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Technisches Umfeld
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrillen von Leitungen, die ein Gestell mit gegenüberliegenden Spannvorrichtungen zur klemmenden Aufnahme der zu verdrillenden Leitungen umfasst, sodass sich zwischen den Spannvorrichtungen eine Verdrillstrecke bildet, wobei mindestens eine Spannvorrichtung an dem Gestell durch einen Antrieb rotierend antreibbar ist und wobei die dem Antrieb gegenüberliegende Spannvorrichtung an dem Gestell an einem Schlitten verfahrbar angeordnet ist.
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Stand der Technik
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In vielen technischen Bereichen werden zur Erfüllung bestehender Vorschriften bezüglich der Vermeidung von elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Störfeldern verdrillte Leitungen benötigt, beispielsweise zur Herstellung von Kabelbäumen für den Fahrzeugbau und für den Hausgerätebau. Zur Herstellung derart verdrillter Leitungen bedient man sich einer Vorrichtung, die im Wesentlichen aus einem Gestell besteht, an dem zwei sich gegenüberliegende Spannvorrichtungen angeordnet sind, mit denen die zu verdrillenden Leitungen mit ihren Enden eingespannt werden, sodass sich der zu verdrillende Bereich der vorher auf Länge geschnittenen und ggf. für Steckverbindungen versehenen Leitungen zwischen diesen beiden Spannvorrichtungen erstreckt. Mindestens eine der Spannvorrichtungen wird dabei motorisch angetrieben, während die andere gegenüberliegende Spannvorrichtung gegen eine frei einstellbare Kraft verschiebbar auf einem Schlitten gelagert ist. Um den Verdrillvorgang vorzunehmen, wird der Abstand zwischen den beiden Spannvorrichtungen durch Verfahren der verfahrbaren Spannvorrichtung so weit vergrößert, dass sich die Leitungen straff gespannt zwischen den Spannvorrichtungen erstrecken. Dann wird die rotierbare Spannvorrichtung in Drehung versetzt, sodass die Leitungen verdrillt werden. Durch die beim Verdrillvorgang entstehende Verkürzung des Leitungsstranges wird die verfahrbare Spannvorrichtung in Richtung der rotierenden Spannvorrichtung gezogen, sodass es zu keinen Überspannungen oder Rissen bei den zu verdrillenden Leitungen kommt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen sind Verdrillanlagen, bei denen die Enden der zu verdrillenden Leitungen gemeinsam oder mit Längsausgleich eingespannt werden, bekannt. Dann wird der Leitungssatz gespannt und durch Drehen mindestens einer der Spannvorrichtungen verdrillt. Dabei erfährt jede Einzelader bzw. Leitung der verdrillten Leitungen eine Torsion, wobei die Zahl dieser Verdrehungen der Anzahl der Schläge der verdrillten Leitungen entspricht. Diese Torsion ist aus verschiedenen Gründen zu vermeiden, da diese Beschädigungen der Leitungen mit sich führen.
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So ist beispielsweise aus der
EP 0 917 746 B1 ein Verfahren und eine Drillvorrichtung zum Verdrillen von mindestens zwei Einzelleitungen bekannt, bei der es Ansätze gibt, die die beschriebene Torsion an den Einzelleitungen vermeiden soll. Bei den bekannten Verdrillanlagen werden die zu verdrillenden Leitungen auf der einen Seite gemeinsam in eine drehbar angetriebene erste Spannvorrichtung gespannt und auf der anderen Seite wird jede der Leitungen in eine separat anzutreibende zweite Spannvorrichtung gespannt. Beim Verdrillen werden sowohl die erste Spannvorrichtung als auch die zweiten Spannvorrichtungen gleichsinnig angetrieben. Dadurch wird erreicht, dass die auf der Seite der ersten Spannvorrichtung in die Leitung eingebrachte Torsion auf der Seite der zweiten Spannvorrichtungen wieder aus jeder der Leitungen entfernt wird. Zwischen den beiden Spannseiten der Spannvorrichtungen fährt beim Verdrillvorgang eine Art Verlegekamm von der Seite der ersten Spannvorrichtung zur Seite der zweiten Spannvorrichtung. Dieser Verlegekamm hält die Leitungen auf der den zweiten Spannvorrichtungen zugewandten Seite auf Distanz zueinander und verhindert so das Verdrillen der Leitungen im Bereich zwischen Verlegekamm und den zweiten Spannvorrichtungen. Ohne diesen Verlegekamm würden sich die Leitungen auf der gesamten Länge von Beginn des Verdrillvorganges an miteinander verschlingen. Der verfahrbare Kamm bei der bekannten Lösung hat erhebliche Nachteile in Bezug auf die Bedienbarkeit und die Schnelligkeit der Verdrillanlage.
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Aufgabe
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Vorrichtung zum Verdrillen von Leitungen zu schaffen, die insbesondere die geschilderten Nachteile überwindet, wobei insbesondere die zu verdrillende Einzelleitungen während des Drillprozesses torsionsfrei bleiben sollen, wobei gleichzeitig eine prozesssichere und schnelle Verdrillung der Leitungen gewährleistet werden soll.
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Lösung
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen nun darin, dass der Verdrillkopf für jede der zu verdrillenden Leitungen eine drehbar gelagerte Klemmaufnahme aufweist. Diese Klemmaufnahmen sind auf einem Teilkreis bezüglich der Antriebswelle für den Verdrillvorgang angeordnet. Jede der Klemmaufnahmen ist in sich drehbar, wobei die Drehachse im Wesentlichen der Torsionsachse der eingespannten Leitung im Klemmbereich entspricht. Beim Drehen der Antriebswelle mit den damit verbundenen Klemmaufnahmen laufen die Klemmaufnahmen auf dem baulich festgelegten Teilkreis um. Jeder Klemmaufnahme ist eine Getriebeanordnung zugeordnet, die beim Drehen der Antriebswelle während des Verdrillvorganges jegliche Bewegung der einzelnen Klemmaufnahme verhindert, die eine Torsion der eingespannten Leitung bewirken würde. Die zur Umsetzung dieser Bewegung erforderliche Getriebeanordnung kann z. B. durch ein Planetengetriebe gebildet werden. Es sind aber auch andere Getriebebauformen denkbar wie zum Beispiel elektrische Getriebe oder elektronisch synchronisierte Einzelantriebe für die Klemmaufnahme.
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Da bei einer derartigen Kinematik von Anfang an keine Torsion in die einzelnen Leitungen gebracht wird, ist ein Verlegekamm, wie im Stand der Technik beschrieben, nicht mehr erforderlich. Die Leitungen werden vom Beginn des Verdrillvorganges auf der gesamten Länge miteinander verschlungen, ohne dass sie einer Torsionsbewegung unterliegen, bzw. ohne die einzelnen Leitungen zu tordieren.
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Die einzelnen Klemmaufnahmen sind vorzugsweise automatisch zu betätigen. Für diesen Vorgang, der eine Kraft bzw. Energieübertragung auf ein drehendes System während des Drehens oder nur im Stillstand ermöglicht, sind verschiedenste Lösungen aus dem Bereich der Mechanik, Elektrik oder Fluidik bekannt.
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Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, die Klemmaufnahmen durch einen integrierten Pneumatikzylinder zu betätigen, wobei die Druckluftversorgung mit einer Drehdurchführung realisiert wird. Da der Spann- bzw. Entspannvorgang nur im Stillstand erforderlich ist, sind auch alle Anordnungen denkbar, bei denen die Betätigungsvorrichtung für den Klemmvorgang während des Verdrillvorganges keine Verbindung zu den Klemmaufnahmen aufweist. Dabei wird die Klemmkraft während des Verdrillvorganges durch ein Speicherelement, beispielsweise eine Druckfeder, aufrechterhalten.
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Gemäß der Erfindung wird daher merkmalsgemäß vorgeschlagen, dass die durch einen Antrieb rotierende Spannvorrichtung einen bezüglich eines Gehäuses drehbar gelagerten Träger umfasst, wobei zumindest auf einem Teilkreis des Trägers wenigstens zwei drehbar gelagerte Klemmaufnahmen für die zu verdrillenden Leitungen angeordnet sind, die über eine Getriebeanordnung mit dem Gehäuse in Wirkverbindung stehen, sodass die Klemmaufnahmen zur Unterbindung einer Torsionsbewegung an den Leitungen in einem Übersetzungsverhältnis gegen die Drehrichtung des Trägers drehen.
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Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, dass der von dem Träger aufgebaute Drillvorgang, bei dem die Leitungen ineinander verschlungen werden, derart beeinflusst wird, dass ein kontrolliertes Mitdrehen der Klemmaufnahmen an dem Träger erreicht wird, dadurch, dass zwischen dem Gehäuse und den drehbar gelagerten Klemmaufnahmen ein kinematischer Formschluss in Form eines Getriebes hergestellt wird. Entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Trägers drehen in untersetztem Verhältnis die Klemmaufnahmen mit, was dazu führt, dass während der Drehbewegung des Trägers sich in den einzelnen zu verdrillenden Leitungen keine Torsion aufbauen kann, weil diese jeweils um die Drehachse der Spannvorrichtung parallel gelegt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst hierbei der Träger eine Scheibe. Die Scheibe ist mit einer Hohlwelle verbunden, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Im Innern des Hohlwelle ist eine mit dem Gehäuse verbundene und damit feststehende Welle vorgesehen. Am freien vorderen Ende dieser Welle ist ein Zahnrad angeordnet, welches mit auf einem ersten inneren Teilkreis auf der Scheibe angeordneten drehbar gelagerten Zahnrädern in Wirkverbindung steht, die wiederum mit den auf einem zweiten äußeren Teilkreis auf der Scheibe drehbar gelagerten Klemmaufnahmen in Wirkverbindung stehen. Aufgrund dieser Ausbildung wird nun erreicht, dass eine kontrollierte mitdrehende Bewegung der Klemmaufnahmen auf der sich drehenden Scheibe bewirkt wird. Um das feststehende Zahnrad dreht sich die erste und die zweite Stufe derart, dass die Klemmaufnahmen auf einer Kreisbahn umlaufen ohne dass eine Rotation bezüglich der Achse der eingespannten Leitung stattfindet. Dadurch wird jegliche Torsion aus gespannten Leitungen herausgehalten.
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Die durch einen Antrieb rotierende Spannvorrichtung kann dabei dem Gestell oder dem an dem Gestell verfahrbar angeordneten Schlitten zugeordnet sein. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung, bei der an beiden Enden der Verdrillstrecke jeweils eine angetriebene rotierende Spannvorrichtung vorgesehen sind, so dass sich eine Verringerung der Zeit für das Verdrillen ergibt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind auf den beiden Teilkreisen Kegelzahnräder vorgesehen, die mit den Klemmaufnahmen zusammenwirken. Diese Ausbildung ermöglicht es, dass die Leitungen nicht abgewinkelt an der Spanneinrichtung vorgehalten werden, sodass ein günstiger Verdrillvorgang dadurch erzielt wird.
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In Weiterbildung ist am freien vorderen Ende der Hohlwelle ein Treibrad bzw. Riemenscheibe angeordnet, welche über einen Endlosriemen mit auf einem Teilkreis drehgelagerten Klemmaufnahme in Wirkverbindung steht. Dies ist eine Alternative zu dem Zahnradgetriebe, welches entsprechend die Torsionsunterbindung in den Leitungen ermöglicht.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am hinteren Ende der Welle eine Treib- oder Keilscheibe für einen motorischen Antrieb vorgesehen. Über die Keilscheibe wird ein Keilriemen gelegt, der wiederum mit einer Antriebswelle eines Elektromotors in Verbindung steht. Aufgrund dieser Ausbildung kann nun die Spannvorrichtung angetrieben werden, wobei die entsprechende Zahnradanordnung hier über die einzelnen Teilkreise dann mitgedreht wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die der rotierenden Spannvorrichtung gegenüberliegende Spannvorrichtung mittels eines Schlittens am Gestell geführt. Der Schlitten als solches ist hierbei mit einem gegenüber dem Gestell wirkenden Spannzylinder verbunden, sodass aufgrund des Verdrillvorganges die zu verdrillenden Leitungen hier auf Spannung gehalten werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verdrillen von Leitungen mit wenigstens einer rotierend antreibbaren Spannvorrichtung,
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2 eine perspektivische Darstellung des drehbar gelagerten Trägerelementes mit Antriebsmotor und Getriebeanordnung,
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3 eine geschnittene Ansicht des drehbar gelagerten Trägers mit Getriebeanordnung und motorischem Antrieb,
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4 eine Stirnansicht des drehbar gelagerten Trägers in einer ersten Ansicht a und in einer zweiten Ansicht b,
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5 eine weitere Stirnansicht des Trägers in einer ersten Ansicht a und in einer weiteren Ansicht b in einer weiteren Ausführung der Getriebeanordnung und
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6 eine weitere perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform gemäß der 2 mit Kegelzahnrädern.
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Ausführungsbeispiele
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1 zeigt in der perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung 1 zum Verdrillen von nicht näher dargestellten Leitungen, wie sie beispielsweise in der 2, 3 und 6 dargestellt sind. Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei ein Gestell 2 mit gegenüberliegenden Spannvorrichtungen 3 und 4 zur klemmenden Aufnahme der zu verdrillenden Leitungen 5, sodass sich zwischen den Spannvorrichtungen 3 und 4 eine Verdrillstrecke bildet. Dabei ist mindestens eine Spannvorrichtung 3 an dem Gestell 2 durch einen Antrieb 6, wie dieser in der 2, 3 und 6 gezeigt ist, rotierend antreibbar. Die der angetriebenen Spannvorrichtung 3 gegenüberliegende Spannvorrichtung 4 ist an dem Gestell 2 an einem Schlitten 7 verfahrbar angeordnet. Wie 2, aber auch die 3, zeigen nun in detaillierter Darstellung, wie sich die Kinematik an der Spannvorrichtung 3 darstellt. Wie insbesondere in Zusammenschau der beiden 2 und 3 erkennbar ist, umfasst die durch einen Antrieb 6 rotierende Spannvorrichtung 3 einen mit einer Hohlwelle 13 drehbar gelagerten Träger 9, wobei zumindest auf einem Teilkreis 10 des Trägers 9 wenigstens zwei drehbar gelagerte Klemmaufnahmen 11 für die zu verdrillenden Leitungen 5 angeordnet sind. Im Inneren der Hohlwelle 13 ist eine mit dem Gehäuse 22 verbundene feststehende Welle 8 angeordnet, die die Verbindung zwischen dem Gehäuse 22 und der Getriebeanordnung 12 herstellt.
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Wie insbesondere aus der 2, aber auch aus der 3 deutlich zu erkennen ist, stehen die Klemmaufnahmen 11 über eine Getriebeanordnung 12 und die Welle 8 mit dem Gehäuse 22 in Wirkverbindung, sodass die Klemmaufnahmen 11 zur Unterbindung einer Torsionsbewegung an den Leitungen 5 in einem Übersetzungsverhältnis gegen die Drehrichtung des Trägers 9 drehen. Dabei umfasst der Träger 9 eine Scheibe, wie diese in der 2 und 6 zu erkennen ist. Die Scheibe 9 ist hierbei mit der Hohlwelle 13 in dem Gehäuse 22 drehbar gelagert. Am freien vorderen Ende der Welle 8 ist ein Zahnrad 14 angeordnet, welches mit mehreren auf einem ersten inneren Teilkreis 15 auf der Scheibe 9 angeordneten, drehbar gelagerten Zahnrädern 16 in Wirkverbindung steht, die wiederum mit dem auf einem zweiten äußeren Teilkreis 10 auf der Scheibe 9 drehbar gelagerten Klemmaufnahmen 11 in Wirkverbindung stehen.
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Deutlicher ist die Zahnradwirkverbindung in der 4a und 4b zu erkennen, wo eine viertel Kreisdrehung von der 4a zu der 4b dargestellt ist und die Zahnräder 14, 16 und 17 hier in Wirkverbindung stehen, wobei am äußeren Zahnrad 17 auf dem Teilkreis 10 die Klemmaufnahme 11 angeordnet ist. Dabei sind jeweils an den einzelnen Zahnrädern 14, 16 und 17 Punkte zu erkennen, die insbesondere die Dreh- bzw. Bewegung der Zahnräder 14, 16 und 17 zueinander dokumentieren. Wird also die Scheibe 9 um 45° gedreht, verbleibt das starre Zahnrad 14 an der Welle 8 in seiner Lage, wobei infolge der Drehbewegung des Trägers 9 das auf dem Teilkreis 15 sich befindende Zahnrad 16 eine Drehung um 180° vollzieht, derart, dass das Zahnrad 17 der Aufnahme 11 betreffend der eingespannten Leitung 5 eine gegen Torsion gerichtete stabile Lage gegenüber der Verdrillsachse einnimmt. Dies zeigt, dass beim Drehen der Scheibe 9 aufgrund der Getriebeanordnung 12 keine Torsionsbewegung in die Leitungen 5 eingebracht wird, sondern dass das Leitungsende um die Verdrillachse quasi herumgeführt wird.
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Entsprechendes trifft auch zu für das Ausführungsbeispiel der 5a und 5b, wobei hier statt eines Zwischenzahnrades ein Endlosriemen 18 zwischen dem Zahnrad 14 auf der Starrachse und der mitdrehenden Klemmaufnahme 11 zwischengeschaltet ist.
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In Weiterbildung der Erfindung können auf den beiden Teilkreisen 10, 15 Kegelzahnräder 14.1, 16.1 und 17.1 vorgesehen werden, die mit den Klemmaufnahmen 11 zusammenwirken, wie dies in der 6 dargestellt ist. Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, dass insbesondere keine abgewinkelte Lage der eingeklemmten Leitungen 5 sich einstellt, wie dies beispielsweise in der 2 und in der 3 erkennbar ist. Gemäß der 2 und 3 ist auch erkennbar, dass am freien hinteren Ende der Hohlwelle 13 ein Treibrad 19 angeordnet ist, welches über einen Endlosriemen 20 mit dem Antrieb 6 verbunden ist.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist am hinteren Ende der Hohlwelle 13 die Treib- und Keilscheibe 19 für den motorischen Antrieb 6 vorgesehen. Die Treib- und Keilscheibe 19 wirkt hierbei mit der Hohlwelle 13 der Scheibe 9 zusammen. Wie insbesondere aus der 1 noch zu erkennen ist, ist die der rotierenden Spannvorrichtung 3 gegenüberliegenden Spannvorrichtung 4 mittels des Schlittens 7 am Gestell 2 geführt. Der Schlitten 7 ist hierbei mit einem gegenüber dem Gestell 2 wirkenden Spannzylinder 21 verbunden, sodass die zu verdrillenden Leitungen 5 gegenüber der rotierenden Spannvorrichtung 3 auf Spannung gehalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gestell
- 3
- Spannvorrichtungen rotierend
- 4
- Spannvorrichtungen
- 5
- verdrillenden Leitungen
- 6
- Antrieb
- 7
- Schlitten
- 8
- feststehenden Achse/Welle
- 9
- Träger/Scheibe
- 10
- Teilkreis
- 11
- Klemmaufnahmen
- 12
- Getriebeanordnung
- 13
- Hohlwelle
- 14
- Zahnrad an Welle, 14.1
- 15
- ersten inneren Teilkreis
- 16
- drehbar gelagerte Zahnräder, 16.1
- 17
- Zahnräder, 17.1
- 18
- Endlosriemen zweite Ausführung der Getriebeanordnung
- 19
- Treib- und Keilscheibe
- 20
- Endlosriemen
- 21
- Spannzylinder
- 22
- Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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