DE3727240C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen mittels einer Handhabungseinrichtung.

In der jüngsten Vergangenheit sind die verschiedensten Ansätze bekannt geworden, Kabelbäume unter Verwendung von Industrierobotern industriell herzustellen. Unabhängig von dem jeweils angewendeten Herstellverfahren ist jedoch das Bündeln der Kabelstränge problematisch geblieben, da keine der bekannten Bündelungs-Methoden für die automatisierte Durchführung ohne Einschränkung geeignet ist:

So ist bekannt, die einzelnen Kabelstränge entweder rein manuell oderr unter Verwendung einer teilautomatisierten Umwickelungseinrichtung mit einem Textilklebeband zu umwickeln. Diese Methode ist jedoch kaum für die automatisierte Bündelung von Kabelsträngen eines auf einem Verlegebrett aufgespannten Kabelbaums geeignet.

Ferner ist es bekannt, die einzelnen Kabelstränge entweder wieder rein manuell oder mit einer teilautomatisierten Abbindepistole mittels Kabelbinder zu bündeln. Die Verwendung von Kabelbindern bedingt jedoch vergleichsweise komplizierte Werkzeuge, die entsprechend störanfällig sind, was insbesondere bei der automatisierten Herstellung nachteilig ist.

Die dritte bekannte Methode, das Einziehen der Kabel in Schläuche, die die Kabel zu einem Strang zusammenhalten, ist noch weniger für die Automatisierung des Bündelungsvorgangs geeignet.

Aus der DD-PS 1 48 999 ist eine Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen beschrieben, wobei ein schnellhärtender Klebstoff auf die Kabelstränge aufgebracht wird. Die dafür dort verwendete zweiteilige Spritzform ist dem Kabelbaumumfang angepaßt. Das Verfahren zur Bündelung einzelner Drähte zu einem Kabelbaum nach der genannten Druckschrift zeichnet sich dadurch aus, daß zur Lagefixierung und Halterung der einzelnen Drähte um den Kabelbaum an vorgegebenen Stellen mittels einer Spritzpistole ein Ring aus organischem Kunststoff gespritzt wird.

Aus dem genannten Dokument ist es allerdings nicht bekannt, daß eine Klebepistole derart verwendet werden kann, daß zur Bildung einer schlauchartigen Umhüllung des Kabelstrangs die Klebepistole während des Austragvorgangs längs des Kabelstrangs verschoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen mittels einer Handhabungseinrichtung anzugeben, die eine vollautomatisierte Durchführung ohne großen Aufwand und ein wenigstens teilweises Umhüllen des Kabelstrangs mit Klebstoff ermöglicht, wobei durch das Verfahren eine schlauchartige Umhüllung des Kabelstrangs erreicht werden soll.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Bündeln von Kabelsträngen mittels einer Handhabungseinrichtung, wie eines Industrieroboters, die eine Klebepistole für den Klebstoff mit einer Austrageinheit aufweist, die eine Aufnahmeeinheit für den Kabelstrang mit beweglichen Teilen aufweist, die im geschlossenen Zustand den Kabelstrang fest umschließen und über den Umfang des Kabelstrangs Klebstoff auftragen, den eine Dosiereinheit aus einem Vorratsbehälter zuführt durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

Die an der Handhabungseinrichtung, also beispielsweise dem Industrieroboter, angebrachte Klebepistole wird bei geschlossenem Zustand ihrer beweglichen Teile zur Bildung einer schlauchartigen Umhüllung des Kabelstrangs während des Austragvorgangs längs des Kabelstrangs verschoben.

Erfindungsgemäß ist auch eine Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen mit einer Handhabungseinrichtung, die eine Klebepistole für den Klebstoff mit einer Austrageinheit aufweist, die eine Aufnahmeeinheit mit beweglichen Teilen für den Kabelstrang aufweist, die im geschlossenen Zustand den Kabelstrang fest umschließen und über den Umfang des Kabelstrangs den Klebstoff auftragen, vorgesehen, wobei die Aufnahmeeinheit aus einem Backengreifer besteht, dessen Backen Ausnehmungen aufweisen, deren lichte Öffnung durch Schließen der Backen an den Querschnitt des Kabelstrangs anpaßbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung haben eine Reihe von Vorteilen:

Viele voll- oder teilautomatisierte Anlagen zur Herstellung von Kabelbäumen weisen bereits eine Handhabungseinrichtung und insbesondere einen Industrieroboter auf, der die Verlegewerkzeuge, Abläng-Einrichtungen oder dgl. entsprechend dem vorgegebenen Aufbau des Kabelbaums führt. Diese Handhabungseinrichtung bzw. dieser Industrieroboter kann auch zum Führen der Klebepistole verwendet werden. Als Klebepistole kann prinzipiell eine bereits vorhandene Anlage aus dem Bereich der Klebstofftechnologie verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist es nun möglich, durch Verschieben der Klebepistole längs des Kabelstrangs und gleichzeitigen Austrag des Klebstoffs eine schlauchartige Umhüllung des Kabelstrangs herzustellen.

Für den vorliegenden Anwendungsfall zum Bündeln von Kabelsträngen ist es jedoch besonders vorteilhaft, daß eine Klebepistole verwendet wird, die eine Austrageinheit für den Klebstoff besitzt, die zwei bewegliche Teile aufweist. Diese beweglichen Teile können zangenartig geöffnet und geschlossen werden. Damit kann der Industrieroboter die Klebepistole mit einer geöffneten Austrageinheit derart positionieren, daß die beiden beweglichen Teile den Kabelstrang umgeben. Nach dem Schließen der Teile umschließen diese den Kabelstrang derart, daß nicht nur die runde Form des Kabelstrangs beim Klebevorgang erhalten bleibt, sondern daß darüber hinaus auch der Klebstoff über dem Umfang des Kabelstrangs in Art einer schlauchartigen Umhüllung während einer Verschiebung längs des Kabelstranges aufgetragen wird.

Es ist natürlich auch möglich, daß ein punkt- bzw. bereichsförmiger Auftrag des Klebstoffs nach dem eingangs genannten Stand der Technik und die erfindungsgemäße Herstellung von Klebeverbindungen mit der schlauchartigen Umhüllung des Kabelstrangs kombiniert wird. Die Wahl der einzelnen Bündelungsverfahren ist dabei entsprechend der Belastung des Kabelbaumes etc. möglich.

In jedem Falle ist es jedoch vorteilhaft, wenn als Klebstoff ein schnell abbindender Klebstoff, beispielsweise ein in Anspruch 2 gekennzeichneter Polyamid-Schmelzkleber verwendet wird, dessen Abbindezeit im Bereich einiger Sekunden liegt.

Im Rahmen des Grundgedankens, mittels eines Industrieroboters eine wahlfreie Klebeverbindung von Kabelsträngen zum Bündeln derselben herzustellen, sind selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich:

So kann als Klebepistole eine handelsübliche Klebepistole mit einem Schmelzkleber, einer zusätzlichen Kühleinrichtung etc. verwendet werden. Dabei ist es möglich, den Klebstoffvorrat in einem an die Klebepistole angeflanschten Behälter mitzuführen oder den Klebstoff über flexible Zufuhrleitungen zuzuführen.

Auch ist die Verwendung von schnellabbindenden Zwei- oder Mehr-Komponentenklebern anstelle von Einkomponenten-Schmelzklebern möglich.

Die Steuerung der Klebepistole kann durch die Steuerung des Industrieroboters nach einem vorgegebenen Ablaufprogramm, aufgrund einer Sensorerkennung des Kabelbaums oder durch eine eigene der Klebepistole zugeordnete Steuereinheit erfolgen, die die Klebstoffmenge nach den verschiedenen vorstehend erläuterten Kriterien steuert.

In der Vorrichtung ist eine Aufnahmeeinheit mit beweglichen Teilen vorgesehen. Im geöffneten Zustand erlaubt die Aufnahmeeinheit ein Aufnehmen der Einzelkabel des Kabelstrangs, anders ausgedrückt, die Aufnahmeeinheit kann im geöffneten Zustand durch die Handhabungseinrichtung derart positioniert werden, daß sich die Kabel des Kabelstrangs in einem "Maul", einer zangenartigen Ausnehmung oder dergleichen der Aufnahmeeinheit befinden. Nach dem Überführen der beweglichen Teile der Aufnahmeeinheit in die geschlossene Stellung hält die Aufnahmeeinheit den Kabelstrang in einer annähernd runden Form. Hierdurch ist sichergestellt, daß während des nachfolgenden Klebevorgang der Kabelstrang nicht durch das Aufbringen von Klebestoff oder dergleichen "deformiert" wird.

Für das Aufbringen von Klebstoff weist die Aufnahmeeinheit ein Austragorgan auf, das so ausgebildet ist, daß der Klebstoff wenigstens auf einen Teil des Umfangs des Kabelstrangs aufbringbar ist. Das Austragorgan wird von einer Dosiereinheit für Klebstoff mit einer vorgebbaren Menge Klebstoff aus einem Vorratsbehälter versorgt, so daß in Zuordnung zu einem bestimmten Punkt des Kabelstrangs bzw. des Kabelbaums Klebstoff aufgebracht werden kann, dessen Menge beispielsweise entsprechend der in diesem Bereich des Kabelbaums auftretenden Belastung etc. gewählt ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen ist es möglich, die Einzelkabel eines Kabelstrangs wenigstens auf einem Teil des Umfangs mit Klebstoff zu umhüllen, ohne daß die annähernd runde Form des vorgefertigten Kabelstrangs zerstört wird.

Im Anspruch 4 ist eine besonders einfache Ausbildung der Aufnahmeeinheit gekennzeichnet. Erfindungsgemäß besteht die Aufnahmeeinheit bevorzugt aus einem Parallelbackengreifer, dessen Backen einander übergreifende Elemente tragen, von denen jedes eine Ausnehmung in Form eines Dreiecks aufweist, dessen eine Seite senkrecht auf der Bewegungsrichtung der Backen des Parallelbackengreifers steht. Durch diese Gestaltung der Greiferbacken ist es damit möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Umrüstaufwand für unterschiedlichste Kabelstrang-Durchmesser einzusetzen. Darüber hinaus werden durch Schließen des Parallelbackengreifers auch parallel verlaufende Einzelleitungen eines Kabelstrangs in eine annähernd runde Form gebracht.

Im Anspruch 5 ist eine besonders einfache Ausbildung des Austragorgans gekennzeichnet, durch die gewährleistet wird, daß sich eine schlauchartige Umhüllung des Kabelstrangs mit Klebstoff ohne großen Aufwand ergibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist selbstverständlich mit den verschiedensten Klebstoffen, Ein- oder Mehrkomponentenklebstoffen und insbesondere schnellabbindenden Klebstoffen verwendbar. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von Schmelzklebern, da diese im flüssigen Zustand gleichmäßig verteilt werden und gut in den Kabelstrang eindringen, so daß sich eine hohe Festigkeit des Kabelstrangs ergibt.

Bei Verwendung von Schmelzklebern ist es gemäß Anspruch 6 besonders vorteilhaft, wenn in den Backen bzw. den daran angebrachten klauenartigen Elementen Heizelemente für den Klebstoff vorgesehen sind, so daß der Klebstoff schnell aufgeheizt werden kann.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 7 zusätzlich Kühlrippen vorgesehen sind, die nach dem Aufheizen des Klebstoffs ein schnelles Abbinden gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bevorzugt in Verbindung mit einem Industrieroboter eingesetzt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verbindung zum Industrieroboter über einen Werkzeugwechsel-Flansch bzw. eine Werkzeugwechselvorrichtung erfolgt, die ein Anflanschen an einen bereits zum Verlegen der Kabel benützten Industrieroboter ermöglicht. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Steuerung der einzelnen Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Steuereinheit des Industrieroboters erfolgt (Anspruch 7).

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in der zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 2 einen Schnitt bei A-A in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem ein Parallelbackengreifer 1 mit Backen 11 und 12 vorgesehen ist. An den Backen 11 und 12 ist jeweils ein Element 13 und 14 derart angeordnet, daß die Elemente 13 und 14 in dem in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Zustand des Parallelbackengreifers einander "übergreifen". Jedes der Elemente 13 bzw. 14 weist eine Ausnehmung 15 auf, deren Kontur in der dargestellten Seitenansicht dreieckig ist.

Damit ist es möglich, die "lichte Fläche" der Ausnehmungen 15 durch entsprechendes Schließen bzw. Öffnen der Backen 11 bzw. 12 des Parallelbackengreifers 1 zu vergrößern oder zu verkleinern.

In der Innenkontur der Ausnehmungen 15 ist - wie im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist - eine Nut 16 vorgesehen, die mit Leitungen 17′ bzw. 17′′ verbunden sind. Die Leitungen 17 sind über ein Dosierventil 18 mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für Klebstoff verbunden.

Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Heizelement 19 mit Zuleitungen 20 sowie Kühlrippen 21 und eine Schnittstelle 22 zur Steuereinheit der Handhabungseinrichtung, beispielsweise eines Industrieroboters auf, an der die erfindungsgemäße Vorrichtung angeflanscht ist.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet für den aus dem genannten Stand der Technik bekannten stationären Fall wie folgt:

Die Steuereinheit des Industrieroboters öffnet zunächst die Backen 11 und 12 des Parallelbackengreifers 1 beispielsweise über einen nicht dargestellten Pneumatikzylinder. Damit ist auch das von den Öffnungen 15 gebildete "Maul" bzw. "Klaue" geöffnet. Anschließend positioniert der Industrieroboter die Vorrichtung derart, daß sich die Kabel eines vorverlegten Kabelstrangs im Bereich der Öffnungen 15 befinden. Durch Schließen der Backen 11 und 12 wird die lichte Öffnung der von den Ausnehmungen 15 gebildeten "Klaue" so weit verringert, bis sich ein annähernd runder Kabelstrang ergibt.

In diesem Zustand wird über das Dosierventil 18 und die Leitungen 17 Klebstoff, beispielsweise ein geschmolzener Schmelzkleber in die Nuten 16 eingespritzt, die sich in der Innenkontur der Ausnehmungen 15 befinden. Da die Elemente 13 und 14 durch das Heizelement 19 erwärmt sind, verteilt sich der Schmelzkleber schnell über den Umfang des in der "Klaue" gehaltenen Kabelstrangs.

Nach dem Einspritzen einer vorgegebenen Menge Klebstoffs, die von der gewünschten Größe der Umhüllung, der Größe des Kabelstrangs und der zu erwartenden Belastung des Kabelstrangs abhängt, wird die Heizung abgeschaltet. Aufgrund der Kühlrippen 21 bindet der Klebstoff schnell ab, so daß man in kurzer Zeit einen fest gebündelten Kabelstrang erhält.

Nach dem Abbinden des Klebstoffs werden die Backen 11 und 12 des Parallelbackengreifers 1 geöffnet, und die erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer anderen Stelle des Kabelstrangs positioniert bzw. der fertig angebundene Kabelstrang entnommen.

Vorstehend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich sind:

Beispielsweise ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur in der beschriebenen Betriebsart nach dem eingangs genannten Stand der Technik zu betreiben, in der die Vorrichtung stationär gehalten wird, bis der Klebstoff abgebunden ist, sondern es ist auch möglich, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorrichtung während des Austragens von Klebstoff kontinuierlich zu verfahren, so daß sich eine schlauchartige Umhüllung des Kabelstrangs ergibt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angedeutet worden, daß die Steuerung der einzelnen Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie die Betätigung des Dosierventils, die Ansteuerung des Heizelements und des Parallelbackengreifers durch die Steuereinheit des Industrieroboters erfolgt.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer eigenen Steuereinheit, beispielsweise einer sensorgesteuerten Einrichtung auszustatten, die das Vorhandensein eines Kabelstrangs erkennt und entsprechend den Umhüllungs- bzw. Ummantelungs-Vorgang einleitet und beendet.

Auch kann die Betätigung der einzelnen Elemente nicht nur pneumatisch - wie in der vorstehenden Beschreibung -, sondern auch hydraulisch, elektrisch usw. erfolgen.

Ferner ist es auch möglich, den Vorratsbehälter für Klebstoff nicht nur - wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel - beabstandet von der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzuordnen und mit flexiblen Leitungen mit der Vorrichtung zu verbinden, sondern es ist auch möglich, ihn in die Vorrichtung zu integrieren.

Claims (8)

1. Verfahren zum Bündeln von Kabelsträngen mittels einer Handhabungseinrichtung, die eine Klebepistole für den Klebstoff mit einer Austrageinheit aufweist, die eine Aufnahmeeinheit für den Kabelstrang mit beweglichen Teilen aufweist, die im geschlossenen Zustand den Kabelstrang fest umschließen und über den Umfang des Kabelstrangs Klebstoff auftragen, den eine Dosiereinheit aus einem Vorratsbehälter zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebepistole bei geschlossenem Zustand ihrer beweglichen Teile zur Bildung einer schlauchartigen Umhüllung des Kabelstrangs während des Austragvorgangs längs des Kabelstrangs verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoff ein schnell abbindender Klebstoff, beispielsweise ein Polyamid- Schmelzkleber verwendet wird.

3. Vorrichtung zum Bündeln von Kabelsträngen mit einer Handhabungseinrichtung, die eine Klebepistole für den Klebstoff mit einer Austrageinheit aufweist, die eine Aufnahmeeinheit mit beweglichen Teilen für den Kabelstrang aufweist, die im geschlossenen Zustand den Kabelstrang fest umschließen und über den Umfang des Kabelstrangs den Klebstoff auftragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinheit aus einem Backengreifer (1) besteht, dessen Backen (11, 12) Ausnehmungen (15) aufweisen, deren lichte Öffnung durch Schließen der Backen an den Querschnitt des Kabelstrangs anpaßbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Backengreifer ein Parallel­ backengreifer ist, dessen Backen einander übergreifende Elemente (13, 14) tragen, von denen jedes eine Ausnehmung (15) in Form eines Dreiecks aufweist, dessen eine Seite senkrecht auf der Bewegungsrichtung der Backen des Parallelbackengreifers steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (16) in der Innenkontur der Aussparungen (15) das Austragorgan für den Klebstoff bilden, und daß die Dosiereinheit (18) den Klebstoff in die Nuten spritzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Schmelzklebers als Klebstoff in den Backen bzw. den daran angebrachten Elementen Heizelemente (19) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Kühlrippen (21) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit, die Bewegung der Backen und/oder die Heizelemente durch die Steuerung der Handhabungseinrichtung steuerbar sind.