Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Kabeln oder Schläuchen

Dokumentenidentifikation	DE19919295B4 14.04.2005
Titel	Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Kabeln oder Schläuchen
Anmelder	Altin Nähtechnik GmbH, 04600 Altenburg, DE
Erfinder	Rattay, Frank, 04600 Altenburg, DE
DE-Anmeldedatum	28.04.1999
DE-Aktenzeichen	19919295
Offenlegungstag	02.11.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung	14.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt	14.04.2005
IPC-Hauptklasse	D07B 7/14
IPC-Nebenklasse	H01B 13/26 F16L 11/02

Beschreibung[de]

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.

1Greifelement 2Greifelement 3Greifelement 4Greifelement 5Halteelement 6Halteelement 7Halteelement 8Halteelement 9Halter 10Halter 11Halter 12Halter 13Schwingwelle 14Schwingwelle 15Schwingwelle 16Schwingwelle 17Rille 18Bohrung 19Rille 20Bohrung 21Greiferauge 22Greiferklinge 23Greiferauge 24Greiferklinge

Anspruch[de]

Verfahren zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Kabeln oder Schläuchen durch Aufbringen von mehreren aus textilem oder metallischem Material bestehenden untereinander verketteten Halteelementen, wobei jedes Halteelement von einem Greifelement manipuliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifelemente derart gesteuert sind, dass sie die manipulierten Halteelemente abwechselnd vor beziehungsweise hinter ein benachbartes Greifelement so positionieren, damit es von diesem benachbarten Greifelement übernommen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes Greifelement auf einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn schwingend hin- und herbewegt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bewegungsbahnen aller Greifelemente in einer gemeinsamen Bewegungsebene befinden.

Es folgen 3 Blatt Zeichnungen

IPC
A	Täglicher Lebensbedarf
B	Arbeitsverfahren; Transportieren
C	Chemie; Hüttenwesen
D	Textilien; Papier
E	Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F	Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G	Physik
H	Elektrotechnik

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