DE3545517A1

DE3545517A1 - Kabelbaum und vorrichtung zur herstellung eines kabelbaums

Info

Publication number: DE3545517A1
Application number: DE19853545517
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Walther; Thomas Dipl Ing Schmaus
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-25
Also published as: DE3545517C2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelbaum und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaums für Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte, Spielautomaten, Geräte der Unterhaltungselektronik und dgl. mit den Merkmalen der im Oberbegriff des Patentanspruchs bezeichneten Gattung.

Stand der Technik

Kabelbäume im Kraftfahrzeugsbau und dgl. werden derzeit überwiegend noch manuell montiert, anschließend auf Fehler und auf ihre Funktionsfähig keit geprüft und danach zum Teil in Tüten verpackt und in Gitterboxen für die Endmontage bereitgestellt.

Der Einbau in der Endmontage in das Kraftfahrzeug erfolgt per Hand, was eine relativ lange Zeit beansprucht und daher die Herstellung des Kraftfahrzeugs aufwendig und teuer macht. Um den Einbau von Kabelbäumen in das Kraftfahrzeug mittels Industrierobotern zu automatisieren, muß als entscheidenstes Hemmnis dafür die Biegeschlaffheit des Kabelbaums bzw. der Kabelbaumummantelung betrachtet werden, die eine komplette Kabelbaumvor mont des Kabelbaums bzw. der Kabelbaumummantelung betrachtet werden, die eine komplette Kabelbaumvor montage verhindert. Eine automatisierte Endmontage von Kabelbäumen kann nur mit biegesteifen Kabelbäumen durchgeführt werden.

Aus der DE-OS 28 45 461 ist außerdem für einen Wohnwagen eine zur Aufnahme von Versorgungsleitungen dienende Profilleiste bekannt, die auf die Außenwände des Wohnwagens aufgesetzt ist und dort um den gesamten Wohnwagen herumläuft. Die Profilleiste besteht aus einer an den Wohnwagenwänden befestigten Unterschiene mit Längszwischenwänden und einer abnehmbaren Abdeckschiene auf dieser Profilleiste. Die von den Längszwischenwänden in der Profilleiste gebildeten Kanäle dienen zur Aufnahme von elektrischen, Gas- und Wasserleitungen. Diese Versor gungsleitungen werden manuell in die an der Wohnwagenwand starr befestigte Leiste eingebracht. Abzweigungen werden durch Bohrungen durch die Leiste und die Wohnwagenwand erreicht. Die Verlegung der elektrischen Leitungen in einer derartigen Leiste kann daher nicht automatisiert bereits in der Vormontage vorgenommen werden, zumal auch keine Mittel angegeben sind, wie ein Kabelbaum in dieser Leiste montiert werden könnte.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine für die Massenfertigung geeignete, einfache und

preiswerte Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaums gemäß dem Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die insbesondere eine automatisierte Endmontage des in der Vormontage fertiggestellten Kabelbaums und eine Verkürzung der Endmontagezeitdauer für diesen Kabelbaum ermöglicht, wobei gleichzeitig ein mechanischer Schutz für die Kabel als Teil des Kabelbaums bei gleichzeitigem Erhalt der Reparaturmöglichkeit für den Kabelbaum erreicht werden soll.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind mit den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 19 gekennzeichnet.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung eines biegesteifen Rahmens, der einerseits als Kabelbaumträger und dazu noch als Kabelbaumummantelung dient und der andererseits gleichzeitig als Verlegevorrichtung für die Kabel als Teil des Kabelbaums durch den Arm eines Industrieroboters ausgebildet ist, eine automatisierte und damit verkürzte Vor- und Endmontage des Kabels durch den Arm eines Industrieroboters ermöglicht wird. Dazu sind im Innern des Rahmens dort fixierte Halteelemente zur Aufnahme der Kabel vorgesehen. Durch den vorgesehenen Rahmen wird eine Biegesteifigkeit des Kabelbaums erreicht. Die Bündelung und Ummantelung des Kabelbaums erfolgt ebenfalls mit dem Rahmen nach der Erfindung. Ferner dient der Rahmen als Ersatz für ein Verlegebrett zur Herstellung des Kabelbaums. Ein derart hergestellter Kabelbaum verfügt durch den Rahmen mit aufgesetztem Deckel über den erforderlichen mechanischen Schutz und ist außerdem gegen Verschmutzung geschützt. Durch den abnehmbaren Deckel auf dem Rahmen ist jederzeit eine Reparatur des Kabelbaums durchführbar, was bei einem gegossenen Mantel nicht oder bei einem mit Band umwickelten Mantel nur unter großem Zeitaufwand möglich ist. Durch die Formstabilität des Rahmens kann der Kabelbaum in der Vormontage komplett mit Ancrimpen der Kontakte fertiggestellt werden und kann so in der Endmontage mit Hilfe des Arms eines Industrieroboters innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer in dem Kraftfahrzeug montiert werden. Versieht man den Kabelbaum mit all seinen Abzweigungen nicht nur mit einem einzigen strarren Rahmen, sondern teilt man den Rahmen in mehrere Rahmensegmente auf, die durch die Kabel als Teil des Kabelbaums miteinander verbunden sind, so kann man den Kabelbaum ganz flexibel an Einbauverhältnisse anpassen, die entweder die Einführung eines gesamten starren Rahmens für den gesamten Kabelbaum nicht zulassen oder wenn am Einbauort starke Toleranzabweichungen bzgl. der Einbaulage des Kabelbaums vorkommen. Durch die Verwendung von als Stege ausgebildeten Halteelementen für die Kabel als Teil des Kabelbaums lassen sich mehrere Schichten von Kabeln übereinander exakt fixieren, dabei sind sowohl die Kabel in den Stegen als auch die Stege selbst im Innern des Rahmens durch Schnappverbindungen befestigt. Dies ermöglicht eine eindeutige Befestigung der Kabel und läßt trotzdem gleichzeitig jederzeit eine Reparatur des Kabelbaums beispeilsweise durch Auswechseln der Kabel zu. Ein Schutz gegen Verschmutzung der Kabel besteht auch dadurch, daß die als Stege ausgebildeten Halteelemente wenigstens jeweils am Anfang und am Ende eines Rahmens angeordnet werden und so das Eindringen von Schmutz verhindern. Durch einen entsprechenden Deckel kann der Rahmen außerdem abgedeckt werden und verhindert so ebenfalls das Eindringen von Schmutz.

Durch die biegesteifen Rahmen kann nicht nur der gesamte Kabelbaum durch den Arm eines Industrieroboters in der Endmontage verlegt werden, sondern es kann durch die federnden Öffnungen zur Aufnahme der Kabel in den Stegen auch eine auto matisierte Verlegung der einzelnen Kabel des Kabelbaums durch den Arm eines Industrieroboters in der Vormontage vorgenommen werden. Damit entfällt auch jeder zusätzliche Arbeitsgang zur Bündelung und Ummantelung des Kabelbaums.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und von Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen:.

Fig. 1 in Teilschnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem Kabelbaum und einer Vorrichtung zur Herstellung des Kabelbaums in Gestalt eines Rahmens mit Halteelementen,

Fig. 2 die Aufteilung eines Rahmens für den gesamten Kabelbaum mit mehreren Abzweigungen in einzelne Rahmensegmente und

Fig. 3 einen eingebauten Kabelbaum mit Abzweigungen und mehreren Rahmensegmenten in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs.

Aus Fig. 1 ist in Teilschnittdarstellung ein Kabelbaum 11 ersichtlich, dessen Kabel 13 in den Rahmen 12 eingelegt werden. Der Übersichtlichkeit halber wurden die an die Kabel 13 angeschlossenen Kontakte und Stecker weggelassen. Ferner wurde der Rahmen 12 nur in einer Ausschnittdarstellung mit einem beginnenden Rahmen 12 und einem abgebrochenen Abzweig gezeichnet. Der Rahmen 12 dient als Kabelbaumträger für die Kabel 13. Er kann in U-Form ausgeführt sein, jedoch ist auch jede andere für die Verlegung in einer Karosserie oder in einem Gerät erforderliche Form des Rahmens möglich. Der Rahmen 12 ist dabei beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, wobei jedoch auch alle anderen geeigneten Materialien verwendet werden können, die es erlauben, einen biegesteifen Rahmen zu erhalten.

Der Rahmen 12 des Kabelbaumes 11 dient insbesondere zusammen mit einem Deckel 14 gleichzeitig auch als Kabelbaummantel für die Kabel 13 des Kabelbaums. Der Deckel 14 kann dabei mittels einer Schnappverbindung auf dem Rahmen lösbar ausgeführt sein, was insbesondere eine Reparaturmöglichkeit für den Kabelbaum zuläßt. Der Deckel 14 kann jedoch auch nichtlösbar auf dem Rahmen 12 aufgesetzt sein, was beispielsweise durch Verkleben des Deckels 14 mit dem Rahmen 12 geschehen kann.

An der Unterseite 15 des Rahmens 12 sind Schnappelemente 16 angebracht, die zur Verrastung und damit Befestigung des Rahmens in der Karosserie bzw. dem Gehäuseteil dienen. Diese Schnappelemente können beispielsweise als Clip mit einem in konischer Form gehaltenen Kopf ausgeführt sein, der in entsprechende Öffnungen in der Karosserie eingreift und dort dann verrastet. Auf diese Weise kann der Kabelbaum sehr einfach in der Karosserie fixiert werden.

DerRahmen 12 dient nun gleichzeitig auch als Verlegevorrichtung für die Kabel 13, die Teil des Kabelbaums 11 sind. Dazu sind im Innern des Rahmens 12 Halteelemente 17 zur Aufnahme der Kabel 13 fixiert. Die Halteelemente 17 sind dabei als Stege ausgeführt, die Öffnungen 18 zur Aufnahme der Kabel 13 besitzen. Diese Öffnungen sind federnd ausgebildet, sodaß bei dem Einlegen des Kabels 13 durch den Arm eines nicht dargestellten Industrieroboters diese Kabel jeweils in der federnden Aufnahmeöffnung verrasten und fixiert bleiben.

Die als Stege ausgebildeten Halteelemente 17 dienen damit gleichzeitig zur Bündelung der Kabel 13 als Teil des Kabelbaums 11. Die als Stege ausgebildeten Halteelemente lassen sich dabei auf den Innenseiten 19 und 20 des Rahmens 12 in entsprechenden Raststufen 21 einrasten und fixieren. Die Raststufen 21 sind unmittelbar in die Innseiten 19 und 20 des Rahmen eingeprägt, sodaß die Schnappverbindungen der als Stege ausgeführten Halteelemente in den Rahmen 12 integriert ist. Eine weitere Möglichkeit der Befestigung der als Stege ausgebildeten Halteelemente 17 in dem Innern des Rahmens 12 besteht darin, daß an der Unterseite der Stege entsprechende Clips angebracht sind, die in Öffnungen eingreifen, die an dem darunterliegenden Steg in der Mitte angebracht sind. Die als Stege ausgeführten Halteelemente 17 verrasten damit gegenseitig und das unterste bzw. das oberste Halteelement wird dann nochmals entsprechend mit der Unterseite 15 oder dem Deckel 14 des Rahmens 12 verrastet. Die Halteelemente 17 lassen sich außerdem im Innern des Rahmens in mehreren Lagen übereinander stapeln, was durch das Vorsehen von mehreren Raststufen 21 auf jeder Innenseite 19 bzw. 20 des Rahmens 12 möglich wird. Durch diese Stapelung der Hälteelemente bzw. der Kabel läßt sich damit ein größerer Kabelbaum in geordneter Weise in dem Rahmen 12 aufbauen und durch den Arm eines Industrieroboters verlegen.

Ordnet man die als Stege ausgebildeten Halteelemente 17 jeweils wenigstens am Anfang und am Ende des Rahmens 12 an, so erreicht man, daß jeweils ein Verschluß des Rahmens 12 gegenüber Fremdeinflüssen wie Verschmutzung und dgl. erreicht wird. Der Rahmen 12 des Kabelbaums 11 kann nun mit allen Abzweigungen als ein einziger starrer Rahmen 12 ausgebildet sein. Läßt sich jedoch ein derartiger starrer Rahmen 12 nicht in die Karosserie einführen oder ist aus anderen Gründen eine gewisse Beweglichkeit des vormontierten biegestarren Kabelbaums erforderlich, so läßt sich der Kabelbaum 11 mit seinen Abzweigungen in mehrere starre Rahmensegmente 22, 23, 24 und 25 aufteilen, siehe dazu Fig. 2 und 3. Es lassen sich je nach den konstruktiven Bedürfnissen beliebig viele derartige Rahmensegmente ausbilden. Diese Rahmenseg mente 22 bis 25 werden jeweils durch die Kabel 13 verbunden, die Teil des Kabelbaums sind. Die Rahmensegmente 22 bis 25 sind genauso ausgebildet wie der vorstehend beschriebene Rahmen 12. Daher gelten auch alle Ausführungen bezüglich des Rahmens 12 gleichzeitig für die Rahmensegmente 22 bis 25.

Die Rahmensegmente 22 bis 25 bzw. der Rahmen 12 lassen sich an die jeweilige Karosseriekontur anpassen, indem sie entsprechend geformt hergestellt werden. Der Rahmen 12 bzw. die Rahmensegmente 22 bis 25 sind außerdem in ihrer Form an die funktionsbedingte Geometrie des Kabelbaums angepaßt indem entsprechende Abzweigungen 26 von dem Rahmen 12 vorgesehen sind, siehe dazu Fig. 1.

Zwischenden einzelnen Ebenen bzw. Schichten von Kabeln 13 sind jeweils Dämpfungseinlagen 27 vorgesehen. Diese können beispielsweise als Dämmstoffstreifen oder als Schaumstoffstreifen ausgeführt sein, es kann jedoch auch jedes andere geeignete Dämpfungsmaterial vorgesehen werden. Diese Dämpfungseinlagen tragen dazu bei, daß die Kabel in dem Rahmen 12 bzw. den Rahmensegmenten 22 bis 25 fixiert sind. Aus diesem Grunde werden auch zwischen der ersten Kabelschicht und dem Boden bzw. der Unterseite 15 des Rahmens und zwischen der letzten Kablschicht und dem Deckel 14 des Rahmens 12 jeweils derartige Dämpfungsstreifen eingelegt.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Der erfindungsgemäße Kabelbaum findet Anwendung bei der Verkabelung von Kraftfahrzeugen,

Haushaltsgeräten, Spielautomaten, Geräten der Unterhaltungselektronik und dgl..

Bezugszeichenliste 11 Kabelbaum
12 Rahmen
13 Kabel
14 Deckel des Rahmens
15 Unterseite des Rahmens
16 Schnappelemente
17 Halteelemente
18 Öffnungen für Kabel
19 Innenseite des Rahmens
20 Innenseite des Rahmens
21 Raststufen
22 Rahmensegment
23 Rahmensegment
24 Rahmensegment
25 Rahmensegment
26 Abzweigung
27 Dämpfungseinlage

Claims

1. Kabelbaum und Vorrichtung zur Herstellung eines Kabelbaumes für Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte, Spielautomaten, Geräte der Unterhaltungselektronik und dgl., wobei sich der Kabelbaum in einer rohr- oder leistenartigen Umhüllung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein biegesteifer Rahmen (12) einerseits als kabelbaumträger und als Kabelbaummantel und andererseits gleichzeitig als Verlegevorrichtung für die Kabel (13) als Teil des Kabelbaums (11) ausgebildet ist, und daß im lnnern des Rahmens (12) dort fixierte Halteelemente (17) zur Aufnahme der Kabel (13) als Teil eines Kabelbaumes (11) vorgesehen sind.

2. Kabelbaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesamten Kabelbaum (11) mit allen Abzweigungen ein einziger starrer Rahmen (12) vorgesehen ist.

3. Kabelbaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesamten Kabelbaum ((11) mit seinen Abzweigungen mehrere starre Rahmensegmente (22, 23, 24 25) vorgesehen sind, die durch die Kabel (13) als Teil des Kabelbaumes miteinander verbunden sind.

4. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (17) im Innern des Rahmens (12) bzw. der Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) in mehreren Lagen übereinander stapelbar sind.

5. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelung der Kabel (13) als Teil des Kabelbaums durch die Halteelemente (17) erfolgt.

6. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (17) mit den lnnenseiten (21, 15, 20) des Rahmens (12) und/oder gegenseitig mittels einer Schnappverbindung verrastbar ausgeführt sind.

7. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (17) für die Kabel als Teil des Kabelbaums als Stege mit Öffnungen (18) zur Aufnahme von Kabeln (13) ausgebildet sind.

8. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stege ausgebildeten Haltelemente (17) über federnde Aufnahmeöffnungen verfügen, in die die Kabel (13) beim Verlegen einrasten.

9. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stege ausgebildeten Halteelemente (17) jeweils wenigstens am Anfang und am Ende-des Rahmens (12) bzw. der Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) angebracht sind.

10. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) an die jeweilige Karosseriekontur in der Form angepaßt sind.

11. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25 ) an die funktionsbedingte Geometrie des Kabelbaums angepaßt sind.

12. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) mit einem Deckel (14) ausgestattet sind.

13. Kabelbaum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) mittels Schnappverbindung von dem Rahmen (12) bzw. den Rahmensegmenten (22, 23, 24, 25) lösbar ausgeführt ist.

14. Kabelbaum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) nicht lösbar mit dem Rahmen (12) bzw. den Rahmensegmenten (22, 23 24, 25) verbunden ist.

15. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Dämpfungseinlage (27) zwischen den einzelnen Ebenen bzw. Schichten von Kabeln (13) als Teil des Kabelbaums und zwischen dem Boden (15) des Rahmens (12) und der ersten Kabelschicht, sowie zwischen der letzten Kabelschicht und dem Deckel (14) des Rahmens (12) eingefügt ist.

16. Kabelbaum nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinlage (27) aus einem Dämmstoff- oder einem Schaumstoffstreifen besteht.

17. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) mit Hilfe von Schnappelementen (16) in der Karosserie verrastet bzw. befestigt werden.

18. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) in einer U-Form ausgebildet sind.

19. Kabelbaum nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) bzw. die Rahmensegmente (22, 23, 24, 25) aus Kunststoff hergestellt sind.