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L)ie Erfindung beschäftigt sich mit der Herstellung von Kabelbäumen,
wie sie zur elektrischen Verbindung von Bauelementen, Apparateteilen u. dgl., die
in Gehäusen od. dgl. untergebracht sind, verwendet werden.
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Die Ausformung solcher Kabelbäume erfolgt in formgebenden Vorrichtungen,
von denen die bekannteste durch ein Holzbrett gebildet ist, auf dem die einzelnen
den Kabelbaum bildenden Adern zwischen an bestimmten Stellen eingeschlagenen Nägeln.
eingelegt und herumgebogen werden, wodurch sich der Kabelbaum in der jeweils beabsichtigten
Form aufbauen läßt.
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Die dadurch entstehenden Aderbündel des Kabelbaumes können zusammengebunden
oder verklebt werden. Das Zusammenbinden erfordert viel Zeit, so daß das Verkleben
der Adern untereinander durch Klebe- und/oder Lösungsmittel bevorzugt vorgenommen
wird. Auch Kabelformplatten aus Metall mit entsprechenden einsetzbaren Stiften zur
Ausformung der Ecken im Verlauf der Aderführung sowie mit Löchern, durch die die
einzelnen Adern aus der Ebene der Formungsplatte herausgebogen werden können, oder
mit einer Aderführung zwischen zwei seitlichen, flächenhaften Schablonen, durch
deren Fenster das Aderbündel mit dem Klebemittel eingestrichen werden kann, sind
bekanntgeworden (vgl. hierzu die Veröffentlichungen: Zeitschrift »Deutsche Elektrotechnik«,
1958, H. 8, S. 62, 63, deutsche Gebrauchsmuster 1674 703, 1792 075 und deutsche
Patentschrift 617 349 sowie USA.-Patentschrift 2 219 887).
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Die Erfindung beschäftigt sich nun mit einem besonderen Verfahren
zur Durchführung des Verklebens des Kabelbaumes. Es hat sich nämlich herausgestellt,
daß das Klebe- oder Lösungsmittel die meist vieladrigen Aderbündel des Kabelbaumes
nur sehr unvollkommen durchdringt, obwohl dies für die Formfestigkeit eines Aderbündels
notwendig ist. Um auch die unteren in Nähe der Ausformplatte liegenden Aderschichten
mit der Klebemittellösung zu erreichen, muß verhältnismäßig viel davon in das Aderbündel
eingebracht werden. Dadurch entsteht aber die Gefahr, daß die an sich schnell trocknende
Lösung in zwischen den Adern befindliche Hohlräume gelangt und sich dort nur langsam
austrocknende Lösungsmittelnester bilden. In diesen Nestern wird dann aber auch
die Aderisolierung aufgelöst, und es entsteht dabei die Gefahr, daß sich die in
den Leitern meist bestehenden mechanischen Span- ; nungen durch Verlagerung der
nur noch von einer durch das Lösungsmittel erweichten oder gequollenen Isolierung
umgebenden Adern ausgleichen. Die Leiter drücken sich dabei durch die erweichte
Isolierung hindurch, und es entstehen Kurzschlüsse ; im Bündel.
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Auf diesen Vorgängen beruht daher die Aufgabestellung. Die Klebelösung
soll auf den Kabelbaum bzw. dessen Aderbündel möglichst von allen Seiten und möglichst
schnell in gleichmäßiger Menge auf- t getragen werden können, damit keine Lösungsmittelnester
mehr entstehen und die Austrocknung überall gleich gut vor sich gehen kann.
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Zur Lösung dieser bestehenden Aufgabe hat sich ein Verfahren als geeignet
erwiesen, nach dem der E Kabelbaum nicht nur allseitig, also auch von unten, von
der Formungsplatte her mit der Klebelösung eingestrichen wird, sondern die Klebelösung
dem Kabelbaum durch ein geeignetes Werkzeug auch fortlaufend gleichmäßig zugeführt
werden kann.
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Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung dreidimensional
lötfertig geformter Kabelbäume mittels Verklebung derAderisolierungen untereinander
durch Klebe- und/oder Lösemittel auf Kabelformplatten aus Metall od. dgl. mit Stiften
zur Führung der Adern und der Aderbündel und mit Löchern zum Abbiegen der Aderenden,
das erfindungsgemäß dadurch besonders ausgezeichnet sein soll, daß die Aderbündel
auch an der der Formplatte zugewandten Seite durch unter und entlang den Kabelbündeln
angeordnete Ausnehmungen der Formplatte hindurch mit dem Klebe- und/oder Lösungsmittel
versehen werden und daß zum Aufbringen des Klebe- und/oder Lösungsmittels auf die
Aderisolierungen ein Pinsel, eine Düse od. dgl. verwendet wird, dem das Klebe- und/oder
Lösungsmittel fortlaufend gleichmäßig zugeführt wird.
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Dieses Verfahren erhöht die Qualität der danach hergestellten Kabelbäume
erheblich, da die Aderisolation an keiner Stelle mehr von Lösungsmittelnestern bedroht
ist und die Verklebung des Kabelbaumes über seinen ganzen Umfang möglich ist.
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Das Problem wurde bisher in der Fachwelt dadurch angegangen, daß man
sich bemühte, Klebelösungen zu verwenden, die die Isolierung nicht anlösen. Für
eine gute Haftung an den Klebestellen ist es aber gerade von Wichtigkeit, daß die
Isolierung von der Klebelösung ganz an der Oberfläche geringfügig angegriffen wird,
da im wesentlichen nur dann eine stoffschlüssige und feste Verbindung von Ader zu
Ader entsteht; dies ist auch bei Verwendung einer Klebelösung wichtig, deren Bindemittel
mit der Isolierung stoffgleich beschaffen ist.
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Als Klebelösung hat sich zur Ausübung des Verfahrens eine flüchtige
1- bis 10o/oige, vorzugsweise 2o/oige Lösung von Polyvinylchlorid in einem Lösungsmittel,
vorteilhafterweise Tetrahydrofuran, als zweckmäßig erwiesen.
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Durch die Möglichkeit, Ansammlungen des Lösungsmittels innerhalb des
Kabelbaumes vermeiden zu können, bietet sich das Verfahren besonders für mehrfarbige,
insbesondere wendelförmig gekennzeichnete Adern an, die durch Umspritzen des Leiters
mit mehreren verschiedenfarbigen Kunststoffflüssen nahtlos miteinander verschweißt
sind.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung eine Klebeformplatte, bei der entlang und unterhalb
des auf der Formplatte angeordneten Kabelbaumes Ausnehmungen bzw. Löcher angeordnet
sind. Diese Löcher sollen die in der Platte angebrachten Führungsstifte nicht beeinträchtigen.
Die Ausnehmungen können aus Reihen von runden Löchern oder auch in Langlöchern bestehen.
Der Durchmesser der Löcher bzw. die Breite der Langlöcher wird zweckmäßigerweise
größer gewählt als die in der Formplattenebene gemessene örtliche Breite des Kabelbaumes.
Es ist auf diese Weise möglich, den Kabelbaum in seiner Form zu fixieren, was nach
bisher bekannten Verfahren, bei denen die Kabelbäume auf nicht durchbrochenen Platten
erzeugt werden, nicht möglich war.
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Die Kabelformplatte aus Metall od. dgl. kann vorteilhafterweise aus
mehreren Einzelplatten bestehen, die z. B. in einem Metallrahmen aus Winkeleisen
auswechselbar zusammengesetzt sind. Wenn die Einzelplatten
bestimmten
Schaltungsgruppen zugeordnet werden, bei denen eine Auswechslung gegen andere Schaltungsgruppen
erforderlich ist, so kann man bei einer Änderung der einzelnen Schaltungsgruppe
die betreffende Einzelplatte ohne weiteres herausnehmen und gegen eine veränderte
Einzelplatte austauschen. Die übrigen Einzelplatten der gesamten Klebeformplatte
bleiben dabei unberührt.
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Der Metallrahmen, in dem die Klebeformplatte angeordnet ist, kann
für den zeitsparenden Aufbau des Kabelbaums horizontal oder vertikal oder auch in
beiden Richtungen zugleich schwenkbar angeordnet werden. Hierdurch wird der Aufbau
des Kabelbaumes, dessen Drähte ja auf der einen Seite aufgelegt, aber zur anderen
Seite hindurchgezogen werden müssen, erleichtert und zeitlich verkürzt.
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Das Auftragen des Klebers auf den Kabelbaum geschieht noch auf der
mit Löchern versehenen metallenen Formplatte. Diese Löcher dienen der Auftragung
des Klebers auch von der Formplattenrückseite her, damit der Kabelbaum auch von
unten durch Klebstoff einwandfrei verfestigt werden kann und er nicht von unten
her bei der Montage aufspaltet.
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Die Schwenkung der Klebeformplatte oder des Metallrahmens, in dem
sie befestigt ist, um eine horizontale oder vertikale Achse dient auch dem Zweck,
das Klebemittel ohne besondere Umstände und unter Berücksichtigung der durch das
Eigengewicht bedingten Flußrichtung, von oben nach unten, auch durch die Ausnehmungen
in der Formplatte einwandfrei auftragen zu können.
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Wenn es erforderlich ist, die Querschnittsform des Kabelbaumes an
bestimmten Stellen genau aufrechtzuerhalten, an denen Begrenzungsstifte in der Formplatte
nicht angebracht sind, so können entsprechende Klammern vor dem Auftragen des Klebstoffes
am Kabelbaum angebracht werden, die nach Erhärten des Klebers wieder entfernt werden.
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Beim Kleben solcher Kabelbäume bestehen Mängel. Diese Mängel sind
unter anderem in der ungenügenden Dosierung des aufzutragenden Lösungsmittels begründet.
Wenn auch nicht ein reines Lösungsmittel, sondern ein gelöster Kunststoff als Kleber
verwendet werden soll, so hängt doch der gute Erfolg des Verfahrens auch von der
sorgfältigen Dosierung des Klebers ab.
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Bekannt ist der Auftrag eines Klebers mit Hilfe eines Pinsels, der
aber eine Dosierung nicht gestattet, da der frisch eingetauchte Pinsel an einer
Stelle viel mehr Kleber aufbringt als an einer anderen. Um die verhältnismäßig langgestreckten
Kabelbäume, die z. B. Längen von 1 m und mehr haben können, in einem Zuge gleichmäßig
mit Kleber zu bestreichen, ist auch eine ebenso gleichmäßige Zufuhr des Klebers
zum Pinsel erforderlich. Das verfahrensgemäße Aufstreichen des Klebers auf den Kabelbaum
und seine Verzweigungen geschieht daher mit Hilfe eines Pinsels, der in der unteren
Öffnung eines Klebstoffbehälters angebracht ist, aus dem der Kleber durch sein Eigengewicht
fortlaufend gleichmäßig nach unten zum Pinsel fließen kann. Zwischen Behälter und
Pinsel ist ein einstellbares Ventil angeordnet, das den Durchlauf des Klebers dosieren
und auch verschließen kann.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klebeformplatte und des Verfahrens
gelingt es, Schaltdrähte mit Kunststoffisolation auch mit besonders verlegungsungünstigen
Querschnitten, wie z. B. sehr breit, aber sehr flach, ohne die Isolation zu beschädigen,
besonders formstarr und insbesondere bei den Einzeldrahtendungen formgetreu aufzubauen
und Änderungen an Teilen der Verdrahtung durch Austauschung auch nur von Teilen
der zusammengesetzten Formtafel zu genügen. Zur Herstellung des vollständig fertigen
Kabelbaums wird gegenüber dem bekannten Verschnürungsverfahren eine Arbeitszeitersparnis
von etwa 50 O/u erzielt.
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An Hand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
F i g. 1 zeigt einen Rahmen 1, z. B. aus Winkeleisen, hinter dessen in der Zeichenebene
liegenden Schenkel eine Leiste 2, z. B. ein Flacheisen, angebracht ist, auf dem
die Einzelplatten 3, die zusammen die Klebeformplatte bilden, angeordnet sind. Diese
Einzelplatten werden mit Hilfe der Verschraubungen 4 an den Gewindelöchern 5 befestigt.
Dem Aufbau des Kabelbaumes steht die Gesamtzahl der Einzelplatten zur Verfügung,
d. h., der Kabelbaum kann sich über die gesamte Fläche der nebeneinanderliegenden
Einzelplatten erstrecken. Die Größe der Einzelplatten richtet sich im allgemeinen
nach der Größe der einzelnen Bauteile oder der Bauteilgruppen.
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Wie in F i g. 2 gezeigt ist, lassen sich die Einzelplatten durch Lösen
der Verschraubung aus der Gesamtformplatte herausnehmen und durch andere gleich
große Einzelplatten ersetzen. Dies ist von großer Bedeutung, wenn z. B. für einen
Sonderzweck vorübergehend an der Schaltung Änderungen vorgenommen werden müssen.
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Auf dieser Klebeformplatte werden nun in an sich bekannter Weise die
erforderlichen Führungsstifte angeordnet, um die die Einzeladern geführt werden,
um so eine Vielzahl von sehr verzweigten Adern zu einem Kabelbaum aufzubauen.
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Die besonders wichtige Bildung eines sehr schmalen Kabelbaumquerschnitts
wird entsprechend den F i g. 3, 4 und 5 durch besondere Anordnung der Formungsstifte
vorgenommen. Diese Stifte 7 können entsprechend F i g. 3 und 4 einander gegenüberstehen
und den Kabelbaum 9 seitlich sehr eng begrenzen. Die Formungsstifte 10 auf
der einen Seite des Kabelbaumes 9 können aber gemäß F i g. 5 auch um einen halben
Formstiftabstand gegenüber den Formungsstiften 10 auf der anderen Seite des Kabelbaumes
9 versetzt sein. Die Formungsstifte 10 sind gegenüber den Formungsstiften 7 um einen
halben Abstand der letzteren voneinander versetzt angeordnet. Die Formungsstifte
wie auch die Aderführungsstifte müssen zur Erzielung einer auf der Formplatte 3
rechtwinklig stehenden Flanke des Kabelbaumes genau rechtwinklig in der Platte befestigt
werden, was mit Hilfe einer genauen Einpassung in eine Bohrung oder mit Hilfe eines
Gewindes ermöglicht ist.
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Die F i g. 6 zeigt die unterhalb des Kabelbaumes angeordneten Löcher
11 mit den Formungsstiften 7 auf der Formplatte 3 perspektivisch von oben unter
Fortlassung des Kabelbaumes. Die F i g. 7 dagegen zeigt diese Lochreihe in der Formplatte
3 von unten. Der Kabelbaum 9 verläuft über der Lochreihe und wird durch die Formungsstifte
7, die durch die zugehörigen Bohrungen in der Platte erkennbar sind, gehalten und
geformt.
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Die Schwierigkeiten, die sich bei der an sich bekannten Verklebung
der Einzeladern in Kabelbäumen ergeben haben, würden es verhindern, daß die Klebeformplatte
schon
allein ein mit großem Vorteil zu verwendendes Arbeitsgerät darstellt, da die Zuführung
des Klebemittels nicht befriedigend gelöst worden war. Abgesehen von den bereits
erwähnten Durchbrechungen der Formplatte, die die Heranführung des Klebemittels
an den Kabelbaum auch auf der unteren Seite gestatten, ist die zügige und kontinuierliche
Zufuhr des Klebemittels von besonders großer Wichtigkeit. Das an sich bekannte Verfahren,
das Klebemittel mit einem Pinsel aufzutragen und den Pinsel wiederholt durch Eintauchen
in das Klebemittel aufzufüllen, führt sehr leicht zu der bekannten Bildung von Lösemittelnestern
innerhalb der Adern. Es war daher notwendig, den Klebemittelaufstrich so zu gestalten,
daß verhältnismäßig schnell und zügig die oberen Schichten der Adern in einer gleichmäßigen
und dosierten Weise mit dem Klebemittel benetzt werden. Es gelingt dies mit Hilfe
einer KlebstofEauftragseinrichtung, wie z. B. einem Pinsel oder einer Düse, die
durch einen mit regelbarem Ventil versehenen Klebstoffzuführungskanal mit einem
Klebstoffbehälter verbunden und fest vereinigt ist, der in Arbeitsstellung vorteilhafterweise
über ihr liegt.
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Die F i g. 8 zeigt einen derartigen Pinsel 13, der zur Verhütung der
Austrocknung der Borsten in einem Ständer 17 ruht. Der Pinsel 13 ist an dem Pinselschaft
18 angebracht, der innerhalb eines Klebemittelbehälters 16 angeordnet ist. Der Pinselschaft
18 wird am unteren Teil des Behälters in dem Kanal 14 geführt und besitzt einen
Ventilkegel 15,
der zusammen mit dem entsprechenden zum Behälter 16 gehörenden
Ventilsitz den Zufluß des Klebemittels aus dem Behälter 16 über den Kanal 14 zum
Pinsel 13 hin abzusperren oder freizugeben und die Zuflußmenge auch zu dosieren
gestattet. Der Behälter 16 ist an seinem oberen Ende durch eine kleine runde Scheibe
verschlossen, in der sich der Pinselschaft über ein Gewinde 19 abstützt. Der Pinselschaft
18 trägt an seinem aus dem Behälter 16 herausragenden Ende eine Rändelung 20, an
der durch Hand der Pinselschaft gedreht und koaxial so verschoben werden kann, daß
sich das Ventil 15 in der gewünschten Weise öffnet oder schließt. Da sich das Klebemittel
im Behälter 16 in Arbeitsstellung oberhalb des Pin- q sels befindet, so kann es
während des Klebevorganges gleichmäßig und fortlaufend zu dem Pinsel 13
herabfließen,
durch den die Verteilung auf dem Kabelbaum ohne Unterbrechung erfolgen kann. Durch
Schwenken der Formplatte z. B. um eine horizontale Achse wird das Klebemittel durch
die Ausnehmungen auch auf die Kabelbaumunterseite aufgetragen.
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Die Verschraubung der Einzelplatten der Klebeformplatte erfolgt zweckmäßig
derart, daß die Schmalseitenlänge der Einzelplatten wie auch der Abstand, der die
Einzelplatten mit der Schmalseite auf dem Rahmen festhaltenden Schrauben gleich
dem ganzzahligen Vielfachen einer festzulegenden kleinsten Länge sind. Bei Berücksichtigung
dieser Regel ergibt sich eine gute Austauschbarkeit und einfache Befestigung von
Einzelplatten verschiedener Breite. So ist es z. B. möglich, bei einer festgelegten
kleinsten Teilungslänge von 3 cm, Plattenbreiten von 6, 9, 12, 15 cm usw. zu verwenden
und diese Platten ohne Schwierigkeit ebenfalls im Abstand von 3 cm in jedoch um
eine halbe Teilungslänge versetzten Gewindelöchern zu verschrauben. Durch diese
Maßnahme wird die Vorfertigung derartiger Platten und deren Lagerhaltung sehr vereinfacht,
so daß lediglich die notwendigen Stifte und Löcher in der Platte am Ort ihrer Verwendung
angebracht werden müssen.
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Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, solche Kabelbäume herzustellen,
ist es sehr wichtig, daß der Kabelbaum auf der Formplatte nicht nur, wie bisher
bekannt, teilweise fertiggestellt wird, sondern daß er erst dann von der Formplatte
abgenommen wird, wenn er in jeder Weise zum Einlöten in das betreffende Gerät vorbereitet
ist. Der Kabelbaum muß also nicht nur in an sich bekannter Weise gebogen und entsprechend
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt geformt sein, sondern
er muß über die Biegung auf der Plattenfläche hinaus auch dreidimensional verformt
sein, was insbesondere hinsichtlich der für Lötverbindung durch Abisolieren vorzubereitenden
Anschlußenden der Einzeladern gilt. Diese Anschlußenden der Einzeladern werden daher
rechtwinklig zur Plattenfläche nach unten gebogen und in sogenannte Drahtlöcher
gesteckt, mit denen die Formplatte überall dort versehen ist, wo derartige Anschlußenden
senkrecht zur Plattenebene nach unten geführt werden müssen. Das Verfahren, derartige
Drahtlöcher anzuwenden, hat zunächst den großen Vorteil, daß die erste Abbiegung
der Ader scharfkantig ausfällt, so daß auch bei einer Reihe von Drahtlöchern, die
mit sehr geringem Abstand von z. B. nur 3 oder 4 mm voneinander angeordnet sind,
die scharfkantige Abbiegung des Drahtanschlußendes ein genaues Kennzeichen dafür
abgibt, weichen Lötfahnen diese Anschlußenden zugeordnet sind.
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In F i g. 9 wird ein Ausführungsbeispiel einer solchen Klebeformplatte
gezeigt. Es sind hier in einem nicht gezeichneten Rahmen die Einzelplatten 3 mit
der Numerierung I bis VIII nebeneinander angeordnet und mit Schrauben 4 im Rahmen
befestigt. Durch die kleinen Kreise 6 sind die Drahtlöcher angedeutet, durch die
das Ende einer zu verlegenden Ader zunächst hindurchgesteckt wird und die auch in
F i g. 3 dargestellt sind. Um einen Führungsstift 8 wird dann die Ader herumgebogen,
um ihr eine andere Richtung zu geben. Ferner sind die Formungsstifte 7 eingesetzt,
die die Aufgabe haben, den Kabelbaum für Geräte mit eng angeordneten Bauteilen besonders
schmal zu gestalten. Es gelingt z. B. hierdurch, einen Kabelbaum mit rund 100 Einzeladern
ohne weiteres mit einem formstarren Querschnitt von 5 mm Breite herzustellen. Um
die Übersicht bei der Herstellung solcher Kabelbäume zu vergrößern, hat es sich
als zweckmäßig herausgestellt, die Verlegerichtung der äußeren Verästelungen des
Kabelbaumes auf der Formplatte durch farbige Linien 21 zu markieren.
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F i g. 9 läßt erkennen, daß die Einzelplatten I bis VIII jeweils bestimmten
elektrischen Bauteilgruppen zugeordnet sind. F i g. 10 zeigt nun im wesentlichen
einen Abschnitt derselben Formplatte, jedoch ist durch eine Änderung der Schaltung
der untere Teil der Einzelplatte IV bei 12 verändert worden. Es kann also die geänderte
Platte IV ohne weiteres an die Stelle der alten Einzelplatte IV in den Rahmen eingesetzt
werden. F i g. 11 schließlich zeigt ausschnittsweise einen Ersatz der Einzelplatten
VI bis VIII durch eine entsprechend größere, die Fläche der früheren Einzelplatten
VI bis VIII überdeckende neue Platte 20. Bei Bedarf lassen sich die alten Einzelplatten
VI bis VIII ohne weiteres wieder verwenden.