DE4004401C2 - Wickelvorrichtung für eine Leitungsanordnung - Google Patents
Wickelvorrichtung für eine LeitungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Auf-
und Abwickeln einer Leitungsanordnung, die einen Endes
mit einer feststehenden Einrichtung und anderen Endes mit
einer hin- und herbeweglichen Einrichtung gekoppelt ist
und eine Vielzahl von flexiblen Leitungen aufweist, die
gemeinsam in einen Außenmantel aus einem flexiblen Ma
terial eingebettet sind, mit einer ortsfesten hohlzylin
drischen Innentrommel und einer um diese herum drehbaren
hohlzylindrischen Außentrommel, wobei die Innentrommel
und die Außentrommel mit einer Innentrommel- bzw. Außen
trommeldurchführöffnung zum Hindurchführen der Leitungs
anordnung versehen sind und wobei durch Drehen der Außen
trommel ein außerhalb der Außentrommel befindlicher
Außenbereich der Leitungsanordnung auf deren Außenumfang
auf- bzw. abwickelbar und ein zwischen Außentrommel und
Innentrommel befindlicher Innenbereich der Leitungsan
ordnung bezüglich der Innentrommel ab- bzw. aufwickelbar
ist.
Es gibt Geräte, die während ihres Betriebes bewegt und
in allen Bewegungsstellungen an eine mit ihnen mitbe
wegliche Leitungsanordnung angeschlossen sein müssen.
Dabei kann es sich um elektrische oder optische Signal
abgabe- und/oder Versorgungs-Leitungsanordnungen und/oder
um Fluid-Leitungen, beispielsweise zur Gas- und/oder
Flüssigkeitsversorgung des Gerätes handeln. Solche Geräte
können auf linearen oder nicht-linearen Bahnen beweglich
sein. Beispiele sind Roboter, die sich um eine Drehachse
drehen und/oder eine Lateralbewegung ausführen, Meßköpfe
zur Überwachung von Materialbahnen, wie Stoff- oder Pa
pierbahnen, die zur Überwachung der gesamten Bahnbreite
über die Bahn hin- und herbewegt werden, oder Röntgen
geräte, die an einem etwa halbkreisförmigen C-Bogen einen
Endes eine Röntgenstrahlenquelle und anderen Endes einen
Röntgenstrahlenempfänger aufweisen, wobei der C-Bogen um
seine Kreisbahn verschwenkbar ist, um die Röntgenstrah
lenquelle und den Röntgenstrahlenempfänger immer auf die
jeweilige Position, beispielsweise eines zu operierenden
Patienten, einstellen zu können. Dabei wird der C-Bogen
von einer Bedienungsperson, beispielsweise dem operieren
den Arzt, von Hand in die jeweils gewünschte Kreisbogen
stellung geschwenkt, in welcher er dann exakt stehen
bleiben muß.
Allen solchen Geräten ist gemeinsam, daß der bewegliche
Geräteteil in jeder seiner möglichen Positionen mit
einer feststehenden Einrichtung verbunden werden muß,
um den beweglichen Geräteteil zu versorgen und/oder von
dem beweglichen Geräteteil beispielsweise Signale abzu
nehmen.
Bei einem Röntgengerät der angegebenen Art hat man sich
mit einer Kabelschlaufe geholfen, die zwischen beweg
lichem Geräteteil und feststehendem Geräteteil angeordnet
war. Dies ist aber insbesondere in einem Operationssaal
problematisch, weil eine solche Kabelschlaufe nicht nur
eine Stolperquelle darstellen kann, sondern auch häufig
im Weg ist, den Patienten belästigen kann und einen
Schmutzfänger bilden kann.
Eine Vorrichtung zum Auf- und Abrollen eines elektrischen
Leiters mit federunterstützter Drehtrommel für die Auf
nahme des Leiters, wie sie aus der DE-34 06 221 A1 be
kannt ist, hat sich zwar für viele Anwendungen bewährt.
Verwendet man sie allerdings für ein Röntgengerät der
oben angegebenen Art, tritt das Problem auf, daß die in
der Drehtrommel untergebrachte Feder über die Drehtrommel
eine Rückstellkraft auf den C-Bogen des Röntgengerätes
ausübt, wodurch der C-Bogen und damit die an seinem einen
Ende angebrachte Röntgenstrahlenquelle und der an seinem
anderen Ende angebrachte Röntgenstrahlenempfänger nicht
genügend sicher in der von der Bedienungsperson einge
stellten Drehstellung verbleiben.
Um dieses Problem zu überwinden, ist vorgeschlagen wor
den, die Drehtrommel der Vorrichtung zum Auf- und Ab
wickeln eines elektrischen Kabels durch das Aufwickeln
bzw. Abwickeln des Kabels zu drehen. Dabei wird ein
Flachkabel verwendet, dessen Steifigkeit genügend groß
ist, um die Drehtrommel mit dem zur Drehtrommel hin be
wegten Kabel zu drehen. Um zu erreichen, daß das Kabel
beim Aufwickelvorgang enganliegend auf den Außenumfang
der Drehtrommel aufgewickelt wird und es vor der Dreh
trommel zu keinen schlaufenartigen Verwerfungen des zur
Drehtrommel geschobenen Kabels kommt, müssen Andruck
rollen vorgesehen werden, von denen eine an den Außen
umfang der Drehtrommel drückt, um ein strammes Auf
wickeln des Kabels auf die Drehtrommel zu erreichen, und
die andere im Bereich vor der Drehtrommel gegen den
C-Bogen drückt, um das Kabel auf dem C-Bogen zu halten
und Verwerfungen des Kabels zu vermeiden.
Werden derartige Wickelvorrichtungen beispielsweise für
Röntgengeräte verwendet, wird eine hohe Funktionssicher
heit verlangt. Dies bedeutet auch, daß die Wickelvor
richtung eine bestimmte Anzahl von Drehzyklen, beispiels
weise 100 000, beschädigungslos überstehen muß.
Mit der bereits vorgeschlagenen Wickelvorrichtung konnte
bisher diese Anforderung nicht erfüllt werden. Fast
regelmäßig kam es weit vor Erreichen der geforderten Min
destdrehzykluszahl zu Beschädigungen am Flachkabel. Ent
weder hatten sich einzelne Leitungen des Kabels durch den
Außenmantel hindurchgearbeitet und standen schlaufenartig
aus dem Kabelmantel heraus oder einige Leitungen des Kabels
waren gerissen, oft innerhalb des Außenmantels, so daß
bei optischen Inspektionen zunächst nicht auffiel, daß
das Kabel nicht mehr funktionsfähig war.
Bei den Auf- und Abwickelvorgängen wirken in der Leitungsanordnung
starke Kräfte, die zu einer Verformung, Be
schädigung oder gar Zerstörung der Leitungsanordnung
führen können. Der Außenbereich der Leitungsanordnung
wird bei den Auf- und Abwickelvorgängen starken Krüm
mungsänderungen unterworfen. Während die Ablagebahn, auf
welcher der von der Außentrommel abgewickelte Teil des
Außenbereichs der Leitungsanordnung liegt, entweder eben
ist oder einen relativ großen Krümmungsradius aufweist,
hat der Außenumfang der Außentrommel einen vergleichs
weise kleinen Krümmungsradius. Bei diesem relativ
kleinen Krümmungsradius macht sich die Dicke der Lei
tungsanordnung, beispielsweise eines Flachkabels, bemerk
bar. Der Außenkrümmungsradius des Flachkabels ist be
trächtlich größer als der Innenkrümmungsradius der auf
dem Außenumfang der Außentrommel aufliegenden Seite des
Flachkabels. Etwa in der durch die Achsen der einzelnen
nebeneinanderliegenden Leitungen des Flachkabels gebildeten
Krümmungsfläche befindet sich eine neutrale oder mittlere
Zone mit mittlerem Krümmungsradius. Verglichen mit einem
linear gestreckten Flachkabel treten für die außerhalb
der neutralen Zone befindlichen Teile des Flachkabels
Zugkräfte und für die innerhalb dieser neutralen Zone
befindlichen Teile des Flachkabels Druckkräfte auf. Ins
besondere kommt es zu Dehnungs- bzw. Stauchungsverschie
bungen des Außenmantels gegenüber den einzelnen Leitungen
des Flachkabels. Durch die starke Änderung des Krümmungs
radius des Außenbereichs der Leitungsanordnung beim Auf-
und Abwickeln je nach dem, ob sich ein betrachteter
Längenabschnitt des Außenbereichs auf der Außentrommel
oder auf der Ablagebahn befindet, kommt es zu einem re
lativ starken Gegeneinanderarbeiten von Außenmantel und
Leitungen. Dies kann im Betrieb zu einer vorzeitigen
Beschädigung des Außenmantels oder auch der Leitungen, ent
weder hinsichtlich ihrer Primärisolation oder auch hin
sichtlich ihrer metallischen Seelen selber, führen.
Befinden sich die Achsen der einzelnen Leitungen nicht alle
exakt in der neutralen Zone der Leitungsanordnung, treten
die genannten Zug- bzw. Druckkräfte auch innerhalb sol
cher Leitungen auf. Dadurch kann es zu Spannungen innerhalb
solcher Leitungen kommen, die zu einer Beschädigung der Pri
märisolation oder der metallischen Seelen führen können.
Wegen der Kräfte, die aufgrund der genannten Zug- und
Druckspannungen zwischen dem Außenmantel und den ein
zelnen Leitungen und auch innerhalb einzelner Leitungen auf
treten können, sowie der Belastungsänderungen, die beim
Auf- und Abwickeln aufgrund der starken Krümmungs
radiusänderungen auftreten, kann es dann zum Heraustreten
einzelner Leitungen aus dem Außenmantel kommen, zur Be
schädigung der Primärisolationen der Leitungen oder gar zum
Reißen einzelner Leitungen oder deren Metallseelen.
Noch drastischere Zug- und Druckspannungen treten in dem
zwischen Außentrommel und Innentrommel befindlichen Be
reich der Leitungsanordnung auf. Denn dort ist der Krüm
mungsradius der spiralig aufgewickelten Leitungsanordnung
noch viel kleiner als außerhalb der Außentrommel, insbe
sondere in dem Teilbereich, der unmittelbar auf dem
Außenumfang der Innentrommel liegt. Bei derart kleinen
Krümmungsradien macht sich die Dicke der Leitunganordnung
besonders stark bemerkbar und führt dort zu starken Un
terschieden zwischen Außenkrümmungsradius und Innen
krümmungsradius der Leitungsanordnung, beispielsweise
eines Flachkabels. Versetzungen einzelner Leitungs
achsen gegenüber der neutralen Zone wirken sich noch
viel stärker aus als in dem außerhalb der Außentrommel
befindlichen Außenbereich der Leitungsanordnung. Beim
Auf- und Abwickeln der Wickelvorrichtung, bei welchem
der Innenbereich der Leitungsanordnung abwechselnd mehr
am Innenumfang der Außentrommel oder mehr auf dem Außen
umfang der Innentrommel liegt, treten große Krümmungs
radiusänderungen auf, mit entsprechenden Zug- bzw. Schub
kraftänderungen. Das Gegeneinanderarbeiten von Außenman
tel und einzelnen Leitungen sowie die Zug- und Druck
kräfte in dem Außenmantel und in den einzelnen Leitungen
sind hier besonders groß. Aufgrund der daraus resultie
renden starken Belastungen kann es schon nach einer re
lativ kleinen Anzahl von Drehzyklen zu Beschädigungen
oder Zerstörungen der Leitungsanordnung kommen.
Die Situation wird noch dadurch verschärft, daß die
einzelnen Leitungen innerhalb des Außenmantels geringfügig
unterschiedliche Länge haben können, beispielsweise weil
ein Teil der Leitungen nicht ganz so geradlinig in dem
Außenmantel geführt ist wie ein anderer Teil der Leitungen.
Befinden sich nicht alle Leitungsachsen exakt in der mitt
leren oder der neutralen Zone, beispielsweise eines
Flachkabels, wirkt sich dies in dem spiralig gewickelten
Bereich des Flachkabels als eine unterschiedliche Länge
der einzelnen Leitungen aus. Die starken Zugkräfte, die ins
besondere im Innenbereich der Leitungsanordnung aufge
bracht werden müssen, um diesen Teil der Leitungsanordnung
in eine enge spiralige Form zu wickeln, gehen dann im
wesentlichen zu Lasten der effektiv kürzeren Leitungen, mit
der Folge, daß diese schon nach relativ kurzer Betriebs
dauer reißen können. Andererseits bewirken die relativ
starken Schubkräfte, die beim Ausdrehen des spiralig ge
wickelten Innenbereichs der Leitungsanordnung entstehen,
derart, daß Leitungen mit effektiv größerer Länge durch den
Außenmantel hindurch nach außen gedrückt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelvor
richtung der eingangs angegebenen Art sowie eine dafür
verwendbare Leitungsanordnung verfügbar zu machen, mit
welchen die geforderte Betriebssicherheit sichergestellt
werden kann.
Hinsichtlich der Wickelvorrichtung besteht die erfin
dungsgemäße Lösung darin, daß nur der Außenbereich der
Leitungsanordnung mit dem Außenmantel versehen ist, daß
die Leitungen im Innenbereich der Leitungsanordnung mittels
einer Bündelungseinrichtung lose in etwa der Bündelform
gehalten werden, die sie im Außenbereich aufgrund der
Einbettung in den Außenmantel haben, wobei die einzelnen
Leitungen gegeneinander und gegenüber der Bündelungsein
richtung verschiebbar sind, und daß die Leitungsanordnung
derart durch die Leitungsdurchführöffnungen geführt ist,
daß im Bereich der Außentrommel
durchführöffnung der Außenmantel bezüglich der einzelnen Leitungen und im Be
reich der Innentrommeldurchführöffnung die einzelnen Leitungen bezüglich dieser Innentrommeldurchführöffnung
in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind.
Hinsichtlich der Leitungsanordnung besteht eine besonders
bevorzugte Ausführungsform zur Lösung der genannten Auf
gabe in einem konfektionierten Flachkabelstück mit einer
Vielzahl von je mit einer flexiblen Primärisolierung ver
sehenen Leitungen, die gemeinsam in einen Außenmantel aus
einem flexiblen Isolierstoff eingebettet sind, wobei das
Flachkabel über einen endseitigen Teil seiner Länge frei
von dem Außenmantel ist, die Leitungen dieses endseitigen
Teils durch Halteöffnungen eines Haltebandes aus einem
im wesentlichen nichtelastisch biegbaren Material mit
einer der Flachkabelbreite entsprechenden Breite gefädelt
sind, und am außenmantelseitigen Ende des endseitigen
Teils eine Klemmvorrichtung vorgesehen ist, welche die
Leitungen und das eine Ende des Haltebandes festhält, nicht
jedoch den Außenmantel.
Die Kernidee der Erfindung liegt darin, den
Innenbereich der Leitungsanordnung vom Außenmantel frei
zulassen, dort die einzelnen Leitungen nur mit der
Bündelungsvorrichtung lose zusammenzuhalten, die Lei
tungen des Innenbereichs so lose durch die Innen
trommeldurchführöffnung zu führen, daß sie dieser
gegenüber in Längsrichtung verschiebbar sind, und im Be
reich der Außentrommeldurchführöffnung nur die Leitungen,
nicht jedoch den Außenmantel festzulegen.
Als Folge dieser Maßnahmen kann sich jede Leitung des
Innenbereichs in die für sie günstigste Krümmungszone
begeben, ohne Behinderung durch einen Außenmantel oder
durch andere Leitungen. Unterschiedliche Längen der
einzelnen Leitungen führen nicht mehr zu schädlichen
Belastungen. Es ist ein Längenausgleich der einzelnen
Leitungen dadurch ermöglicht, daß sie sich um den er
forderlichen Längenbetrag gegenüber anderen Leitungen
der Leitungsanordnung verschieben, was ihnen die lose
Durchführung durch die Innentrommeldurchführöffnung
erlaubt. Da im Außenbereich der Leitungsanordnung die
einzelnen Leitungen und der Außenmantel nicht mehr bei
den Endes aneinander festgeklemmt sind, kann sich der
Außenmantel relativ zu den Leitungen des Außenbereichs
frei verschieben und können sich Spannungskräfte aufgrund
des Unterschiedes zwischen dem Außenkrümmungsradius und
dem Innenkrümmungsradius des Außenmantels leichter im
Außenmantel selbst abbauen, ohne die Leitungen übermäßig
zu belasten.
Insbesondere bei Verwendung für Röntgengeräte wird als
Leitungsanordnung vorzugsweise ein Flachkabel verwendet.
Die Bündelungseinrichtung wird dann vorzugsweise als
Halteband ausgebildet, das mit Halteöffnungen versehen
ist, durch welche die Leitungen des Flachkabels hindurchge
führt und dadurch locker in einer Bündelform gehalten
werden, die im wesentlichen der Bündelform entspricht,
in welcher die Leitungen von dem Außenmantel gehalten wür
den, wenn dieser an dieser Stelle des Flachkabels vor
handen wäre. Die Halteöffnungen können durch
eine Vielzahl von Perforationslöchern gebildet sein,
die über die Breite und Länge des Haltebandes so verteilt
sind, daß die Leiter durch diese Löcher hindurch in das
Halteband eingeflochten werden können. Man kann die Hal
teöffnungen aber auch in Form von kanalartigen Längs
taschen ausbilden, in welchen die Leiter aufgenommen
sind. Solche Längstaschen sollten dann aber quer zur
Längserstreckung des Haltebandes so großzügig bemessen
sein, daß sich die einzelnen Leiter genügend frei gegen
einander bewegen können.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das
Halteband aus einem weichen, nichtelastisch nachgiebigen
Fliesmaterial ausgebildet, das auf einer Seite mit einer
Kunststoffolie mit guter Gleitfähigkeit versehen ist.
Bei der spiralig gewickelten Anordnung aus den Leitern
und dem Halteband bewirkt die Kunststoffolie guter Gleit
fähigkeit daß sich zu unterschiedlichen Spirallagen ge
hörende Bereiche der Leiter nicht aneinander reiben,
sondern ein Gleitmittel in Form der Kunststoffolie die
Reibung vermindert.
Vorzugsweise ist das Halteband beiden Endes eingespannt,
einen Endes zusammen mit den vom Außenmantel freien Lei
tern im Bereich der Außentrommeldurchführöffnung und
anderen Endes im Bereich der Innentrommeldurchführöff
nung, dort allerdings unabhängig von den lose durch die
Innentrommeldurchführöffnung hindurchgeführten Leitern.
Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind den An
sprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Wickel
vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Trommeln der
in Fig. 1 gezeigten Wickelvorrichtung in teil
weiser Schnittdarstellung;
Fig. 3 ein konfektioniertes Flachkabel, das für die
in den Fig. 1 und 2 gezeigte Wickelvor
richtung geeignet ist;
Fig. 4 das in Fig. 3 gezeigte Flachkabel zusammen mit
der Innentrommel der Wickelvorrichtung;
Fig. 5 eine Radialschnittansicht, welche die Außen
trommel und die Innentrommel der Wickelvor
richtung zeigt; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Außentrommel
mit einem Teil eines außerhalb der Außentrommel
befindlichen Außenbereichs der Leitungsanord
nung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer
Wickelvorrichtung ist angenommen, daß die von ihr auf-
und abgewickelte Wicklungsanordnung mit einer linear
hin- und herbeweglichen Einrichtung gekoppelt ist. Diese
Ausführungsform umfaßt einen linearen Träger 11, an
dessen in Fig. 1 rechtem Ende die bewegliche Einrich
tung, beispielsweise ein Röntgengerät, ein Meßkopf zur
Überwachung von Materialbahnen oder dergleichen ange
ordnet werden kann. Der Träger 11 dient gleichzeitig als
Ablagebahn für ein Flachkabel 13, das bei einer Hin- und
Herbewegung des Trägers 11 auf den Außenumfang einer
Außentrommel 15 einer Wickelvorrichtung 17 auf- und ab
wickelbar ist. Die Außentrommel 15 ist gegenüber einer
Innentrommel 19 drehbar. Am Außenumfang der Außentrommel
15 befindet sich eine Außentrommeldurchführöffnung 21,
durch welche die Leitungen 27 des Flachkabels 13 in den Innen
raum zwischen Außentrommel 15 und Innentrommel 19
hineingeführt sind. Aus seitlichen Öffnungen 23 an beiden
Stirnflächen 25 der Innentrommel 19 ist je ein Teil der
Leitungen 27 des Flachkabels 13 herausgeführt und an
eine feststehende Verbinderanordnung 29 angeschlossen,
über welche die Verbindung der Leitungen mit der feststehen
den Einrichtung bewerkstelligt werden kann. Am hin- und
herbeweglichen freien Ende des Flachkabels 13 befindet
sich eine mitbewegliche Verbinderanordnung 31, über wel
che die Leitungen 27 des Flachkabels 13 mit der hin- und
herbeweglichen Einrichtung gekoppelt werden können.
Der Drehantrieb der Außentrommel 15 erfolgt über das
Flachkabel 13. Die Außentrommel 15 wird entweder durch
das Abziehen des Flachkabels 13 von der Außentrommel 15
oder durch das Aufschieben des Flachkabels 13 auf die
Außentrommel 15 gedreht. Um zu vermeiden, daß das Flach
kabel 13 bei den Auf- und den Abwickelvorgängen von dem
Träger 11 und der Außentrommel 15 abhebt, sind eine
Trommelandruckrolle 33 und eine Ablagebahnandruckrolle 35
vorgesehen, die je federnd gegen das Flachkabel 13 vorge
spannt sind.
Die Wickelvorrichtung ist im wesentlichen von einem Ge
häuse 37 abgedeckt.
Fig. 5 zeigt im Axialschnitt
den Aufbau und die Anordnung von Außen
trommel 15 und Innentrommel 19. Die Innentrommel 19 ist
an beiden axialen Enden mit je einer Seitenscheibe 39
versehen, auf der die Außentrommel 15 mittels Kugel
lagern 41 drehbar gelagert ist. Aus später noch erläuter
ten Gründen ist die Innentrommel 19 exzentrisch zur
Außentrommelachse angeordnet. Eine Seitenwand der Außen
trommel 15 ist am restlichen Außentrommelteil lösbar be
festigt, vorzugsweise mittels Schrauben, was in den Fi
guren nicht gezeigt ist. Auf diese Weise ist Zutritt zu
dem Innenraum zwischen Außentrommel 15 und Innentrommel
19 möglich, um die Innentrommel zusammen mit dem Innen
bereich der Leitungsanordnung in der Außentrommel 15
montieren zu können.
Zur Zeichnungsvereinfachung ist in Fig. 6 die Innen
trommel 19 überhaupt nicht und in Fig. 2 nicht hin
sichtlich ihrer seitlichen Öffnungen 23 in den Stirnflächen
25 dargestellt.
In Fig. 2 sind ein Teil des Außenbereichs 43 und ein
Teil des Innenbereichs 45 des Flachkabels 13 schematisch
dargestellt. Von dem Außenbereich 43 liegt ein Teil auf
dem Außenumfang 47 der Außentrommel 15. An der Außen
trommeldurchführöffnung 21 treten die Leitungen 27 des
Flachkabels 13 in den Innenraum zwischen Außentrommel
15 und Innentrommel 19. Dort ist eine Anordnung aus den
Leitungen 27 und einem Halteband 49 spiralig um den Außen
umfang 51 der Innentrommel 19 gewickelt. Die Mantelfläche
der Außentrommel 15 ist im Bereich der Außentrommeldurch
führöffnung 21 im Querschnitt schneckenförmig ausgebil
det, derart, daß das die eine Seite der Außentrommel
durchführöffnung 21 begrenzende Schneckenende von dem
die andere Seite der Außentrommeldurchführöffnung 21 be
grenzenden Schneckenende einen radialen Abstand von etwa
der Dicke des Flachkabels 13 oder mindestens der Leitungen
27 aufweist. Da bei dieser Ausgestaltung der Außentrommel
15 die Leitungen 27 tangential aus der Außentrommel 15
herausgeführt werden und nicht radial, ist vermieden, daß
die Leitungen 27 an der Außentrommeldurchführöffnung 21 einen
die Leitungsanordnung belastenden kleinen Krümmungsradius
aufweisen.
Im Bereich der Innentrommeldurchführöffnung 54 (Fig. 4)
ist die Innentrommel 19 in ihrem Querschnitt ebenfalls
schneckenförmig ausgebildet, so daß auch dort die Durch
führung der Leitungen 27 tangential zur Innentrommel 19 er
folgt und nicht radial. Dadurch werden hügelartige Ver
werfungen vermieden. Diese würden bei radialer Durch
führung der Leitungen 27 durch die Innentrommeldurchführ
öffnung 54 infolge der mehreren übereinanderliegenden
Spirallagen der Leitungsanordnung auftreten.
Es ist bereits erwähnt worden, daß die Innentrommel 19
exzentrisch innerhalb der Außentrommel 15 angeordnet ist.
Dies führt zu dem Vorteil, daß bei einer Außentrommel 15
mit bestimmtem Durchmesser ein längerer Innenbereich der
Leitungsanordnung zwischen Innentrommel 19 und Außen
trommel 15 auf- und abgewickelt oder bei vorgegebener
Länge dieses Innenbereichs der Außentrommeldurchmesser
kleiner gemacht werden kann als bei zentrischer Anordnung
der Innentrommel 19 bezüglich der Außentrommelachse.
In Fig. 3 ist ein konfektioniertes Flachkabel 13 in
unterbrochener Zeichnungsweise dargestellt. Die Leitungen
27 des Flachkabels 13 liegen nebeneinander in einer
Reihe und sind je mit einer Primärisolierung versehen.
Im Außenbereich 43 des Flachkabels 13 sind die Leitungen 27
in einen Außenmantel 53 aus einem flexiblen Isolierstoff
aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff einge
bettet. Im Innenbereich 45 sind die Leitungen 27 frei von
dem Außenmantel 53. Mittels des Haltebandes 49 werden
sie im wesentlichen in einer Lage gehalten, die ihrer
Anordnung im Außenmantel 53 entspricht. Das Halteband 49
ist mit Halteöffnungen 55 versehen, die über die Breite und
Länge des Haltebandes 49 so verteilt sind, daß die Lei
tungen 27 in ihrer Längsrichtung mit dem Halteband 49 ver
flochten werden können. Bei der dargestellten Ausfüh
rungsform sind durch eine Öffnung 55 je zwei Leitungen 27 ge
fädelt. Man könnte auch mehrere Leitungen 27 oder nur eine
Leitung 27 durch jede Öffnung fädeln.
Das Halteband 49 besteht bei der bevorzugten Ausführungsform
aus einem weichen Fliesmaterial, das so nachgiebig ist,
daß sich bei den Auf- und Abwickelvorgängen jede Leitung
27 ihre neutrale Phase und Lage selber suchen kann.
Daß unterschiedliche Leitungen 27 unterschiedliche neutrale
Phasen oder Lagen aufsuchen, ist bedingt durch Durchmes
serschwankungen der einzelnen Leitungen 27 oder durch zu
lose oder zu stramm eingeklemmte Leitungen 27. Auf einer
Seite ist das Fliesmaterial mit einer Kunststoffschicht
oder -folie guter Gleitfähigkeit versehen. Als Material
für diese Folie eignet sich beispielsweise Polytetra
fluoräthylen (PTFE).
Im Übergangsbereich zwischen Außenbereich 43 und Innen
bereich 45 sind die Leitungen 27 und das Halteband 49
mittels einer ersten Klemmleiste 57 festgeklemmt. Der
Außenmantel 53 ist nicht in die erste Klemmleiste 57 mitein
geklemmt, sondern endet vor dieser. Am anderen Ende des
Außenbereichs 43 ist auf den Außenmantel 53 eine zweite
Klemmleiste 59 aufgeklemmt. Aus diesem Ende des Außen
mantels 53 ragen die Leitungen 27 so weit vor, daß sie an
die mitbewegliche Verbinderanordnung 31 oder direkt an
eine über das Flachkabel 13 anzuschließende hin- und
herbewegliche Einrichtung angeschlossen werden können.
Die Leitungen 27 des Innenbereichs 45 stehen so weit über
das freie Ende des Haltebandes 49 über, daß sie durch
die Innentrommeldurchführöffnung 54 hindurch und aus dem
Inneren der Innentrommel 19 seitlich herausführbar und
an die feststehende Verbinderanordnung 29 oder direkt an
eine feststehende Einrichtung anschließbar sind.
Die Montage des freien Endes des Innenbereichs 45 ist in
Fig. 4 deutlicher zu sehen. Diese Figur zeigt die Innen
trommel 19 mit ihren Seitenscheiben 39, teilweise aufge
schnitten. Die freien Enden der Leitungen 27 sind mittels
der Innentrommeldurchführöffnung 54 von außerhalb der
Innentrommel 19 in deren Innenraum 61 geführt. Ein Teil
der Leitungen 27 ist aus der in Fig. 4 linken seitlichen
Öffnung 23 der in Fig. 4 linken Seitenscheibe 39 heraus
geführt. Die restlichen Leitungen 27 sind über eine in Fig.
4 rechte seitliche Öffnung 23 aus der in Fig. 4 rechten
Seitenscheibe 39 herausgeführt.
Was in Fig. 4 nicht gezeigt ist, um diese Figur nicht zu
überfrachten und zu undeutlich zu machen, ist, daß die
Leitungen 27 lose durch die Innentrommeldurchführöffnung 54
geführt und in ein Harz eingegossen sind, das nicht an
den Leitungen 27 haftet, sondern diese nur in Position hält.
Dadurch sind die Leitungen 27 relativ zu dem Harz und damit
relativ zur Innentrommeldurchführöffnung 54 in ihrer
Längsrichtung verschiebbar, so daß die Leitungen 27 ge
gebenenfalls nachgeben können, wenn sie zu stramm oder zu
locker liegen.
Um diese Längsbeweglichkeit der Leitungen 27 nicht zu be
hindern, ist das Halteband 49 außerhalb der Innentrommel
durchführöffnung 54 an der Innentrommel 19 festgelegt,
und zwar mittels einer Halteleiste 63. Bei der in Fig. 4
gezeigten Ausführungsform ist mit der Halteleiste 63 ein
Fliesstück 65 festgehalten, das schützend über den frei
liegenden Leitungen 27 liegt.
In Fig. 6 ist anhand einer schematischen Darstellung
der Außentrommel 15, wobei die Öffnungen für die Seiten
scheiben 39 der Innentrommel 19 nicht dargestellt sind,
die Befestigung der Leitungsanordnung an der Außen
trommeldurchführöffnung 21 gezeigt. Aufgrund der
schneckenförmigen Ausbildung des Trommelmantels der
Außentrommel 15 im Bereich der Außentrommeldurchführ
öffnung 21 ergibt sich im Bereich der Außentrommeldurch
führöffnung 21 eine radiale Stufe 67. Die radiale Stufe
67 ist an beiden Stirnseiten der Außentrommel 15 je mit
einem Montageloch 69 versehen. In diese Montagelöcher 69
reichen Achsstummel 71 an beiden Enden der ersten Klemm
leiste 57 hinein, um diese erste Klemmleiste 57 festzuhalten.
Zur Montage der beschriebenen Wickelvorrichtung wird zu
nächst ein Stück Flachkabel 13 in der in Fig. 3 gezeig
ten Weise konfektioniert. Zu diesem Zweck werden die
Leitungen 27 in die Halteöffnungen 55 eingeflochten. Danach werden
das Halteband 49 und die Leitungen 27 mittels der ersten
Klemmleiste 57 aneinander festgeklemmt, ohne auch den
Außenmantel 53 mit festzuklemmen. Nach einem Vorgang des
Spannens des Haltebands 49 und der Leitungen 27 werden die
Leitungen 27 durch die Innentrommeldurchführöffnung 54 ge
führt und wird das Halteband 49 an der Innentrommel 19
mittels der Halteleiste 63 festgelegt. Nachdem die
einzelnen Leitungen 27 aus den seitlichen Öffnungen 23
sauber herausgeführt worden sind, wird der Innenraum 61
der Innentrommel 19 mit dem Harz vergossen (nicht darge
stellt), das die einzelnen Leitungen 27 positioniert, ihnen
aber eine Längsbewegung zuläßt.
Danach wird der Verbund aus Halteband 49 und den Leitungen
27 um die Innentrommel 19 gewickelt. Dieser Wickel wird
dann in die zur Montage auf einer Seite geöffnete Außen
trommel 15 eingesetzt, wobei der Achsstummel 71 in das
zugehörige Montageloch 69 eingeführt wird. Danach wird
die abnehmbare Seitenwand der Außentrommel 15 auf die
offene Außentrommel so aufgesetzt, daß deren Montage
loch 69 den zugehörigen Achsstummel 71 der ersten Klemm
leiste 57 aufnimmt. Danach wird die abnehmbare Seiten
wand mit dem restlichen Teil der Außentrommel 15 ver
schraubt. Die Wickelvorrichtung ist dann fertig montiert
und kann in das Gerät, dessen Hin- und Herbewegung sie
ermöglichen soll, eingebaut werden.
Wird bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung der Träger
durch einen C-Bogen gebildet, der in üblicher Weise
von der Außentrommel 15 weggekrümmt ist, wird der
Außenbereich 43 der Leitungsanordnung einer Krümmungs
umkehrbelastung ausgesetzt. Die dadurch entstehenden
Kräfte und Auswirkungen kann man vermeiden, indem man
die Wickelvorrichtung in Richtung senkrecht zu ihrer
Drehachse um 180° dreht. Dann wird die Leitungsanordnung
vom oberen Scheitelpunkt der Außentrommel 15 aus auf
den C-Bogen abgewickelt, wobei der auf der Außentrommel
15 befindliche Teil und der auf dem C-Bogen befind
liche Teil der Leitungsanordnung in dieselbe Richtung
gekrümmt sind.
Claims (21)
1. Wickelvorrichtung zum Auf- und Abwickeln einer Lei
tungsanordnung, die einen Endes mit einer feststehenden
Einrichtung und anderen Endes mit einer hin- und herbe
weglichen Einrichtung gekoppelt ist und eine Vielzahl
von flexiblen Leitungen (27) aufweist, die gemeinsam in
einen Außenmantel (53) aus einem flexiblen Material
eingebettet sind,
mit einer ortsfesten hohlzylindrischen Innentrommel (19) und einer um diese herum drehbaren hohlzylindri schen Außentrommel (15),
wobei die Innentrommel (19) und die Außentrommel (15) je mit einer Durchführöffnung (21, 54) zum Hindurchführen und dortigen Fixieren der Leitungsanordnung (13) versehen sind,
und wobei durch Drehen der Außentrommel (15) ein außer halb der Außentrommel (15) befindlicher Außenbereich der Leitungsanordnung auf deren Außenumfang auf- bzw. abwickelbar und ein zwischen Außentrommel (15) und Innentrommel (19) befindlicher Innenbereich der Leitungsanordnung bezüglich der Innentrommel (19) ab- bzw. aufwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet,
mit einer ortsfesten hohlzylindrischen Innentrommel (19) und einer um diese herum drehbaren hohlzylindri schen Außentrommel (15),
wobei die Innentrommel (19) und die Außentrommel (15) je mit einer Durchführöffnung (21, 54) zum Hindurchführen und dortigen Fixieren der Leitungsanordnung (13) versehen sind,
und wobei durch Drehen der Außentrommel (15) ein außer halb der Außentrommel (15) befindlicher Außenbereich der Leitungsanordnung auf deren Außenumfang auf- bzw. abwickelbar und ein zwischen Außentrommel (15) und Innentrommel (19) befindlicher Innenbereich der Leitungsanordnung bezüglich der Innentrommel (19) ab- bzw. aufwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Außenmantel (53) nur im Außenbereich (43) der Leitungsanordnung vorgesehen ist,
- - daß die Leitungen (27) im Innenbereich (45) der Lei tungsanordnung mittels einer Bündelungseinrichtung (Halteband 49) lose in etwa derselben Bündelform gehalten werden, die sie im Außenbereich (43) aufgrund der Einbettung in den Außenmantel (53) haben, wobei die einzelnen Leitungen (27) gegeneinander und gegenüber der Bündelungseinrich tung (Halteband 49) verschiebbar sind,
- - und daß die Leitungsanordnung derart durch die Durchführöffnungen (21, 54) geführt ist, daß im Bereich der Außentrommel durchführöffnung (21) der Außenmantel (53) bezüglich der einzelnen Leitungen (27) verschiebbar ist und im Bereich der Innentrommeldurchführöffnung (54) die einzelnen Leitungen (27) bezüglich der Innentrommeldurchführöffnung (54) in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind.
2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehantrieb der Außentrommel (15) durch das Ab
ziehen bzw. Aufschieben des Außenbereichs (43) der Lei
tungsanordnung von der bzw. auf die Außentrommel (15) be
wirkt wird.
3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der von der Außentrommel (15) abgewickelte Teil des Außenbereichs (43) der Leitungsanordnung auf einer li nearen oder bogenförmigen Ablagebahn (11) liegt
- - und daß eine Andruckvorrichtung (33, 35) vorgesehen ist, die den Außenbereich (43) der Leitungsanordnung einerseits an den Außenumfang (47) der Außentrommel (15) und andererseits in der Nähe der Außentrommel (15) an die Ablagebahn (11) andrückt.
4. Wickelvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Andruckvorrichtung eine gegen den Außenumfang
(47) der Außentrommel (15) federnd vorgespannte Trommel
andruckrolle (33) und eine gegen die Ablagebahn (11)
federnd vorgespannte Ablagebahnandruckrolle (35) auf
weist.
5. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Außenmantel (53) an einem von der Außentrommel (15) freien Ende mittels einer zweiten Klemmleiste (59) an der Ablagebahn (11) festgeklemmt ist,
- - und daß im Bereich der Außentrommeldurchführöffnung (21) an der Außentrommel (15) eine erste Klemmleiste (57) vorgesehen ist, welche die einzelnen Leitungen (27) an der Außentrommel (15) festlegt, ohne den Außenmantel (53) zu erfassen.
6. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitungsanordnung ein elektrisches Flach
kabel (13) mit einer Reihe nebeneinander angeordneter
elektrischer Leitungen (27) aufweist.
7. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bündelungseinrichtung ein Halteband (49) mit
etwa der Breite des Flachkabels (13) umfaßt, das aus
einem im wesentlichen nichtelastisch biegbaren Ma
terial besteht, im Bereich sowohl der Außentrommel
durchführöffnung (21) als auch im Bereich der Innen
trommeldurchführöffnung (54) festgelegt ist und mit
einer Vielzahl von Halteöffnungen (55) für das lose
Festhalten der einzelnen Leitungen (27) versehen ist.
8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) mit einer Vielzahl von über seine
Länge und Breite verteilten Halteöffnungen (55) versehen ist,
durch welche hindurch die einzelnen Leitungen (27) in das
Halteband (49) in Längsrichtung eingeflochten sind.
9. Wickelvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) mit einer der Anzahl der Leitungen
(27) entsprechenden Zahl von kanalartigen Längstaschen
versehen ist, in welchen die Leitungen (27) aufgenommen
sind.
10. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) durch ein Laminat aus einer
weichen Lage Fliesmaterial und einer Kunststoffolie mit
guter Gleitfähigkeit besteht.
11. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) einen Endes an der ersten Klemmleiste
(57) und anderen Endes
in Nachbarschaft der Innentrommeldurchführöffnung (54)
mittels einer Halteleiste (63) an der Innentrommel (19)
festgelegt ist.
12. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innentrommeldurchführöffnung (54) um die Leitungen
(27) herum mit einer festen Vergußmasse ausgegossen ist,
welche die Leitungen (27) nichtklebend umgibt, so daß sie
in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind und von der
Vergußmasse nur in Position gehalten werden.
13. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innentrommel (19) bezüglich der Außentrommelachse
exzentrisch angeordnet ist.
14. Wickelvorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kleinste radiale Abstand zwischen Innentrommel
(19) und Außentrommel (15) etwa das Dreifache der Lei
tungsanordnungsdicke beträgt.
15. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mantelfläche der Innentrommel (19) und/oder der
Außentrommel (15) mindestens im Bereich der Leitungs
durchführungsöffnungen (21, 54) im Querschnitt schnecken
förmig ausgebildet ist und daß das die eine Seite der
Leitungsdurchführöffnung (21, 54) begrenzende Schnecken
ende von dem die andere Seite der Leitungsdurchführungs
öffnung (21, 54) begrenzenden Schneckenende einen ra
dialen Abstand von etwa der Dicke der Leitungsanordnung
aufweist.
16. Konfektioniertes Flachkabelstück mit einer Viel
zahl von je mit einer flexiblen Primärisolierung ver
sehenen Leitungen (27), die gemeinsam in einem Außenmantel
(53) aus einem flexiblen Isolierstoff eingebettet sind,
für eine Wickelvorrichtung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Flachkabel (13) über einen endseitigen Teil seiner Länge frei von dem Außenmantel (53) ist,
- - daß die Leitungen (27) dieses endseitigen Teils durch Halteöffnungen (55) eines Haltebandes (49) aus einem im wesentlichen nichtelastisch biegbaren Material mit einer der Flachkabelbreite entsprechenden Breite ge fädelt sind,
- - und daß am außenmantelseitigen Ende des endseitigen Teils eine erste Klemmleiste (57) vorgesehen ist, wel che die Leitungen (27) und das eine Ende des Haltebandes (49) festhält, nicht jedoch den Außenmantel (53).
17. Flachkabelstück nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) eine Vielzahl von über seine Länge
und Breite verteilten Halteöffnungen (55) aufweist, in welche
die einzelnen Leitungen (27) eingeflochten sind.
18. Flachkabelstück nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) mit einer Vielzahl kanalartiger
Längstaschen versehen ist, in welchen die Leitungen (27)
aufgenommen sind.
19. Flachkabelstück nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteband (49) ein Verbund aus einem
Fliesmaterial und einer darauf befindlichen Kunst
stoffolie mit guter Gleitfähigkeit umfaßt.
20. Flachkabelstück nach mindestens einem der Ansprü
che 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf das von dem Halteband (49) entfernte Ende des
Außenmantels (53) eine zweite Klemmleiste (59)
aufgeklemmt ist, wobei von diesem Ende des Außenmantels
(53) vom Außenmantel freie Bereiche der Leitungen (27) vor
stehen.
21. Wickelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 15, in Verbindung mit einer gekrümmten Ablagebahn,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wickelvorrichtung so über der Ablagebahn montiert ist,
daß der von der Außentrommel (15) abgewickelte Teil des Außen
bereichs (43) der Leitungsanordnung die gleiche Krümmungs
richtung wie die Ablagebahn aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904004401 DE4004401C2 (de) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Wickelvorrichtung für eine Leitungsanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904004401 DE4004401C2 (de) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Wickelvorrichtung für eine Leitungsanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4004401A1 DE4004401A1 (de) | 1991-08-14 |
DE4004401C2 true DE4004401C2 (de) | 1994-07-14 |
Family
ID=6400048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904004401 Expired - Fee Related DE4004401C2 (de) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Wickelvorrichtung für eine Leitungsanordnung |
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Families Citing this family (3)
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1990
- 1990-02-13 DE DE19904004401 patent/DE4004401C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4004401A1 (de) | 1991-08-14 |
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