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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Kabelbearbeitungseinrichtung, umfassend
einen Schwenkarm, der an einem in horizontaler Richtung schwenkbaren und
in Längsrichtung des Schwenkarms verschiebbaren Schlitten
festgelegt ist und am vorderen Enden einen Kopf trägt,
in dem zumindest ein Greifer und ein Düsenrohr aufnehmbar
sind, wobei ein erster Motor für die Schwenkung des Schlittens,
ein zweiter Motor für die Verschiebung des Schlittens und
ein dritter Motor für eine Betätigung des Greifers
vorgesehen ist, und wobei der dritte Motor ein relativ bewegliches
Arbeitsglied umfasst, das durch zumindest ein Stellglied mit dem
Greifer verbunden ist, das kraftleitend an dem Greifer angreift.
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Stand der Technik
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Eine
solche Kabelbearbeitungseinrichtung ist aus der
EP 1447888 bekannt. Der Greiferantrieb ist
dabei in dem Schwenkarm angebracht, was insgesamt betrachtet, zu
einem relativ geringen Gewicht führt, es aber erforderlich
macht, den Greiferantrieb und die zugehörigen, stationären
Einrichtungen durch flexible Druckmittelschläuche und/oder
Versorgungskabel zu verbinden. Das hat während des normalen
Betriebs einer solchen Kabelbearbeitungseinrichtung eine andauernde
Beugung der flexiblen Druckmittelschläuche und/oder Versorgungskabel zur
Folge und führt zu häufigen Ausfällen
und Betriebsunterbrechungen der Einrichtung.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine solche Vorrichtung derart
weiter zu entwickeln, dass bei einem noch mehr verminderten Gewicht
der relativ beweglichen Teile keine den Schlitten überbrückenden,
flexiblen Schläuche oder Kabel mehr für eine Betätigung
des Greifers mehr benötigt werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung
nach dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch
1 gelöst. Auf vorteilhafte Weiterbildungen nehmen die Unteransprüche
Bezug.
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Erfindungsgemäß ist
es zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Kabelbearbeitungseinrichtung
der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der dritte Motor stationär
in einer den Schlitten aufnehmenden Führung oder in einem
die Führung tragenden Maschinengestell gelagert ist und
dass das Stellglied den Schlitten gelenkig und/oder flexibel überbrückend
mit dem Greifer verbunden ist. Dabei geht die Erfindung aus von
der Erkenntnis, dass die Amplitude der Schwenkbewegungen und der
hin- und hergehenden Verschiebung des Schlittens nur von geringer
Größe sind und problemlos durch ein entsprechend
gestaltetes Stellglied überwunden werden kann, insbesondere,
wenn die den Schwenkarm tragenden Teile hohl ausgebildet sind. Das
Stellglied kann dann anteilig innerhalb der Teile angeordnet sein
und die außerhalb befindlichen Teile, insbesondere den
dritten Motor und den Greifer miteinander verbinden. Der dritte
Motor kann daher ebenso wie die übrigen Motoren stationär
gelagert sein mit dem Vorteil, dass die beweglichen Teile der Kabelbearbeitungseinrichtung
völlig von seinem Gewicht und seiner Trägheitsmasse
entlastet sind und dass keine flexiblen und dadurch störanfälligen
Kabel- und Versorgungsleitungen mehr zu seinem Betrieb benötigt werden.
Der Schwenkarm kann dadurch wesentlich leichter als bisher gebaut
und mit geringen Antriebskräften schneller beschleunigt,
abgebremst und bewegt werden als bisher.
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Der
dritte Motor kann dabei durch zumindest eine Kolben-/Zylindereinheit
und/oder einen Elektromotor gebildet sein, d. h. durch kostengünstig
im Markt verfügbare Einheiten.
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Als
vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn das Stellglied zumindest
ein die Führung zentral durchdringendes Seil oder einen
Riemen umfasst, dass bzw. der mit dem Greifer direkt oder indirekt
verbunden ist. Das Seil kann dabei in zumindest einem Teilbereich
durch ein zugsteifes Gestänge ersetzt ist. Die sich in
Seilen unter einer Dauerbelastung ergebende Anfangsdehnung lässt
sich dadurch vermindern. Bevorzugt gelangen dehnungsarme Kreuzschlagseile aus
Stahl zur Anwendung.
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Das
Stellglied kann eine um ihre Achse verdrehbare Welle umfassen, die
in dem Schwenkarm aufgenommen ist und an dem Greifer angreift. Der Greifer
kann dabei zwei gegenläufig angetriebene Greiferbacken
umfassen, die mit ineinander eingreifenden Zähnen oder
Zacken versehen sind, um das zu bearbeitende Kabel sicher zu ergreifen.
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Als
vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Welle zur Reduzierung
des Gewichtes und der Massenträgheit hohl gestaltet ist.
Sie kann aus Aluminium oder aus einem faserarmierten Kunststoff
bestehen.
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Um
die Welle in die zu einer Betätigung des Greifers erforderliche
Schwenkbewegung zu versetzen, besteht die Möglichkeit,
die Schwenkbewegung als solche unmittelbar umzulenken zum Arbeitsglied des
dritten Motors. Dies kann durch zumindest einen flexiblen Kegeltrieb
und/oder eine Gelenkwelle erreicht werden, die den Schlitten überbrücken.
Dabei geht die Erfindung aus von der Erkenntnis, dass die absolute
Größe der Verschiebung des Schwenkarms in dem
Schlitten nur von geringer Größe ist und nur etwa
20 mm beträgt. Bei einem Abstand des dritten Motors von
300 bis 600 mm vom Umlenkpunkt resultiert bei einer Hin- und Herverschiebung
des Schlittens nur eine entsprechend geringe Winkelverlagerung in
einem solchen Kegeltrieb bzw. in einer Gelenkwelle. Letztere kann
dabei auch durch eine in einem Schlauch aufgenommene, flexible Schraubenfeder
gebildet sein. Eine Verwendung von Gleichlaufgelenken ist ebenfalls
möglich und bietet ebenso wie die Verwendung von Gelenkwellen
den Vorteil der weitgehenden Spielfreiheit.
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Die
Welle kann ferner durch zumindest ein Seil, einen Riemen oder ein
Gestänge verdrehbar ausgebildet sein, die den Schlitten überbrücken.
Die betriebsnotwendige Schwenkbewegung kann dabei nicht zu Reaktionen
in dem Stellglied führen, die sich auf den Greifer übertragen.
Dabei kann es je nach Bedarf erforderlich oder sinnvoll sein, eine
Weiterleitung Torsionsspannungen während einer Schwenkbewegung
durch eine Zwischenschaltung von Gelenken ganz zu unterdrücken.
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In
Hinblick auf eine besonders leichte Ausbildung des Greifers hat
es sich bewährt, wenn der Greifer durch das Stellglied
nur in Schließstellung bringbar ist und wenn für
das Öffnen zumindest eine Rückholfeder vorgesehen
ist. Sie kann so platziert sein, dass sich der Greifer bei Außerbetriebsetzung des
dritten Motors ruckartig öffnet, um eventuell daran anhaftenden
Abrieb von dem zu verarbeitenden Kabel jeweils abzuschütteln,
was für eine Verbesserung der Betriebssicherheit von Vorteil
ist und den Reinigungsaufwand reduziert. Zweckmäßig
ist eine solche Rückholfeder ebenfalls stationär
gelagert und durch ein den Schlitten überbrückendes
Zugelement mit dem Greifer verbunden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Eine
beispielhafte Ausführung der Erfindung ist in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Kabelbearbeitungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht von
hinten.
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2 die
Kabelbearbeitungseinrichtung nach 1 in einer
Ansicht von oben.
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3 einen
Ausschnitt aus dem vorderen Ende des Schenkarms mit dem Greifer
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Ausführung der Erfindung
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In
den 1 bis 3 sind verschiedene Abschnitte
einer Kabelbearbeitungseinrichtung wieder gegeben, umfassend einen
Schwenkarm 1, der an einem in horizontaler Richtung um
eine vertikae Achse schwenkbaren und in Längsrichtung des Schwenkarms 1 verschiebbaren
Schlitten 2 festgelegt ist und der am vorderen Ende einen
Kopf 3 trägt, in dem zumindest ein Greifer 4 und
ein Düsenrohr aufnehmbar sind, wobei ein erster Motor 5 für
die Schwenkung des Schlittens 2, ein zweiter Motor 6 für die
Verschiebung des Schlittens 2 und ein dritter Motor 7 für
eine Betätigung des Greifers 4 vorgesehen ist
und wobei der dritte Motor 7 ein relativ bewegliches Arbeitsglied
umfasst, das durch zumindest ein Stellglied 8 mit dem Greifer 4 verbunden
ist und kraftleitend daran angreift.
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Der
Schwenkarm 1 besteht aus zwei Armen 1.1, 1.2 die
in einem Abstand voneinander angeordnet sind und es erlauben, den
am vorderen Ende angebrachten Kopf 3 in vertikaler Richtung
zu verlagern. Dazu ist er einerseits an einem Vorsprung des Schlittens 2 und
andererseits an dem Kopf 3 in Gelenken mit Schwenkachsen
festgelegt, die sich quer zu seienr Schwenkachse erstrecken. Die
Arme 1.1, 1.2 können aus Leichtmetall
bestehen und hohl ausgebildet sein, um das Gewicht zu reduzieren.
Eine vertikale Schwenkung genügt, um den Kopf 3 in
die jeweils richtige Höhe vor dem jeweils zu beschickenden
Werkzeug zu bringen. Der dazu erforderliche Hub beträgt
weniger als 15 mm, zumeist weniger als 10 mm.
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Der
Schlitten 2 ist um die vertikale Achse seiner Führung 11 schwenkbar
in einem Maschinengestell 9 gelagert und parallel zu der
Längsrichtung des Schwenkarms 1 in seiner Führung 11 vor-
und zurückschiebbar. Auch diese Bewegung ist erforderlich, um
den Kopf in die richtige Position vor dem jeweiligen Werkzeug zu
bringen. Die Länge des Vorschubweges beträgt im
Allgemeinen max 70 mm.
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Die
Länge des Schwenkarms 1 lässt sich fast beliebig
groß gestalten. Um schnelle Schwenkbewegungen und Arbeitstakte
zu ermöglichen, wird angestrebt, das Gewicht so gering
wie möglich zu halten und die Länge nicht größer
als zum Erreichen der verschiedenen Werkzeuge nötig zu
gestalten.
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Die
Kabelbearbeitungsreinrichtung ist mit ihrem Maschinengestell 9 so
aufgestellt, dass ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, zu bearbeitendes
Kabel den ebenfalls nicht gezeigten Werkzeugen verschiedener Kabelbearbeitungsstationen
nacheinander zugeführt werden kann, die kreisbogenfömig
um die vertikale Achse der Führung 11 verteilt
aufgestellt sind. Nach dem Verschwenken des Schwenkarms 1 in
die richtige Kreisbogenposition erfolgt dabei gewöhnlich
eine Vorwärtsbewegung zumindest des Greifers 4,
um das davon festgehaltene Kabel in die Werkzeuge der betreffenden
Kabelbearbeitungsstation einzufädeln und bearbeiten zu
können sowie eine vertikale Angleichung des Kopfes an das
nötige Niveau.
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Bei
der erfindungsgemäßen Bauform ist der auf dem
Schlitten 2 gelagerte Schwenkarm 1 in die Vorwärtsbewegung
mit einbezogen.
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Der
dritte Motor 7, der für eine Betätigung des
Greifers 4 benötigt wird, ist stationär
in einer den Schlitten 2 aufnehmenden Führung 11 oder
in einem die Führung 11 tragenden Maschinengestell 9 gelagert
und das Stellglied 8 den Schlitten 2 gelenkig und/oder
flexibel überbrückend mit dem Greifer 4 verbunden,
um die die Antriebskräfte trotz der betriebsbedingen Relativbewegungen
der vielen gelenkig bzw. relativ verschiebbar miteinander verbundenen Teile
auf den Greifer 4 übertragen zu können.
Der dritte Motor 7 bildet durch seien stationäre
Lagerung keinen Bestandteil der bei einer Schwenk- oder Vorschubbewegung
zu beschleunigenden Trägheitsmassen des Schlittens und/oder
des Schwenkarms. Bei gleicher Antriebsleistung gelingt es dadurch,
wesentlich größere Beschleunigungen und Abbremsungen
zu erreichen als bisher. Außerdem werden für eine
Betätigung des dritten Motors 7 keine störanfälligen,
flexiblen Leitungen und/oder Kabel mehr benötigt.
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Der
dritte Motor 7 kann durch zumindest eine Kolben-/Zylindereinheit
und/oder einen Elektromotor gebildet sein. Vorliegend besteht er
aus einem elektromotorischen Schrittmotor, der durch einen Riementrieb
auf das Stellglied 8 einwirkt.
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Die
Führung des Schlittens 11 ist mittels einer Hohlwelle 12 in
dem Maschinengestell 9 gelagert, durch die das Stellglied 8 vertikal
hindurchgeführt ist.
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Das
Stellglied 8 umfasst dabei die Führung 11 und
den Schlitten 2 flexibel überbrückende
Seile 10, die über Rollen umgelenkt sind und eine
Relativverdrehung einer Welle 8.1 bewirken, die mit dem Greifer 4 verbunden
ist. Es kann bedarfsweise anteilig durch ein Gestänge ersetzt
sein, um die sich anfänglich ergebenden Dehnungen von Seilen
zu vermindern. Bevorzugt gelangen Kreuzschlagseile zur Anwendung.
Eine Verwendung von Zahnriemen ist ebenfalls möglich. Sie
sollten nicht zu breit bemesen sein, die die sich bei einer Hin-
und Herverschiebung des Schittens ergebenden Verformungen aufnehmen zu
können.
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Die
um ihre Achse verdrehbare Welle 8.1 ist vertikal schwenkbar
in dem Kopf 3 und dem Vorsprung des Schlittens 2 gelagert
und greift unmittelbar an dem Greifer 4 an. Letzterer besteht
aus zwei gegenläufig angetriebenen Backen, die an einander gegenüberliegend
in dem Kopf 3 montierten Kegelrädern 3.1, 3.2 befestigt
sind, die gemeinsam mit einem weiteren Kegelrad 3.3 in
Eingriff stehen und sich dadurch stets gemeinsam aufeinander zu
bzw. von einander weg bewegen. Um eine solche Relativbewegung zu
bewirken, genügt es, wenn eines der miteinander in Eingriff
stehenden Kegelräder 3.1, 3.2, 3.3 relativ
verdreht wird, was bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine Relativverdrehung des rechts gezeigten Kegelrades 3.2 mittels
der Welle 8.1 erfolgt.
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Die
Welle 8.1 kann den Schlitten 2 auch an zumindest
einer der beiden Umlenkstellen mit zumindest einem flexiblen Kegeltrieb
und/oder einer mit einer Gelenkwelle überbrücken.
Unter einem flexiblen Kegeltrieb ist in diesem Sinne zu verstehen
ein Kegeltrieb, dessen Kegelräder miteinander in Eingriff stehende
Zähne aufweisen und die im erforderlichen Umfang relativ
verschwenkbar sind, ohne dass die Zähne außer
Eingriff gelangen.
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Die
Gelenkwelle kann auch durch eine in einem Schlauch aufgenommene,
flexible Schraubenfeder gebildet sein, was zwar eine vergleichsweise
geringere Schaltpräzision zur Folge hat, die Herstellung aber
erheblich verbilligt.
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Die
Gelenkwelle kann ferner an den Umlenkstellen durch Kardan- oder
Gleichlaufgelenke gebildet sein.
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Die
Welle 8.1 kann durch zumindest ein Seil, einen schmalen
Riemen oder ein Gestänge verdrehbar ausgebildet sein, das
den Schlitten 2 an zumindest einer Umlenkstelle 10 überbrückt.
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Der
Greifer 4 kann auch so ausgbildet sein, dass er durch das
Stellglied 8 motorisch nur in Schließstellung
bringbar ist, wobei es vorgesehen ist, dass für die entgegengesetzte Öffnungsbewegung des
Greifers 4 zumindest eine Rückholfeder vorgesehen
ist.
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Zweckmäßig
ist die Rückholfeder dabei gleichfalls in dem Gestell 9 stationär
gelagert und durch ein den Schlitten 2 an den Umlenkstellen 10 überbrückendes
Zugelement mit dem Greifer 4 verbunden, um die bei einer
Relativbewegung zu beschleunigenden Trägheitsmassen des
Schenkarms gering zu halten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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