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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Befestigung von Clips an einem aus einem oder mehreren Kabeln oder Einzelleitungen bestehenden Kabelbündel oder an aus einem oder mehreren Kabelbündeln bestehenden Kabelsätzen.
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Unter Kabelsatz wird allgemein ein vorkonfektioniertes Kabel verstanden, bei dem eine Mehrzahl von Einzelleitungen entsprechend einem vordefinierten Verlauf oder Layout und in definierter Länge miteinander verbunden sind. Kabelsätze weisen üblicherweise eine verzweigte Struktur auf mit einer Mehrzahl von Verästelungen und Abzweigungen. Die Einzelleitungen weisen eine begrenzte Länge auf. Bei einem Kabelsatz handelt es sich daher um ein vorgefertigtes, vorkonfektioniertes Stückgut. An den einzelnen Enden der Einzelleitungen sind oftmals bereits Kontaktelemente wie Stecker oder dergleichen angeschlagen. Derartige Kabelsätze werden insbesondere auch in der Automobilindustrie, beispielsweise zur elektrischen Verbindung einer Mehrzahl von Verbrauchern mit einer zentralen Verteiler- oder Steuereinheit eingesetzt.
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Zur Befestigung von derlei Kabelsätzen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs werden unter anderem Clips verwendet. Unter Clips werden allgemein Bauteile verstanden, die zum einen in der Karosserie des Kraftfahrzeuges in dafür vorgesehenen Löchern oder an anderen dafür geeigneten Stellen der Karosserie, am Motorblock oder an anderen Teilen des Kraftfahrzeugs verankert und zum anderen am Kabelsatz befestigt sind.
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Solche Clips bestehen in der Regel aus Kunststoff und werden mit einem Spritzgießverfahren hergestellt, können aber auch aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Metallen bestehen und anderweitig hergestellt sein.
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Für die Befestigung von Kabelsätzen in Kraftfahrzeugen existieren mehrere Arten von verwendbaren Clips. Die beiden am häufigsten verwendeten Arten sind Kabelbinderclips, welche mit Hilfe integrierter oder zusätzlicher Kabelbinder am Kabelsatz befestigt werden, und Wickelclips, welche in der Regel mit Hilfe von Klebeband am Kabelsatz festgeklebt, oder mithilfe anderer Befestigungsmethoden am Kabelsatz befestigt werden. Wickelclips sind dabei in der Regel kostengünstiger einzusetzen und leichter zu verwenden als Kabelbinderclips und werden deshalb in der Automobilindustrie vermehrt eingesetzt.
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Die Befestigung solcher Wickelclips an Kabelsätzen wird heutzutage im Wesentlichen noch manuell ausgeführt. Zur Herstellung des Kabelsatzes werden hierzu zunächst die für den Kabelsatz erforderlichen Einzelleitungen auf dem sognannten Montage- oder Kabelbrett entsprechend dem definierten und gewünschten Verlauf verlegt. Dabei werden sie in der Regel von Haltern oder entsprechenden dafür vorgesehenen Vorrichtungen aufgenommen. Anschließend wird das auf diese Weise aus den Einzelleitungen gebildete Leitungsbündel fixiert, indem beispielsweise eine Bandierung, meist manuell mithilfe eines selbstklebenden Klebebandes, durchgeführt wird. Im Zuge dieses Arbeitsschritts werden auch die Wickelclips am Kabelsatz befestigt, indem sie an den entsprechenden Stellen mit an den Kabelsatz bandiert werden.
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Teilweise erfolgen solche Bandierungen mithilfe spezieller Kleingeräte, sogenannter Handbandierer, um den Vorgang zu beschleunigen. Die Bandierung an sich und somit die Befestigung von Wickelclips bleibt allerding auch trotz des Einsatzes solcher Handbandierer im wesentlichen Handarbeit und weist somit auch weiterhin die durch die manuelle Bearbeitung des Kabelsatzes entstehenden Nachteile auf.
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So wird das manuelle Befestigen von Wickelclips gemeinhin als relativ langsam und daher als teurer Arbeitsschritt betrachtet. Ferner kann der Arbeitsschritt nicht als prozesssicher betrachtet werden. Es sind sowohl die richtige Positionierung des Clips zu beachten, als auch eine ausreichend gute Bandierung um die Fixierung am Kabelsatz auch bei widrigen Umwelteinflüssen, wie Vibration oder verschiedensten mechanischen Belastungen zu gewährleisten. So ist zum Beispiel die Einhaltung einer Mindestanzahl von Umwicklungen des Kabelbündels oder Kabelsatzes zu beachten, wie auch sogenanntes Flaging zu verhindern. Unter Flaging wird die Bildung eines abstehenden Klebebandbereiches verstanden, das durch mangelhaftes Andrücken der Klebebandenden am Kabelbündel, beziehungsweise Kabelsatz entsteht.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Anbringen der Clips an Leitungsbündeln und Kabelsätzen zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Montagestation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Clipfördereinheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
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Die nachfolgend aufgeführten Vorteile, insbesondere die bevorzugten Weiterbildungen der einzelnen in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale, sind weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe. Die Aufnahme dieser weiteren bevorzugten Merkmale sowie von beliebigen Kombinationen hiervon in die Ansprüche bleibt vorbehalten. Auch sind die angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen jeweils sinngemäß auch auf ein entsprechendes Verfahren zum automatisierten Anbringen von Clips übertragbar.
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Die Montagestation kann gemäß der Erfindung so ausgeführt werden, dass sie mit einem handelsüblichen Roboter in sechs oder sieben Achsen schwenk- und drehbar, beziehungsweise verfahrbar betrieben und so beispielsweise mit einem Kabelsatz interagieren kann. In einer solchen Ausführungsform wird in der Regel also die Montagestation derart relativ zum Kabelsatz bewegt, dass lediglich das mit dem Clip zu bestückende Leitungsbündel, nicht aber der ganze Kabelsatz an sich bewegt werden muss.
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Erfindungsgemäß wird das mit einem oder mehreren Clips zu bestückende Bündel aus Kabeln oder Einzelleitungen von der Trägereinheit der Montagestation gehalten.
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Eine solche Trägereinheit kann beispielsweise durch eine, zwei oder mehr Greifzangen realisiert werden, welche in offenem Zustand an das Leitungsbündel bewegt werden, und sich sodann um das Leitungsbündel schließen.
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Nach der räumlichen Fixierung des Leitungsbündels durch die Trägereinheit, wird der zu platzierende Clip von der Positioniereinheit der Montagestation an das Leitungsbündel herangeführt und gemäß der vorgesehenen Ausrichtung und Position an das Leitungsbündel angelegt.
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Die Positioniereinheit ist vorzugsweise als eine Scheibe auszuführen, welche eine Aussparung aufweist, die derart gestaltet ist, um das Leitungsbündel darin aufzunehmen und zum Zentrum der Scheibe führen zu können.
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Der so positionierte Clip wird erfindungsgemäß von einer oder mehreren Befestigungseinheiten der Montagestation am Leitungsbündel befestigt.
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Für die Befestigung eines gewöhnlichen Wickelclips bietet sich hierfür der Einsatz von Klebeband an. Eine gleichzeitige Befestigung der beiden dafür vorgesehenen Enden des Clips am Leitungsbündel ist aus Gründen der Effizienz zu bevorzugen.
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Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform der Montagestation weist die Befestigungseinheit zwei Klebebandträger auf, die analog zur obig beschriebenen Positioniereinheit als Scheiben mit Aussparungen ausgeführt sind und derart an das Leitungsbündel herangeführt werden, dass sich das Leitungsbündel beim Befestigen des Clips im Zentrum der Scheiben befindet.
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Die Klebebandenden werden sodann an das Leitungsbündel angebügelt, woraufhin sich die Klebebandträger vorzugsweise mehrfach um das Leitungsbündel herum drehen und im Zuge dessen das Klebeband ab- und um das Leitungsbündel und die dafür vorgesehenen Enden des Wickelclips herum wieder aufwickeln und den Wickelclip so am Leitungsbündel befestigen.
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Nach einer für die sichere Befestigung des Clips ausreichenden Anzahl von Wicklungen trennt die Montagestation erfindungsgemäß das verwendete Klebeband ab und bügelt das Ende am Leitungsbündel fest.
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Nach erfolgter Befestigung verfahren sowohl die Positioniereinheit, als auch die Klebebandträger in eine Position, in der das Leitungsbündel aus ihren Aussparungen herausgeführt werden kann. Die Trägereinheit löst die räumliche Fixierung des Leitungsbündels, und die Montagestation kann vom Leitungsbündel weg bewegt werden.
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Die anzubringenden Clips werden der Montagestation erfindungsgemäß durch eine Clipfördereinheit gemäß Anspruch 16 zugeführt.
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Die Clips bewegen sich in einer solchen Clipfördereinheit vorzugsweise seitlich geführt auf einer Schiene hin zu einer Vorrichtung, welche der Zuführung der Clips zur Montagestation dient.
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Die Bewegung der Clips in der Clipfördereinheit kann beispielsweise durch eine motorbetriebene Spirale oder Spiralfeder realisiert werden, welche die Clips an deren Zapfen die Schiene entlang schiebt.
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Zur Übergabe der Clips in die Zuführungsvorrichtung wird die Seitenführung der Clips gelöst, beispielsweise pneumatisch, und vorzugsweise von einem drehbar gelagerten Greifer oder einer anders gearteten Zuführungsvorrichtung entnommen und an die Positioniereinrichtung übergeben.
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Dabei sind Ausführungsformen denkbar, in denen der drehbar gelagerte Greifer den Clip auch gleichzeitig hinsichtlich der für ihn vorgesehenen Ausrichtung bereits vorausgerichtet an Positioniereinrichtung übergibt. Im Gegensatz dazu sind Ausführungsformen möglich, bei denen der Clip von der Positioniereinheit und nicht von der Vorrichtung zur Zuführung der Clips ausgerichtet wird.
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Dieses Verfahren zum Anbringen von Clips an Leitungsbündel kann erfindungsgemäß durch die Entkoppelung der einzelnen Arbeitsschritte derart flexibel ausgeführt werden, dass sowohl erst die Ausrichtung des Clips und danach die Positionierung am Leitungsbündel, als auch in umgekehrter Reihenfolge ausführbar ist.
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Eine zu bevorzugende Ausführungsform der Montagestation und der Clipfördereinheit wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in teilweise schematischen Darstellungen:
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1 eine Montagestation mit Clipfördereinrichtigung in einer perspektivischen Darstellung, wobei einige Teile der Montagestation in der Darstellung ausgeblendet sind, insbesondere eine zweite Befestigungseinheit,
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2 eine perspektivische Darstellung der Montagestation gemäß 1 ohne Gehäuse, wobei auch hier wiederum einige Komponenten zur besseren Übersichtlichkeit ausgeblendet sind,
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3 eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht auf eine Befestigungseinheit und eine Trägereinheit mit Blickrichtung von rechts auf die in 2 dargestellte Montagestation sowie
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4 eine perspektivische Darstellung von oben auf eine Clipfördereinheit.
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In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine mögliche Ausführungsform der Montagestation wird anhand der 1, 2 und 3 näher erläutert. In 1 ist die Montagestation (1) in einem Gehäuse (21) samt Clipfördereinheit (2) abgebildet. Die Clipfördereinheit (2) weist einen Greifer (3) an einem drehbar gelagerten Greifarm (4) auf. Sie ist außenseitig auf einem Gehäuse (21) montiert.
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Die Montagestation (1) in 1 weist außerdem eine Positioniereinheit (7) und zwei Befestigungseinheiten (10) auf, von denen in 1 nur eine dargestellt ist. Zudem verfügt diese Ausführungsform über zwei Trägereinheiten (5), die in der Lage sind ein Leitungsbündel (14) mit Hilfe von Greifzangen (6) zu halten. Die Trägereinheiten (5) sind in Längsrichtung des Leitungsbündels (14) vor bzw. nach dem Befestigungseinheiten-Paar angebracht. Die Positioniereinheit (7) ist zwischen den beiden Befestigungseinheiten (10) angebracht.
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Die Positioniereinheit (7) dieser Ausführungsform weist eine Positionierscheibe (8) mit einer Aussparung (9) auf, die dazu dient das Leitungsbündel (14) zentrisch in die Mitte der Positionierscheibe (8) zu führen.
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Die Befestigungseinheit (10) dieser Ausführungsform weist einen in 1 dargestellten Klebebandträger (11) samt Klebeband (12) auf. Der Klebebandträger (11) verfügt zudem über eine Aussparung (13), die dazu dient das Leitungsbündel (14) zentrisch in die Mitte des Klebebandträgers (11) zu führen.
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Im Unterschied zu 1 ist in 2 die Montagestation ohne Gehäuse (21) und Clipfördereinheit (2) dargestellt.
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In 2 ist schematisch ein Teil eines Leitungsbündels (14) dargestellt, das in seinem nicht dargestellten, weiteren Verlauf von der Greifzange (6) der Trägereinheit (5) gehalten wird.
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2 dient des Weiteren zur Illustration der Befestigungseinheit, welche in dieser Ausführungsform zwei scheibenförmig ausgeführte Klebebandträger (11) mit jeweils einer Aussparung (13) aufweist. Auf einem der Klebebandträger ist ferner eine Rolle Klebeband (12) dargestellt.
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3 zeigt eine weitere Ansicht von Merkmalen der Montagestation (1). So ist auch hier die Greifzange (6) der Trägereinheit (5) zu erkennen, die ein hier schematisch dargestelltes Leitungsbündel (14) aufnimmt.
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In 3 sind außerdem eine Befestigungseinheit (10), bestehend aus einem Klebebandträger (11) mit Aussparung (13) und einem Klebeband (12) dargestellt.
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Eine mögliche Ausführungsform der Clipfördereinheit wird anhand 4 erläutert. Die Clips (15) werden entlang von Schienen (17) mit Hilfe jeweils einer Seitenführung (18) bewegt. Die Bewegung wird durch eine von einem Motor (20) angetriebene Spirale (19) erzeugt, die die Clips (15) an deren Zapfen (16) bewegt.
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In 4 ist zu erkennen, dass die Clips (15) magazinartig in einer jeweiligen Schiene (17) liegen, in der sie seitlich geführt werden. Erreicht ein Clip (15) durch die Entnahme der jeweils vor ihm angeordneten Clips das Ende der Schiene, wird die Seitenführung (18) für diesen Clip (15) deaktiviert, der Greifarm (4) schwenkt in Entnahmeposition, nimmt den Clip auf, schwenkt um seine Drehachse (D) nach unten in die Montagevorrichtung und übergibt den Clip an die Positioniereinheit. Der Greifarm (4) ist drehbar an der Drehachse (D) am vorderen Teil der Anlage gelagert (siehe 1).
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Der Clipsetz-Vorgang ist wie folgt: Die Montagestation (1) verfährt an das zu bearbeitende Kabelbündel (14). Sämtliche als Drehscheibe ausgeführten Bauteile (8, 11) sind mit ihrer Aussparung dabei so positioniert, dass das Kabelbündel in die Montagestation (1) aufgenommen werden kann und konzentrisch in der Mitte der Scheiben liegt.
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Die Clipfördereinheit übergibt daraufhin einen Clip (15) an einen Greifarm (4), der den Clip (15) der Positioniereinheit der Montagestation (1) zuführt, welche ihn an der vorgesehenen Stelle in der vorgesehenen Ausrichtung an das Kabelbündel (14) hält.
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Sodann umwickelt die Befestigungseinheit (10) mithilfe ihrer als drehbare Scheiben ausgeführten Klebebandträger (11) die Flügel des Clips (15) und das Kabelbündel (14) mit Klebeband (12), trennt das Klebeband (12) von der Rolle und drückt das Ende nochmals fest.
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Die Positioniereinheit (7) hält den Clip (15) an seinem Zapfen (16). Die gesamte Montagestation (1) wird so relativ zum Kabel (14) bewegt, dass der Clip (15) am Kabel anliegt. Die Ausrichtung des Clips wird durch die Drehung der Positionierscheibe (8) realisiert, an der die Positioniereinrichtung (7) sitzt. So wird der Clip (15) um das Kabel(-bündel) (14) herum in seine vorhergesehene Ausrichtung bewegt.
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Die freien Enden des Clips (15) werden mit Klebeband (12) umwickelt. Dies geschieht durch die Rotation der Klebebandträger (11) im Rahmen der Befestigungseinheiten (10). Die Klebebandträger (11) sind sozusagen Drehscheiben, die die Klebebandrollen tragen und sich um das Kabel(-bündel) (14) herum drehen und das Klebeband (12) so abrollen. Nach einer bestimmten Anzahl von Wicklungen wird das Klebeband (12) von der Rolle getrennt und die abstehende „Fahne” nochmals an das Kabel angedrückt.
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Die wesentlichen Bewegungen sind wie folgt:
- – Der Greifarm (4) schwenkt um seine Drehachse (D);
- – Die Greifzangen (6) klemmen das Kabel(-bündel) (14) ein;
- – Die als Scheibe ausgeführte Positionierscheibe (8) dreht sich innerhalb des Rahmens der sie umgebenden Positioniereinheit (7);
- – Die als Scheibe ausgeführten Klebebandträger (11) drehen sich innerhalb der Rahmen der sie jeweils umgebenden Befestigungseinheit (10);
- – Die Scheiben (8, 11) drehen sich so, dass das Kabel(-bündel) (14) die Vorrichtung durch die Aussparungen der Scheiben verlassen kann;
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Der Gerätearm (4), bzw. die Vorrichtung an seinem Ende dient dazu das Klebeband (12) abzuschneiden und am Kabel(-bündel) festzudrücken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagestation
- 2
- Clipfördereinheit
- 3
- Greifer
- 4
- Greifarm
- 5
- Trägereinheit
- 6
- Greifzange
- 7
- Positioniereinheit
- 8
- Positionierscheibe
- 9
- Aussparung der Positionierscheibe
- 10
- Befestigungseinheit
- 11
- Klebebandträger
- 12
- Klebeband
- 13
- Aussparung des Klebebandträgers
- 14
- Leitungsbündel
- 15
- Clips
- 16
- Zapfen
- 17
- Schiene
- 18
- Seitenführung
- 19
- Spirale
- 20
- Motor
- 21
- Gehäuse
- D
- Drehachse
