So beschleunigen Sie die Kabelmontage für Elektrofahrzeuge

Nov 16, 2023

Kabelbäume für Elektrofahrzeuge sind heute ein heißes Thema in der kabelverarbeitenden Industrie. Foto mit freundlicher Genehmigung der Volkswagen Group

Kabel ohne Folienschicht um den Schirm lassen sich einfacher und schneller abisolieren. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Verfügt das Kabel über eine Folienschicht, muss diese sauber und bündig mit dem Außenmantel abisoliert werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Das Aufsetzen der Aderendhülse auf das Kabel ist von entscheidender Bedeutung, kann aber manuell durchgeführt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Bei Hochspannungskabeln ist es eine große Herausforderung, die Abschirmung mit einer herkömmlichen rotierenden Abisoliereinheit gleichmäßig und gleichmäßig abzuschneiden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc

Verschiedene Steckverbinder erfordern unterschiedliche Faltwinkel, um sicherzustellen, dass der Steckverbinder richtig zusammenpasst. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Das Dielektrikum bzw. Füllmaterial kann auf die gleiche Weise wie der Außenmantel entfernt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Vor dem Anschließen von Mehrleiterkabeln muss das Kabel richtig ausgerichtet werden, damit die Polarität korrekt ist, wenn die Leiter in den Stecker eingesteckt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Innenleiter werden entweder gecrimpt oder mit Ultraschall an die Anschlüsse geschweißt. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Aderenden und Klemmenpositionierung müssen konsistent sein. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Kabelbäume für Elektrofahrzeuge sind heute ein heißes Thema in der kabelverarbeitenden Industrie. Es ist ein spannender Markt, der sich durch das Aufkommen neuer Technologien schnell verändert.

Hochspannungssteckverbinder, die in Kabelbaumanwendungen für Elektrofahrzeuge verwendet werden, bestehen aus vielen Komponenten, die eine präzise Montage erfordern. Durch Automatisierung können Produktivität, Qualität und Durchsatz beim Abisolieren und Crimpen von Kabeln verbessert werden.

Hochspannungssteckverbinder erfordern mehrere Produktionsschritte, die in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Während die meisten Ingenieure jeden Prozess automatisieren möchten, sind die Kosten eines vollautomatischen Systems nicht immer zu rechtfertigen.

Einige Prozessschritte sind anspruchsvoller und erfordern mehr Präzision. Beispielsweise ist das Entfernen der Folienschicht oder das Durchschneiden der Abschirmung von entscheidender Bedeutung, da die Leistung oder Sicherheit des Steckverbinders erheblich beeinträchtigt werden kann. Darüber hinaus sind einige Prozessschritte für fast alle Steckverbinder und Kabeltypen erforderlich, während andere Schritte nur für bestimmte Steckverbinder erforderlich sind.

Abhängig vom Volumen einer bestimmten Steckverbinderserie kann es sinnvoller sein, nur die kritischen Schritte zu automatisieren und die einfacheren oder ungewöhnlichen Schritte mit manuellen Prozessen fortzusetzen. Allerdings kann alles automatisiert werden, wenn die Produktionsmengen dies rechtfertigen.

Derzeit erfordern mehr als 97 Prozent der Hochspannungsanwendungen abgeschirmte Kabel – entweder Mehrleiter- oder Koaxialkabel. Die Anwendungen reichen von 3 Quadratmillimetern bis zu 120 Quadratmillimetern bei Einleiterkabeln (koaxial) oder 2 x 2,5 Quadratmillimetern bis zu 5 x 6 Quadratmillimetern bei Mehrleiterkabeln für eine Vielzahl von Ein- und Mehrkabelanschlüssen.

Um Präzision und Durchsatz zu erreichen, müssen Hersteller in Automatisierung investieren. Es bietet nicht nur hohe Präzision, sondern auch vollständige Flexibilität, sodass sich die Verarbeitungsanforderungen in Zukunft ändern können. Es ist wichtig, dass Systeme erweiterbar sind, damit sie wachsen und sich an veränderte Anforderungen anpassen können.

Unterschiedliche Steckverbinder durchlaufen aufgrund ihrer einzigartigen Funktionen und Konstruktionen oft sehr unterschiedliche einzelne Prozessschritte. Es gibt jedoch einige grundlegende Schritte, die für fast alle gelten. Diese Schritte beziehen sich auf das ordnungsgemäße Abisolieren des Kabels und das Einsetzen der Aderendhülsen.

Kabel ohne Folienschicht um den Schirm lassen sich einfacher und schneller abisolieren. Diese Kabel können mit feststehenden Radiusmessern, rotierenden Abisoliermessern oder einem Laserabisolierer abisoliert werden.

Feststehende Klingen mit Radius sind wahrscheinlich die schnellsten, aber vielleicht nicht die sichersten, was die Qualität angeht. Wenn eine Klinge schärfer ist als die andere, dringen die Klingen nicht gleichmäßig in die Isolierung ein und können die Abschirmung beschädigen. Wenn das Kabel nicht sehr konzentrisch ist, ist es nahezu unmöglich, die Abschirmung nicht zu beschädigen. Der Wechsel zu einer anderen Kabelgröße erfordert auch eine Änderung der Klingengröße.

Laser-Strippen ist beliebt. Es besteht keine Möglichkeit, die Abschirmung zu beschädigen, da der Laserstrahl von der Abschirmung reflektiert wird. Wenn die Abschirmung jedoch nicht dicht gewebt ist, kann der Laser in die Abschirmung eindringen und die inneren Schichten beschädigen. Laser-Stripper erfordern eine Rauchabsaugung, da einige Dämpfe giftig sind. Sie sind im Vergleich zu anderen Entlackungsmethoden auch die teuersten.

Das rotierende Abisolieren sorgt mit Klingen und Leitererkennungssystemen, die eine Beschädigung der Abschirmung verhindern können, für den saubersten Schnitt. Für nichtkonzentrische Kabel können spezielle Verfahren eingesetzt werden.

Wenn der Außenmantel in den Schild eingeformt ist, ist es schwieriger, den Mantel zu entfernen, ohne den Schild zu beschädigen. In diesen Fällen hilft die Manipulation des Metallstücks in bestimmte Richtungen beim Abziehen vom Kabel dabei, dass sich das Metallstück von der Abschirmung löst.

Wenn das Kabel eine Folienschicht hat, muss diese sauber, bündig mit dem Außenmantel und ohne verbleibende Fahnen abisoliert werden. Bei feststehenden Klingen ist dies nahezu unmöglich. Mit einem Lasersystem ist das durchaus möglich, es sei denn, die Folie wird mit dem Außenmantel verklebt. Lasersysteme benötigen Platz, damit der Laser zur Folie gelangen kann.

Wenn die Folie jedoch mit dem Außenmantel verklebt ist, kann ein Zug am Butzen dazu führen, dass die Folie ungleichmäßig reißt. Auch dort, wo die Folie überlappt, schneidet der Laser nicht.

Mit rotierenden Abisoliermessern ist es möglich, die Folie anzuritzen, ohne am Butzen zu ziehen. Das Mantelstück und die Folie können gleichzeitig entfernt werden, indem das Kabel manipuliert und das Stück beim Entfernen gedreht wird. Das Ergebnis ist ein sauberer Folienschnitt, der bündig mit dem Außenmantel abschließt.

Das Aufsetzen der Aderendhülse auf das Kabel ist von entscheidender Bedeutung, bei manueller Durchführung jedoch keine allzu große Herausforderung. Allerdings verwenden unterschiedliche Steckverbinder unterschiedliche Aderendhülsen. Daher sollte ein Umrüsten auf unterschiedliche Aderendhülsen mit wenigen kabel- und aderendhülsenspezifischen Teilen möglich sein. Das System sollte auch in der Lage sein, zu erkennen, ob die Aderendhülse vom richtigen Typ ist und ob sie richtig am Kabel ausgerichtet ist.

Die Montage der Aderendhülse am Kabel ist ein Schritt, der manuell durchgeführt werden könnte, um Kosten zu sparen, da automatische Ladesysteme recht teuer sind.

Bei Hochspannungskabeln stellt das gleichmäßige Abschneiden der Abschirmung mit einer herkömmlichen rotierenden Abisoliereinheit eine große Herausforderung dar, insbesondere wenn das Kabel nicht konzentrische Schichten aufweist oder aus anderen Gründen unrund ist. Die Integrität des Dielektrikums und des Füllstoffs ist entscheidend für die ordnungsgemäße Leistung des Kabels. Bei herkömmlichen rotierenden Abisoliermaschinen besteht die Gefahr, dass die inneren Schichten beschädigt werden.

Ein Amboss- und Stanzsystem garantiert, dass die inneren Schichten nicht beschädigt werden und schneidet die Abschirmung sauber und gleichmäßig um 360 Grad um das Kabel herum.

Die resultierende Abschirmungslänge hängt von der verwendeten Aderendhülse ab, da diese um diese gewickelt wird. Der Schnitt muss sauber und gleichmäßig sein. Andernfalls können lange Litzen zu Kurzschlüssen mit anderen Komponenten führen und kurze Litzen können die Integrität des Aderendhülsen-Crimps beeinträchtigen.

Manchmal ist die Abschirmungslänge länger als die Länge des Dielektrikums. Bei diesen Anwendungen muss die Abschirmung nach dem Zuschneiden geöffnet und zurückgefaltet werden, damit die inneren Schichten abgezogen werden können.

Die Abschirmung wird über die Zwinge zurückgefaltet, in manchen Fällen jedoch nicht vollständig. Verschiedene Steckverbinder erfordern unterschiedliche Faltwinkel, um sicherzustellen, dass der Steckverbinder richtig zusammenpasst. Der Faltwinkel kann zwischen 90 und 180 Grad liegen, die Falte muss jedoch gleichmäßig sein, 360 Grad um die Zwinge herum.

Die Enden der Schirmlitzen sollten innerhalb der angegebenen Toleranzen liegen, um eine ordnungsgemäße Leistung zu gewährleisten. Zu lange Litzen können zu Kurzschlüssen führen und kurze Litzen sichern die Abschirmung möglicherweise nicht richtig, wenn die äußere Aderendhülse gecrimpt wird.

Das Dielektrikum bzw. Füllmaterial kann auf die gleiche Weise wie der Außenmantel entfernt werden. Bei Mehrleiterkabeln dürfen keine Schäden an der Leiterisolierung auftreten.

Bei Koaxialkabeln kann die Leitererkennung eine große Rolle dabei spielen, sicherzustellen, dass der Innenleiter nicht durch die Abisoliermesser beschädigt wird. Wie beim Außenmantel muss das System in der Lage sein, nichtkonzentrische Kabel aufzunehmen, um größtmögliche Flexibilität zu bieten.

Vor dem Anschließen von Mehrleiterkabeln muss das Kabel richtig ausgerichtet werden, damit die Polarität korrekt ist, wenn die Leiter in den Stecker eingesteckt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Schleuniger Inc.

Vor dem Anschließen von Mehrleiterkabeln muss das Kabel richtig ausgerichtet werden, damit die Polarität korrekt ist, wenn die Leiter in den Stecker eingesteckt werden. Ausgefeilte Systeme müssen in der Lage sein, die Kabelfarben zu erkennen und das Kabel dann entsprechend zu drehen, ohne die Kabelposition zu verlieren.

Sobald die Leiter richtig ausgerichtet sind, werden sie so geformt, dass sie entsprechend dem Hohlraumabstand des Steckverbinders angeschlossen werden können. Nachdem die Leiter richtig geformt sind, sollten die Enden an einem Gerät mit Leitererkennung abisoliert werden, um sicherzustellen, dass die Drahtlitzen nicht beschädigt werden.

Innenleiter werden entweder gecrimpt oder mit Ultraschall an die Anschlüsse geschweißt. Automatisierungssysteme können geeignete Crimppressen mit Crimpkraftüberwachungssystemen integrieren. Ultraschallschweißsysteme verfügen typischerweise über eine integrierte Überwachung, um eine ordnungsgemäße Schweißung sicherzustellen.

Sehr komfortabel sind Automatisierungssysteme, die Drittsysteme integrieren können. Sie können den Validierungsprozess für Pressen und Schweißsysteme minimieren, die bereits langwierige Genehmigungsprozesse durchlaufen haben.

Bei Mehrleiterkabeln, die abgeschlossen und in einen Steckverbinder eingeführt werden, ist es wichtig, dass die Drahtenden und die Position der Anschlüsse konsistent sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Klemmen ordnungsgemäß in die Anschlüsse einrasten und einrasten.

Nachfolgende Gehäuse oder Bauteile können automatisch aufgesetzt und arretiert werden, wenn die Stückzahlen dies rechtfertigen. Durch die Automatisierung dieser Prozessschritte erzielen Sie wahrscheinlich die beste Kapitalrendite, da sie am häufigsten angewendet werden.

Neue visuelle Inspektionssysteme können 360 Grad rund um das Kabel prüfen. Mithilfe künstlicher Intelligenz werden die verschiedenen Schichten der Baugruppe identifiziert und eine gründliche Analyse durchgeführt. Und für jede Baugruppe können zahlreiche Qualitätsmerkmale programmiert werden.

Bei der Anfrage nach einem automatischen Hochspannungskabelstecksystem sollten Ingenieure über die folgenden Informationen verfügen:

Angesichts der schnellen Weiterentwicklung der Elektrofahrzeugtechnologie sollten Automatisierungssysteme flexibel und anpassungsfähig sein, ohne dass es zu größeren Produktionsunterbrechungen kommt. So soll es beispielsweise möglich sein, halbautomatische Stationen auf einen vollautomatischen Bahnsteig zu verlegen. Ebenso sollte eine vollautomatische Plattform erweiterbar sein, wenn das Produktionsvolumen im Laufe der Zeit steigt. Diese Funktion bietet Ihnen die größtmögliche Flexibilität und ermöglicht es Ihnen, Ihre Investition künftig optimal zu nutzen.