WO2023148061A1 - Schweissanlage für kabel und verfahren zum verschweissen von zumindest zwei kabeln mit je zumindest drei adern - Google Patents

Schweissanlage für kabel und verfahren zum verschweissen von zumindest zwei kabeln mit je zumindest drei adern Download PDF

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WO2023148061A1
WO2023148061A1 PCT/EP2023/051779 EP2023051779W WO2023148061A1 WO 2023148061 A1 WO2023148061 A1 WO 2023148061A1 EP 2023051779 W EP2023051779 W EP 2023051779W WO 2023148061 A1 WO2023148061 A1 WO 2023148061A1
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welding
cables
area
working
welding system
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PCT/EP2023/051779
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Inventor
Thomas Kapfenberger
Tobias Ingerl
Original Assignee
Lisa Dräxlmaier GmbH
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Publication date
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0263—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections for positioning or holding parts during soldering or welding process
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    • B23K2101/38—Conductors
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    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding

Definitions

  • the present invention relates to a welding system for cables and a method for welding at least two cables, each with at least three cores.
  • the present invention will be described below mainly in connection with the manufacture of cable assemblies.
  • Cores of cables can be connected to each other by welding.
  • the cores can be connected in particular by means of ultrasonic welding.
  • cores to be welded are placed in a welding area of a welding system and welded by a welding process. Insertion is usually done manually, with only the cores to be welded being inserted into the welding area.
  • DE 102020 113672 A1 describes a method for welding at least three cables, each with two wires protruding from the sheath ends of the cables.
  • An improvement here can relate, for example, to the ability to automate a production process and, as a result, to a reduction in production costs.
  • a welding system has free spaces in front of and behind a welding area of the welding system for the intermediate storage of several wires that are to be welded or have already been welded.
  • the cores to be welded are combined into welding packs before welding and the welding packs are arranged at regular intervals.
  • a handling device then moves all the welding packages to be welded one after the other into the welding area of the welding system, where they are welded.
  • the welding packs that are not currently positioned in the welding area are located in the free spaces in front of and/or behind the welding area. All unwelded and already welded welding packages are always moved at the same time, so that the regular intervals are maintained.
  • cables with a limited number of cores are only limited by the free spaces provided and the distance between the welding packages can be automatically welded together.
  • Two or more cables can be connected to each other.
  • One or more cables can also be welded to a terminal if the terminal's contact elements are regularly spaced and can be moved with the cable.
  • a welding system for cables having a front free space arranged in a working plane, a welding area arranged in the working plane and a rear free space arranged in the working plane, the welding area between the front free space and the rear free space, with the free spaces providing space for at least two waiting areas for wire ends of the cables to be welded, and the waiting areas and the welding area are each spaced apart by a working distance, with the front free space being provided with a front space penetrating the working plane Sideshift of the welding system is separated from the welding area and the rear free space is separated from the welding area by a rear sideshift of the welding system penetrating the working plane.
  • a method for welding at least two cables, each with at least three cores is presented, wherein the core ends of the cores to be welded to one another are grouped next to one another at working distances to form welding stacks, the unwelded welding stacks for welding being successively in one between two side slides
  • Welding system-trained welding area of the welding system are positioned in a working level of the welding system, while the other welding packages are temporarily stored in the working level offset laterally to the welding area in free spaces of the welding system, with all welding packages being lifted out of the free spaces and the welding area via the side shifters after a welding process has been carried out , moved laterally by at least a full working distance and lowered back to the working plane to position the next unwelded weld pack for welding in the weld area until all weld packs are welded.
  • a cable can have a jacket that encloses all the cores of the cable.
  • the cores can each have their own insulation.
  • the same cores from different cables can be grouped into welding packets and then welded step by step or cyclically one after the other.
  • the welding packs can all be arranged in a common plane. Adjacent weld packs can be arranged at a working distance.
  • the core ends of the cores can be stripped.
  • Cores of more than two cables can be grouped in a weld package.
  • the grouped cores of a welding group can be arranged in an overlapping manner.
  • the cables can come from the same direction.
  • For pass-through connectors at least two of the cables can come from opposite directions.
  • Wire ends of individual cables can also be grouped into a welding package, so several such welding packages can be prepared next to each other in one of the free spaces at a working distance.
  • the welding packages can then be positioned one after the other in the welding area, welded and moved back out of the welding area into the other free space.
  • the welded individual cables can be removed there.
  • End connectors or through-connectors can be produced for the individual lines. With the end connectors, all individual lines come from one direction. In the case of through connectors, at least two individual lines come from opposite directions.
  • a welding system can in particular be an ultrasonic welding system.
  • the ultrasonic welding system can have an anvil and a sonotrode. Surfaces of the sonotrode and the anvil can be aligned essentially parallel to a working plane of the welding system.
  • the anvil and the sonotrode can be movable relative to one another and can be arranged on opposite sides of a welding area of the welding system.
  • the anvil and sonotrode can form a top and bottom of the weld area.
  • the anvil and/or the sonotrode can be movable transversely to the working plane.
  • the wires to be welded can be clamped between the anvil and the sonotrode.
  • the sonotrode can couple ultrasonic vibrations into the pinched wires.
  • the anvil can also be designed as a further sonotrode.
  • the coupled-in ultrasonic vibrations can then, for example, be in opposite directions or out of phase.
  • the welding area can be delimited laterally or in a spatial direction of the working plane by a side shifter of the welding system.
  • the side shifters can be aligned essentially perpendicular to the working plane of the welding system, at least adjacent to the welding area.
  • the side shifters can form a front and a back of the welding area.
  • the sideshifters can be referred to as front sideshifters and rear sideshifters.
  • the side shifters can prevent the trapped veins from escaping to the side when the anvil and the sonotrode are pressed against one another and the ultrasonic vibrations are coupled into the veins.
  • the side shifters can have a small thickness, at least adjacent to the welding area, so that they can Positioning of the welding packets can be arranged between the welding packets arranged at the working distance.
  • the welding area can be open on the remaining two opposite sides.
  • the cores can protrude into the welding area from the open sides.
  • the cores to be welded can protrude into the welding area from opposite directions or from the same direction.
  • the free spaces can adjoin the side shifters at the front and rear and provide waiting areas for at least two welding packages arranged at a working distance. In this way, a welding group can be positioned in the welding area while the at least two other welding packs are kept ready in the waiting areas.
  • the further welding packets can all be arranged within the front free space, one each can be arranged in the front free space and one in the rear free space, or both welding packets can be arranged in the rear free space.
  • all welding packages can be moved synchronously.
  • the welding packages can be moved from front to back or from back to front.
  • At least one of the side slides can run essentially parallel to the working plane up to the welding area and can have a lug that penetrates the working plane and is arranged between the welding area and the respective free space.
  • the sideshifter may be generally L-shaped.
  • One of the free spaces can be arranged above the part of the lateral shifter which is aligned parallel to the working plane.
  • the tab can be significantly thinner than the part of the lateral slide that is arranged parallel to the working plane. In particular, the tab can be thinner than the working distance minus a diameter of a weld group.
  • the front space and the rear space can each provide space for at least three waiting areas. With space for three waiting areas each, cables with four cores can be connected, since one welding group is arranged in the welding area. With space for four waiting areas each, five-wire cables can be processed.
  • At least one of the side shifters can be movable parallel to the working plane. After welding, the moveable sideshifter can be moved from a closed position to an open position a small distance to facilitate removal of the welded cores from the welding area. The sideshift can be moved by about a millimeter, for example. To position the next group of welds, the sideshifter can remain in the open position and be moved back to the closed position prior to welding. When moving to the closed position, the movable sideshifter can compress the unwelded strands.
  • the welding system can have at least one movable positioning device for positioning the wire ends at the working distance.
  • the positioning device can have one receptacle per wire, which is spaced apart from an adjacent receptacle by the working distance.
  • the positioning device can be in two parts in order to be able to position at least one cable from the right and from the left.
  • the right part and the left part of the positioning device can be moved synchronously.
  • the shots of the right part and the shots of the left part can be aligned with each other.
  • the positioning device can be movable in at least two axes relative to the welding area.
  • the positioning device can be designed to position one welding group each in the welding area and to position the other welding packages in the waiting areas of the free spaces, after welding to lift all welding packages from the working level via the side shifters by an integer multiple of the working distance forwards or backwards to move and position a welding group that has not yet been welded in the welding area, while the other welding packages are positioned in the waiting areas of the free spaces.
  • the cables can be placed in the positioning device to group the wire ends.
  • the positioning device can be lifted with the cables after each welding and moved by the working distance.
  • the welding system can have a number of positioning devices, which alternately position cables in the welding area.
  • the other positioning devices can be loaded simultaneously and/or welded cables can be removed from the positioning devices.
  • a color and/or a diameter of the wires inserted into the positioning device can be detected.
  • An error message can be issued if the detected diameter and/or color of a wire does not match an expected diameter and/or color of the wire.
  • the cores of the cables can be clearly distinguished by their color and/or their diameter.
  • a sensor system in the welding system can be used to check whether the cores are arranged as intended in the positioning device. In this way, mistakes in arranging the cores can be easily corrected before welding. If the colors and/or the diameters match the expected colors and/or diameters, the correct assembly can be documented.
  • a zero cut of the core ends can be carried out before the welding process.
  • protruding inner wire ends can be cut off.
  • the wire ends of the cables are all the same length before they are placed in the welding system or the positioning device.
  • outer cores are shortened compared to inner cores.
  • the inner wire ends are therefore too long and protrude too far.
  • a zero cut shortens the inserted cores to the same length.
  • the welding system can have a zero cut device. With the zero cut, all cores can be cut at the same time. When welding, all cores can be connected with a uniform overlap.
  • the wire ends can also be stripped when cutting zero. With the zero cut, insulation of the cores can be cut and stripped from the core ends. By stripping the insulation immediately before welding, a metal material of the cores can still be essentially bare and free of oxides during the welding. In this way, an improved welding quality can be achieved.
  • FIG. 2 shows a plan view of a welding system according to an embodiment.
  • the welding system 100 is an ultrasonic welding system.
  • the welding system 100 is configured to weld cables 102 to four wires 104 .
  • the welding system 100 has a welding area 106 .
  • a working plane 108 of the welding system 100 runs approximately centrally through the welding area 106.
  • the welding area 106 is delimited by an anvil/sonotrode 110, a sonotrode and two side shifters 112.
  • the anvil 108 is shown positioned below the weld area 106 .
  • the sonotrode not shown, is arranged above the welding area 106 .
  • the sonotrode and/or the anvil 110 can be moved up and down relative to one another and can clamp wires 104 arranged between them in the working plane 108 .
  • the anvil/sonotrode 110 is shown here in a lowered position below the working plane 110 .
  • the side shifters 112 are arranged to the right and left of the welding area 106 .
  • the weld area 106 is open on the two remaining sides. Wire ends 114 of wires 104 can be arranged in welding area 106 through the open sides.
  • the welding system 100 has free spaces 116 to the right and left of the welding area 106 .
  • the free spaces 116 provide space for three waiting areas 118 each for additional cores 104 of the cable 102 that are not currently located in the welding area 106 .
  • cores 104 to be welded together are grouped into four weld packs 120.
  • FIG. The welding stacks 120 are each arranged at a working distance 122 from one another in one plane.
  • All the welding stacks 120 are lowered together into the working plane 108 for welding.
  • One of the welding stacks 120 is positioned in the welding area 106 while the remaining three welding stacks 120 are positioned in waiting areas 118 in front of and/or behind the welding area 106 .
  • the welding group 120 positioned in the welding area 106 is then clamped between the anvil 108 and the sonotrode and ultrasonic vibrations are coupled into the welding group 120 via the sonotrode, as a result of which the wires 104 of the welding group 120 are welded to one another.
  • weld packs 120 After welding, all of the weld packs 120 are lifted out of the work plane 108 until they are clear of the side pushers 112. Then all the welding packages 120 are shifted laterally by a working distance 122 and lowered back into the working plane 108 . A weld group 120 that has not yet been welded is thus positioned in the weld region 106 . The weld group 120 just welded is again positioned in a waiting area 118 . This sequence is repeated until all weld packs 120 are welded.
  • the side slides 112 run offset parallel to the working plane 108 up to the welding area 106 and each have an upwardly projecting tab 124 in the welding area 106 .
  • the tabs 124 penetrate the working plane 110 and delimit the welding area 106 laterally.
  • the tabs 124 have a low material thickness.
  • the tabs are thinner than the working distance 122 minus a width of a welding group 120. Due to the offset to the working plane 108, the side shifters 112 provide the free spaces 116.
  • one of the side pushers 112 is moveable parallel to the work plane 108 and is retracted slightly to remove the just welded weld assembly 120 from the weld area 106 .
  • the moveable sideshifter 112 is advanced again moves forward and clamps the cores 104 of the unwelded weld group 120 laterally.
  • the anvil 108 and sonotrode then clamp and weld the wires 104 of the weld assembly 120 .
  • the welding system 100 has a positioning device 126 .
  • the positioning device 126 has holders 128 which are arranged in pairs and can be moved automatically relative to the welding region 106 . Cables 102 are placed in the holders 128 and the cores 104 of the cables 102 are distributed over receptacles 130 of the holders 128 .
  • the receptacles 130 of the holders 128 are arranged in a common plane at a working distance 122 .
  • the holders 128 are positioned on opposite sides of the weld area 106 .
  • the receptacles 130 of the two holders 130 are arranged opposite one another and are aligned with one another.
  • the cores 104 placed in opposite receptacles 130 form one of the welding packs 120.
  • the holders 128 with the inserted cables 102 are automatically raised, automatically moved laterally by the working distance 122 and automatically lowered again. This movement is repeated until all welding packages 120 are welded.
  • the cables 102 can be placed in the holders 128 outside of the welding system 100 and transported to the welding system 100 with the holders 128 . As an alternative to this, the cables 102 can also be inserted directly into the holders 128 in the welding system 100 .
  • the positioning device 126 has at least two pairs of holders 128 .
  • One of the pairs is arranged in the welding system 100 for welding inserted cables 102, while the welded cables are removed from the other pair and new cables 102 are inserted.
  • FIG. 2 shows a plan view of a welding system 100 according to an embodiment.
  • the welding system 100 essentially corresponds to the welding system in FIG. 1.
  • the holders 128 of the positioning device 126 have, as in FIG.
  • the holders 128 also have a stop 200 for a jacket end of a jacket 202 of the inserted cable 102 .
  • fan-shaped channels 204 extend to the receptacles 130.
  • the receptacles 130 are again aligned parallel to one another. Because of the fan shape, the two outer channels 204 are longer than the two inner channels 204.
  • the wires 104 placed in the inner channels 204 protrude further from the receptacles 130 than the wires placed in the outer channels 204.
  • the welding system 100 includes a zero cut device 206 .
  • the zero cut device 206 is designed to cut the inserted wires 104 to a uniform length.
  • the zero cut device 206 can be integrated on-line or off-line.
  • the zero cut device is used to cut the inserted cores 104 to a uniform length.
  • the partial deduction can be made by the same length.
  • the zero-cut device 206 is also designed to strip the wire ends 114 protruding from the receptacles 130 .
  • the wire ends 114 are all stripped by the same stripping length.
  • the positioning device 126 has a sensor system 208 .
  • the sensor system 208 detects a color, an identification and/or a diameter of the cores 104 before the cores 104 are welded to one another in the welding area 106 .
  • the recorded color, identification and/or thickness are compared with stored expected values. If a wire 104 is placed in the wrong receptacle 130, the welding process will not start and an error message will be displayed. The incorrectly inserted wire 104 can thus be removed from the receptacle 130 in good time and placed in the correct receptacle 130 .
  • wire ends of two or more individual lines are grouped and welded into a common welding package. If the individual lines come from opposite directions, a through connector is welded. If the individual lines come from the same direction, an end connector is welded.
  • the method is shown using copper cables, for example.
  • Cu-Au mixed connectors and pure Al connections are also possible.
  • the sideshift presented here enables several lines to be positioned next to each other in a process-reliable manner.
  • the free space for the individual welding nodes is necessary, since otherwise a necessary welding position cannot be maintained.
  • the sideshift offers sufficient positioning options for multi-core cables with more than two individual wires
  • the extended insertion mask presented here pre-positions the respective number of lines in a process-reliable manner.
  • the insert masks can also be used to pre-assemble the cables serve.
  • the insert masks ensure a symmetrical alignment of the individual weld nodes to each other.
  • the lines can be positioned in the welding machine.
  • the insertion nest can be permanently installed in the system.
  • the cables are then positioned in the welding area and the zero cut of the individual cables is carried out directly in the welding area.
  • the lines can be positioned outside the welding machine.
  • Several positioning devices can be used. In this way, a faster cycle time can be achieved, since the next set of wires can already be positioned during the automatic welding process of several welds. The zero cut takes place outside the welding machine and therefore does not increase the process time.
  • the zero cut enables a high-quality weld. Without a zero cut, the cables placed in the middle would have a longer strand overhang. Since in many cases the dimensions of the free cable area must be adhered to, it is advisable to carry out a zero cut in most applications.
  • the sideshift is shaped to accommodate multi-core cables with more than two cables.
  • a multi-core cable with four individual cables is shown here as an example. It is also possible to clock through several individual lines one after the other.
  • the different line colors are queried by a sensor system in order to ensure that the individual lines are correctly aligned with one another.
  • the wire color is queried to ensure that each individual wire is in the correct position.
  • the necessary stripping is also carried out with the zero cut.
  • the partial trigger is completely removed so the line is ready for welding.
  • the welded pipe is then removed.
  • any number of end connectors can be positioned in the smallest of spaces and clocked through step by step.
  • End connectors and through-connectors are manufactured using a semi-automated process.
  • the lines to be welded are placed in the device.
  • the lines are brought into the welding position by cycling, i.e. extending the lines by x millimeters (working distance) relative to the welding area.
  • a welding cycle is now carried out.
  • the operator or a robot can insert the next cables to be welded.
  • the just welded splice is clocked backwards and can be removed or transported away automatically.
  • the weld node that has just been inserted and is still to be welded is brought into the welding position.
  • a welding cycle is now carried out again.
  • This cycle is repeated over and over again.
  • the different cross-sections can be queried by the sensors to ensure that the individual lines are correctly aligned with one another.
  • individual cables can also be welded to a terminal.
  • the line is welded to/on a contact part.
  • the terminal can be automatically fed in as bulk goods or processed as taped goods. Since the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can be modified to a large extent in the customary manner by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the mechanical arrangements and the size ratios of the individual elements to one another are merely exemplary.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweißanlage (100) für Kabel (102), wobei die Schweißanlage (100) einen in einer Arbeitsebene (108) angeordneten vorderen Freiraum (116) einen in der Arbeitsebene (108) angeordneten Schweißbereich (106) und einen in der Arbeitsebene (108) angeordneten hinteren Freiraum (116) aufweist, wobei der Schweißbereich (106) zwischen dem vorderen Freiraum (116) und den hinteren Freiraum (116) angeordnet ist, wobei die Freiräume (126) Platz für zumindest je zwei Wartebereiche (118) für zu verschweißende Aderenden (114) der Kabel (102) bereitstellen, und die Wartebereiche (118) und der Schweißbereich (106) jeweils um einen Arbeitsabstand (122) voneinander beabstandet sind, wobei der vordere Freiraum (116) durch einen die Arbeitsebene (108) durchdringenden vorderen Seitenschieber (112) der Schweißanlage (100) von dem Schweißbereich (106) getrennt ist und der hintere Freiraum (116) durch einen die Arbeitsebene (108) durchdringenden hinteren Seitenschieber (112) der Schweißanlage (100) von dem Schweißbereich (106) getrennt ist.

Description

SCHWEISSANLAGE FÜR KABEL UND VERFAHREN ZUM VERSCHWEISSEN VON ZUMINDEST ZWEI KABELN MIT JE ZUMINDEST DREI ADERN
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißanlage für Kabel und ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit der Herstellung von Kabelkonfektionen beschrieben.
Adern von Kabeln können durch Verschweißen miteinander verbunden werden. Dabei können die Adern insbesondere mittels Ultraschallschweißen verbunden werden.
Zum Schweißen werden zu verschweißende Adern in einen Schweißbereich einer Schweißanlage eingelegt und durch einen Schweißprozess verschweißt. Das Einlegen erfolgt in der Regel händisch, wobei jeweils nur die zu verschweißenden Adern in den Schweißbereich eingelegt werden.
Bei Kabeln mit zwei Adern kann dieser Vorgang auch teilautomatisiert werden.
Die DE 102020 113672 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest drei Kabeln mit je zwei aus Mantelenden der Kabel herausragenden Adern.
Beschreibung der Erfindung Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine verbesserte Schweißanlage für Kabel und ein verbessertes ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine Automatisierbarkeit eines Produktionsablaufs und einhergehend eine Reduktion von Produktionskosten betreffen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz weist eine Schweißanlage vor und hinter einem Schweißbereich der Schweißanlage Freiräume zum Zwischenlagern mehrerer zu verschweißender beziehungsweise bereits verschweißter Adern auf. Die jeweils zu verschweißenden Adern werden vor dem Verschweißen zu Schweißpaketen zusammengefasst und die Schweißpakete in regelmäßigen Abständen angeordnet. Eine Handlingsvorrichtung bewegt nun nacheinander alle zu verschweißenden Schweißpakete in den Schweißbereich der Schweißanlage, wo sie verschweißt werden. Die gerade nicht im Schweißbereich positionierten Schweißpakete befinden sich dabei in den Freiräumen vor und/oder hinter dem Schweißbereich. Dabei werden immer alle unverschweißten und bereits verschweißten Schweißpakete gleichzeitig bewegt und so die regelmäßigen Abstände eingehalten.
Durch den hier vorgestellten Ansatz können Kabel mit einer nur durch die bereitgestellten Freiräume und den Abstand zwischen den Schweiß paketen begrenzten Anzahl von Adern automatisiert miteinander verschweißt werden. Dabei können zwei oder mehr Kabel miteinander verbunden werden. Ein oder mehrere Kabel können auch mit einem Terminal verschweißt werden, wenn Kontaktelemente des Terminals die regelmäßigen Abstände aufweisen und mit dem Kabel bewegt werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Schweißanlage für Kabel vorgestellt, wobei die Schweißanlage einen in einer Arbeitsebene angeordneten vorderen Freiraum, einen in der Arbeitsebene angeordneten Schweißbereich und einen in der Arbeitsebene angeordneten hinteren Freiraum aufweist, wobei der Schweißbereich zwischen dem vorderen Freiraum und dem hinteren Freiraum angeordnet ist, wobei die Freiräume Platz für zumindest je zwei Wartebereiche für zu verschweißende Aderenden der Kabel bereitstellen, und die Wartebereiche und der Schweißbereich jeweils um einen Arbeitsabstand voneinander beabstandet sind, wobei der vordere Freiraum durch einen die Arbeitsebene durchdringenden vorderen Seitenschieber der Schweißanlage von dem Schweißbereich getrennt ist und der hintere Freiraum durch einen die Arbeitsebene durchdringenden hinteren Seitenschieber der Schweißanlage von dem Schweißbereich getrennt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln mit je zumindest drei Adern vorgestellt, wobei miteinander zu verschweißende Aderenden der Adern in Arbeitsabständen nebeneinander zu Schweißpaketen gruppiert werden, wobei die unverschweißten Schweißpakete zum Verschweißen nacheinander in einem zwischen zwei Seitenschiebern einer Schweißanlage ausgebildeten Schweißbereich der Schweißanlage in einer Arbeitsebene der Schweißanlage positioniert werden, während die anderen Schweißpakete in der Arbeitsebene seitlich versetzt zu dem Schweißbereich in Freiräumen der Schweißanlage zwischengelagert werden, wobei nach einem durchgeführten Schweißvorgang alle Schweißpakete aus den Freiräumen und dem Schweißbereich über die Seitenschieber angehoben werden, seitlich um zumindest einen ganzen Arbeitsabstand bewegt werden und wieder in die Arbeitsebene abgesenkt werden, um die nächste unverschweißte Schweißpakete zum Verschweißen im Schweißbereich zu positionieren, bis alle Schweißpakete verschweißt sind.
Ein Kabel kann einen Mantel aufweisen, der alle Adern des Kabels umhüllt. Die Adern können jeweils eine eigene Isolierung aufweisen. Die jeweils gleichen Adern von unterschiedlichen Kabeln können zu Schweißpaketen gruppiert werden und anschließend nacheinander schrittweise beziehungsweise zyklisch verschweißt werden. Die Schweißpakete können alle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet werden. Benachbarte Schweißpakete können in einem Arbeitsabstand angeordnet sein. Vor dem Gruppieren können Aderenden der Adern abisoliert werden. Es können Adern von mehr als zwei Kabeln in einem Schweißpaket gruppiert werden. Die gruppierten Adern einer Schweißgruppe können überlappend angeordnet werden. Für Endverbinder können die Kabel aus der gleichen Richtung kommen. Für Durchgangsverbinder können zumindest zwei der Kabel aus entgegengesetzten Richtungen kommen. Ebenso können Aderenden von Einzelleitungen zu einem Schweißpaket gruppiert werden, mehrere solcher Schweißpakete können so in einem der Freiräume nebeneinander im Arbeitsabstand vorbereitet werden. Die Schweißpakete können dann nacheinander im Schweißbereich positioniert werden, verschweißt werden und wieder aus dem Schweißbereich in den anderen Freiraum bewegt werden. Dort können die verschweißten Einzelleitungen entnommen werden. Dabei können Endverbinder oder Durchgangsverbinder der Einzelleitungen hergestellt werden. Bei den Endverbindern kommen alle Einzelleitungen aus einer Richtung. Bei den Durchgangsverbindern kommen zumindest zwei Einzelleitungen aus entgegengesetzten Richtungen.
Eine Schweißanlage kann insbesondere eine Ultraschallschweißanlage sein. Die Ultraschallschweißanlage kann einen Amboss und eine Sonotrode aufweisen. Oberflächen der Sonotrode und des Ambosses können im Wesentlichen parallel zu einer Arbeitsebene der Schweißanlage ausgerichtet sein. Der Amboss und die Sonotrode können relativ zueinander beweglich sein und auf gegenüberliegenden Seiten eines Schweißbereichs der Schweißanlage angeordnet sein. Der Amboss und die Sonotrode können eine Oberseite und Unterseite des Schweißbereichs ausbilden. Der Amboss und/oder die Sonotrode können quer zu der Arbeitsebene beweglich sein. Die zu verschweißenden Adern können zwischen dem Amboss und der Sonotrode eingeklemmt werden. Die Sonotrode kann Ultraschallschwingungen in die eingeklemmten Adern einkoppeln. Der Amboss kann auch als weitere Sonotrode ausgebildet sein. Dann können die eingekoppelten Ultraschallschwingungen beispielsweise gegenläufig beziehungsweise phasenversetzt sein.
Der Schweißbereich kann seitlich beziehungsweise in einer Raumrichtung der Arbeitsebene durch je einen Seitenschieber der Schweißanlage begrenzt sein. Die Seitenschieber können zumindest angrenzend an den Schweißbereich im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsebene der Schweißanlage ausgerichtet sein. Die Seitenschieber können eine Vorderseite und eine Rückseite des Schweiß be reichs ausbilden. Die Seitenschieber können als vorderer Seitenschieber und als hinterer Seitenschieber bezeichnet werden. Die Seitenschieber können ein seitliches Ausweichen der eingeklemmten Adern verhindern, wenn der Amboss und die Sonotrode gegeneinandergepresst werden und die Ultraschallschwingungen in die Adern eingekoppelt werden. Die Seitenschieber können zumindest angrenzend an den Schweißbereich eine geringe Dicke aufweisen, damit sie beim Positionieren der Schweißpakete zwischen den im Arbeitsabstand angeordneten Schweißpaketen angeordnet werden können.
Der Schweißbereich kann an den zwei verbleibenden gegenüberliegenden Seiten offen sein. Die Adern können von den offenen Seiten in den Schweißbereich hineinragen. Dabei können die zu verschweißenden Adern aus entgegengesetzten Richtungen oder aus der gleichen Richtung in den Schweißbereich hineinragen.
Die Freiräume können vorne und hinten an die Seitenschieber angrenzen und Wartebereiche für zumindest je zwei im Arbeitsabstand angeordnete Schweißpakete bereitstellen. So kann eine Schweißgruppe im Schweißbereich positioniert werden, während die zumindest zwei weiteren Schweißpakete in den Wartebereichen bereitgehalten werden. Dabei können die weiteren Schweißpakete alle innerhalb des vorderen Freiraums angeordnet werden, je eine in dem vorderen Freiraum und eine im hinteren Freiraum angeordnet werden oder beide Schweißpakete im hinteren Freiraum angeordnet werden.
Beim Bewegen der nächsten Schweißgruppe in den Schweißbereich können alle Schweißpakete synchron bewegt werden. Die Schweißpakete können von vorne nach hinten oder von hinten nach vorne bewegt werden.
Zumindest einer der Seitenschieber kann im Wesentlichen parallel versetzt zur Arbeitsebene bis zum Schweißbereich verlaufen und eine die Arbeitsebene durchdringende, zwischen dem Schweißbereich und dem jeweiligen Freiraum angeordnete Lasche aufweisen. Der Seitenschieber kann im Wesentlichen L-förmig sein. Oberhalb des parallel zur Arbeitsebene ausgerichteten Teils des Seitenschiebers kann einer der Freiräume angeordnet sein. Die Lasche kann wesentlich dünner als der parallel zur Arbeitsebene angeordnete Teil des Seitenschiebers sein. Insbesondere kann die Lasche dünner als der Arbeitsabstand abzüglich eines Durchmessers einer Schweißgruppe sein.
Der vordere Freiraum und der hintere Freiraum können Platz für je zumindest drei Wartebereiche bereitstellen. Durch Platz für je drei Wartebereiche können Kabel mit vier Adern verbunden werden, da jeweils eine Schweißgruppe im Schweißbereich angeordnet ist. Bei Platz für je vier Wartebereiche können fünfadrige Kabel verarbeitet werden. Zumindest einer der Seitenschieber kann parallel zur Arbeitsebene beweglich sein. Nach dem Verschweißen kann der bewegliche Seitenschieber aus einer geschlossenen Position um eine kleine Strecke in eine geöffnete Position bewegt werden, um das Entnehmen der verschweißten Adern aus dem Schweißbereich zu vereinfachen. Der Seitenschieber kann beispielsweise um etwa einen Millimeter bewegt werden. Zum Positionieren der nächsten Schweißgruppe kann der Seitenschieber in der geöffneten Position bleiben und vor dem Verschweißen in die geschlossene Position zurückbewegt werden. Bei der Bewegung in die geschlossene Position kann der bewegliche Seitenschieber die unverschweißten Adern zusammendrücken.
Die Schweißanlage kann zumindest eine bewegliche Positioniervorrichtung zum Positionieren der Aderenden im Arbeitsabstand aufweisen. Die Positioniervorrichtung kann pro Ader eine Aufnahme aufweisen, die jeweils um den Arbeitsabstand von einer benachbarten Aufnahme beabstandet ist. Die Positioniervorrichtung kann zweiteilig sein, um von rechts und links je zumindest ein Kabel positionieren zu können. Der rechte Teil und der linke Teil der Positioniervorrichtung können synchron bewegt werden. Die Aufnahmen des rechten Teils und die Aufnahmen des linken Teils können aneinander ausgerichtet sein. Die Positioniervorrichtung kann relativ zum Schweißbereich in zumindest zwei Achsen beweglich sein. Die Positioniervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, je eine Schweißgruppe im Schweißbereich zu positionieren und die anderen Schweißpakete in den Wartebereichen der Freiräume zu positionieren, nach dem Verschweißen alle Schweißpakete aus der Arbeitsebene über die Seitenschieber anzuheben, um ein ganzzahliges Vielfaches des Arbeitsabstands nach vorne oder hinten zu bewegen und eine noch nicht verschweißte Schweißgruppe im Schweißbereich zu positionieren, während die anderen Schweißpakete in den Wartebereichen der Freiräume positioniert werden.
Die Kabel können zum Gruppieren der Aderenden in die Positioniervorrichtung eingelegt werden. Die Positioniervorrichtung kann mit den Kabeln nach jedem Verschweißen angehoben und um den Arbeitsabstand bewegt werden. Die Schweißanlage kann mehrere Positioniervorrichtungen aufweisen, die jeweils wechselweise Kabel im Schweiß be re ich positionieren. Die anderen Positioniervorrichtungen können simultan bestückt werden und/oder verschweißte Kabel aus den Positioniervorrichtungen entnommen werden. Eine Farbe und/oder ein Durchmesser der in die Positioniervorrichtung eingelegten Adern kann erfasst werden. Eine Fehlermeldung kann ausgegeben werden, wenn der erfasste Durchmesser und/oder die erfasste Farbe einer Ader nicht mit einem erwarteten Durchmesser und/oder einer erwarteten Farbe der Ader übereinstimmt. Die Adern der Kabel können durch ihre Farbe und/oder ihren Durchmesser eindeutig unterscheidbar sein. Durch eine Sensorik der Schweißanlage kann überprüft werden, ob die Adern bestimmungsgemäß in der Positioniervorrichtung angeordnet sind. So können Fehler beim Anordnen der Adern vor dem Verschweißen einfach korrigiert werden. Wenn die Farben und/oder die Durchmesser mit den erwarteten Farben und/oder Durchmessern übereinstimmen kann die korrekte Bestückung dokumentiert werden.
Vor dem Schweißprozess kann ein Nullschnitt der Aderenden durchgeführt werden. Dabei können insbesondere überstehende innere Aderenden abgeschnitten werden. Die Aderenden der Kabel sind vor dem Einlegen in die Schweißanlage beziehungsweise die Positioniervorrichtung alle gleich lang. Durch das Gruppieren der Adern zu den Schweißpaketen werden äußere Adern gegenüber inneren Adern verkürzt. Die inneren Aderenden sind dadurch zu lang und stehen zu weit vor. Durch einen Nullschnitt werden die eingelegten Adern auf die gleiche Länge gekürzt. Die Schweißanlage kann eine Nullschnitteinrichtung aufweisen. Beim Nullschnitt können alle Adern gleichzeitig geschnitten werden. Beim Verschweißen können so alle Adern mit einer einheitlichen Überlappung verbunden werden.
Die Aderenden können beim Nullschnitt ferner abisoliert werden. Beim Nullschnitt kann eine Isolierung der Adern eingeschnitten werden und von den Aderenden abgestreift werden. Durch ein Abisolieren unmittelbar vor dem Verschweißen kann ein Metallmaterial der Adern beim Verschweißen noch im Wesentlichen blank und oxidfrei sein. So kann eine verbesserte Schweißqualität erreicht werden.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Schweißanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schweißanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Schweißanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Schweißanlage 100 ist eine Ultraschallschweißanlage. Die Schweißanlage 100 ist dazu konfiguriert, Kabel 102 mit vier Adern 104 zu verschweißen.
Die Schweißanlage 100 weist einen Schweißbereich 106 auf. Eine Arbeitsebene 108 der Schweißanlage 100 verläuft in etwa mittig durch den Schweißbereich 106. Der Schweißbereich 106 wird durch einen Amboss/Sonotrode 110, eine Sonotrode und zwei Seitenschieber 112 begrenzt. Der Amboss 108 ist in der Darstellung unterhalb des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die nicht dargestellte Sonotrode ist oberhalb des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die Sonotrode und/oder der Amboss 110 sind relativ zueinander auf und ab beweglich und können zwischen ihnen angeordnete Adern 104 in der Arbeitsebene 108 einklemmen. Der Amboss/Sonotrode 110 ist hier in einer abgesenkten Position unterhalb der Arbeitsebene 110 dargestellt. In der Darstellung rechts und links von dem Schweißbereich 106 sind die Seitenschieber 112 angeordnet. An den zwei verbleibenden Seiten ist der Schweißbereich 106 offen. Durch die offenen Seiten können Aderenden 114 der Adern 104 im Schweißbereich 106 angeordnet werden.
In der Darstellung rechts und links von dem Schweißbereich 106 weist die Schweißanlage 100 Freiräume 116 auf. Die Freiräume 116 bieten Platz für je drei Wartebereiche 118 für gerade nicht im Schweißbereich 106 angeordnete weitere Adern 104 der Kabel 102. Die Freiräume 116 beziehungsweise die Wartebereiche 118 sind durch die Seitenschieber 112 vom Schweißbereich 106 getrennt. Vor dem Verschweißen werden miteinander zu verschweißende Adern 104 zu vier Schweißpaketen 120 gruppiert. Die Schweißpakete 120 sind jeweils in einem Arbeitsabstand 122 zueinander in einer Ebene angeordnet.
Zum Verschweißen werden alle Schweißpakete 120 gemeinsam in die Arbeitsebene 108 abgesenkt. Dabei wird eines der Schweißpakete 120 im Schweißbereich 106 positioniert, während die restlichen drei Schweißpakete 120 in Wartebereichen 118 vor und/oder hinter dem Schweißbereich 106 positioniert werden.
Die im Schweißbereich 106 positionierte Schweißgruppe 120 wird anschließend zwischen dem Amboss 108 und der Sonotrode geklemmt und über die Sonotrode werden Ultraschallschwingungen in die Schweißgruppe 120 eingekoppelt, wodurch die Adern 104 der Schweißgruppe 120 miteinander verschweißt werden.
Nach dem Verschweißen werden alle Schweißpakete 120 aus der Arbeitsebene 108 angehoben, bis sie frei von den Seitenschiebern 112 sind. Dann werden alle Schweißpakete 120 seitlich um einen Arbeitsabstand 122 verschoben und wieder in die Arbeitsebene 108 abgesenkt. Damit ist eine noch nicht verschweißte Schweißgruppe 120 im Schweißbereich 106 positioniert. Die gerade verschweißte Schweißgruppe 120 wird wieder in einem Wartebereich 118 positioniert. Diese Abfolge wird so lange wiederholt, bis alle Schweißpakete 120 verschweißt sind.
In einem Ausführungsbeispiel verlaufen die Seitenschieber 112 parallel versetzt zur Arbeitsebene 108 bis zum Schweißbereich 106 und weisen am Schweißbereich 106 je eine nach obenstehende Lasche 124 auf. Die Laschen 124 durchdringen die Arbeitsebene 110 und begrenzen den Schweißbereich 106 seitlich. Die Laschen 124 weisen eine geringe Materialstärke auf. Die Laschen sind dünner als der Arbeitsabstand 122 abzüglich einer Breite einer Schweißgruppe 120. Durch den Versatz zur Arbeitsebene 108 stellen die Seitenschieber 112 die Freiräume 116 bereit.
In einem Ausführungsbeispiel ist einer der Seitenschieber 112 parallel zur Arbeitsebene 108 beweglich und wird zum Entnehmen der gerade verschweißten Schweißgruppe 120 aus dem Schweißbereich 106 geringfügig zurückgezogen. Nach dem Positionieren der nächsten unverschweißten Schweißgruppe 120 wird der bewegliche Seitenschieber 112 wieder nach vorne bewegt und klemmt dabei die Adern 104 der unverschweißten Schweißgruppe 120 seitlich ein. Anschließend klemmen der Amboss 108 und die Sonotrode die Adern 104 der Schweißgruppe 120 ein und verschweißen diese.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Schweißanlage 100 eine Positioniervorrichtung 126 auf. Die Positioniervorrichtung 126 weist paarweise angeordnete, relativ zum Schweißbereich 106 automatisiert bewegliche Halter 128 auf. Kabel 102 werden in die Halter 128 eingelegt und die Adern 104 der Kabel 102 auf Aufnahmen 130 der Halter 128 verteilt. Die Aufnahmen 130 der Halter 128 sind in einer gemeinsamen Ebene im Arbeitsabstand 122 angeordnet. Die Halter 128 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Schweißbereichs 106 angeordnet. Die Aufnahmen 130 der beiden Halter 130 sind gegenüberliegend angeordnet und aneinander ausgerichtet. Die in gegenüberliegende Aufnahmen 130 eingelegten Adern 104 bilden eines der Schweißpakete 120.
Zum schrittweisen Verschweißen der Schweißpakete 120 werden die Halter 128 mit den eingelegten Kabeln 102 automatisiert angehoben, automatisiert seitlich um den Arbeitsabstand 122 bewegt und automatisiert wieder abgesenkt. Diese Bewegung wird so oft wiederholt, bis alle Schweißpakete 120 verschweißt sind.
Die Kabel 102 können außerhalb der Schweißanlage 100 in die Halter 128 eingelegt werden und mit den Haltern 128 zur Schweißanlage 100 transportiert werden. Alternativ dazu können die Kabel 102 auch direkt in der Schweißanlage 100 in die Halter 128 eingelegt werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Positioniervorrichtung 126 zumindest zwei Paare von Haltern 128 auf. Jeweils eines der Paare ist in der Schweißanlage 100 zum Verschweißen von eingelegten Kabeln 102 angeordnet, während aus dem anderen Paar die verschweißten Kabel entnommen werden und neue Kabel 102 eingelegt werden.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Schweißanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Schweißanlage 100 entspricht im Wesentlichen der Schweißanlage in Fig. 1. Die Halter 128 der Positioniervorrichtung 126 weisen wie in Fig. 1 vier jeweils um den Arbeitsabstand 122 versetzte Aufnahmen 130 auf. Die Halter 128 weisen ferner einen Anschlag 200 für ein Mantelende eines Mantels 202 des eingelegten Kabels 102 auf. Von dem Anschlag 200 verlaufen fächerförmige Kanäle 204 zu den Aufnahmen 130. Die Aufnahmen 130 sind wieder parallel zueinander ausgerichtet. Aufgrund der Fächerform sind die zwei äußeren Kanäle 204 länger als die zwei inneren Kanäle 204. Die in die inneren Kanäle 204 eingelegten Adern 104 stehen weiter aus den Aufnahmen 130 als die in die äußeren Kanäle 204 eingelegten Adern.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Schweißanlage 100 eine Nullschnittvorrichtung 206 auf. Die Nullschnittvorrichtung 206 ist dazu ausgebildet, die eingelegten Adern 104 auf eine einheitliche Länge zu schneiden. Die Nullschnittvorrichtung 206 kann in der Anlage oder daneben integriert werden. Die Nullschnittvorrichtung dient dazu die eingelegten Adern 104 auf eine einheitliche Länge zu schneiden. Zusätzlich kann der Teilabzug um die gleiche Länge erfolgen.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Nullschnittvorrichtung 206 ferner dazu ausgebildet, die aus den Aufnahmen 130 ragenden Aderenden 114 abzuisolieren. Die Aderenden 114 werden dabei alle um die gleiche Abisolierlänge abisoliert.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Positioniervorrichtung 126 eine Sensorik 208 auf. Die Sensorik 208 erfasst eine Farbe, eine Kennzeichnung und/oder einen Durchmesser der Adern 104, bevor die Adern 104 im Schweißbereich 106 miteinander verschweißt werden. Die erfasste Farbe, Kennzeichnung und/oder Dicke werden mit hinterlegten Erwartungswerten verglichen. Wenn eine Ader 104 in die falsche Aufnahme 130 eingelegt ist, wird der Schweißvorgang nicht begonnen und eine Fehlermeldung ausgegeben. Die falsch eingelegte Ader 104 kann so rechtzeitig aus der Aufnahme 130 entnommen werden und in der richtigen Aufnahme 130 angeordnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel werden Aderenden von zwei oder mehr Einzelleitungen zu einem gemeinsamen Schweißpaket gruppiert und verschweißt. Wenn die Einzelleitungen aus entgegengesetzten Richtungen kommen, wird so ein Durchgangsverbinder geschweißt. Wenn die Einzelleitungen aus der gleichen Richtung kommen, wird ein Endverbinder geschweißt.
Zum getakteten Herstellen von Durchgangsverbindern und Endverbindern können viele unverschweißte Schweißpakete im Freiraum auf der einen Seite des Schweißbereichs bevorratet werden, von dort einzeln in den Schweißbereich eingelegt werden, verschweißt werden und aus dem Schweißbereich im gegenüberliegenden Freiraum abgelegt werden.
Mit anderen Worten werden Schweißkomponenten zum automatisierten Herstellen von Schweißverbindungen von (Multicore) Leitungen zu einem Mehrfachverteiler, Endverbinder und Durchgangsverbinder vorgestellt.
Aktuelle Schweißanlagen besitzen aufgrund ihrer Konstruktion wenig Freiraum vor/hinter/neben dem Schweißbereich. Durch diesen Platzmangel kann wenig automatisiert werden. Aktuell ist es nur möglich zweiadrige Leitungen prozesssicher zu verschweißen. Für Multicore Leitungen mit mehr als zwei Einzelleitungen besteht keine Möglichkeit diese mit Ultraschall-Schweißen zu verarbeiten. Die aktuellen Schweißkomponenten geben nur Raum zur Platzierung von zwei Schweißknoten.
Durch den hier vorgestellten Ansatz können mehr als zwei Einzelschweißungen an einem Leitungsverteiler geschweißt werden.
Das Verfahren ist beispielsweise an Cu-Leitungen dargestellt. Es sind aber auch Cu-Au Mischverbinder und reine Al-Verbindungen möglich.
Durch den hier vorgestellten Seitenschieber besteht ein größerer Freiraum um den Schweißbereich. Dadurch ist die Durchtaktung von diversen Varianten, wie Endverbindern und Durchgangsverbindern möglich. Ein Nullschnitt der Leitung kann in der Anlage durchgeführt werden.
Der hier vorgestellte Seitenschieber ermöglicht durch seine spezielle Geometrie, dass mehrere Leitungen nebeneinander prozesssicher positioniert werden können. Der freie Raum für die einzelnen Schweißknoten ist notwendig, da andernfalls eine notwendige Schweißposition nicht eingehalten werden kann. Der Seitenschieber bietet genügend Positioniermöglichkeiten für Multicore Leitungen mit mehr als zwei Einzeladern
Die hier vorgestellte erweiterte Einlegemaske positioniert die jeweilige Leitungsanzahl prozesssicher vor. Die Einlegemasken können auch zur Vorkonfektionierung der Leitungen dienen. Die Einlegemasken stellen eine symmetrische Ausrichtung der einzelnen Schweißknoten zueinander sicher.
Bei Leitungen mit mehr als zwei Einzelleitungen kann es für ein qualitativ hochwertiges Schweißprodukt erforderlich sein, nach der Positionierung der Leitungen in der Einlegemaske die Einzelleitungen in eine gleichmäßige Länge zu bringen. Bei dem hier vorgestellten Ansatz kann ein solcher Nullschnitt entweder außerhalb der Schweißmaschine bei der Vorbelegung der mobilen Einlegemaske oder direkt integriert in der Schweißanlage ausgeführt werden.
Die Leitungen können in der Schweißmaschine positioniert werden. Dazu kann das Einlegenest fest in der Anlage montiert sein. Die Leitungen werden dann im Schweißbereich positioniert und der Nullschnitt der Einzelleitungen wird direkt im Schweißbereich durchgeführt.
Die Leitungen können alternativ außerhalb der Schweißmaschine positioniert werden. Dabei können mehrere Positioniervorrichtungen verwendet werden. So kann eine schnellere Taktzeit erreicht werden, da während des automatischen Schweißvorgangs mehrerer Schweißungen bereits der nächste Leitungssatz positioniert werden kann. Dabei findet der Nullschnitt außerhalb der Schweißmaschine statt und verlängert somit nicht die Prozesszeit.
Der Nullschnitt ermöglicht eine qualitativ hochwertige Verschweißung. Ohne Nullschnitt würden die mittig platzierten Leitungen einen größeren Litzenüberstand haben. Da in vielen Fällen der freie Leitungsbereich maßlich eingehalten werden muss, empfiehlt es sich in den meisten Anwendungen ein Nullschnitt durchzuführen.
Der Seitenschieber ist ausgeformt, um Multicore Leitungen mit mehr als zwei Leitungen aufnehmen zu können. Exemplarisch ist hier eine Multicore Leitung mit vier Einzelleitungen dargestellt. Möglich ist auch eine Durchtaktung von mehreren Einzelleitungen hintereinander.
Für eine Leitungserkennung werden die unterschiedlichen Leitungsfarben durch eine Sensorik abgefragt, um eine korrekte Ausrichtung der einzelnen Leitungen zueinander zu gewährleisten. Vor dem Nullschnitt wird die Leitungsfarbe abgefragt, um sicherzustellen, dass die jeweilige Einzelleitung an der richtigen Position ist. Mit dem Nullschnitt wird zusätzlich noch die notwendige Abisolierung vorgenommen. Der Teilabzug wird komplett entfernt, sodass die Leitung bereit für das Schweißen ist.
Die im Schweißbereich positionierten Leitungen werden nun Verbinder für Verbinder geschweißt und durchgetaktet. Dies ist durch die neue Seitenschiebergeometrie problemlos möglich. Hier können auf engstem Raum mehrere Verbinder nebeneinander verschweißt und gleichzeitig positioniert werden.
Anschließend erfolgt die Entnahme der verschweißten Leitung.
Beim Durchtakten von Endverbindern und Durchgangsverbindern können beliebig viele Endverbinder auf engstem Raum positioniert werden und Schritt für Schritt durchgetaktet werden.
Die Fertigung von Endverbindern und Durchgangsverbindern erfolgt mit einem teilautomatisierten Prozess. Dabei werden zu verschweißende Leitungen in die Vorrichtung eingelegt. Durch das Durchtakten, also das Weiterführen der Leitungen um x Millimeter (Arbeitsabstand) relativ zum Schweißbereich, werden die Leitungen in die Schweißposition gebracht. Nun wird ein Schweißzyklus durchgeführt. Währenddessen kann der Bediener oder ein Roboter die nächsten zu verschweißenden Leitungen einlegen. Durch das nächste Durchtakten wird der eben verschweißte Spleiß nach hinten weiter getaktet und kann entnommen beziehungsweise automatisiert abtransportiert werden. Mit der gleichen Bewegung wird der gerade eingelegte noch zu verschweißende Schweißknoten in die Schweißposition gebracht. Nun wird wieder ein Schweißzyklus durchgeführt.
Dieser Zyklus wird immer wieder durchlaufen.
Bei der Leitungserkennung können die unterschiedlichen Querschnitte durch die Sensorik abgefragt werden, um eine korrekte Ausrichtung der einzelnen Leitungen zueinander zu gewährleisten.
Mit der hier vorgestellten Schweißanlage können auch Einzelleitungen auf ein Terminal verschweißt werden. Dabei wird die Leitung auf/an einem Kontaktteil verschweißt. Zur Terminalpositionierung kann das Terminal als Schüttgut automatisch zugeführt werden oder als gegurtete Ware verarbeitet werden. Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Schweißanlage
102 Kabel
104 Ader
106 Schweißbereich
108 Arbeitsebene
110 Amboss/Sonotrode
112 Seitenschieber
114 Aderende
116 Freiraum
118 Wartebereich
120 Schweißpaket
122 Arbeitsabstand
124 Lasche
126 Positioniervorrichtung
128 Halter
130 Aufnahme
200 Anschlag
202 Mantel
204 Kanal
206 Nullschnittvorrichtung
208 Sensorik

Claims

ANSPRÜCHE Schweißanlage (100) für Kabel (102), wobei die Schweißanlage (100) einen in einer Arbeitsebene (108) angeordneten vorderen Freiraum (116), einen in der Arbeitsebene (108) angeordneten Schweißbereich (106) und einen in der Arbeitsebene (108) angeordneten hinteren Freiraum (116) aufweist, wobei der Schweißbereich (106) zwischen dem vorderen Freiraum (116) und dem hinteren Freiraum (116) angeordnet ist, wobei die Freiräume (126) Platz für zumindest je zwei Wartebereiche (118) für zu verschweißende Aderenden (114) der Kabel (102) bereitstellen, und die Wartebereiche (118) und der Schweißbereich (106) jeweils um einen Arbeitsabstand (122) voneinander beabstandet sind, wobei der vordere Freiraum (116) durch einen die Arbeitsebene (108) durchdringenden vorderen Seitenschieber (112) der Schweißanlage (100) von dem Schweißbereich (106) getrennt ist und der hintere Freiraum (116) durch einen die Arbeitsebene (108) durchdringenden hinteren Seitenschieber (112) der Schweißanlage (100) von dem Schweißbereich (106) getrennt ist. Schweißanlage (100) gemäß Anspruch 1 , bei der zumindest einer der Seitenschieber (112) im Wesentlichen parallel versetzt zur Arbeitsebene (108) bis zum Schweißbereich (106) verläuft und eine die Arbeitsebene (108) durchdringende, zwischen dem Schweißbereich (106) und dem jeweiligen Freiraum (116) angeordnete Lasche (124) aufweist. Schweißanlage (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der vordere Freiraum (116) und der hintere Freiraum (116) Platz für je zumindest drei Wartebereiche (118) bereitstellen. Schweißanlage (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest einer der Seitenschieber (112) parallel zur Arbeitsebene (108) beweglich ist. Schweißanlage (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer beweglichen Positioniervorrichtung (126) zum Positionieren der Aderenden (114) im Arbeitsabstand (122), wobei die Positioniervorrichtung (126) pro Ader (104) eine Aufnahme (130) aufweist, die jeweils um den Arbeitsabstand (122) von einer benachbarten Aufnahme (130) beabstandet ist. Verfahren zum Verschweißen von zumindest zwei Kabeln (102) mit je zumindest drei Adern (104), wobei miteinander zu verschweißende Aderenden (114) der Adern (104) in Arbeitsabständen (122) nebeneinander zu Schweißpaketen (120) gruppiert werden, wobei die unverschweißten Schweißpakete (120) zum Verschweißen nacheinander in einem zwischen zwei Seitenschiebern (112) einer Schweißanlage (100) ausgebildeten Schweißbereich (106) der Schweißanlage (100) in einer Arbeitsebene (108) der Schweißanlage (100) positioniert werden, während die anderen Schweißpakete (120) in der Arbeitsebene (108) seitlich versetzt zu dem Schweißbereich (106) in Freiräumen (116) der Schweißanlage (100) zwischengelagert werden, wobei nach einem durchgeführten Schweißvorgang alle Schweißpakete (120) aus den Freiräumen (116) und dem Schweißbereich (106) angehoben werden, seitlich um zumindest einen ganzen Arbeitsabstand (122) bewegt werden und wieder in die Arbeitsebene (108) abgesenkt werden, um die nächste unverschweißte Schweißgruppe (120) zum Verschweißen im Schweißbereich (106) zu positionieren, bis alle Schweißpakete (120) verschweißt sind. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Kabel (102) zum Gruppieren der Aderenden (114) in einer Positioniervorrichtung (126) eingelegt werden, wobei die Positioniervorrichtung (126) mit den Kabeln (102) nach jedem Verschweißen angehoben und um den Arbeitsabstand (122) bewegt wird. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei eine Farbe und/oder ein Durchmesser, der in die Positioniervorrichtung (126) eingelegten Adern (104) erfasst wird, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn der erfasste Durchmesser und/oder die erfasste Farbe einer Ader (104) nicht mit einem erwarteten Durchmesser und/oder einer erwarteten Farbe der Ader (104) übereinstimmt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei vor dem Schweißprozess ein Nullschnitt der Aderenden (114) durchgeführt wird, wobei insbesondere überstehende innere Aderenden (114) abgeschnitten werden. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Aderenden (114) beim Nullschnitt ferner abisoliert werden.
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