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EP1069064A2 - Kabelführungsvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1069064A2
EP1069064A2 EP00810497A EP00810497A EP1069064A2 EP 1069064 A2 EP1069064 A2 EP 1069064A2 EP 00810497 A EP00810497 A EP 00810497A EP 00810497 A EP00810497 A EP 00810497A EP 1069064 A2 EP1069064 A2 EP 1069064A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
force
section
ascending
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00810497A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1069064B1 (de
EP1069064A3 (de
Inventor
Paul Gmeiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micafil AG
Original Assignee
Micafil AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micafil AG filed Critical Micafil AG
Publication of EP1069064A2 publication Critical patent/EP1069064A2/de
Publication of EP1069064A3 publication Critical patent/EP1069064A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1069064B1 publication Critical patent/EP1069064B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
    • B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
    • B65H59/387—Regulating unwinding speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00—Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
    • B65H49/18—Methods or apparatus in which packages rotate
    • B65H49/34—Arrangements for effecting positive rotation of packages

Definitions

  • the invention is based on a device for guiding a cable according to the preamble of claim 1.
  • a device of the aforementioned type is generally used to guide one unshielded cable between an outlet of the cable from one in one Autoclave rotatably mounted drum and an entrance to an outside of the Autoclaves arranged cable processing device, which in general as continuously working press is formed, in which the cable with a Sheathing is provided.
  • the cable is insulated in the autoclave dried and soaked with a liquid impregnating agent, in particular insulating oil. The quality of the sheathing corresponding to the desired requirements becomes reached when the cable with a predetermined speed and with a specified tensile force is drawn into the press.
  • the object of the invention is as defined in the claims to provide a cable routing device of the type mentioned in the introduction, in which compliance with the specified parameters is always with great certainty is guaranteed.
  • Each section can have a sensor system regarding the location of the cable and / or a force acting on the cable can be monitored. Will during this monitoring detected an excessive position or force deviation, so can this deviation is compensated for by suitable control of the drum drive and can cause undesirable large fluctuations in speed and the effective pulling force when pulling the cable into the Cable processing device regardless of the diameter of the cable or its Avoid leaving the cable.
  • the cable drum can therefore with horizontal, vertical or an axis in between be arranged.
  • Cable sections can be monitored independently of each other the cable routing device according to the invention by a particularly high Operational safety.
  • One in a downstream cable processing device The intended wrapping process can therefore be carried out with great precision become.
  • the cable is spatially separated from one another in at least one of the two Sections applied with an additional force, which in one of the drum facing section a small compared to the predetermined tensile force or in a section facing the cable processing device on the other hand, there can be a large amount of pretension, so that the force acting in both locally separated places is particularly easy to detect and can be used particularly advantageously for controlling the drum drive.
  • the part of the cable processing system shown in Figure 1 contains an autoclave 1, which receives a cable drum 2 rotatable about a vertical axis. A the rotation of the cable drum 2 causing shaft 3 is vacuum-tight Implementation with an electric arranged outside the autoclave 1 Drive 4 connected.
  • the autoclave has a pressure-tight or vacuum-tight housing 5 on with an obliquely upward, tapering nozzle Housing attachment 6.
  • the housing attachment 6 runs into a vertically guided flange out. This flange is part of a flange connection 7.
  • the counter flange of the Flange connection 7 is part of a guide housing 8, which essentially corresponds to the housing attachment 6, but with regard to the flange connection 7 is arranged mirror-symmetrically to it.
  • the guide housing 8 runs on his right end in a flange, which is part of a flange connection of the Guide housing 8 with a cable processing device 9 is.
  • the housing attachment 6 and the housing 8 are part of a cable routing device 10.
  • the cable routing device 10 enables a uniform unwinding for example, for the transmission of high voltage, unshielded Cable 11 with a diameter of typically 5 to 10 cm from the Cable drum 2 and ensures that the cable 11 with a predetermined Speed and predetermined tensile force to a cable entry 12 of the Cable processing device 9 is performed.
  • the uncovered cable is in device 9 11 provided with an envelope. For this step it is desirable that the uncovered cables with specified speed and specified tensile force is guided to the input 12 of the cable processing device 9.
  • the cable routing device 10 has, between an outlet 13 of the cable 11 from the drum 2 and the cable inlet 12, a guide element for suspending the cable 11 which is arranged higher than the cable outlet 13 and the cable inlet 12 and is designed in the manner of a saddle 14 .
  • a cable section 15 ascending in the manner of a (dotted) chain line K 15 is formed
  • a cable section 16 is descending in the manner of a (also dotted) chain line K 16 .
  • the chain lines reflect the position of the cable in the cable sections 15 and 16 when the cable is loaded with the speed and tensile force specified by the cable processing device 9.
  • the chain line K 16 is flatter than the chain line K 15 , since the cable in the cable section 16 is exposed to a considerably greater tensile force than in the cable section 15 because of the friction to be overcome in the saddle 14.
  • the position of the cable 11 and / or the force acting on the cable 11 is detected with the aid of two sensor systems 17, 18 (each shown schematically as a circle), of which the sensor system 17 monitors the cable section 15 and the sensor system 18 monitors the cable section 16.
  • the sensor systems 17 and 18 preferably detect the direction and / or the location coordinates of the cable 11 and have an incremental and / or a displacement sensor for this purpose.
  • the ascending cable section 15 is preferably subjected to a slight supporting force in its region located in the middle.
  • the cable is then led upwards from its position defined by the chain line K 15 and then assumes the position shown in broken lines in the figure. Depending on the effective tension, the cable can then fluctuate within a defined range around this position.
  • the supporting force is generated with a hollow arm 19 guiding the cable of a preferably hydraulically or pneumatically actuated supporting device 20 and detected by a force transducer contained in the sensor system 17.
  • the descending cable section 16 is preferably subjected to a pretensioning force that is large in relation to the supporting force in its region located in the middle.
  • the cable is then led downward from the chain line K 16 and is in the position shown in dashed lines in the figure. Depending on the effective tension, the cable can then fluctuate within a defined range around this position.
  • the pretensioning force is generated with an arm 21 pressed onto the cable by a preferably hydraulically or pneumatically actuated positioning device 22 and detected by a force transducer contained in the sensor system 18.
  • Secure routing of the cable 11 in the falling cable section 16 not far from the Flange 80 is by an above or by a below the cable arranged and respectively bent away from the cable guide plate 81 and 82nd reached.
  • the operation of the guide device is as follows: After a process step carried out in the autoclave 1, in which the uncovered cable 11 is dried and soaked with a liquid impregnating agent, such as insulating oil, the cable 11 is, in turn with the auxiliary rope, through the Arm 19, pulled over the saddle 14 and through the arm 21 to the input 12 of the cable processing device 9 and acted upon with the tensile force specified during normal operation of the cable processing device.
  • the arms 19 and 21 are positioned with the positioning devices so that they rest on the cable practically without force.
  • the cable sections 15 and 16 then each have the shape of the chain lines K 15 and K 16 .
  • the positioning device 20 applies the low supporting force to the cable in the cable section 15 and guides it into the position shown in broken lines in the figure.
  • the arm 19 has defined spatial coordinates and is perpendicular to the drawing plane by an angle ⁇ with respect to the vertical and by an angle ⁇ which cannot be seen in the figure and which is dependent on the position of the cable outlet 13 to the plane of the drawing.
  • the positioning device 22 acts on the cable in the cable section 16 with the pretensioning force, which is large compared to the supporting force, and guides it into the position shown in broken lines in the figure.
  • the upper end of the arm 21 has defined spatial coordinates and the part of the cable located between the upper end of the arm 21 and the saddle 14 forms an angle ⁇ with the vertical in the plane of the drawing.
  • the angles ⁇ and ⁇ as well as the supporting force and the pretensioning force are stored as setpoints in the control and regulating device 25.
  • the drive 4 By actuating the drive of the cable processing device 9, not shown and the drive 4 is now the cable 11 while maintaining the predetermined Traction at the predetermined speed through the cable processing device 9 pulled and encased.
  • the speed of the Cable routing device 10 stepping cable 11 with the preferably as Incremental encoder trained speed sensor 24 detected.
  • the speed of the housing approach 6 stepping cable with the speed sensor 23 detected.
  • the one of the two Sensors 23 and 24 detected speed values are in the control and Control device 25 compared with each other. With an impermissibly large Deviation, a control signal is generated and by accelerating or braking the cable drum 2 using the drive 4 again equality Speed values reached.
  • This control based on a speed measurement is one on one Position and / or force monitoring of the arm 19 or the arm 21 based Control overlaid.
  • the control device 25 determines that the parameters continuously determined by the sensor systems 17 and 18, such as the Location coordinates of the arms 19 and 21 and / or the angles ⁇ and ⁇ and / or the Forces such as supporting or prestressing force in an impermissibly large way from the setpoint deviate, it controls the drive 4 in such a way that this deviation is eliminated.
  • the sensor system 17 recognizes an angle ⁇ ′ which is relatively small compared to the angle ⁇ and / or one opposite stored support force low support force. Does this angle or the supporting force deviate If the target angle ⁇ or the (stored) target support force is too strong, the brakes Control and regulating device 25 from the drive 4 until this deviation is within a permissible fluctuation range. However, the tax and control device 25 an angle that is too large or an excessive support force firmly, the drive 4 is accelerated until the determined deviation is within the permissible fluctuation range.
  • the sensor system 18 detects one compared to the angle ⁇ relatively small ⁇ 'and / or one compared to the stored preload small preload. Does this angle or the Preload force too strong from the target angle ⁇ or the (stored) target pretension force from, the control and regulating device 25 brakes the drive 4 until this deviation lies within a permissible fluctuation range. Poses on the other hand, the control and regulating device 25 is too large an angle or too large preload, the drive 4 is accelerated until the determined deviation lies within the permissible fluctuation range.
  • the guide element 26 is opposite Guide element 14 and the cable outlet 13 and the cable entry 12 after staggered below.
  • the between the two Guide elements 14 and 26 descending cable section 16 is also a between the guide element 26 and the cable entry 12 ascending Cable section 27 formed.
  • a Sensor system 28 is provided which, like the sensor systems 17 and 18, the position of the cable and / or a force acting on the cable and on the in 2 control and regulating device 25, not shown, act. Through this Additional monitoring of the cable will improve the operational safety of the Guide device 10 additionally increased.
  • the device generally suffices if at least one of the three cable sections 15, 16, 27 from one of the sensor systems 17, 18, 28 is monitored.

Landscapes

  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Filamentary Materials, Packages, And Safety Devices Therefor (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung (10) ist zum Führen eines Kabels (11) von einem Abgang (13) einer von einem Antrieb (4) gedrehten Kabeltrommel (2) an einen Eingang (12) eines das Kabel mit vorgegebener Geschwindigkeit und Zugkraft einziehenden Kabelbearbeitungsgerätes (9) vorgesehen. Sie weist zwischen dem Kabelabgang (13) und einem Kabeleingang (12) des Kabelbearbeitungsgeräts (9) ein Element (14, 26) auf zum Führen des Kabels (11) unter Bildung mindestens eines aufsteigenden (15, 27) und eines abfallenden Kabelabschnitts (16). Der aufsteigende Kabelabschnitt (15, 27) wird mit einem ersten (17, 28) und/oder der abfallende Kabelabschnitt (16) mit einem zweiten Sensorsystem (18) jeweils zum Erfassen der Lage des Kabels und/oder einer auf das Kabel wirkenden Kraft überwacht. Die von den Sensorsystemen (17, 18, 28) erfassten Grössen dienen der Regelung des Antriebs (4).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Vorrichtung zum Führen eines Kabels nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Eine Vorrichtung der vorgenannten Art dient im allgemeinen der Führung eines unbeschirmten Kabels zwischen einem Abgang des Kabels von einer in einem Autoklaven drehbar gelagerten Trommel und einem Eingang eines ausserhalb des Autoklaven angeordneten Kabelbearbeitungsgeräts, welches im allgemeinem als kontinuierlich arbeitende Presse ausgebildet ist, in der das Kabel mit einer Ummantelung versehen wird. Zuvor wird eine Isolation des Kabels im Autoklaven getrocknet und mit einem flüssigen Imprägniermittel, insbesondere Isolieröl, getränkt. Eine den erwünschten Anforderungen entsprechende Güte der Ummantelung wird erreicht, wenn das Kabel mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und mit einer vorgegebenen Zugkraft in die Presse eingezogen wird. Diese vorgebenen Parameter werden im allgemeinen eingehalten durch Überwachung der Geschwindigkeit des Kabels zwischen dem Kabelabgang und dem Kabeleingang und durch eine die Kabelgeschwindigkeit mit Sollwerten vergleichende Steuer- und Regelvorrichtung, welche je nach Abweichung der miteinander verglichenen Werte einen Antrieb der Kabeltrommel beschleunigt oder abbremst.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelführungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Einhaltung der vorgegebenen Parameter stets mit grosser Sicherheit gewährleistet ist.
Bei der Kabelführungsvorrichtung nach der Erfindung wird das unbemantelte Kabel unter Bildung eines abfallenden und eines aufsteigenden Kabelabschnitts geführt. Jeder Abschnitt kann mit einem Sensorsystem hinsichtlich der Lage des Kabels und/oder einer auf das Kabel wirkenden Kraft überwacht werden. Wird während dieser Überwachung eine zu grosse Lage- oder Kraftabweichung erkannt, so kann durch geeignete Ansteuerung des Trommelantriebs diese Abweichung kompensiert werden und können so unerwünscht grosse Schwankungen der Geschwindigkeit und der wirksamen Zugkraft beim Einziehen des Kabels in das Kabelbearbeitungsgerät unabhängig vom Durchmesser des Kabels oder seines Abgangs vom Kabel vermieden werden. Die Kabeltrommel kann daher mit horizontaler, vertikaler oder einer dazwischen liegend ausgerichteten Achse angeordnet sein.
Da zudem zwei örtlich getrennte und unterschiedlichen Bedingungen unterworfene Kabelabschnitte unabhängig voneinander überwacht werden können, zeichnet sich die Kabelführungsvorrichtung nach der Erfindung durch eine besonders hohe Betriebssicherheit aus. Ein in einem nachgeschalteten Kabelbearbeitungsgerät vorgesehener Ummantelungsprozess kann daher mit grosser Präzision ausgeführt werden.
Wird das Kabel in mindestens einem der beiden örtlich voneinander getrennten Abschnitte mit einer Zusatzkraft beaufschlagt, welche in einem der Trommel zugewandten Abschnitt eine gegenüber der vorgegebenen Zugkraft kleine Stützkraft oder in einem dem Kabelbearbeitungsgerät zugewandten Abschnitt eine demgegenüber grosse Vorspannkraft sein kann, so kann die auf das Kabel an den beiden lokal getrennten Stellen wirkende Kraft besonders einfach erfasst und besonders vorteilhaft zur Regelung des Trommelantriebs verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig.1
eine Seitenansicht eines überwiegend im Prinzip dargestellten Teils einer Kabelverarbeitungsanlage mit einem eine Kabeltrommel aufnehmenden Autoklaven sowie mit einer ersten Ausführungsform der Kabelführungsvorrichtung nach der Erfindung, bei der dem Betrachter zugewandte Teile von Autoklaven- und Führungsgehäuse entfernt worden sind, und
Fig.2
eine Seitenansicht eines im Prinzip dargestellten Teils einer Kabelverarbeitungsanlage mit einer zweiten Ausführungsform der Kabelführungsvorrichtung nach der Erfindung, bei der das Führungsgehäuse entfernt worden ist.
WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In beiden Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Der in Fig.1 dargestellte Teil der Kabelverarbeitungsanlage enthält einen Autoklaven 1, welcher eine um eine vertikale Achse drehbare Kabeltrommel 2 aufnimmt. Eine die Drehung der Kabeltrommel 2 bewirkende Welle 3 ist über eine vakuumfeste Durchführung mit einem ausserhalb des Autoklaven 1 angeordneten elektrischen Antrieb 4 verbunden. Der Autoklav weist ein druck- bzw. vakuumdichtes Gehäuse 5 auf mit einem schräg nach oben geführten, sich düsenförmig verjüngenden Gehäuseansatz 6. Der Gehäuseansatz 6 läuft in einen vertikal geführten Flansch aus. Dieser Flansch ist Teil einer Flanschverbindung 7. Der Gegenflansch der Flanschverbindung 7 ist Teil eines Führungsgehäuses 8, welches im wesentlichen dem Gehäuseansatz 6 entspricht, jedoch hinsichtlich der Flanschverbindung 7 spiegelsymmetrisch dazu angeordnet ist. Das Führungsgehäuse 8 läuft an seinem rechten Ende in einem Flansch aus, welcher Teil einer Flanschverbindung des Führungsgehäuses 8 mit einem Kabelbearbeitungsgerät 9 ist.
Der Gehäuseansatz 6 und das Gehäuse 8 sind Teil einer Kabelführungsvorrichtung 10. Die Kabelführungsvorrichtung 10 ermöglicht ein gleichmässiges Abwickeln eines beispielsweise zur Übertragung von Hochspannung bestimmten, unbeschirmten Kabels 11 mit einem Durchmesser von typischerweise 5 bis 10 cm von der Kabeltrommel 2 und sorgt dafür, dass das Kabel 11 mit vorgegebener Geschwindigkeit und vorgegebener Zugkraft an einen Kabeleingang 12 des Kabelbearbeitungsgerätes 9 geführt wird. Im Gerät 9 wird das unbemantelte Kabel 11 mit einer Umhüllung versehen. Für diesen Arbeitsgang ist es erwünscht, dass das unbemantelte Kabel mit vorgebenener Geschwindigkeit und vorgegebener Zugkraft an den Eingang 12 des Kabelbearbeitungsgerätes 9 geführt wird.
Um diese Kabelführung zu erreichen, weist die Kabelführungsvorrichtung 10 zwischen einem Abgang 13 des Kabels 11 von der Trommel 2 und dem Kabeleingang 12 ein gegenüber dem Kabelabgang 13 und dem Kabeleingang 12 erhöht angeordnetes und nach Art eines Sattels 14 ausgebildetes Führungselement zum Aufhängen des Kabels 11 auf. Hierbei bildet sich zwischen dem Kabelabgang 13 und dem Sattel 14 ein nach Art einer (punktiert gezeichneten) Kettenlinie K15 aufsteigender Kabelabschnitt 15 und zwischen dem Sattel 14 und dem Kabeleingang 12 ein nach Art einer (ebenfalls punktiert gezeichneten) Kettenlinie K16 abfallender Kabelabschnitt 16 aus. Die Kettenlinien geben die Position des Kabels in den Kabelabschnitten 15 und 16 wieder, wenn das Kabel mit der vom Kabelbearbeitungsgerät 9 vorgegebenen Geschwindigkeit und Zugkraft belastet wird. Die Kettenlinie K16 ist flacher ausgebildet als die Kettenlinie K15, da das Kabel im Kabelabschnitt 16 wegen der im Sattel 14 zu überwindenden Reibung einer erheblich grösseren Zugkraft ausgesetzt ist als im Kabelabschnitt 15.
Die Lage des Kabels 11 und/oder die auf das Kabel 11 wirkende Kraft wird mit Hilfe von zwei (jeweils schematisch als Kreis dargestellten) Sensorsystemen 17, 18 erfasst, von denen das Sensorsystem 17 den Kabelabschnitt 15 und das Sensorsystem 18 den Kabelabschnitt 16 überwacht. Die Sensorsysteme 17 bzw. 18 erfassen vorzugsweise die Richtung und/oder die Ortskoordinaten des Kabels 11 und weisen zu diesem Zweck einen Inkremental- und/oder einen Wegaufnehmer auf. Der aufsteigende Kabelabschnitt 15 ist vorzugsweise in seinem in der Mitte gelegenen Bereich mit einer geringen Stützkraft beaufschlagt. Das Kabel ist dann von seiner durch die Kettenlinie K15 festgelegten Lage weg nach oben geführt und nimmt dann die in der Figur gestrichelt dargestellte Position ein. Je nach wirksamer Zugspannung kann das Kabel dann innerhalb eines definierten Bereiches um diese Position herum schwanken. Die Stützkraft wird mit einem das Kabel führenden hohlen Arm 19 einer vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stützvorrichtung 20 erzeugt und von einem im Sensorsystem 17 enthaltenen Kraftaufnehmer erfasst.
Der absteigende Kabelabschnitt 16 ist vorzugsweise in seinem in der Mitte gelegenen Bereich mit einer gegenüber der Stützkraft grossen Vorspannkraft beaufschlagt. Das Kabel ist dann von der Kettenlinie K16 weg nach unten geführt und befindet sich in der in der Figur gestrichelt dargestellten Position. Je nach wirksamer Zugspannung kann das Kabel dann innerhalb eines definierten Bereiches um diese Position herum schwanken. Die Vorspannkraft wird mit einem auf das Kabel gepressten Arm 21 einer vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Positioniervorrichtung 22 erzeugt und von einem im Sensorsystem 18 enthaltenen Kraftaufnehmer erfasst.
Eine sichere Führung des Kabels 11 im abfallenden Kabelabschnitt 16 unweit des Flansches 80 wird durch ein oberhalb bzw. durch ein unterhalb des Kabels angeordnetes und jeweils vom Kabel weggebogenes Führungsblech 81 bzw. 82 erreicht.
Im Bereich des Sattels 14 ist eine die Geschwindigkeit des Kabels 11 beim Verlassen des Gehäuseansatzes 6 erfassender Sensor 23 und nach dem Kabeleingang 12 ein weiterer die Kabelgeschwindigkeit erfassender Sensor 24 angeordnet. Die von den Sensoren 17, 18, 23 und 24 erfassten Daten werden einer Steuer- und Regelvorrichtung 25 zugeführt und nach Vergleich mit gespeicherten Sollwerten gegebenenfalls Ausgangssignale gebildet, mit denen der Antrieb 4 und/oder mindestens eine der beiden Positioniervorrichtungen 20 und 22 angesteuert werden.
Die Wirkungsweise der Führungsvorrichtung ist wie folgt: Nach einem im Autoklaven 1 ausgeführten Verfahrensschritt, bei dem das unbemantelte Kabel 11 getrocknet und mit einem flüssigen Imprägniermittel, wie Isolieröl, getränkt wird, wird das Kabel 11, beispielsweise mit einem Hilfsseil, der Reihe nach durch den Arm 19, über den Sattel 14 sowie durch den Arm 21 an den Eingang 12 des Kabelbearbeitungsgerätes 9 gezogen und mit der beim normalen Betrieb des Kabelbearbeitungsgeräts vorgegebenen Zugkraft beaufschlagt. Die Arme 19 und 21 werden mit den Positioniervorrichtungen so positioniert, dass sie praktisch kräftefrei auf dem Kabel aufliegen. Die Kabelabschnitte 15 und 16 weisen dann jeweils die Form der Kettenlinien K15 und K16 auf. Durch das Positioniergerät 20 wird das Kabel im Kabelabschnitt 15 mit der geringen Stützkraft beaufschlagt und in die in der Figur gestrichelt dargestellte Position geführt. In dieser Position weist der Arm 19 definierte Ortskoordinaten auf und ist in der Zeichnungsebene um einen Winkel α gegenüber der Vertikalen und um einen aus der Figur nicht ersichtlichen Winkel γ, welcher abhängig ist von der Lage des Kabelabgangs 13, gegenüber der Vertikalen in einer senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Ebene geneigt. Durch das Positioniergerät 22 wird das Kabel im Kabelabschnitt 16 mit der gegenüber der Stützkraft grossen Vorspannkraft beaufschlagt und in die in der Figur gestrichelt dargestellte Position geführt. In dieser Position weist das obere Ende des Arms 21 definierte Ortskoordinaten auf und bildet der zwischen dem oberen Ende des Arms 21 und dem Sattel 14 befindliche Teil des Kabels mit der Vertikalen in der Zeichnungsebene einen Winkel β. Die Winkel α und β sowie die Stützkraft und die Vorspannkraft werden als Sollwerte in der Steuer- und Regelvorrichtung 25 gespeichert.
Durch Betätigung des nicht dargestellten Antriebs des Kabelbearbeitungsgerätes 9 und des Antriebs 4 wird nun das Kabel 11 unter Beibehalt der vorbestimmten Zugkraft mit der vorbestimmten Geschwindigkeit durch das Kabelbearbeitungsgerät 9 gezogen und ummantelt. Für eine qualitativ hochwertiges Kabel ist es von grosser Bedeutung, dass Zugkraft und Einzugsgeschwindigkeit lediglich innerhalb enger Toleranzen schwanken. Daher wird die Geschwindigkeit des aus der Kabelführungsvorrichtung 10 tretenden Kabels 11 mit dem vorzugsweise als Inkrementalgeber ausgebildeten Geschwindigkeitssensor 24 erfasst. In entsprechender Weise wird auch die Geschwindigkeit des aus dem Gehäuseansatz 6 tretenden Kabels mit dem Geschwindigkeitssensor 23 erfasst. Die von den beiden Sensoren 23 und 24 erfassten Geschwindigkeitswerte werden in der Steuer- und Regelvorrichtung 25 miteinander verglichen. Bei einer unzulässig grossen Abweichung wird ein Steuersignal erzeugt und durch Beschleunigen oder Bremsen der Kabeltrommel 2 mit Hilfe des Antriebs 4 wieder Gleichheit der Geschwindigkeitswerte erreicht.
Dieser auf einer Geschwindigkeitsmessung basierenden Steuerung ist eine auf einer Lage- und/oder Kraftüberwachung des Arms 19 bzw. des Arms 21 basierende Steuerung überlagert. Stellt nämlich die Steuer- und Regelvorrichtung 25 fest, dass die von den Sensorsystemen 17 bzw. 18 fortlaufend ermittelten Parameter, wie die Ortskoordinaten der Arme 19 bzw. 21 und/oder die Winkel α bzw. β und/oder die Kräfte, wie Stütz- bzw. Vorspannkraft, in unzulässiger grosser Weise vom Sollwert abweichen, so regelt sie den Antrieb 4 derart, dass diese Abweichung entfällt.
Befinden sich beispielsweise das Kabel und die Positioniervorrichtung 20 in der in der Figur durchgezogen dargestellten Position, so erkennt das Sensorsystem 17 einen gegenüber dem Winkel α relativ kleinen Winkel α' und/oder eine gegenüber gespeicherten Stützkraft geringe Stützkraft. Weicht dieser Winkel bzw. die Stützkraft zu stark vom Sollwinkel α bzw. der (gespeicherten) Sollstützkraft ab, so bremst die Steuer- und Regelvorrichtung 25 den Antrieb 4 solange ab bis diese Abweichung innerhalb eines zulässigen Schwankungsbereichs liegt. Stellt hingegen die Steuer- und Regelvorrichtung 25 einen zu grossen Winkel bzw. eine zu grosse Stützkraft fest, so wird der Antrieb 4 solange beschleunigt bis die ermittelte Abweichung innerhalb des zulässigen Schwankungsbereichs liegt.
Befinden sich das Kabel und die Positioniervorrichtung 22 in der in der Figur durchgezogen dargestellten Position, so erkennt das Sensorsystem 18 einen gegenüber dem Winkel β relativ kleinen β' und/oder eine gegenüber der gespeicherten Vorspannkraft kleine Vorspannkraft. Weicht dieser Winkel bzw. die Vorspannkraft zu stark vom Sollwinkel β bzw. der (gespeicherten) Sollvorspannkraft ab, so bremst die Steuer- und Regelvorrichtung 25 den Antrieb 4 solange ab bis diese Abweichung innerhalb eines zulässigen Schwankungsbereichs liegt. Stellt hingegen die Steuer- und Regelvorrichtung 25 einen zu grossen Winkel bzw. eine zu grosse Vorspannkraft fest, so wird der Antrieb 4 solange beschleunigt bis die ermittelte Abweichung innerhalb des zulässigen Schwankungsbereichs liegt.
Bei der Ausführungsform der Führungsvorrichtung gemäss Fig.2 wird das unbemantelte Kabel im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig.1 zusätzlich noch über ein Element 26 geführt. Das Führungselement 26 ist gegenüber dem Führungselement 14 sowie dem Kabelabgang 13 und dem Kabeleingang 12 nach unten versetzt angeordnet. Neben dem zwischen dem Kabeleingang 12 und dem Führungselement 14 aufsteigenden Kabelabschnitt 15, dem zwischen den beiden Führungselementen 14 und 26 absteigender Kabelabschnitt 16 wird so auch ein zwischen dem Führungselement 26 und dem Kabeleingang 12 aufsteigender Kabelabschnitt 27 gebildet. Zur Überwachung des Kabelabschnitts 27 ist ein Sensorsystem 28 vorgesehen, welches wie die Sensorsysteme 17 und 18 die Lage des Kabels und/oder einer auf das Kabel wirkenden Kraft erfassen und auf die in Fig.2 nicht dargestellte Steuer- und Regelvorrichtung 25 wirken. Durch diese zusätzliche Überwachung des Kabels wird die Betriebssicherheit der Führungsvorrichtung 10 zusätzlich erhöht. Für einen sicheren Betrieb der Vorrichtung reicht es aber im allgemeinen vollkommen aus, wenn mindestens einer der drei Kabelabschnitte 15, 16, 27 von einem der Sensorsysteme 17, 18, 28 überwacht wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Autoklav
2
Kabeltrommel
3
Welle
4
Antrieb
5
Gehäuse
6
Gehäuseansatz
7
Flanschverbindung
8
Führungsgehäuse
9
Kabelbearbeitungsgerät
10
Kabelführungsvorrichtung
11
Kabel
12
Eingang
13
Kabelabgang
14
Sattel
15, 16
Kabelabschnitte
17, 18
Sensorsysteme
19, 21
Arme
20, 22
Positioniervorrichtungen
23, 24
Sensoren
25
Steuer- und Regelvorrichtung
26
Führungselement
27
Kabelabschnitt
28
Sensorsystem
81, 82
Führungsbleche
K15, K16
Kettenlinien
α, β
Lagewinkel

Claims (12)

  1. Vorrichtung (10) zum Führen eines Kabels (11) von einem Abgang (13) einer von einem Antrieb (4) gedrehten Kabeltrommel (2) an einen Eingang (12) eines das Kabel mit vorgegebener Geschwindigkeit und Zugkraft einziehenden Kabelbearbeitungsgerätes (9), bei der eine Steuer- und Regelvorrichtung (25) auf den Antrieb (4) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (10) zwischen dem Kabelabgang (13) und einem Kabeleingang (12) des Kabelbearbeitungsgeräts (9) ein Element (14, 26) aufweist zum Führen des Kabels (11) unter Bildung mindestens eines aufsteigenden (15, 27) und eines abfallenden Kabelabschnitts (16), und dass mindestens ein den aufsteigenden Kabelabschnitt (15, 27) überwachendes erstes (17, 28) und/oder ein den abfallenden Kabelabschnitt (16) überwachendes zweites Sensorsystem (18) vorgesehen sind jeweils zum Erfassen der Lage des Kabels und/oder einer auf das Kabel wirkenden Kraft und zur Weitergabe der erfassten Grössen an die Steuer- und Regelvorrichtung (25).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (14) gegenüber dem Kabelabgang (13) und dem Kabeleingang (12) erhöht angeordnet und nach Art eines Sattels (14) ausgebildet ist und dem Aufhängen des Kabels (11) dient unter Bildung eines zwischen dem Kabelabgang (13) und dem Sattel (14) aufsteigenden (15) und eines zwischen dem Sattel (14) und dem Kabeleingang (12) abfallenden Kabelabschnitts (16).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungselemente (14, 26) vorgesehen sind, von denen ein erstes (14) gegenüber dem Kabelabgang (13) und dem Kabeleingang (12) erhöht und ein zweites (26) gegenüber dem ersten (14) sowie dem Kabelabgang (13) und dem Kabeleingang (12) nach unten versetzt angeordnet ist, derart, dass zwischen dem Kabeleingang (12) und dem ersten Führungselement (14) ein aufsteigender erster Kabelabschnitt (15), zwischen dem ersten und dem zweiten Führungselement ein absteigender Kabelabschnitt (16) und zwischen dem zweiten Führungselement und dem Kabeleingang (12) ein aufsteigender zweiter Kabelabschnitt angeordnet ist, und dass mindestens einer der drei Kabelabschnitte (15, 16, 27) von einem der Sensorsysteme (17, 18, 28) überwacht ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste (17, 28) und/oder das zweite Sensorsystem (18) jeweils die Ortskoordinaten und/oder die Richtung des Kabels (11) erfassen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste (17, 28) und/oder das zweite Sensorsystem (18) jeweils einen Weg- und/oder einen Inkrementalgeber enthalten.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abfallende Kabelabschnitt (16) vorzugsweise in seinem in der Mitte gelegenem Bereich mit Vorspannkraft beaufschlagt ist, derart, dass das Kabel (11) von seiner durch die vorgegebene Zugkraft des Kabelbearbeitungsgerätes (9) festgelegten Kettenlinie (K16) innerhalb eines definierten Schwankungsbereiches weg nach unten geführt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft mit einem auf das Kabel (11) gepressten Arm (9) einer vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Positioniervorrichtung (22) erzeugbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorsystem (18) einen die Vorspannkraft erfassenden Kraftgeber aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aufsteigende Kabelabschnitt (15) vorzugsweise in seinem in der Mitte gelegenenen Bereich mit einer gegenüber der Vorspannkraft geringen Stützkraft beaufschlagt ist, derart, dass das Kabel (11) von seiner durch eine vorgegebene geringe Zugkraft festgelegten Kettenlinie (K16) nach oben geführt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkraft mit einem das Kabel (11) führenden, hohlen Arm (19) einer vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stützvorrichtung (20) erzeugbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensorsystem (17) einen die Stützkraft erfassenden Kraftgeber aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein drittes Sensorsystem vorgesehen ist mit einem die Geschwindigkeit des Kabels (11) vorzugsweise im Bereich des Sattels (14) erfassenden Sensor (23).
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