DE19756750C1 - Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Vorrichtung entsprechend DE 44 31 254 A1, von der die Erfindung ausgeht, ist insbe­ sondere dazu vorgesehen, aufwendig verkabelte Leuchten wie Leuchtstoffleuchten automatisch zu verdrahten.

Bei der bekannten Vorrichtung treten die jeweils abisolierten Leitereinsteckenden nahe dem Stirnbereich eines den Leitungsverlegemittel zugehörigen Leiterverlege­ kopfes der Vorrichtung seitlich aus diesem aus, um vor der Austrittsmündung von einem Greifer erfaßt werden zu können. Ist ein erstes, "vorderes" Leitereinsteckende in einer Anschlußstelle untergebracht und darin festgehalten, fährt der Leiterverlegekopf längs der entsprechend seinem Ver­ fahrweg freigegebenen Leiterlänge zur nächsten Anschluß­ stelle, bis der Greifer das zweite, "hintere" Leiterein­ steckende in der Weise erfaßt hat, daß es in dieser zweiten Anschlußstelle plaziert werden kann.

Dazu kann die gesamte Vorrichtung auch um die Längsachse des Greifers um eine zur Achse des ergriffenen Leitereinsteckendes lotrechte Achse gedreht werden. Das folgende "dritte" Leiteranschlußende, welches das "erste" der zweiten konfektionierten Leiterlänge ist, wird inner­ halb des Leiterverlegekopfes nahe der Leiteraustrittsmün­ dung bereitgehalten, um später, nach einem kleinen Vor­ schubweg, vom Greifer erfaßt werden zu können.

Entsprechend dem in DE 44 31 254 A1 angesprochenen Einsatzzweck können somit die Leitereinsteckenden im Prin­ zip innerhalb von X-/Y-Ebenen (die bei einer Leuchte bei­ spielsweise zum Boden des Leuchtengehäuses parallel liegen) in beliebige Richtungen gesteckt werden. Mit anderen Wor­ ten, es liegen alle Leiter-Einsteckrichtungen parallel zu einer Hauptebene, zu der auch die (schmale) Stirnseite des Leiterverlegekopfes parallel liegt.

Hieraus folgt, daß das Einstecken von Leiterein­ steckenden in Richtungen, die schräg oder lotrecht zu den in DE 44 31 254 A1 veranschaulichten Steckrichtungen ver­ laufen, nur dadurch bewirkt werden könnte, daß der Leiter­ verlegekopf, der vorzugsweise am Arm eines bis zu sechs­ achsigen Roboters angeordnet ist, entsprechend geneigt oder bis zu 900 verschwenkt wird. Diese dort grundsätzlich bestehende Möglichkeit findet allerdings ihre erhebliche Beschränkung aufgrund der vorgegebenen räumlichen Verhält­ nisse, die es in aller Regel nicht erlauben, daß der Lei­ terverlegekopf raumgreifend in das Verdrahtungsfeld hinein­ geschwenkt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen zu schaffen, mit der auf einfache Art, insbesondere auch ohne aufwendige Steuerung bzw. Bewegung des Leiterver­ legekopfes, Leitungsanschlüsse problemlos, automatisch aus­ geführt werden können, bei denen die Leiter-Einsteckrich­ tung nicht ausschließlich nur im wesentlichen parallel zu der Montageebene der Komponenten verläuft.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend im wesentlichen da­ durch gekennzeichnet, daß die Austrittsmündung für die Lei­ tung an der schlanken Stirnseite des die Leitung aus der Stirnfläche spendenden Leiterverlegekopfes angeordnet ist sowie einer Leiterwendeeinrichtung zugeordnet ist, mittels der die Richtung jedes Leitereinsteckendes unabhängig von der Stellung des Leiterverlegekopfes bedarfsweise orien­ tierbar ist.

Ein sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung, besteht zunächst darin, daß der Leiterverlegekopf die Leitung bzw. das abisolierte Leiterende nicht zu einer (Breit)-Seite heraus spendet, sondern aus seiner wenig Raum beanspruchen­ den Stirnfläche. Um dennoch ohne aufwendige Steuerbewegun­ gen des Leiterverlegekopfes das bereitgehaltene Leiterein­ steckende in unterschiedliche Richtungen positionieren zu können, ist entsprechend der Erfindung die Leiterwendeein­ richtung vorgesehen.

Besondere Bedeutung kommt der Leiterwendeeinrichtung im Zusammenhang mit der Bereitstellung des jeweils zweiten oder 'hinteren' Leitereinsteckendes eines auf Länge konfek­ tionierten Leiters zur Verbindung zweier aufeinanderfolgen­ der Anschlußstellen zu. Denn die der Erfindung zugrundelie­ gende Leitungsverlegetechnik entsprechend DE 44 31 254 A1 erzeugt nach dem Durchtrennen der Leitung im Bereich eines zuvor abisolierten Abschnitts außer dem "dritten", mit dem abisolierten Ende aus der Austrittsmündung zeigenden Lei­ tereinsteckende auch das "zweite" abisolierte Ende des zuvor konfektionierten Leiters bestimmter Länge. Dieses Leitereinsteckende weist jedoch zunächst noch quasi ins Innere des Leiterverlegekopfes und kann nun durch einfaches Verstellen bzw. Verdrehen der Leiterwendeeinrichtung inner­ halb des Leiterverlegekopfes und unabhängig von dessen Stellung oder Steuerung in eine neue Einsteckrichtung ori­ entiert werden. Somit kann auf einfache Weise auch das nach dem Trennen der Leitung noch im Leiterverlegekopf befindli­ che zweite Leitereinsteckende der als nächstes zu bestückenden Anschlußstelle in einer den Bedingungen ange­ paßten Einsteckrichtung zugeordnet werden.

Insbesondere ist es mit den Mitteln der Erfindung pro­ blemlos möglich, nacheinander Anschlußstellen anzufahren, denen die Leitereinsteckenden sämtlich aus derselben Rich­ tung zuzuführen sind. Solche Verhältnisse liegen beispiels­ weise vor bei der Verdrahtung von Anschlußklemmen im Schaltschrankbau. Diese bislang in aufwendiger Weise manuell durchzuführenden Verdrahtungen können nunmehr ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung automatisch vorgenom­ men werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf ein Wenden von Leitereinsteckenden im Sinne einer Leiter-Umkeh­ rung von 180° beschränkt; vielmehr ist auch daran gedacht, daß die Leiterwendeeinrichtung das jeweilige Leiterein­ steckende den vorliegenden Gegebenheiten entsprechend ori­ entieren kann, also in Abhängigkeit von den Erfordernissen der betreffenden Anschlußstelle und unter Berücksichtigung einer möglichen Steuer- und Bewegungsoptimierung des Lei­ terverlegekopfes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im übrigen versteht sich die Erfindung am besten aus der nachfolgenden Erläuterung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis 4 unterschiedliche Stadien bei der automati­ schen Verdrahtung zweier aufeinanderfolgender Anschlußstellen,

Fig. 5 eine schematische Ansicht des Leiterverlegekopfes,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Leiterverlegekopfes in Rich­ tung des Ansichtspfeils VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Teilausschnitt aus Fig. 5, jedoch in vergrö­ ßertem Maßstab,

Fig. 8 eine Seitenansicht zu Fig. 7 in einer ersten Stel­ lung der Leiterwendeeinrichtung,

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung in einer zweiten Stellung der Leiterwendeeinrichtung, und

Fig. 10 einen Unteransicht der Leiterwendeeinrichtung gemäß der Linie X-X in Fig. 8.

Die Erfindung befaßt sich damit, mit Hilfe insbeson­ dere robotergesteuerter Leitungsverlegemittel 10 Anschluß­ stellen 11, 11' von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen automatisch zu verdrahten.

Den Leitungsverlegemitteln 10 wird von einem nicht dargestellten Leitungsvorrat eine elektrische Leitung 12 zugeführt, die in einer ebenfalls nicht dargestellten Abisolierstation in vorberechneten Abständen abisolierte Abschnitte 13 erhalten hat. Die so vorbereitete Leitung 12 wird mittels eines Vorschubeinrichtung 14, z. B. einem För­ derbandantrieb, einem Leiterverlegekopf 15 zugeführt, der gewissermaßen das äußere und freie Ende der Leitungsverle­ gemittel 10 markiert.

Dem Leiterverlegekopf 15 oder auch allgemein den Lei­ tungsverlegemitteln 10 ist eine später noch zu beschrei­ bende Trennvorrichtung 16 für die Leitung 12 zugeordnet. Stirnseitig des Leiterverlegekopfes 15 weist dieser eine Öffnung 17 als Leiteraustrittsmündung auf. Aus dieser Lei­ tungsaustrittsmündung 17 spenden die Leitungsverlegemittel 10 bzw. der Leiterverlegekopf 15 ein mit 18 bezeichnetes Leitereinsteckende, welches einen abisolierten freien Endabschnitt 19 und einen noch mit Isolierumhüllung 20 ver­ sehenen Abschnitt aufweist. Zur automatischen Verdrahtung von Anschlußstellen 11 werden die Anschlußstelle 11 und die Leitungsverlegemittel 10 derart zueinander positioniert, daß - wie Fig. 1 dies zeigt - das Leitereinsteckende 18 in die Anschlußklemme 11 - in Längsrichtung des Leiterein­ steckendes 18 - eingeführt werden kann.

Die Anschlußstelle 11 sei bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Klemmkontakt 21 einer elektrischen Komponente, die hier als Anschlußklemme 22 ausgeführt ist.

Ausgehend von Fig. 1, entsprechend der der Leiterver­ legekopf 15 ein mit einer Anschlußstelle 11 zu verbindendes Leitereinsteckende 18 bereithält, wird dieses durch Zustel­ len des Leiterverlegekopfes 15 zur Anschlußstelle 11 elek­ trisch und mechanisch durch Einstecken des Leiterendes 18 in den schraubenlosen Klemmkontakt 21 der Anschlußklemme 22 hergestellt.

Danach verfahren die Leitungsverlegemittel 10 mit dem Leiterverlegekopf 15 längs eines mit dem Pfeil 23 in Fig. 2 schematisch angedeuteten Verfahrweges zu einer weiteren Anschlußstelle 11', die in einem Abstand a von der ersten Anschlußstelle 11 entfernt liegt (vgl. Fig. 3). Diesem Ab­ stand a entspricht dabei im wesentlichen die Länge des Lei­ terabschnitts 24, der von den Leitungsverlegemitteln 10 gespendet wird, während die Leitungsverlegemittel mit dem Leiterverlegekopf zu der nächsten Anschlußstelle 11' fah­ ren.

Etwa gleichzeitig ist der dem Abstand a entsprechend vom ersten Leitereinsteckende 18 entfernte abisolierte Abschnitt 13 in den Bereich der Leitungstrennvorrichtung 16 gelangt. Die Leitungstrennvorrichtung 16 zerteilt die Lei­ tung 12 in der Mitte dieses abisolierten Abschnittes 13 und schafft somit das "zweite" abisolierte Ende 19' des, ersten konfektionierten Leiters 24 sowie das "erste" abisolierte Ende 19" des folgenden, noch vollständig in den Leitungs­ verlegemitteln 10 befindlichen, zunächst nur teilkonfektio­ nierten Leiters 24'.

Diesen Zustand zeigt Fig. 3, wobei es bemerkenswert ist, daß der "zweite" abisolierte Endabschnitt 19' der Lei­ tung 24 ins Innere der Leitungsverlegemittel bzw. des Lei­ terverlegekopfes 15 weist und in dieser Position nicht ohne weiteres zum Einstecken in eine Anschlußstelle verfügbar ist.

Entsprechend der Erfindung ist nun die Leiteraus­ trittsmündung 17 Bestandteil einer mit 25 bezeichneten Lei­ terwendeeinrichtung. Diese im nachfolgenden im einzelnen noch beschrieben Leiterwendeeinrichtung 25 kann, wie es der Drehungspfeil 26 in Fig. 4 zeigt, den zuvor noch verlege­ kopfinternen Leiterabschnitt so drehen, daß das abisolierte Ende 19' eines in die zweite Anschlußstelle 11' einzu­ steckenden Leitereinsteckendes 18' freikommt (Fig. 4).

Sobald das in der zweiten Anschlußstelle 11' unterge­ brachte Leitereinsteckende 18' des konfektionierten Leiters 24 untergebracht ist, kann der Leiter 24 - wie nachfolgend beschrieben - aus der Leiterwendeeinrichtung 25 entlassen werden, so daß nunmehr aufeinanderfolgend die nächsten bei­ den Anschlußstellen (wiederum entsprechend 11 und 11') ana­ log verdrahtet werden können.

Als wesentlich ist zunächst festzuhalten, daß das jeweils in eine Anschlußstelle 11 bzw. 11' einzusteckende Leitereinsteckende 18 bzw. 18' aus der schlanken Stirnseite des Leiterverlegekopfes 15, beim dargestellten Ausführungs­ beispiel also in Längsrichtung der Leitungsverlegemittel 10 aus der Gesamtvorrichtung austritt und nicht, wie beim Stand der Technik, seitlich an der Breitseite der Vorrich­ tung 10. Festzustellen ist ferner, daß die Leiterwendeein­ richtung 15 nicht - wie anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert - eine vollständige "Wendung" um 180° ausführen muß, sondern daß es selbstverständlich auch möglich ist, die Drehbewe­ gung entsprechend dem Pfeil 26 auf andere Winkelmaße einzu­ stellen, so daß das Leitereinsteckende 18' z. B. auch schräg oder bezüglich der Zeichnung horizontal orientiert sein könnte.

Die weiteren Fig. 5 bis 10 zeigen ebenfalls schema­ tisch weitere Einzelheiten im Aufbau des Leiterverlege­ kopfes 15. In Fig. 5 ist die Leitung 12 weggelassen und lediglich durch ihre Längsmittelachse 12' symbolisiert. Man erkennt so besser einen Führungskanal 27 innerhalb der Trennvorrichtung 16. Die Austrittsmündung 27' dieses Kanals 27 bildet eine bewegliche Schneidkante und wirkt mit einem feststehenden Gegenmesser 28 zusammen, wenn der Kanal 27 mittels eines pneumatischen Zylinders 29 in Richtung des Pfeiles 30 schwenkend betätigt wird.

Bezüglich der Förderrichtung (Pfeil 12" in Fig. 5) der Leitung 12 stromabwärts befindet sich die schon erwähnte Leiteraustrittsmündung 17 als Bestandteil der Leiterwende­ richtung 25.

Wie die Fig. 7 bis 10 näher veranschaulichen, umfaßt die Leiterwendeeinrichtung 25 ein im Leiterverlegekopf 15 gelagertes Drehstück 31, dessen Drehachse mit 32 bezeichnet ist. Diese Drehachse 32 verläuft ersichtlich lotrecht zu der in Fig. 5 mit 12" bezeichneten Leitungsvorschubrichtung innerhalb der Leitungsverlegemittel 10, andererseits jedoch parallel zu der durch die Leiteraustrittsöffnung 17 defi­ nierten Ebene.

Mit 33 ist schematisch ein Rädergetriebe, insbesondere Zahnradgetriebe, bezeichnet, mit dem der schematisch mit 34 bezeichnete Drehantrieb auf die Drehbewegung des Drehstücks 31 übertragen wird.

Das Drehstück 31 weist einen zu seiner Drehachse 32 lotrecht verlaufenden Leiterführungskanal 35 auf, der, wie Fig. 10 dies zeigt, einen prismatischen Querschnitt auf­ weist und dessen Tiefe so bemessen ist, daß normalerweise die frei in ihm aufgenommene Leitung 12 mit ihrer Iso­ lierumhüllung 20 noch aus der prismatischen Nut 35 vor­ steht.

Dem Leiterführungskanal 35 des Drehstücks 31 ist ein Klemmkörper 36 zugeordnet bzw. vorgeordnet, der beim Aus­ führungsbeispiel eine feststehende Wange des Leiterverlege­ kopfes 15 ist. Wie in Fig. 6 durch gestrichelte Linienfüh­ rung angedeutet, läßt sich die das Drehstück 31, das Getriebe 33 sowie den Antrieb 34 umfassende Leiterwendeein­ richtung 25 um eine horizontale Achse 37 mittels eines ins­ besondere pneumatischen Antriebs 38 verschwenken. Dadurch kann der Abstand des Drehstücks 31 von der leiterverlege­ kopffesten Klemmkörper-Wange 36 unterschiedliche Einstel­ lungen erfahren.

Eine erste Stellung, die Klemmstellung, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterwendeeinrichtung 25 den geringsten Abstand vom Klemmkörper 36 aufweist, so daß die Leitung 12 in der prismatischen Führungsnut 35 festgeklemmt gehalten wird. Eine zweite Stellung ist durch einen vergrö­ ßerten Abstand etwa in der in Fig. 10 dargestellten Konfi­ guration gekennzeichnet, in der die Leitung 12, von der prismatischen Führungsnut 35 geführt, in dieser längsver­ schiebbar ist. Eine dritte wesentliche Stellung ist durch weiteste Entfernung des Drehstücks 31 vom Klemmkörper 36 gegeben, derart, daß die Leitung aus dem Bereich zwischen diesen Teilen 31 und 36 freikommen kann.

Die erste der drei geschilderten Stellungen, die Klemmstellung, wird dann eingestellt, wenn - wie in Fig. 1 gezeigt - das erste Leitereinsteckende 18 einer Anschluß­ stelle 11 zugeführt wird, während des Wendens mittels der Wendevorrichtung 25, oder auch dann, wenn, wie in Fig. 9 dargestellt, das zweite Einsteckende 18' nach dem Wenden einer "zweiten" Anschlußstelle 11' zugeführt werden soll.

Die zweite, sogenannte Leiterführungsstellung, wird dann eingenommen, wenn der Leiterverlegekopf 15 nach dem Unterbringen des ersten abisolierten Leitereinsteckendes 18 in der ersten Anschlußstelle 11 unter gleichzeitigem Spen­ den der entsprechenden Leitungslänge zur zweiten Anschluß­ stelle 11' verfahren wird (Fig. 2 und 3), während die dritte, die Freigabestellung, dann geschaltet bzw. einge­ stellt wird, wenn der Leiter 24 in der jeweils zweiten Anschlußstelle 11' (Fig. 4) untergebracht ist und es darum geht, diesen nunmehr mit seinen beiden abisolierten Enden in Anschlußstellen 11, 11' untergebrachten Leiter freizuge­ ben und wieder die Ausgangsstellung einzunehmen.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß anhand des Ausführungsbeispiels ein Wendevorgang bezüglich des zweiten abisolierten Leitereinsteckendes um 180° dargestellt ist, und zwar im Zusammenhang mit dem tatsächlichen Wenden des zweiten bzw. rückwärtigen Leitereinsteckendes des Leiters 24. Abweichend davon kann selbstverständlich auch die Wen­ deeinrichtung dazu benutzt werden, bereits das "erste" Lei­ tereinsteckende 18 dadurch schräg aus der Stirnseite des Leiterverlegekopfes 15 austreten zu lassen, daß das Dreh­ stück 31 mit seiner Leiteraustrittsmündung 17 schräg gestellt wird, wie es gleichermaßen auch möglich ist, eine Schrägstellung des zweiten Leitereinsteckendes 18' vorzu­ nehmen. Dies alles kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Anschlußstellen 11 bzw. 11' so bereitstehen, daß eine derart schräge - oder auch horizontale - Positionie­ rung des Leitereinsteckendes 18 bzw. 18' als besonders geeignet infrage kommt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verdrahten von Anschlußstellen von Komponenten elektrischer Geräte oder Anlagen, mittels ge­ steuerter Leitungsverlegemittel, die nacheinander mit den einzelnen Komponenten in Position gebracht werden und die jeweils ein abisoliertes Leitereinsteckende, der Leitung in eine Anschlußstelle einstecken, wobei in einem im wesentli­ chen dem Leitungsverlegeweg zwischen zwei Anschlußstellen jeweils entsprechenden Abstand die endlos zugeführte Lei­ tung abschnittsweise von ihrer Isolierumhüllung befreit ist, und wobei die Leitungsverlegemittel eine Schneidvor­ richtung zum Durchtrennen der Leitung im Bereich des abiso­ lierten Abschnitts der Leitung unter gleichzeitiger Bildung zweier Leitereinsteckenden umfassen, wobei ferner die Lei­ tungsverlegemittel einen Leiterverlegekopf beinhalten, der eine Austrittsmündung für die Leitung sowie einen Greifer zum Erfassen des jeweiligen Leitereinsteckendes umfaßt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Austrittsmündung (17) für die Leitung (12) an der schlanken Stirnseite des die Leitung (12) aus der Stirnfläche spendenden Leiterverlegekopfes (15) angeordnet ist sowie einer Leiterwendeeinrichtung (25) zugeordnet ist, mittels der die Richtung jedes Leiterein­ steckendes (18, 18') unabhängig von der Stellung des Lei­ terverlegekopfes (15) bedarfsweise orientierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leiterwendeeinrichtung (25) ein im Leiterver­ legekopf (15) gelagertes Drehstück (31) umfaßt, welches einen zur Drehachse (32) lotrecht verlaufenden Leiterfüh­ rungskanal (35) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Leiterführungskanal (35) als zur Stirnseite des Drehstücks (31) sich öffnende Nut ausgebildet ist und daß dieser Nut ein Klemmkörper (36) zugeordnet ist, der zusammen mit dem Drehstück (31) eine steuerbare Leiter­ klemme ausbildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nut des Leiterführungskanals (35) prismatisch ausgebildet, ist und eine Tiefe aufweist, die geringer ist als der Durchmesser eines lose in der Nut längsgeführten Lei­ ters (12) mit seiner Isolierumhüllung (20).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klemmkörper (36) von einer leiterverlegekopf­ festen Wange gebildet ist, bezüglich der die außer dem Drehstück (31) einen Drehstückantrieb (33; 34) umfassende Leiterwendeeinrichtung (25) verschwenkbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leiterklemme (33, 36) von einem eigenen, ins­ besondere pneumatischen Antrieb (38) betätigbar ist.