DE4128599A1 - Anordnung und verfahren zum buendeln von konfektionierten verschiedenartigen leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Bündeln von konfektionierten verschiedenartigen Leitungen, die von einer Zuführeinrichtung geliefert werden, insbesondere zum Bündeln von elektrischen Leitungen an vorbestimmten Stellen zu sogenannten Kabelbäumen.

Die Montage von Kabelbäumen wird bisher im wesentlichen per Hand durchgeführt. Da die schnelle Entwicklung auf dem Gebiet der Elektronik die Größe und die Stückzahl der Kabelbäume ständig anwachsen läßt, ist gerade auf diesem Gebiet eine ver­ stärkte Automatisierung notwendig. Dabei können prinzipiell Kabelkonfektioniermaschinen, Roboter oder Handlingsgeräte als Zuführeinrichtungen genützt werden. In der Regel werden vor­ konfektionierte, d. h. abgelängte, teilweise abisolierte und teilweise mit Kontakten versehene elektrische Leitungen be­ reitgestellt, die in einem Fügeverfahren durch Ultraschall­ schweißen, Quetschen, Crimpen, Löten, Klemmen, Bandagieren oder Abbinden zum Endprodukt Kabelbaum verarbeitet werden. Für die Vorkonfektionierung sind auf dem Markt unterschiedliche Halb- und Vollautomaten erhältlich. Die endgültige Zusammen­ stellung eines Kabelbaumes mit allen daran nötigen Elementen wird jedoch größtenteils noch manuell durchgeführt.

Kabelbäume, die einseitig sämtliche Leitungen an einer Klemme aufliegen haben, werden im wesentlichen in der Automobilindu­ strie, bei Bürogeräten, bei Haushaltsgeräten oder bei anderen elektrischen Geräten mit elektrischen Schaltungen eingesetzt. Bei dieser Art von Kabelbäumen ist beispielsweise das ein­ seitige Auflegen aller notwendigen Leitungen ohne axiale Über­ stände bei gleichzeitiger Arretierung bis zur Fertigstellung des an dieser Stelle vorgesehenen Elementes zum Bündeln oder zum Kontaktieren notwendig.

Nachdem es bei der Fertigung und der Montage von Kabelbäumen beispielsweise durch Eigengewicht zu starken Zugbelastungen bei den einzelnen Leitungen kommen kann, ist während der Zu­ sammenstellung eines Kabelbaumes die ständige Arretierung aller Leitungen notwendig. Neben der Vielfalt an verschieden­ artigen Leitungen innerhalb eines Kabelbaumes, kommt die Kom­ plexität der verschiedenen Füge- oder Montagevorgänge. Durch eine Erhöhung der Anzahl verschiedener Typen von elektrischen Geräten kommt außerdem eine Verfielfachung der Varianten bei den Kabelbäumen hinzu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur Bündelung von konfektionierten verschie­ denartigen Leitungen bereitzustellen, womit eine einmal defi­ nierte Lage einer Leitung bzw. mehrerer Leitungen in einem Bündel gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 7 wiedergegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Bünde­ lung von mehreren durch einen Greifer einer Zuführeinrichtung bereitgestellten Leitungen, beispielsweise von einem Kabelau­ tomaten vorkonfektionierte Leitungen, durch den Einsatz von zwei Spannbackenpaaren möglich ist, wobei die Zielsetzung, daß einzelne Leitungen oder das gesamte Bündel axial nicht verrut­ schen dürfen, durch wechselseitiges Öffnen und Schließen der Spannbackenpaare erreicht wird. Hierzu öffnet jeweils ein Spannbackenpaar nur unter der Voraussetzung, daß das andere Spannbackenpaar geschlossen ist und die bereits gesammelten Leitungen derart festhält, daß ein axiales Verrutschen aus­ geschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Spannbackenpaare aus Prismenspannern besteht. Mit dieser Ausführung können in einfacher Weise Leitungsbündel, die auch aus unterschiedlich starken Leitungen bestehen können, gehand­ habt und festgehalten werden. Die gegenseitige Anordnung der Leitungen innerhalb eines Bündels ergibt sich automatisch.

Um die Spannkräfte möglichst optimal über die Klemmlänge der Leitungen zu verteilen, ist es vorteilhaft, die Spannbacken kammartig auszubilden. Dies vermindert obendrein die auf eine Leitung aufgebrachten Biegekräfte.

Eine vorteilhafte Gestaltungsform eines Spannbackenpaares be­ steht in der Ausführung der Wirkflächen durch Schlaufen aus einem elastischen Werkstoff. Hier könnte beispielsweise ein Gewebeband eingesetzt werden.

Eine weitere Verbesserung der Anordnung in bezug auf eine si­ chere Übergabe von Leitungen von der Zuführeinrichtung zu den Spannbackenpaaren besteht in der Bestückung der Spannbacken­ paare mit aufgesetzten Übernahmebacken. Die zur Unterschei­ dung als Paare von Hauptspannbacken bezeichneten Spannbacken­ paare tragen dabei jeweils einen Übernahmebacken, der separat verfahrbar ist. Damit wird eine Handhabung der Leitungen bei der Übergabe vom Greifer durch die Übernahmebacken ermöglicht. In einem separaten Arbeitsschritt wird anschließend die Über­ gabe dieser einen Leitung von den Übernahmebacken in die Hauptspannbacken durchgeführt. Zur exakten Positionierung einer zu übergebenden Leitung an einer Übergabeposition kann eine Führung der Leitungen bei der Übergabe durch ein Paar von Führungsbacken geschehen.

Nachdem einzelne Leitungen auf ein Bündel von Leitungen, daß sich in den Spannbackenpaaren befindet, nacheinander aufgelegt werden, muß das Leitungsbündel zeitweise von dem entsprechen­ den Spannbackenpaar freigegeben werden. Der wesentliche Verfah­ rensschritt diesbezüglich besteht in der wechselseitigen Be­ dienung der Spannbackenpaare. Somit ist gewährleistet, daß sowohl die gerade zu übergebende Leitung, als auch das be­ reits gesammelte Leitungsbündel zu jeder Zeit ausreichend festgehalten wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird anhand der schematischen Figuren ein Ausfüh­ rungsbeispiel beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kabelautomaten 4, mittels dem Leitungen 5 in der Regel taktweise einer Übergabeposition zugeführt werden.

Fig. 2 zeigt Spannbackenpaare 1, 2 mit einem darin enthal­ tenen Leitungsbündel.

Fig. 3 zeigt die gegenseitige Positionierung zwischen Kabel­ automat 4 und Spannbackenpaaren 1, 2.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen von Spannbackenpaaren.

Die Fig. 1 zeigt einen Kabelautomaten 4, der als Kettenförde­ rer ausgebildet ist. Auf in Bewegungsrichtung 12 umlaufenden Ketten sind Greifer 8 taktweise bewegbar. Die Greifer 9 tragen teilweise konfektionierte Leitungen 5 mit in diesem Fall ein­ seitig angebrachten Steckern 7. Ein Leitungsende 6, das durch die Vorkonfektionierung abisoliert wurde, soll jeweils bündig übergeben und gesammelt werden, so daß ein Kabelbaum entsteht, dessen Ende beispielsweise sämtliche Leitungsenden 6 durch einen nachträglich angebrachten elektrischen Anschluß verei­ nigt. Eine Übergabeposition für die Übergabe von Leitungen 5 an nachgeschaltete Anordnungen ist durch die Greifer 8 darge­ stellt, die in Drehrichtung 12 die letzte Leitung 5 tragen. Dies ist am äußersten rechten Rand der Fig. 1 zu erkennen.

Die Fig. 2 zeigt ein erstes und ein zweites Spannbackenpaar 1, 2 und Führungsbacken bzw. ein Führungsbackenpaar 3. Die als Prismenspanner augebildeten Elemente tragen und spannen ein Bündel von Leitungen 5 mit Leitungsenden 6, wobei wiederum ein Teil des Kabelbaumes konfektioniert ist und beispielsweise ein Ende des Kabelbaumes erst in Anschluß an das Bündeln weiter bearbeitet wird. Die Bewegungsrichtung 14, die für jeden einzelnen Spannbacken angedeutet ist, stellt die Öffnungs- und Schließbewegung dar. Die Führungsbacken 3 sind ortsfest, d. h. bezüglich einer Übergabeposition unveränderbar befestigt und unterstützen die Übergabe einer von oben eingeführten einzel­ nen Leitung 5 in das zweite Spannbackenpaar 2.

In der Fig. 3 ist das Zusammenwirken des Kabelautomaten 4 mit dem ersten und dem zweiten Spannbackenpaar 1, 2 dargestellt. Die Spannbackenpaare 1, 2 sind mittels der Ein- und Ausfahrbe­ wegung 13 gemeinsam an die Übergabeposition herangefahren. So wie in der Fig. 3 dargestellt, hat der Kabelautomat 4 die äußerst rechts liegende Leitung 5 über zwei Greifer 8 bereits weiter getaktet, so daß die Leitung 5 an der Übergabeposition liegt. Das Spannbackenpaar 1 wurde bereits geöffnet, die Lei­ tung 5 ist bereits innerhalb der Prismenspanner und kann durch weiteres Schließen der Prismenspanner gehalten werden, so daß kein axiales Verrutschen möglich ist. Der Greifer 8 ist zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen. Wenn das Spannbackenpaar 1 geschlossen ist, besteht je nach Gegebenheit die Möglichkeit, den Greifer 8 zu öffnen. Dies kann jedoch bis zum Öffnen des zweiten Spannbackenpaares 2 oder sogar bis zu dessen Schließen hinausgezögert werden. Auf den in der Fig. 3 dargestellten Zustand folgt als nächstes das Öffnen des Spannbackenpaares 2. Dabei fällt die biegeschlaffe Leitung 5 in die Prismenspanner, d. h. in den Bereich der Wirkflächen des Spannbackenpaares 2 und wird durch dessen Schließen gespannt. In Anschluß daran fährt die Anordnung aus dem ersten und zweiten Spannbackenpaar aus den Wirkbereich des Greifers 8, d. h. aus der Übergabe­ position heraus.

Nachdem die Leitungen 5 in der Regel biegeschlaff sind, kann es notwendig sein, beidseitig des Greifers 8 eine Abstützung der Leitungen 5 anzubringen, so daß die in Übergabeposition beidseitig des Greifers 8 eingefahrenen ersten und zweiten Spannbackenpaare 1, 2 unter den Leitungen 5 zum Liegen kommen. Sind die Leitungen 5 ausreichend starr, so daß sie durch ihr Eigengewicht nur einen minimalen Biegeradius aufweisen, so können ausreichend schmal konstruierte Spannbackenpaar 1, 2 auch ohne eine derartige Abstützung der Leitungen 5 innerhalb bzw. unterhalb der Krümmung der Leitung 5 eingefahren werden, die unmittelbar neben der Einspannung durch den Greifer 8 auf­ tritt.

In der Fig. 4 ist ein kammartig ausgebildetes Spannbacken­ paar dargestellt. Diese Version hat beispielsweise eine maxi­ male Backenbreite von 20 mm und wie hier gezeigt, eine Zähne­ zahl von 3 bzw. 2. Hierdurch wird die Spannkraft möglichst op­ timal über die gesamte Klemmlänge verteilt. Auch hier sind die Wirkflächen der Spannbacken als Prismenspanner ausgebildet.

Die in der Fig. 5 dargestellte Variante von Spannbackenpaaren wird wie alle anderen Versionen durch die Bewegung 14, die von einer oder von beiden Spannbacken ausgeführt wird, geöffnet oder geschlossen. Zusätzlich kann ein Bündel von Leitungen 5 durch ein flexibles Band, vorzugsweise ein Gewebeband über die Spannbewegung 15 gebündelt bzw. gespannt werden. Das Spannen des flexiblen Bandes 9 geschieht gleichzeitig mit dem Zusam­ menfahren der Spannbacken. Der besondere Vorteil einer derar­ tigen Ausgestaltung liegt in der Verwendung von elastischen Materialien für die Wirkflächen der Spannbacken, womit eine relativ große effektive Berührungsfläche zwischen Spannbacken und Leitungsbündel erzielt wird. Die durch Pfeile angedeutete Bewegung 15 kann zum Entspannen des Drahtbündels auch in der Gegenrichtung ablaufen.

Die Fig. 6 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wobei Hauptspannbacken 10 und Übernahmebacken 11 eingesetzt werden, die jeweils für sich paarweise entspre­ chend der bisher beschriebenen Paarung der ersten und der zweiten Spannbackenpaare 1, 2 ausgeführt und bewegbar sind. Die jeweils angedeutete Bewegung 14 zum Öffnen und zum Schlies­ sen kann jede Paarung von Spannbacken unabhängig voneinander ausführen; zugehörige Paare von Hauptspannbacken 10 oder zuge­ hörige Paare von Übernahmebacken 11. Die Verfahrensweise bei einer derartigen Ausgestaltung sieht vor, daß die Übernahme einer Leitung 5 an der Übergabeposition durch die Übernahme­ backen 11 geschieht. Ist die übergebene Leitung 5 außerhalb des Wirkbereiches des Greifers 8, so kann die Übergabe von den Übernahmebacken 11 an die Hauptspannbacken 10 geschehen. Die Hauptspannbacken 10 sammeln das Bündel von Leitungen 5. Bei dieser Übergabe ist wiederum der Grundsatz zu beachten, daß durch wechselseitiges Öffnen und Schließen der Spannbacken­ paare 1, 2 bzw. der Paare von Hauptspannbacken 10 oder der Übergabebacken 11 zu jeder Zeit der Übergabe die bereits in den Prismenspannern vorhandenen Leitungen 5 und die zu über­ gebende Leitung 5 von mindestens einem Paar von Prismenspan­ nern gehalten wird. Hierdurch wird ein Verrutschen der Lei­ tungen vermieden.

Mit einer hier beschriebenen Anordnung und einem entsprechen­ den Verfahren können bis zu 12 Fahrzeugleitungen an einem Ende gebündelt werden. Derartige Kabelbäume für die Autotech­ nik bestehen aus Leitungen 5, die im einzelnen einen Außen­ durchmesser von 1,7 bis 3,7 mm besitzen. Die Leitungsquer­ schnitte eines Bündels betragen ca. 25 mm². Einzelquerschnitte der Leitungen liegen zwischen 0,35 und 4 mm². Die Leitungsen­ den derartiger Kabelbäume müssen beim Bündeln einseitig bündig sein. Die Voraussetzung hierfür ist, daß sie beim Sammeln nicht gegeneinander verrutschen. Im beschriebenen Ausführungs­ beispiel ist beispielsweise ein Maschinentakt von ca. 1,5 Se­ kunden vorgesehen. Die Spannkraft der Spannbacken 1, 2 wird vorzugsweise durch Pneumatikzylinder aufgebracht. Als Zuführ­ einrichtung können Roboter, Handlingsgeräte oder Kabelkon­ fektioniermaschinen verwendet werden.

Die Verwendung von Führungsbacken 3 erübrigt sich bei ausrei­ chend feiner Abstimmung der zusammenwirkenden Maschinenteile. Falls die Beschaffenheit der Leitungen 5 ein ausreichendes Ab­ senken in den Wirkbereich der Prismenspanner bei geöffneten Spannbackenpaaren 1, 2 nicht gestattet, so können dem Fachmann geläufige Verfahrensschritte beigeordnet werden. Hierbei ist denkbar, einen zusätzlichen Stempel, der im wesentlichen von oben auf die einzulegende Leitung 5 drückt, einzusetzen.

Eine relativ einfache Möglichkeit wäre, einen Zwischentakt des Greifers einzurichten, mit dem nach dem Spannen der Leitung 5 durch das erste Spannbackenpaar 1 bei geöffnetem zweiten Spannbackenpaar 2 die Leitung 5 in dieses hinein bewegt wird. Ebenso ist ein zeitweiliges Absenken und Anheben eines Spann­ backenpaares gegenüber dem anderen denkbar.

Claims (8)

1. Anordnung zum Bündeln von konfektionierten verschiedenar­ tigen Leitungen, die von einem Greifer (8) einer Zuführein­ richtung geliefert werden, insbesondere zum Bündeln von elektrischen Leitungen an vorbestimmten Stellen, ge­ kennzeichnet durch zwei gemeinsam relativ zu der Zuführeinrichtung verfahrbare und in einem bestimmten Abstand zueinander parallel angeordnete Spannbackenpaare (1, 2) zur Aufnahme mehrerer Leitungen (5) von der Zuführein­ richtung, wobei die Spannbackenpaare (1, 2) an einer Überga­ beposition annähernd symmetrisch zu einem eine Leitung (5) haltenden Greifer (8) positionierbar sind und bereits gesam­ melte Leitungen (5) und eine zu übergebende Leitung (5) zu jedem Zeitpunkt der Übergabe durch mindestens ein Spannbak­ kenpaar (1, 2) oder durch den Greifer (8) zur Verhinderung des axialen Verrutschens einer Leitung (5) arretierbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannbackenpaare (1, 2) Prismen­ spanner sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannbackenpaare (1, 2) jeweils aus kammartigen gegenseitig ineinandergreifenden Spannbacken bestehen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Wirkflächen der Spannbacken­ paare (1, 2) durch bandartige und in Schlaufen gelegte ela­ stische Werkstoffe dargestellt sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spannbackenpaar (1, 2) ein selbständig gegeneinander verfahrbares Paar von Über­ nahmebacken (11) aufgesetzt ist, wobei Leitungen (5) vom Grei­ fer (8) an die Übernahmebacken (11) und von dort an die Spann­ backenpaare (1, 2) zuführbar sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein bezüg­ lich der Übergabeposition ortsfestes Paar von Führungsbacken (3) vorhanden ist, um die Zuführung von Leitungen (5) in Spannbackenpaare (1, 2) oder Paare von Übernahmebacken (11) zu steuern.

7. Verfahren zum Bündeln von konfektionierten verschiedenarti­ gen Leitungen unter Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - das erste und das zweite Spannbackenpaar (1, 2) fahren ge­ meinsam zur Übergabeposition,
• - eine zu übergebende Leitung (5) wird an der Übergabeposition von der Zuführeinrichtung bereitgestellt,
• - das erste Spannbackenpaar (1) nimmt durch Öffnen seiner Spannbacken die Leitung (5) einseitig auf und arretiert sie durch nachfolgendes Schließen,
• - das zweite Spannbackenpaar (2) nimmt anschließend die Lei­ tung (5) auf der bezüglich des Greifers (8) gegenüberliegen­ den Seite durch Öffnen seiner Spannbacken auf und arretiert sie durch nachfolgendes Schließen,
• - die Leitung (5) wird vom Greifer (8) mindestens bis zum Schließen des ersten Spannbackenpaares (1) und höchstens bis zum Öffnen des zweiten Spannbackenpaares (2) festgehalten und
• - die Spannbackenpaare (1, 2) und der Greifer (8) fahren der­ art auseinander, daß die übergebene Leitung (5) aus dem Wir­ kungsbereich des Greifers (8) herausgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils ein Paar von Übernahmebacken (11) die Funktion der Spannbackenpaare (1, 2) bezüglich der Handhabung einer einzelnen Leitung (5) übernimmt und in einem seperaten Arbeitsgang die Leitung (5) durch gemeinsames Öffnen und Schließen der jeweiligen Paare von Hauptspannbacken (10) und Übernahmebacken (11) an die Hauptspannbacken (10) über­ geben wird, wobei die jeweilige Betätigung der beiden Ein­ heiten aus Hauptspannbacken (10) und Übernahmebacken (11) zeitlich versetzt geschieht.