünstigt wird, ist bei der hier beschriebenen Lösung vorgesehen, dass die jeweilige Leitungsführungseinheit 4 zwei voneinander beabstandete Führungsfinger 6 aufweist, zwischen denen ein Aufnahmefreiraum zur Aufnahme der mittels der jeweiligen Leitungsführungseinheit 4 auf dem Kabelformbrett 3 zu führenden Leitungen 5 des auszubildenden Leitungssatzes 2 ausgebildet ist. Dabei weist jeder Führungsfinger 6 ein freies Ende auf. Das andere Ende des jeweiligen Führungsfingers 6 ist mit der Antriebsanordnung oder in der oben beschriebenen anderen Ausführungsform mit dem Roboter, insbesondere einem Roboterarm, gekoppelt.
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In den dargestellten Ausführungsformen ist die Vorrichtung 1 jeweils in einer Draufsicht von oben auf das Kabelformbrett 3 dargestellt, d. h. auch die Führungsfinger 6 der in diesen Ausführungsformen am Kabelformbrett 3 angeordneten Leitungsführungseinheiten 4 sind in einer Draufsicht von oben und somit auf ihr jeweiliges freies Ende dargestellt. Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass zwischen den freien Enden der beiden Führungsfinger 6 der jeweiligen Leitungsführungseinheit 4 eine Öffnung des Aufnahmefreiraums zum Aufnehmen der Leitungen 5 in den Aufnahmefreiraum und zum Entnehmen der Leitungen 5 aus dem Aufnahmefreiraum ausgebildet ist, d. h. die Führungsfinger 6 der jeweiligen Leitungsführungseinheit 4 sind an ihren freien Enden nicht miteinander verbunden, sondern voneinander beabstandet. Die Leitungen 5 werden somit radial zu einer durch die Bewegungspfeile P dargestellten Führungsbewegungsrichtung der jeweiligen Leitungsführungseinheit 4 aufgenommen und entnommen.
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In dem Verfahren zum Ausbilden des Leitungssatzes 2 werden somit die Leitungen 5 des auszubildenden Leitungssatzes 2 jeweils auf das Kabelformbrett 3 aufgelegt und in die sich in ihrer jeweiligen vorgegebenen Ausgangsposition befindenden Leitungsführungseinheiten 4, die zur Führung der jeweiligen Leitung 5 vorgesehen sind, eingelegt, wie in 1 gezeigt. Enden des auszubildenden Leitungssatzes 2 werden an jeweils einer vorgegebenen Position des Kabelformbretts 3 fixiert. Vorteilhafterweise werden hierzu vor oder nach dem Auflegen der Leitungen 5 auf das Kabelformbrett 3 Kontaktierungseinheiten 7 an den Enden der Leitungen 5, die hierfür vorgesehen sind, angebracht. Diese Kontaktierungseinheiten 7 sind beispielsweise Kontaktgehäuse, insbesondere Steckergehäuse, insbesondere zur späteren elektrischen Verbindung des Leitungssatzes 2 mit anderen Komponenten. Die Enden der Leitungen 5, an denen solche Kontaktierungseinheiten 7 angeordnet sind, werden zweckmäßigerweise über diese Kontaktierungseinheiten 7 am Kabelformbrett 3 fixiert.
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Die Leitungsführungseinheiten 4 werden dann bis zu ihrer jeweiligen vorgegebenen Endposition bewegt, wie in den 2 bis 4 schrittweise gezeigt. Dadurch werden die Leitungen 5, welche durch die jeweilige Leitungsführungseinheit 4 geführt werden, zu Leitungsbündeln zusammengeführt und zudem in vorgegebener Weise relativ zu den anderen Leitungen 5 des Leitungssatzes 2 ausgerichtet. Während des Bewegens der Leitungsführungseinheiten 4 bis zu ihrer jeweiligen Endposition und/oder nachdem die Leitungsführungseinheiten 4 ihre Endposition erreicht haben werden die Leitungen 5 des jeweiligen Leitungsbündels aneinander fixiert und/oder weitere, insbesondere funktionale, Bauteile 9 des auszubildenden Leitungssatzes 2 an diesem montiert, wie ebenfalls in den 2 bis 4 gezeigt. So ist beispielsweise in den 2 und 3 gezeigt, dass die durch die Leitungsführungseinheiten 4 gebündelten Leitungen 5 durch Fixierungselemente 8, beispielsweise durch so genannte Spot-Tapes oder andere Fixierungen, aneinander fixiert werden. Des Weiteren ist in den 2 bis 5 dargestellt, dass an den durch die Leitungsführungseinheiten 4 gebündelten Leitungen 5 weitere, insbesondere funktionale, Bauteile 9 angeordnet werden, beispielsweise Clips, wie in den 3 bis 5 gezeigt, Leitungsschutztüllen, wie in 5 gezeigt, und/oder andere Komponenten, wie in den 4 und 5 gezeigt.
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Haben alle Leitungsführungseinheiten 4 ihre Endposition erreicht und sind vorteilhafterweise alle bis zu diesem Stadium anzubringenden Komponenten am Leitungssatz 2 angebracht, wie in 4 gezeigt, können beispielsweise fortfolgende Bearbeitungs- und/oder Handhabungsprozesse angestoßen werden, bis zur vollständigen Fertigstellung des Leitungssatzes 2. Der fertiggestellte Leitungssatz 2 kann dann aus der Vorrichtung 1 entnommen werden. Er wird somit aus den sich in ihrer jeweiligen Endposition befindenden Leitungsführungseinheiten 4, d. h. aus deren jeweiligem Aufnahmefreiraum über dessen Öffnung zwischen den freien Enden der Führungsfinger 6, entnommen und vom Kabelformbrett 3 abgenommen. 5 zeigt diesen fertiggestellten Leitungssatz 2.
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Danach können die Leitungsführungseinheiten 4 in ihre jeweils vorgegebene Ausgangsposition zum Ausbilden eines weiteren Leitungssatzes 2 bewegt werden. Je nachdem, ob dieser weitere Leitungssatz 2 gleichartig zu dem vorher ausgebildeten Leitungssatz 2 ist, kann es sich bei dieser vorgegebenen Ausgangsposition um dieselbe oder eine andere Ausgangsposition handeln.
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Durch die beschriebene Lösung wird es insbesondere ermöglicht, dem Leitungssatz 2 in automatisierter Weise seine vorgesehene Form zu geben. Bisher erfolgt dies manuell. Die beschriebene Lösung ermöglicht insbesondere eine automatisierte Fertigung des Leitungssatzes 2, da alle oder zumindest wesentliche Fertigungsschritte automatisiert durchgeführt werden können. Insbesondere ist dadurch kein manuelles Verlegen der Leitungen 5 mehr erforderlich. Auch weitere Herstellungsschritte, insbesondere das Fixieren der Leitungsbündel, kann durch die beschriebene Lösung automatisiert erfolgen.
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Besonders vorteilhaft, insbesondere für diese Automatisierung, ist die Ausbildung der Leitungsführungseinheiten 4 als offene Führungen. Die Leitungsführungseinheiten 4 sind jeweils gabelartig ausgebildet mit zwei Führungsfingern 6 zum beidseitigen Führen und Bündeln der dazwischen angeordneten Leitungen 5. Durch die dadurch ermöglichte Öffnung zum Aufnahmefreiraum zwischen den Führungsfingern 6 können die Leitungen 5 auf einfache Weise in die jeweilige Leitungsführungseinheit 4 aufgenommen und wieder daraus entnommen werden. Da die Leitungsführungseinheiten 4 nicht geschlossen, insbesondere nicht als ein geschlossener Ring, ausgebildet sind, ist kein Zerstören der Leitungsführungseinheiten 4 zur Entnahme der gebündelten Leitungen 5 und somit des fertiggestellten Leitungssatzes 2 erforderlich und es ist auch kein Zurückführen der Leitungsführungseinheiten 4 in ihre Ausgangsposition und Entfernen der Kontaktierungseinheiten 7 erforderlich, um die gebündelten Leitungen 5 aus den Leitungsführungseinheiten 4 herauszuziehen. Dadurch wird die automatisierte, insbesondere vollautomatische, Fertigung der Leitungssätze 2 ermöglicht.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einer anderen Ausgestaltung des Kabelformbretts 3. Das Kabelformbrett 3 weist hier eine Vertiefungsstruktur 10 auf, deren Verlauf einer Form des auszubildenden Leitungssatzes 2 entspricht, wie in 6 durch Vertiefungsstrukturlinien schematisch dargestellt. Dadurch wird eine Formgebung des auszubildenden Leitungssatzes 2 erleichtert, da die Leitungen 5 während des Bündelns in diese Vertiefungsstruktur 10 hineingleiten, wie in 6 durch Gleitbewegungspfeile GP schematisch dargestellt, und dadurch automatisch in der vorgegebenen Form des Leitungssatzes 2 ausgerichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Leitungssatz
- 3
- Kabelformbrett
- 4
- Leitungsführungseinheit
- 5
- Leitung
- 6
- Führungsfinger
- 7
- Kontaktierungseinheit
- 8
- Fixierungselement
- 9
- Bauteil
- 10
- Vertiefungsstruktur
- P
- Bewegungspfeil
- GP
- Gleitbewegungspfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007022764 B3 [0002]
