DE3819764C2 - - Google Patents
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- DE3819764C2 DE3819764C2 DE19883819764 DE3819764A DE3819764C2 DE 3819764 C2 DE3819764 C2 DE 3819764C2 DE 19883819764 DE19883819764 DE 19883819764 DE 3819764 A DE3819764 A DE 3819764A DE 3819764 C2 DE3819764 C2 DE 3819764C2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
- H02G1/14—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for joining or terminating cables
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- Processing Of Terminals (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung kurzer
Kabelabschnitte, insbesondere im Bereich von Kabelverbindun
gen, durch Umhüllen mit Isolierband, welches
mittels Ultraschall zu einer in sich geschlossenen ring
förmigen Manschette verschweißt und neben der Schweißnaht
vom Vorrat abgetrennt wird. Die Erfindung bezieht sich wei
terhin auf Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen
Verfahrens.
Mit der zunehmenden Verbreitung elektrischer Antriebe und
Einrichtungen, z. B. in Fahrzeugen und Maschinen, sowie
der zugehörigen komplizierten Steuerungen nimmt auch der
Umfang der Verkabelung zu. Es müssen vielfach sog. Kabel
bäume mit einer großen Zahl von Kabelverbindungen herge
stellt werden. Dies geschieht bisher meistens noch so, daß
die Knotenstelle mit einer Hülse vercrimpt wird. Es ist
daneben aber auch bekannt, die Kabel an den Knoten durch
Ultraschallschweißen zu verbinden, vergl. z. B. DE-PS
31 51 151. Dieses Verfahren ist in der Serienproduktion,
z. B. im Kraftfahrzeugbau, wesentlich kostengünstiger als
die Herstellung von Hülsenverbindungen. Es führt zu Kabel
knoten, die auf Zug hoch belastbar sind, aber beim Ausein
anderspreizen der miteinander verschweißten Kabel, wie dies
beim sog. Peeltest geschieht, verhältnismäßig leicht zu tren
nen. Daher sind insbesondere sog. Endknoten gefährdet, bei
denen die freien Enden der miteinander verschweißten Kabel
in dieselbe Richtung weisen. Gerade solche Endknoten kommen
in der Praxis besonders häufig vor.
Dem genannten Mangel der ultraschallgeschweißten Kabelkno
ten kann in bekannter Weise durch eine sehr feste isolieren
de Umhüllung begegnet werden. Es ist in diesem Zusammen
hang als gattungsgemäßes Verfahren bekannt, auch hierfür das Ultraschallschweiß
verfahren einzusetzen. Dabei ist man bisher so vorgegangen,
wie es schematisch in Fig. 11 gezeigt ist. Es wurden zwei
Isolierbandstreifen 10, 12 von zwei Vorratsrollen 14 bzw.
16 abgezogen und in paralleler Lage übereinander durch eine
in Längsrichtung verschiebliche Klemmvorrichtung 13 ab
schnittweise einem aus Sonotrode 20 und Amboß 22 bestehen
den Ultraschall-Schweißwerkzeug zugeführt. Nachdem eine
Bedienungsperson das Kabel mit der zu isolierenden Knoten
stelle in das Werkzeug 20, 22 eingelegt hat, wird der
Schweißvorgang ausgelöst, bei dem die Sonotrode 20 gegen
den Amboß 22 vorfährt, wobei auf gegenüberliegenden Seiten
des Kabels die beiden Isolierbandstreifen 10, 12 zu einer
ringförmigen Manschette miteinander verschweißt werden.
Weil bei diesem Vorgang auch die neu gebildeten Enden der
Isolierbandstreifen 10, 12 miteinander verschweißen, ist
eine weitere in Längsrichtung verschiebliche Klemmeinrich
tung 24 vorhanden, welche die freien Enden der Isolierband
streifen 10, 12 um ein bestimmtes Maß vom Schweißwerkzeug
20, 22 zurückzieht, wobei die Schweißverbindung am Banden
de durch ein in Fig. 12 gezeigtes, neben dem Schweißwerkzeug
20, 22 zwischen den Isolierbandstreifen 10 und 12 angeordne
tes Messer 26 aufgetrennt wird.
Wenn die Sonotrode 20 und der Amboß 22 mit im Querschnitt
im wesentlichen halbkreisförmigen Aufnahmerinnen für das
Kabel ausgebildet sind, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist,
können mit einem solchen Werkzeug jeweils nur Kabel eines
ganz bestimmten, zum Radius der rinnenförmigen Aufnahmen
in den Werkzeugteilen 20, 22 passenden Durchmessers mit
einer festsitzenden Isolierbandmanschette umhüllt werden.
Es ist deshalb auch schon gemäß Fig. 12A bekannt, eine Sono
trode 20′ und einen Amboß 22′ auf gegenüberliegenden Seiten
des zu isolierenden Kabels jeweils mit einer einzigen
Schweißkante auszubilden. Dann kann durch Verschiebung des
Ambosses 22 quer zur Vorschubrichtung der Sonotrode 20 eine
Anpassung an unterschiedliche Kabeldurchmesser erfolgen.
Da sich jedoch die Höhe der Schweißkanten an den beiden
Werkzeugteilen 20, 22 nach dem größten vorkommenden Kabel
durchmesser richtet, kann bei allen demgegenüber kleineren
Kabeldurchmessern keine Verschweißung bzw. Verklebung zwi
schen den Isolierbändern 10, 12 und den metallischen oder
bereits vorhandenen isolierenden Teilen des Kabels statt
finden, d. h. die hergestellte isolierende Manschette sitzt
verhältnismäßig lose und ggf. sogar verschieblich auf dem
Kabelknoten und kann weder das schädliche Auseinandersprei
zen der Kabel noch das Eindringen von Feuchtigkeit verhin
dern.
Der geschilderte Stand der Technik hat darüber hinaus weitere so gravierende
Nachteile, daß er trotz des drängenden Bedarfs wegen der
fertigungstechnischen Vorteile der Herstellung von Kabel
knoten durch Ultraschallschweißen in der Praxis keine Ver
breitung gefunden hat. Da ist zunächst der Nachteil, daß
jedes Mal, wenn Kabel anderer Stärke isoliert werden sol
len, das notwendigerweise zum Durchmesser passend zu wählen
de Schweißwerkzeug nach Fig. 12 ausgewechselt werden muß.
Ein weiterer Mangel besteht darin, daß es großer Aufmerk
samkeit bedarf, das Kabel vor dem Schweißvorgang richtig
in dem genau passenden Schweißwerkzeug zu positionieren.
Vor allem bei Litzen geraten einzelne Drähte leicht außer
halb des Schweißwerkzeugs und führen zu Ausschuß. Ein zu
sätzliches Erschwernis des Problems der Positionierung des
Kabels im Schweißwerkzeug resultierte daraus, daß wegen der
durch die Werkzeugform bedingten Genauigkeit praktisch nur
das Einlegen von Hand in Frage kam. Wegen der Gefahr der
Verletzung der Finger im Schweißwerkzeug muß aber anderer
seits das Auslösen des Schweißvorgangs durch Zweihandbedie
nung gefordert werden. Es ist verständlich, daß unter die
sen Bedingungen jedes Kabel vorsichtig und sorgfältig in
das Schweißwerkzeug eingelegt werden mußte, damit es sich
nach dem zum Drücken der Bedienungsknöpfe der Maschine not
wendigen Loslassen nicht wieder verlagerte, und daß dieser
gesamte Vorgang für eine rationelle Serienfertigung zuviel
Zeit kostet.
Auch die bekannte Vorrichtung hat über die bereits genann
ten Fehler der Schweißwerkzeuge gemäß Fig. 12 und 12a hinaus
weitere Mängel. Die Benutzung von zwei parallelen Isolier
bändern macht nach jedem Schweißvorgang deren Trennung mit
einem Messer notwendig. Mehrkomponenten-Isolierbänder mit
einer Innenschicht in Form eines verlaufenden Klebers wer
den jedoch von dem Messer nicht sauber getrennt, wodurch
wiederum die genaue Positionierung des Kabels im Schweiß
werkzeug beeinträchtigt wird. Die aus der parallelen Band
führung resultierende Vorschubeinrichtung mit längsver
schieblichen Klemmen funktioniert auch nicht einwandfrei,
weil die Isolierbänder im Gegensatz zur Förderung zwischen
Rollen beim Vorschieben in Führungen die Tendenz haben,
zu verklemmen und sich zu verwerfen. Der störungsanfällige
und notwendigerweise wegen Verletzungsgefahr eingekapselte
Isolierbandvorschub ist nur nach dem Öffnen einer Verschluß
klappe zugänglich, und dies wiederum bedingt jedesmal das
Abschalten der Maschine.
Schließlich leidet die bekannte Vorrichtung gemäß Fig. 11
unter dem Mangel, daß sie sehr viel Platz beansprucht, weil
sich in der einen Richtung der Isolierbandvorschub und in
der anderen Richtung die Sonotrode und ihr Schwingungsan
trieb erstrecken.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik, liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen,
welche eine wesentliche Vereinfachung und Beschleunigung
der Isolierung von Kabelabschnitten sowie grundsätzlich
ein besseres Arbeitsergebnis gewährleisten, und diese Auf
gabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß das Isolier
band in Form einer zusammenhängenden Schlaufe um das Kabel
geschlungen wird, indem
das Ende des Isolierbands von einer Seite einer
Kabelaufnahme aus zur anderen Seite
vorgeschoben und dann in einem Zug um das Kabel
herum zur ersten Seite zurückgebogen und in eine Klemmstel
lung gedrückt wird, und dann das freie Ende der Schlaufe gegen de
ren Anfang geschweißt wird.
Das neue Verfahren bietet den Vorteil, daß zu seiner Durch
führung nur ein einziges Isolierband eingesetzt und vorge
schoben zu werden braucht. Damit entfällt auch das Problem,
zwei miteinander verschweißte Bänder wieder sauber trennen
zu müssen. Gleichzeitig ergibt sich der weitere Vorteil,
daß eine bis auf eine einzige Längsschweißnaht das Kabel
umschließende Isolierbandschlaufe mehr Sicherheit gegen
Fertigungsfehler bietet als eine Isolierung mit zwei gegen
überliegenden Schweißnähten.
Aus der DE-PS 35 37 167 ist es zwar bekannt, ein Isolier
band mit einem einseitig aufgetragenen, als Heißkleber fun
gierenden Material mit niedrigerer Schmelztemperatur um das
Kabel herum zu winden. Es wird dann jedoch das Isolierband
nur verklebt, nicht aber durch eine einzige
Schweißnaht zu einer in sich geschlossenen Manschette ver
schweißt, die das Auseinanderspreizen der Kabelenden verhin
dern kann.
In
einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform der Erfin
dung
erfolgt das Zurückbiegen und Einklemmen des
freien Kabelendes durch Bewegung des einen
Teils des Schweißwerkzeugs.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das Isolierband
vor dem Schweißen zu einer Schlaufe geformt wird, bietet
im Gegensatz zum Stand der Technik die weitere vorteilhafte
Möglichkeit, daß die Schlaufe durch eine auf ihre Enden
ausgeübte Zugkraft gestrafft werden kann, während das Kabel
durch das Schweißwerkzeug radial gehalten wird. Man er
reicht auf diese Weise einen wesentlich festeren Sitz der
isolierenden Manschette, selbst wenn sie aus einem Einkom
ponentenband besteht, auf einem Kabelknoten, der dadurch
besser gegen Auseinanderspreizen der verbundenen Kabel ge
schützt wird.
Das beim Schweißvorgang neben der Schweißnaht abgetrennte
freie Ende der Schlaufe, welches in diesem Stadium des Ver
fahrens immer noch geklemmt gehalten wird, kann in einfa
cher Weise, und ohne daß es hierzu eines Messers bedarf,
durch eine Zugkraft von dem freien Ende der nächstfolgenden
Schlaufe weggezogen werden. Die Sauberkeit der Abrißstelle
spielt weder für den weiteren Bandvorschub noch das Einle
gen des Kabels in das Schweißwerkzeug eine Rolle.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird
die Schweißnaht auf der Unterseite des hori
zontal gehaltenen Kabels erzeugt. Dadurch wird der Vorteil
erzielt, daß das jeweils abgetrennte und abgezogene äußer
ste Kabelende nach unten aus der Schweißvorrichtung heraus
fallen kann.
Ebenfalls Vorteile für die Maschinenkonstruktion ergeben
sich aus dem weiteren Vorschlag zur Ausgestaltung der Er
findung, das Isolierband parallel zur Längs
achse, d. h. zur Vorschubrichtung der Sonotrode zu deren
vorderen Ende hin vorzuschieben. Allein durch diese zweck
mäßige Wahl der Bewegungsrichtung des Isolierbands kann
die gesamte Vorrichtung wesentlich verkleinert und kosten
günstiger hergestellt werden.
Um Endknoten nicht nur am Umfang des Kabels, sondern auch
endseitig zu isolieren, sieht eine weitere Verfahrensvarian
te vor, daß bei der Isolierung eines freien Kabelendes zu
nächst eine darüber hinaus vorstehende Manschette ge
schweißt wird und dann deren überstehendes Ende durch eine
Quernaht abgeschlossen wird. Man kann auf diese Weise Schrumpfkappen
gemäß EP-A 00 46 027 ersetzen, deren Herstellung und Montage wesentlich
teurer sind.
Eine zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeig
nete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Schweißwerkzeug nur auf einer Seite eines darin eingelegten
Kabels mit einer Schweißkante für eine Längsnaht ausgebil
det ist und die Führungseinrichtung für das Isolierband
im Bereich des Schweißwerkzeugs Umlenkglieder aufweist,
durch welche das freie Ende des Isolierbands um das Kabel
herum biegbar ist. Bei dieser Vorrichtung kann das Einlegen
des Kabels dadurch erleichtert werden, daß die Bearbeitungs
stellung des Kabels im Schweißwerkzeug durch das Ende eines
Schlitzes im Maschinengehäuse bestimmt ist, welcher sich
in Längsrichtung der Sonotrode zu deren äußeren Ende hin
erstreckt und in welchen das Kabel in Querlage einführbar
ist, während der Amboß aus dem Bereich des Schlitzes zurück
gezogen oder herausgeschwenkt ist.
Ebenfalls der Vereinfachung der Bedienung und der Zuver
lässigkeit der Umhüllung des Kabels mit Isolierband dient
der weitere Vorschlag zur Ausgestaltung der Erfindung, daß
zu der Führungseinrichtung für das Isolierband eine auf
der einen Seite des Schlitzes verschwenkbar gelagerte Klap
pe gehört, welche sich beim Einführen des Kabels in den
Schlitz schräg nach innen weisend durch diesen erstreckt
und auf ihrer Außenseite das freie Ende des von der Vor
schubeinrichtung quer zum Schlitz und schräg nach außen
vorgeschobenen Isolierbands führt, während das Kabel im
Schlitz unter der Klappe hindurchführbar ist.
Nachdem vorstehend im Zusammenhang mit dem Stand der Tech
nik bereits auf die Fig. 11, 12 und 12a näher eingegangen
worden ist, werden nachstehend anhand der weiteren Zeich
nungsfiguren Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des geöff
neten Schweißwerkzeugs und eines Teils
einer Vorschubeinrichtung beim Vorschie
ben von Isolierband zwischen die Teile
des Schweißwerkzeugs;
Fig. 2 die Teile nach Fig. 1 beim Einführen
eines zu isolierenden Kabels in das
Schweißwerkzeug;
Fig. 3 die Teile nach Fig. 1 und 2 beim Schlie
ßen des Schweißwerkzeugs;
Fig. 4 die Teile nach Fig. 1 bis 3 während
des Schweißvorgangs;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines
Schweißwerkzeugs mit einer Einrichtung
zum Schweißen einer Quernaht im über
stehenden Bereich der Isolierung eines
Kabelendes;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer
Schweißvorrichtung mit einem verschwenk
bar gelagerten Amboß in geöffneter
Stellung;
Fig. 7 die Schweißvorrichtung nach Fig. 6 in
geschlossener Stellung;
Fig. 8 die Schweißvorrichtung nach Fig. 6 und
7 während des Schweißvorgangs;
Fig. 9 und 10 Ansichten entsprechend Fig. 6 und 8
einer nochmals abgewandelten Schweiß
vorrichtung.
Bevor auf die Einzelheiten der in der Zeichnung gezeigten
Vorrichtungen näher eingegangen wird, sei vorausgeschickt,
daß die massiven Körper teilweise wie Glaskörper darge
stellt sind, um auch solche für das Verständnis wichtigen
Kanten zu zeigen, die sonst verdeckt wären.
Das in Fig. 1 gezeigte Ultraschall-Schweißwerkzeug besteht
aus einer Sonotrode 30 und einem mehrteiligen Amboß 32.
Die Sonotrode 30 ist in bekannter Weise mit einem Ultra
schall-Schwingungserzeuger verbunden, der sich mit Bezug
auf Fig. 1 nach rechts an sie anschließt. Zum Schweißvor
gang wird die Sonotrode 30 aus der in Fig. 1 gezeigten zu
rückgezogenen Stellung gemäß dem eingetragenen Doppelpfeil
34 nach links vorgeschoben und danach wieder in die Aus
gangsstellung zurückgezogen.
Der mehrteilige Amboß 32 nimmt in der geöffneten Stellung
des Schweißwerkzeugs die in Fig. 1 gezeigte, nach oben zu
rückgezogene Stellung ein und wird nach dem Einlegen eines
Kabels zum Schweißen der aufgebrachten isolierenden Man
schette in Richtung des Doppelpfeils 36 nach unten gescho
ben, um nach dem Schweißvorgang wieder nach oben zurückge
zogen zu werden. In dieser zurückgezogenen Ausgangsstellung
gibt der Amboß 32 einen in Fig. 1 angedeuteten Führungs
schlitz 38 in dem äußeren Gehäuse der Schweißvorrichtung
frei, welches die Sonotrode 30 und den Amboß 32 aufnimmt.
Nunmehr kann von der dem Amboß 32 gegenüberliegenden Seite
des Schlitzes 38 aus, d. h. von unten, durch ein Paar zu
sammenwirkender Vorschubrollen 40, 42 das freie Ende eines
Isolierbands 44 schräg nach oben und außen über den Schlitz
hinweg vorgeschoben werden. Das Isolierband 44 wird durch
nicht gezeigte weitere Förder- und/oder Führungsrollen von
einer ebenfalls nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogen,
die sich mit Bezug auf Fig. 1 weiter rechts befindet, so
daß das Isolierband 44 durch die Vorschubeinrichtung im
wesentlichen parallel zur Längsachse der Sonotrode, neben
dieser und dem Schwingungserzeuger an die Schweißstelle
herangeführt wird.
Zur Vorschub- und Führungseinrichtung für das Isolierband
44 gehört weiterhin eine bei 46 verschwenkbar gelagerte
Klappe 48, deren Drehwinkelstellung so gesteuert ist, daß
sie bei geöffnetem Schweißwerkzeug gemäß Fig. 1 die gezeig
te Schräglage einnimmt, in welcher sie sich vom oberhalb
des Schlitzes 38 befindlichen Schwenkpunkt bei 46 schräg
nach innen und unten über den Schlitz hinweg erstreckt und
dabei auf ihrer Oberseite das vorgeschobene freie Ende des
Isolierbands 44 führt, so daß sich dieses nicht infolge
der Schwerkraft von allein nach unten umbiegen kann.
Fig. 2 zeigt die Stellung der Teile beim Einführen eines
Kabels 50 in den Schlitz 38. Während das Kabel 50 in der
gezeigten Querlage von links nach rechts in den Schlitz 38
bis an dessen Ende, welches als Anschlag dient, eingeführt
wird, stößt es gegen die Klappe 48, verschwenkt diese ein
wenig nach oben und wird schließlich unter dem hinteren,
freien Ende der Klappe 48 hindurchgeführt. Somit ist durch
die Klappe 48 sichergestellt, daß das Kabel 50 im Schlitz
38 unter das verhältnismäßig weit überstehende freie Ende
des Isolierbands 44 geführt wird, ohne daß es besonderer
Aufmerksamkeit beim Einführen des Kabels 50 in den Schlitz
38 bedarf. Wenn das Kabel 50 seine Bearbeitungsstellung
am inneren Ende des Schlitzes 38 erreicht hat, liegt es
teilweise schon an dem Isolierband 44 an und hat dieses
ein wenig zum Schlitzende hin mitgenommen, so daß das Iso
lierband 44 bereits einen etwa halbkreisförmigen Bogen um
das Kabel 50 an dem zu isolierenden Kabelknoten bildet.
Der Schlitz 38 kann so schmal sein, daß die Bedienungsper
son nicht mit den Fingern hineingreifen und sich verletzen
kann. Daher braucht keine Zweihandbedienung der Maschine
vorgesehen zu werden, sondern die Bewegung der Werkzeug
teile 30 und 32 kann entweder automatisch oder durch eine
Lichtschranke ausgelöst werden, sobald das zu isolierende
Kabel 50 bis an das hintere Ende des Schlitzes 38 einge
führt worden ist, oder es kann auch eine Auslösung durch
einen Fußschalter erfolgen. Daraufhin verschwenkt die Klap
pe 38 gemäß Fig. 3 steil nach unten aus dem Bewegungsbe
reich des Ambosses 32 heraus und dieser wird in Richtung
des Pfeils 36 an dem Kabel 50 vorbei von oben nach unten
über den Schlitz 38 hinweg soweit verfahren, bis sich die
zusammenwirkenden Bereiche von Sonotrode 30 und Amboß 32
in der für den auszuführenden Schweißvorgang notwendigen
Stellung fluchtend gegenüberstehen.
Wie aus dem Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 3 hervorgeht,
nimmt beim Absenken des Ambosses 32 eine an diesem gelager
te Führungs- und Spannrolle 52 zunächst das freie Ende des
Isolierbands 44 hinter dem Kabel 50 mit nach unten und
klemmt es zwischen sich und einer unterhalb des Schlitzes
38 gelagerten Gegenrolle 54 ein. Letztere ist drehfest mit
einem Zahnrad 56 verbunden, welches mit einem mit der Rolle
42 gekuppelten Zahnrad 58 in Eingriff steht. Wird nun die
zur Vorschubeinrichtung gehörende Rolle 42 durch einen
nicht gezeigten reversierbaren Antrieb in Rückwärtsrichtung
angetrieben, so zieht einerseits das Rollenpaar 40, 42 und
andererseits wegen der Zahnradverbindung 56, 58 das Rollen
paar 52, 54 jeweils an einem Ende der um das Kabel 50 ge
schlungenen Isolierbandschlaufe, so daß diese für den an
schließend stattfindenden Schweißvorgang straff gezogen
wird.
Bei der Bewegung der Sonotrode 30 nach links in die Schweiß
position stößt zunächst eine sich unmittelbar neben dem
Kabel in Richtung von dessen Längsachse erstreckende spitz
winklige Schneidkante 60 auf einen Amboßteil 62, wobei
durch die Wirkung des Ultraschalls eine Längsschweißnaht
hergestellt wird, durch welche die straff um den Kabelkno
ten geschlungene Isolierbandschlaufe zu einer ringförmig
geschlossenen, isolierenden Manschette wird. Gleichzeitig
wird durch die scharfe Schweißkante 60 im Zusammenwirken
mit dem Zug der Rollenpaare 40, 42 und 52, 54 auf die Enden
der verschweißten Isolierbandschlaufe das übrige Isolier
band an der Schweißnaht von der ringförmig um das Kabel
geschlossenen isolierenden Manschette abgetrennt, und die
Rollen 52, 54 trennen auch den Materialabfall, der zuvor
das äußerste freie Ende der Isolierbandschlaufe war, vom
neuen freien Ende des Isolierbandvorrats 44. Damit das
Spannrollenpaar 52, 54 den Materialabfall abwerfen kann,
während die hierbei in Rückwärtsrichtung angetriebenen Vor
schubrollen 40, 42 das freie Ende des Isolierbands 44 noch
halten, ist mittels der Zahnräder 56, 58 die Übersetzung
zwischen den beiden Rollenpaaren so gewählt, daß die Um
fangsgeschwindigkeit der Spannrollen 52, 54 größer ist als
die der Vorschubrollen 40, 42.
Nach der Herstellung der Längsschweißnaht mittels der
Schweißkante 60 wird der Amboßteil 62 mittels eines nicht
gezeigten angetriebenen Schiebers von der Sonotrode 30 weg,
d. h. mit Bezug auf Fig. 3 nach links zurückgezogen, wie
aus einem Vergleich von Fig. 3 mit Fig. 4 ersichtlich ist.
Diese Rückzugsbewegung des Amboßteils 62 ermöglicht es der
Sonotrode 30, aus der Stellung nach Fig. 3 weiter nach links
in die Stellung nach Fig. 4 zu fahren.
In der in Fig. 4 dargestellten letzten Schweißposition wir
ken zwei im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Werkzeug
teile auf das von der gerade zuvor gebildeten Isolierband
manschette umschlossene Kabel 50 ein. Der hierbei wirksame
Amboßteil ist mit 64 und der gegenüberliegende Teil der
Sonotrode mit 66 bezeichnet. Beide genannten Werkzeugteile
haben im gerundeten Scheitelbereich ihres V-förmigen Quer
schnitts die Gestalt einer Aufnahmerinne für das mit Iso
lierband 44 ummantelte Kabel 50, wobei der Radius der Run
dung der Aufnahmerinnen dem größten zu verarbeitenden Ka
belquerschnitt entspricht. Im Bereich der Schenkel des
V-förmigen Querschnitts bestehen die Werkzeugteile 64 und
66 nur aus einzelnen Rippen bzw. Flügeln. Diese sind auf
Seiten der Sonotrode 30 derart in Längsrichtung des Kabels
50 gegenüber den Rippen bzw. Flügeln des Amboßteils 64 ver
setzt, daß die Rippen beider zusammenwirkender Werkzeugtei
le 64, 66 in Kämmeingriff treten können oder, mit anderen
Worten, die Werkzeugteile 64, 66 einander an den Flanken
der Kabelaufnahmerinnen durchdringen können. Auf
diese Weise besteht die Möglichkeit, daß die gerundeten
Scheitelbereiche und die angrenzenden Rippen bzw. Flügel
auch dann den zum Ultraschallschweißen erforderlichen Druck
auf die äußere Umfangsfläche des von der Isolierbandman
schette umschlossenen Kabels 50 ausüben können, wenn nicht
der größte vorkommende Kabelquerschnitt, sondern ein sehr
viel dünneres Kabel in das Schweißwerkzeug eingeführt wor
den ist. Man braucht also innerhalb eines großen Durch
messerbereichs von Kabeln die Schweißwerkzeuge nicht auszu
wechseln. Diese können unabhängig vom Kabeldurchmesser aus
reichende Anlage an der das Kabel umschließenden Isolier
bandmanschette finden und je nach der Art der Materialien
des Kabels, seiner von vornherein vorhandenen isolierenden
Ummantelung und der in der vorstehend beschriebenen Weise
aufgebrachten Isolierbandmanschette eine Verschweißung
und/oder Verklebung der Materialschichten bewirken.
Nach der Verschweißung und/oder Verklebung des Kabels 50
und der aufgebrachten Isolierbandmanschette wird die Sono
trode 30 wieder in Pfeilrichtung 34 nach rechts zurückgezo
gen, und auch der Amboß 32 wird insgesamt wieder in die
Ausgangsstellung nach Fig. 1 zurückgeführt. Dadurch wird
der Schlitz 38 freigegeben, so daß das fertig isolierte Ka
bel 50 nach links aus dem Schlitz 38 entnommen werden
kann. Die Klappe 48 schwenkt in die Stellung nach Fig. 1
zurück, und anschließend kann mit dem Vorschub eines weite
ren Abschnitts des Isolierbands 44 der nächste Arbeitszy
klus beginnen.
Fig. 5 zeigt eine mit der Ausführungsform nach Fig. 1 bis
4 weitgehend übereinstimmende Schweißvorrichtung, bei wel
cher die bereits beschriebenen Einzelteile mit den oben
angegebenen Bezugszeichen versehen sind. Auf die Darstel
lung der Vorschub- und Spannrollen an der Unterseite des
Werkzeugs wurde verzichtet, da auch insofern Übereinstim
mung mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel be
steht.
Die Besonderheit der Ausführung nach Fig. 5 ist ein weite
rer Amboßteil 68, der in Längsrichtung des Kabels 50 neben
dem Amboßteil 64 angeordnet und mittels eines nicht gezeig
ten Schiebers in Pfeilrichtung 70 auf die Sonotrode 30 zu
und von dieser zurückziehbar ist. Der senkrecht ausgerichte
te, plattenförmige Amboßteil 68 wird bei sog. Kabelendkno
ten zur Wirkung gebracht, nachdem aus dem Isolierband 44
mittels der Schweißkante 60 durch eine Längsschweißnaht
eine ringförmige isolierende Manschette hergestellt worden
ist und die Werkzeugteile 64 und 66 die in Fig. 4 gezeigte,
am Kabel 50 anliegende Stellung einnehmen. Unabhängig da
von, ob der Amboßteil 68 axial neben dem freien Kabelende
50 gegen die über das Kabelende hinaus vorstehende Isolier
bandmanschette und die Sonotrode 30 genau zum Beginn des
mit den Werkzeugteilen 64 und 66 ausgeführten Schweißvor
gangs vorfährt oder etwas früher oder später, wird zwischen
der Vorderkante des Amboßteils 68 und der Sonotrode 30 eine
Querschweißnaht erzeugt, welche das sonst offene freie Ende
des Kabelendknotens taschenförmig dicht abschließt und so
mit erst vollständig isoliert.
Mit einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7
wird veranschaulicht, daß der Amboß 32 nicht nur durch eine
geradlinige Hubbewegung, sondern auch durch eine Schwenk
bewegung nach oben aus dem Bereich des Schlitzes 38 zurück
gezogen und in die Arbeitsstellung gemäß Fig. 7 gebracht
werden kann. Die Schwenkachse des Ambosses ist mit 72 be
zeichnet. Genauso wie zuvor durch die Hubbewegung des Am
bosses wird auch durch die Schwenkbewegung das freie Ende
des von den Vorschubrollen 40, 42 schräg nach oben über
den Schlitz hinweg vorgeschobenen Isolierbands um das einge
legte Kabel 50 herumgebogen und zwischen den Spannrollen
52, 54 eingeklemmt. Um zu vermeiden, daß das freie Ende
des Isolierbands 44 sich schon vor dem Einführen des Kabels
50 in den Schlitz 38 von allein zu weit nach unten biegt,
kann auch wieder eine Klappe 48 vorhanden sein, auf deren
Darstellung in diesem Fall verzichtet wurde. Die Werkzeug
teile 60 - 68 können ebenfalls wieder dieselbe Form haben
wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 5. Alter
nativ kommt bei der Verarbeitung von Einkomponenten-Iso
lierband aber auch die einfache in Fig. 6 und 7 gezeigte
Form der Werkzeuge in Frage, bei welcher an der Sonotrode
30 lediglich eine Schweißkante 60 vorhanden ist, welche
im Zusammenwirken mit einer Gegenfläche am Amboß nach dem
Straffen der um das Kabel 50 geschlungenen Isolierband
schlaufe lediglich eine Längsnaht erzeugt, welche die
Schlaufe zu einer ringförmigen Manschette schließt. Es ver
steht sich, daß die einfache Werkzeugform nach Fig. 6 und
7 auch bei der Schweißvorrichtung nach Fig. 1 bis 4 Anwen
dung finden kann.
Die Ausführung nach Fig. 8 bietet zu der nach Fig. 6 und
7 dieselbe Ergänzung durch einen zusätzlichen Amboßteil
68 wie die Ergänzung der Ausführung nach Fig. 5 im Verhält
nis zu der nach Fig. 1 bis 4, so daß auf die obigen Aus
führungen zu Fig. 5 Bezug genommen werden kann. Man er
kennt, daß die Erzeugung einer Querschweißnaht zur Abdich
tung eines Kabelendknotens mittels des Amboßteils 68 unab
hängig davon ist, ob Sonotrode 30 und Amboß 32 ansonsten
nur für das Schweißen einer Längsnaht oder auch für die
Verschweißung der Isolierbandmanschette mit dem Kabel am
Umfang ausgelegt sind. Es ist weiterhin erkennbar, daß der
neue Vorschlag, mittels eines gegen die Sonotrode 30 vor
schiebbaren Amboßteils 68 eine Querschweißnaht zur taschen
förmigen Isolierung von Kabelendknoten herzustellen, auch
bei den herkömmlichen Ultraschall-Schweißvorrichtungen nach
Fig. 11, 12 und 12a Anwendung finden kann, denn die Erzeugung
der Querschweißnaht setzt nur die vorherige Erzeugung der
ringförmigen Isolierbandmanschette voraus, unabhängig da
von, ob diese einstückig aus einer Isolierbandschlaufe oder
gemäß Fig. 11 aus zwei verschiedenen Isolierbändern zusam
mengeschweißt worden ist.
Die in Fig. 9 und 10 dargestellte Schweißvorrichtung unter
scheidet sich von der nach Fig. 6 und 7 nur dadurch, daß
statt der Spannrollen 52, 54 Klemmstücke 74, 76 vorhanden
sind. Sie entsprechen in ihrer Funktion den Spannrollen
52, 54, indem durch sie das äußerste Ende der um das Ka
bel 50 gebogenen Isolierbandschlaufe eingeklemmt wird. Sie
erlauben auch das Strammziehen der Isolierbandschlaufe
durch Rückwärtsantrieb der Vorschubrollen 40, 42. Durch
den von den Vorschubrollen 40, 42 in Rückwärtsrichtung aus
geübten Zug auf das Isolierband 44 wird nach dem Schweißvor
gang das zwischen den Klemmstücken 74, 76 gehaltene äußer
ste Ende der vorigen Isolierbandschlaufe vom freien Ende
des Isolierbandvorrats abgetrennt, wobei die obere scharfe
Kante des Klemmstücks 76 fördernd mitwirkt. Wenn am Ende
eines Arbeitszyklus der Amboß 32 wieder nach oben zurück
schwenkt, kann der bis dahin zwischen Klemmstücken 74 und
76 gehaltene Materialabschnitt nach unten aus dem Werkzeug
herausfallen oder ggf. auch herausgeblasen werden.
Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
die vorteilhafte Eigenschaft gemeinsam, daß beim Einführen
des zu isolierenden Kabels 50 in den Schlitz 38 zu dessen
Positionierung im Schweißwerkzeug keine besonders große
Aufmerksamkeit erforderlich ist. Deshalb eignen sich das
neue Verfahren und die zu dessen Durchführung vorgeschla
genen Vorrichtungen auch für eine automatische Zuführung
der zu isolierenden Kabel mittels einer Fördereinrichtung,
welche die Kabel in den Schlitz 38 einführt und nach dem
Schweißvorgang weiterbefördert. Es versteht sich, daß so
wohl hierbei als auch bei einer von Hand bedienten Maschine
der Schlitz 38 nicht unbedingt horizontal liegen muß, son
dern auch eine schräg geneigte oder senkrechte Lage haben
kann.
Claims (18)
1. Verfahren zur Isolierung kurzer Kabelabschnitte, insbe
sondere im Bereich von Kabelverbindungen, durch Umhül
len mit Isolierband, welches mittels
Ultraschall zu einer in sich geschlossenen ringförmigen
Manschette verschweißt und neben der Schweißnaht vom
Vorrat abgetrennt wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Isolierband (44) in Form
einer zusammenhängenden Schlaufe um das Kabel (50) ge
schlungen wird, indem das Ende des Isolier
bands (44) von einer Seite einer Kabel
aufnahme (38) aus zur anderen Seite
vorgeschoben und dann in einem Zug um das Kabel (50)
herum zur ersten Seite zurückgebogen und in eine Klemm
stellung (zwischen 52, 54; 74, 76) gedrückt wird,
und dann das freie Ende der Schlaufe gegen
deren Anfang geschweißt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ende des Iso
lierbands (44) durch Bewegung des einen Teils (32) des
Schweißwerkzeugs (30, 32) mit einer Richtungskomponente
quer zur dessen Längsachse um das Kabel (50) gebogen
und in die Klemmstellung gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die
Schlaufe vor dem Schweißen durch eine auf ihre Enden
ausgeübte Zugkraft gestrafft wird, während das Kabel
(50) durch das Schweißwerkzeug (30, 32) radial gehalten
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das
neben der Schweißnaht abgetrennte freie Ende der Schlau
fe durch eine Zugkraft von dem freien Ende der nächst
folgenden Schlaufe abgezogen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die
Schweißnaht auf der Unterseite des hori
zontal gehaltenen Kabels (50) erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das
Isolierband (44) parallel zur Längsach
se der Sonotrode (30) zu deren vorderen Ende hin vorge
schoben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Isolierung eines freien Kabelendes zunächst
eine darüber hinaus vorstehende Manschette geschweißt
wird und dann deren überstehendes Ende durch eine Quer
naht abgeschlossen wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 7 mit einem aus Sonotrode und Am
boß bestehenden Ultraschall-Schweißwerkzeug sowie Vor
schub- und Führungseinrichtungen für das Isolierband,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schweißwerkzeug (30, 32) nur auf einer Seite eines
darin eingelegten Kabels (50) mit einer Schweißkante
(60) für eine Längsnaht ausgebildet ist und die Füh
rungseinrichtung (40, 42, 48, 52) für das Isolierband
(44) im Bereich des Schweißwerkzeugs (30, 32) Umlenk
glieder (52; 74) aufweist, durch welche das freie Ende
des Isolierbands (44) um das Kabel (50) herumbiegbar
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens ein Teil
der Umlenkglieder (52; 74) mit dem Amboß (32) verbunden
und zusammen mit diesem zum Umbiegen des Isolierbands
(44) um das Kabel (50) oder am Kabel vorbei bewegbar
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, da
durch gekennzeichnet, daß die
Führungseinrichtung für das Isolierband (44) Spannglie
der (52, 54; 74, 76) aufweist, durch welche sein um
das Kabel (50) gebogenes freies Ende einklemmbar ist,
und daß durch einen Antrieb der Spannglieder und/oder
einen reversierbaren Antrieb der Vorschubeinrichtung
(40, 42) die um das in dem Schweißwerkzeug (30, 32)
gehaltene Kabel (50) gebogene Isolierbandschlaufe (44)
durch Zugbelastung spannbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß am Amboß
(32) oder einem mit ihm verbundenen Teil eine Führungs-
und Spannrolle (52) gelagert ist, durch welche das um
das Kabel (50) gebogene freie Ende des Isolierbands
(44) an eine Gegenrolle (54) andrückbar ist, und dieses
Spannrollenpaar (52, 54) gemeinsam mit einem Rollenpaar
(40, 42) der Vorschubeinrichtung in der Richtung an
treibbar ist, daß beide Enden einer um das Kabel geleg
ten Isolierbandschlaufe (44) gleichzeitig vom Kabel
(50) fortziehbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Fördergeschwindig
keit des Spannrollenpaares (52, 54) größer ist als die
des Rollenpaares (40, 42) der Vorschubeinrichtung.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die
Bearbeitungsstellung des Kabels (50) im Schweißwerkzeug
durch das Ende eines Schlitzes (38) im Maschinengehäuse
bestimmt ist, welcher sich in Längsrichtung der Sono
trode (30) zu deren äußeren Ende hin erstreckt, und
in welchen das Kabel in Querlage einführbar ist, wäh
rend der Amboß (32) aus dem Bereich des Schlitzes (38)
zurückgezogen oder herausgeschwenkt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß auf der einen Seite des
Schlitzes (38) ein Rollenpaar (40, 42) der Vorschubein
richtung gelagert ist, durch welches das Ende des Iso
lierbands zur gegenüberliegenden Seite des Schlitzes
(38) vorschiebbar ist, zu welcher der Amboß zurückge
zogen oder zurückgeschwenkt ist, und daß durch ein mit
diesem verbundenes Führungs- und Spannglied (52; 74)
das Ende des Isolierbands (44) um das Kabel (50) herum
wieder zu derjenigen Seite des Schlitzes (38), auf wel
cher das Rollenpaar (40, 42) der Vorschubeinrichtung
gelagert ist, zurückzubiegen und an ein Gegenspannglied
(54; 76) andrückbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß sich
die Längsachse der Sonotrode (30) und der Schlitz (38)
horizontal erstrecken und in Arbeits
stellung des Schweißwerkzeugs (30, 32) das Gegenspann
glied (54; 76) unterhalb der Sonotrode (30) und des
Ambosses (32) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß zu der
Führungseinrichtung für das Isolierband eine auf der
dem Rollenpaar (40, 42) der Vorschubeinrichtung gegen
überliegenden Seite des Schlitzes (38) verschwenkbar
gelagerte Klappe (48) gehört, welche sich beim Einfüh
ren des Kabels (50) in den Schlitz (38) schräg nach
innen weisend durch diesen erstreckt und auf ihrer
Oberseite das freie Ende des von dem Rollenpaar (40,
42) der Vorschubeinrichtung quer zum Schlitz (38) und
schräg nach außen vorgeschobenen Isolierbands (44)
führt, während das Kabel (50) im Schlitz (38) unter
der Klappe (48) hindurchführbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Vor
schubeinrichtung mit ihren Führungsorganen für das Iso
lierband (44) von einer Vorratsrolle zum Schweißwerk
zeug (30, 32) im wesentlichen parallel zur Längsachse
der Sonotrode (30) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8
bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Amboß (32) im Bereich des einen Endes einer
erzeugten Längsschweißnaht einen nach deren Fertigstel
lung gegen die Sonotrode (30) vorschiebbaren, sich
quer zum Kabel erstreckenden weiteren Am
boßteil (68) zur Erzeugung einer Querschweißnaht an
der über ein Kabelende vorstehenden Isolierbandmanschet
te aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883819764 DE3819764A1 (de) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Verfahren und vorrichtung zur isolierung kurzer kabelabschnitte, insbesondere im bereich von kabelverbindungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883819764 DE3819764A1 (de) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Verfahren und vorrichtung zur isolierung kurzer kabelabschnitte, insbesondere im bereich von kabelverbindungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3819764A1 DE3819764A1 (de) | 1989-12-21 |
DE3819764C2 true DE3819764C2 (de) | 1992-09-03 |
Family
ID=6356266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883819764 Granted DE3819764A1 (de) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Verfahren und vorrichtung zur isolierung kurzer kabelabschnitte, insbesondere im bereich von kabelverbindungen |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3819764A1 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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DE10057479A1 (de) * | 2000-11-20 | 2002-05-23 | Alcatel Sa | Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Flachbandleitung |
CN103683132B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-03-02 | 国家电网公司 | 输电导线破损绝缘层修复方法 |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
GB2083403B (en) * | 1980-07-28 | 1984-07-04 | Raychem Ltd | Heat recoverable articles |
DE3151151C2 (de) * | 1981-12-23 | 1989-10-12 | Schunk Ultraschalltechnik Gmbh, 8750 Aschaffenburg | Vorrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter |
DE3631769A1 (de) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Dsg Schrumpfschlauch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum laengswasserabdichten vieladriger kabelbuendel |
-
1988
- 1988-06-10 DE DE19883819764 patent/DE3819764A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3819764A1 (de) | 1989-12-21 |
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