EP3503127A1 - Wickelvorrichtung und verfahren zum vollautomatisierten umwickeln eines leitungsbündels mit einem klebeband - Google Patents

Wickelvorrichtung und verfahren zum vollautomatisierten umwickeln eines leitungsbündels mit einem klebeband Download PDF

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EP3503127A1
EP3503127A1 EP18212831.4A EP18212831A EP3503127A1 EP 3503127 A1 EP3503127 A1 EP 3503127A1 EP 18212831 A EP18212831 A EP 18212831A EP 3503127 A1 EP3503127 A1 EP 3503127A1
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EP
European Patent Office
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winding
unit
winding device
adhesive tape
centering
Prior art date
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Application number
EP18212831.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3503127B1 (de
Inventor
Karl-Heinz Kiermeier
Stefan Strasser
Manfred Asbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/012—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing wire harnesses
    • H01B13/01263—Tying, wrapping, binding, lacing, strapping or sheathing harnesses
    • H01B13/01281—Harness wrapping apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/37—Tapes
    • B65H2701/377—Adhesive tape

Definitions

  • the invention relates to a winding device and a method for fully automated wrapping a wire bundle with an adhesive tape.
  • Cable bundles for example in the manufacture of wiring harnesses for motor vehicles, are often wrapped with adhesive tapes, on the one hand to fix the individual lines of the cable bundle and partly also to protect the cable bundle by means of the wrapped adhesive tape against mechanical influences.
  • the DE 10 2013 205 509 A1 shows a device for wrapping a wire harness with a tape.
  • the device comprises two semi-circular guides whose open sides face each other. On the guides respective engagement elements are slidably mounted. By displacing the engagement members along the guides, a roll-shaped tape storage on which the tape is wound can be moved around the wire harness. As a result, the tape is unwound from the tape storage and wound around the wire harness.
  • the apparatus further comprises a cutter movable relative to the wire harness with a cutting element for severing the tape unwound from the tape storage.
  • the cutting device still has a cylindrical stop, which serves as a holder for the part of the band, which is still connected after the cutting of the tape by means of the cutting device with the tape storage.
  • the DE 196 14 622 A1 shows a device for wrapping a wire bundle.
  • the device comprises a winding tool which can be moved by means of a robot arm along the bundle of wires to be wrapped.
  • the winding device further comprises a tensioning device for tensioning the wire bundle in the longitudinal direction of the winding device.
  • the winding device has a feed unit, by means of which the winding unit is movable transversely to the longitudinal direction of the winding device between a working position in which the winding unit encloses the stretched wire bundle, and a recessed position in which the tensioned wire bundle outside the winding unit.
  • the winding device has a feed unit, by means of which the winding unit is movable in the longitudinal direction of the winding device.
  • the winding device comprises a control device, by means of which the winding unit, the clamping device, the feed unit and feed unit for fully automated wrapping of the wire bundle are controllable.
  • the unilaterally open outer ring is so quasi C-shaped, with the same applies to the unilaterally open winding rotor.
  • the winding rotor is inserted inside the outer ring, which can be rotated by appropriate control by means of the control device relative to the outer ring.
  • the winding unit is moved by means of the feed unit into the said working position, in which the winding unit encloses the cable bundle stretched by means of the tensioning device.
  • control device controls the winding unit and the Vorschraubiata coordinated so that the winding unit simultaneously performs a feed movement in the longitudinal direction of the winding device and thus along the tensioned wire bundle and a rotational movement of the winding rotor and consequently the wire bundle is wrapped with the tape with a predetermined pitch.
  • the winding device it is possible by means of the winding device, to leave a bundle of wires to be wrapped, or a cable set to be wrapped on a so-called Baubrett, which serves as a function carrier for the wiring harness or for the cable bundle to be wrapped.
  • the outer ring and the unilaterally open winding rotor can be rotated to each other so that their respective circumferentially partially open areas are arranged congruent.
  • the cable bundle to be wrapped with the adhesive tape can be easily introduced into the annular winding rotor by moving the winding unit accordingly by means of the feed unit.
  • the annular winding rotor can be rotated around the axis of rotation as often as desired relative to the open outer ring.
  • the clamping device By means of the clamping device, it is possible to bias the bundle of wires to be wrapped along a defined winding path and to align cleanly in the longitudinal direction of the winding device. This also favors a wrapping around the cable bundle, if this is still arranged in the aforementioned construction board or function carrier.
  • the winding device By means of the winding device according to the invention, it is possible in a particularly simple manner to wrap wire bundles, for example in the manufacture of wire harnesses in the automotive sector, fully automated with an adhesive tape, while the trunk in question remains on the so-called Baubrett, which has a positive effect on subsequent manufacturing processes , By means of the winding device according to the invention, it is possible to wrap completely without human intervention trunk group with an adhesive tape.
  • the clamping device has a fixing gripper for fixing the cable bundle and a clamping unit for biasing the cable bundle.
  • the clamping unit for biasing the cable bundle comprises a clamping gripper which is movable in the longitudinal direction of the winding device.
  • a linear drive may still belong to the clamping unit, by means of which the clamping gripper of the clamping unit can then be moved to a desired end position of a winding path.
  • the clamping gripper of the clamping unit clamps the line bundle and the clamping gripper is then moved according to the longitudinal direction of the winding device to said end position of the desired winding path, as a result, the line bundle is tensioned with a defined clamping force.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the winding device has a cutting unit, by means of which the adhesive tape can be severed and a free end of the adhesive tape roll can be fixed.
  • the cutting unit can have one or more cylinders which can be moved in and out, by means of which a blade and a clamping area can be moved accordingly in order to sever the adhesive tape and to fix the free end of the adhesive tape roll to the cutting unit.
  • the adhesive tape Since after cutting the adhesive tape, the free end of the adhesive tape roll is fixed to the cutting unit, the adhesive tape, which is rolled up on the roll of adhesive tape, can be applied in a next step in a particularly simple manner to the line bundle or to another line bundle again then turn fully automated to wrap.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the cutting unit is movable between a retracted basic position, a fixing position and a cutting position, in which the cutting unit is positioned between the adhesive tape roll and the wire bundle. If necessary, the cutting unit can thus be extended into the said cutting position in order to cut through the adhesive tape and to fix the free end of the adhesive tape roll on the cutting unit.
  • the fixing position can then also be used as a landing position or application position in order to fix the free end of the adhesive tape or the adhesive tape to the wire bundle to be wrapped on the next winding path.
  • the retracted basic position it can be ensured that the cutting unit does not impair or disturb the actual automated wrapping process with the adhesive tape.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the winding device has a centering device, by means of which the cable bundle can be arranged at least locally concentric with the winding rotor.
  • the centering device it is possible by means of the centering device to align the cable bundle exactly to the winding rotor to at least the region of the wire bundle, which is currently wrapped by means of the winding rotor to center relative to the winding rotor.
  • the centering device comprises a centering unit with two centering arms, which comprise respective recesses for receiving the cable bundle, which enclose the cable bundle together in a centering position of the centering unit and thereby concentrically arrange to the winding rotor.
  • the centering arms are mounted by mediating a four-bar linkage on the outer ring of the winding unit and connected to open and close the centering with an extendable cylinder.
  • a portion of the centering namely the part with the respective recesses for receiving the wire bundle, can be like a pair of scissors to be moved and the cylinder can be moved in and out to make a corresponding adjustment to the four-bar linkage, consequently the centering be moved apart and towards each other.
  • a joint of the four-bar linkage is mounted on the outer ring of the winding unit, as a result, the centering are mounted according to the outer ring of the winding unit. This ensures that the distance between the centering arms and the part of the cable bundle to be centered always fits, since the distance between the centering arms and the axis of rotation of the winding rotor is invariable.
  • the centering device has a further centering unit for concentrically arranging the cable bundle to the winding rotor, wherein the winding rotor is arranged in the longitudinal direction between the two centering units.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that a further extendable cylinder is arranged on the outer ring of the winding unit, by means of which the further centering unit is movable into a centering position, in which it arranges the trunking concentrically to the winding rotor.
  • the further centering unit may have two forks, which in the centering position surround the cable bundle and thereby arrange concentrically to the winding rotor.
  • the winding device has an interface, by means of which the winding device to a robot, in particular to a Gelenkarmrotter be fastened.
  • the interface may be formed, for example, flange or the like, so that the winding device can be easily attached to a matching interface of the robot.
  • the winding device can be mounted particularly easily on a robot.
  • the winding rotor has an outer toothing, in which engages a drivable by means of a drive unit timing belt. In this way it is easily possible to rotate the winding rotor relative to the outer ring of the winding unit about the axis of rotation.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that a plurality of bearing rollers are arranged distributed on the winding rotor in the circumferential direction, which roll upon rotation of the winding rotor on at least one inner race of the outer ring. In this way it can be ensured that the winding rotor smoothly rotates when it is driven and thereby rotated relative to the outer ring.
  • the bearing rollers in combination with the at least one inner wall of the outer ring ensure a precisely guided rotational movement of the winding rotor relative to the outer ring.
  • an axis of rotation of the holder is made oblique to the axis of rotation of the winding rotor, so that when the line bundle tensioned the axis of rotation of the holder is also employed obliquely to the wire bundle.
  • a feed movement in the longitudinal direction of the winding device and a rotary movement of the winding rotor is simultaneously carried out by means of the winding unit and consequently the wire bundle with the adhesive tape with a wrapped in a predetermined pitch.
  • Advantageous embodiments of the winding device according to the invention are as advantageous embodiments of the method and look at the other way around, wherein the winding device has in particular means for performing the method steps.
  • the robot 1 is an industrial robot in the form of an articulated arm robot.
  • the winding device 2 comprises an interface 3, to which the winding device 2 is attached to the robot 1.
  • the robot 1 in turn has an unspecified interface here, which is compatible with the interface 3 of the winding device 2. With the robot 1, the entire winding device 2 can be moved in a simple manner to a wire bundle to be wrapped.
  • the winding device 2 comprises a winding unit 4 with an open on one side outer ring 5, on which inside a unilaterally open annular winding rotor 6 is arranged rotatable relative to the outer ring about a longitudinal axis x of the winding device 2 extending axis of rotation. Furthermore, a holder 7 is rotatably mounted on the winding rotor 6, by means of which an adhesive tape roll 8 is accommodated.
  • the winding device 2 comprises a fixing gripper 9 for fixing a line bundle, not shown here, and a tensioning unit, generally designated 10, for pretensioning the wire bundle.
  • the clamping unit 10 has a clamping gripper 11, which in the longitudinal direction x of the winding device 2 by means of a linear drive 12 is movable.
  • the fixing gripper 9 and the clamping unit 10 with the clamping gripper 11 and the linear drive 12 together form a clamping device of the winding device 2, by means of which the line bundle to be wrapped aligned and biased in the longitudinal direction x of the winding device 2.
  • the winding device 2 further comprises a feed unit 13, by means of which the winding unit 4 transverse to the longitudinal direction x of the winding device 2 between a working position in which the winding unit 4 surrounds the wire bundle not shown here, and a recessed position, in which the wire bundle not shown here is arranged outside of the winding unit 4, is movable.
  • the winding unit 4 is mounted with a kind of frame 14 translationally movable on the feed unit 13.
  • the feed unit 13 may have a linear drive not designated here by means of which the frame 14 and thus the entire winding unit 4 can be retracted and extended transversely to the longitudinal direction x of the winding device 2.
  • the winding device 2 also comprises a feed unit 15, by means of which the winding unit 4 can be moved in the longitudinal direction x of the winding device 2.
  • the feed unit 13 is arranged translationally movable on two guide rails 16, one of which with a Linear drive is equipped so that the winding unit 4 in the longitudinal direction x of the winding device 2 can be moved.
  • the winding device 2 may have a control device, not shown here, by means of which the winding unit 4, the clamping device, which includes the fixing gripper 9 and the clamping gripper 11, the feed unit 13 and feed unit 15 for fully automated wrapping a wire bundle are controllable.
  • the control device not shown here, by means of which the winding unit 4, the clamping device, which includes the fixing gripper 9 and the clamping gripper 11, the feed unit 13 and feed unit 15 for fully automated wrapping a wire bundle are controllable.
  • Fig. 3 the winding device 2 is shown in a further perspective view, wherein the previously mentioned several times line bundle 17 is now shown and just by means of the fixing gripper 9 and the clamping gripper 11 is tensioned.
  • the winding rotor 6 has an outer toothing 18 in which, for example, a toothed belt, which can be driven by a drive unit and not shown here, can engage in order to rotate the winding rotor 6 relative to the outer ring 5.
  • the entire winding device 2 is first positioned by means of the robot 1 on the line bundle 17, which may be attached, for example, to a construction board or function carrier, not shown here.
  • the winding device 2 is thereby positioned so that the wire bundle 17 can be grasped in a defined manner with the fixing gripper 9, e.g. near a plug housing, not shown here.
  • the fixing gripper 9 then clamps the line bundle 17, wherein the clamping gripper 11, the line bundle 17 initially only encloses, but without pinching it.
  • the linear drive 12 of the clamping unit 10, which is not identified here in detail, then moves the tensioning gripper 11 to a desired end position of a winding path.
  • the clamping gripper 11 clamps meanwhile - at least at a certain time - the line bundle 17, as a result, the linear drive 12, the line bundle 17 stretches with a defined clamping force and thus aligns parallel to the longitudinal direction x of the winding device 2.
  • Fig. 4 the winding device 2 is shown in a further perspective view, wherein the winding unit 4 has been moved by means of the feed unit 13 in a working position in which the tensioned wire bundle 17 is arranged concentrically to the winding rotor 6 and thus concentric to a rotational axis of the winding rotor 6.
  • the outer ring 5 and the winding rotor 6 are open on one side, during the feed movement of the winding unit 4, the tensioned cable bundle 17 can be easily threaded into the interior of the winding unit 4.
  • the winding device 2 comprises a cutting unit 20, by means of which the adhesive tape 19 can be severed and a free end of the adhesive tape 19 shown here, which has been unwound from the adhesive tape roll 8 a piece, can be fixed.
  • an axis of rotation of the holder 7, by means of which the adhesive tape roll 8 is accommodated is set at an angle to the axis of rotation of the winding head 6 and thus also obliquely to the tensioned wire bundle 17.
  • a diagonal pull is compensated by the advancing movement of the winding unit 4 during the winding process.
  • a good winding result can be achieved.
  • the partially already unwound adhesive tape 19 is thus clamped in the cutting unit 20 and is fixed with a rotation of the winding rotor 6 relative to the outer ring 5 on the tensioned cable bundle 17.
  • the cutting unit 20 is opened and moved into the basic position shown in the following figure.
  • the cutting unit is extended in a kind of fixing position, in which the cutting unit 20 is located behind the tensioned cable bundle 17 as viewed from the adhesive tape roll 8.
  • the still outstanding adhesive tape 19 is wound in a subsequent feed movement of the winding unit 4 via the wire bundle 17 or around the wire bundle 17.
  • Fig. 5 the winding device 2 is shown in a further perspective view, the winding unit 4 at the same time with its winding rotor 6 performs a rotational movement and as a whole an advancing movement in the longitudinal direction x of the winding device 2.
  • the tensioned cable bundle 17 is fully automatically wrapped by means of the adhesive tape 19.
  • the advancing movement and the rotational movement of the winding rotor 6 are coordinated with one another in such a way that a predetermined pitch with respect to the wrapping of the wire bundle 17 with the adhesive tape 19 is achieved.
  • two centering arms 22, which have respective recesses 23, are moved toward the tensioned cable bundle 17 in such a way that the two centering arms 22 move with their respective recesses 23, the line bundle 17 concentric to the winding rotor 6 position.
  • the two centering arms 22 are mounted by mediating a four-bar linkage 24 on the outer ring 5 of the winding unit 4, wherein the opening and closing and for approaching or driving away the centering 22 these are still connected via the four-bar linkage 24 with an extendable cylinder 25.
  • the centering arms 22 are fastened by means of a rotary joint 21 of the four-bar linkage 24 on the outer ring 5, the centering arms 22 are only opened or closed during extension and retraction of the cylinder 25, but not moved translationally relative to the winding unit 4.
  • the recesses 23 are adjusted to the length of the centering arms 22 and the fastening by the hinge 21 so positioned and selected that the line bundle 17 is always arranged by means of the recess 23 at least substantially concentric with the winding rotor 6.
  • the winding device 2 comprises a further centering unit 26 for concentrically arranging the wire bundle 17 to the winding rotor 6.
  • Die Further centering unit 26 may, for example, have a fork-shaped attachment, between the tines of which the line bundle 17 can be arranged and thereby arranged concentrically with the winding rotor 6.
  • the further centering unit 26 may have a further retractable and extendable cylinder, not shown here, by means of which the centering unit 26 is in turn movable into a centering position, in which it arranges the cable bundle 17 concentrically with the winding rotor 6.
  • This cylinder may e.g. be fastened on the not visible side of the outer ring 5.
  • the two centering arms 22 and the further centering unit 26 are arranged so that the winding rotor 6 is arranged in the longitudinal direction x between the centering arms 22 on the one hand and the further centering unit 26.
  • the centering arms 22 and the further centering unit 26 thus move with the advancing movement of the winding unit 4, as a result of which at least the part of the tensioned cable bundle 17 which is located in the area of the winding unit 4 is always aligned or arranged concentrically with the winding rotor 6.
  • Fig. 6 the winding device 2 is shown in a further perspective view, after the wrapping of the wire bundle 17 has been completed along the predetermined winding path.
  • the cutting unit 20 is positioned between the adhesive tape roll 8 and the wire bundle 17. Subsequently, a cutting cylinder 27 of the cutting unit 20 is closed or retracted. The unwound from the adhesive tape roll 8 tape 19 is thereby severed and the free end of the adhesive tape 19 is thereby clamped by means of the cutting unit 20 at this.
  • the cutting unit 20 is moved away so that the fixed to the cutting unit 20 free end of the adhesive tape 10 laterally - ie transversely to the longitudinal direction x - is moved behind the line bundle 17 in the fixing position. Simultaneously with this movement of the cutting unit 20 can also by appropriate control of the feed unit 13, the winding unit 4 transverse to the longitudinal direction x be reduced. This positioning of the free end of the adhesive tape 19 then serves as a contact position for the next winding path. After the winding unit 4 has been moved away by appropriate movement of the feed unit 13 of the wrapped wire bundle 17, in such a way that the line bundle 17 is outside of the winding unit 4, the winding unit 4 by appropriate control of the feed unit 15 as shown again be moved to the right rear.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung (2) zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels (17) mit einem Klebeband (19), umfassend eine Wickeleinheit (4) mit einem einseitig offenen Außenring (5), an welchem innenseitig ein einseitig offener ringförmiger Wickelrotor (6) relativ zum Außenring um eine in Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) verlaufende Drehachse rotierbar angeordnet ist, wobei am Wickelrotor (6) eine Halterung (7) zum Aufnehmen einer Klebebandrolle (8) rotierbar befestigt ist; eine Spanneinrichtung zum Spannen des Leitungsbündels (17) in Längsrichtung der Wickelvorrichtung (2); eine Zustelleinheit (13), mittels welcher die Wickeleinheit (4) quer zur Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher die Wickeleinheit (4) das gespannte Leitungsbündel (17) umschließt, und einer zurückversetzten Stellung, in welcher das gespannte Leitungsbündel (17) außerhalb der Wickeleinheit (4) angeordnet ist, bewegbar ist; eine Vorschubeinheit (15), mittels welcher die Wickeleinheit (4) in Längsrichtung der Wickelvorrichtung (2) bewegbar ist; eine Steuereinrichtung, mittels welcher die Wickeleinheit (4), die Spanneinrichtung, die Zustelleinheit (13) und Vorschubeinheit (15) zum vollautomatisierten Umwickeln des Leitungsbündels (17) ansteuerbar sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels (17) mit einem Klebeband (19).

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung sowie ein Verfahren zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband.
    • Stand der Technik
  • Leitungsbündel, beispielsweise beim Herstellen von Kabelbäumen für Kraftfahrzeuge, werden oftmals mit Klebebändern umwickelt, einerseits um die einzelnen Leitungen des Leitungsbündels zu fixieren und andererseits teilweise auch, um das Leitungsbündel mittels des umwickelten Klebebands vor mechanischen Einflüssen zu schützen.
  • Die DE 10 2013 205 509 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Umwickeln eines Kabelbaums mit einem Band. Die Vorrichtung umfasst zwei halbkreisförmige Führungen, deren offene Seiten einander zugewandt sind. An den Führungen sind jeweilige Eingriffselemente verschiebbar gelagert. Durch Verschieben der Eingriffselemente entlang der Führungen kann ein rollenförmiger Bandspeicher, auf dem das Band aufgewickelt ist, um den Kabelbaum herum bewegt werden. Dadurch wird das Band vom Bandspeicher abgewickelt und um den Kabelbaum herum gewickelt. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine relativ zum Kabelbaum bewegbare Schneideinrichtung mit einem Schneidelement zum Durchtrennen des vom Bandspeicher abgewickelten Bands. Zur Schneideinrichtung gehört noch ein zylinderförmiger Anschlag, der als Halter für den Teil des Bands dient, der nach dem Durchtrennen des Bands mittels der Schneideinrichtung noch mit dem Bandspeicher verbunden ist.
  • Die DE 196 14 622 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Umwickeln eines Leitungsbündels. Die Vorrichtung umfasst ein Wickelwerkzeug, welches mittels eines Roboterarms entlang des zu umwickelnden Leitungsbündels bewegt werden kann.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf besonders einfache und zuverlässige Weise ein Leitungsbündel vollautomatisiert mit einem Klebeband umwickelt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Wickelvorrichtung sowie durch ein Verfahren zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband umfasst eine Wickeleinheit mit einem einseitig offenen Außenring, an welchem innenseitig ein einseitig offener ringförmiger Wickelrotor relativ zum Außenring um eine in Längsrichtung der Wickelvorrichtung verlaufende Drehachse rotierbar angeordnet ist, wobei am Wickelrotor eine Halterung zum Aufnehmen einer Klebebandrolle rotierbar befestigt ist. Die Wickelvorrichtung umfasst des Weiteren eine Spanneinrichtung zum Spannen des Leitungsbündels in Längsrichtung der Wickelvorrichtung. Ferner weist die Wickelvorrichtung eine Zustelleinheit auf, mittels welcher die Wickeleinheit quer zur Längsrichtung der Wickelvorrichtung zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher die Wickeleinheit das gespannte Leitungsbündel umschließt, und einer zurückversetzten Stellung, in welcher das gespannte Leitungsbündel außerhalb der Wickeleinheit angeordnet ist, bewegbar ist. Zudem weist die Wickelvorrichtung eine Vorschubeinheit auf, mittels welcher die Wickeleinheit in Längsrichtung der Wickelvorrichtung bewegbar ist. Schließlich umfasst die Wickelvorrichtung eine Steuereinrichtung, mittels welcher die Wickeleinheit, die Spanneinrichtung, die Zustelleinheit und Vorschubeinheit zum vollautomatisierten Umwickeln des Leitungsbündels steuerbar sind.
  • Der einseitig offene Außenring ist also quasi C-förmig ausgebildet, wobei das gleiche für den einseitig offenen Wickelrotor gilt. Der Wickelrotor ist innenseitig in den Außenring eingesetzt, wobei dieser durch entsprechende Ansteuerung mittels der Steuereinrichtung relativ zum Außenring rotiert werden kann. Um ein Leitungsbündel vollautomatisiert zu umwickeln, wird die Wickeleinheit mittels der Zustelleinheit in die besagte Arbeitsstellung verbracht, in welcher die Wickeleinheit das mittels der Spanneinrichtung gespannte Leitungsbündel umschließt. Anschließend steuert die Steuereinrichtung die Wickeleinheit und die Vorschraubeinheit derart aufeinander abgestimmt an, dass die Wickeleinheit gleichzeitig eine Vorschubbewegung in Längsrichtung der Wickelvorrichtung und somit entlang des gespannten Leitungsbündels und eine Drehbewegung des Wickelrotors ausführt und infolgedessen das Leitungsbündel mit dem Klebeband mit einer vorgegebenen Steigung umwickelt wird.
  • Insbesondere ist es mittels der Wickelvorrichtung möglich, ein zu umwickelndes Leitungsbündel, beziehungsweise einen zu umwickelnden Leitungssatz an einem so genannten Baubrett zu belassen, welcher als Funktionsträger für den Leitungssatz beziehungsweise für das zu umwickelnde Leitungsbündel dient. Der Außenring und der einseitig offene Wickelrotor können so zueinander verdreht werden, dass ihre jeweils umfangsseitig teilweise geöffneten Bereiche deckungsgleich angeordnet sind. In dieser Stellung lässt sich das mit dem Klebeband zu umwickelnde Leitungsbündel auf einfache Weise in den ringförmigen Wickelrotor einführen, indem die Wickeleinheit entsprechend mittels der Zustelleinheit bewegt wird. Der ringförmige Wickelrotor kann beliebig oft relativ zu dem offenen Außenring um die Drehachse rotiert werden. Bei gleichzeitiger Ausführung der besagten Vorschubbewegung der gesamten Wickeleinheit entlang des zu umwickelnden Leitungsbündels, also in Längsrichtung der Wickelrichtung, ergibt sich vollautomatisiert eine Umwickelung des Leitungsbündels mit dem Klebeband. Dadurch, dass am Wickelrotor die besagte Halterung zum Aufnehmen der Klebebandrolle rotierbar befestigt ist, kann das auf der Klebebandrolle aufgenommene Klebeband während der Rotationsbewegung des Wickelrotors und der Vorschubbewegung der gesamten Wickeleinheit auf einfache Weise von der Klebebandrolle abgerollt werden, da diese auf der besagten Halterung angebracht ist, welche rotierbar am Wickelrotor befestigt ist.
  • Mittels der Spanneinrichtung ist es dabei möglich, das zu umwickelnde Leitungsbündel entlang einer definierten Wickelstrecke vorzuspannen und sauber in Längsrichtung der Wickelvorrichtung auszurichten. Dies begünstigt ebenfalls ein Umwickeln des Leitungsbündels, wenn dieses noch im zuvor erwähnten Baubrett beziehungsweise Funktionsträger angeordnet ist.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung ist es auf besonders einfache Weise möglich, Leitungsbündel, beispielsweise bei der Herstellung von Kabelbäumen im Automobilbereich, voll automatisiert mit einem Klebeband zu umwickeln, und zwar während das betreffende Leitungsbündel am so genannten Baubrett verbleibt, was sich positiv auf nachfolgende Fertigungsprozesse auswirkt. Mittels der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung ist es möglich, vollständig ohne menschlichen Eingriff Leitungsbündel mit einem Klebeband zu umwickeln.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Spanneinrichtung einen Fixiergreifer zum Fixieren des Leitungsbündels und eine Spanneinheit zum Vorspannen des Leitungsbündels aufweist. Vorzugsweise umfasst die Spanneinheit zum Vorspannen des Leitungsbündels einen Spanngreifer, welcher in Längsrichtung der Wickelvorrichtung bewegbar ist. Mit dem Fixiergreifer ist es auf einfache Weise möglich, das zu umwickelnde Leitungsbündel an einer definierten Position zu ergreifen, beispielsweise in der Nähe eines Steckergehäuses. Der Fixiergreifer kann das Leitungsbündel einklemmen, wobei der Spanngreifer der Spanneinheit zunächst das Leitungsbündel lediglich umschließt, ohne dieses einzuklemmen. Zur Spanneinheit kann beispielsweise noch ein Linearantrieb gehören, mittels welchem der Spanngreifer der Spanneinheit anschließend bis zu einer gewünschten Endposition einer Wickelstrecke bewegt werden kann. Der Spanngreifer der Spanneinheit klemmt dabei das Leitungsbündel ein und der Spanngreifer wird dann entsprechend der Längsrichtung der Wickelvorrichtung bis zur besagten Endposition der gewünschten Wickelstrecke bewegt, infolgedessen das Leitungsbündel mit einer definierten Spannkraft gespannt wird. So ist es mittels der Spanneinrichtung auf zuverlässige Weise möglich, das Leitungsbündel, insbesondere abschnittsweise, über eine bestimmte Länge, welche einer vorgegebenen Wickelstrecke entspricht, auszurichten und vorzuspannen. Dies wirkt sich besonders positiv auf die Qualität des vollautomatisierten Wickelvorgangs mit dem Klebeband aus.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wickelvorrichtung eine Schneideinheit aufweist, mittels welcher das Klebeband durchtrennbar und ein freies Ende der Klebebandrolle fixierbar ist. Nach dem vollautomatisierten Umwickeln des Leitungsbündels mit dem Klebeband ist es so auch vollautomatisch möglich, das Klebeband zu durchtrennen, wobei das freie Ende des Klebebands, welches noch an der Klebebandrolle hängt, mittels der Schneideinheit fixiert werden kann. Die Schneideinheit kann beispielsweise einen oder mehrere ein- und ausfahrbare Zylinder aufweisen, mittels welcher eine Klinge und ein Klemmbereich entsprechend bewegt werden kann, um das Klebeband zu durchtrennen und das freie Ende der Klebebandrolle an der Schneideinheit zu fixieren. Da nach dem Durchtrennen des Klebebands das freie Ende der Klebebandrolle an der Schneideinheit fixiert ist, kann das Klebeband, welches auf der Klebebandrolle aufgerollt ist, in einem nächsten Verfahrensschritt auf besonders einfache Weise erneut an das Leitungsbündel oder an ein anderes Leitungsbündel angelegt werden, um dieses dann wiederum vollautomatisiert zu umwickeln.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schneideinheit zwischen einer eingefahrenen Grundstellung, einer Fixierstellung und einer Schneidstellung bewegbar ist, in welcher die Schneideinheit zwischen der Klebebandrolle und dem Leitungsbündel positioniert ist. Bei Bedarf kann die Schneideinheit also in die besagte Schneidstellung ausgefahren werden, um das Klebeband zu durchtrennen und das freie Ende der Klebebandrolle an der Schneideinheit zu fixieren. Die Fixierstellung kann sodann auch als Anlegestellung beziehungsweise Anlegeposition genutzt werden, um an der nächsten Wickelstrecke das freie Ende des Klebebands beziehungsweise das Klebeband an dem zu umwickelnden Leitungsbündel zu fixieren. In der eingefahrenen Grundstellung hingegen kann sichergestellt werden, dass die Schneideinheit den eigentlichen automatisierten Umwickelvorgang mit dem Klebeband nicht beeinträchtigt beziehungsweise stört.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wickelvorrichtung eine Zentriereinrichtung aufweist, mittels welcher das Leitungsbündel zumindest lokal konzentrisch zum Wickelrotor anordnenbar ist. Insbesondere wenn die Wickelstrecke etwas länger sein sollte, ist es mittels der Zentriereinrichtung möglich, das Leitungsbündel exakt zum Wickelrotor auszurichten, um zumindest den Bereich des Leitungsbündels, welcher augenblicklich mittels des Wickelrotors umwickelt wird, relativ zum Wickelrotor zu zentrieren. Dadurch kann insbesondere bei längeren Wickelstrecken sichergestellt werden, dass ein sauberes und exaktes Umwickeln des Leitungsbündels mit dem Klebeband erfolgt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zentriereinrichtung eine Zentriereinheit mit zwei Zentrierarmen aufweist, welche jeweilige Vertiefungen zum Aufnehmen des Leitungsbündels umfassen, die in einer Zentrierstellung der Zentriereinheit das Leitungsbündel gemeinsam umschließen und dadurch konzentrisch zum Wickelrotor anordnen. Mittels der beiden Zentrierarme und ihren jeweiligen Vertiefungen ist es auf einfache Weise möglich, dass die Zentrierarme das Leitungsbündel umfassen, infolgedessen das Leitungsbündel zumindest in diesem Bereich konzentrisch zum Wickelrotor angeordnet wird. Vorzugsweise sind die Zentrierarme unter Vermittlung eines Gelenkvierecks am Außenring der Wickeleinheit gelagert sowie zum Öffnen und Schließen der Zentrierarme mit einem ausfahrbaren Zylinder verbunden. Ein Teil der Zentrierarme, und zwar der Teil mit den jeweiligen Vertiefungen zum Aufnehmen des Leitungsbündels, kann wie eine Art Schere auf und zu bewegt werden, wobei der Zylinder ein- und ausgefahren werden kann, um eine entsprechende Verstellung am Gelenkviereck vorzunehmen, infolgedessen die Zentrierarme auseinander und aufeinander zu bewegt werden. Ein Gelenk des Gelenkvierecks ist dabei am Außenring der Wickeleinheit gelagert, infolgedessen die Zentrierarme entsprechend am Außenring der Wickeleinheit befestigt sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Abstand der Zentrierarme zum zu zentrierenden Teil des Leitungsbündels immer passt, da der Abstand der Zentrierarme zur Drehachse des Wickelrotors unveränderlich ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zentriereinrichtung eine weitere Zentriereinheit zum konzentrischen Anordnen des Leitungsbündels zum Wickelrotor aufweist, wobei der Wickelrotor in Längsrichtung zwischen den beiden Zentriereinheiten angeordnet ist. Dadurch ist es auf zuverlässige Weise möglich, den Teil des Leitungsbündels, welcher gerade zwischen den beiden Zentriereinheiten angeordnet ist, auf zuverlässige Weise zumindest im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse des Wickelrotors anzuordnen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein weiterer ausfahrbarer Zylinder am Außenring der Wickeleinheit angeordnet ist, mittels welchem die weitere Zentriereinheit in eine Zentrierstellung bewegbar ist, in welcher diese das Leitungsbündel konzentrisch zum Wickelrotor anordnet. Beispielsweise kann die weitere Zentriereinheit zwei Gabelzinken aufweisen, welche in der Zentrierstellung das Leitungsbündel umschließen und dadurch konzentrisch zum Wickelrotor anordnen. Mittels des weiteren ausfahrbaren Zylinders ist es auf einfache Weise bei Bedarf möglich, die weitere Zentriereinheit in die besagte Zentrierstellung zu bewegen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Wickelvorrichtung eine Schnittstelle aufweist, mittels welcher die Wickelvorrichtung an einem Roboter, insbesondere an einem Gelenkarmroter, befestigbar ist. Die Schnittstelle kann beispielsweise flanschförmig oder dergleichen ausgebildet sein, sodass die Wickelvorrichtung auf einfache Weise an einer passenden Schnittstelle des Roboters befestigt werden kann. Auf diese Weise kann die Wickelvorrichtung besonders leicht an einem Roboter montiert werden. Mittels des Roboters ist es vollautomatisiert möglich, die gesamte Wickelvorrichtung passgenau am zu umwickelnden Leitungsbündel zu positionieren, insbesondere wenn das Leitungsbündel an dem zuvor bereits erwähnten Baubrett beziehungsweise Funktionsträger angeordnet ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Wickelrotor eine Außenverzahnung aufweist, in welche ein mittels einer Antriebseinheit antreibbarer Zahnriemen eingreift. Auf diese Weise ist es auf einfache Weise möglich, den Wickelrotor relativ zum Außenring der Wickeleinheit um die Drehachse zu rotieren.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass am Wickelrotor in Umfangsrichtung verteilt mehrere Lagerrollen angeordnet sind, welche beim Rotieren des Wickelrotors auf zumindest einer Innenbahn des Außenrings abrollen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Wickelrotor problemlos rundläuft, wenn dieser angetrieben und dadurch relativ zum Außenring verdreht wird. Mit anderen Worten sorgen die Lagerrollen in Kombination mit der zumindest einen Innenwand des Außenrings für eine exakt geführte Rotationsbewegung des Wickelrotors gegenüber dem Außenring.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Drehachse der Halterung schräg zur Drehachse des Wickelrotors angestellt ist, sodass bei gespanntem Leitungsbündel die Drehachse der Halterung ebenfalls schräg zum Leitungsbündel angestellt ist. Durch diese Schrägstellung der Drehachse der Haltung, mittels welcher die Klebebandrolle rotierbar gehalten ist, wird ein Schrägzug bei einer Vorschubbewegung der Wickeleinheit im Zuge des automatisierten Wickelvorgangs ausgeglichen. Infolgedessen kann ein besonders gutes Wickelergebnis erzielt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband mittels der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung wird mittels der Wickeleinheit gleichzeitig eine Vorschubbewegung in Längsrichtung der Wickelvorrichtung und eine Drehbewegung des Wickelrotors ausgeführt und infolgedessen wird das Leitungsbündel mit dem Klebeband mit einer vorgegebenen Steigung umwickelt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen, wobei die Wickelvorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
    • Kurze Figurenbeschreibung
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • Figur 1
    eine Perspektivansicht auf einen Industrieroboter, an welchem eine Wickelvorrichtung zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband angebracht ist;
    Figur 2
    eine perspektivische Rückansicht der Wickelvorrichtung;
    Figur 3
    eine weitere Perspektivansicht der Wickelvorrichtung, während mittels dieser ein zu umwickelndes Leitungsbündels gerade gespannt wird;
    Figur 4
    eine weitere Perspektivansicht der Wickelvorrichtung, während mittels dieser ein auf einer Klebebandrolle aufgewickeltes Klebeband gerade an das gespannte Leitungsbündel angelegt wird;
    Figur 5
    eine weitere Perspektivansicht der Wickelvorrichtung, während mittels dieser vollautomatisiert das gespannte Leitungsbündel umwickelt und zentriert gehalten wird; und
    Figur 6
    eine weitere Perspektivansicht der Wickelvorrichtung nach dem Beenden des automatisierten Umwickelvorgangs, wobei mittels einer Schneideinheit der Wickelvorrichtung das Klebeband durchtrennt wird.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
  • Ein Roboter 1, an welchem eine Wickelvorrichtung 2 zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels mit einem Klebeband angebracht ist, ist in einer Perspektivansicht in Fig. 1 gezeigt. Bei dem Roboter 1 handelt es sich um einen Industrieroboter in Form eines Gelenkarmroboters. Die Wickelvorrichtung 2 umfasst eine Schnittstelle 3, an welcher die Wickelvorrichtung 2 am Roboter 1 befestigt ist. Der Roboter 1 weist seinerseits eine hier nicht näher bezeichnete Schnittstelle auf, welche mit der Schnittstelle 3 der Wickelvorrichtung 2 kompatibel ist. Mit dem Roboter 1 kann die gesamte Wickelvorrichtung 2 so auf einfache Weise an ein zu umwickelndes Leitungsbündel bewegt werden.
  • In Fig. 2 ist die Wickelvorrichtung 2 in einer perspektivischen Rückansicht gezeigt. Die Wickelvorrichtung 2 umfasst eine Wickeleinheit 4 mit einem einseitig offenen Außenring 5, an welchem innenseitig ein einseitig offener ringförmiger Wickelrotor 6 relativ zum Außenring um eine in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 verlaufende Drehachse rotierbar angeordnet ist. Am Wickelrotor 6 ist des Weiteren eine Halterung 7 rotierbar befestigt, mittels welcher eine Klebebandrolle 8 aufgenommen ist.
  • Des Weiteren umfasst die Wickelvorrichtung 2 einen Fixiergreifer 9 zum Fixieren eines hier nicht dargestellten Leitungsbündels und eine insgesamt mit 10 bezeichnete Spanneinheit zum Vorspannen des Leitungsbündels. Die Spanneinheit 10 weist einen Spanngreifer 11 auf, welcher in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 mittels einer Linearantriebs 12 bewegbar ist. Der Fixiergreifer 9 und die Spanneinheit 10 mit dem Spanngreifer 11 sowie dem Linearantrieb 12 bilden gemeinsam eine Spanneinrichtung der Wickelvorrichtung 2 aus, mittels welcher das zu umwickelnde Leitungsbündel ausgerichtet und in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 vorgespannt werden kann.
  • Die Wickelvorrichtung 2 umfasst des Weiteren eine Zustelleinheit 13, mittels welcher die Wickeleinheit 4 quer zur Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher die Wickeleinheit 4 das hier nicht dargestellte Leitungsbündel umschließt, und einer zurückversetzten Stellung, in welcher das hier nicht dargestellte Leitungsbündel außerhalb der Wickeleinheit 4 angeordnet ist, bewegbar ist. Die Wickeleinheit 4 ist dabei mit einer Art Gestell 14 translatorisch beweglich an der Zustelleinheit 13 gelagert. Die Zustelleinheit 13 kann einen hier nicht näher bezeichneten Linearantrieb aufweisen, mittels welchem das Gestell 14 und somit die gesamte Wickeleinheit 4 quer zur Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 eingefahren und ausgefahren werden kann.
  • Des Weiteren umfasst die Wickelvorrichtung 2 noch eine Vorschubeinheit 15, mittels welcher die Wickeleinheit 4 in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 bewegbar ist. Die Zustelleinheit 13 ist dabei translatorisch beweglich auf zwei Führungsschienen 16 angeordnet, wovon eine mit einem Linearantrieb ausgestattet ist, sodass die Wickeleinheit 4 in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 bewegt werden kann.
  • Des Weiteren kann die Wickelvorrichtung 2 eine hier nicht näher dargestellte Steuereinrichtung aufweisen, mittels welcher die Wickeleinheit 4, die Spanneinrichtung, welche den Fixiergreifer 9 und den Spanngreifer 11 umfasst, die Zustelleinheit 13 und Vorschubeinheit 15 zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels steuerbar sind. Anhand der nachfolgenden Figuren werden einzelne Verfahrensschritte beschrieben, um ein Leitungsbündel mittels der Wickelvorrichtung 2 vollautomatisiert mit einem auf der Klebebandrolle 8 aufgewickelten Klebeband zu umwickeln.
  • In Fig. 3 ist die Wickelvorrichtung 2 in einer weiteren Perspektivansicht dargestellt, wobei das zuvor bereits mehrfach erwähnte Leitungsbündel 17 nun dargestellt ist und gerade mittels des Fixiergreifers 9 und des Spanngreifers 11 gespannt wird. In der vorliegenden Darstellung ist gut zu erkennen, dass der Wickelrotor 6 eine Außenverzahnung 18 aufweist, in welche beispielsweise ein mittels einer Antriebseinheit antreibbares, hier nicht dargestellter Zahnriemen eingreifen kann, um den Wickelrotor 6 relativ zu dem Außenring 5 zu verdrehen. Zudem können am Wickelrotor 6 beispielsweise in Umfangsrichtung verteilt noch mehrere, hier nicht dargestellte und gekennzeichnete Lagerrollen angeordnet sein, welche beim Rotieren des Wickelrotors 6 auf zumindest einer Innenbahn des Außenrings 5 abrollen können.
  • Die gesamte Wickelvorrichtung 2 wird zunächst mittels des Roboters 1 an dem Leitungsbündel 17 positioniert, welches beispielsweise an einem hier nicht dargestellten Baubrett beziehungsweise Funktionsträger angebracht sein kann. Die Wickelvorrichtung 2 wird dabei so positioniert, dass das Leitungsbündel 17 definiert mit dem Fixiergreifer 9 ergriffen werden kann, z.B. in der Nähe eines hier nicht dargestellten Steckergehäuses. Der Fixiergreifer 9 klemmt dann das Leitungsbündel 17 ein, wobei der Spanngreifer 11 das Leitungsbündel 17 zunächst nur umschließt, ohne es jedoch einzuklemmen. Der Linearantrieb 12 der hier nicht näher gekennzeichneten Spanneinheit 10 bewegt dann den Spanngreifer 11 bis zu einer gewünschten Endposition einer Wickelstrecke. Der Spanngreifer 11 klemmt währenddessen - zumindest ab einem bestimmten Zeitpunkt - das Leitungsbündel 17 ein, infolgedessen der Linearantrieb 12 das Leitungsbündel 17 mit einer definierten Spannkraft streckt und so parallel zur Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 ausrichtet.
  • In Fig. 4 ist die Wickelvorrichtung 2 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, wobei die Wickeleinheit 4 mittels der Zustelleinheit 13 in eine Arbeitsposition bewegt worden ist, in welcher das gespannte Leitungsbündel 17 konzentrisch zum Wickelrotor 6 und somit konzentrisch zu einer Drehachse des Wickelrotors 6 angeordnet ist. Dadurch, dass der Außenring 5 und der Wickelrotor 6 einseitig offen sind, kann während der Zustellbewegung der Wickeleinheit 4 das gespannte Leitungsbündel 17 auf einfache Weise ins Innere der Wickeleinheit 4 eingefädelt werden. In der vorliegenden Darstellung ist erstmals ein Teil eines von der Klebebandrolle 8 abgewickelten Klebebands 19 zu erkennen. Die Wickelvorrichtung 2 umfasst eine Schneideinheit 20, mittels welcher das Klebeband 19 durchtrennbar und ein freies Ende des hier dargestellten Klebebands 19, welches von der Klebebandrolle 8 ein Stück weit abgewickelt worden ist, fixierbar ist.
  • Vorliegend ist gut zu erkennen, dass eine Drehachse der Halterung 7, mittels welcher die Klebebandrolle 8 aufgenommen ist, schräg zu Drehachse des Wickelkopfs 6 und somit auch schrägt zum gespannten Leitungsbündel 17 angestellt ist. Dadurch wird ein Schrägzug durch die Vorschubbewegung der Wickeleinheit 4 während des Wickelvorgangs ausgeglichen. Infolgedessen kann ein gutes Wickelergebnis erzielt werden.
  • In der hier dargestellten Arbeitsposition der Wickeleinheit 4 ist das teilweise bereits abgewickelte Klebeband 19 also in der Schneideinheit 20 eingeklemmt und wird mit einer Umdrehung des Wickelrotors 6 relativ zum Außenring 5 am gespannten Leitungsbündel 17 fixiert. Danach wird die Schneideinheit 20 geöffnet und in die in der nachfolgenden Fig. gezeigte Grundstellung verfahren. In Fig. 4 ist die Schneideinheit dagegen in einer Art Fixierstellung ausgefahren, in welcher die Schneideinheit 20 sich von der Klebebandrolle 8 aus gesehen hinter dem gespannten Leitungsbündel 17 befindet. Nachdem durch eine Umdrehung des Wickelrotors 6 das Klebeband 19 am Leitungsbündel 17 fixiert und danach die Schneideinheit 20 geöffnet worden ist, wird das noch überstehende Klebeband 19 in einer noch nachfolgenden Vorschubbewegung der Wickeleinheit 4 über das Leitungsbündel 17 beziehungsweise um das Leitungsbündel 17 gewickelt.
  • In Fig. 5 ist die Wickelvorrichtung 2 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, wobei die Wickeleinheit 4 gleichzeitig mit ihrem Wickelrotor 6 eine Drehbewegung und als Ganzes eine Vorschubbewegung in Längsrichtung x der Wickelvorrichtung 2 vollführt. Infolgedessen wird das gespannte Leitungsbündel 17 vollautomatisiert mittels des Klebebands 19 umwickelt. Die Vorschubbewegung und die Rotationsbewegung des Wickelrotors 6 erfolgen dabei derart abgestimmt aufeinander, dass eine vorgegebene Steigung bezüglich der Umwicklung des Leitungsbündels 17 mit dem Klebeband 19 erzielt wird.
  • Um insbesondere bei einer längeren Wickelstrecke sicherzustellen, dass das Leitungsbündel 17 zumindest im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse des Wickelrotors 6 positioniert wird, werden zwei Zentrierarme 22, welche jeweilige Vertiefungen 23 aufweisen, derart an das gespannte Leitungsbündel 17 heranbewegt, dass die beiden Zentrierarme 22 mit ihren jeweiligen Vertiefungen 23 das Leitungsbündel 17 konzentrisch zum Wickelrotor 6 positionieren. Die beiden Zentrierarme 22 sind dabei unter Vermittlung eines Gelenkvierecks 24 am Außenring 5 der Wickeleinheit 4 gelagert, wobei zum Öffnen und Schließen sowie zum Heranfahren beziehungsweise Wegfahren der Zentrierarme 22 diese über das Gelenkviereck 24 noch mit einem ausfahrbaren Zylinder 25 verbunden sind. Dadurch, dass die beiden Zentrierarme 22 mittels eines Drehgelenks 21 des Gelenkvierecks 24 am Außenring 5 befestigt sind, werden beim Ausfahren und Einfahren des Zylinders 25 die Zentrierarme 22 lediglich geöffnet oder geschlossen, jedoch nicht translatorisch relativ zur Wickeleinheit 4 bewegt. Die Vertiefungen 23 sind dabei abgestimmt auf die Länge der Zentrierarme 22 und die Befestigung durch das Drehgelenk 21 so positioniert und gewählt, dass das Leitungsbündel 17 mittels der Vertiefung 23 immer zumindest im Wesentlichen konzentrisch zum Wickelrotor 6 angeordnet wird.
  • Die beiden Zentrierarme 22 mit dem Gelenkviereck 24 und dem Zylinder 25 bilden gemeinsam eine erste nicht näher bezeichnete Zentriereinheit zum konzentrischen Anordnen des Leitungsbündels 17 zum Wickelrotor 6. Die Wickelvorrichtung 2 umfasst noch eine weitere Zentriereinheit 26 zum konzentrischen Anordnen des Leitungsbündels 17 zum Wickelrotor 6. Die weitere Zentriereinheit 26 kann beispielsweise einen gabelförmigen Aufsatz aufweisen, zwischen deren Zinken das Leitungsbündel 17 angeordnet und dadurch konzentrisch zum Wickelrotor 6 angeordnet werden kann. Zudem kann die weitere Zentriereinheit 26 einen hier nicht dargestellten weiteren ein- und ausfahrbaren Zylinder aufweisen, mittels welchem die Zentriereinheit 26 ihrerseits in eine Zentrierstellung bewegbar ist, in welcher diese das Leitungsbündel 17 konzentrisch zum Wickelrotor 6 anordnet. Dieser Zylinder kann z.B. auf der hier nicht sichtbaren Seite des Außenrings 5 befestigt sein.
  • Wie zu erkennen, sind die beiden Zentrierarme 22 und die weitere Zentriereinheit 26 so angeordnet, dass der Wickelrotor 6 in Längsrichtung x zwischen den Zentrierarmen 22 einerseits und der weiteren Zentriereinheit 26 angeordnet ist. Mit der Vorschubbewegung der Wickeleinheit 4 wandern so die Zentrierarme 22 und die weitere Zentriereinheit 26 mit, infolgedessen zumindest der Teil des gespannten Leitungsbündels 17, welcher sich im Bereich der Wickeleinheit 4 befindet, immer konzentrisch zum Wickelrotor 6 ausgerichtet beziehungsweise angeordnet wird.
  • In Fig. 6 ist die Wickelvorrichtung 2 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, und zwar nachdem das Umwickeln des Leitungsbündels 17 entlang der vorgegebenen Wickelstrecke abgeschlossen worden ist. Am Ende der Wickelstrecke wird die Schneideinheit 20 zwischen der Klebebandrolle 8 und dem Leitungsbündel 17 positioniert. Anschließend wird ein Schneidzylinder 27 der Schneideinheit 20 geschlossen beziehungsweise eingefahren. Das von der Klebebandrolle 8 abgewickelte Klebeband 19 wird dadurch durchtrennt und das freie Ende des Klebebands 19 wird dabei mittels der Schneideinheit 20 an dieser eingeklemmt.
  • Anschließend wird die Schneideinheit 20 so wegbewegt, dass das an der Schneideinheit 20 fixierte freie Ende des Klebebands 10 seitlich - also quer zur Längsrichtung x - hinter das Leitungsbündel 17 in die Fixierstellung bewegt wird. Gleichzeitig mit dieser Bewegung der Schneideinheit 20 kann auch durch entsprechende Ansteuerung der Zustelleinheit 13 die Wickeleinheit 4 quer zur Längsrichtung x zurückgefahren werden. Diese Positionierung des freien Endes des Klebebands 19 dient dann als Anlegeposition für die nächste Wickelstrecke. Nachdem die Wickeleinheit 4 durch entsprechende Bewegung der Zustelleinheit 13 von dem umwickelten Leitungsbündel 17 wegbewegt worden ist, und zwar so, dass sich das Leitungsbündel 17 außerhalb von der Wickeleinheit 4 befindet, kann die Wickeleinheit 4 durch entsprechende Ansteuerung der Vorschubeinheit 15 gemäß der vorliegenden Darstellung wieder nach rechts hinten bewegt werden. Davor oder danach werden der Fixiergreifer 9 und der Spanngreifer 11 geöffnet und der Roboter 1 bewegt die gesamte Wickelvorrichtung 2 vom Leitungsbündel 17 weg. Anschließend können noch weitere hier nicht dargestellte Abschnitte des Leitungsbündels 17 angefahren und vollautomatisiert in der bereits beschriebenen Weise mit dem Klebeband 19 umwickelt werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Roboter
    2
    Wickelvorrichtung
    3
    Schnittstelle
    4
    Wickeleinheit
    5
    einseitig offener Außenring
    6
    einseitig offener Wickelrotor
    7
    Halterung
    8
    Klebebandrolle
    9
    Fixiergreifer
    10
    Spanneinheit
    11
    Greifer der Spanneinheit
    12
    Linearantrieb zum Verstellen des Spanngreifers
    13
    Zustelleinheit
    14
    Gestell
    15
    Vorschubeinheit
    16
    Führung
    17
    Leitungsbündel
    18
    Außenverzahnung
    19
    Klebeband
    20
    Schneideinheit
    21
    Drehgelenk
    22
    Zentrierarm
    23
    Vertiefung
    24
    Gelenkviereck
    25
    Zylinder
    26
    Zentriereinheit
    27
    Schneidzylinder
    x
    Längsrichtung

Claims (15)

  1. Wickelvorrichtung (2) zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels (17) mit einem Klebeband (19), umfassend
    - eine Wickeleinheit (4) mit einem einseitig offenen Außenring (5), an welchem innenseitig ein einseitig offener ringförmiger Wickelrotor (6) relativ zum Außenring (5) um eine in Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) verlaufende Drehachse rotierbar angeordnet ist, wobei am Wickelrotor (6) eine Halterung (7) zum Aufnehmen einer Klebebandrolle (8) rotierbar befestigt ist;
    - eine Spanneinrichtung zum Spannen des Leitungsbündels (17) in Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2);
    - eine Zustelleinheit (13), mittels welcher die Wickeleinheit (4) quer zur Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) zwischen einer Arbeitsstellung, in welcher die Wickeleinheit (4) das gespannte Leitungsbündel (17) umschließt, und einer zurückversetzten Stellung, in welcher das gespannte Leitungsbündel (17) außerhalb der Wickeleinheit (4) angeordnet ist, bewegbar ist;
    - eine Vorschubeinheit (15), mittels welcher die Wickeleinheit (4) in Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) bewegbar ist;
    - eine Steuereinrichtung, mittels welcher die Wickeleinheit (4), die Spanneinrichtung, die Zustelleinheit (13) und Vorschubeinheit (15) zum vollautomatisierten Umwickeln des Leitungsbündels (17) ansteuerbar sind.
  2. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Spanneinrichtung einen Fixiergreifer (9) zum Fixieren des Leitungsbündels (17) und eine Spanneinheit (10) zum Vorspannen des Leitungsbündels (17) aufweist.
  3. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Spanneinheit (10) zum Vorspannen des Leitungsbündels (17) einen Spanngreifer (11) aufweist, welcher in Längsrichtung (x) der Wickelvorrichtung (2) bewegbar ist.
  4. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wickelvorrichtung (2) eine Schneideinheit (20) aufweist, mittels welcher das Klebeband (19) durchtrennbar und ein freies Ende der Klebebandrolle (8) fixierbar ist.
  5. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schneideinheit (20) zwischen einer eingefahrenen Grundstellung, einer ausgefahrenen Fixierstellung und einer Schneidstellung bewegbar ist, in welcher die Schneideinheit (20) zwischen der Klebebandrolle (8) und dem Leitungsbündel (17) positioniert ist.
  6. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wickelvorrichtung (2) eine Zentriereinrichtung aufweist, mittels welcher das Leitungsbündel (17) zumindest lokal konzentrisch zum Wickelrotor (6) anordnenbar ist.
  7. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zentriereinrichtung eine Zentriereinheit mit zwei Zentrierarmen (22) aufweist, welche jeweilige Vertiefungen (23) zum Aufnehmen des Leitungsbündels (17) umfassen, die in einer Zentrierstellung der Zentriereinheit das Leitungsbündel (17) gemeinsam umschließen und dadurch konzentrisch zum Wickelrotor (6) anordnen.
  8. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zentrierarme (22) unter Vermittlung eines Gelenkvierecks (24) am Außenring (5) der Wickeleinheit (4) gelagert sowie zum Öffnen und Schließen der Zentrierarme (22) mit einem ausfahrbaren Zylinder (25) verbunden sind.
  9. Wickelvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zentriereinrichtung eine weitere Zentriereinheit (26) zum konzentrischen Anordnen des Leitungsbündels (17) zum Wickelrotor (6) aufweist, wobei der Wickelrotor (6) in Längsrichtung (x) zwischen den beiden Zentriereinheiten (26) angeordnet ist.
  10. Wickelvorrichtung (2) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein weiterer ausfahrbarer Zylinder (25) am Außenring (5) der Wickeleinheit (4) angeordnet ist, mittels welchem die weitere Zentriereinheit (26) in eine Zentrierstellung bewegbar ist, in welcher diese das Leitungsbündel (17) konzentrisch zum Wickelrotor (6) anordnet.
  11. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wickelvorrichtung (2) eine Schnittstelle (3) aufweist, mittels welcher die Wickelvorrichtung (2) an einem Roboter (1), insbesondere an einem Gelenkarmroter, befestigbar ist.
  12. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Wickelrotor (6) eine Außenverzahnung (18) aufweist, in welche ein mittels einer Antriebseinheit antreibbarer Zahnriemen eingreift.
  13. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    am Wickelrotor (6) in Umfangsrichtung verteilt mehrere Lagerrollen angeordnet sind, welche beim Rotieren des Wickelrotors (6) auf zumindest einer Innenbahn des Außenrings abrollen.
  14. Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Drehachse der Halterung (7) schräg zur Drehachse des Wickelrotors (6) angestellt ist, sodass bei gespanntem Leitungsbündel (17) die Drehachse der Halterung (7) ebenfalls schräg zum Leitungsbündel (17) angestellt ist.
  15. Verfahren zum vollautomatisierten Umwickeln eines Leitungsbündels (17) mit einem Klebeband (19) mittels einer Wickelvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mittels der Wickeleinheit (4) gleichzeitig eine Vorschubbewegung in Längsrichtung der Wickelvorrichtung (2) und eine Drehbewegung des Wickelrotors (6) ausgeführt und infolgedessen das Leitungsbündel (17) mit dem Klebeband (19) mit einer vorgegebenen Steigung umwickelt wird.
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