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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer oder mehrerer Wicklungen aus einer Vielzahl einzelner Windungen.
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Bei der Herstellung von flexiblen Rohren und anderen ununterbrochenen Strangerzeugnissen ist es oft erforderlich, große, schwere Wickeltrommeln mit dem Kabel oder Strangerzeugnis während der Herstellungsvorgänge zu handhaben. Diese großen Wickeltrommeln erfordern zudem auch während der Lagerhaltung und der Versandtätigkeiten einen ebenso hohen Aufwand wie bei der Benutzung des Erzeugnisses, wie beispielsweise bei Rohrverlegungsarbeiten, um das Erzeugnis von der Wickeltrommel abzuwickeln.
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In manchen Fällen kann eine Wickeltrommel mit aufgewickeltem Kabel einen Durchmesser von mehreren Metern sowie ein Gewicht von mehr als einer Tonne besitzen.
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Um solche großen und schweren Wickeltrommeln anzuheben und zu handhaben, ist es nicht nur notwendig, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Gewicht der Wickeltrommel tragen kann, sondern es ist eine Vorrichtung vorzusehen, die so verstellbar ist, dass unterschiedliche Wickeltrommeldurchmesser und axiale Längen aufgenommen werden können.
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Die Wickeltrommeln, auf die das Kabel aufgewickelt ist, sind gewöhnlich aus einer zylindrischen Spulentrommel aufgebaut, an deren Enden kreisrunde Seitenflansche oder Platten befestigt sind. Die kreisrunden Flansche sind gewöhnlich mit zentralen Bohrungen oder Öffnungen versehen, die die Wickeltrommelachse definieren und die mit den Spindeln oder Lagerzapfen einer Wickel- und Spulvorrichtung in Eingriff gebracht werden können.
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Es ist auch bereits bekannt, solche Wicklungen ohne Kern in Form von Ringen bereitzustellen, sodass auf eine Wickeltrommel verzichtet werden kann.
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Während nach dem Stand der Technik das Bewickeln von Wickeltrommeln mit vergleichsweise einfach aufgebauten Wickelvorrichtungen, beispielsweise Portalwickelvorrichtungen, vorgenommen werden kann, ist der Aufwand bei einer Wickelvorrichtung ohne festen Kern bzw. Wickeltrommel wesentlich größer. Insbesondere müssen hier Vorkehrungen getroffen werden, um eine den Kern ersetzende Auflagefläche zu realisieren, die zur Entnahme der fertiggestellten Wicklung in ihrem Durchmesser reduzierbar sein muss, um die Wicklung von der Auflagefläche lösen zu können. Weiterhin sind axiale Anschläge erforderlich, die zum Entnehmen der fertiggestellten Wicklung in eine Nichtgebrauchsposition beweglich sein müssen.
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Die
EP 0 549 276 A1 bezieht sich auf eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln/-spulen bzw. Abwickeln/-spulen eines Kabels auf die bzw. von der Wickeltrommel. Die Wickelvorrichtung hat ein Antriebsmittel mit horizontal beweglichen Zapfenlagern. Eine Portal-Traversenanordnung ist als Verbindung zwischen rechter und linker Gehäuseanordnung der Wickelvorrichtung vorgesehen und mit einem Kraftmittel versehen, um die Gehäuseanordnungen und ihre betreffenden Masten und Fußteilanordnungen zueinander hin und voneinander weg zu bewegen. Die Traversenanordnung wird zunächst benutzt, um den Zwischenraum zwischen den Lagerzapfen so zu vergrößern, dass zwischen linker und rechter Gehäuseanordnung die Wickeltrommel aufgenommen werden kann, die eine gegebene Abmessung zwischen ihren Flanschen aufweist, und wird sodann dazu benutzt, um den Zwischenraum zwischen den Lagerzapfen zu verringern, um zu bewirken, dass die Lagerzapfen in die Öffnungen der Wickeltrommelflansche eingreifen. Wenn die Lagerzapfen in vollem Eingriff mit den Wickeltrommelöffnungen sind, werden die Zapfenlageranordnungen gleichzeitig vertikal um eine Strecke angehoben, die ausreicht, um die Wickeltrommel vom Boden oder einer anderen Aufsetzfläche abzuheben.
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Die
US 4,098,468 A offenbart eine Kabelwickelvorrichtung zum Handhaben einer doppelflanschigen Wickeltrommel mit zentralen Wickeltrommelöffnungen in jedem Flansch, welche mit der Wickeltrommelachse fluchten. Dabei sind die Lagerzapfen der Spulvorrichtung vertikal und horizontal innerhalb einer Zone rings um die beabsichtigte Lage der Wickeltrommelachse frei beweglich. Die Wickelvorrichtung ist mit zwei hydraulischen Kolben/Zylinder-Kraftantrieben versehen, um die Lagerzapfen aufeinander zu oder voneinander weg zu bewegen. Derartige hydraulische Kraftantriebe sind nachteilig, weil eine genaue schrittweise Steuerung der Position der Spindeln schwierig zu bewerkstelligen ist.
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Die
GB 888,458 A offenbart eine Kabelwickelvorrichtung, bei der die Lagerzapfen sowohl vertikal als auch horizontal angetrieben sind. Während jedoch die Vertikalbewegung erreicht wird, indem der Lagerzapfen relativ zu seinem Lagergehäuse angetrieben ist, wird die horizontale Bewegung des Lagerzapfens bewirkt, indem das Gehäuse angetrieben wird, an dem der Lagerzapfen abgestützt ist.
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Die
WO 92/03367 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln von Kabeln auf eine Wickeltrommel mit einem portalartigen Tragrahmen, der an einer Quertraverse mit zwei hängend angeordneten Tragarmen versehen ist, die in ihrem Abstand zueinander einstellbar sind und die jeweils einen feststehenden Armteil aufweisen. Am freien Ende jedes Armteils ist ein rotierbar gelagerter Spindelzapfen zur Aufnahme der Kabeltrommel angeordnet. Jeder Tragarm ist zumindest mit einem Armteil in unbelastetem Zustand unabhängig vom Hubantrieb in seiner Längsrichtung gegenüber dem Tragrahmen begrenzt hin und her bewegbar.
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Ferner beschreibt die
US 4,679,743 A eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Kabeln auf eine Kabeltrommel. Die
DE 197 55 357 A1 bezieht sich auf einen Portal-Tragwalzenwickler zum Aufwickeln bahnförmiger Materialien mit einem höhenverstellbaren Tragwalzengestell mit mehreren Antrieben.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich vereinfachte Vorrichtung zur Herstellung solcher Wicklungen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß hat die Vorrichtung eine Wickeltrommel mit Auflageflächen für die Wicklung und zwei parallele, die Breite der herzustellenden Wicklung definierende Seitenflansche, deren Wickeltrommelteile derart durch eine lösbare Aufnahme verbunden sind, dass diese in entgegensetzte Richtungen in Bezug auf eine Wickelachse beweglich sind. Hierbei wird nach dem Bewickeln der Wickeltrommel, die in besonders einfacher Weise auf einer Portalwickelvorrichtung durchgeführt werden kann, die Wicklung zunächst entlastet, und der Kern der teilbaren Wickeltrommel, der zumindest mit einem Wickeltrommelteil verbunden ist, zu einer oder zu beiden Seiten aus der Wicklung herausgezogen. Hierzu ist insbesondere der Wickelkern teilbar ausgeführt oder mit einem Seitenflansch lösbar verbunden. Die Wickeltrommel eignet sich dabei gleichermaßen für Wicklungen aus Kabeln, Rohren, Schläuchen, Leitungen, Drahtseilen, Seilen, Bändern, Blechstreifen, Folien, Blechen, Geweben, Gewirken oder Gestricken. Dabei können die Windungen mit oder ohne Zwischenräume benachbart oder gegeneinander liegend angeordnet sein und eine insbesondere konstante Querschnittsform aufweisen.
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Grundsätzlich eignen sich symmetrische Teilungen, bei welcher die Wickeltrommel in zwei Wickeltrommelhälften teilbar ausgeführt ist. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn eine gekoppelte Verfahrbewegung des Portalwicklers zu entgegengesetzten Seiten vorgesehen ist, um so eine schnelle Trennung der Hälften von dem Portalwickler zu erreichen. Zudem kann so in wirtschaftlich sinnvoller Weise ein Gleichteileprinzip mit reduzierten Herstellungskosten realisiert und umgesetzt werden.
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Eine andere, ebenfalls besonders praxisgerechte Abwandlung wird dann erreicht, wenn die Wickeltrommel in zwei Wickeltrommelteile unterschiedlicher Erstreckung in Bezug auf die Wickelachse teilbar ausgeführt ist. Hierdurch genügt es in der Praxis, wenn lediglich eine einseitige Verfahrbewegung des Portalwicklers vorgenommen wird, sodass entsprechend einer asymmetrischen Teilung beispielsweise der Wickelkern vollständig ungeteilt und mit einem der beiden Wickeltrommelteile verbunden ist. Weiterhin kann insbesondere bei einseitiger Einleitung des Antriebsmoments bei der Wicklung die Krafteinleitung bzw. die Übertragung des Drehmoments wesentlich verbessert werden.
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Dabei erweist es sich als besonders Erfolg versprechend, wenn zumindest ein Wickeltrommelteil mittels einer Fixierung mit einem Lagerzapfen der Wickelvorrichtung lösbar verbunden ist, um so ein unerwünschtes axiales Abgleiten der Wickeltrommel oder ihrer Teile von der Aufnahme der Wickelvorrichtung nach der Fertigstellung der Wicklung zu verhindern, während der Portalwickler auseinandergefahren wird.
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Eine besonders vorteilhafte Abwandlung wird auch dadurch erreicht, dass die Teilungsebene senkrecht zur Wickelachse der teilbaren Wickeltrommel verläuft, um so eine Verbindung der beiden Trennflächen der Wickeltrommelteile unabhängig von der Winkelstellung der Wickeltrommel zu ermöglichen. Insbesondere können die Wickeltrommelteile dadurch in einer Vielzahl unterschiedlicher relativer Winkelstellungen in Bezug auf die Wickelachse miteinander verbunden werden.
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Weiterhin ist es besonders praxisgerecht, wenn die Wickeltrommel mit radial verstellbaren Auflageflächen ausgestattet ist. Diese sind so verstellbar, dass sie einerseits unterschiedliche Kerndurchmesser abbilden können und andererseits eine Solldurchmesser-Position sowie eine demgegenüber reduzierte Entnahmedurchmesser-Position einnehmen können. Auf diese Weise wird das Lösen der Wicklung von dem Kern wesentlich erleichtert, indem die Auflageflächen radial nach innen verlagert werden, um den Kern von der Wicklung zu lösen.
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Um die radiale Verstellung der Auflagefläche zu erreichen, können verschiedene Einstellhilfen, beispielsweise eine Kulissenführung, vorgesehen sein. Eine einfache Variante der Erfindung wird dadurch realisiert, dass zumindest einzelne Auflageflächen entlang einer jeweiligen radialen Schiebeführung beweglich angeordnet sind. Diese Variante gestattet eine einzelne Ansteuerung der Auflageflächen und ermöglicht zudem einen großen, stufenlos einstellbaren Verstellbereich für unterschiedliche strangförmige Materialien.
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Die Antriebsleistung kann hierzu mittels nahezu beliebiger Antriebsarten erzeugt und mittels geeigneter Mittel übertragen werden. Beispielsweise hat es sich als besonders vielversprechend erwiesen, wenn die jeweilige Auflagefläche mittels einer Gewindespindel beweglich ausgeführt ist, wobei in einfacher Weise mehrere Gewindespindeln mittels eines gemeinsamen Antriebs angetrieben werden können und die Kraft durch ein Verteilergetriebe auf mehrere Gewindespindeln übertragen werden kann.
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Bei einer anderen Ausgestaltung sind die Auflageflächen am Umfang eines runden oder polygonalen, um eine Achse parallel zur Wickelachse schwenkbeweglichen Exzenterkörpers angeordnet. Hierdurch erfordert die Verstellung des Kerndurchmessers lediglich eine Drehung der Exzenterkörper, beispielsweise Exzenternocken, um ihre jeweilige exzentrische Achse.
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Vorzugsweise kann eine erste Verstelleinheit zur Anpassung an unterschiedliche Kerndurchmesser vorgesehen sein, während eine zweite Verstelleinheit mit einem demgegen- über wesentlich verminderten Verstellweg eine Entlastung der Auflageflächen zur Entnahme der Wicklung ermöglicht.
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Eine andere, ebenfalls besonders sinnvolle Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Seitenflansche jeweils zumindest einen Umfangsabschnitt aufweisen, welcher einen erheblich reduzierten Abstand zu der Wickelachse aufweist. Beispielsweise kann ein solcher Umfangsabschnitt durch eine Abflachung oder konkave Ausformung realisiert werden, sodass das Absetzen der Wickeltrommel in der entsprechenden Winkelstellung auf einer Aufsetzfläche zugleich zu einer Auflage der Wicklung auf der Aufsetzfläche führt. Diese Aufsetzfläche kann beispielsweise ihrerseits eine an den Außenumfang der Wicklung angepasste konkave Form aufweisen und einem Transportwagen zugeordnet werden. Das Eigengewicht der Wicklung wird somit nicht von der Wickeltrommel getragen, sondern die Wicklung stützt sich auf der Aufsetzfläche ab, sodass die entlasteten Wickeltrommelteile in einfacher Weise seitlich entnommen werden können. Dadurch, dass dieser reduzierte Umfangsabschnitt auf einen eingeschränkten Winkelbereich beschränkt ist, kann die Wickeltrommel bedarfsweise auch ohne eine Belastung der darauf aufgebrachten Wicklung abgesetzt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird auch dadurch erreicht, dass die axiale Wickelbreite durch einen verstellbaren Anschlag begrenzt ist, um eine definierte Breite der Wicklung einstellen zu können. Beispielsweise kann der Anschlag mehrere am Umfang der Wickeltrommel gleichverteilte Anschlagelemente aufweisen, die an den Seitenflanschen angeordnet und in unterschiedlich vorspringenden Positionen festlegbar sind. Weiterhin sind beispielsweise Scheiben in geeigneten Durchmessern und Breiten zur axialen Ringbreiteneinstellung möglich.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Herstellung der Wicklung;
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2 die Entnahme der Wicklung von der Wickeltrommel nach der Fertigstellung der Wicklung;
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3 die von der Wickeltrommel getrennte kernlose Wicklung;
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4 die Wickeltrommel in einer perspektivischen Darstellung;
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5 die Wickeltrommel in einer Seitenansicht;
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6 die Wickeltrommel in einer Vorderansicht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Wicklung 2 wird nachstehend anhand der 1 bis 6 näher dargestellt. Die Vorrichtung 1 ermöglicht dabei insbesondere die Herstellung von Wicklungen 2 aus einer Vielzahl in mehreren Ebenen nebeneinander und übereinander liegender Windungen 3 eines elastisch verformbaren, strangförmigen Erzeugnisses 4, beispielsweise eines Schlauchs oder eines Rohrs. In der Arbeitsstellung sind zwei Wickeltrommelteile 5 einer teilbaren Wickeltrommel 6 der Vorrichtung 1 mittels formschlüssiger Aufnahmen 7 fluchtend verbunden, wobei die Aufnahmen 7 zugleich auch der Übertragung des mittels eines Mitnehmers 8 eingeleiteten Drehmoments eines nicht gezeigten Antriebs einer Wickelvorrichtung dienen. Hierbei wird nach dem Bewickeln der Wickeltrommel 6, die vorzugsweise auf einer Portalwickelvorrichtung 9 durchgeführt werden kann, die Wicklung 2 zunächst entlastet und die jeweiligen Auflageflächen 10 der teilbaren Wickeltrommel 6, die mit jeweils einem Seitenflansch 11 der Wickeltrommel 6 verbunden sind, zu entgegengesetzten Seiten aus der Wicklung 2 herausgezogen. Hierzu werden parallele Säulen der Portalwickelvorrichtung 9 zu entgegengesetzten Richtungen nach außen verfahren. Eine Fixierung der Wickeltrommelteile 5 an Lagerzapfen 12 der Portalwickelvorrichtung 9 verhindert dabei das axiale Abgleiten der Wickeltrommelteile 5 von den Lagerzapfen 12 der Portalwickelvorrichtung 9. Die den Kern definierenden Auflageflächen 10 sind so verstellbar, dass sie einerseits unterschiedliche Kerndurchmesser abbilden können und andererseits eine Solldurchmesser-Position sowie eine demgegenüber reduzierte Entnahmedurchmesser-Position einnehmen können. Die Kernverstellung wird hierzu durch radiale Schiebeführungen 13 realisiert, wobei die Antriebsleistung zugleich auf alle Auflageflächen 10 wirkt. Die Seitenflansche 11 der Wickeltrommel 6 weisen jeweils einen in einer gemeinsamen Ebene angeordneten abgeflachten Umfangsabschnitt 14 auf. Beim Absetzen der Wickeltrommel 6 in der entsprechenden Winkelstellung liegt somit die Wicklung 2 auf einer Aufsetzfläche 15 auf, die mittels eines Transportwagens beweglich ist. Auf diese Weise kann die Wicklung 2 in einfacher Weise der gewünschten Weiterverarbeitung zugeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0549276 A1 [0008]
- US 4098468 A [0009]
- GB 888458 A [0010]
- WO 92/03367 A1 [0011]
- US 4679743 A [0012]
- DE 19755357 A1 [0012]
