CH683655A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Durchtrennen einer Kabelummantelung aus Fasern. - Google Patents

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Description

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CH 683 655 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Insbesondere bei Glasfaserkabeln (Lichtwellenleitern) wird häufig eine Zugentlastung aus Kevlarfa-sern oder ähnlichen, reissfesten Fasern vorgesehen. Beim Abisolieren solcher Glasfaserkabel muss daher auch diese Faserlage durchtrennt werden. Die gegenwärtig verwendeten Fasern zeichnen sich durch hohe Reissfestigkeit aus. Sie sind daher schlecht zu schneiden. Herkömmliche Abisoliergeräte, z.B. mit stationären V-Messern oder rotierenden Abisoliermessern, können daher in den meisten Fällen für das Abisolieren solcher Kabel nur schlecht eingesetzt werden. Die sicherste, heute zur Verfügung stehende Abisoliermethode für Kev-larfasern ist praktisch das händische Durchtrennen mit einer speziellen Schere.
Es wurden aber auch einige Maschinen und Vorrichtungen entwickelt, die vor allem einen Luftstrom zur Orientierung der Fasern in eine gewünschte Richtung benutzen, um die derart positionierten Fasern dann durch beispielsweise eine Schere (vgl. JP-A 643 607) oder durch rotierende Sägeblätter (vgl. DE-A 3 925 850) zu durchtrennen, wobei in solchen Fällen häufig die Fasern zusätzlich durch Klemmbak-ken lagefest gehalten werden müssen. Bei allen diesen bekannten Vorrichtungen ergibt sich über den Umfang der Kabelummantelung ein ungleichmässi-ger Schnitt; weil die Fasern praktisch vom gesamten Umfang in eine Richtung gezogen werden (etwa senkrecht auf die Oberfläche der Ummantelung).
Die DE-A 3 831 175 beschreibt auch eine Abisoliereinrichtung mit Saugluftstrom, wobei dort als besondere Ausführungsform ein Saugrohr zur Aufnahme des Kabels zweiteilig ausgeführt ist. Dies kann zu unsauberen Fasertrennungen führen, wenn beim Schliessen des Saugrohres Fasern im Mantel desselben eingeklemmt werden und daher von der Trenneinrichtung nicht erfasst werden können.
Zum besseren Verständnis sei schon hier auf die Fig. 7 verwiesen, die den Stand der Technik veranschaulicht. Dort sind die geschnittenen, am Kabelmantel verbleibenden Faserenden sehr ungleich-mässig lang. Die Faserenden 30 vom rechten Teil des Kabels 31 haben eine Länge von etwa X2, während die Faserenden 30 des linken Kabelteiles nur Y2 lang sind. Das Verhältnis X2 zu Y2 ist ein hoher Wert. Dies ist in vielen Fällen beim Weiterverarbeiten der Kabelenden hinderlich.
Halbwegs gleichförmige Schnitte können durch Vorrichtungen entsprechend der US-A 4 914 986 oder der DE-A 3 842 754 erzielt werden. Letztere beschreibt eine Art Sägeschervorrichtung, die durch den Anmelder entwickelt wurde und auch eine faserige Ummantelung rundum zu durchtrennen vermag. Allerdings ist der mechanische Aufwand für eine derartige Vorrichtung relativ hoch, und es sind zumindest zwei separate Antriebe erforderlich. Ausserdem können besonders dünne Fasern relativ leicht zwischen den scherenden Elementen eingeklemmt werden, was zu einer Fehlfunktion führen kann.
Die in der US-A 4 914 986 beschriebene Anordnung ist für dünnes fasriges Material völlig ungeeignet. Diese Vorrichtung funktioniert nur bei geflochtenen Kupfer- oder Stahlmänteln. Ausserdem ist bei dieser Vorrichtung auch ein nicht unerheblicher Aufwand vorgesehen, zumal mehrere Bauteile - unter anderem auch radial wirkende Spannvorrichtungen - angetrieben werden müssen.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem bzw. mit der Fasern von Glasfaserkabelummantelungen besonders schnell und sicher durchtrennt werden können. Die Vorrichtung soll keine der oben angeführten Nachteile aufweisen. Sie soll aus wenigen Bauteilen bestehen und für möglichst gleichmässige Schnittlängen bei den durchgetrennten Faserenden sorgen.
Die gestellten Aufgaben werden durch das erfin-dungsgemässe Verfahren bzw. die erfindungsge-mässe Vorrichtung gemäss den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche erstmals in zufriedenstellender Art und Weise gelöst.
Das Schneiden der Fasern schon an nur 2 Stellen entlang des Kabelumfanges zeigte überraschend, dass die verbleibenden Längenunterschiede der Faserenden wesentlich reduziert wurden. Im Vergleich zum händischen Abschneiden der Fasern wird nur mehr ein geringer Bruchteil der Zeit benötigt. Darüber hinaus kann die erfindungsgemässe Vorrichtung klein und integriert gebaut werden.
Weiterentwicklungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das Zusammenwirken eines erfindungsgemässen «Schneidstempels» mit einem Amboss führt zu guten Schnittresultaten, wobei die Orientierung der Fasern durch den Luftstrom möglichst gleichmässig entlang des Umfanges der Ummantelung durchgeführt werden kann und somit die Schnittlängen einheitlich sind. Durch den Luftstrom werden darüber hinaus die abgeschnittenen Fasern weggetragen. Der Luftstrom endet sinnvollerweise in einem Filtersack. Er kann beispielsweise durch einen herkömmlichen Staubsauger erzeugt werden.
Das Durchtrennen der Fasern selbst erfolgt durch Schneiden oder Abquetschen der Fasern an der Kante des «Schneidstempels». Diese kann sowohl spitz als auch leicht abgerundet ausgebildet sein. Der Amboss und der Schneidstempel sind vorzugsweise aus Hartmetall gebildet. Es liegen jedoch auch Varianten im Rahmen der Erfindung, bei denen der Amboss aus relativ weichem oder elastischem Material, zum Beispiel einer Kupferlegierung, Hartgummi oder dergleichen, gebildet ist.
Ein Trennvorgang, entsprechend dem Verfahrensablauf nach Anspruch 2 oder 3, erwirkt besonders durch das Vorwegfixieren der Fasern vor dem eigentlichen Schnitt eine saubere Schnittfläche an den Trennstellen der Fasern, da diese nicht mehr verrutschen können, wie das früher bei herkömmlichen Scheren oft passierte.
Die Vorrichtungsvariante mit 360 grädiger Auffächerung der Fasern erlaubt theoretisch die grösst-mögliche Gleichförmigkeit der Schnittlängen der Faserenden, wobei allerdings das abzuisolierende Ka-
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bel axial in eine Bohrung eingeführt werden muss. Da besonders Glasfaserkabel häufig über eine Eigenkrümmung verfügen, ist das Einführen eines Kabels in eine erfindungsgemässe zentrale Einführöffnung manchmal unangenehm. Besonders für diese Fälle bietet sich mit Vorteil die erfindungsgemässe Vorrichtungsvariante mit seitlich geschlitzter Schneidvorrichtung an, da bei einer solchen Vorrichtung die abzuisolierenden Kabel seitlich in den Schneidstempel und Amboss eingelegt werden können. Wenn die Einführöffnung V-förmig ausgebildet ist, kann der Einlegevorgang darüber hinaus automatisiert werden, da das abzuisolierende Kabel durch die V-Form optimal in die gewünschte Position geführt wird.
Ein fluidischer bzw. hydraulischer Schlagantrieb baut besonders klein und erlaubt das schnelle Aufbringen der nötigen Druck- oder Schlagkraft zur Durchtrennung der Fasern. Um das Durchtrennen aller Fasern sicherzustellen, ist je nach Faserquerschnitt ein ein- oder mehrmaliges Schlagen des Hammers vorgesehen.
Die bevorzugte Ausbildung der Schneide gemäss Anspruch 11 erhöht deren Lebensdauer.
Eine seitliche Öffnung bei der Schneidvorrichtung ermöglicht das seitliche Einlegen eines Kabels und damit die Anwendung eines Manipulatorarmes, was zur Automatisierung und daher weiteren Beschleunigung des Abisoliervorganges beiträgt.
In diesem Zusammenhang wird auf die am selben Tag eingereichte Patentanmeldung, nun Patent Nr. 683 645 verwiesen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird bevorzugt im Verbund mit den in dieser zitierten Patentanmeldung beschriebenen, weiteren Abisolier-Vor-richtungen bzw. -Stationen benutzt.
Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung anwenden, wenn der pneumatische Antrieb gegebenenfalls zusammen mit dem Manipulator computergesteuert operiert. Dadurch kann ein Optimum an Abisoliergeschwindigkeit erzielt werden.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Aus der Zeichnungsbeschreibung ergeben sich darüber hinaus weitere erfinderische Details und Varianten.
Es zeigen dabei:
Fig. 1 das Schema einer bevorzugten Variante mit seitlichem Einlegeschlitz für das Kabel im Schnitt nach der Linie l-l;
Fig. 2 einen Aufbau nach Fig. 1 im geöffneten Zustand mit dem Schema eines Schlagantriebes;
Fig. 3 den vergrösserten Schnitt nach der Linie III-III durch die Ausführung nach Fig. 1;
Fig. 4 ein vergrössertes Detail der Vorrichtung gemäss Fig.1 mit eingeklemmten Fasern;
Fig. 5 eine Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 mit einem schwenkbaren Manipulatorarm;
Fig. 6 einen Schneidstempel und einen Amboss im Schrägriss;
Fig. 7 eine Schneidvorrichtung aus dem Stand der Technik und
Fig. 8 einen teilweise aufgeschnittenen Schrägriss durch eine Variante mit zentraler Einführöffnung für das Kabel.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bauteile erhalten gleiche Bezugszeichen, ähnliche Bauteile erhalten gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indizes.
Bei allen dargestellten Varianten der Erfindung ist ein Saugrohr 27 vorgesehen, in dem durch eine nicht dargestellte Saugeinrichtung ein Luftstrom 33 abgesaugt wird. Zumindest eine Luftleitblende 4 dient zur Führung des Luftstromes 33, insbesondere im Bereich der zu durchtrennenden Fasern 30. Ein Schneidstempel 12 befindet sich koaxial zu einem Amboss (13). Die Schneide 34 des Schneidstempels 12 befindet sich in der Ausgangsstellung von der Oberfläche des Ambosses 13 entfernt. In dieser Stellung wird das abzuisolierende Kabel 31 eingelegt. Durch den Luftstrom 33 werden die Fasern 30 so orientiert, dass die gedachten Verbindungslinien zwischen Amboss 13 und Schneide 34 des Schneidstempels 12 kreuzen. In der Schnittstellung (Fig. 1 und 4) wird die Schneide des Schneidstempels 12 auf die Oberfläche des Ambosses 13 gedrückt und/oder geschlagen. Die Schneide 34 bzw. deren beide Bereiche 34a, b des «Schneidstempels» 12 durchtrennen derart an zwei verschiedenen Stellen die Fasern 30. Die abgetrennten Faserenden werden durch den Luftstrom 33 abtransportiert und gegebenenfalls in einem Filtersack gesammelt.
Die Varianten der Fig. 1 und 2 sind insofern unterschiedlich zur Variante nach Fig. 8, als letztere eine zentrale Einführöffnung 29a im Amboss 13a bzw. 29b im Schneidstempel 12a aufweist. Die Einführöffnung 29a ist vorzugsweise konisch ausgebildet, so dass das Einführen eines Kabels 31 leichter ist. Die erste Variante verfügt über eine seitliche Einführöffnung 29c, die ähnlich der Einführöffnung 29a, b auch eine zentrale Bohrung aufweist. Da Amboss 13b und Schneidstempel 12b gemäss der ersten Variante seitlich geschlitzt sind, ist das Auffächern der Fasern 30 über den gesamten Umfang des Kabelmantels nicht sinnvoll. Im Bereich des Schlitzes könnte ja keine Durchtrennung stattfinden. Jedoch bietet der übrige Bereich, zirka 300°, genügend Verteilmöglichkeit für die Fasern, so dass die abgetrennten Faserenden über eine relativ gleich-mässige Länge verfügen. Die längeren Faserenden sind X lang, die kürzeren Y (Fig. 3). Das Verhältnis von X zu Y ist wesentlich kleiner als X2 zu Y2.
Die Darstellung in Fig. 4 zeigt die eingeklemmten Fasern 30 unmittelbar vor dem Schnitt. Der Schlagantrieb 6 (Fig. 2) für den Schneidstempel 12 kann auch so ausgelegt sein, dass die Schneide 34 nicht in die Oberfläche des Ambosses 13 eindringt, sondern vorher gestoppt wird.
Die Anordnung gemäss Fig. 6 veranschaulicht die Austauschbarkeit der Teile 12 und 13, sowie die U-Form derselben für das seitliche Einlegen eines Kabels. Beide Teile 12, 13 sind relativ kleine, leicht auswechselbare Hartmetallteile (Verschleiss).
Der Amboss 13b ist in einem Ambosshalter 14 gehalten (Fig. 2), der durch einen Hammer 6 beaufschlagbar ist. Der Hammer 6 wird in Ruhestellung durch eine Druckfeder 16 in eine Ausgangsposition gedrückt gehalten. Hammer 6 und Ambosshalter 14
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gleiten unverlierbar in einer Führungshülse 1. Eine Schubhülse 22 beinhaltet eine Spiralfeder 21, die das andere Ende des Hammers 6 druckbeaufschlagt. Durch die Federn 16 und 21 ist der Hammer 6 in der gezeigten Stellung positioniert. Der Hammer 6 verfügt über eine Ringnut 7, in der Stahlkugeln 19 durch einen Riegel 20 gehalten sind. Der Riegel 20 verfügt über eine konzentrische Nut 8, in die die Stahlkugeln 19 ausweichen können, sobald der Riegel 20 durch die Schubhülse 22 gegen die Kraft einer Feder 18 nach vorn (links) geschoben wird. Erst in dieser Stellung ist der Hammer 6 frei, auf den Ambosshalter 14 zu schlagen. Die Schubhülse 22 verfügt über eine Angriffsstelle 37, die durch einen Stössel 38 beaufschlagt ist. Der Stössel 38 gehört zu einem fluidischen oder elektromagnetischen Antrieb 26.
Die Führungshülse 1 ist, wie nicht näher gezeigt im Saugrohr 27b gehalten. Das Saugrohr 27b ist im vorderen Bereich durch einen Rohrverschluss 10 verschlossen, der einen Schneidehalter 11b mit einer Dämpfung 24 trägt, in die der Schneidstempel 12b eingesetzt ist. Ein Schlag auf den Schneidstempel 12b wird dort abgefedert. Damit ist eine Schlagübertragung auf die übrigen Vorrichtungsteile verhindert.
Durch Luftleitblenden 4c (Fig. 3) wird der Luftstrom 33 in zwei Teilströme 33a, b aufgeteilt. Bei der Variante nach Fig. 8 dienen gegebenenfalls die Schneidehalter 11a, oder nicht dargestellte Umbör-delungen des Saugrohres 27a als Luftleitblenden. Die Luftleitblenden 4c verfügen über eine Ausnehmung 17, die die Orientierung der Fasern 30 unterstützt. Die Luftleitblenden 4c sind andernends abgeschlossen, so dass im Bereich der Ausnehmung 17 eine Luv-Wirkung auftritt.
Das Saugrohr 27b ist mit einem Mitnehmer 39 verbunden, der es in axialer Richtung verschiebbar macht. Dazu ist das Saugrohr 27b in einem Gehäuselager 40 - wie nicht näher dargestellt, vorzugsweise gemeinsam mit eventuell weiteren Abisolierstationen - axial verschiebbar. Die Verschiebbarkeit ist dann wichtig, wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung zusammen mit den Vorrichtungen gemäss dem erwähnten Patent Nr. 683 645 verwendet wird - bzw. immer dann, wenn unterschiedliche Abisolierlängen in bezug auf den axial stationären Manipulator 35 vorgesehen werden sollen. Die axiale Öffnungsbewegung des Ambosshalters 14 ist durch einen Anschlag 41 verstellbegrenzbar. Durch diesen Anschlag wird bewirkt, dass eine Distanz X voreingestellt werden kann, die etwa der Länge des abzuisolierenden Kabelstückes entspricht. Bei kurzen flexiblen Leiterenden ist dadurch sichergestellt, dass nicht auch die Kabelenden selbst vom Luftstrom 33 erfasst und seitlich weggezogen werden.
Der Amboss 13a (Fig. 8) ist an Schneidehaltern 11a befestigt, die den Stoss des Schneidstempels 12a auf das Saugrohr 27a übertragen und gegebenenfalls abschwächen. Der Schneidstempel 12a ist an einem Schneidstempelhalter 32 auswechselbar gehalten. Amboss 13 und Schneidstempel 12 sind eventuell vertauschbar.
Die Erfindung ist durch die dargestellten Beispiele nicht eingeschränkt. So können beispielsweise anstelle des Ambosses auch elastische Gummiplatten oder scherende Gegenschneiden - z.B. Turmspitzenscheren oder abgerundete Beisszangen -vorgesehen sein.
Weitere Modifikationen sind im Rahmen der Erfindung denkbar, wobei dazu insbesondere Massnahmen aus dem angeführten Stand der Technik und der erwähnten Patent Nr. 683 645 der bzw. die als vollständig hierin geoffenbart gilt, hinzugezogen werden können, so können z.B. in Richtung des Kabels rotierende oder linear bewegliche Bürsten vorgesehen sein, die die Faserenden orientieren. Ein Luftstrom dient dann bestenfalls nur mehr zum Abtransport der Fasern.

Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Durchtrennen einer Kabelummantelung aus Fasern (30), insbesondere Kevlarfa-sern, an einer Schneide (34), bei dem die Fasern (30) in eine vom Kabel (31) etwa radial abragende Schneidposition gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (31) seitlich in eine seitliche Aussparung (29) eines das Kabel dann im wesentlichen umgebenden Schneid- bzw. Abquetschwerkzeug (12, 13) eingelegt wird, dass die Fasern (30) über einen Teil der Schneide (34) des Werkzeuges (12, 13) verteilt und positioniert werden, und dass nach dem Positionieren der Fasern (30) diese dort durch das Schneid- bzw. Abquetschwerkzeug (12, 13) durchtrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (30) nach dem Positionieren und vor dem Schneide- oder Abquetschvorgang lagefest geklemmt werden und die Schneideoder Abquetschenergie vorzugsweise durch eine Schlagkraft aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (30) - insbesondere mittels eines Luftstromes (33) über wenigstens ca. 120° verteilt - vorzugsweise in wenigstens zwei Bereichen seitlich der Ausnehmung (29) -, jedoch insbesondere bevorzugt über wenigstens ca. 180°, des Umfanges des Kabels (31) verteilt, positioniert werden, und dass die Schneidenergie hauptsächlich über mindestens diesem Bereich bzw. diesen Bereichen des Umfanges aufgebracht wird, wonach gegebenenfalls die abgetrennten Faserenden durch einen bzw. durch den Luftstrom (33) abtransportiert werden.
4. Vorrichtung zum Durchtrennen einer Kabelummantelung aus Fasern (30), insbesondere Kevlarfa-sern, bei der die Fasern (30) in eine zumindest annähernd radial vom Kabel (31) abragende Schneidposition bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Schneidvorrichtung mit zumindest zwei Schneidzonen (34 a, b) vorgesehen ist, die in Betriebsstellung entlang des Umfanges des Kabels (31 ) verteilt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzonen (34 a, b) bzw. zumindest eine der Schneiden (34) zumindest teilweise konzentrisch z.B. U-förmig zum Kabel (31) ausgebildet sind, wobei die Schneidvorrichtung vorzugsweise zumindest einen Amboss (13) und/oder
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einen Schneidstempel (12) aufweist und für das Aufbringen der Schneidenergie ein Druck- und/oder Schlagantrieb (6) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung innerhalb eines Saugrohres (27a) untergebracht ist, welches - vorzugsweise durch mindestens eine Luftleitblende (4) - so ausgebildet ist, dass durch einen, gegebenfalls geteilten, Luftstrom (33) die Fasern (30) über mindestens zwei Bereiche von wenigstens je 60° oder mindestens einen Bereich von mindestens 150°, vorzugsweise 180° oder gegebenenfalls 360° um den Kabelmantelumfang, etwa senkrecht auf dessen Oberfläche positioniert werden können.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saugrohr (27b), der Amboss (13b) und der Schneidstempel (12b) je eine kongruente, schlitzförmige, in Axialrichtung eines Kabels (31) verlaufende - gegebenenfalls V-förmige - Einführöffnung (29c) aufweisen, die vorzugsweise mit einer axialen, bohrungsähnlichen Einführöffnung (29a) verbunden ist, wobei der Schneidstempel (12b) vorzugsweise selbst eine U-Form aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch zu den Schneidzonen (34a, b) z.B. im Amboss (13a) eine zentrale - gegebenenfalls konische - Einführöffnung (29a) vorgesehen ist, die, im Falle eines Schneidstempels (12a), koaxial zu einer - gegebenenfalls durchmessergrösseren - im Schneidstempel (12a) angeordneten Einführöffnung (29b) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (13) und/oder der Schneidstempel (12) und/oder der Druck- oder Schlagantrieb (6) elastisch und/oder federnd und/oder stossgedämpft - vorzugsweise im Saugrohr (27) - gehalten sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (13) und der Schneidstempel (12) in eine die Fasern (31) klemmende Position bringbar sind, wobei vorzugsweise entweder der Schneidstempel (12) oder der Amboss (13) oder beide durch einen fluidisch oder elektromagnetisch antreibbaren Hammer (6) -im Fall beider vorzugsweise reziprok - und/oder wiederkehrend beaufschlagbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidstempel (12b) und/oder der Amboss (13b) aus Hartmetall gebildet sind, wobei vorzugsweise die Schneide (34) des Schneidstempels (12), im Schnitt betrachtet, annähernd V-förmig ist, wobei insbesondere der Offnungswinkel des V's grösser als 90° ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für das Einlegen eines Kabels (31) ein seitlich schwenkender Manipulatorarm (35) mit Klemmbacken (36) vorgesehen ist.
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