DE19614622A1

DE19614622A1 - Vorrichtung zum Bandagieren von länglichen Gegenständen

Info

Publication number: DE19614622A1
Application number: DE1996114622
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Schmitt
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1996-04-13
Filing date: 1996-04-13
Publication date: 1997-10-16
Also published as: WO1997038906A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bandagieren von länglichen Gegenständen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung liegt schwerpunktmäßig beim Umwickeln oder Bandagieren von Leitungssätzen, insbesondere von Kabelbäumen in der KFZ- Industrie, sowie bei LKW′s und anderen Nutzfahrzeugen und in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Die Bündelung der Leitungssätze erleichtert den Einbau des Kabelbaums in das Endprodukt. Weitere Gründe für das Bandagieren sind der Schutz der Leitungen vor mechanischer Belastung (z. B. Durchscheuern), vor Verschmutzung oder vor Klappergeräuschen. Dabei werden je nach Anforderung verschiedene Klebebänder, wie z. B. PVC-Band, Textil- und Gewebeband oder auch Vliesband eingesetzt.

Das Umwickeln der Leitungen mit Klebeband wird derzeit ausschließlich manuell bzw. teilautomatisch durchgeführt. Bei der manuellen Verarbeitung des Klebebands sind die Leitungsbündel zumeist auf einem Verlegebrett oder einer Vorrichtung aufgespannt. Zum Bandagieren wird das Klebeband mitsamt der Klebebandrolle um den Leitungssatz geführt und so zu einem Kabelbaum verbunden. Bei punktuellen oder nur kurzen zu bandagierenden Leitungsabschnitten werden die benötigten Klebebandstücke vorbereitet, d. h. die benötigte Klebebandlänge wird abgezogen, abgeschnitten, und nur der Klebebandabschnitt wird um den Leitungssatz gewickelt.

Zum teilautomatischen Bandagieren sind Maschinen z. B. der Fa. ONDAL oder Fa. DERFI am Markt verfügbar. Bei diesen stationären Maschinen werden Teilleitungssätze von einer Bedienperson in die Bandagiermaschine eingelegt. In der Maschine wird eine Klebebandrolle um die Leitungen geführt, so daß durch diese Rotationen das Klebeband um die Teilleitungssätze gelegt wird. Die Abstimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Klebebandrolle und des Vorschubes des Leitungsbündels geschieht entweder manuell oder automatisch.

Das europäische Patent 0 219 739 beschreibt eine Vorrichtung zum Bündeln oder Umwickeln von länglichen Dingen, bei der die Klebebandrolle stationär fixiert ist. Statt dessen dreht sich der zu umwickelnde Gegenstand in der Maschine. Ein kompliziertes System von Umlenkrädern sorgt für einen gleichmäßigen Lauf des abgezogenen Klebebandes.

Nachteilig an diesen bekannten Maschinen ist, daß ihr Einsatz nur bei einfachen Leitungssätzen möglich ist. Ein vollautomatisches Bandagieren eines Hauptkabelsatzes, der z. B. für ein Kraftfahrzeug bis zu 500 Leitungen beinhalten kann, ist mit den bekannten Maschinen nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der o.g. Art bereitzustellen, mit der auch komplexe Kabelbäume vollautomatisch bandagiert werden können. Ebenso soll ermöglicht werden vollautomatisch konfektionierte Leitungssätze (1 : 1 Module) ebenfalls vollautomatisch zu bandagieren.

Die Lösung besteht in einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Leitungssätze, die aus einer Vielzahl von Leitungen bestehen können, mit einem Band über eine beliebige Strecke mit freiwählbarem Überdeckungsgrad des Bandes vollautomatisch zu bandagieren. Dadurch wird es möglich, einerseits einfache Teilleitungssätze, die auf vollautomatischen Konfektionsmaschinen beidseitig mit Crimpkontakten versehen und in Steckergehäusen eingesteckt sind, im letzten noch notwendigen Arbeitsgang vollautomatisch zu bandagieren. Ebenfalls ist diese Vorrichtung in der Lage, komplexe Kabelbäume, wie sie z. B. in KFZ eingesetzt werden, direkt nach der manuellen Verlegung der Leitungen auf einem Verlegebrett vollautomatisch zu bandagieren. Dabei werden die Leitungsbündel ausgehend von dem in einem Stecker eingesteckten Leitungsende bis zu einer Abzweigung umwickelt. Dort wird das Klebeband automatisch abgeschnitten und auf der anderen Seite der Abzweigung ebenfalls automatisch wieder ,angesetzt. Somit kann das gesamte Leitungsbündel sukzessive bandagiert werden. Die kompakte Bauweise ist dabei von zusätzlichem Vorteil, weil Verlegebretter wenig Platz lassen.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein vollautomatisches Bandagieren mit automatischem Abschneiden und Ansetzen des Klebebandes ermöglicht. Ferner können bei dieser Vorrichtung verschiedene Klebebandsorten eingesetzt werden, und es besteht die Möglichkeit, den Überdeckungsgrad des Klebebandes frei zu wählen. Die Bandagierdaten, wie Art des Klebebandes, Überdeckungsgrad, Position der Ansetz- und Abschneidepunkte sowie die Bandagierlänge können programmiert werden. Durch die Verwendung dieser Vorrichtung lassen sich hohe Kosten- und Qualitätsvorteile erzielen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Ausgangsposition;

Fig. 2 die an einem Roboterarm befestigte Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit eingelegtem Leitungsstrang;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem zu bandagierenden Kabelbaum.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Wickelwerkzeug 2 mit einem feststehenden Teil 3 und einem rotierenden Teil 4. Auf einer Seite des Wickelwerkzeugs 2 ist eine mechanische Schnittstelle 5 vorgesehen, an der ein hier nur schematisch dargestellter Roboterarm 6 vorgesehen sein kann. Der Außendurchmesser des Wickelwerkzeugs 2 beträgt etwa 120 mm, der Innendurchmesser etwa 50 mm.

Das feststehende Teil 3 weist im wesentlichen zwei übereinanderliegende Platten 10, 11 mit kreisförmigen Querschnitt auf. Die Platten 10, 11 sind mit einer Ausnehmung 12 versehen, die als Aufnahme für den zu umwickelnden Leitungsbündel (40) dient, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. An ihrem äußeren Umfang 10′, 11′ liegen die Platten 10, 11 nicht übereinander, sondern bilden zwei Schenkel 14, 15 einer Lagerführung 13, in die das rotierende Teil 4 in Form eines im Querschnitt V-förmigen Gleitlagers 16 aufgenommen ist. Auf der Platte 10 ist in dem zur Platte 11 weisenden freiliegenden flachen Bereich ein Zylinder 17 vorgesehen, der einen mit Bohrungen 19 versehenen Aufnahmebolzen 18 aufnimmt. Die Platten 10, 11 sind nicht ganz deckungsgleich. Die Platte 11 weist eine Ausnehmung 12′ auf, die etwas größer ist als die Ausnehmung 12 der Platte 10, so daß ein Teil des flachen Bereichs der Platte 10 frei zugänglich ist.

Das Gleitlager 16 ist im Querschnitt V-förmig mit zwei Flanken 16′, 16′′ und einer Basis 20 so in die Lagerführung 13 aufgenommen, daß die Basis 20 von außen frei zugänglich ist. Ebenso liegt eine Flanke 16′ zumindest teilweise frei. Zu diesem Zweck ist der Schenkel 15 der Platte 11 gegenüber dem Schenkel 14 der Platte 10 etwas verkürzt ausgebildet.

Die Basis 20 weist eine Verzahnung 21 auf, in die die Verzahnung 23 eines Zahnriemens 22 eingreift. Der Zahnriemen 22 läuft über Umlenkrollen 24. Zum Antrieb ist eine Umlenkrolle an der Schnittstelle 5 befestigt. Diese Umlenkrolle dient gleichzeitig als Welle zum Antrieb des Zahnriemens und ist mit einem Elektromotor 25 verbunden, der auf der der Umlenkrolle gegenüberliegenden Seite der Schnittstelle 5 vorgesehen ist.

Eine Klebebandrolle 30 ist mittig von einer hier nicht gezeigten Halteeinrichtung, z. B. einem Stift oder Dorn drehbar gehalten, der an der Flanke 16′ des Gleitlagers 16 befestigt ist. Der Dorn oder Stift sitzt fest auf dem Gleitlager. Die Klebebandrolle 30 ist um eine Hülse o. dgl. aufgewickelt, so daß man sie auf den Dorn oder Stift aufstecken und verrasten oder sonstwie fixieren kann.

Auf der dem Wickelwerkzeug 2 abgewandten Seite der Klebebandrolle 30 ist eine Schneideinrichtung 32 befestigt, die aus einer Achse 33 und einer mit einer Bügelfeder 35 versehenen Schneide 34 besteht.

Im folgenden wird nun die Funktionsweise ,der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Der Roboterarm mit dem offenen Wickelwerkzeug (Fig. 1) positioniert sich über der Anfangsstelle des zu bandagierenden Kabelbaumabschnitts und fährt von oben her in den Kabelbaum (Fig. 2) ein.

Zu Beginn eines Bandagiervorgangs befindet sich die Klebebandrolle 30 in der Ausgangsposition am vertikal höchsten Punkt (wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt), und der Klebebandanfang klebt am Aufnahmebolzen 18 fest (Fig. 2). Das Wickelwerkzeug 2 befindet sich in dieser Ausgangsposition in geöffnetem Zustand, d. h. das feststehende Teil 3 und das rotierende Teil 4 des Wickelwerkzeugs 2 geben die Ausnehmung 12 frei, so daß ein Leitungsbündel 40 von oben her angefahren werden kann. Das Wickelwerkzeug umfaßt danach das gesamte Leitungsbündel 40, wie in Fig. 2 dargestellt.

Das rotierende Teil 4 des Wickelwerkzeugs 2 bewegt sich, angetrieben durch den Zahnriemen 22, mit der Klebebandrolle 30 im Uhrzeigersinn (Pfeil A in Fig. 2) um das Leitungsbündel 40. Dabei ist der Bandanfang noch am Aufnahmebolzen 18 fixiert. Bevor die Klebebandrolle 30 die Ausgangsposition nach der ersten vollständigen Drehung um 360° wieder erreicht hat, wird der Bandanfang vom Aufnahmebolzen 18 gelöst. Dazu wird der Aufnahmebolzen 18 von innen mit Druckluft beaufschlagt, die durch die Bohrungen 19 nach außen dringt, so daß das Klebeband teilweise oder komplett von Aufnahmebolzen 18 abgeblasen wird. Um eventuell noch anklebende Klebebandreste abzustreifen, wird der Aufnahmebolzen 18 in den Zylinder 17 eingezogen und führt dabei eine rotatorische Zwangsbewegung um 45° aus. Dadurch ist das Ablösen des Klebebandes vom Aufnahmebolzen 18 sichergestellt.

Nachdem der Aufnahmebolzen 18 in dem Zylinder 17 in das Wickelwerkzeug 2 zurückgefahren wurde, kann der eigentliche Wickelvorgang beginnen. Dabei führt das rotierende Teil 4 des Wickelwerkzeuges 2, an dem die Klebebandrolle 30 fixiert ist, Rotationen im Uhrzeigersinn um das Leitungsbündel 40 aus und bandagiert dadurch die Leitungen mit dem Klebeband. Durch Abstimmung der Rotationsbewegung des rotierenden Teils 4 mit dem Klebeband und der Translationsbewegung des gesamten Wickelwerkzeuges 2 mit Hilfe des Roboterarms 6 kann der Überdeckungsgrad des Klebebandes festgelegt werden. Dieser Ablauf vollzieht sich bis zur vorletzten Umwicklung.

Während der letzten Umdrehung, und zwar in der zweiten Hälfte, fährt der Aufnahmebolzen 18 wieder aus dem Zylinder 17 aus. Das Klebeband legt sich bei der Vollendung der letzten Drehung um 360° wieder zwangsweise um den Aufnahmebolzen 18 und klebt daran fest. Das rotierende Teil 4 mit der Klebebandrolle 30 dreht sich noch bis in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung weiter. Das Klebeband verläuft nun straff gespannt vom Leitungsbündel 40 über den Aufnahmebolzen 18 zur Klebebandrolle 30.

Im letzten Arbeitsschritt führt nun die Schneidvorrichtung 32, von Druckluft angetrieben, eine sehr schnelle Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil B in Fig. 2) aus und durchtrennt das Klebeband direkt unter dem Aufnahmebolzen 18. Die an der Schneide 34 der Schneideinrichtung 32 angebrachte Bügelfeder 35 drückt den vom Leitungsbündel 40 kommenden Klebebandrest an das Leitungsbündel 40 an. Das zweite Klebebandende klebt im Aufnahmebolzen 18 fest und wird durch Unterdruck zusätzlich am Bolzen gehalten. Das gesamte Wickelwerkzeug 2 fährt senkrecht nach oben weg und gibt das fertig bandagierte Leitungsbündel 40 frei. Das Wickelwerkzeug 2 ist für den nächsten Bandagiervorgang bereit, fährt in die nächste Startposition und der gesamte Ablauf beginnt von vorne.

Ebensogut ist natürlich eine umgekehrte Ausrichtung der Drehbewegung denkbar, also die Drehung des rotierenden Teils 4 im Gegenuhrzeigersinn und die Bewegung der Schneideinrichtung 32 im Uhrzeigersinn. Es ist nur darauf zu achten, daß die Schneide 34 der Schneideinrichtung 32 nicht auf die Klebeseite des Klebebandes auftrifft und das Klebeband auch dementsprechend auf die Hülse des Magazins aufgewickelt wird.

Wenn die Klebebandrolle 30 komplett verarbeitet ist, findet an einer Wechselstation ein Klebebandrollenwechsel statt. Ebenfalls denkbar ist eine Vormagazinierstation, auf der die für den nächsten Bandagierauftrag benötigte Klebebandlänge auf einen Klebebandwechseldorn aufgewickelt wird. Dadurch erhöhen sich zwar die Wechselvorgänge, dafür liegt das Klebebandende immer an einer dafür vorgesehenen Stelle.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 stellt also gegenüber dem Stand der Technik eine einfache, kompakte, bewegliche Vorrichtung dar, die am zu bandagierenden Leitungsbündel 40 entlang bewegt werden kann, wobei die einzelnen Bandagierschritte und Bewegungen entlang des Leitungsbündels 40 programmiert werden können. Dadurch ist es möglich, auf einfache Weise komplexe Kabelbäume zu bandagieren, wie es in Fig. 3 an einem vereinfachten Beispiel gezeigt ist.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Wickelwerkzeug
3 feststehendes Teil
4 rotierendes Teil
5 Schnittstelle
6 Roboterarm
10 Platte
10′ äußerer Umfang
11 Platte
11′ äußerer Umfang
12, 12′ Ausnehmungen
13 Lagerführung
14, 15 Schenkel von 13
16 Gleitlager
16′, 16′′ Flanken des Gleitlagers
17 Zylinder
18 Aufnahmebolzen
19 Bohrungen im Aufnahmebolzen
20 Rückseite von 14
21 Verzahnung von 20
22 Zahnriemen
23 Verzahnung des Zahnriemens
24 Umlenkrollen
25 Elektromotor
30 Klebebandrolle
32 Schneideinrichtung
33 Achse
34 Schneide
35 Bügelfeder
40 Leitungsbündel

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Bandagieren von länglichen Gegenständen (40), mit einer Halterung für eine Klebebandrolle (30), auf der die Klebebandrolle (30) drehbar gelagert ist, einer Einrichtung (18) zum Abziehen des Klebebandes von der Klebebandrolle (30), einem Wickelwerkzeug (2) zum Umwickeln des Gegenstandes (40) mit dem abgezogenen Klebeband und einer Schneideinrichtung (32) zum Abschneiden des Klebebandes nach Beendigung des Wickelvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelwerkzeug (2) ein feststehendes Teil (3) und ein rotierendes Teil (4) aufweist und das feststehende Teil (3) mit einer Halteeinrichtung (6) bewegbar verbunden ist, daß die Halterung für die Klebebandrolle (30) am rotierenden Teil (4) befestigt ist, so daß sie während des Wickelvorgangs mit um den Gegenstand geführt wird und daß die Einrichtung (18) zum Abziehen des Klebebandes am feststehenden Teil (3) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Teil (4) als Gleitlager (16) innerhalb des feststehenden Teils (3) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (16) im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist, wobei mindestens ein Schenkel (16′) des V frei zugänglich ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Teil über einen Zahnriemen (22) angetrieben wird, der in eine im rotierenden Teil (4) vorgesehene Verzahnung (21) eingreift.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abziehen des Klebebandes ein am feststehenden Teil (3) vorgesehener einziehbarer Aufnahmebolzen (18) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebolzen (18) drehbar im feststehenden Teil (3) gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebolzen (18) mit Druckluft und/oder Unterdruck beaufschlagbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (32) an der Halterung (31) für die Klebebandrolle (30) bewegbar befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (32) eine Schneide (34) und eine Achse (33) aufweist, die an der Halterung drehbar befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (32) eine Andruckvorrichtung (35) zum Andrücken des abgeschnittenen Endes des Klebebandes am Gegenstand (40) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Teil (3) und das rotierende Teil (4) in ihrer Ausgangsposition eine Aufnahmeöffnung (12) für den zu umwickelnden Gegenstand (40) freigeben.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung ein Klebebandwechseldorn ist, auf den die für jeden Wickelvorgang benötigte Klebebandlänge aufwickelbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung ein Roboterarm (6) ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie vollautomatisch programmierbar ist.