DE4234550C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen eines vor­ gefertigten Kabelbaumes in das Innere einer noch leeren Karos­ serie eines Pkws am Anfangsstadium von dessen Endmontage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In der DE-OS 33 37 596 wird vorgeschlagen, zur mechanisierten Einbringung von zu einem Kabelbaum zusammengefaßten elektrischen Leitungen den Kabelbaum so zu versteifen, daß er die zur Verwendung von Hand­ habungsautomaten notwendige Formsteife aufweist. Dadurch wird zwar das Problem der Handhabe des Kabelbaumes durch einen Auto­ maten gelöst, die notwendige Ausgestaltung eines Automaten zur Einbringung eines sperrigen Kabelbaumes in das Innere einer Karosserie durch die nur begrenzte Verfahrwege und Bauteilgröße zulassenden Karosserieöffnungen wird aber nicht angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur mechanisierten Einbringung eines derart versteiften Kabelbaumes in die Fahrgastzelle zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Vorteile der mechanisierten Einbringung des Kabelbaumes in die Fahrzeugkarosserie sind darin zu sehen, daß der schwere und sperrige Kabelbaum sicher und rationeller in die Karosserie eingebracht werden kann. Gegenüber der manuellen Einbringung des Kabelbaumes wird viel Personal eingespart, da das manuelle Einbringen kurzzeitig eine große Anzahl von Personen bindet, die aber nicht ständig ausgelastet werden. Ferner ist die Ver­ letzungsgefahr an Händen und Fingern durch scharfkantige Blech­ flansche an der Karosserie für die zum manuellen Einbringen benötigten Personen groß. Desweiteren werden beim mechanisier­ ten Einbringen Beschädigungen der Karosserie oder des Kabelbau­ mes durch gegenseitiges anscheuern vermieden. Da beim mechani­ sierten Einbringen das Gewicht des Kabelbaumes keine entschei­ dende Rolle mehr spielt, kann der Kabelbaum einteilig gestaltet werden, wodurch er preisgünstiger und weniger störanfällig wird, da feuchtigkeits- und oxidationsanfällige Steckverbindungen zwischen Kabelbaumästen vermieden werden. Durch die Bereitstel­ lung des Kabelbaumes auf dem Kabelbaumträger entfallen am Mon­ tageband auch Vorbereitungsarbeiten vor der Einbringung des Kabelbaumes in die Karosserie.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung nach­ folgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 einen Kabelbaum gemäß des Oberbegriffs,

Fig. 2 die Anordnung des Kabelbaumes im Kabelbaumträger,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Greifers,

Fig. 4a-d eine schematische Darstellung der Entnahme des Kabelbaumes aus dem Kabelbaumträger mittels des Greifers und

Fig. 5 Eine Drausicht auf die Montageanordnung, mit dem Greifer, der Kabelbaumträgerzuführung und der Karosserie des Fahrzeugs.

In Fig. 1 ist ein Kabelbaum 10 dargestellt. Er besteht aus zwei Längsästen 11 und einem Querast 12, die Längsäste 11 sind so angeordnet, daß sie in eingebautem Zustand innenseitig an jeweils einem Seitenschweller zu liegen kommen. Der Querast 12 ist so angeordnet, daß er in eingebautem Zustand innenseitig quer über den Fahrgastraumboden verläuft. Insgesamt weist der Kabelbaum 10 eine H-förmige, sich über die ganze Innenbreite der Fahrgastzelle 33 erstreckende Struktur auf. Jeder Ast 11, 12 besteht aus einer Vielzahl von Adern 13, die in einer begrenzt flexiblen, definiert geformten und an die Karosserieform der Verlegestrecke angepaßten Kapselung 14 verlaufen. Die Adern 13 durchlaufen die Übergangsstellen der unterschiedlichen Äste 11, 12 unterbrechungsfrei und laufen in unterschiedlichen Ver­ läufen eine angrenzende Kapselung 14. An den Enden der Kapse­ lungen 14 beider Längsäste 11 treten jeweils einzeln zu verle­ gende, an elektrische Verbraucher anzuschließende Kabeladern 13 oder biegeschlaffe Bündel mit wenigen Adern 13 aus. Zusammenge­ rafft bilden sie jeweils ein biegeschlaffes Kabelendbündel 15. Die Kapselung 14 der Queräste 12 weist beiderseits der Mitte je eine Gelenkstelle 17 zum Abwinkeln der Queräste 12 auf.

Fig. 2 zeigt die Anordnung des Kabelbaumes 10 aus Fig. 1 in dem Kabelbaumträger 40. Der Kabelbäumträger 40 besitzt zur Auf­ nahme der Längsäste 11 und der mit Rücklaufmaterial 16 provi­ sorisch gekapselten, parallel zu den Längsästen 11 zurückge­ schlagenen Kabelendbündel 15 des Kabelbaumes 10 nach oben offe­ ne, in zwei Reihen angeordnete Gabeln 41. Der Querast 12 wird von einer Querstrebe 42 gehalten. Die in dem Kabelbaumträger 10 zurückgeschlagenen Kabelendbündel 15 liegen dabei annähernd koaxial zu den Gelenkstellen 17 des Querastes 12. Damit wird der Kabelbaum 10 in dem Kabelbaumträger 40 - abgesehen von den Kabelendbündeln - in einer der Einbaulage entsprechenden Lage gehalten, so daß der Querast 12 flach auf der Querstrebe 42 aufliegt.

Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Greifers 20 und seiner Führung 29. Die kartesisch ausgebildete Führung 29 des Greifers ist mit den in der Horizontalen führenden Ele­ menten überkopf angeordnet, während die Führung in der Vertika­ len in die Greiferhalterung 21 integriert ist. Der Verfahrraum des Greifers 20 erstreckt sich zwischen dem lagedefinierten Bereitstellungsort des Kabelbaumes 10 und dem Bereitstellungs­ ort der Karosserie 30. Das den Kabelbaum aufnehmende Greifer­ teil, die Greiferarme 22, ragen von der Greiferhalterung 21 in Fahrzeuglängsrichtung frei ab. Dadurch kann der Greifer 20, von vorne kommend, durch die Frontscheibenöffnung 34 in das Fahrzeuginnere eingeführt werden. Etwa mittig zwischen den Grei­ ferarmen 22 sind die Queraste 12 untergreifende Haltegabeln 28 zur Aufnahme des Querastes 12 angeordnet. Zur Aufnahme der zu­ rückgeschlagenen Kabelendbündel 15 dienen die Bündelzinken 23, die in Ruhestellung von den Greiferarmen 22 in Richtung zum jeweils gegenüberliegenden Greiferarm 22 abragen und die an ihrem freien Ende um etwa einen Viertel-Kreis bogenförmig nach unten gebogen sind. Konzentrisch zu dem Viertel-Kreis-Bogen ist die Schwenkachse 25 der Greiferarme 22 angeordnet. Zur Aufnahme der Längsäste 11 dienen die Astzinken 24. Sie sind den Bündel­ zinken 23 am Greiferarm 22 etwa diametral gegenüberliegend an­ geordnet und jeweils als ein Paar L-förmig angeordneter Schen­ kel ausgebildet. In Ruhestellung des Greiferarmes 22 befindet sich der eine, etwa horizontal liegende bewegliche Schenkel 26 des Astzinkens 24 in einer in Längsrichtung verlaufenden zurück­ gezogenen Stellung. Zur Aufnahme des Längsastes 11 wird der Schenkel 26 nach außen geschwenkt.

Der andere, feststehend am Greiferarm befestigte Schenkel 27 ragt in Ruhestellung des Greifarms 22 nach oben ab. Dabei ist der Abstand zwischen den Greiferarmen 22 in Ruhestellung so groß, daß sich bei mittiger Lage des Greifers 20 zu dem Kabel­ baumträger 40 die Greiferarme 22 zwischen den Längsästen 11 und den Gelenkstellen 17 der Queräste 12 bzw. den zurückgeschlage­ nen Kabelendbündeln 15 des Kabelbaumes 10 befinden.

Die Fig. 4a-d zeigen eine schematische Darstellung der Ent­ nahme des Kabelbaumes 10 aus dem Kabelbaumträger 40 durch den Greifer 20. In der Fig. 4a ist der sich in Ruhestellung befind­ liche Greifer 20 dargestellt, der in die zum Kabelbaumträger 40 mittige Stellung gefahren wurde, und in der Höhe nach unten ab­ gesenkt wird, so daß die in Fig. 4b dargestellte Stellung er­ reicht wird. Die Astzinken 24 liegen dann unterhalb der Längs­ äste 11, wobei die beweglichen Schenkel 26 nach außen ge­ schwenkt wurden. Die Bündelzinken 23 liegen noch oberhalb der zurückgeschlagenen Kabelendbündel 15. Dabei ragen die freien Enden der Bündelzinken 23 nach innen über die Kabelendbüdel 15 hinaus. Durch ein Verfahren der beweglichen Haltegabel 28 des Greifers 10 in Längsrichtung schiebt sich dieser unter den Quer­ ast 12. Anschließend werden die Greiferarme 22 um ihre jewei­ lige Schwenkachse 25 verschwenkt, wodurch die in Fig. 4c ge­ zeigte Arbeitsstellung erreicht wird. Der Querast 12 des Ka­ belbaumes ist an der Gelenkstelle 17 nach oben abgewinkelt. Die Kabelendbündel 15 liegen auf den sie nun untergreifenden Bün­ delzinken 23 auf und befinden sich weiterhin in Verlängerung der Gelenkstellen 17. Es ist möglich am Greifer zusätzliche feststehende Zinken anzuordnen, die nach dem Absenken des Grei­ fers 20 auf den Kabelbaum 10 die Längsäste 11 niederhalten und die nach dem Verschwenken der Greiferarme 22 im Zusammenwirken mit den Bündelzinken 23 eine die Längsäste umgreifende Halte­ rung bilden. Die nach oben und innen verschwenkten Längsäste 11 sind von den Astzinken 24 untergriffen und somit sicher gehal­ ten. Dabei werden die beiden Schenkel 26, 27 der Astzinken durch das Eigengewicht der Längsäste 11 beaufschlagt. Ferner wird durch die Schwenkbewegung die durch die Lage im Kabelbaumträger 40 bestimmte Transportbreite b und Transporthöhe h des Kabelbau­ mes auf die zum Einbringen in die Fahrgastzelle 33 durch die Frontscheibenöffnung 34 geeignete, gegenüber der Transport­ breite geringere Einführbreite B, dafür aber etwas erhöhte Ein­ führhöhe H gebracht. Die Fig. 4d zeigt das Entnehmen des Kabel­ baumes 10 aus dem Kabelbaumträger 40, das durch einfaches nach oben Verfahren des Greifers 20 erfolgt. Das Ablegen des Kabel­ baumes 10 in der Fahrgastzelle erfolgt dann durch die umge­ kehrte Schwenkbewegung der Greiferarme 10.

Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Montageanordnung zum Einführen eines Kabelbaumes 10 in die Karosserie 30. In einem vom Herstellungsort der Kabelbäume 10 zum Montageort transpor­ tablen, am Montageort, neben der Verfahrstraße der Karosserien 30, lagedefiniert abstellten Transportregal 45 sind mehrere Kabelbaumträger 40 übereinander in gesonderten Führungen ange­ ordnet. Jeder der Kabelbaumträger 40 ist einzeln nach Art einer Schublade aus dem Transportregal 45 herausziehbar und wieder einschiebbar. Bei vollständig herausgezogenem Kabelbaumträger 40 liegt der Kabelbaum 10 zur Aufnahme durch den Greifer 20 frei. Als Auflage für die herausgezogen Kabelbaumträger 40 dient der Scherenhubtisch 47. Anstelle eines Scherenhubtisches kann auch jede andere gesteuert höhenverstellbare Hubtischan­ ordnung verwendet werden. Auf ihm sind Führungen angebracht, die die Lage des Kabelbaumträgers 40 auf dem Scherenhubtisch 47 definieren. Der Scherenhubtisch 47 ist mit einem Stellantrieb versehen, der die Tischhöhe zwischen der Einschiebe- bzw. Aus­ ziehhöhe des Kabelbaumträgers 40 aus dem Transportregal 45 und der Übergabehöhe zur Übernahme des Kabelbaumes 10 durch den Greifer 20 einstellt. Der Kabelbaum 10 wird von dem Greifer 20 aus dem Kabelbaumträger 40 in der in Fig. 4 beschriebenen Weise entnommen. Zwischenzeitlich wird eine zu bestückende Karosserie 30 bereitgestellt. Der Greifer 20 wird in Vertikalrichtung auf Höhe der Frontscheibenöffnung 34 und dann in eine Lage oberhalb des Motorraumbereiches der Karosserie 30 gefahren. In Fahrzeug­ längsrichtung fahrend wird der Greifer 20 dann in die Fahrgast­ zelle 33 eingebracht. Die Vertikalführung des Greifers 20 kommt dabei in eine Stellung kurz vor der oberen Scheibenrahmenkante. Die Greiferarme 22 werden dann auf eine Höhe knapp oberhalb des Fahrgastraumbodens abgesenkt. Anschließend werden die am Grei­ fer längsbeweglich angeordneten Greiferarme 22 in Motorraum­ richtung gefahren um die in den Fußraum ragenden Teile des Ka­ belbaums 10 in diesen Bereich einzuführen. Der Kabelbaum 10 wird durch das Nach-außen-Schwenken der Längsäste 11 aus den Greiferarmen 22 so abgesetzt, daß der Kabelbaum 10 in Einbau­ lage zu liegen kommt. Anschließend werden die Längsäste 11 wieder zurückgeschwenkt und der Greifer 20 durch umgekehrtes Verfahren aus der Fahrgastzelle 33 herausgefahren. In dieser Zeit wird der leere Kabelbaumträger 40 an seinen ursprünglichen Platz im Transportregal 45 zurückgeschoben, das nächste aus dem Transportregal 45 auf den Scherenhubtisch 47 gezogen und der Scherenhubtisch 47 wieder auf Übergabehöhe gebracht. Eventuell notwendige Transportregalwechsel können auch ausgeführt werden. Die Steuerung des Verfahrweges des Greifers 20 kann entweder über eine numerische Steuerung mit Sensoren zur Lageerfassung des Greifers 20 und des Fahrzeugs oder durch einen Maschinen­ führer, über eine direkte Ansteuerung (Fernlenkung) erfolgen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Einbringen eines vorgefertigten Kabelbaumes (10) in das Innere einer noch leeren Karosserie (30) eines Pkws am Anfangsstadium von dessen Endmontage, wobei

• - der Kabelbaum (10) aus mehreren Ästen (11, 12) besteht, von denen zwei - die Längsäste (11) - so angeordnet sind, daß sie in eingebautem Zustand innenseitig an jeweils einem Sei­ tenschweller zu liegen kommen und zumindest ein weiterer Ast - Querast (12) - so angeordnet ist, daß er in eingebautem Zustand innenseitig quer über den Fahrgastraumboden ver­ läuft, so daß der Kabelbaum (10) eine H-förmige oder leiter­ förmige, sich über die ganze Innenbreite der Fahrgastzelle (33) erstreckende Struktur aufweist;
• - jeder Ast (11, 12) aus einer Vielzahl von Adern (13) besteht, die in einer begrenzt flexiblen, definiert geformten und an die Karosserieform der Verlegestrecke angepaßten Kapselung (14) verlaufen;
• - die Adern (13) an den Übergangsstellen der unterschiedlichen Äste (11, 12) unterbrechungsfrei und in unterschiedlichen Verläufen eine angrenzende Kapselung (14) durchlaufen;
• - wenigstens an den beiden Enden der Kapselungen (14) beider Längsäste (11) jeweils einzeln zu verlegende, an elektrische Verbraucher anzuschließende Kabeladern (13) oder biegeschlaf­ fe Bündel mit wenigen Adern (13) austreten, die zusam­ mengerafft jeweils ein biegeschlaffes Kabelbündel (15) bilden;

gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - es ist ein in alle drei Raumrichtungen unahhängig bewegbarer, programmsteuerbarer, an den Kabelbaum (10) adaptierter fla­ cher Greifer (20) vorgesehen, dessen Verfahrraum sich zwi­ schen einem lagedefinierten Bereitstellungsort des Kabelbau­ mes (10) und dem Bereitstellungsort der Karosserie (30) er­ streckt und bei dem von der Greiferhalterung (21) in Fahr­ zeuglängsrichtung zwei parallele Greiferarme (22) frei abra­ gen, so daß die Greiferarme (22) durch die Front- (34) oder Heckscheibenöffnung in das Fahrzeuginnere einführbar und auf Höhe des Fahrgastraumbodens absenkbar sind;
• - ferner mit einem Scherenhubtisch zur Bereitstellung jeweils eines auf einem Kabelbaumträger (40) als Transportgefäß ge­ halterten Kabelbaumes (10) in einer definierten, der späteren Einbaulage zumindest angenäherten Form des Kabelbaumes (10);
• - der Kabelbaumträger (40) besitzt zur Aufnahme der Längsäste (11) und der mit Rücklaufmaterial (16) provisorisch gekap­ selten oder bandagierten, parallel zu den Längsästen (11) zurückgeschlagenen Kabelendbündel (15) des Kabelbaumes (10) nach oben offene Gabelreihen (41) sowie eine der Anzahl der Queräste (12) entsprechende Anzahl von Querstreben (42) zur Aufnahme der Queräste (12), wobei die Queräste (12) in ihrer Kapselung (14) beiderseits der Mitte je eine Gelenkstelle (17) zum Abwinkeln der Queräste (12) und zum zur Mitte hin Schwenken der beiden Längsäste (11) aufweisen, um den Kabel­ baum (10) im Breitenbedarf (b) zu reduzieren, wobei die in dem Kabelbaumträger (10) zurückgeschlagenen Kabelendbündel (15) zumindest annähernd koaxial zu den Gelenkstellen (17) der Queraste (12) liegen;
• - an den beiden Greiferarmen (22) sind jeweils mehrere Zinken (23, 24) zum Untergreifen der Längsäste (11) und der Kabelend­ bündel (15) angeordnet, wobei das Untergreifen durch Ver­ schwenken der Greiferarme (22) aus ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung um eine Längsachse (25) erfolgt und das Ablegen des Kabelbaumes (10) durch eine umgekehrte Schwenk­ bewegung erzielbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem am Montageort lagedefiniert abstellbaren Transport­ regal (45) mehrere Kabelbaumträger (40) übereinander in geson­ derten Führungen angeordnet sind, wobei jeder Kabelbaumträger (40) einzeln nach Art einer Schublade aus dem Transportregal (40) herausziehbar und wieder einschiebbar ist und wobei bei vollständig herausgezogenem Kabelbaumträger der Kabelbaum (10) zur Aufnahme durch den Greifer (20) zugänglich freiliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflage der herausgezogen Kabelbaumträger (40) ein Sche­ renhubtisch (47) dient, der Führungen zur lagedefinierten Auf­ nahme des Kabelbaumträgers (40) aufweist und der mit einem pro­ grammsteuerbaren Stellantrieb versehen ist, mit dem die Höhe des Scherenhubtisches (47) zwischen der Übergabehöhe, in der der Kabelbaum (10) vom Greifer (20) aus dem Kabelbaumträger (40) herausgenommen wird, und der verschiedenen Einschubhöhen der Kabelbaumträger (40) in das Transportregal (45) verfahrbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelbaum (10) in dem Kabelbaumträger in einer der spä­ teren Einbaulage entsprechenden, hinsichtlich der Breite (b) einen gleichen Platzbedarf beanspruchenden Lage gehalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - die Zinken (23) der Greiferarme (22), die der Aufnahme der zurückgeschlagenen Kabelendbündel (15) dienen - im Folgenden kurz Bündelzinken (23) genannt -, ragen in Ruhestellung von den Greiferarmen (22) in Richtung zum jeweils gegenüberlie­ genden Greiferarm (22) ab und sind an ihrem freien Ende um etwa einen Viertel-Kreis bogenförmig nach unten gebogen;
• - die Schwenkachse (25) der Greiferarme ist etwa konzentrisch zu dem Viertel-Kreis-Bogen der Bündelzinken (23) angeordnet;
• - die Zinken (24), die der Aufnahme der Längsäste (11) dienen - im Folgenden kurz Astzinken (24) genannt -, sind den Bün­ delzinken (23) am Greiferarm (22) etwa diametral gegenüber­ liegend angeordnet und jeweils als ein Paar L-förmig ausgebildete Schenkel, wobei in Ruhestellung des Greiferar­ mes (22) der eine etwa horizontal liegende Schenkel (26) des Astzinkens (24) beweglich ausgebildet ist und aus einer zu­ rückgezogenen Stellung nach außen beweglich ist und der an­ dere, feststehende Schenkel (27) in Ruhestellung des Grei­ farms (22) nach oben abragt;
• - der Abstand zwischen den Greiferarmen (22) ist in Ruhestel­ lung so groß, daß sich bei mittiger Lage des Greifers zu dem Kabelbaumträger die Greiferarme zwischen den Längsästen (11) und den Gelenkstellen (17) der Queräste (12) bzw. den zurück­ geschlagenen Kabelendbündel (15) des Kabelbaumes (10) befin­ det.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Greifer (20) etwa mittig zwischen den Greiferarmen (22), die Queräste (12) untergreifende Haltegabeln (28) zur Aufnahme der Queräste (12) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferführung (29) als kartesische Führung ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Greifers (29) in den beiden Horizontalrich­ tungen überkopf angeordnet ist.