-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von
Kabeln oder Schläuchen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Zum
Zweck des Erreichens einer genügend hohen
Zugfestigkeit von Kabeln ist es bekannt, zugkraftaufnehmende Elemente
im Inneren eines Kabels zu verwenden. In der Regel sind diese zugkraftaufnehmenden
Elemente in der Mitte eines Kabels als Zentralelement angeordnet.
Wegen eines angestrebten möglichst
geringen Außendurchmessers
des Kabelquerschnitts und einer möglichst geringen Masse des
Kabels ist der Querschnitt des zugkraftaufnehmenden Zentralelements
begrenzt. Hinzu kommt, dass es bei geometrisch ähnlichen langgestreckten Werkstücken, wie
zum Beispiel Schläuchen,
auf Grund ihres späteren
Verwendungszweckes von vorn herein ausgeschlossen ist, im Zentrum
des Querschnittes zugkraftaufnehmende Elemente zu platzieren.
-
Eine
bekannte Lösung
zur Erhöhung
der Zugfestigkeit von Kabeln, Schläuchen oder ähnlichen Werkstücken ist
das Einbringen von zugkraftaufnehmenden Elementen am Umfang des
Werkstückquerschnitts
in Form von hochfesten textilen Fäden, wie beispielsweise Polyamid
oder Aramid. Dies geschieht in der Art und Weise, dass mehrere textile
Fäden im
wesentlichen parallel zur Längsachse
des Werkstückes
aufgebracht werden, wobei eine Verknüpfung, Verkettung oder sonstige
Verbindung der Kabel untereinander nicht erfolgt.
-
Wegen
der fehlenden Verbindung der einzelnen zugkraftaufnehmenden Fäden haftet
dieser Lösung
der Nachteil an, dass die Längsspannung
der einzelnen Fäden
niemals gleichmäßig ist.
Somit sind auch niemals alle Fäden
gleichmäßig an der
Aufnahme der das Werkstück
belastenden Zugkraft beteiligt, was zur Folge hat, dass die Zugfestigkeit
des Werkstücks
nicht proportional mit der Anzahl der eingebrachten zugkraftaufnehmenden
Fäden ansteigt. Eine
gleichmäßige Verteilung
der Zuglast auf die zugkraftaufnehmenden Fäden ist mit untereinander nicht verbundenen
Fäden nicht
möglich,
so dass auch eine Erhöhung
der Anzahl der zugkraftaufnehmenden Fäden keine weitere wesentliche
Verbesserung bewirkt.
-
Weiterhin
ist zur Einbringung von textilen Fäden oder vergleichbaren Halteelementen,
wie beispielsweise metallischen Drähten, ein Verfahren bekannt,
bei dem Maschinen und Vorrichtungen eingesetzt werden, die jeweils
ein Halteelement so um das Werkstück legen, dass dieses Halteelement
nach Abschluss des Verfahrens im wesentlichen spiralförmig um
das Werkstück
liegt. Bei diesem Verfahren ist es möglich, die Spannung im Halteelement
gezielt zu regeln, so dass bei Aufbringung mehrerer Halteelemente
die Spannungen dieser im wesentlichen gleich hoch gestaltet werden
können.
Nachteilig an dieser Lösung
ist neben der Tatsache, dass für
die Aufbringung jeweils ein Halteelement ein sehr hoher technischer
Aufwand betrieben werden muss, vor allem die Tatsache, dass die
einzeln und hintereinander aufzubringenden Halteelemente untereinander
nicht verknüpft,
verkettet oder in sonstiger Weise miteinander verbunden sind.
-
Ein
weiteres Verfahren zur Aufbringung von Halteelementen ist aus
DE 198 56 815 A1 bekannt. Dort
wird ein Kabel mit drei Halteelementen umflochten, wobei diese Halteelemente
untereinander verkettet sind. Die Verkettung geschieht dort in der
Art und Weise, dass jedes Halteelement von einem Greifelement manipuliert
wird, wobei die einzelnen Greifelemente derart gesteuert sind, das
stets ein Greifelement das Halteelement des vor ihm platzierten
Greifelements übernimmt.
-
Wegen
der speziellen Steuerung der Greifelemente derart, dass sich stets
ein Greifelement vor dem benachbarten Greifelement befindet, haftet
dieser Lösung
der Nachteil an, dass die Anzahl der die Halteelemente manipulierenden
Greifelemente aus Bauraumgründen
praktisch begrenzt ist. Um zu erreichen, dass stets ein Greifelement
vor dem benachbarten Greifelement platziert wird, ist es nicht möglich, dass
die Bewegung aller Greifelemente in einer Ebene erfolgt, was einen
erheblichen konstruktiven Aufwand nach sich zieht.
-
Theoretisch
ist diese Lösung
zwar auch mit mehr als drei Greifelementen realisierbar, was neben einem
sehr hohen technischen Aufwand jedoch zur Folge hat, dass die Arbeitsgeschwindigkeit
der die Greifelemente tragenden Vorrichtung aus maschinendynamischen
Gründen
sehr niedrig zu halten ist, was vor allem wirtschaftliche Nachteile
mit sich bringt.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund, ein Verfahren zu schaffen,
bei dem mehrere Halteelemente mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit verkettet
werden können.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.
-
Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ist es möglich,
eine Vielzahl von Halteelementen bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit
um das Werkstück
zu platzieren, wobei jeweils ein Halteelement mit den beiden benachbarten
Halteelementen verkettet ist.
-
Diese
Verkettung entsteht, indem jeweils ein Halteelement von einem Greiferelement
manipuliert wird, welches auf einer kreisbogenförmigen Bahn schwingend hin-
und herbewegt wird. Diese Bewegungsbahn liegt in einer Ebene, die
senkrecht zur Abzugsrichtung des Werkstückes aufgespannt wird. Durch
eine spezielle Anordnung der Greifelemente wird erreicht, dass ein
jeweiliges Greifelement das von im manipulierte Halteelement so
positioniert, dass es entweder vor oder hinter ein zweites Greifelement
platziert wird, um schließlich
von diesem übernommen
zu werden. Dieses das vom ersten Greifelement manipulierte erste
Halteelement übernehmende
zweite Greifelement manipuliert sein Halteelement nun in der Art
und Weise, dass dieses zweite Halteelement zu einem weiteren Greifelement so
positioniert wird, dass es von diesem übernommen werden kann, wobei
die Manipulation so erfolgt, dass ein Greifelement, welches ein
Halteelement übernommen
hat, welches in Abzugsrichtung des Werkstücks vor ihm platziert wurde,
sein von ihm manipuliertes Halteelement so positioniert, dass in
Abzugsrichtung des Werkstücks
hinter dem übernehmenden
Greifelement platziert wird, welches ein Halteelement übernommen
hat, welches in Abzugsrichtung des Werkstücks hinter ihm platziert wurde,
sein von ihm manipuliertes Halteelement so positioniert, dass in
Abzugsrichtung des Werkstücks
vor dem übernehmenden
Greifelement platziert wird.
-
Damit
ein Halteelement sicher von einem Greifelement übernommen werden kann, besitzen alle
Greifelemente an ihrer Spitze eine spezielle Erhebung, so dass diese
Erhebung zusammen mit dem Klingenschaft des Greifelementes und dem
von ihm manipulierten Halteelement ein Dreieck bildet, welches vom übernehmenden Greifelement
während seiner
kreisbogenförmigen
Bewegung durchdrungen wird. Dadurch wird das übernommene Halteelement um
den Klingenschaft des übernehmenden
Greifelementes gelegt. Im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Halteelement, das von dem Greifelement manipuliert wird,
von einem weiteren Greifelement übernommen.
Nachdem ein Greifelement das von ihm manipulierte Halteelement an
benachbartes Greifelement übergeben
hat und dieses von dem benachbarten Greifelement übernommen wurde, ändert es
die Richtung seiner Bewegung auf der kreisbogenförmigen Bewegungsbahn und gibt als
Folge dieser Bewegung das Halteelement frei, welches es zuvor selbst
von einem anderen Greifelement übernommen
hat. Dieses frei gegebene Halteelement umschlingt nun das Halteelement,
welches vom freigebenden Greifelement manipuliert wird, so dass
als Folge des gesamten Verfahrensablaufes ein jedes Halteelement
mit zwei weiteren Halteelementen verkettet ist und alle Halteelemente
zusammen das Werkstück
umketten.
-
Das
gemäß der Erfindung
vorgestellte Verfahren gestattet in vorteilhafter Weise eine Umflechtung
von Kabeln, Schläuchen
und ähnlichen
langgestreckten Werkstücken
mit einer Vielzahl von Halteelementen bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten, wobei
die Bewegungsbahnen aller Greifelemente vorteilhafterweise in einer
Ebene angeordnet werden können.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1: eine bevorzugte Ausführungsform
eines Greifelementes
-
2: eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
eines Greifelementes
-
3: eine Prinzipdarstellung
einer nach dem beschriebenen Verfahren arbeitende Vorrichtung
-
4: eine schaubildliche Ansicht
zweier Greifelemente
-
5: eine schaubildliche Ansicht
zweier Greifelemente
-
Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens
kommen vier Greifelemente (1, 2, 3, 4)
und vier Halteelemente (5,6,7,8)
zum Einsatz. Die vier Greifelemente (1, 2, 3, 4)
sind an den Haltern (9, 10, 11, 12)
angebracht, welche auf den Schwingwellen (13, 14, 15, 16)
befestigt sind, so dass sich die Greifelemente (1, 2, 3,4)
auf jeweils einer kreisbogenförmigen
Bahn hin- und herbewegen. Die Schwingwellen (13, 14, 15, 16)
sind so angebracht, dass untereinander jeweils den gleichen Abstand
aufweisen und dass auch der Abstand einer jeden Schwingwelle zur
Abzugslinie des Werkstücks jeweils
gleich groß ist.
Der zeitliche Verlauf und die Amplituden der Schwingbewegungen der
Schwingwellen (13, 14, 15, 16)
sind so abgestimmt, dass jeweils eines der Greifelemente (1, 2, 3, 4)
eine Position erreicht, in der das von ihm manipulierte Halteelement
von einem benachbarten Greifelement übernommen werden kann.
-
Das
Greifelement (1), welches ein erstes Halteelement (5)
manipuliert, besitzt an seiner Vorderseite eine Rille (17),
welche in einer Bohrung (18) mündet, die das Greifelement
an seiner Spitze durchdringt. Durch diese Rille (17) und
die Bohrung (18) wird das Halteelement (5) geführt, so
dass das Halteelement (5) von vorn nach hinten durch das
Greifelement (1) verläuft.
-
Das
zweite Greifelement (2), welches ein zweites Halteelement
(6) manipuliert, besitzt eine Rille (19), welche
sich jedoch an der Rückseite
des Greifelementes befindet, und eine Bohrung (20), durch
die das Halteelement (6), und zwar von hinten nach vorn,
geführt
wird.
-
Die
zeitliche Abstimmung der Bewegungen der Greifelemente (1)
und (2) erfolgt derart, dass der rechte Umkehrpunkt des
Greifelementes (1) kurz nach dem Erreichen des linken Umkehrpunktes
des Greifelementes (2) erreicht wird. Damit wird erreicht, dass
das Greifelement (2) ein Dreieck durchdringt, das von dem
Greiferauge (21), der Greiferklinge (22) und dem
Halteelement (5) gebildet wird. Dadurch wird, wie in 4 ersichtlich, das vom Greifelement (1)
manipulierte Halteelement (5) um das Greifelement (2)
gelegt und schließlich
von diesem übernommen.
-
Im
weiteren Verlauf des Verfahrens erreicht das Greifelement 82) eine
Position, in der es einem dritten Greifelement (3), welches
ein Halteelement (7) in der gleichen Art und Weise wie
das Greifelement (1), also durch eine Bohrung und von vorn
nach hinten gefädelt,
führt,
ermöglicht,
ein Dreieck zu durchdringen, welches diesmal vom Greiferauge (23) und
der Greiferklinge (24) des Greifelementes (2)
sowie dem vom Greifelement (2) geführten Halteelement (6)
gebildet wird, so dass das Greifelement (3) das Greifelement
(2) geführte
Halteelement (6) übernimmt
(vgl. 5).
-
Dieser
Vorgang des Übernehmens
eines von einem benachbarten Greifelement geführten Halteelements wiederholt
sich im Verlauf des Arbeitszyklus schließlich solange, bis erste Greifelement
(1) das vom vierten Greifelement (4) geführte Halteelement (8) übernimmt.
Prinzipiell wechseln sich die Situationen bei der Übernahme
von Halteelementen durch Greifelemente entsprechend 4 und 5 ständig einander
ab, so dass Greifelement nach 1,
welches ein Halteelement durch eine Bohrung (18) in Abzugsrichtung
des Werkstücks
gesehen von vorn nach hinten führt,
stets ein Halteelement übernimmt, welches
von einem Greifelement nach 2 durch eine
Bohrung von hinten nach vorn geführt
wird und umgekehrt.
-
- 1
- Greifelement
- 2
- Greifelement
- 3
- Greifelement
- 4
- Greifelement
- 5
- Halteelement
- 6
- Halteelement
- 7
- Halteelement
- 8
- Halteelement
- 9
- Halter
- 10
- Halter
- 11
- Halter
- 12
- Halter
- 13
- Schwingwelle
- 14
- Schwingwelle
- 15
- Schwingwelle
- 16
- Schwingwelle
- 17
- Rille
- 18
- Bohrung
- 19
- Rille
- 20
- Bohrung
- 21
- Greiferauge
- 22
- Greiferklinge
- 23
- Greiferauge
- 24
- Greiferklinge