CN102366803B - 用于矫直线缆的矫直装置以及相应的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于矫直线缆(1)的矫直装置(100)，具有入口一侧的辊结构(110)和出口一侧的辊结构(120)，其设置方式为，需矫直的线缆(1)在输送方向(X)上观察在入口一侧的辊结构(110)的辊(111、112、113)之间穿过到达矫直装置(100)且在出口一侧的辊结构(120)的辊(121、122、123、124)之间穿出之后离开矫直装置(100)，其中，出口一侧的辊结构(120)的两个辊(122、123)之间的间距(d)是可调的。此外可预设在入口一侧的辊结构(110)的两个辊(111、112)之间垂直于输送方向(X)作用到线缆(1)上的力(F)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于矫直线缆的矫直装置以及一种相应的方法。
本发明特别涉及一种用于线缆加工机的矫直装置。在线缆加工机上加工的线缆(如绝缘的绞合线或由铜或钢制成的纯导线)通常成箍、在辊上或以捆的形式提供且由此原因在开卷后或多或少地弯曲且具有螺旋。
背景技术
矫直的线缆对于可靠地实施在线缆加工机上设置的工艺步骤如剥皮、压接以及装夹来说是重要的。
为了尽可能直地矫直线缆，其通常借助于存在于线缆加工机中的驱动装置通过一个或多个安装在机器入口处的矫直机进行拉拔。由此除去了线缆中的上述弯曲和螺旋。
公知的矫直机仅能够以较大的耗费调节，从而使其带来理想矫直效果。另外，对于如通常在线缆加工机中采用的矫直机来说，对在同一矫直机上或在另一个矫直机上或另一台机器上的调节进行重复利用是困难的。
公知的矫直机具有多个辊，需矫直的线缆在辊之间穿过引导。此外，采用迄今的解决方法来调节辊间距，这些解决方法应用刻上的刻度和调节螺栓，部分采用计数机构。有时还可以借助于促动器自动调节辊间距。之前公开的辊典型地支承在两个辊板条上。矫直机的拉紧的调节(即一个或两个辊板条的倾斜)大多通过借助于螺栓的固定夹紧实现。通常在采用经验定律的情况下进行调节，其表明，矫直机的出口一侧的辊应该接触线缆。拉紧由于缺乏简单的调节可能性以及缺少简单的调节标准而经常没有变化。
因此，矫直机的发挥较大矫直作用的入口一侧的辊经常位于不理想的位置。
针对矫直机迄今不存在简单的、耐用的标准或参数，其比如可以与线缆一起保存，从而能够在任一机器上根据线缆类型最佳地调节矫直机。
现在使用的矫直机的辊根据矫直物品的不同以简单的机构调节到一定的位 置上。但该位置是非常临界的。很小的错误调节或外径很小的偏差(比如通过线缆制造中的生产散射产生)或线缆中的弹性(比如根据加工温度的不同)导致较强偏差的矫直结果。
廉价的矫直机当今以参数(即板条连同辊垂直于线缆的进给运动)进行调节。
EP0932462(也参见WO98/12005)描述了一种相对于廉价的矫直机进行改进的矫直机。该文献作为现有技术提出垂直于线缆轴线布置第一辊列。此外，通过第二辊列的布置实现拉紧，第二辊列还额外通过在细微的范围内浮动地支承可在其角度位置上变化。但角度变化在很大程度上是不明确的，因为其由两个压力弹簧确定，而它们同样被用于打开矫直机。此外，这些压力弹簧的预载通过调整两个辊列之间的间距发生改变。
EP0739066A2公开了另一个矫直机。根据EP0739066A2的该矫直机设置在辊结构上，辊结构通过两个摆动运动可既在水平方向上也在竖直方向上调节。
发明内容
因此，本发明的目的在于，避免现有技术的缺陷。本发明的目的特别在于，提出一种解决方案，其提供可重复利用的结果且其调节还可以应用到其它按照本发明设计的矫直装置上。
本发明以其独立权利要求中的特征实现上述目的。
矫直装置被设计用于矫直线缆且包括入口一侧的辊结构和出口一侧的辊结构。所述辊结构如下设置，即待矫直的线缆在输送方向上观察在入口一侧的辊结构的辊之间穿过到达矫直装置且在出口一侧的辊结构的辊之间穿出之后离开矫直装置，其中，矫直装置能够以两个自由度被调节。出口一侧的辊结构的两个辊之间的间距作为第一自由度可准确地调节，且在入口一侧的辊结构的两个辊之间垂直于输送方向作用到线缆上的力作为第二自由度可预设。
本发明的有利的改进在从属权利要求中描述。
迄今为止的矫直器忽视了所述拉紧应该根据矫直物品的不同而变化，从而达到理想的矫直结果。本发明首次提出了可复制地预设和调节两个自由度的可能性。
附图说明
下面，借助于附图详细描述本发明。其中，
图1示出了第一实施例的示意图；
图2示出了第二实施例的示意图；
图3示出了矫直装置的一个实施方式的示意性透视图；
图4A示出了根据图3的矫直装置的示意性俯视图；
图4B示出了沿根据图4A的矫直装置的轴线A-A的示意性截面图；
图5示出了在打开状态下的矫直装置的一个实施方式的示意性侧视图；
图6示出了在闭合状态下的矫直装置的一个实施方式的示意性侧视图；
图7示出了在启用状态下的矫直装置的一个实施方式的示意性侧视图；
图8示出了矫直装置的另一个实施方式的示意性透视图；
图9A示出了矫直装置的另一个实施方式的示意性侧视图；以及
图9B示出了根据图9A的矫直装置的示意性透视图。
具体实施方式
定义“入口一侧的辊结构110”被用于两个、三个或多个辊(如图1或图2中的辊111-113)的结构。定义“出口一侧的辊结构120”被用于两个、三个或多个辊(比如图1或图2中的辊121-124)的结构。入口一侧表示一种相应的结构，其关于线缆1的输送方向X位于出口一侧的辊结构120的辊之前。即线缆1首先穿过入口一侧的辊结构110之间运行，然后才穿过出口一侧的辊结构120之间运行。
入口一侧的辊结构110的辊由第一对间隔的辊板保持且出口一侧的辊结构120的辊由第二对间隔的辊板保持。在此情况下，机械上的耗费大于基于图2所示原理的实施方式中的机械上的耗费，在基于图2所示原理的实施方式中，第一辊板130支承入口一侧的辊结构110的部分辊(这里为辊111、113)以及出口一侧的辊结构120的一部分辊(这里为辊121、122)，且第二辊板140支承入口一侧的辊结构110的另一部分辊(这里为辊112)以及出口一侧的辊结构120的另一部分辊(这里为辊123、124)。
在图2中示出的原理可以在机械上简单地转换，因为仅需有目的性地受控地相对于彼此调整两个辊板130、140的间距d和力F(由作用到线缆1上的压力引起)。在具有4个辊板的实施方式中，调节/调整耗费要大一些。
在图1和2中示出了两个为了矫直线缆1设计有入口一侧的辊结构110和出口一侧的辊结构120的基本矫直装置100。辊结构110、120的设置方式为，需矫直的电缆1在输送方向X上观察在入口一侧的辊结构110的辊111、112、113之间穿过到达矫直装置100。在穿过出口一侧的辊结构120的辊121、122、123、124之间之后，线缆1离开矫直装置100。
矫直装置100的特征特别在于，其可在两个自由度d、F上进行调节。该可调节性优选如下选择或设计：该可调节性是可重复利用的(reproduzierbar)，即在任何时间都能够借助于设定值准确地实施(nachvollziehbar)。
本发明的不同实施方式还可以具有相比于附图更多或更少的辊。
下面描述全部由在图2中示出的原理导出的实施方式。这些实施方式的技术教导也可以应用到图1的原理中。
矫直装置100优选包括基板101，在基板上设置上辊板130和下辊板140。两个辊板130、140的辊在初始状态下分别平行于线缆1的理想的线缆轴线(其平行于输送方向X)设置。辊优选在中部具有环围的(圆周上的)槽。在图4A中示例性地通过箭头示出了辊123的槽123.1。
需要注意的是，在图3至9B中仅分别为与当前的描述相关的辊配设附图标记。辊的数量可以如上所述根据实施方式的不同而变化。辊与入口一侧的辊结构110以及与出口一侧的辊结构120的配设关系至少涉及前两个或前三个入口一侧的辊111、112、113以及后两个或后三个出口一侧的辊121、122、123。
辊在所有实施方式中优选相对错开地设置。比如可以首先设置位于上面的辊111，然后是斜下方的位于其下面的辊112，再接着又是斜上方的位于上面的辊113，依此类推。位于下面的辊112、124、123的数量优选比如位于上面的辊111、113、121、122的数量小1(比如在图1和2中的上面的4个辊以及下面的3个辊)，或相反(如图 3中上面的4个辊以及下面的5个辊)。
如在图4B的截面图中所示，上辊板130优选以垂直于线缆轴线(输送方向X)的导向装置102在基板101上引导。其优选以弹簧103(即这里向上)压向打开的状态。具有偏心轮104.1的快速夹紧杠杆104或相应的可自动操作的偏心轮元件被用于快速地打开和闭合上辊板130。导致上辊板130与下辊板140之间的间距增大的相对运动被称作“打开”。反向的相对运动被称作“闭合”。各辊板130、140的辊在“打开”和“闭合”中共同运动。
快速夹紧杠杆104、偏心轮104.1和上辊板130比如以调节轮或调节螺栓144经螺杆144.1(参见图4B)垂直于线缆轴线(输送方向X)被推动。
下辊板140可围绕边缘 的轴线141转动。该轴线141优选位于出口一侧的辊结构120的最后的辊123的旋转轴线R1的附近。轴线141越靠近最后的轮123的旋转轴线R1设置，在下辊板140围绕轴线141实施轻微的转动运动时最后的两个辊122、123的间距d的变化越小。
在特别优选的实施方式中，轴线141与最后的辊123的旋转轴线R1落在一起。在这种情况下，当下辊板140实施围绕轴线141的轻微的转动运动时，间距d不改变。
实施提到的围绕轴线141的转动运动，用于在入口一侧设定力F，比如在图2或图5中所示。
可以采用比如气动的汽缸142，用以向上牵拉辊板140。因此，下辊板140相对于上辊板130通过提到的围绕轴线141的转动运动倾斜放置且辊在入口一侧压向线缆1，线缆穿过矫直装置100被牵拉。因此，装置100产生在线缆1的输送方向X(牵拉方向)上从第一辊111至最后一个辊122变小的矫直作用。如果汽缸142向相反方向作用，则下辊板140在止挡143上平行于上辊板130向初始位置移动。
气动的汽缸142优选通过阀门由线缆加工机或矫直装置100操控。汽缸142的压力以及由此还有力F比如通过压力调节器调节。
下面将阐述工作原理。
矫直装置100具有3个状态：
1.打开，两个辊板130和140如下调节，即没有辊接触线缆1(参见图5)。
2.闭合，辊板130和140平行定向且辊接触线缆1(参见图6)。
3.启用，辊板130和140在第一辊111一侧(即入口一侧)以力F相互按压，从而使线缆1在穿过时被矫直(参见图7)。
线缆加工机或矫直装置100优选通过气动的汽缸142使两个辊板130、140平行。操作者或控制装置以快速压紧杠杆104打开矫直装置100且放入线缆1。然后，操作者或控制装置以快速压紧杠杆104使矫直装置100闭合且比如以调节螺栓144如下调节上辊板130，即装置100的所有辊刚好接触线缆1(参见图6)。操作者或控制装置可以比如如下为此进行识别，即线缆1开始弯曲。可替换或附 加的是，线缆1可以在闭合期间往复移动，直到辊随线缆1转动。这样，可以识别与闭合状态2(参见图6)相对应的时刻。
操作者或控制装置以压力调节器借助于针对夹紧的线缆1的预设值(比如借助于表格或借助于存储介质中的数据)调节气动的汽缸142的压力。气动的汽缸142的压力如上所述与力F对应。
在线缆加工机或矫直装置100在输送方向X上输送线缆1之前，将气动的汽缸142置于上状态(被称作启用状态)中，由此启用矫直装置100且将线缆1由上辊和下辊相互地且在线缆输送方向X上从第一辊111至最后一个辊122越来越小地弯曲。这样，线缆1在牵拉时穿过矫直装置100以定义的方式被矫直。
如果线缆1在矫直之后再次位置静止，线缆加工机或矫直装置100可以将辊板130、140再次相互驶离且置于平行位置(被称作打开状态)中，由此线缆1被去负荷且可被取下。
迄今描述的实施方式可以如下修改。
如上所述，辊板140的旋转轴线141可以根据需要占据其它的位置。如果下辊板140的旋转轴线141与最后一个辊123的旋转轴线R1一致(落到一起)，则最后一个辊123在下辊板140的任一角度状态下或旋转状态下接触线缆1，其前提是，已经在步骤2中行驶到或调节到闭合的状态。该原理可以应用在任一实施方式中。
即使在轻微的错误调节上辊板130时也应该确保最后一个辊123不再弯曲线缆1，旋转轴线141可以被置于辊123的辊轴线R1的下方。
上辊板130可以与下辊板140类似地配有旋转轴线，其与上辊板130的最后一个辊125的辊轴线落在一起或位于图3中该辊125的附近，其优点在于，线缆1在矫直装置100的入口一侧对称地被加载。该原理可以应用在任一实施方式中。
为上辊板130优选设置调节辅助装置，如下所述。如果线缆1的外径是已知的，上辊板130可以利用针对不同的线缆尺寸规定的标尺或利用测量两个辊板130、140相互间的距离的传感器被置于定义的位置上。可以采用位置传感器或距离传感器作为传感器。调节辅助装置实现了可重复地从打开状态向如图6所示的闭合状态的过渡。该原理可以在任一实施方式中应用。
根据实施方式的不同可以设置力传感器145，如图8所示。可以构建力传感 器145，通过其可以测量线缆1是否接触辊、相应地辊是否接触线缆1。比如力传感器145可以通过测量辊105和对应辊106测量接触。辊105和106优选与各辊板130、140的其它辊在一条直线上接触线缆1。该原理可以应用在任一实施方式中。
根据实施方式的不同可以设置位置传感器。相应的辊107.1可以安装在杠杆108上，杠杆通过轴线108.1可旋转地固定在辊板130上。杠杆108利用弹簧108.2或利用重力压向位于对面的辊107.2。通过与线缆1的接触，辊107.1向上辊板130的其它辊的直线中运动。当接触线缆1的辊107.1与上辊板130的其它辊位于一条直线上且由此所有辊与线缆1接触，固定在辊板130上的传感器(比如叉形光电耦合对Gabellichtschranke109)发出信号。该原理可以应用在任一实施方式中。
替代传感器(比如叉形光电耦合对109)或附加地还可以在上辊板130上安装标记，其在手动调节时显示杠杆108的正确位置。该原理可以应用在任一实施方式中。
优选可以采用向矫直装置100回送传感器数据。以这种方式可以构建闭合回路或激活的调节回路。力传感器或位置传感器的传感器信号可以为此比如引导到矫直装置100和/或线缆加工机的机器控制装置中，该机器控制装置监控测量值且在调节错误的情况下比如警告用户且中止线缆加工。该原理可以应用在任一实施方式中。
优选在每个实施方式中采用上辊板130的进给机制。上辊板130优选通过电机运动、比如通过具有机轴的132的电机131。通过电机的驱动可以与所述传感器(比如145和/或109)中的一个耦接，用以自动地行驶到理想的位置，在该位置中，间距d和力F都与预设值一致。
负责施加力F的进给力或压力还可以在每个实施方式中施加在下辊板140上，或者两个辊板130、140都以分力加载。
替代手动的压力调节器可以在每个实施方式中采用压力调节阀，其由线缆加工机或矫直装置100控制，用以能够预设力F。线缆加工机或矫直装置100可以(比如在存储介质中)管理表格，在该表格中针对不同的线缆种类保存各最佳的力F、相应地保存压力调节阀或装置100的汽缸的相应调节。压力调节在此情况下全自动地实现，只要线缆加工机或矫直装置100的线缆种类是已知的。
力F在每个实施方式中还可以在线缆输送期间变化，用以在不同的区段较强或较弱地矫直线缆1。
本发明提供了一系列已经做过描述或说明的优点。矫直装置100主要提供下列优点：
-需简单调节的参数，其实现了最佳的(手动或自动的)调节；
-定义力F的参数是不敏感的，即，即使与最佳的力调节轻微偏差(通过错误调节、制造公差或不同的材料特性造成)，矫直装置100的矫直作用也不会与理想值具有强烈的偏差；
-出口一侧的参数辊距d可以客观地且非常简单地从矫直物品(线缆1)的几何数据中导出。因此错误调节的可能性较低。
-两个参数F和d都能够客观地(手动或自动地)测量和调节；
-两个参数F和d都不取决于哪一种线缆加工机或哪一种矫直装置100。调节数据可以由此一次性定义且与线缆种类一起保存(比如在存储介质中)。所述调节数据可以以可重复的作用在任意时间点上应用在任一线缆加工机或矫直装置100上。
-能够在某些运行状态下可控地减小入口一侧的力F，用于比如当线缆1静止时避免线缆1中不希望的变形或者用于当速度较高时减小线缆推动中所需的驱动功率。线缆1仍然能够在矫直装置100的辊之间较好地引导。
-按照本发明的矫直装置100可以在这些优点的基础上成本低廉地设计和制造且可以简单地改装现有的线缆加工机。
-根据本发明，矫直装置100的特别是发挥最大的矫直作用的入口一侧的辊总是位于理想的位置上。
Claims (6)
1.一种用于矫直线缆(1)的矫直装置(100)，具有入口一侧的辊结构(110)和出口一侧的辊结构(120)，其设置方式为，需矫直的线缆(1)在输送方向(X)上观察在入口一侧的辊结构(110)的辊(111、112、113)之间穿过到达矫直装置(100)且在出口一侧的辊结构(120)的辊(121、122、123、124)之间穿出之后离开矫直装置(100)，其中，
-入口一侧的辊结构(110)的一部分辊(111、113)和出口一侧的辊结构(120)的一部分辊(121、122)在输送方向(X)上观察先后设置在共同的第一辊板(130)上，且
-入口一侧的辊结构(110)的另一部分辊(112)和出口一侧的辊结构(120)的另一部分辊(123、124)在输送方向(X)上观察先后设置在共同的第二辊板(140)上，以及
-出口一侧的辊结构(120)的两个辊(122、123)之间的间距(d)是可调的，
其特征在于，在闭合状态下，辊板(130、140)平行定向且辊(111、112、113、122、123)接触线缆(1)，且能够预设在入口一侧的辊结构(110)的两个辊(111、112)之间垂直于输送方向(X)作用到线缆(1)上的力(F)，其中，汽缸(142)将共同的第一辊板(130)相对于共同的第二辊板(140)倾斜；
辊板(130、140)能够相对于彼此移动地支承在共同的基板(101)上；
所述矫直装置(100)还包括导向装置(102)，其中第一辊板以垂直于输送方向(X)的导向装置(102)在基板(101)上引导；
所述导向装置包括弹簧，其将所述第一辊板压向打开的状态。
2.如权利要求1所述的矫直装置(100)，其特征在于，共同的第一辊板(130)能够可控地相对于共同的第二辊板(140)进给，从而能够调节间距(d)。
3.如权利要求1或2所述的矫直装置(100)，其特征在于，矫直装置包括快速夹紧杠杆(104)，其设置方式为，能够通过手动操作调节间距(d)和/或力(F)。
4.如权利要求1或2所述的矫直装置(100)，其特征在于，矫直装置包括至少一个下列部件：
-力传感器(145)，其设置方式为，能够测量辊是否接触线缆(1)；
-传感器(109)，其设置方式为，能够确定是否其中一个辊接触线缆(1)。
5.一种线缆加工机，具有如权利要求1至4中任一项所述的矫直装置(100)。
6.一种用于运行如权利要求1至4中任一项所述的矫直装置(100)的方法，其特征在于，实施下列步骤：
-将需矫直的线缆(1)引入入口一侧的辊结构(110)的辊(111、112、113)与出口一侧的辊结构(120)的辊(121、122、123、124)之间的空隙中；
-实施相对进给运动，用以将入口一侧的辊结构(110)的所有辊(111、112、113)和出口一侧的辊结构(120)的所有辊(121、122、123、124)置于与线缆(1)的均匀接触中；
-实施一部分辊(112、123、124)的旋转运动，用以在入口一侧的辊结构(110)的辊(111、112、113)之间将升高的压力施加到线缆(1)上。
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