DE4110455A1 - Elektrisch isolierende umhuellung sowie vorrichtung zum umschliessen einer verbindungsstelle mit einer solchen - Google Patents
Elektrisch isolierende umhuellung sowie vorrichtung zum umschliessen einer verbindungsstelle mit einer solchenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich zum einen auf eine elektrisch isolierende Umhüllung für eine
Verbindungsstelle wie Endknoten oder Durchgangsknoten von außerhalb der
Verbindungsstelle Isolierungen aufweisenden elektrisch leitenden Elementen wie Litzen,
wobei zur Formgebung Ultraschall auf die Umhüllung einwirkt. Zum anderen bezieht
sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Umschließen einer Verbindungsstelle wie
Endknoten oder Durchgangsknoten von außerhalb der Verbindungsstelle Isolierungen
aufweisenden elektrisch leitenden Elementen wie Litzen mit einer Umhüllung, wobei die
Vorrichtung eine eine Sonotrode und eine dieser zugeordneten Gegenelektrode wie
Amboß aufweisende Ultraschallschweißvorrichtung umfaßt und die Sonotrode und die
Gegenelektrode zur Bildung eines Verdichtungsraums zur Aufnahme der zu
umschließenden Verbindungsstelle jeweils einander zugewandte vorzugsweise
rinnenförmig ausgebildete Aussparungen aufweisen.
Aus der DE-C 35 37 167 ist ein Verfahren zum Umschließen einer Verbindungsstelle
zwischen elektrisch leitenden Elementen bekannt, wobei zur Bildung der Umhüllung zu
beiden Seiten der Verbindungsstelle ein Zweikomponentenband zugeführt wird. Dieses
wird dann mittels Ultraschall um die Verbindungsstelle verschweißt. Durch das
Ausgangsmaterial in Form des zweilagigen Bandes bedingt verlaufen in Längsrichtung
der Umhüllung zwei Längsnähte, die die Gefahr von Undichtigkeiten bilden.
Da das Komponentenband stark aufgeschmolzen werden muß, um die erforderliche
Umhüllung zu bilden, sind relativ lange Ultraschallschweißtakte notwendig. Ferner
bereitet es Probleme, die an den Längsnähten zu entfernenden Kunststoffmaterialien zu
entsorgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem das Problem zugrunde, eine Umhüllung
für insbesondere End- und Durchgangsknoten zur Verfügung zu stellen, die eine sichere
elektrische Isolierung bieten, die bei relativ kurzen Taktzeiten formgebend um die
Knotenstelle mittels Ultraschall schweißbar ist, und die zudem die Möglichkeit eröffnen,
nach Umschließen der Verbindungsstelle diese unmittelbar optisch überprüfen zu
können. Insbesondere soll auch die Reißfestigkeit der die Verbindungsstelle
aufweisenden elektrisch leitenden Elemente wie Litzen durch die Umhüllung erhöht
werden. Schließlich soll die Umhüllung überaus kostengünstig sein.
Ferner liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Umschließen
einer Verbindungsstelle zwischen elektrisch leitenden Elementen wie Litzen so
weiterzubilden, daß das die Umhüllung bildende Material sicher und unproblematisch
der Verbindungsstelle zugeführt werden kann und daß bei Erzielung kurzer Taktzeiten
nicht nur Endknoten, sondern auch Durchgangsknoten im erforderlichen Umfang
elektrisch isolierend umschlossen werden können.
Das Problem wird in bezug auf die Umhüllung im wesentlichen dadurch gelöst, daß
diese ein Abschnitt eines Schlauches ist, auf zumindest dessen Endbereichen der
Ultraschall formgebend einwirkt. Insbesondere ist der die Umhüllung bildende Abschnitt
ein solcher eines Klarsichtschlauches, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, nach
Fertigstellung der Umhüllung die Verbindungsstelle optisch überprüfen zu können.
Hervorzuheben ist des weiteren, daß der Schlauch ein Zweikomponentenschlauch sein
kann, der vorzugsweise eine Heizschmelzklebematerial umfassende Innenbeschichtung
aufweist.
Durch die Verwendung eines Schlauches ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß die
ansonsten bei der Verwendung von Bandmaterial auftretenden Längsnähte vermieden
werden können, so daß die erfindungsgemäß ausgebildete Umhüllung ein hohes Maß an
Sicherheit gegen Undichtigkeit bietet. Dabei ist in hervorzuhebender Ausgestaltung der
Erfindung der die Umhüllung bildende Schlauchabschnitt nur in seinen beiden
Endbereichen mittels Ultraschallschweißen formgebend aufzuschmelzen und
anschließend auszuhärten, so daß infolgedessen im Vergleich zu den bekannten
Techniken nur geringere Ultraschallenergie aufzuwenden ist und damit kürzere
Taktzeiten erreichbar sind.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Umhüllung eine
Verbesserung der Ausreißkräfte und ein Schutz gegen Schälbeanspruchung der
elektrischen Elemente wie Litzen bewirkt. Hieraus ergibt sich hervorzuhebenderweise
der Vorteil, daß mit Knotenpunkten versehene Litzen zum Einsatz gelangen können, die
einen Querschnitt von 0,35 mm2 aufweisen.
Die erfindungsgemäße Umhüllung ist jedoch nicht nur auf Endknoten beschränkt.
Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, einen Schlauchabschnitt zur Herstellung einer
Umhüllung für einen Durchgangsknoten zu verwenden. Hierzu besteht die
grundsätzliche Möglichkeit, den Schlauchabschnitt von einem Ende der elektrischen
Leiter her auf den Durchgangsknoten zu schieben und sodann den Schlauchabschnitt in
den Rändern, also im Bereich der dort bereits verlaufenden Isolationen der elektrischen
Leiter der Verbindungsstelle im erforderlichen Umfang mittels Ultraschallschweißens
aufzuschmelzen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann jedoch das Schlauchmaterial zur
Herstellung einer Umhüllung für einen Durchgangsknoten in Längsrichtung
aufgeschnitten sein, so daß durch Aufklappen eines Schlauchabschnittes der
Durchgangsknoten unmittelbar von dem Schlauchabschnitt umschlossen werden kann,
so daß folglich ein Verschieben des Schlauchabschnittes entlang der Litzen nicht
erforderlich ist. Bei einer entsprechenden Maßnahme ist es jedoch erforderlich, daß
Ultraschallenergie nicht nur auf die Enden des Schlauchabschnittes, sondern auch auf
den Längsschnitt einwirkt, um diesen zu verschweißen.
Anstelle eines geschlitzen Schlauchs kann ein extrudiertes Band benutzt werden, dessen
Querschnitt eine offene kreisähnliche Geometrie wie offenes O oder ein u mit einander
zugewandten Schenkeln ist. Dabei soll die Form bereits einen Spalt aufweisen, der beim
Schweißen überlappt und so verschweißt wird. Auch ein solches Bandmaterial kann als
Schlauch bezeichnet werden, der einen überlappbaren oder überlappenden Längsspalt
aufweist.
Bei einer entsprechenden Realisierung ergibt sich im Vergleich zu den bekannten
Umhüllungen jedoch der Vorteil, daß nicht zwei Längsnähte zum isolierenden
Umschließen des Durchgangsknotens erforderlich sind. Vielmehr ist nur eine Längsnaht
hinzunehmen.
Die einen Endknoten umgebende Umhüllung weist an ihrem freien vorderen Ende eine
senkrecht zur Längsrichtung der Leiter verlaufende Quernaht und im Bereich der
Isolierungen eine umlaufende Strukturierungen wie Wellungen aufweisende Abdichtung
auf, die sicherstellt, daß die Umhüllung unter normalen Bedingungen nicht von der
Knotenstelle, also von den elektrischen Leitern abgezogen werden kann.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Lösung von der Erfindung
zugrundeliegenden Problemen zeichnet sich unter anderem dadurch aus, daß die
Aussparung der Sonotrode zumindest zwei zueinander beabstandete Abschnitte aufweist,
denen entsprechende Abschnitte der Aussparung der Gegenelektrode zugeordnet sind,
und daß zwischen den einander zugewandten und zugeordneten Abschnitten auf die
Umhüllung bildendes schlauchförmiges Ausgangsmaterial Ultraschall einwirkt.
Die den Verdichtungsraum der Ultraschallschweißvorrichtung bildenden Aussparungen
weisen folglich im Längsschnitt eine U-Form auf, wobei die unterschiedliche Längen
aufweisenden Seitenschenkel zum Aufschmelzen des Umhüllungsmaterials mit diesem
in Berührung gelangen. Zwischen diesen Vorsprüngen verläuft die Aussparung der
Gegenelektrode bzw. der Sonotrode beabstandet zu dem Umhüllungsmaterial, so daß in
diesem Bereich ein formgebendes Aufschmelzen nicht erfolgt.
Durch die punktuelle bzw. linienförmige Ultraschallapplikation ergibt sich erkennbar der
Vorteil, daß im Vergleich zur Herstellung bekannter Umhüllungen weniger
Ultraschallenergie eingeleitet werden muß. Demzufolge können auch kürzere Taktzeiten
erzielt werden.
Insbesondere ist das Ausgangsmaterial für die Umhüllung ein Schlauchabschnitt, dessen
Endbereiche zur formgebenden Ultraschalleinwirkung zwischen den einander
zugeordneten Abschnitten von Sonotrode und Gegenelektrode anordbar sind.
Um aufeinanderfolgende Knotenpunkte mit Schlauchabschnitten zur Bildung der
elektrisch isolierenden Umhüllungen zu bestücken, werden die Abschnitte von einem
Schlauch mittels eines Schneidelementes abgetrennt, welches von der Sonotrode
und/oder der Gegenelektrode ausgeht. Somit kann ein Abschneiden des
Schlauchabschnittes von einem Schlauch durch Aufeinanderzubewegung von Sonotrode
und Gegenelektrode erfolgen, bevor der Ultraschall zum Aufschmelzen und zur
Formgebung eingeleitet wird.
Selbstverständlich kann zum Abtrennen auch Ultraschall appliziert werden.
Ergänzend kann eine von der Ultraschallschweißvorrichtung getrennte
Schneideinrichtung vorgesehen sein, um gewünschtenfalls einen glatten Schnitt zu
gewinnen, der sicherstellt, daß die Verbindungsstelle problemlos in den Schlauch
eingeführt bzw. dieser auf die Verbindungsstelle geschoben werden kann.
Hierzu unterstützend wird der Schlauch über eine eine trichterförmige Durchbrechung
aufweisende Führung in den Bereich zwischen der Sonotrode und Gegenelektrode
zugeführt, wodurch eine Ausrichtung der Längsachse des Schlauches bzw.
Schlauchabschnittes auf die Längsachse der Verbindungsstelle erfolgt.
Erwähnt sei noch einmal, daß entweder der Schlauch auf die zu umhüllende
Verbindungsstelle geschoben wird, wobei die elektrischen Leiter hierbei von einem
mechanischen Greifer positioniert werden können, oder bei im Bereich des
Verdichtungsraums der Ultraschallschweißvorrichtung angeordneten Schlauch die
Verbindungsstelle in diesen eingebracht werden kann.
Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung sieht vor,
daß bei dem elektrisch isolierenden Umschließen eines Durchgangsknotens als
Ausgangsmaterial für die Umhüllung ein mit einem Längsschnitt versehener Schlauch
bzw. ein im Schnitt eine offene kreisförmige Geometrie aufweisendes Band wie
Schneckenband benutzt wird, der bzw. das nach Zuführen zur Gegenelektrode auf die
gewünschte Abschnittslänge abgelängt wird, der Abschnitt zusammen mit der
Gegenelektrode aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird, in der der
Durchgangsknoten in den Schlauch- bzw. Bandabschnitt eingelegt und anschließend
durch Wechselwirken mit der Sonotrode Ultraschall appliziert wird, daß nach
Ausbildung der elektrisch isolierenden Umhüllung die elektrischen Leiter mit dieser aus
der Gegenelektrode entnommen und diese in die erste Position zurückverfahren wird.
Gegenelektrode und Sonotrode könnten auch untereinander ausgetauscht werden. Durch
die gewählte Bandform (Schneckenband) entsteht eine Überlappungsnaht.
Unabhängig davon, welche Art von Verbindungsstellen zu umhüllen sind, ist nach einem
eigenerfinderischen Vorschlag vorgesehen, daß das Schlauchmaterial zwischen rollen- oder
scheibenförmigen Elementen wie Antriebsrädern der Ultraschallschweißvorrichtung
zugeführt wird. Hierzu sind vorzugsweise zwei Räder vorgesehen, von denen eines
angetrieben ist, wohingegen das andere in bezug auf den zuzuführenden Schlauch
diametral angeordnet und vorgespannt wie z. B. durch eine Feder den Schlauch auf das
Antriebsrad drückt. Beide Räder weisen einen Freilauf auf, um auf diese Weise
sicherzustellen, daß beim Abschneiden des Schlauchabschnittes ein unkontrolliertes
Zurückbewegen des Schlauches unterbleibt. Das angetriebene Rad kann dabei mit
einem im Drehwinkel einstellbaren vorzugsweise um 180° hin- und herdrehbaren
Drehzylinder angetrieben werden.
Sofern ein kontrolliertes Zurückziehen des Schlauches nach Ablängen des die
Umhüllung bildenden Schlauchabschnittes gewünscht wird, kann der Schlauch von
insgesamt vier Rollen- bzw. Scheibenelementen erfaßt werden, von denen jeweils zwei
eine Vorwärts- und zwei eine Rückwärtsbewegung sicherstellen. Von den paarweise
angeordneten Rollen- oder Scheibenelementen ist jeweils eines angetrieben, wohingegen
die anderen Elemente vorgespannt auf den zuzu- bzw. wegzuführenden Schlauch
vorgespannt anliegen. Die paarweise angeordneten Rollen- oder Scheibenelemente sind
dabei jeweils nur in eine Richtung drehbar. Um dennoch die Bewegung im
erforderlichen Umfang sicherzustellen, sind die einen Antrieb nicht aufweisenden
Rollen- oder Scheibenelemente vorzugsweise über eine Wippe verschwenkbar, um so
wahlweise, also in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung mit dem Schlauch in
Wechselwirkung zu treten.
Hervorzuheben ist des weiteren, daß die erfindungsgemäßen Umhüllungen zu Kosten
herstellbar sind, die gleich oder sogar geringer als diejenigen sind, die bei einem
Isolierband als Umhüllung entstehen. Dieser Vorteil ist auch unter dem Gesichtspunkt
zu werten, daß es sich um einen Massenartikel handelt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus
den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in
Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu
entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer einen Endknoten umgebenden Umhüllung,
Fig. 2 die Umhüllung nach Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer einen Durchgangsknoten umgebenden Umhüllung,
Fig. 4 die Umhüllung nach Fig. 3 in Draufsicht,
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer Sonotroden/Gegenelektrodenausbildung zur
Herstellung einer Umhüllung für einen Endknoten,
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer Sonotroden/Amboßanordnung zur Herstellung einer
Umhüllung für einen Durchgangsknoten,
Fig. 7 eine alternative Ausführungsform zur Herstellung einer Umhüllung für einen
Durchgangsknoten,
Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch die Anordnung gemäß Fig. 7,
Fig. 9 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zur Herstellung einer Umhüllung eines
Endknotens,
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer Anordnung zur Herstellung einer
Umhüllung eines Endknotens,
Fig. 11 eine dritte Ausführungsform einer Anordnung zur Herstellung einer
Umhüllung eines Endknotens und
Fig. 12 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zur Herstellung einer Umhüllung
eines Durchgangsknotens.
In den Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind
verschiedene Ausführungsformen von Umhüllungen dargestellt, die zum elektrisch
isolierenden Umschließen einer Verbindungsstelle von außerhalb der Verbindungsstelle
Isolierungen aufweisenden elektrisch leitenden Elementen bestimmt sind. Dabei sind die
Verbindungsstellen vorzugsweise Endknoten oder Durchgangsknoten.
In Fig. 1 ist eine Umhüllung (10) für einen Endknoten (12) als Verbindungsstelle
zwischen beispielhaft dargestellten elektrischen Leitern wie Litzen (14), (16), (18)
dargestellt, die zumindest außerhalb der Umhüllung mit einem Isoliermaterial umgeben
sind.
Das Ausgangsmaterial der Umhüllung (10) ist ein Abschnitt eines Klarsichtschlauches,
der über den Knotenpunkt (12) geschoben und sodann ausschließlich in seinen
Endbereichen (20) und (22) in nachstehender Weise mittels Ultraschall formgebend
aufgeschmolzen und anschließend ausgehärtet wird. Dabei weist die Umhüllung (10) in
ihrem vorderen freien Ende eine senkrecht zur Längsachse des Knotenpunkts (12)
verlaufende Schweißnaht (24) auf, wohingegen im hinteren, im Bereich der Isolierungen
der Leiter (14), (16), (18) verlaufenden Abschnitt vorzugsweise eine wellenartige oder
eine gleichwirkende aus Erhebungen und Vertiefungen sich zusammensetzende
Geometrie ausgebildet ist, durch die ein festes Umschließen der Leiter (14), (16) und
(18) und damit ein unter normalen Bedingungen nicht mögliches Abziehen der
Umhüllung (10) erzielt werden soll.
Bei dem Schlauchmaterial handelt es sich vorzugsweise um ein
Klarsichtschlauchmaterial, wodurch der Vorteil gegeben ist, daß nach Umschließen der
Knotenstelle (12) diese optisch überprüfbar ist.
Bevorzugterweise kann das Schlauchmaterial jedoch auch ein Zweikomponentenschlauch
sein, der eine Innenbeschichtung aufweist, die ein Schmelzklebermaterial umfaßt. Durch
diese Maßnahme ergibt sich insbesondere eine wasserdichte Isolierung des
Knotenpunktes (12). Die Außenschicht eines entsprechenden Schlauchmaterials kann in
bekannter Weise aus PVC oder anderem geeigneten Material bestehen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Umhüllung (28) für einen Durchgangsknoten (30)
dargestellt, der die Verbindung zwischen Leitern (32), (34), (36) und (38) bildet.
Die Umhüllung (28) besteht gleichfalls aus einem Schlauch -vorzugsweise
Klarsichtschlauchabschnitt-, dessen Enden (40) und (42) mittels Ultraschall
aufgeschweißt werden, um durch entsprechende Geometrien der zum Einleiten des
Ultraschalls erforderlichen Sonotrode und Gegenelektrode wie Amboß die zeichnerisch
dargestellte Wellengeometrie zum sicheren Umschließen der Isolierungen der Leiter
(32), (34), (36) und (38) zu gewinnen. Die Wellengeometrie ist selbstverständlich nicht
zwingend vorgeschrieben. Andere Strukturierungen sind gleichfalls möglich.
Einen Ausschnitt einer Ultraschallschweißvorrichtung umfassend eine Sonotrode (46)
und eine dieser zugeordneten Gegenelektrode wie Amboß (44) zur Herstellung einer
den Fig. 1 und 2 entsprechenden Umhüllung (10) für einen Endknoten (12) ist der Fig.
5 zu entnehmen.
In diesem Zusammenhang ist ganz allgemein zu bemerken, daß Sonotrode und
Gegenelektrode auch untereinander ausgetauscht werden können. Daher ist die insoweit
erfolgende Beschreibung von Sonotrode und Gegenelektrode nicht einschränkend zu
verstehen.
Sonotrode (46) und Amboß (44) weisen einander zugewandte im Schnitt rinnenförmige
Aufnahmen (48) und (50) auf, die sich zu einem Verdichtungsraum ergänzen, in dem
der Knotenpunkt (12) mit dem diesen umgebenden Abschnitt eines Schlauchs (52)
einbringbar ist.
Sowohl die Aussparung (48) als auch die Aussparung (50) weisen zueinander
beabstandet und einander zugewandte Erhebungen (54) und (56) bzw. (58) und (60) auf,
um mit dem zwischen der Sonotrode (46) und dem Amboß (44) verlaufenden Abschnitt
(62) des Schlauches (52) in Berührung zu gelangen, um diesen aufzuschmelzen und zu
der gewünschten Umhüllung (10) zu verformen. Dabei wird der erforderliche Abschnitt
von dem Schlauch (52) mittels einer von der Sonotrode (46) ausgehenden Schneidkante
(64) abgetrennt, die ihrerseits die vordere Begrenzung der Erhebung (56) bildet. Die
Schneidkante (64) ist entlang einer Kante (66) des Ambosses (44) verschiebbar, wodurch
eine Schneidwirkung zum Abtrennen des Abschnittes (62) von dem Schlauch (52) erzielt
wird.
Die im Bereich der Isolierungen der elektrischen Leiter (14), (16) verlaufenden
Erhebungen (58), (60) sind wellenförmig strukturiert, um somit das in diesem Bereich
verlaufende Schlauchmaterial entsprechend der Darstellungen der Fig. 1 und 2
formgebend zu strukturieren.
Ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 die Sonotrode (46) in Richtung des Ambosses (44)
anhebbar, so kann auch der Amboß (44) auf die Sonotrode (46) absenkbar sein. Auch
können erwähntermaßen Amboß und Sonotrode austauschbar sein.
Wie die Fig. 5 des weiteren verdeutlichen soll, ist der zwischen den Erhebungen (54)
und (58) bzw. (56) und (60) der Sonotrode (46) bzw. des Ambosses (44) verlaufende
Bereich (68) bzw. (70) derart versetzt verlaufend angeordnet, daß nicht oder keine
wesentliche Berührung mit dem Schlauchabschnitt (62) während der
Ultraschalleinwirkung erfolgt. Dies ist nicht erforderlich, da der in diesem Bereich
verlaufende geschlossene Schlauchabschnitt (62) nicht aufgeschmolzen werden muß.
In Fig. 6 ist eine Sonotroden/Elektrodenanordnung wiedergegeben, mit der eine der Fig.
3 und 4 entsprechende Umhüllung um einen Durchgangsknoten (30) hergestellt werden
soll.
Der Durchgangsknoten (30) verbindet elektrische Leiter (34), (36) mit elektrischen
Leitern (38) und (72).
Über den Durchgangsknoten (30) wird ein Schlauchabschnitt (74) geschoben, dessen
Endbereiche (76) und (78) mit entsprechend ausgebildeten einander zugewandten
Vorsprüngen (80) und (82) bzw. (84) und (86) von Sonotrode (90) und Amboß (88)
beim Applizieren von Ultraschall wechselwirken. Hierzu werden Sonotrode (90) und
Amboß (88) relativ aufeinanderzu bewegt.
Man erkennt des weiteren aus der Fig. 6, daß der zwischen den Vorsprüngen (80) und
(84) der Sonotrode (90) bzw. der Vorsprünge (82) und (86) des Ambosses (88) ein in
bezug auf den Durchgangsknoten (30) zurückversetzter Bereich (92) bzw. (94) verläuft,
in dem ein Berühren des Schlauchmaterials (74) nicht erfolgt.
Ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ein umlaufend geschlossener
Schlauchmaterialabschnitt (74) über den Durchgangsknoten (30) geschoben, so ist nach
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 eine alternative Lösungsmöglichkeit
aufgezeigt. Zwar wird der Durchgangsknoten (30) gleichfalls von einem
Schlauchabschnitt (96) bzw. geformten Bandabschnitt umgeben, der durch
Wechselwirkung mit Sonotrode (98) und Gegenelektrode bzw. Amboß (100)
aufgeschmolzen wird. Allerdings weist der Schlauchabschnitt (96) einen Längsschnitt auf.
Hierdurch ist der Schlauchabschnitt (96) auseinanderbiegbar (Fig. 8), um so den
Durchgangsknoten (30) über den Längsschnitt in den von dem Schlauchabschnitt (96)
umgebenden Innenraum (100a) einzubringen. In Fig. 8 ist eine bevorzugte alternative
Lösung dargestellt, bei der der Durchgangsknoten (30) in ein Bandmaterialabschnitt
einlegbar ist, dessen Querschnittsform so gewählt ist, daß sich in etwa eine offene
kreisförmige Geometrie ergibt. Die einander zugewandten Randabschnitte sind
beabstandet, um ein Einlegen des Durchgangsknotens (30) in den Innenraum (100a) zu
erleichtern. Diese Randabschnitte verlaufen beim Schweißvorgang überlappend, um so
eine überlappende und damit dichte Naht bei der fertiggestellten Umhüllung
sicherzustellen.
In einem solchen Fall muß selbstverständlich über die gesamte Länge des
Schlauchabschnittes (96) ein Aufschmelzen mittels Ultraschall erfolgen, um die
Trennlinie zu verschweißen. Um dies zu bewirken, kann der Amboß (100) eine U-
förmige Aussparung aufweisen, in die die Sonotrode (98) einbringbar ist, die eine
rinnenförmige Vertiefung (102) aufweist, die auf den Schlauch- bzw. Bandabschnitt (96)
auflegbar ist.
Um ein weitgehend automatisiertes, kurze Taktzeiten erreichendes elektrisch
isolierendes Umschließen von Endknoten (12) zu ermöglichen, sind in den Fig. 9 bis 11
rein prinzipiell Vorrichtungen dargestellt, durch die ein automatisches Zuführen von
Schlauchmaterial in den zwischen dem Amboß (44) und der Sonotrode (46)
ausgebildeten Verdichtungsraum und ein einfaches Einbringen des Endknotens (12) in
den die Umhüllung bildenden Schlauchabschnitt (62) ermöglicht wird.
Der Schlauchabschnitt (62) wird von einem Schlauch (52) abgelängt, der von zwei
Rädern (102) und (104) über eine eine trichterförmige Öffnung (106) aufweisende
Führung (108) dem Verdichtungsraum zugeführt wird, um in diesem mittels der
Schneidkante (64) abgelängt zu werden.
Dabei ist das Rad (102) angetrieben, und zwar vorzugsweise über einen im Winkel (z. B.
180°) einstellbaren hin- und herbewegbaren Drehzylinder. Damit das Rad (102) jedoch
nur eine der Pfeilrichtung entsprechende Drehbewegung ausüben kann, ist das Rad
(102) mit einem Freilauf versehen. Das in bezug auf den Schlauch (52) diametral zu
dem Rad (102) angeordnete Rad (104) weist gleichfalls einen Freilauf auf und ist
federvorgespannt, um so einen Druck auf den dem Verdichtungsraum zuzuführenden
Schlauch (52) auszuüben, damit dieser folglich durch Reibschluß gefördert wird.
Die Durchtrittsöffnung (110) der Führung (108) ist dabei auf die Längsachse des
Endknotens (12) ausgerichtet, um auf diese Weise bei bereits zwischen der Sonotrode
(46) und dem Amboß (44) angeordneten Endknoten (12) den Schlauchabschnitt (62)
problemlos auf diesen aufschieben zu können. Um dies zu erleichtern, sind die Leiter
(14), (16) und (18) von einem mechanischen Greifer (112) derart festgelegt, daß die
Längsachse des Endknotens (12) in etwa fluchtend zu der Längsachse des durch die
Führung (108) zugeführten Schlauchs (52) ausgerichtet ist.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, daß bei zwischen der Sonotrode (46)
und dem Amboß (44) angeordnetem Schlauchabschnitt (62) der Endknoten (12) in
diesen eingeführt wird. Dies kann von Hand oder auch durch automatisches Einfädeln
erfolgen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 unterscheidet sich von dem der Fig. 9 dahingehend,
daß zur Gewinnung eines glatten Schnittes zwischen der Führung (108) und der die
Sonotrode (46) und den Amboß (44) umfassenden Ultraschallschweißvorrichtung eine
gesonderte Trenneinrichtung (114) angeordnet ist, die unmittelbar hinter der Führung
(108) einen glatten Schnitt des Schlauchmaterials sicherstellt. Bei einer entsprechenden
Ausgestaltung fällt das zwischen der durch die Schneideinrichtung (114) gewonnenen
Schnittfläche und dem von der Schneidkante (64) erzeugten Schnitt verlaufende
Schlauchmaterial als Abfall an.
Bei der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 soll die Möglichkeit
gegeben sein, das Schlauchmaterial nach dem Ablängen zurückzufahren. Hierzu sind
zwei Paare von Rädern (102) und (104) bzw. (116) und (118) vorgesehen, die jeweils im
entgegengesetzten Sinn drehbar sind. Jedes der Räder (102), (104), (116) und (118) ist
mit einem Freilauf versehen. Die Räder (102) und (116) sind mit einem Antrieb wie
hin- und herbewegbaren Drehzylinder verbunden.
Soll nun das Schlauchmaterial in den zwischen Sonotrode (46) und (44) ausgebildeten
Verdichtungsraum bewegt werden, wird das Rad (102) angetrieben und das Gegenrad
(104) liegt auf dem Schlauch (52) an. Gleichzeitig ist das vorzugsweise über eine Wippe
(120) mit dem Rad (104) verbundene Rad (118) von dem Schlauch (52) abgehoben.
Zwischen dem Schlauch (52) und dem Rad (116) erfolgt weiterhin eine Berührung,
hierdurch wird jedoch der Transport des Schlauchs (52) nicht behindert, da der Schlauch
(52) an der Außenfläche des Rades (116) entlanggezogen werden kann bzw. kann das
Rad (116) durch konstruktive Gestaltung einen Abstand zum Schlauch (52) haben.
Soll der Schlauch (52) zurückgezogen werden, so wird die Wippe (120) gekippt, d. h. das
Rad (104) wird von dem Schlauch (52) abgehoben und das Rad (118), das dem Rad
(116) zugeordnet und vorgespannt ist, kommt zum Anliegen an den Schlauch (52).
Sodann wird der Antrieb des Rades (116) betätigt, wodurch ein Zurückziehen des
Schlauches (52) möglich ist.
In Fig. 12 ist rein prinzipiell eine Vorrichtung dargestellt, mit der ein dargestellter
Durchgangsknoten (30) umhüllt werden soll, und zwar mit einem Schlauchmaterial, das
rein prinzipiell an Hand der Fig. 7 und 8 erläutert worden ist.
Das Schlauchmaterial wird entsprechend der Ausführungsformen der Fig. 9 bis 11
mittels Räder (102), (104) bzw. gleichwirkender Elemente durch die Führung (108) dem
Amboß (100) zugeführt, um sodann den Abschnitt (96) mittels der der Führung (108)
zugewandten und entlang dieser verfahrbaren Schneidvorrichtung abzutrennen. Sodann
wird der Amboß (100) (gestrichelter Pfeil (122)) angehoben, um in dieser Position in
den den Längsschlitz aufweisenden Schlauchabschnitt (96) den Durchgangsknoten
einzulegen. Anschließend wird die Sonotrode (98) abgesenkt, um das Aufschmelzen und
Formgeben zur Gewinnung der Umhüllung zu bewirken. Danach werden die
elektrischen Leiter mit dem Durchgangsknoten und der Umhüllung entfernt, um
schließlich den Amboß (100) in die Grundposition zurückzufahren, in der ein neuer
Schlauchabschnitt (96) eingebracht wird.
Selbstverständlich können Amboß und Sonotrode auch ausgetauscht werden, ohne daß
hierdurch die grundsätzliche Funktion der Vorrichtung verändert wird.
Claims (20)
1. Elektrisch isolierende Umhüllung für eine Verbindungsstelle wie Endknoten oder
Durchgangsknoten von außerhalb der Verbindungsstelle Isolierungen
aufweisenden elektrisch leitenden Elementen wie Litzen, wobei zur Formgebung
Ultraschall auf die Umhüllung einwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (10, 28) ein Abschnitt (62, 96) eines Schlauches (52) ist, auf
zumindest dessen Endbereiche (20, 22, 40, 42, 76, 78) der Ultraschall formgebend
einwirkt.
2. Umhüllung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlauch (52) ein Klarsichtschlauch ist.
3. Umhüllung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlauch ein Zweikomponentenschlauch ist, der vorzugsweise eine
Heizschmelzklebermaterial umfassende Innenbeschichtung aufweist.
4. Umhüllung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer einen Endknoten (12) umgebenden Umhüllung (10) der Ultraschall
allein auf die Endbereiche (20, 22) des Schlauchabschnitts (62) formgebend
einwirkt.
5. Umhüllung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einen Endknoten (12) umgebende Umhüllung (10) an ihrem freien
äußeren Ende (20) eine senkrecht zu ihrer Längsrichtung verlaufende
Schweißnaht (24) und im Bereich der Isolierungen der elektrischen Elemente (14,
16, 18) zum dichten Anliegen an diesen strukturiert ist.
6. Umhüllung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer einen Durchgangsknoten (30) umgebenden Umhüllung (28) diese
allein im Bereich ihrer stirnseitigen Randbereiche mittels Ultraschall zum
Umschließen der Isolierungen der elektrischen Leiter (32, 34, 36, 38) mittels
Ultraschall formgebend verändert ist.
7. Umhüllung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer einen Durchgangsknoten (30) umgebenden Umhüllung diese von
einem Schlauchabschnitt (96) als Ausgangsmaterial gebildet ist, der einen
Längsspalt mit zueinander beabstandbaren oder beabstandeten Längsrändern
aufweist.
8. Vorrichtung zum Umschließen einer Verbindungsstelle wie Endknoten oder
Durchgangsknoten von außerhalb der Verbindungsstelle Isolierungen
aufweisenden elektrisch leitenden Elementen wie Litzen mit einer Umhüllung,
wobei die Vorrichtung eine eine Sonotrode und eine Gegenelektrode wie Amboß
aufweisende Ultraschallschweißvorrichtung umfaßt und die Sonotrode und die
Gegenelektrode zur Bildung eines Verdichtungsraums zur Aufnahme der zu
umschließenden Verbindungsstelle jeweils einander zugewandte vorzugsweise
rinnenförmig ausgebildete Aussparungen aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aussparung (48) der Sonotrode (46) zumindest zwei zueinander
beabstandete Abschnitte (56, 60) aufweist, die entsprechenden Abschnitten (54,
58) der Aussparung (50) der Gegenelektrode (44) zugeordnet sind, und daß über
die einander zugewandten und zugeordneten Abschnitte Ultraschall auf die
Umhüllung bildendes schlauchförmiges Ausgangsmaterial einleitbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangsmaterial ein Schlauchabschnitt (62, 96) ist, dessen Endbereiche
zur formgebenden Ultraschalleinwirkung zwischen den einander zugeordneten
Abschnitten (54, 56, 58, 60) von Sonotrode (46) und Gegenelektrode (44)
anordbar sind.
10. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aussparung (48, 50) von Sonotrode (46) bzw. Gegenelektrode (44)
zwischen den einander zugewandten Abschnitten (54, 56; 58, 60) in bezug auf die
gegenüberliegende Gegenelektrode bzw. Sonotrode zurückversetzt verläuft.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sonotrode (46) oder die Gegenelektrode (44) eine senkrecht zur
Längsachse der Umhüllung verlaufende Schneidkante (64) zum Abtrennen des
die Umhüllung bildenden Schlauchmaterialabschnitts aufweist.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß einander zugewandte Abschnitte (58, 60, 80, 82, 84, 86) der Aussparungen
(48, 50) radial sich erstreckende Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisen.
13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sonotrode (46) mit der zugeordneten Gegenelektrode (44) eine
vorzugsweise eine trichterförmig zulaufende Durchbrechung (106) aufweisende
Zuführung (108) für abzulängendes Schlauchmaterial zugeordnet ist, daß das
Schlauchmaterial zwischen Rollen- oder Scheibenelementen (102), (104) geführt
und mittels dieser in den zwischen der Sonotrode und der Gegenelektrode
verlaufenden Verdichtungsraum transportierbar ist.
14. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollen- oder Scheibenelemente (102, 104) mit Freiläufen versehen sind.
15. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß eines der Rollen- oder Scheibenelemente (102) über einen um vorzugsweise
180° hin- und herdrehbaren Drehzylinder antreibbar ist.
16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Umschließen eines Durchgangsknotens als Ausgangsmaterial für die
Umhüllung ein einen Längsschnitt aufweisendes Schlauchmaterial verwendbar ist,
daß das Schlauchmaterial über die Führung (108) in die Gegenelektrode oder
Sonotrode einbringbar und anschließend ablängbar ist, daß die Gegenelektrode
oder die Sonotrode zum Einbringen des Durchgangsknotens in das abgelängte
Schlauchmaterial (96) anhebbar und zum formgebenden Verschweißen des
Schlauchmaterials mit der Sonotrode oder der Gegenelektrode wechselwirkt.
17. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsstelle bei zwischen Sonotrode (46) und Gegenelektrode (44)
angeordnetem Schlauchmaterial (62) in dieses einbringbar ist oder umgekehrt.
18. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Führung (108) für das Schlauchmaterial und der
Ultraschallschweißvorrichtung (44,46) eine Schneideinrichtung (114) angeordnet
ist.
19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlauchmaterial (52) zu dessen Transport von zumindest zwei Paaren
von Rollen- oder Scheibenelementen (102, 104; 116, 118) erfaßbar ist, wobei
jedes Paar ein in entgegengesetzter Richtung sich drehendes angetriebenes
Rollen- oder Scheibenelement (102; 116) umfaßt und wobei das dem jeweiligen
angetriebenen Rollen- oder Scheibenelement (102; 116) zugeordnete weitere
Rollen- oder Scheibenelement (104; 118) das zu transportierende
Schlauchmaterial in Richtung des angetriebenen Rollen- oder Scheibenelementes
druckbeaufschlagt, mittels dessen das Schlauchmaterial transportierbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht unmittelbar angetriebenen Rollen- oder Scheibenelemente (104,
118) zur wahlweisen Druckeinwirkung auf das Schlauchmaterial (52) über eine
Wippe (120) verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4110455A DE4110455A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Elektrisch isolierende umhuellung sowie vorrichtung zum umschliessen einer verbindungsstelle mit einer solchen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4110455A DE4110455A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Elektrisch isolierende umhuellung sowie vorrichtung zum umschliessen einer verbindungsstelle mit einer solchen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4110455A1 true DE4110455A1 (de) | 1992-10-01 |
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ID=6428537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4110455A Ceased DE4110455A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Elektrisch isolierende umhuellung sowie vorrichtung zum umschliessen einer verbindungsstelle mit einer solchen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4110455A1 (de) |
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