DE10023448A1 - Kabelwickelvorrichtung - Google Patents
KabelwickelvorrichtungInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum
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Abstract
Kabel- und/oder Seilwickelvorrichtung zum lagerichtigen Auftrommeln von einlaufenden Kabeln und/oder Seilen (12) mit einer durch eine Antriebseinrichtung sich um ihre Längsachse verdrehbaren Trommel (10), auf der das Kabel und/oder Seil lagenweise nebeneinander Platz findet, wobei eine Verschwenkeinrichtung für die Trommel (10) um eine zur Kabeleinlaufrichtung und zur Längsachse im wesentlichen jeweils rechtwinklige Achse und eine Meßeinrichtung zur Erfassung der momentanen Kabeleinlaufrichtung vorgesehen sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kabelwickelvorrichtung nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Häufig müssen Kabel oder Seile, insbesondere solche mit
von Anwendung zu Anwendung unterschiedlichen Durchmessern
auf ein und derselben Kabelwickelvorrichtung aufgerollt
werden. Teilweise muß sogar Kabel mit sich fabrikations
bedingt änderndem Durchmesser, wie es insbesondere beim
Einsatz als Kamerakabel anzutreffen ist, aufgetrommelt
werden. Diese Kabel und Seile müssen stets lagerichtig
aufgewickelt werden, denn es soll vermieden werden, daß
quer übereinander verlaufende Lagen beim chaotischen Auf
wickeln beim Überkreuzen kleine Biegeradien erzeugen, die
das Kabel punktuell zu sehr beanspruchen, was schon kurz
fristig zur Zerstörung des Kabel führen kann.
Vielmehr soll lagengerecht aufgetrommelt werden, das
heißt, daß das Kabel eng aneinanderliegend in geordneten
und unterscheidbaren Lagen aufgewickelt werden.
Hierzu wird bei bisher bekannten Wickelvorrichtungen eine
Zwangsführung mit einem vor der Trommel auf einer Kreuz
spindel bewegten Reiter, auf dem Führungsrollen angeord
net sind, verwandt. Diese Vorrichtung ist konstruktiv
aufwendig und im Betrieb nur mit großem Aufwand veränder
bar insbesondere wenn auf ein und derselben Trommel ver
schiedene Kabeldurchmesser aufgetrommelt werden sollen.
Zur Zeit müssen jeweils Kreuzspindeln und Zahnräder eines
Zahnriementriebs ausgetauscht werden, um die Zwangsfüh
rung an die verschiedenen Durchmesser anzupassen.
Es ist zwar vorgeschlagen worden, mit einer jeweils auf
dem Kabel angeordneten Andruckrolle oder mit einer auf
der ganzen Lage aufliegenden Andruckwelle für eine lagen
gerechte Wicklung zu sorgen, jedoch ergeben sich insbe
sondere Probleme wegen der meist den zulässigen Biegera
dius unterschreitenden Eigenschaften der Andruckrolle und
der am Beginn einer neuen Lage mangelhaften Wirkung einer
Andruckwelle, die einem Querversatz des Kabels praktisch
keine Kraft entgegensetzt und evtl. zur Kabelseilquet
schung führt. Auch seitlich nur auf die letzte Lage wir
kende Gegenhalter haben sich aufgrund der teilweise hohen
mechanischen Einwirkung auf nur kleine Kabelbereiche als
unvorteilhaft erwiesen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die meß
technischen Probleme beim Erfassen des Kabeldurchmessers
sowie die apparativen Probleme beim lagerichtigen Auf
trommeln des Kabels auf kostengünstige und zuverlässige
Weise zu lösen.
Dabei muß für eine mechanisch robuste Lösung gesorgt wer
den, da insbesondere beim Einsatz von Kamerakabeln z. B.
im Meer oder in Kanalisationen ständig Sand und Schmutz
partikel mit dem Kabel heraufgefördert werden, die an
Führungsrollen abgestreift werden und bei der bisherigen
Lösung zum Beispiel auf die Kreuzspindel fallen und dort
den Verschleiß stark fördern. Gleichzeitig soll das Kabel
nicht um kleine Rollen umgelenkt werden, die den von Ka
belherstellern zugelassenen Biegeradius unterschreiten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des
Hauptanspruches. Die Unteransprüche geben vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung wieder.
Ausgangspunkt sind Kabeltrommeln, bei denen das einlau
fende Kabel zuerst über eine Umlenkrolle zur Umlenkung
der Zugrichtung geführt wird.
So wird vorgeschlagen, daß die Kabeltrommel zusammen mit
ihrem Antrieb in einer um eine vertikale Achse drehbaren
Aufhängung ruht. Eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des
Momentanwinkels des einlaufenden Kabels zur Trommelachse
steuert einen Verdrehantrieb für die Aufhängung, um si
cherzustellen, daß stets eine optimale Stellung der Trom
mel zum einlaufenden Kabel besteht, das heißt, der Ein
laufwinkel optimal in Abhängigkeit vom Ablenkwinkel ge
wählt ist.
Damit erfolgt die Führung ohne mechanische Krafteinwir
kung auf das Kabel, abgesehen von dem Bereich, in dem
einmalig kurzzeitig geringfügiger seitlicher Druck - der
zudem ohne wesentliche Biegebespruchung erfolgt - an den
jeweils auf der Trommeloberfläche sich am bereits aufge
trommelten Kabel neu anlegenden Abschnitt aufgebracht
wird. Die Lebensdauer des Kabels wird daher im Vergleich
zu allen bestehenden, auf das Kabel im Sinne einer
Zwangsführung wesentlich stärker einwirkenden Vorrichtun
gen erheblich erhöht.
Weiter ist die Vorrichtung unabhängig vom Kabeldurchmes
ser, so daß der Wechsel des Kabeldurchmessers entweder
durch Einsatz eines neuen Kabels oder auch durch Einsatz
eines Kabels dessen Durchmesser über die Länge hin wech
selt, beispielsweise bei dem Kabel abzweigen, möglich
ist.
Die Meßeinrichtung zur Bestimmung des Momentanwinkels
läßt sich nun auf verschiedene Weise realisieren. Ange
nommen, daß die vertikale Achse, um die die Trommel ver
drehbar ist, mittig durch die Trommel, die quer zu dieser
Achse angeordnet ist, verläuft, wird vorgeschlagen, die
sen Punkt zum Bezugspunkt zu nehmen und einen Winkel nach
rechts und nach links zu definieren, in Richtung dessen
sich jeweils der Bezugspunkt zu einer Umlenkrolle (die
zur Kabelumlenkung und zur Längenmessung dient) defi
niert.
Während diese (mit genügend großem Radius versehene) Um
lenkrolle nicht mit der Verdrehung der Trommel ver
schwenkt wird, ist die Meßeinrichtung gleichzeitig mit
der Trommel verschwenkbar. In einem einfachsten Fall kön
nen dies zwei Abtastarme sein, die mit jeweils einer Ka
bellage erfassenden Gleitführung an ihrem Ende versehen
sind, es können jedoch auch optische Mittel, beispiels
weise LED-Sensoren oder sogar CCD-, bilderfassende Mittel
zur Erfassung der momentanen Lage des Kabels eingesetzt
werden.
Der Vorteil, die Meßeinrichtung am drehbaren Teil der An
lage zu montieren, ist, daß zwischen Umlenkrolle und Ka
beltrommel Spiel sein darf, daß weiter während des Be
triebes der Ausleger geschwenkt werden darf (±15°), daß
die Stellung des Auslegers nicht selektiert werden muß,
und daß der Drehwinkel der Kabeltrommel nicht separat er
faßt zu werden braucht. Es reicht die Kenntnis über den
Einlaufwinkel des Kabels relativ zur Trommel aus, um eine
Aussage über den Wickelverlauf machen zu können. Je nach
erfaßten Einlaufwinkel kann der Verdrehwinkel der Trommel
zur Kabellage kleiner oder größer gewählt werden. Um eine
genaue Meßerfassung der Kabellage zu bewirken, müssen we
nigstens zwei Abtastfühler oder zwei erfaßte Orte in ei
nem flächigen Bild, beispielsweise einem Videobild vor
liegen, die möglichst weit auseinanderliegen sollten, um
die Fehler zu minimieren.
Eine zusätzliche Erfassung des Höhenwinkels, das heißt
die Kenntnis, welche Lage aufgewickelt wird, ist nicht
notwendig, um eine Kontrolle über das Wickelbild zu er
halten. Durch Erfassen der Winkeländerung im Bereich des
Maximalwinkels wird der Beginn einer neuen Lage zweifels
frei feststellbar sein. Etwa eine halbe Umdrehung nach
Beginn des Wickelns einer neuen Lage wird der Verdrehan
trieb die Trommel derart verschwenken, daß nunmehr in an
derer Richtung das aufgewickelte Kabel neben Windungen
derselben Lage zu liegen kommt. Während des Beginns einer
neuen Lage kann diese Verdrehung der Trommel recht
schnell ggf. auch unter mehrmaliger Trommelwinkeländerung
erfolgen, um sicherzustellen, daß nicht am Rand einer
Trommel das Kabel unter Vergrößerung des Durchmessers
weiter auf sich selber liegend übereinander gewickelt
wird, sondern sichergestellt ist, daß eine neue sich über
die gesamte Trommelbreite erstreckende Lage begonnen
wird.
Da die Geschwindigkeit und die Winkeländerung beim Ver
drehen der Trommel vergleichsweise gering sind, anderer
seits die Kräfte recht hoch sind, wird vorgeschlagen, ein
selbsthemmendes Getriebe, das heißt beispielsweise die
Paarung Schnecke-Schneckenrad und Gewindespindel-Mutter
vorzusehen, bei der die Schneckengänge unter 5° Mitten
steigungswinkel besitzen, so daß kein Antrieb vom
Schneckenrad her geschehen kann. Es ist jedoch auch mög
lich, aufgrund der sehr niedrigen Bewegungsrate einen hy
draulischen Antrieb zu verwenden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiels anhand der beiligenden Zeichnung. Dabei
zeigt:
Fig. 1 ein Gesamtdarstellung der Kabel
wickelvorrichtung nach der Erfin
dung,
Fig. 2 eine Ausführung der Vorrichtung der
Fig. 1 in der schematisch der die
Trommelachse haltende, ume eine ver
tikale Achse verdrehbare Rahmen dar
gestellt ist,
Fig. 3 eine vorgeschlagene Ausbildung des
auf dem Kabel mit zwei rechtwinklig
zueinander stehenden, aufliegenden
Zylinderrollen gebildeten Reiters
der Tastvorrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der
Verschwenkbarkeit der Tastvorrich
tung um eine horizontale Achse zum
Anheben des Reiters und einer in der
Tastvorrichtung befindlichen verti
kalen Achse zur Verschwenkung in An
passung an die jeweilige Schrägstel
lung,
Fig. 5 Eine der Fig. 3 entsprechende Dar
stellung in einer Darstellung von
der Seite auf Kabel und Reiter,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der
geometrischen Verhältnisse beim Ein
satz von zwei Tastarmen, deren Enden
jeweils mit Reitern versehen auf dem
einlaufenden Kabel aufliegen, wobei
die Tastarme an den Seiten der Trom
mel oberhalb dieser angeordnet sind,
Fig. 7 eine Darstellung entsprechend der
Fig. 6 mit Bezugszeichen, und
Fig. 8 eine Darstellung wie Fig. 7 bei ei
nem anderen Einlaufwinkel des Ka
bels.
Die Kabelwickelvorrichtung zum lagerichtigen Auftrommeln
von einlaufenden Kabeln 12 ist in der Fig. 1 schematisch
dargestellt. Eine um ihre Längsachse verdrehbare Trommel
10 ist mit zwei Tastarmen 15 und 17 versehen, die jeweils
an ihrem Befestigungsort mit Winkelsensoren versehen
sind. Die sich nun jeweils ergebenden Winkel α bzw. ϕ
(siehe Fig. 6) der Tastarme 15, 17 lassen sich über geo
metrische Rechnungen bei Kenntnis der Länge c und a der
Tastarme in einen Einlaufwinkel p des Kabels auf die
Trommel 10 umrechnen. Mit Bezugszeichen 14 ist ein Träger
für eine Umlenkrolle bezeichnet, mit 16 eine die Trommel
um eine vertikale Achse verdrehbarer Rahmen. Bezugszei
chen 18 zeigt beispielhaft einen hydraulischen Antrieb
für die Rahmenverstellung.
In der Fig. 2 ist der Rahmen nochmals mit einer inte
grierten Umlenkrolle 30 dargestellt. Bezugszeichen 20
zeigt die Längsachse der Trommel, die im Rahmen 16 gela
gert ist.
In Fig. 3 ist das Ende eines Tastarmes, der sog.
"Reiter", mit zwei auf dem Kabel 12 aufliegenden Rollen
34, 36 dargestellt. In der Fig. 4 ist dargestellt, wie
die Tastarme mit einem zusätzlichen Knickgelenk 38 ausge
rüstet sein können, um unterschiedliche Höhenlagen des
Kabels auszugleichen.
In der Fig. 5 ist in einer Darstellung mit Blickrichtung
quer zur Fig. 3 und seitlich auf das Kabel 12 nochmals
der "Reiter" dargestellt. Eine bisher nicht erwähnte wei
tere horizontale Achse ermöglicht ein Verschwenken der
Rollen in der Darstellungsebene nach rechts und links.
In der Fig. 6, wie auch in den Fig. 7 und 8 schließlich
ist zu erkennen, wie die Trommel 10 durch eine - nicht
dargestellte - Verschwenkeinrichtung für die Trommel 10
um eine zur Kabeleinlaufrichtung und zur Längsachse im
wesentlichen jeweils rechtwinklige Achse verschwenkt
wird, so daß sich eine durch eine Meßeinrichtung erfaßbare
Änderung eines Winkels α der momentanen Kabeleinlauf
richtung ergibt.
Diese Änderung kann durch eine Kamera als Meßeinrichtung
zur Bestimmung des Momentanwinkels des einlaufenden Ka
bels relativ zur Trommelachse, oder - wie dargestellt -
technisch mit weniger Aufwand durch eine Tastvorrichtung
zur Bestimmung des Momentanwinkels des einlaufenden Ka
bels zur Trommelachse, nämlich derart, daß die Tastvor
richtung als mit wenigstens einem gabelförmigen Ende auf
dem Kabel ruhender Tastarm 15 oberhalb der Trommel ausge
bildet ist.
Der Tastarm 15 kann dabei auf der selben Vertikalachse,
um die die Trommel 10 verschwenkbar ist, vorgesehen wer
den, wobei ein Drehpotentiometer zur Bestimmung der je
weilige Winkelauslenkung des Arms und damit des Kabels
zur Trommel vorgesehen werden kann.
Alternativ zu einer Lagerung eines Tastarms auf dem Dreh
punkt ist eine Lagerung, wie in der Fig. 6 am deutlich
sten zu erkennen, bei der in fest definiertem Abstand
zwei Tastarme 15, 17 zum Einsatz kommen. Fig. 8 zeigt die
in der Fig. 6 dargestellten Verhältnisse beim Wickeln im
Bereich des Trommelrands, Fig. 7 die Verhältnisse beim
Wickeln in der Mitte der Trommel (jeweils in Draufsicht
von oben).
Damit die Tastvorrichtung im wesentlichen kraftfrei auf
dem Kabel ruht, wird vorgeschlagen, den Schwenkarm mit
einer Mehrzahl von Gelenken zu versehen, und am Ende z. B.
zwei winklig zueinander angeordnete, im wesentlichen oben
auf das Kabel aufliegende zylindrische Laufrollen vorzu
sehen, wie sie in der Fig. 3 quer zum Kabel und in der
Fig. 5 parallel zum Kabel dargestellt sind.
In einer alternativen Ausführung zu der dargestellten
Tastvorrichtung kann auch ein auf einer parallel zur
Trommelachse ausgebildeten Verschiebestrecke laufender
Reiter Verwendung finden.
Die Verschwenkeinrichtung für die Trommel 10 kann dabei
wegen der relativ kleinen, langsam zu bewirkenden Ver
schwenkwinkel eine Hydraulik 18 sein.
Einfacher zu realisieren ist aber ein elektromechanischer
Antrieb als Verschwenkantrieb, wobei ein die Trommelachse
haltender Rahmen mit wenigstens einem Lager, das die
Kabelzug- und die Windengewichtskräfte aufnimmt, vorteil
hafterweise mittig unterhalb der Trommel vorgesehen ist.
Das Lager kann durch einen in einer Führungsrinne laufen
den Kugellagerstern gebildet sein, oder es kann sogar die
Trommel und ihre Antriebseinrichtung in einem Rahmen ge
lagert werden, der mit an seiner einen Vertikalseite vor
gesehenen Scharnieren türartig verschwenkbar gelagert
ist.
Claims (10)
1. Kabel- und/oder Seilwickelvorrichtung zum lagerich
tigen Auftrommeln von einlaufenden Kabeln und/oder Sei
len (12) mit einer durch eine Antriebseinrichtung sich
um ihre Längsachse verdrehbaren Trommel (10), auf der
das Kabel und/oder Seil lagenweise nebeneinander Platz
findet,
gekennzeichnet durch
eine Verschwenkeinrichtung für die Trommel (10) um eine zur Kabeleinlaufrichtung und zur Längsachse im wesentlichen jeweils rechtwinklige Achse,
eine Meßeinrichtung zur Erfassung der momentanen Kabeleinlaufrichtung.
eine Verschwenkeinrichtung für die Trommel (10) um eine zur Kabeleinlaufrichtung und zur Längsachse im wesentlichen jeweils rechtwinklige Achse,
eine Meßeinrichtung zur Erfassung der momentanen Kabeleinlaufrichtung.
2. Kabelwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verschwenkeinrichtung für die
Trommel eine Hydraulik ist.
3. Kabelwickelvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektro
mechanischer Antrieb als Verschwenkantrieb vorgesehen
ist, und ein die Trommelachse haltender Rahmen mit
wenigstens einem Lager mittig relativ zur Trommel vor
gesehen ist.
4. Kabelwickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Lager durch einen in einer Füh
rungsrinne laufenden Kugellagerstern gebildet ist.
5. Kabelwickelvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die Trommel und
ihre Antriebseinrichtung lagernden Rahmen, der mit an
seiner einen Vertikalseite vorgesehenen Scharnieren
verschwenkbar gelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Kamera als Meßeinrichtung zur
Bestimmung des Momentanwinkels des einlaufenden Kabels
relativ zur Trommelachse.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche
1-5, gekennzeichnet durch eine Tastvorrichtung als
Meßeinrichtung zur Bestimmung des Momentanwinkels des
einlaufenden Kabels zur Trommelachse.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Tastvorrichtung als Schwenkarm oberhalb
der Trommel auf der Vertikalachse, um die die Trommel
verschwenkbar ist, angeordnet ist, wobei ein Drehpoten
tiometer die jeweilige Winkelauslenkung bestimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tastvorrichtung als mit im wesentli
chen kraftfreien Gelenken versehener Schwenkarm mit
zwei am Ende winklig zueinander angeordneten, im we
sentlichen oben auf das Kabel aufliegenden Laufrollen
ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tastvorrichtung mit ei
nem auf einer parallel zur Trommelachse ausgebildeten
Verschiebestrecke laufendem Reiter ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000123448 DE10023448A1 (de) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | Kabelwickelvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000123448 DE10023448A1 (de) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | Kabelwickelvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10023448A1 true DE10023448A1 (de) | 2001-11-22 |
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ID=7641897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000123448 Pending DE10023448A1 (de) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | Kabelwickelvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10023448A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006130377A2 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Great Stuff, Inc. | Reciprocating mechanism for a reel assembly |
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-
2000
- 2000-05-12 DE DE2000123448 patent/DE10023448A1/de active Pending
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