EP4402704B1 - Montagekopf sowie verfahren zur automatisierten umwicklung eines leitungsstrangs - Google Patents

Montagekopf sowie verfahren zur automatisierten umwicklung eines leitungsstrangs

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EP4402704B1
EP4402704B1 EP23776342.0A EP23776342A EP4402704B1 EP 4402704 B1 EP4402704 B1 EP 4402704B1 EP 23776342 A EP23776342 A EP 23776342A EP 4402704 B1 EP4402704 B1 EP 4402704B1
Authority
EP
European Patent Office
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tape
cable strand
unit
bundling
head
Prior art date
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Active
Application number
EP23776342.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4402704A1 (de
EP4402704C0 (de
Inventor
Luis De Almeida
Daniel Jacobus JANSE VAN RENSBURG
Stuart FLEMING
Quinton Mark UREN
Ping Xu
Paulo MARTINS
Onur Tavsel
Christian Guni
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.)
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Bordnetz Systeme GmbH filed Critical Leoni Bordnetz Systeme GmbH
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Priority to MA68837A priority patent/MA68837B1/fr
Publication of EP4402704A1 publication Critical patent/EP4402704A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4402704C0 publication Critical patent/EP4402704C0/de
Publication of EP4402704B1 publication Critical patent/EP4402704B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • 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
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
    • H01B13/0816—Apparatus having a coaxial rotation of the supply reels about the conductor or cable
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an assembly head and a method for the automated, in particular fully automated, banding of a cable harness.
  • a conductor bundle is generally understood to be a strand-shaped, preferably flexible structure, in particular a preferably electrical conductor bundle, which is composed of one or more (electrical) (conductor) elements (individual conductors).
  • electrical conductor
  • the individual elements are frequently bundled together by means of taping.
  • a tape for example adhesive tape and/or a textile tape, is wrapped around the conductor bundle.
  • a mounting head for the automated wrapping of a cable bundle is to be removed, in which the cable bundle can be inserted laterally into a winding head, with pressure elements with rollers provided.
  • a swiveling cutting unit for cutting the tape is attached to a frame next to the winding head.
  • a winding device can be removed in which a belt roll can be moved along a C-shaped support area by means of a rotary component.
  • WO 2015/055753 A1 This describes an assembly station for the automated attachment of clips to a cable bundle.
  • a positioning unit first positions the clips on the cable bundle before they are then secured by wrapping them with tape.
  • US 4 707 214 A describes another winding device for wrapping a conductor with a rectangular cross-section using insulating tape, whereby the dimensions of the conductor are calibrated by pressure rollers after wrapping.
  • a winding device is removed, in which a gripping unit grasps the cable to be wound and inserts it into a winding head before the winding process begins. After the winding process, the gripping unit pulls the cable out of the winding head so that the tape is cut by a cutting element.
  • the invention aims to enable automated banding.
  • the problem is solved according to the invention by a mounting head according to claim 1 and by a method using such a mounting head according to claim 14.
  • the assembly head is generally used for the automated, and in particular fully automated, banding of a transversely extending cable strand with a tape.
  • the assembly head itself extends not only transversely but also longitudinally and vertically. It has a winding module with a winding head that extends around a transversely extending The axis of rotation is rotatable.
  • the winding module preferably has a drive by which the winding head can be set into a rotational movement.
  • the winding head itself preferably comprises a ring segment with a central winding chamber.
  • the ring segment has a lateral insertion opening for the lateral (transverse to the transverse direction) insertion of the conductor string into the winding chamber.
  • the drive for the winding head is preferably designed as a belt drive, wherein a drive belt engages, in particular, with external teeth on the winding head and thereby sets it in rotation.
  • the assembly head also features a taping unit for supplying and guiding the tape.
  • the cable harness and the assembly head are moved relative to each other in or against the longitudinal direction, so that the cable harness is inserted laterally into the winding head.
  • the tape is then applied to the cable harness and subsequently wound around it.
  • the tape is cut and separated. Preferably, this is followed by a movement to ensure the tape end adheres securely to the cable harness.
  • a suitably designed control unit is generally arranged to control the movement sequence of the assembly head, with the help of which the individual steps and movements during banding, as explained in detail below, are initiated.
  • the cable bundle typically consists of several individual conductors. These are preferably single-core or multi-core sheathed electrical cables. Alternatively, the conductor elements can also be busbars wrapped with tape. In principle, other types of individual conductors or even different types of individual conductors can be combined in the cable bundle. In one design variant... At least some of the individual lines are designed as fluid lines, such as hoses. Preferably, the wiring harness is a purely electrical wiring harness.
  • a key aspect lies in the design and control of a cutting element, particularly in combination with a (further) pressing element.
  • This design enables fully automatic stripping of the tape at the end of the taping process and, preferably, further pressing of the tape end against the cable bundle.
  • the cutting element is attached to the banding unit and is therefore part of the banding unit.
  • the cutting element is designed in the manner of a blade, which is oriented particularly in the transverse direction.
  • the taping unit is attached to the winding head.
  • the winding head rotates around its axis of rotation, and therefore the taping unit attached to the winding head also rotates. Since the cutting element is attached to the taping unit and is thus part of it, the cutting element also rotates during the taping process.
  • the taping unit is controlled such that, at the end of the taping process, it is moved into a cutting position, specifically against the longitudinal direction. This movement brings the cutting element into a defined cutting position. Moving the taping unit back away from the cable bundle also tensions the tape, making it easier to cut. Therefore, the taping unit is generally movable and adjustable, particularly on or with the winding head. It is thus an adjusting mechanism with a An actuator is designed, via which the desired positioning movement of the banding unit can be executed.
  • the banding unit has a tape dispenser to which the tape, specifically a tape roll, is attached.
  • the tape supply is generally sized to be sufficient for several banding operations. Once the tape supply on the tape roll is exhausted, a new tape roll is attached to the tape dispenser. Alternatively, the tape is wound directly onto the tape dispenser.
  • the cutting element for cutting the tape is movable in the direction of the tape.
  • the cutting element is, for example, movably arranged on the taping unit.
  • the cutting element is moved by a movement of the taping unit, and in particular also of the winding head to which the taping unit is attached, especially without relative movement to the taping unit.
  • the cutting element is moved towards the tape by a pivoting motion.
  • This is achieved, in particular, by a pivoting and thus rotary motion of the tapering unit and, consequently, also of the winding head.
  • the particular advantage here is that a rotary drive for the rotary motion of the winding head is simultaneously used for cutting the tape with the cutting element.
  • a tape end is formed on the severed section, which is wound around the cable bundle.
  • a pressing element is provided which can be moved towards the cable bundle such that, during the taping process, the tape end is pressed against the cable bundle.
  • This pressing element is hereinafter also referred to as a further or second pressing element.
  • This additional pressure element is preferably also attached to the banding unit.
  • the further pressure element is applied by a rotary movement.
  • this is in turn achieved by the rotary movement of the taping unit and, in particular, the winding head.
  • the taping unit is equipped with both the cutting element and the additional pressure element. Since this pressure element is rotationally fixed to the rotating winding head/taping unit, the tape is cut and the tape end is pressed against the conductor at the end of the taping process by at least one suitable pivoting movement of the winding head. Preferably, a single pivoting movement is sufficient for both cutting the tape and pressing the tape end against the conductor, so that first the cutting element cuts the tape and subsequently the additional pressure element presses the tape end against the conductor.
  • the cutting element and the other pressure elements are therefore arranged one behind the other, opposite to a pivoting direction. They are thus arranged with a rotational offset from each other.
  • the additional pressing element is preferably designed as a flexible tab or a brush.
  • the other, second end of the strip which remains on the strip supply provided by the tape dispenser and thus represents a strip beginning for the next taping process, also forms a strip end.
  • a holding element for the second strip end is arranged, which acts in particular as a support and/or fixing element for the strip end.
  • the holding element is located adjacent to, and preferably directly adjacent to, the cutting element.
  • the holding element secures the second strip end in a
  • the tape is held in a defined position, for example, supported and/or fixed, so that it can be brought back to the cable bundle in a controlled manner and attached there during a subsequent taping process.
  • the problem when cutting the tape is that the second end of the tape protrudes into an undefined position, from which a reliable attachment for the subsequent taping process cannot be guaranteed.
  • the retaining element is preferably formed by several individual pins, in particular needle-shaped pins, which preferably extend upwards from a base towards a central winding chamber and thus towards the belt.
  • these pins pierce the belt, so that the belt is essentially perforated by the pins, and the belt is fixed in the desired position at the points where the pins penetrate the belt.
  • the taping unit preferably includes a tape dispenser on which the tape is stored.
  • the taping unit, together with the tape dispenser is attached to the winding head and therefore rotates with it during the taping process.
  • a balancing mass is attached to the winding head and, in particular, to the taping unit.
  • This is an additional mass element that otherwise has no additional function.
  • the mass element is formed, in particular, by a solid body, for example, cylindrical or cuboid, made of solid material.
  • the additional balancing mass ensures a suitable mass distribution such that imbalance is avoided during rotation of the winding head.
  • the mounting head generally has a support frame to which the individual elements of the mounting head are attached.
  • the winding module together with the banding unit, can be moved longitudinally relative to the support frame.
  • Suitable drive and drive components are particularly required for this purpose.
  • Adjustment elements are provided, for example a suitable linear guide with drive.
  • the winding head and the taping unit are moved longitudinally relative to the support frame, thus advancing towards the conductor tape and then moving back again. This allows for an efficient taping process, as the entire assembly head does not need to be moved. It also prevents collisions with other components used to hold the conductor bundle.
  • the cable bundle is generally routed onto a holding device, for example a so-called cable board, i.e., laid and held according to a predetermined routing geometry, for example with suitable support elements.
  • the banding is then carried out on this holding device using the mounting head.
  • the taping unit enables fully automatic initial fixation of the tape end to the cable bundle. Therefore, manual securing of the tape end is unnecessary.
  • the subsequent taping process is also fully automatic. This fully automatic fixation is achieved, in particular, by moving the taping unit close to the cable bundle. For this purpose, the previously described relative movement of the winding module relative to the support frame is specifically provided.
  • the taping unit has a (first) pressure element that is movable towards the cable bundle.
  • the pressure element is, for example, movably mounted on the taping unit and specifically pivotally movable. Alternatively, it is fixedly attached to the taping unit, and its movement towards the cable bundle is achieved by a positioning movement of the taping unit, which also includes a pivoting movement.
  • the first pressure element is, for example, a strip-shaped element or, alternatively, a pressure roller. formed, which is moved against the conductor string and thereby presses the beginning of the tape against the conductor string.
  • a gripping unit which has gripping elements for compressing the cable bundle consisting of several individual wires or strands.
  • two gripping units are arranged on both sides of the winding head.
  • only one gripping unit is arranged on one side, so that the assembly head is as compact as possible.
  • the gripping unit is specifically located on the side opposite the taping unit, next to the winding module.
  • the gripping unit is preferably arranged "leading" the taping unit, so that the loose individual wires in the section to be taped next are compressed by the gripping unit.
  • the gripping elements In a closed end position, the gripping elements completely enclose the cable bundle circumferentially, at least in conjunction with a further gripper holder, on which they are preferably pivotably mounted.
  • the individual, especially loose, conductors of the conductor bundle are first pressed against each other in their final position, compressing them into a first, compressed final position. Subsequently, the individual conductors are held compressed by a further auxiliary element, in particular by the guide rollers described in more detail below, during the taping process.
  • the gripping unit is preferably moved into a further, second end position or gripping position, in which the gripping elements release the cable strand somewhat, such that the cable strand is preferably only loosely held in this gripping position.
  • the gripping elements are arc-shaped.
  • a pivoting motion achieves the desired compression of the individual conductors of the cable bundle.
  • the cable bundle is compressed, in particular, between these two arc-shaped gripping elements and the previously mentioned gripper holder.
  • a suitable drive mechanism is provided to execute the pivoting motion.
  • an actuating element is provided that acts on a base of the gripping element and pivots it about a pivot axis.
  • the gripping unit is arranged to be linearly movable in and against the longitudinal direction, and preferably relative to the winding module.
  • the gripping unit is particularly located directly next to the winding module. Specifically, it is attached to the winding module, for example via linear guides, so that it is adjustable in the longitudinal direction relative to the winding module. A suitable drive is provided for this adjustment movement.
  • the cable assembly is generally held and, in particular, kept under tension at least on one side, preferably on two opposite sides, between which the mounting head is located.
  • the mounting head is moved transversely along the cable assembly during the taping process.
  • the guide rollers of each pair can be moved towards the conductor, particularly in the longitudinal direction, and additionally pivoted, such that they are pressed against the conductor during operation, compressing and deforming it, at least to some extent.
  • the conductor has a flat cross-sectional geometry in the area of the guide rollers. This prevents the conductor from twisting around its own axis. Therefore, during the taping process, the The conductor strand is held between the two leading roles of each pair.
  • the guide rollers are preferably without their own drive and are loosely mounted so that they can rotate about a roller axis.
  • the assembly head moves – as described above – preferably in a transverse direction along the cable bundle. This is made possible by the guide rollers, which roll along the cable bundle, allowing it to pass through the two guide rollers.
  • Each pair of guide rollers is preferably adjustable in the longitudinal direction.
  • at least one of the pairs is attached to the gripping unit and adjustable in the longitudinal direction together with it.
  • At least one pair of guide rollers is preferably arranged within a recess of the winding module.
  • the pair is movable within this recess, specifically in the transverse direction.
  • this pair is positioned within the recess. This results in the most compact possible design of the assembly head.
  • this pair is preferably movable in the transverse direction relative to the winding module.
  • the gripping unit as a whole is movable in the transverse direction relative to the winding module.
  • the winding module generally comprises a support plate extending longitudinally, to which the winding head is rotatably attached laterally in the transverse direction.
  • a front end of the support plate similar to the winding head, is laterally open and, for example, designed as a ring segment, thus providing an open space that forms the aforementioned clearance into which the guide rollers can move.
  • the entire mounting head is specifically designed for attachment to a robot, particularly a multi-axis industrial robot.
  • a mechanical interface in particular a flange, with which it can be attached to the robot, specifically to a robot hand of the industrial robot.
  • the mounting head 2 shown generally has a support frame 4 to which several units, described in more detail below, are attached.
  • the support frame 4 has a flange 6 by which it is held on an industrial robot 8, which is indicated only by a dashed line of a mounting flange of a robot hand.
  • the mounting head 2 is thus largely free to move in space, so that it can be positioned as needed in any position and at any angle (0–360°). Alternatively, it is also possible for it to be moved linearly on a fixed frame, for example.
  • the mounting head itself is fixed and a cable string 10 is movable relative to the mounting head 2.
  • the mounting head 2 generally serves to band the conductor string 10 with a band 14.
  • the band 14 is preferably arranged in a fixed position and the mounting head moves in the direction of the conductor string 10.
  • the mounting head 2 extends in a longitudinal direction L, perpendicular to this in a transverse direction Q and further in a vertical direction V. During the banding process, the conductor string 10 extends in the transverse direction Q.
  • the assembly head 2 has a winding module 16 with a preferably C-shaped or ring-segment-like winding head 18.
  • a taping unit 20 is also attached to the winding head 18 and is thus part of the winding module 16. Due to its design, the winding head 18 has an insertion opening and encloses a central interior space into which the conductor 10 can be inserted.
  • the winding head 18 rotates about an axis of rotation (not shown here), which is also a central axis of the interior space defined by the winding head 18. During the taping process, the axis of rotation extends along the conductor 10.
  • a suitable drive device is provided for driving the winding head 18.
  • a toothed section 19A is formed on the outer circumference of the winding head, into which several drive bands or toothed belts 19B, distributed around the circumference, typically engage (see in particular also FIG 4 At least one toothed belt is driven by a suitable drive.
  • the complete belt drive is part of winding module 16.
  • the winding module 16 and thus the winding head 18 are preferably adjustable relative to the support frame 4 in and against the longitudinal direction L, so that a delivery movement in the direction of the conductor string 10 is enabled.
  • the winding head 18 can be moved linearly via a linear drive.
  • a suitable drive is provided for this purpose.
  • the winding module 16 has a support plate 16A, which is open at its front end, thus defining a clearance 16B.
  • the winding head 18 is rotatably attached to the support plate 16A at this front end.
  • a ring-segment-shaped plate of the winding head is rotated about the axis of rotation by the aforementioned belt drive.
  • the belt drive is also attached to the support plate 16A, specifically behind the winding head when viewed longitudinally.
  • the taping unit 20 has a tape dispenser 22 on which the tape 14 is stored. During operation, the tape dispenser 22 rotates with the winding head 18. For this purpose, the taping unit 20 is fixedly attached to the winding head 18, and in particular to the aforementioned ring-segment-shaped, rotatable plate. The taping unit 20 is therefore a component of the rotatable winding head 18.
  • the tape dispenser 22 in the exemplary embodiment has a spool carrier 40 to which a tape roll 42 (spool) is attached. This is held on the spool carrier 40 by a central roller holder 44.
  • the roller holder 44 achieves a preferably rotationally fixed connection with the spool carrier 40.
  • the band roller 42 is held by friction, preferably exclusively by friction.
  • the roller holder 44 preferably has an adjustment mechanism for setting the coefficient of friction.
  • Tape reels 42 of different widths can be accommodated on the reel carrier 40.
  • at least one adapter ring 46 is arranged, which can be fixed to the reel holder 44.
  • two adapter rings 46 are arranged, which define a space between them in which a narrow The tape roller 42 is held in place. The two adapter rings 46 also keep the narrow tape roller 42 centered.
  • the banding unit 20 has several guide elements and/or deflection elements with which the band 14 is reliably guided and deflected.
  • the taping unit 20 preferably has a first pressure element 24.
  • the pressure element 24 is movable towards the conductor string 10 and serves to guide and press a tape start against the conductor string 10 at the beginning of the taping process.
  • the first pressure element 24 is, for example, pivotally mounted on the taping unit 20. It is particularly designed in the form of a pressure roller.
  • the taping unit 20 has a second pressure element 25, which is also adjustable towards the conductor 10.
  • This second pressure element 25 is preferably designed as an elastic element, for example as an elastic tab, and in the exemplary embodiment in the form of a brush.
  • This second pressure element 25 serves to press a tape end against the conductor 10 at the end of the taping process, as will be explained in more detail below.
  • the taping unit 20 also includes a cutting element 23, which is arranged particularly directly adjacent to the further pressure element 25 and is adjustable with it.
  • the cutting element 23 and the further pressure element 25 preferably perform a common (pivoting) movement when cutting the tape 14.
  • a retaining element 27 Adjacent to the cutting element 23, specifically on the side oriented towards the belt 14 or the belt dispenser 22, and thus in particular opposite the further pressure element 25, a retaining element 27 is attached, which is intended to support or hold one end of the partial belt remaining on the belt dispenser 22.
  • the retaining element 27 has the following features for this purpose: For example, several pins, in the exemplary embodiment three pins, are oriented towards the tape 14 and specifically towards the tape dispenser 22. In the figures, the pins are shown as oversized and too long, contrary to the actual embodiment. In the FIG 3 and FIG 4 In the situation shown (after a previous banding process in which band 14 was cut off), the pins pierce band 14.
  • a balancing mass 34 is attached to the winding head 18, in particular to the banding unit 20.
  • Each gripping unit 26 has a gripper holder 28 and two arc-shaped gripping elements 30. These are mounted on the gripper holder 28, in particular so as to be pivotally movable.
  • FIG 2 A controllable actuating element 31 can be identified, which preferably has two actuating elements 31a, 31b, each of which is connected to one of the gripping elements 30 in a foot area. The actuating elements 31a, 31b can perform a pivoting movement and can also move the arc-shaped gripping elements 30.
  • the entire gripping unit 26 is preferably adjustable in the longitudinal direction L towards the conductor string 10.
  • the gripping unit is, for example, linearly displaceable on the winding module 16 and, in particular, on the support plate 16 A, with its own drive for linear adjustment.
  • the gripping elements 30 are shown in a partially closed position, in which they, together with the gripper holder 28, completely encircle the conductor bundle 10. This bundle therefore lies between the Gripping elements 30 and the gripper holder 28 are inserted.
  • the gripping elements 30 are brought together, the loose individual strands of the cable bundle 10 are gathered, so that the cable bundle 10 is compressed overall.
  • the cable bundle 10 is guided loosely in the gripping unit 26 during the taping process.
  • the cable bundle 10 is initially gripped firmly, in particular until a tape end is fixed to the cable bundle 10 and the tape 14 has optionally already been wrapped several times around the cable bundle 10.
  • the gripping unit 26 is opened slightly and moved into a gripping position, so that the cable bundle 10 is guided loosely and is passed through the gripping unit 26 during the taping process.
  • the assembly head 2 further comprises two pairs of guide rollers 32. These are mounted on both sides of the winding head 18 and the banding unit 20, respectively.
  • the pair located on the side of the gripping unit 26 is, for example, attached to the gripping unit 26, specifically to the gripper holder 28, and is adjustable in the longitudinal direction L with it.
  • the pair is adjustable in the longitudinal direction L independently of the gripper.
  • the guide rollers 32 are therefore specifically assigned their own adjustment mechanism for longitudinal adjustment, so that they can be adjusted independently of the gripper.
  • the opposite pair, which is arranged next to the banding unit 20, is preferably also adjustable in the longitudinal direction L and has a suitable linear drive for this purpose.
  • the guide rollers 32 are arranged opposite each other to the conductor 10 and can be adjusted towards the conductor 10. A pivoting movement is provided for this purpose. In their closed end position, their roller axes are preferably arranged parallel or largely parallel to each other.
  • the conductor 10 is guided and held between the guide rollers 32.
  • the distance between the guide rollers 32 is preferably dimensioned such that the conductor 10 is compressed somewhat overall, so that it is held, for example, by approximately
  • the tape has a flattened cross-sectional contour.
  • the distance between the guide rollers 32 during the taping process is preferably adjustable, for example by parameterization or alternatively manually, particularly depending on the diameter of the conductor string 10.
  • the guide rollers 32 are rotatable about their roller axis, but preferably do not have their own drive.
  • the surface of the guide rollers 32 preferably has good adhesion and is, for example, rubberized or similarly rubberized. This also largely prevents the risk of damage to the wiring harness 10 during the entire taping process. Furthermore, this counteracts and prevents twisting of the wiring harness during the taping process.
  • the pair of guide rollers 32 which is arranged on the side of the winding module 16 opposite the taping unit 20, can be positioned in the transverse direction in such a way that it lies in the previously described free space 16B in the carrier plate 16A at least during the taping process and preferably permanently.
  • the banding process is preferably as follows: The assembly head 2 is moved towards the cable bundle 10 by means of the robot 6. The cable bundle 10 is held in place, particularly on both sides. However, the positioning movement of the assembly head 2 is not strictly necessary, depending on how the positioning of the assembly head 2 relative to the cable bundle 10 is determined. The cable bundle 10 is located. Alternatively or additionally, the gripping unit 26 and the winding module 16 are advanced in the longitudinal direction L by moving the winding module 16 relative to the support frame 4. Preferably, the assembly head is positioned next to the cable bundle 10 at the beginning of the taping process, such that the lateral opening of the winding head 18 is oriented towards the cable bundle 10.
  • the gripping unit 26 is first positioned towards the cable bundle 10 and moved relative to the support frame 4 for this purpose.
  • the gripping elements 30 are then pivoted so that the cable bundle 10 is enclosed.
  • the gripping elements 30, together with the gripper holder 28, define a gripping diameter.
  • the individual cables are thereby brought together and, if necessary, also compressed.
  • the cable bundle 10 is first clamped and held in place during this step.
  • the guide rollers 32 are initially moved longitudinally forward towards the conductor string 10, either simultaneously or with a time offset, again relative to the support frame. They are then brought into their final position, in particular by a pivoting movement, so that they are pressed against the conductor string 10 and, in particular, flatten it and press it into a flat cross-sectional shape. The pressing force exerts a certain holding force on the conductor string 10.
  • the gripping elements 30 are loosened slightly so that they still completely enclose the cable bundle, but only hold it loosely, allowing the cable bundle 14 to be passed through the gripping unit 16 in a transverse direction.
  • the conductor strand 14 is tightened in the transverse direction by means of the two pairs on guide rollers 32.
  • the two pairs are pulled apart in opposite directions in and against the transverse direction Q, so that the conductor strand 10 is tightened in the area of the winding head 16. At least one of the pairs exerts a movement in the transverse direction Q.
  • the pair on the side of gripping unit 16 is offset in the transverse direction Q and thus relative to the winding module.
  • a suitable drive is attached for this purpose.
  • the winding module 16 is moved longitudinally L towards the conductor string 10 relative to the support frame 4, so that the latter is received inside the winding head 18.
  • any loose end of the tape 14 is preferably pressed against the conductor 10 during this delivery movement.
  • This is achieved in particular by means of the first pressure element 24, which presses the tape 14 from above against the conductor 10, so that the tape 14 is fixed between the pressure element 24 and the conductor 10 (see also Figure 1).
  • Figure 3 In an alternative design variant, the pressure element 24 can also be pivoted from below against the conductor 10, so that the tape start is pressed against the conductor 10. In any case, the tape start is fixed to the conductor 10 fully automatically.
  • the tape 14 is, in particular, a self-adhesive tape.
  • the winding head 18 and with it the taping unit 20 rotate around the axis of rotation, so that the tape 14 is unwound from the tape dispenser 22 and wound around the conductor 10.
  • the tape 14 is first wound several times around the conductor 10 at the starting position, so that the beginning of the tape is reliably fixed.
  • the conductor string 10 is then, for example, wrapped in a spiral shape with the tape 14.
  • the gripping unit 26 holds the conductor 10 firmly enclosed, preferably until the beginning of this spiral wrapping. Generally, the gripping elements 30 are opened slightly again before the start of the spiral wrapping. so that the conductor string 10 is still fully enclosed, but only loosely held.
  • the entire assembly head 2 is moved in or against the transverse direction Q using the industrial robot 8, so that the tape 14 is successively wrapped around the conductor 10 either as spiral wrapping or as full wrapping.
  • the assembly head 2 also allows for spot wrapping, in which the tape 14 is wrapped around the conductor 10 at only one position.
  • the tape is automatically cut.
  • the taping unit 20 (together with the winding head 18) first retracts a short distance in the opposite direction L. This causes a section of the tape to protrude radially from the conductor strand 10. The tape 14 is thereby taut and thus stretched.
  • the tape 14 is cut by means of the cutting element 23.
  • a pivoting movement of the taping unit 20, for example about the axis of rotation of the winding module 16, is provided. This guides the cutting element 23 from below against the stretched tape 14. The cutting element 23 then cuts the tape 14.
  • the banding unit 20 (together with the winding head 18) first moves back a short distance against the longitudinal direction L, thus tensioning the band 14.
  • the banding unit 20 then moves forward a short distance in the longitudinal direction, so that the band 14 is no longer elastically tensioned, but sufficient space remains for the cutting element 23 to cut it. This prevents the band 14 from curling back after cutting due to its elasticity, which would leave no loose band end available for the subsequent banding process.
  • the loose end of the band created in the process is preferably also pressed against the conductor string 10 by the further pressure element 25.
  • an end end remains on the strip 14 located on the tape dispenser 22, which defines the beginning of the strip for the next taping process.
  • This end end is held in place by the arrangement of the retaining element 27.
  • the strip end rests on top of the retaining element 27.
  • the retaining element 27 – as particularly in FIG 3 This can be seen – it is formed by several, in particular needle-shaped, pins that even pierce the band. Piercing occurs especially during cutting, when the cutting element 23 is pivoted from below against the band 14.
  • the holding element 27 is preferably pivoted together with the cutting element 23.
  • the needle-shaped pins pierce the end of the bandage. This holds the bandage end firmly in position for the next bandaging step.
  • the pins protrude only slightly beyond bandage 14 (exaggerated in the figures).
  • the end of the band is held in position by the pins.
  • the first pressure element 24, by pivoting, guides the band 14 to the conductor 10, so that the band 14 is pressed against the conductor 10 and it can adhere there.
  • the tape end is then automatically released from the pins.
  • the first pressure element 24 generally holds the strip 14 in position.
  • the pins hold the strip end downwards after cutting, until the next taping process.
  • the holding element 27 is arranged directly adjacent to the cutting element 23. This means, in particular, that the holding element 27, and thus the support point for the end of the belt, is located only a few centimeters away from the cutting element 23, for example, a maximum of 2 cm or even a maximum of 1 cm.
  • either another conductor strand 10 is brought into a desired taping position in which it is held and/or the mounting head 2 is moved to a next conductor strand 10.
  • FIG. 5 and 6 An alternative version of the mounting head 2 is shown. The preceding explanations apply at least largely equally to this alternative version.
  • the retaining element 27 is omitted.
  • Two gripping units 26 are also attached to both sides of the winding head 18.
  • a pair of guide rollers 32 is preferably attached to each gripping unit 26.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Montagekopf sowie ein Verfahren zur automatisierten, insbesondere vollautomatischen Bandierung eines Leitungsstrangs.
  • Unter einem Leitungsstrang wird vorliegend allgemein ein strangförmiges, vorzugsweise biegeflexibles Gebilde, insbesondere ein vorzugsweise elektrisches Leitungsbündel verstanden, welches sich aus ein oder mehreren (elektrischen) (Leitungs-) Elementen (Einzelleitungen) zusammensetzt. Bei der Herstellung von Kabelsätzen, welche eine Vielzahl von Einzelleitungen sowie häufig auch eine verzweigte Struktur aufweisen, werden häufig die einzelnen Elemente mittels einer Bandierung zusammengefasst. Beim Bandierungsvorgang wird ein Band, beispielsweise ein Klebeband und/oder ein Textilband um den Leitungsstrang herumgewickelt.
  • Eine solche Bandierung erfolgt häufig noch manuell oder mit einem handgeführten Gerät und erfordert daher einen hohen Montageaufwand.
  • Aus der DE 10 2019 213 325 A1 ist ein Montagekopf zur automatisierten Umwicklung eines Leitungsstrangs zu entnehmen, bei dem der Leitungsstrang in einen Wickelkopf seitlich einführbar ist, wobei Anpresselemente mit Rollen vorgesehen sind. Seitlich neben dem Wickelkopf ist an einem Gestell eine schwenkbare Schneideinheit zum Durchtrennen des Bandes befestigt.
  • Aus DE 10 2017 109 819 A1 ist eine Wickeleinrichtung zu entnehmen, bei der eine Bandrolle entlang eines C-förmigen Halterungsbereiches mittels einer Drehkomponente verfahrbar ist.
  • WO 2015/055753 A1 beschreibt eine Montagestation zum Automatisierten Anbringen von Clips an einem Leitungsbündel. Über eine Positioniereinheit werden die Clips zunächst an dem Leitungsbündel positioniert, bevor sie dann durch Umwickeln mit einem Band am Leitungsbündel befestig werden.
  • US 4 707 214 A beschreibt eine weitere Wickeleinrichtung zum Umwickeln eines im Querschnitt rechteckförmigen Leiters mit einem Isolierband, wobei die Dimensionen des Leiters durch Anpressrollen nach dem Umwickeln kalibriert wird.
  • Aus US 6 119 749 A ist eine Wickelvorrichtung zu entnehmen, bei der mit Hilfe einer Greifeinheit eine zu umwickelnde Leitung gegriffen und in einen Wickelkopf eingeführt wird, bevor dann die Umwicklung erfolgt. Nach dem Wickelprozess wird die Leitung wieder mit Hilfe der Greifeinheit aus dem Wickelkopf herausgefahren derart, dass das Band mit Hilfe eines Schneidelements abgeschnitten wird.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine automatisierte Bandierung zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Montagekopf nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit Hilfe eines solchen Montagekopfes nach Anspruch 14.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Der Montagekopf dient allgemein zur automatisierten, insbesondere vollautomatischen Bandierung eines sich in einer Querrichtung erstreckenden Leitungsstrangs mit einem Band. Der Montagekopf selbst erstreckt sich zusätzlich zur Querrichtung auch in einer Längsrichtung und in einer Vertikalrichtung. Er weist ein Wickelmodul mit einem Wickelkopf auf, der um eine sich in Querrichtung erstreckende Rotationsachse rotierbar ist. Das Wickelmodul weist hierzu bevorzugt einen Antrieb auf, über den der Wickelkopf in eine Rotationsbewegung versetzbar ist.
  • Der Wickelkopf selbst weist bevorzugt ein Ringsegment mit einem zentralen Wickelraum auf. Das Ringsegment weist eine seitliche Einführöffnung zum seitlichen (quer zur Querrichtung) Einführen des Leitungsstrangs in den Wickelraum auf. Für den Antrieb des Wickelkopfes ist der Antrieb insbesondere nach Art eines Riemenantriebs ausgebildet, wobei ein Antriebsriemen insbesondere in eine Außenzahnung des Wickelkopfes eingreift und dadurch diesen in Rotation versetzt.
  • Der Montagekopf weist weiterhin eine Bandierungseinheit zur Bereitstellung und Führung des Bandes auf.
  • Zur Bandierung des Leitungsstrangs werden der Leitungsstrang und der Montagekopf relativ zueinander in bzw. entgegen der Längsrichtung verfahren, sodass der Leitungsstrang in den Wickelkopf seitlich eingeführt wird. Mithilfe der Bandierungseinheit wird anschließend das Band an den Leitungsstrang angelegt und anschließend wird das Band um den Leitungsstrang herumgewickelt. Am Ende des Bandierungsprozesses erfolgt schließlich noch ein Abtrennen und Abschneiden des Leitungsbandes. Bevorzugt folgt weiter eine Bewegung zur sicheren Haftung des Bandendes am Leitungsstrang.
  • Für die Steuerung des Bewegungsablaufes des Montagekopfes ist allgemein eine geeignet ausgestaltete Steuereinheit angeordnet, mit deren Hilfe die einzelnen Schritte und Bewegungen beim Bandieren, wie sie nachfolgend noch im Detail erläutert werden, veranlasst werden.
  • Der Leitungsstrang besteht regelmäßig aus mehreren Einzelleitungen. Bei diesen handelt es sich bevorzugt um einadrige oder auch um mehradrige elektrische Mantelleitungen. Alternativ handelt es sich bei den Leitungselementen auch um Stromschienen, die mit dem Band umwickelt werden. Grundsätzlich können auch andere Typen von Einzelleitungen oder auch unterschiedliche Typen an Einzelleitungen im Leitungsstrang zusammengefasst sein. In einer Ausführungsvariante sind zumindest ein Teil der Einzelleitungen als Fluidleitungen, wie beispielsweise Schläuche ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich bei dem Leitungsstrang um einen rein elektrischen Leitungsstrang.
  • Insgesamt ist hierdurch ein insbesondere vollautomatisches Bandieren eines Leitungsstranges erreicht.
  • Ein wesentlicher Aspekt ist in der Ausgestaltung sowie Ansteuerung eines Schneidelements insbesondere auch in Kombination mit einem (weiteren) Anpresselement zu sehen. Durch diese Ausgestaltung ist am Ende des Bandierungsprozesses ein vollautomatisches Abtrennen des Bandes und vorzugsweise weiterhin ein Anpressen des Bandendes an den Leitungsstrang erreicht.
  • Das Schneidelement ist dabei an der Bandierungseinheit befestigt und insofern ein Teil der Bandierungseinheit.
  • Das Schneidelement ist in bevorzugter Ausgestaltung nach Art einer Klinge ausgebildet, die insbesondere in Querrichtung orientiert ist.
  • Die Bandierungseinheit ist am Wickelkopf befestigt. Für die Anbringung des Bandes rotiert der Wickelkopf um die Rotationsachse und daher rotiert auch die am Wickelkopf befestigte Bandierungseinheit. Da das Schneidelement an der Bandierungseinheit befestigt ist und damit Teil derselben ist, rotiert daher auch das Schneidelement beim Bandierungsprozess.
  • Im Betrieb wird die Bandierungseinheit derart gesteuert, dass diese am Ende des Bandierungsprozesses insbesondere entgegen der Längsrichtung in eine Schneidposition verfahren wird. Durch diese Bewegung wird das Schneidelement in eine definierte Schneidposition gebracht. Durch das Zurückfahren der Bandierungseinheit wird diese vom Leitungsstrang wegbewegt. Dabei wird insbesondere auch das Band gespannt, so dass es sich besser abtrennen lässt. Die Bandierungseinheit ist daher allgemein verfahrbar und verstellbar angeordnet, insbesondere am Wickelkopf oder mit diesem. Es ist also ein Stellmechanismus mit einem Stellantrieb ausgebildet, über den die gewünschte Stellbewegung der Bandierungseinheit ausgeführt werden kann.
  • Allgemein weist die Bandierungseinheit einen Bandabroller auf, an dem das Band, speziell eine Bandrolle angebracht ist. Der Bandvorrat ist allgemein derart bemessen, dass er für mehrere Bandierungen ausreicht. Ist der auf der Bandrolle aufgebrachte Bandvorrat aufgebraucht, so wird eine neue Bandrolle am Bandabroller fixiert. Alternativ ist das Band direkt am Bandabroller aufgewickelt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Schneidelement zum Durchtrennen des Bandes in Richtung zum Band hin verfahrbar. Hierzu ist das Schneidelement beispielsweise beweglich an der Bandierungseinheit angeordnet. Bevorzugt erfolgt das Verfahren des Schneidelements jedoch durch eine Bewegung der Bandierungseinheit, und insbesondere auch des Wickelkopfes an dem die Bandierungseinheit befestigt ist, insbesondere ohne Relativbewegung zur Bandierungseinheit.
  • In bevorzugter Ausgestaltung wird das Schneidelement durch eine Schwenkbewegung in Richtung auf das Band verfahren. Dies erfolgt wiederum insbesondere durch eine Schwenk- und damit Drehbewegung der Bandierungseinheit und damit insbesondere auch des Wickelkopfes. Der besondere Vorteil hierbei ist darin zu sehen, dass ein Drehantrieb für die Drehbewegung des Wickelkopfes zugleich auch für das Durchtrennen des Bandes mit dem Schneidelement herangezogen wird.
  • Nach dem Durchtrennen des Bandes ist ein Bandende an dem abgetrennten Teilband gebildet, welches um den Leitungsstrang gewickelt ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist ein Anpresselement vorgesehen, welches in Richtung zum Leitungsstrang verfahrbar ist, derart, dass im Betrieb beim Bandierungsprozess das Bandende gegen den Leitungsstrang gepresst wird. Das Einpresselement wird nachfolgend auch als weiteres oder zweites Anpresselements bezeichnet.
  • Dieses weitere Anpresselement ist bevorzugt ebenfalls an der Bandierungseinheit befestigt.
  • Bevorzugt erfolgt das Verfahren des weiteren Anpresselements durch eine Drehbewegung. In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt dies wiederum durch die Drehbewegung der Bandierungseinheit und insbesondere des Wickelkopfes.
  • An der Bandierungseinheit ist in bevorzugter Ausgestaltung neben dem Schneidelement auch das weitere Anpresselement befestigt. Da dieses wiederum mit dem rotierbaren Wickelkopf /der Bandierungseinheit drehfest verbunden ist, erfolgt am Ende des Bandierungsprozesses das Durchtrennen des Bandes sowie das Anpressen des Bandesendes an den Leitungsstrang durch zumindest eine geeignete Schwenkbewegung des Wickelkopfes. Bevorzugt ist zum Durchschneiden des Bandes als auch zum Anpressen des Bandendes an den Leitungsstrang eine gemeinsame Schwenkbewegung ausreichend, sodass zunächst das Schneidelement das Band durchtrennt und nachfolgend das weitere Anpresselement das Bandende gegen den Leitungsstrang presst.
  • Das Schneidelement sowie das weitere Anpresselemente sind daher in bevorzugter Ausgestaltung entgegen einer Schwenkrichtung hintereinander angeordnet. Sie sind daher drehversetzt zueinander angeordnet.
  • Für ein möglichst sanftes Anpressen des Bandendes ist das weitere Anpresselement in bevorzugter Ausgestaltung als eine biegeelastische Lasche oder eine Bürste ausgebildet.
  • Das andere, zweite Bandende, welches noch am durch den Bandabroller bereitgestellten Bandvorrat verbleibt und damit einen Bandanfang für den nächsten Bandierungsprozess darstellt, bildet ebenfalls ein Bandende. In zweckdienlicher Weiterbildung ist ein Halteelement für das zweite Bandende angeordnet, welches insbesondere als ein Stütz- und/ oder Fixierelement für das Bandende wirkt. Das Halteelement ist benachbart, und zwar bevorzugt unmittelbar benachbart zum Schneidelement angeordnet. Durch das Halteelement wird das zweite Bandende in einer definierten Position gehalten, beispielsweise abgestützt und / oder fixiert, so, dass es kontrolliert bei einem nachfolgenden Bandierungsprozess wieder an den Leitungsstrang herangefahren und dort angeheftet werden kann. Je nach Bandbeschaffenheit besteht beim Abtrennen des Bandes das Problem, dass das zweite Bandende in eine undefinierte Lage absteht, aus der heraus ein prozesssicheres Anheften für den folgenden Bandierungsprozess nicht zuverlässig gewährleistet ist.
  • Das Halteelement ist weiterhin bevorzugt durch mehrere einzelne Stifte, insbesondere nadelförmige Stifte gebildet, die sich vorzugsweise ausgehend von einer Basis nach oben in Richtung zu einem zentralen Wickelraum und damit zum Band erstrecken. In bevorzugter Ausgestaltung durchstoßen diese Stifte das Band, so dass dieses quasi von den Stiften perforiert wird und an den Durchtrittsstellen der Stifte erfolgt die Fixierung des Bandes in der gewünschten Position.
  • Allgemein weist die Bandierungseinheit bevorzugt einen Bandabroller auf, auf dem das Band bevorratet ist. Die Bandierungseinheit zusammen mit dem Bandabroller ist wie bereits erwähnt am Wickelkopf befestigt, und rotiert mit diesem daher beim Bandierungsprozess.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist am Wickelkopf und insbesondere an der Bandierungseinheit eine Auswuchtmasse befestigt. Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches Masseelement, welche sonst keinerlei zusätzliche Funktion aufweist. Das Masseelement wird insbesondere durch einen massiven, beispielsweise zylindrischen oder quaderförmigen Körper aus Vollmaterial gebildet. Durch die zusätzliche Auswuchtmasse ist eine geeignete Masseverteilung erreicht, derart, dass bei der Rotation des Wickelkopfes eine Unwucht vermieden ist.
  • Der Montagekopf weist allgemein ein Traggestell auf, an dem die einzelnen Elemente des Montagekopfes befestigt sind.
  • Das Wickelmodul ist in Längsrichtung relativ zum Traggestell gemeinsam mit der Bandierungseinheit verfahrbar. Hierzu sind insbesondere geeignete Antriebs- und Verstellelemente vorgesehen, beispielsweise eine geeignete Linearführung mit Antrieb.
  • Beim Bandierungsprozess wird daher in bevorzugter Ausgestaltung der Wickelkopf und mit ihm die Bandierungseinheit in Längsrichtung relativ zum Traggestell verfahren und damit in Richtung zum Leitungsband zugestellt und wieder zurück verfahren. Hierdurch kann ein effizienter Bandierungsprozess umgesetzt werden, da nicht der gesamte Montagekopf verfahren werden muss. Auch dient dies zur Vermeidung von Kollisionen mit weiteren Komponenten, die zum Halten des Leitungsstrangs vorgesehen sind.
  • In bevorzugter Ausgestaltung wird der Leitungsstrang allgemein auf eine Haltevorrichtung, beispielsweise ein sogenanntes Kabelbrett geroutet, d.h. entsprechend einer vorgegebenen Verlegegeometrie verlegt und gehalten, beispielsweise mit geeigneten Stützelementen. An dieser Haltevorrichtung erfolgt dann das Bandieren mit Hilfe des Montagekopfes.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist allgemein mithilfe der Bandierungseinheit ein vollautomatisches Fixieren zunächst eines Bandanfangs am Leitungsstrang ermöglicht. Es ist daher kein manuelles Befestigen des Bandanfangs erforderlich. Auch das anschließende Bandieren erfolgt vollautomatisch. Das vollautomatische Fixieren erfolgt dabei insbesondere durch das Heranfahren der Bandierungseinheit an den Leitungsstrang. Hierzu ist insbesondere die zuvor beschriebene Relativbewegung des Wickelmoduls relativ zum Traggestell vorgesehen.
  • Hierzu weist die Bandierungseinheit in bevorzugter Ausgestaltung ein (erstes) Anpresselement auf, welches in Richtung zum Leitungsstrang verfahrbar ist. Das Anpresselement ist hierzu beispielsweise beweglich an der Bandierungseinheit und speziell schwenkbeweglich gehalten. Alternativ hierzu ist es ortsfest an der Bandierungseinheit befestigt und das Heranfahren an das Leitungsband erfolgt durch eine Zustellbewegung der Bandierungseinheit, die insbesondere auch eine Schwenkbewegung umfasst. Das erste Anpresselement ist beispielsweise nach Art eines streifenförmigen Elements oder alternativ nach Art einer Anpressrolle ausgebildet, welches gegen den Leitungsstrang verfahren wird und dabei den Bandanfang gegen den Leitungsstrang drückt.
  • Ein weiterer bevorzugter Aspekt ist in der Ausgestaltung und Ansteuerung einer Greifeinheit zu sehen, welche Greifelemente aufweist, die zum Komprimieren des aus den mehreren Einzelleitungen oder Einzelsträngen bestehenden Leitungsstrangs dienen. Beispielsweise sind zwei Greifeinheiten beidseitig zum Wickelkopf angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch lediglich eine Greifeinheit an einer Seite angeordnet, sodass der Montagekopf möglichst kompakt ausgebildet ist. Die Greifeinheit ist dabei insbesondere an der zur Bandierungseinheit gegenüberliegenden Seite neben dem Wickelmodul angeordnet. Allgemein ist die Greifeinheit der Bandierungseinheit vorzugsweise "vorlaufend" angeordnet, so dass die losen Einzelleitungen in dem als nächstes zu bandierenden Abschnitt durch die Greifeinheit komprimiert werden. Die Greifelemente umschließen in einer geschlossenen Endstellung den Leitungsstrang in Umfangsrichtung vollständig, zumindest in Verbindung mit einem weiteren Greiferhalter, an dem sie vorzugsweise schwenkbeweglich gelagert sind.
  • In bevorzugter Ausgestaltung werden die einzelnen, insbesondere losen Leitungen des Leitungsstrangs in der Endstellung zunächst gegeneinandergepresst und drücken diese in einer ersten, komprimierten Endstellung zusammen. Weiterhin werden die Einzelleitungen nachfolgend durch ein weiteres Hilfselement, insbesondere durch die nachfolgend noch genauer beschriebenen Führungsrollen, komprimiert gehalten, und zwar während des Bandierungsprozesses.
  • Für den Bandierungsprozess wird die Greifeinheit bevorzugt in eine weitere, zweite Endstellung oder Greifstellung überführt, in der die Greifelemente den Leitungsstrang wieder etwas freigeben und zwar derart, dass der Leitungsstrang in dieser Greifstellung bevorzugt lediglich lose gehalten ist. Hierunter wird verstanden, dass der Leitungsstrang in Querrichtung durch die Greifeinheit hindurchgeführt werden kann bzw., dass der Montagekopf beim Bandierungsprozess entlang des vorzugsweise feststehenden Leitungsstrangs verfahren werden kann.
  • Die Greifelemente sind in bevorzugter Ausgestaltung bogenförmig ausgebildet. Durch eine Schwenkbewegung erfolgt die gewünschte Komprimierung der Einzelleitungen des Leitungsstrangs, welcher als Leitungsbündel ausgebildet ist. Der Leitungsstrang wird hierbei insbesondere zwischen diesen beiden bogenförmigen Greifelemente und dem zuvor bereits erwähnten Greifhalter zusammengepresst. Zur Ausübung der Schwenkbewegung ist ein geeigneter Antrieb ausgebildet. Speziell ist ein Betätigungselement ausgebildet, welches auf einen Fußbereich des Greifelements einwirkt und dieses um eine Schwenkachse verschwenkt.
  • Bevorzugt ist auch die Greifeinheit linear in und entgegen der Längsrichtung verfahrbar angeordnet, und zwar bevorzugt relativ zum Wickelmodul. Die Greifeinheit ist insbesondere unmittelbar neben dem Wickelmodul angebracht. Speziell ist sie am Wickelmodul befestigt, beispielsweise über Linearführungen, sodass sie relativ zum Wickelmodul in Längsrichtung verstellbar ist. Für die Verstellbewegung ist ein geeigneter Antrieb angeordnet.
  • Beim Bandierungsprozess wird allgemein der Leitungsstrang zumindest an einer Seite, vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten, zwischen denen sich der Montagekopf befindet, gehalten und insbesondere gespannt gehalten. Der Montagekopf wird während des Bandierungsprozesses insbesondere entlang des Leitungsstrangs in Querrichtung verfahren.
  • Ein weiterer Aspekt ist in der Anordnung und Ansteuerung von Führungsrollen zu sehen, die vorzugsweise beidseitig zum Wickelkopf jeweils paarweise angeordnet sind. Die Führungsrollen eines jeweiligen Paares sind jeweils in Richtung zum Leitungsstrang zustellbar, insbesondere in Längsrichtung verfahrbar und ergänzend auch verschwenkbar und zwar derart, dass sie im Betrieb gegen den Leitungsstrang gepresst werden und diesen insbesondere auch zumindest etwas zusammenpressen und beispielsweise verformen. Bevorzugt derart, dass der Leitungsstrang im Bereich der Führungsrollen eine flache Querschnittsgeometrie einnimmt. Insgesamt ist hierdurch ein Verdrehen des Leitungsstrangs um die eigene Achse (Verdrillen) vermieden. Während des Bandierungsprozesses ist daher der Leitungsstrang zwischen den beiden Führungsrollen eines jeweiligen Paares gehalten.
  • Die Führungsrollen sind insgesamt bevorzugt ohne eigenen Antrieb und lose gelagert, sodass sie um eine Rollenachse drehbar sind. Beim Bandierungsprozess verfährt - wie zuvor ausgeführt - der Montagekopf vorzugsweise in Querrichtung entlang des Leitungsstranges. Dies wird durch die Führungsrollen insofern ermöglicht, als dass diese am Leitungsstrang abrollen, so dass dieser durch die beiden Führungsrollen hindurchlaufen kann.
  • Das jeweilige Paar der Führungsrollen ist vorzugsweise in Längsrichtung zustellbar. Bevorzugt ist zumindest eines der Paare an der Greifeinheit befestigt und zusammen mit dieser in Längsrichtung zustellbar.
  • Das zumindest eine Paar an Führungsrollen ist bevorzugt innerhalb eines Freiraums des Wickelmoduls angeordnet. Bevorzugt ist das Paar dabei in den Freiraum hinein und zwar speziell in Querrichtung verfahrbar. Während des Bandierungsprozesses, wenn also das Band um den Leitungsstrang gewickelt wird, ist dieses Paar innerhalb des Freiraums angeordnet. Hierdurch ist insgesamt eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Montagekopfes erreicht. Dieses Paar ist hierzu vorzugsweise relativ zum Wickelmodul in Querrichtung verfahrbar. Bei der bevorzugten Ausführungsvariante, bei der das Paar an der Greifeinheit befestigt ist, ist die Greifeinheit insgesamt in Querrichtung relativ zum Wickelmodul verfahrbar.
  • Das Wickelmodul weist in bevorzugter Ausgestaltung allgemein eine Trägerplatte auf, die sich in Längsrichtung erstreckt und an der seitlich in Querrichtung der Wickelkopf rotierbar befestigt ist. Ein vorderes Ende der Trägerplatte ist dabei ähnlich wie der Wickelkopf seitlich offen und beispielsweise als ein Ringsegment ausgebildet und weist daher einen offenen Raum auf, welcher den zuvor erwähnten Freiraum bildet, in den die Führungsrollen hinein verfahrbar sind.
  • Der gesamte Montagekopf ist insbesondere zur Befestigung an einem Roboter, insbesondere an einem mehrachsigen Industrieroboter ausgebildet. Hierzu weist er unter anderem eine mechanische Schnittstelle, insbesondere einen Flansch auf, mit dem er am Roboter, speziell an einer Roboterhand des Industrieroboters befestigt werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Montagekopfes sowie das Verfahren zum automatischen Bandieren eines Leitungsstrangs wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Hierin zeigen:
    • FIG 1
    eine perspektivische Ansicht auf eine erste Seite des Montagekopfes,
    FIG 2
    eine vergrößerte, ausschnittsweise perspektivische Ansicht auf eine in Querrichtung gegenüberliegende Seite des Montagekopfes,
    FIG 3
    eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht auf eine Vorderseite des Montagekopfes,
    FIG 4
    eine Seitenansicht auf ein Wickelmodul mit daran befestigter Bandierungseinheit,
    FIG 5
    eine perspektivische Ansicht auf eine alternative Ausführungsvariante des Montagekopfes sowie
    FIG 6
    eine vergrößerte Darstellung des in FIG 5 gezeigten Montagekopfes.
  • In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein in den Figuren 1 und 2 gezeigter Montagekopf 2 weist allgemein ein Traggestell 4 auf, an dem mehrere nachfolgend im Detail genauer beschriebene Einheiten befestigt sind. Das Traggestell 4 weist einen Flansch 6 auf, mit dem es an einem Industrieroboter 8 gehalten ist, welcher nur durch eine gestrichelte Linie eines Befestigungsflansches einer Roboterhand angedeutet ist. Der Montagekopf 2 ist dadurch insgesamt im Raum weitgehend frei verfahrbar, sodass der Montagekopf 2 bei Bedarf in beliebige Position und auch mit einem beliebigen Winkel (0 - 360°) positioniert werden kann Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass er an einem festen Gestell beispielsweise lediglich linear verfahrbar ist. Weiterhin besteht auch die Alternative, dass der Montagekopf selbst feststehend ist und ein Leitungsstrang 10 relativ zum Montagekopf 2 verfahrbar ist.
  • Der Montagekopf 2 dient allgemein zur Bandierung des Leitungsstrangs 10 mit einem Band 14. das Band 14 ist hierbei bevorzugt feststehend angeordnet und der Montagekopf verfährt in Richtung zum Leitungsstrang 10.
  • Der Montagekopf 2 erstreckt sich in einer Längsrichtung L, senkrecht hierzu in einer Querrichtung Q sowie weiterhin in einer Vertikalrichtung V. beim Bandierungsprozess erstreckt sich der Leitungsstrang 10 in Querrichtung Q.
  • Als eine wesentliche Komponente weist der Montagekopf 2 ein Wickelmodul 16 mit einem vorzugsweise C-förmigen oder ringsegmentartigen Wickelkopf 18 auf. Am Wickelkopf 18 ist weiterhin eine Bandierungseinheit 20 befestigt, die damit Teil des Wickelmoduls 16 ist. Durch seine Ausgestaltung weist der Wickelkopf 18 eine Einführöffnung auf und umschließt einen zentralen Innenraum, in den der Leitungsstrang 10 hineingeführt werden kann. Zum Umwickeln des Bandes 14 rotiert der Wickelkopf 18 um eine hier nicht näher dargestellte Rotationsachse, die zugleich eine Mittenachse des vom Wickelkopf 18 definierten Innenraums ist. Die Rotationsachse erstreckt sich beim Bandierungsprozess entlang des Leitungsstranges 10.
  • Zum Antrieb des Wickelkopfes 18 ist eine geeignete Antriebsvorrichtung vorgesehen. Speziell ist hierzu im Ausführungsbeispiel am Außenumfang des Wickelkopfes eine Zahnung 19A ausgebildet, in die typischerweise mehrere um den Umfang verteilte Antriebsbänder oder Zahnriemen 19B eingreifen (vgl. hierzu insbesondere auch FIG 4). Der zumindest eine Zahnriemen wird von einem geeigneten Antrieb angetrieben. Der komplette Riemenantrieb ist dabei Teil des Wickelmoduls 16.
  • Das Wickelmodul 16 und damit der Wickelkopf 18 sind vorzugsweise relativ zum Traggestell 4 in und entgegen der Längsrichtung L verstellbar, sodass also eine Zustellbewegung in Richtung zum Leitungsstrang 10 ermöglicht ist. Insbesondere ist der Wickelkopf 18 über einen Linearantrieb linear verfahrbar. Hierzu ist ein geeigneter Antrieb vorgesehen.
  • Wie speziell aus der Figur 2 zu erkennen ist, weist das Wickelmodul 16 eine Trägerplatte 16A auf, welche an ihrem vorderen Ende nach vorne hin offen ist und dadurch einen Freiraum 16B definiert. An diesem vorderen Ende ist der Wickelkopf 18 rotierbar an der Trägerplatte 16 A befestigt. Über den zuvor erwähnten Riemenantrieb wird insgesamt eine ringsegmentartige Platte des Wickelkopfes in Rotation um die Rotationsachse versetzt. Der Riemenantrieb ist insbesondere ebenfalls an der Trägerplatte 16A befestigt und zwar in Längsrichtung betrachtet hinter dem Wickelkopf.
  • Die Bandierungseinheit 20 weist einen Bandabroller 22 auf, auf dem das Band 14 bevorratet ist. Der Bandabroller 22 rotiert im Betrieb mit dem Wickelkopf 18. Die Bandierungseinheit 20 ist hierzu drehfest am Wickelkopf 18, und insbesondere an der zuvor erwähnten ringsegmentartigen, rotierbaren Platte befestigt. Die Bandierungseinheit 20 ist daher insofern ein Bestandteil des rotierbaren Wickelkopfes 18.
  • Wie insbesondere anhand von FIG 3 zu erkennen ist, weist der Bandabroller 22 im Ausführungsbeispiel einen Spulenträger 40 auf, an dem eine Bandrolle 42 (Spule) befestigt ist. Diese wird durch ein zentralen Rollenhalter 44 am Spulenträger 40 gehalten. Speziell wird durch den Rollenhalter 44 eine vorzugsweise drehfeste Verbindung mit dem Spulenträger 40 erreicht.
  • Bevorzugt wird die Bandrolle 42 über Reibschluss, vorzugsweise ausschließlich über Reibschluss gehalten. Der Rollenhalter 44 weist bevorzugt einen Einstellmechanismus zum Einstellen des Reibewertes auf.
  • An dem Spulenträger 40 können Bandrollen 42 unterschiedlicher Breite aufgenommen werden. Insbesondere ist zumindest ein Adapterring 46 angeordnet, der insbesondere am Rollenhalter 44 fixierbar ist. Speziell sind zwei Adapterringe 46 angeordnet, die zwischen sich einen Freiraum definieren, in dem eine schmale Bandrolle 42 gehalten wird. Durch die beiden Adapterringe 46 wird auch die schmale Bandrolle 42 zentriert gehalten.
  • Weiterhin weist die Bandierungseinheit 20 mehrere Führungselemente und/oder Umlenkelemente auf, mit deren Hilfe das Band 14 zuverlässig geführt und umgelenkt wird.
  • Die Bandierungseinheit 20 weist bevorzugt ein erstes Anpresselement 24 auf. Das Anpresselement 24 ist in Richtung zum Leitungsstrang 10 verfahrbar und dient zum Heranführen und Anpressen eines Bandanfangs an den Leitungsstrang 10 zu Beginn des Bandierungsprozesses. Das erste Anpresselement 24 ist beispielsweise schwenkbeweglich an der Bandierungseinheit 20 gelagert. Es ist insbesondere nach Art einer Anpressrolle ausgebildet.
  • Weiterhin weist die Bandierungseinheit 20 ein weiteres, zweites Anpresselement 25 auf, welches ebenfalls in Richtung zum Leitungsstrang 10 verstellbar ist. Das weitere Anpresselement 25 ist vorzugsweise als ein elastisches Element ausgebildet, beispielsweise als eine elastische Lasche und im Ausführungsbeispiel nach Art einer Bürste. Das weitere Anpresselement 25 dient zum Anpressen eines Bandendes an den Leitungsstrang 10 am Ende des Bandierungsprozesses, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
  • Schließlich weist die Bandierungseinheit 20 noch ein Schneidelement 23 auf, welches insbesondere unmittelbar angrenzend zum weiteren Anpresselement 25 angeordnet ist und mit diesem verstellbar ist. Das Schneidelement 23 und das weitere Anpresselement 25 üben bevorzugt eine gemeinsame (Schwenk-) Bewegung beim Abschneiden des Bandes 14 aus.
  • Benachbart zum Schneidelement 23 und zwar auf der zum Band 14 bzw. zum Bandabroller 22 orientierten Seite und damit insbesondere gegenüberliegend zum weiteren Anpresselement 25 ist noch ein Halteelement 27 angebracht, welches zum Abstützen bzw. Halten eines Bandendes des auf dem Bandabroller 22 verbleibenden Teilbandes vorgesehen ist. Das Halteelement 27 weist hierzu beispielsweise mehrere Stifte, im Ausführungsbeispiel drei Stifte auf, die in Richtung zum Band 14 und speziell zum Bandabroller 22 orientiert sind. Die Stifte sind in den Figuren entgegen der tatsächlichen Ausführungsvariante überdimensioniert und zu lang dargestellt. In der in den FIG 3 und FIG 4 dargestellten Situation (nach einem vorhergehenden Bandierungsprozess, bei dem das Band 14 abgeschnitten wurde) durchstoßen die Stifte das Band 14.
  • Wie insbesondere aus der Figur 4 zu entnehmen ist, ist am Wickelkopf 18 insbesondere an der Bandierungseinheit 20 noch eine Auswuchtmasse 34 befestigt.
  • Als eine weitere wesentliche Komponente ist zumindest und vorzugsweise genau eine Greifeinheit 26 vorgesehen. Die Greifeinheit 26 ist an der zur Bandierungseinheit 20 gegenüberliegenden Seite neben dem Wickelmodul 16 angeordnet. Alternativ hierzu können zwei Greifeinheiten 26 beidseitig des Wickelmoduls 16 angeordnet sein.
  • Eine jeweilige Greifeinheit 26 weist einen Greifhalter 28 sowie zwei bogenförmige Greifelemente 30 auf. Diese sind am Greifhalter 28 insbesondere schwenkbeweglich gelagert. In FIG 2 ist ein steuerbares Betätigungselement 31 zu erkennen, welches vorzugsweise zwei Stellelemente 31a, 31b aufweist, die jeweils mit einem der Greifelemente 30 in einem Fußbereich verbunden sind. Die Stellelemente 31a, 31b, können eine Schwenkbewegung ausführen und mit Ihnen auch die bogenförmigen Greifelemente 30.
  • Die gesamte Greifeinheit 26 ist vorzugsweise wiederum in Längsrichtung L in Richtung zum Leitungsstrang 10 zustellbar. Die Greifeinheit ist hierzu beispielsweise am Wickelmodul 16 und insbesondere an der Trägerplatte 16 A linearverschieblich mit einem eigenen Antrieb für die lineare Verstellung angebracht.
  • In den Figuren 1 bis 3 sind die Greifelemente 30 in einer teilweise geschlossenen Stellung dargestellt, in der sie gemeinsam mit dem Greifhalter 28 den Leitungsstrang 10 vollständig umgreifen. Dieser liegt daher zwischen den Greifelementen 30 und dem Greifhalter 28 ein. Beim Zusammenführen der Greifelemente 30 werden die losen Einzelstränge des Leitungsstrangs 10 zusammengefasst, sodass der Leitungsstrang 10 insgesamt komprimiert wird. Insgesamt wird der Leitungsstrang 10 in der Greifeinheit 26 während des Bandierungsprozesses lose geführt. Bevorzugt wird der Leitungsstrang 10 zunächst fest gegriffen und zwar insbesondere bis ein Bandanfang am Leitungsstrang 10 fixiert ist und das Band 14 ggf. auch bereits mehrfach um den Leitungsstrang 10 gewickelt ist. Nachfolgend wird die Greifeinheit 26 (Greifelemente 30) etwas geöffnet und in eine Greifstellung überführt, so dass der Leitungsstrang 10 lose geführt ist und der Leitungsstrang 10 beim Bandierungsprozess durch die Greifeinheit 26 hindurch geführt wird.
  • Der Montagekopf 2 weist weiterhin zwei Paare an Führungsrollen 32 auf. Diese sind jeweils beidseitig des Wickelkopfes 18 bzw. der Bandierungseinheit 20 angebracht. Das auf Seiten der Greifeinheit 26 angeordnete Paar ist beispielsweise an der Greifeinheit 26, speziell am Greifhalter 28 befestigt und insbesondere mit dieser in Längsrichtung L verstellbar.
  • Ergänzend oder alternativ ist das Paar unabhängig vom Greifhalter in Längsrichtung L verstellbar. Den Führungsrollen 32 ist daher insbesondere ein eigener Verstellmechanismus zur Längsverstellung zugeordnet, so dass sie unabhängig vom Greifhalter verstellbar sind. Das gegenüberliegende Paar, welches neben der Bandierungseinheit 20 angeordnet ist, ist vorzugsweise ebenfalls in Längsrichtung L verstellbar und weist hierzu einen geeigneten Linearantrieb auf.
  • Die Führungsrollen 32 sind jeweils einander gegenüberliegend zum Leitungsstrang 10 angeordnet und können in Richtung auf den Leitungsstrang 10 zu verstellt werden. Hierzu ist insbesondere eine Schwenkbewegung vorgesehen. In ihrer geschlossenen Endstellung sind ihre Rollenachsen vorzugsweise parallel oder weitgehend parallel zueinander angeordnet. Der Leitungsstrang 10 ist zwischen den Führungsrollen 32 geführt und dort gehalten. Ein Abstand zwischen den Führungsrollen 32 ist bevorzugt derart bemessen, dass der Leitungsstrang 10 insgesamt etwas zusammengepresst wird, sodass er dort beispielsweise eine etwa abgeflachte Querschnittskontur aufweist. Der Abstand zwischen den Führungsrollen 32 beim Bandierungsprozess ist bevorzugt einstellbar, beispielsweise durch eine Parametrierung oder alternativ auch manuell, Insbesondere in Abhängigkeit eines Durchmessers des Leitungsstrangs 10.
  • In gleicher oder ähnlicher Weise lässt sich vorzugsweise auch ein Greifdurchmesser der Greifelemente 28 in deren geschlossenem Zustand einstellen. Beim nachfolgenden Bandierungsprozess wird hierdurch zuverlässig ein Verdrehen des Leitungsstrangs 10 vermieden. Die Führungsrollen 32 sind bevorzugt während des gesamten Bandierungsprozesses gegen den Leitungsstrang 10 gepresst.
  • Die Führungsrollen 32 sind um ihre die Rollenachse rotierbar, weisen bevorzugt jedoch keinen eigenen Antrieb auf. Die Oberfläche der Führungsrollen 32 weist vorzugsweise eine gute Haftung auf und ist beispielsweise eine Gummierung oder nach Art einer Gummierung ausgebildet. Hierdurch ist zudem die Gefahr einer Beschädigung des Leitungsstranges 10 während des gesamten Bandierungsprozesses zumindest weitgehend vermieden. Auch wird hierdurch ein Verdrehen des Leitungsstrangs während des Bandierungsprozesses entgegengewirkt und vermieden.
  • Im Hinblick auf eine kompakte Ausgestaltung des Montagekopfes 2 ist hervorzuheben, dass das Paar an Führungsrollen 32, welches auf der zu der Bandierungseinheit 20 gegenüberliegenden Seite des Wickelmoduls 16 angeordnet ist, in Querrichtung derart positionierbar ist, dass es in den zuvor beschriebenen Freiraum 16B in der Trägerplatte 16A zumindest während des Bandierungsprozesses und bevorzugt dauerhaft einliegt.
  • Der Bandierungsprozess ist vorzugsweise wie folgt:
    Der Montagekopf 2 wird mithilfe des Roboters 6 in Richtung zum Leitungsstrang 10 verfahren. Der Leitungsstrang 10 ist dabei insbesondere beidseitig festgehalten. Die Zustellbewegung des Montagekopfes 2 ist jedoch nicht zwingend erforderlich, je nachdem wie die Positionierung des Montagekopfes 2 relativ zum Leitungsstrang 10 ist. Alternativ oder ergänzend werden die Greifeinheit 26 und das Wickelmodul 16 in Längsrichtung L zugestellt, indem das Wickelmodul 16 relativ zum Traggestell 4 verfahren wird. Bevorzugt wird der Montagekopf zu Beginn des Bandierungsprozesses neben dem Leitungsstrang 10 positioniert, und zwar derart, dass die seitliche Öffnung des Wickelkopfes 18 in Richtung zum Leitungsstrang 10 orientiert ist.
  • Bevorzugt wird zunächst die Greifeinheit 26 zum Leitungsstrang 10 zugestellt und hierzu relativ zum Traggestell 4 verfahren. Anschließend werden die Greifelemente 30 verschwenkt, sodass der Leitungsstrang 10 umschlossen ist. Die Greifelemente 30 definieren zusammen mit dem Greifhalter 28 einen Greifdurchmesser. Die Einzelleitungen werden dabei insbesondere zusammengeführt und ggf. auch zusammengepresst. Bevorzugt wird der Leitungsstrang 10 bei diesem Schritt zunächst geklemmt und festgehalten.
  • Insbesondere gleichzeitig oder mit einem zeitlichen Versatz werden die Führungsrollen 32 zunächst in Längsrichtung nach vorne zum Leitungsstrang 10 verfahren, wiederum relativ zum Traggestell. Anschließend werden sie in ihre Endstellung gebracht, insbesondere durch eine Schwenkbewegung, sodass sie gegen den Leitungsstrang 10 gepresst werden und diesen insbesondere auch abflachen und in eine flache Querschnittsform pressen. Durch die Presskraft wird eine gewisse Haltekraft auf den Leitungsstrang 10 ausgeübt.
  • Anschließend werden die Greifelemente 30 etwas gelöst, sodass sie den Leitungsstrang zwar weiterhin vollständig umschließen, diesen jedoch nur noch lose halten, sodass der Leitungsstrang 14 in Querrichtung durch die Greifeinheit 16 hindurchgeführt werden kann.
  • Weiterhin wird bei Bedarf der Leitungsstrang 14 in Querrichtung mithilfe der beiden Paare an Führungsrollen 32 gestrafft. Hierzu werden die beiden Paare gegensinnig in und entgegen der Querrichtung Q auseinandergezogen, sodass also der Leitungsstrang 10 im Bereich des Wickelkopfes 16 gestrafft wird. Zumindest eines der Paare übt hierbei eine Bewegung in Querrichtung Q aus.
  • Beispielsweise wird das Paar auf Seite der Greifeinheit 16 mit dieser in Querrichtung Q und damit relativ zum Wickelmodul versetzt. Hierzu ist wiederum ein geeigneter Antrieb angebracht.
  • Im nächsten Schritt wird das Wickelmodul 16 in Längsrichtung L in Richtung zum Leitungsstrang 10 relativ zum Traggestell 4 verfahren, so dass dieser dabei im Inneren des Wickelkopfes 18 aufgenommen wird.
  • Ein evtl. lose herabhängender Bandanfang des Bandes 14 wird bevorzugt bei dieser Zustellbewegung gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt. Dies erfolgt insbesondere mithilfe des ersten Anpresselements 24, welches das Band 14 von oben gegen den Leitungsstrang 10 drückt, sodass das Band 14 zwischen dem Anpresselement 24 und dem Leitungsstrang 10 fixiert ist (vergleiche hierzu Figur 3). Bei einer alternativen Ausführungsvariante besteht auch die Möglichkeit, dass das Anpresselement 24 von unten gegen den Leitungsstrang 10 verschwenkt wird, so dass der Bandanfang gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt wird. In jedem Fall wird der Bandanfang am Leitungsstrang 10 vollautomatisch fixiert. Beim Band 14 handelt es sich insbesondere um ein selbstklebendes Band.
  • Nach dieser Fixierung erfolgt die eigentliche Bandierung. Hierzu rotiert der Wickelkopf 18 und mit ihm die Bandierungseinheit 20 um die Rotationsachse, sodass das Band 14 vom Bandabroller 22 abgerollt und um den Leitungsstrang 10 herumgewickelt wird. Bevorzugt wird das Band 14 zunächst an der Ausgangsposition mehrfach um den Leitungsstrang 10 gewickelt, so dass der Bandanfang zuverlässig fixiert ist.
  • Nachfolgend erfolgt dann beispielsweise eine spiralförmige Umwicklung des Leitungsstrangs 10 mit dem Band 14.
  • Die Greifeinheit 26 hält den Leitungsstrang 10 vorzugsweise bis zum Beginn dieser spiralförmigen Umwicklung fest umschlossen. Allgemein werden vor dem Beginn der spiralförmigen Umwicklung die Greifelemente 30 wieder etwas geöffnet, so dass der Leitungsstrang 10 zwar weiterhin vollständig umgriffen ist, jedoch lediglich lose gehalten ist.
  • Für das spiralförmige Umwickeln wird der gesamte Montagekopf 2 speziell mithilfe des Industrieroboters 8 in oder entgegen der Querrichtung Q verfahren, sodass das Band 14 sukzessive um den Leitungsstrang 10 entweder als Spiralbandierung oder auch als Vollbandierung herumgewickelt wird. Grundsätzlich ist mit dem Montagekopf 2 auch eine Spot-Bandierung ermöglicht, bei der das Band 14 lediglich an einer Position um den Leitungsstrang 10 herumgewickelt wird.
  • Am Ende des Bandierungsprozesses erfolgt ein automatisches Abschneiden des Bandes. Bevorzugt fährt zunächst die Bandierungseinheit 20 (gemeinsam mit dem Wickelkopf 18) entgegen der Längsrichtung L ein Stück weit zurück. Hierdurch steht in radialer Richtung ein Teilstück des Bandes von dem Leitungsstrang 10 ab. Das Band 14 wird hierbei gestrafft und ist damit gespannt. An dieser Stelle wird das Band 14 mithilfe des Schneidelements 23 durchtrennt. Hierzu ist insbesondere eine Schwenkbewegung der Bandierungseinheit 20 beispielsweise um die Rotationsachse des Wickelmoduls 16 vorgesehen. Hierdurch wird also das Schneidelement 23 von unten gegen das gespannte Band 14 geführt. Dabei durchtrennt das Schneidelement 23 das Band 14.
  • Bei einer alternativen Variante - speziell bei elastischen Bändern 14 - fährt die Bandierungseinheit 20 (gemeinsam mit dem Wickelkopf 18) zunächst entgegen der Längsrichtung L ein Stück weit zurück, so dass das Band 14 gespannt wird. Anschließend fährt die Bandierungseinheit 20 wieder in Längsrichtung ein Stück nach vorne, so dass das Band 14 entspannt wird und nicht mehr elastisch gespannt ist, jedoch ausreichend Raum für das Schneidelement 23 zum Schneiden besteht. Hierdurch wird vermieden, dass das Band 14 aufgrund der Elastizität nach dem Schneiden sich zurückrollt /zurückzieh und für den nachfolgenden Bandierungsprozess kein loser Bandanfang mehr zur Verfügung stehen würde.
  • Im weiteren Bewegungsablauf, beispielsweise bei der gleichen Schwenkbewegung wird das dabei erzeugte lose Bandende vorzugsweise zugleich auch von dem weiteren Anpresselement 25 gegen den Leitungsstrang 10 gedrückt.
  • Grundsätzlich sind auch alternative Bewegungsabläufe zum Andrücken des Bandendes möglich. Beispielsweise ist vorgesehen, dass bei einer Schwenkbewegung nach oben das Durchtrennen erfolgt und bei einer nachfolgenden Schwenkbewegung nach unten das Andrücken. Anstelle der Schwenkbewegung kann auch eine lineare Bewegung erfolgen. Durch die elastische Ausgestaltung des weiteren Anpresselements 25 ist ein sanftes Anpressen des Bandendes am Leitungsstrang 10 erreicht.
  • Nach dem Abtrennen verbleibt an dem auf dem Bandabroller 22 befindlichen Band 14 ein endseitiges Bandende, welches für den nächsten Bandierungsprozesses den Bandanfang definiert. Durch die Anordnung des Halteelements 27 wird dieses Bandende definiert gehalten. Beispielsweise liegt das Bandende auf dem Halteelement 27 von oben auf. In bevorzugter Ausgestaltung ist das Halteelement 27 - wie insbesondere in FIG 3 zu erkennen ist - durch mehrere insbesondere nadelförmige Stifte gebildet, die das Band sogar durchstoßen. Das Durchstoßen erfolgt insbesondere beim Abschneiden, wenn das Schneidelement 23 von unten gegen das Band 14 verschwenkt wird. Das Halteelement 27 wird vorzugsweise mit dem Schneidelement 23 verschwenkt.
  • Beim Schneidprozess durchstoßen daher die nadelförmigen Stifte das Bandende. Somit halten die Stifte das Bandende für das nächsten Bandagieren fest in Position. Die Stifte stehen nur etwas über das Band 14 hinaus (in den Figuren übertrieben dargestellt).
  • Beim nächsten Bandagieren, beim Zustellen des Wickelmoduls 18 zu dem Leitungsstrang 10, wird das Brandende durch die Stifte in Position gehalten. Das erste Anpresselement 24 führt durch Schwenkbeweg das Band 14 zum Leitungsstrang 10, sodass das Band 14 gegen den Leitungsstrang 10 gepresst wird und dort anhaften kann. Bei der nachfolgenden Rotation der Bandierungseinheit 20 wird das Bandende dann automatisch von den Stiften freigesetzt.
  • Durch das erste Anpresselement 24 wird das Band 14 allgemein in Position gehalten. Durch die Stifte wird das Bandende nach dem Schneiden insbesondere nach unten gehalten, bis zum nächsten Bandierungsvorgang.
  • Das Halteelement 27 ist dabei unmittelbar benachbart zum Schneidelement 23 angeordnet. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass das Halteelement 27 und damit der Stützort für das Bandende allenfalls wenige Zentimeter, beispielsweise maximal 2 cm oder auch maximal 1 cm vom Schneidelement 23 entfernt ist.
  • Nachfolgend gehen die Führungsrollen 32 sowie die Greifeinheit 26 wieder in ihre Ausgangsstellung über und geben den bandierten Leitungsstrang 10 frei.
  • Nachfolgend wird entweder ein weiterer Leitungsstrang 10 in eine gewünschte Bandierungsposition gebracht, in der er gehalten wird und/oder der Montagekopf 2 wird zu einem nächsten Leitungsstrang 10 verfahren.
  • In den Figuren 5 und 6 ist eine alternative Variante des Montagekopfes 2 dargestellt. Die vorhergehenden Erläuterungen gelten zumindest weitgehend gleichermaßen auch für diese alternative Variante. Im Unterschied zu der ersten Variante ist auf das Halteelement 27 verzichtet. Auch sind zwei Greifeinheiten 26 beidseitig des Wickelkopfes 18 angebracht. Ein jeweiliges Paar an Führungsrollen 32 ist vorzugsweise jeweils an einer jeweiligen Greifeinheit 26 befestigt.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Montagekopf
    4
    Traggestell
    6
    Flansch
    8
    Industrieroboter
    10
    Leitungsstrang
    14
    Band
    16
    Wickelmodul
    16A
    Trägerplatte
    16B
    Freiraum
    18
    Wickelkopf
    19 A
    Zahnung
    19B
    Zahnriemen
    20
    Bandierungseinheit
    22
    Bandabroller
    23
    Schneidelement
    24
    erstes Anpresselement
    25
    zweites Anpresselement
    26
    Greifeinheit
    27
    Halteelement
    28
    Greifhalter
    30
    Greifelement
    31
    Betätigungselement
    31a,b
    Stellelemente
    32
    Führungsrolle
    34
    Auswuchtmasse
    40
    Spulenträger
    42
    Bandrolle
    44
    Rollenhalter
    46
    Adapterring
    L
    Längsrichtung
    Q
    Querrichtung
    V
    Vertikalrichtung

Claims (15)

  1. Montagekopf (2), welcher sich in einer Längsrichtung (L), einer Querrichtung (Q) und einer Vertikalrichtung (V) erstreckt und zur automatisierten Bandierung eines sich in Querrichtung (Q) erstreckenden Leitungsstrangs (10) mit einem Band (14) ausgebildet ist, wobei der Leitungsstrang (10) mehrere Einzelleitungen aufweist und wobei der Montagekopf (2) ein Traggestell (4) aufweist, an dem die einzelnen Elemente des Montagekopfes (2) befestigt sind, und ein Wickelmodul (16) aufweist mit einem Wickelkopf (18), der um eine sich in Querrichtung (Q) erstreckende Rotationsachse rotierbar ist, sowie mit einer Bandierungseinheit (20) zur Bereitstellung und Führung des Bandes (14), wobei die Bandierungseinheit (20) am Wickelkopf (18) befestigt ist, und wobei der Wickelkopf (18) insbesondere in Längsrichtung (L) nach vorne offen ist, so dass der Leitungsstrang(10) in einen Innenraum des Wickelkopfes (18) seitlich einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelmodul (16) gemeinsam mit der Bandierungseinheit (20) in Längsrichtung (L) relativ zum Traggestell (4) verfahrbar ist, dass an der Bandierungseinheit (20) ein Schneidelement (23) befestigt ist, welches zum automatischen Abschneiden des Bandes (14) am Ende des Bandierungsprozesses ausgebildet ist, wobei die Bandierungseinheit (20) verfahrbar befestigt ist und im Betrieb derart gesteuert wird, dass diese am Ende des Bandierungsprozesses insbesondere entgegen der Längsrichtung (L) in eine Schneidposition verfahren wird, wobei der Montagekopf weiterhin zumindest ein Paar an Führungsrollen (32) aufweist, die zwischen sich die Einzelleitungen führen, wobei die Führungsrollen (32) derart ausgebildet und im Betrieb ansteuerbar sind und auch angesteuert werden, dass sie gegen den Leitungsstrang (10) gepresst werden.
  2. Montagekopf (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Band (14) beim Verfahren der Bandierungseinheit (20) in die Schneidposition gespannt wird.
  3. Montagekopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Schneidposition das Schneidelement (23) in Richtung zum Band (14) verschwenkbar ist, wobei hierzu insbesondere die Bandierungseinheit (20) gemeinsam mit dem daran befestigten Schneidelement (23) verschwenkt wird.
  4. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein als weiteres Anpresselement (25) bezeichnetes Anpresselement (25) vorgesehen ist, welches dafür ausgebildet ist, nach dem Abschneiden des Bandes (14) ein Bandende gegen den Leitungsstrang (10) zu pressen, wobei das weitere Anpresselement hierzu in Richtung zum Leitungsstrang (10) verstellbar ist und das Verstellen des weiteren Anpresselements (25) in Richtung zum Leitungsstrang (10) durch eine Drehbewegung der Bandierungseinheit (20) erfolgt, wobei das weitere Anpresselement ( 25) insbesondere als eine biegeelastische Lasche oder Bürste ausgebildet ist.
  5. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Halteelement (27) benachbart zum Schneidelement angeordnet ist, welches zum Halten eines Bandendes des Bandes (14) ausgebildet ist, wobei das Halteelement (27) insbesondere durch mehrere Stifte gebildet ist, die das Band nach einem Abschneiden vorzugsweise durchstoßen.
  6. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bandierungseinheit (20) einen Bandabroller (22) aufweist.
  7. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem am Wickelkopf (18) und insbesondere an der Bandierungseinheit (20) eine Auswuchtmasse (34) befestigt ist.
  8. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Verfahren des Wickelmoduls (16) gemeinsam mit der Bandierungseinheit (20) relativ zum Traggestell (4) das Band (14) beim Bandierungsprozess und speziell ein Bandanfang des Bandes (14) an den Leitungsstrang (10) für ein vollautomatisches Fixieren des Bandanfangs am Leitungsstrang (10) heranführbar ist.
  9. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bandierungseinheit (20) ein (erstes) Anpresselement (24) aufweist, welches in Richtung zum Leitungsstrang (10) verstellbar ist, wobei im Betrieb das Anpresselement (24) zu Beginn der Bandierung derart in Richtung zum Leitungsstrang (10) verfahren wird, dass ein Bandanfang des Bandes (14) gegen den Leitungsstrang (10) gedrückt wird.
  10. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in Querrichtung (Q) seitlich zum Wickelmodul (16) eine Greifeinheit (26) mit verstellbaren Greifelementen (30) aufweist, die zum Komprimieren des aus mehreren Einzelsträngen bestehenden Leitungsstrangs (10) ausgebildet sind und den Leitungsstrang (10) umschließen, wobei der Leitungsstrang (10) in einer Greifstellung während des Bandierungsprozesses insbesondere lose gehalten ist, derart, dass der Leitungsstrang (10) in Querrichtung (Q) durch die Greifeinheit (26) hindurchführbar ist, wobei in bevorzugter Weiterbildung
    - die Greifelemente (30) zumindest auf ihrer dem Leitungsstrang (10) zugewandten Seite bogenförmig ausgebildet sind, und / oder
    - die Greifeinheit (26) weiterhin einen feststehenden Greifhalter (28) aufweist, welcher gemeinsam mit den Greifelementen (30) den Leitungsstrang (10) umschließt, wobei die Greifelemente (30) vorzugsweise am Greifhalter (28) beweglich gelagert sind und / oder
    - die Greifeinheit (26) relativ zum Wickelmodul in Längsrichtung (L) verstellbar ist und insbesondere am Wickelmodul (16) verstellbar befestigt ist..
  11. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zumindest ein Paar an Führungsrollen insbesondere zusätzlich zu der zumindest einen Greifeinheit (26) nach dem vorhergehenden Anspruch angebracht ist, wobei das zumindest eine Paar an Führungsrollen (32) die Einzelleitungen derart führt, dass ein Verdrehen der Einzelleitungen um die Rotationsachse vermieden ist, wobei die Führungsrollen bevorzugt ohne eigenem Antrieb sind und lose gelagert sind, sodass sie um eine Rollenachse drehbar sind.
  12. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
    - die Führungsrollen (32) derart ausgebildet und im Betrieb ansteuerbar sind und auch angesteuert werden, dass sie gegen den Leitungsstrang (10) gepresst werden, derart, dass im Bereich der Führungsrollen (32) der Leitungsstrang (10) eine flache Querschnittskontur aufweist, und / oder
    - beidseitig des Wickelmoduls (16) ein Paar Führungsrollen (32) angeordnet ist und zumindest ein Paar in Querrichtung (Q) verstellbar ist und das zumindest eine Paar im Betrieb bevorzugt derart angesteuert wird, dass die beiden Paare im Betrieb, speziell zu Beginn des Bandierungsprozesses relativ zueinander auseinandergezogen werden, so dass die Einzelleitungen gestrafft werden.
  13. Montagekopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem das zumindest eine Paar der Führungsrollen (32) zumindest temporär während des Bandierungsprozesses innerhalb eines Freiraums (16B) des Wickelmoduls (16) angeordnet ist, speziell innerhalb einer Trägerplatte (16A), an der der Wickelkopf (18) rotierbar befestigt ist.
  14. Verfahren zum automatisierten Bandieren eines Leitungsstranges (10) mit einem Band (14) mit Hilfe eines Montagekopfes (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest einige und vorzugsweise alle der folgenden Schritte ausgeführt werden
    a. der Montagekopf (2) und der Leitungsstrang (10) werden in Längsrichtung (L) relativ zueinander verfahren, so dass der Leitungsstrang (10) im Inneren des Wickelkopfes (16) aufgenommen wird,
    b. der Montagekopf (2) weist seitlich zum Wickelmodul (16) eine Greifeinheit (26) mit verstellbaren Greifelementen (30) auf, wobei die Greifelemente (30) der Greifeinheit (26) werden von einer offenen Stellung in die Endstellung überführt,
    c. die Führungsrollen eines Paares werden jeweils in Richtung zum Leitungsstrang (10) zugestellt und pressen diesen zwischen sich, so dass der Leitungsstrang (10) im Bereich der Rollen abgeflacht und gegen ein Verdrehen gesichert ist, ,
    d. die Bandierungseinheit (20) wird in Richtung zum Leitungsstrang (10) linear und gemeinsam mit dem Wickelkopf (16) zugestellt,
    e. die Bandierungseinheit (20) weist ein (erstes) Anpresselement (24) auf und ein Bandanfang des Bandes (14), wird mit Hilfe des Anpresselementes (24) an den Leitungsstrang angepresst,
    f. anschließend wird die Bandierungseinheit (20) zusammen mit dem Wickelkopf (18) um den Leitungsstrang (10) rotiert,
    g. wobei im Falle einer Spiral- oder Vollbandierung der Montagekopf (2) in Querrichtung (Q) entlang des feststehenden Leitungsstrangs (10) verfahren wird und gleichzeitig der Wickelkopf (16) um den Leitungsstrang (10) rotiert,
    h. nach dem Bandierungsprozess wird das Band (14) mit Hilfe des Schneidelements (23) getrennt, wobei das Schneidelement (23) hierzu an der Bandierungseinheit (20) befestigt ist,
    i. nach dem Trennen wird ein loses Bandende mit Hilfe des weiteren Anpresselements (25) gegen den Leitungsstrang (14) gedrückt.
  15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem zumindest einige und vorzugsweise alle der folgenden weiteren Schritte ausgeführt werden
    - die Greifelemente (30) der Greifeinheit (26) werden von der offenen Stellung durch eine Schwenkbewegung in die Endstellung überführt, wobei die Einzelelemente hierbei zunächst komprimiert werden und anschließend lose in der Greifeinheit (26) gehalten werden,
    - die beiden Rollenpaare der Führungsrollen werden anschließend nach dem jeweiligen Zustellen zum Leitungsstrang und nachdem dieser zwischen dem jeweiligen Paar an Führungsrollen gepresst ist in Querrichtung etwas auseinandergezogen, um den Leitungsstrang (10) zu straffen,
    - zum Anpressen des Bandanfangs des Bandes (14) an den Leitungsstrang wird das Anpresselement (24) relativ zur übrigen Bandierungseinheit (20) verstellt, so dass der Bandanfang am Leitungsstrang (10) fixiert wird,
    - die Bandierungseinheit (20) weist einen Bandabroller (22) auf und die Bandierungseinheit (20) rotiert zusammen mit dem Bandabroller (22) um den Leitungsstrang (10),
    - das Schneidelement (23) wird mit der Bandierungseinheit (20) durch eine Schwenkbewegung gegen das Band (14) verfahren und durchtrennt dieses.
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