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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von wenigstens einem freien Ende einer elektrischen Leitung. Diese dient insbesondere dem Sammeln und Ausrichten von Leitungen, um diese definiert zu positionieren und eine automatisierte (Weiter-)Verarbeitung zu ermöglichen. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kabelverarbeitungsmaschine, bei der es sich z.B. um eine Kabelschneidemaschine, einen Crimpautomaten, einen Verdrillautomaten oder ähnliches handeln kann, mit einer solchen Positionierungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Für das Positionieren von biegeschlaffen elektrischen Leitungen an definierten Positionen und/oder in definierten Ausrichtungen gibt es zahlreiche Anwendungen, beispielsweise in der Elektro- oder Fahrzeugindustrie.
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So wird in der Fahrzeugindustrie angestrebt, Leitungssätze bzw. Kabelbäume für Kraftfahrzeuge durch Industrieroboter oder Automaten automatisiert fertigen zu lassen. Denn heute erfolgt diese Fertigung überwiegend manuell, indem Einzelleitungen, die beispielsweise in einer Kabelschneidemaschine vorkonfektioniert werden, einzeln nach und nach verlegt und dann meist noch anderweitig weiterverarbeitet. Für die Automatisierung dieser Fertigung ist das Abbilden komplexer Bewegungsabläufe notwendig, wozu die Einzelleitungen zumindest einmal zu Beginn der Fertigung oder ggf. sogar mehrmals abgelegt, wiederaufgenommen und weitertransportiert werden müssen. Das Ablegen und Wiederaufnehmen muss an definierten Positionen und/oder in einer definierten Ausrichtung der Einzelleitung erfolgen, damit eine Automatisierung durch einen Industrieroboter oder Automaten ohne eine aufwendige Bildverarbeitung oder andere Orientierungshilfen überhaupt möglich ist.
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Aus der
WO 87/05448 A1 ist ein Führungskamm für eine Kabelverarbeitungsmaschine bekannt, in dem Kabel von einem Industrieroboter dort fixiert werden. Der Führungskamm besteht aus einer Reihe von Stiften, die so angeordnet sind, dass die zu verlegenden Kabel sowohl in den Stiften geführt als auch von diesen geklemmt werden. Obwohl, darin Kabel gesammelt und fixiert werden können, hat es sich als nachteilig erwiesen, dass sich die Einzelleitungen zueinander verdrehen können und auch eine genaue Ausrichtung der Kabel nicht zu erreichen ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Möglichkeit zum definierten Positionieren von Einzelleitungen zu finden, bei der sie sich zueinander nicht verdrehen.
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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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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum definierten Positionieren von wenigstens einem freien Ende einer elektrischen Leitung vorgeschlagen, die sich insbesondere zur automatisierten Leitungssatz- bzw. Kabelbaumfertigung in der Fahrzeugindustrie eignet. Bei den zu positionierenden Leitungen handelt es sich vorzugsweise um Kabel mit einem innenliegenden elektrischen Leiter, der von einem Isolationsmantel umgeben ist. Die Vorrichtung weist einen Leiteraufnahmekamm auf, der über eine Mehrzahl, also mindestens zwei, von nebeneinander gereihten, ersten Kammzinken verfügt. Zum Ausbilden einer Leiteraufnahme sind die ersten Kammzinken in einem Abstand zueinander angeordnet, die im Wesentlichen einem Außendurchmesser des innenliegenden Leiters der elektrischen Leitung entspricht, wodurch der freigelegte, also abisolierte, Leiter dort eingelegt und je nach Abstand der ersten Kammzinken zueinander ggf. auch klemmend gehalten werden kann. Es sollte lediglich beachtet werden, dass der Leiter nicht gequetscht oder anderweitig beschädigt wird.
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Des Weiteren verfügt die Vorrichtung über einen in Leitungserstreckungsrichtung vom Leiteraufnahmekamm beabstandeten Isolationsaufnahmekamm, der ebenfalls eine Mehrzahl von nebeneinander gereihten, zweiten Kammzinken aufweist. Die zweiten Kammzinken weisen zueinander einen größeren Abstand auf als die ersten Zinken, da der Abstand der zweiten Kammzinken im Wesentlichen einem Außendurchmesser des den Leiter umgebenden Isolationsmantels der elektrischen Leitung entspricht. Dadurch ergibt sich zwischen einem Paar von zweiten Kammzinken eine Isolationsaufnahme zum Einlegen der Leitung im Abschnitt ihres Isolationsmantels, wobei die zweiten Kammzinken vorzugsweise so voneinander beabstandet sind, dass die Leitung dort klemmend gehalten werden kann. Im Abschnitt des Isolationsmantels ist eine klemmende Aufnahme möglich, da der Leiter dort vor Beschädigungen geschützt ist.
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Die jeweilige Einzelleitung wird also an zwei voneinander beabstandeten Leitungsabschnitten gehalten, einmal nahe des freien Endes am freigelegten Leiter und einmal vom freien Ende weggerichtet am noch vorhandenen Isolationsmantel. Dadurch wird erreicht, dass die Ausrichtung der Leitung in der Vorrichtung erhalten bleibt und sich die Leitungen zueinander nicht verdrehen können. Des Weiteren ist es möglich, dass ein Greifer eines Industrieroboters oder Automaten auch zwischen die beiden Kämme eingreift und die Leitung insbesondere durch Überwinden der Klemmkraft auf den Isolationsmantel aus der Vorrichtung löst.
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Für eine schonende Verarbeitung der Leitung ohne Knickstelle oder ähnliches, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Leiteraufnahme und die Isolationsaufnahme in Leitungserstreckungsrichtung miteinander fluchten. Insbesondere kann eine zwischen den ersten Kammzinken verlaufende erste Mittelachse zu einer zwischen den zweiten Kammzinken verlaufenden zweiten Mittelachse kongruent sein.
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Für eine einfache Integration an einer Kabelverarbeitungsmaschine oder ähnlichem können der Leiteraufnahmekamm und der Isolationsaufnahmekamm einstückig ausgebildet sein. Hierzu können die beiden Kämme einen gemeinsamen Träger aufweisen. Unabhängig davon, ob die beiden Kämme einstückig ausgebildet sind, können diese z.B. aus einem Metallwerkstoff druckgegossen oder durch ein spanendes Fertigungsverfahren gefertigt werden.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Richtung des freien Endes der Leitung der Leiteraufnahmekamm nach dem Isolationsaufnahmekamm angeordnet ist. In anderen Worten, kann der Leiteraufnahmekamm bei eingelegter Leitung näher am freien Ende der Leitung angeordnet sein als der Isolationsaufnahmekamm. Dadurch ist es möglich, eine teilabgezogene Leitung, bei der am freien Ende ein Stück des Isolationsmantels auf dem Leiter verbleibt, so aus dem Leiteraufnahmekamm zu entnehmen bzw. zu ziehen, dass das freigeschnittene, aber noch auf dem Leiter verbliebene Stück des Isolationsmantels abgestreift wird. Hierzu wird die Leitung aus dem Isolationsaufnahmekamm durch Überwinden der Klemmkraft gelöst und dann die Leitung in etwa senkrecht zur Erstreckungsrichtung der ersten Kammzinken bzw. in etwa senkrecht zur Einlegerichtung, die in etwa parallel zur Erstreckungsrichtung der ersten Kammzinken ist, herausgezogen. In anderen Worten, wird die Leitung ungefähr entlang ihrer Leitungserstreckungsrichtung heraus gezogen.
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Um gleichzeitig mehrere Leitungen in der Vorrichtung aufnehmen zu können, können prinzipiell mehrere Paare von ersten und/oder zweiten Kammzinken vorgesehen sein. Darüber hinaus können aber auch mehrere Leitungen gleichzeitig in einem oder in beiden Kämmen aufgenommen werden. Um dabei auch Leitungen mit zueinander unterschiedlichen Querschnittsgrößen im Bereich der (Innen-)Leiter aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen einem ersten Paar von ersten Kammzinken zur Ausbildung einer ersten Leiteraufnahme unterschiedlich ist zu dem Abstand zwischen einem zweiten Paar von ersten Kammzinken zur Ausbildung einer zweiten Leiteraufnahme. Dadurch können gleichzeitig auch Leitungen unterschiedlicher Querschnittsgröße verarbeitet werden.
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Um auch Leitungen einlegen zu können, die sich im Bereich des Isolationsmantels hinsichtlich ihres Außendurchmessers unterscheiden, kann der Abstand zwischen einem ersten Paar von zweiten Kammzinken zur Ausbildung einer ersten Isolationsaufnahme zu dem Abstand zwischen einem zweiten Paar von zweiten Kammzinken zur Ausbildung einer zweiten Isolationsaufnahme unterschiedlich sein.
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Um die Leitungen einfach und prozesssicher einlegen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die ersten und/oder zweiten Kammzinken an einem offenen Ende der Leiteraufnahme bzw. der Isolationsaufnahme eine Einführschräge aufweisen. Die jeweilige Aufnahme weist dadurch also am Einführabschnitt am offenen Ende einen weiteren Abstand zwischen den Kammzinken auf als im Aufnahmeabschnitt, der vom offenen Ende beabstandet ist. Hierzu können die einzelnen Kammzinken z.B. angefast werden.
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Es sind auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen in einer Leiteraufnahme bzw. Isolationsaufnahme gleichzeitig mehrere Leitungen – vorzugsweise gleichen Querschnitts – aufgenommen werden sollen. Dafür hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die ersten und/oder zweiten Kammzinken von einer jeweiligen ersten bzw. zweiten Kammbasis senkrecht so weit erstrecken, dass eine Mehrzahl, also mindestens zwei, von übereinander angeordneten Leitungen in der Leiteraufnahme bzw. der Isolationsaufnahme aufnehmbar sind.
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In einigen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, dass die zu verarbeitenden Leitungen mit teilabgezogenem Isolationsmantel aus der Kabelschneidemaschine zur Verfügung gestellt werden, so dass der Leiter benachbart zum freien Ende abschnittsweise freigelegt ist und ein Stück des Isolationsmantels am freien Ende des Leiters lose angeordnet verbleibt. Um dieses Stück des Isolationsmantels ohne zusätzliches Werkzeug entfernen zu können, können die ersten Kammzinken so zueinander angeordnet sein, dass sie bei eingelegtem Leiter einen Hinterschnitt mit dem Isolationsmantel bilden. Auf diese Weise ist es möglich, beim Herausziehen der Leitung das lose Stück des Isolationsmantels abzustreifen.
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Damit das von der Leitung gelöste Stück des Isolationsmantels nicht in oder an der Vorrichtung verbleibt, kann eine Isolationsmantelentfernungseinrichtung vorgesehen sein, die benachbart zu dem Leiteraufnahmekamm angeordnet ist und zum Entfernen des an den ersten Kammzinken abstreifbaren Isolationsmantels eingerichtet ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Isolationsentfernungseinrichtung wenigstens eine Luftauslassdüse zum Verdrängen des abgestreiften Isolationsmantels aufweist. In anderen Worten können die abgestreiften Stücke mittels Pressluft oder ähnlichem aus dem Bereich der Vorrichtung entfernt werden.
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Alternativ oder zusätzlich dazu, kann eine Isolationsmantelauffangeinrichtung vorgesehen sein, die benachbart zu dem Leiteraufnahmekamm angeordnet und zum Auffangen des an den ersten Kammzinken abstreifbaren Isolationsmantels eingerichtet ist. Diese Einrichtung kann z.B. durch eine Mulde oder ähnliches ausgebildet sein und vorzugsweise auf einer dem Isolationsaufnahmekamm gegenüberliegenden Seite des Leiteraufnahmekamms angeordnet sein.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Kabelverarbeitungsmaschine, an der eine Vorrichtung zum Positionieren von wenigstens einem freien Ende einer elektrischen Leitung in einer oder mehreren der vorstehend erläuterten Ausführungsvarianten angeordnet ist. Bei der Kabelverarbeitungsmaschine kann es sich z.B. um eine Kabelschneidemaschine, einen Crimpautomaten, einen Verdrillautomaten, eine Schweißanlage oder ähnliches handeln. Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung zu Beginn einer Fertigungsstraße mit mehreren Kabelverarbeitungsmaschinen angeordnet ist und ein Greifer, z.B. eines Industrieroboters oder eines Linearantriebs, die Leitungen dort eingangs positioniert und/oder ausrichtet und dann weitertransportiert.
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Um bei teilabgezogenen Leitungen, bei denen ein Stück des Isolationsmantels lose an einem freien Ende des Leiters verbleibt, das abzustreifende Stück des Isolationsmantels zu sammeln, kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung benachbart zu einer Auffangvorrichtung zur Aufnahme eines Isolationsmantels angeordnet ist. Dadurch können die abgestreiften Stücke aufgefangen und danach entsorgt werden.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht und
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2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht. Die Figuren sind lediglich 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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In 1 ist in einer perspektivischen Seitenansicht eine Vorrichtung 1 gezeigt, die sich insbesondere zum Positionieren von wenigstens einem freien Ende einer elektrischen Leitung 2 eignet. Die Leitung 2 verfügt über einen elektrischen Leiter, der von einem Isolationsmantel umgeben ist. Lediglich exemplarisch sind in 1 zwei Leitungen 2 gezeigt, um zu verdeutlichen, dass gleichzeitig eine Mehrzahl von Leitungen 2 gleichzeitig verarbeitbar ist. Ein Zweck des Positionierens der Leitung 2 ist die definierte Ablage an einer definierten Position, die dortige Zwischenlagerung und die mögliche Wiederaufnahme von der definierten Position der Leitung 2 durch einen maschinengesteuerten Greifer 3 (siehe 2). Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise an oder in einer (nicht gezeigten sowie nicht näher bezeichneten) Kabelverarbeitungsmaschine angeordnet, um die Leitung 2 darin automatisiert, d.h. maschinengesteuert, transportieren und verarbeiten zu können.
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Aus 1 geht hervor, dass die Vorrichtung 1 einen Leiteraufnahmekamm 4 aufweist, der über eine Mehrzahl von nebeneinander gereihten, ersten Kammzinken 5 verfügt. Je zwei Kammzinken 5, also ein Paar, bilden zwischen sich eine Leiteraufnahme 6 aus, die geometrisch so bemessen ist, dass ein Abstand zwischen den ersten Kammzinken 5 ungefähr dem Außendurchmesser des Leiters entspricht. Um den Leiter nicht zu beschädigen, kann der Abstand auch geringfügig größer als der Außendurchmesser sein. Des Weiteren verfügt die Vorrichtung 1 auch über einen Isolationsaufnahmekamm 7, der eine Mehrzahl von nebeneinander gereihten, zweiten Kammzinken 8 aufweist. Auch dort bilden jeweils zwei zweite Kammzinken 8, also wiederum paarweise, zwischen sich eine Isolationsaufnahme 9 auf, die geometrisch so bemessen ist, dass ein Abstand zwischen den zweiten Kammzinken 8 ungefähr dem Außendurchmesser des Isolationsmantels entspricht. Hier ist sogar denkbar, dass eine Art Presspassung zwischen der Isolationsaufnahme 9 und der Leitung 2 bzw. deren Isolationsmantel besteht, um die Leitung 2 klemmend aufzunehmen und eine Klemmkraft auf die Leitung 2 aufzubringen.
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Die Leitung 2 wird gleichzeitig von sowohl dem Leiteraufnahmekamm 4 als auch dem Isolationsaufnahmekamm 7 gehalten, wofür sich die Leitung 2 zwischen je einem Paar der ersten Kammzinken 5 und einem Paar der zweiten Kammzinken 8 in einer Leitungserstreckungsrichtung R (siehe 2) erstreckt. In dieser Richtung, also hin zu dem freien Ende der Leitung 2, ist der Isolationsaufnahmekamm 7 vor dem Leiteraufnahmekamm 4 angeordnet, da die Leitung 2 in diesem Ausführungsbeispiel am freien Ende abisoliert und der Isolationsmantel teilabgezogen ist. Zudem unterscheiden sich die beiden Kämme 4, 7 untereinander hauptsächlich dadurch, dass die Abstände der zweiten Kammzinken 8 zueinander weiter sind als die der ersten Kammzinken 5. Denn funktional betrachtet, ist im Leiteraufnahmekamm 4 nur der dort abschnittsweise freigelegte elektrische Leiter aufgenommen, so dass dort ein Abschnitt geringeren Durchmessers der Leitung 2 aufgenommen wird. Im Isolationsaufnahmekamm 7 ist aber ein Abschnitt größeren Durchmessers der Leitung 2 aufgenommen. Um die Leitung 2 möglichst geradlinig, also insbesondere ohne Knick, aufnehmen zu können, fluchten die Leiteraufnahme 6 und die Isolationsaufnahme 9 miteinander, was noch anschaulicher aus 2 hervorgeht.
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In 2, die eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 zeigt, ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen den ersten Kammzinken 5 geringer ist als der Abstand zwischen den zweiten Kammzinken 8, so dass die Leiteraufnahme 6 schmaler ist als die Isolationsaufnahme 9. Lediglich exemplarisch sind hier zwei Isolationsaufnahmekämme 7 vorgesehen, die beide in Leitungserstreckungsrichtung R davor angeordnet sind. Der eine ist unmittelbar vor dem Leiteraufnahmekamm 4 angeordnet, der andere ist so weit von dieser Anordnung beabstandet, dass der Greifer 3 dazwischen eintauchen kann, um die Leitung abzulegen oder wiederaufzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Elektrische Leitung
- 3
- Greifer
- 4
- Leiteraufnahmekamm
- 5
- Erste Kammzinken
- 6
- Leiteraufnahme
- 7
- Isolationsaufnahmekamm
- 8
- Zweite Kammzinken
- 9
- Isolationsaufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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