DE102012215902A1

DE102012215902A1 - Wickelvorrichtung

Info

Publication number: DE102012215902A1
Application number: DE201210215902
Authority: DE
Inventors: Gerald Purschke; Andreas Neumayer
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-03-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Wickelvorrichtung, ein Wickelverfahren und eine Wickelstation für ein biegeschlaffes Element 2 bereit. Die in eine Produktionslinie integrierbare Wickelvorrichtung weist einen Wickelbehälter 10 mit einer Wickelbehälterinnenwand 11 sowie einem Wickelbehälterboden 12 und eine Zuführeinrichtung 20 auf. Mit der Zuführeinrichtung 20 ist das biegeschlaffe Element 2 über eine Zuführtrajektorie 21 ist. Die Zuführtrajektorie ist so eingerichtet, dass sie in einem festgelegten Winkel auf einen Kontaktbereich 14 der Wickelbehälterinnenwand 11 und/oder des Wickelbehälterbodens trifft. Während des Wickelvorgangs ist die Zuführeinrichtung 20 relativ zu der Wickelbehälterinnenwand 11 feststehend angeordnet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung für eine Leitung, die einen Wickelbehälter mit einer Wickelbehälterinnenwand und eine Zuführeinrichtung für die Leitung aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufwickeln einer Leitung
STAND DER TECHNIK
Bei der Fertigung eines Zwischen- oder Endprodukts ist es von Vorteil, möglichst viele der zur Herstellung notwendigen Fertigungsschritte in einer zusammenhängenden Fertigungslinie zu integrieren. Durch eine solche möglichst umfassende Integration von Fertigungsschritten wird ein hoher Automatisierungsgrad der Fertigung ermöglicht, sodass eine Senkung der Stückkosten für das zu fertigende Produkt erreicht werden kann. Allerdings hängt die Effizienz einer Fertigungslinie von der Leistungsfähigkeit der in ihr befindlichen einzelnen Bearbeitungsstationen ab. Mit anderen Worten ist es wichtig, dass jede dieser Bearbeitungsstationen fehlerfrei in dem für die Fertigungslinie vorgesehenen Produktionstakt den ihr zugedachten Fertigungsschritt ausführt. Nur so kann das Kosteneinsparpotential einer hohen Automatisierung letztendlich auch realisiert werden.
Dies gilt auch bei Fertigungslinien, mit denen biegeschlaffe Elemente wie zum Beispiel Seile oder Leitungen verarbeitet werden. Ein typischer im Rahmen so einer Fertigungslinie auszuführender Fertigungsschritt ist ein auf Länge zugeschnittenes biegeschlaffes Element aufzuwickeln. Dabei kann es von Interesse sein, ein solches biegeschlaffes Element mit nur wenigen Windungen aufzuwickeln, beispielsweise für nachfolgende Fertigungs- oder Montageschritte. Entsprechend breit sind die Anwendungsmöglichkeiten so einer Vorrichtung. Als Beispiel sind hier die Fahrzeug- oder Elektronikindustrie zu nennen.
Typischerweise erfolgt das Aufwickeln einer Leitung wie in der DE 37 27 741 A1 offenbart mittels einer Trommel, die durch ihre Drehung die Leitung mitnimmt und die Leitung so auf ihrer Mantelfläche aufwickelt. Bei biegesteiferen Leitungen ist es alternativ möglich, die Leitung auf der Innenseite einer drehbar gelagerten Trommel aufzuwickeln. So wird bei der in der EP 959 035 A2 offenbarten Wickelvorrichtung ein flexibles längliches Material in Richtung der Innenwand einer Trommel gedrückt, wodurch diese in Drehung versetzt wird und dadurch das Material auf der Trommelinnenwand aufgewickelt wird. Dieser Mechanismus erweist sich jedoch als ungeeignet, wenn nachgiebige Leitungen aufgewickelt werden sollen, da diese nicht in der Lage sind, die Trommel in Drehung zu versetzen.
Beide Wicklungstechniken sind zudem nicht in der Lage auch kurze Leitungsabschnitte mit nur wenigen Windungen aufzuwickeln. Hierbei beginnen die Schwierigkeiten bereits beim Einführen oder Einfädeln kurzer Leitungsstücke in einen entsprechenden Wickelmechanismus. Bei einem Aufwickeln auf eine Trommel besteht zudem die Gefahr, dass dünne und/oder bruchempfindliche Leitungen reißen oder ungewünscht stark gedehnt werden können. Auch kann es bei dem Aufwickeln auf eine Trommel unter Umständen schwer sein, die aufgewickelte Leitung nach Beendigung des Wickelvorgangs von der Trommel zu lösen, zum Beispiel wenn sie zu fest aufgewickelt worden ist.
Es war somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wickelvorrichtung bereitzustellen, die einen möglichst einfachen Aufbau aufweist und ein materialschonendes Aufwickeln eines biegeschlaffen Elements ermöglicht. Weiterhin sollte die Wickelvorrichtung einen einfachen Zugang zu dem aufgewickelten biegeschlaffen Element bereitstellen. Zudem war es Teil der Aufgabe, eine Wickelvorrichtung bereitzustellen, die auch ein Aufwickeln eines kurzen biegeschlaffen Elements leistet, zum Beispiel durch Verwenden einer geringen Anzahl von Wicklungen. Vorzugsweise sollte die Wickelvorrichtung es ermöglichen, ein biegeschlaffes Element mit nur einer Wicklung aufzuwickeln.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine solche Wickelvorrichtung wird im unabhängigen Anspruch 1 definiert sowie im Anspruch 12 ein mit dieser Wickelvorrichtung durchführbares Wickelverfahren. Zudem stellt die Erfindung mit dem unabhängigen Anspruch 16 eine Wickelstation bereit. Bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
So weist eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung für ein biegeschlaffes Element einen Wickelbehälter mit einer Wickelbehälterinnenwand und einem Wickelbehälterboden sowie eine Zuführeinrichtung auf, mit der das biegeschlaffe Element über eine Zuführtrajektorie zuführbar ist. Die Zuführtrajektorie trifft in einem festgelegten Winkel auf einen Kontaktbereich der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens und die Zuführeinrichtung ist während des Wickelbetriebs relativ zu der Wickelbehälterinnenwand feststehend angeordnet.
Die durch die Zuführeinrichtung vorgegebene Zuführtrajektorie gibt den Kontaktbereich an der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden vor, indem das biegeschlaffe Element beim Zuführen in einem festgelegten Bereich auf die Innenwand und/oder den Boden trifft. Dadurch, dass dieser Kontaktbereich durch die festgelegte Trajektorie bekannt ist, lässt sich dieser entsprechend seiner Funktion vorteilhaft ausgestalten. Das biegeschlaffe Element läuft über die Zuführtrajektorie in den Wickelbehälter. Dabei kann die Zuführtrajektorie nicht nur eine Linie umfassen, sondern zudem einen den Idealverlauf der Zuführtrajektorie umgebenen Bereich, der durch die Ausgestaltung der Zuführeinrichtung vorgegeben wird. Weiterhin ist erfindungsgemäß unter einem biegeschlaffen Element kein ideal biegeschlaffes Element zu verstehen, sondern ein Element, das durch sein Verhältnis von Länge zu Querschnitt lediglich eine geringe Biegesteifigkeit aufweist.
Nach einem Umlenken des biegeschlaffen Elements über den Kontaktbereich legt sich das biegeschlaffe Element an die Wickelbehälterinnenwand und/oder den Randbereich des Wickelbehälterbodens.
Noch während des Anlegens oder nach dem Anlegen an die Wickelbehälterinnenwand und/oder den Wickelbehälterboden (nachfolgend Einführvorgang genannt) beginnt der Wickelvorgang, bei dem das biegeschlaffe Element an der Wickelbehälterinnenwand aufgewickelt wird. Genauer gesagt erfolgt das Aufwickeln des biegeschlaffen Elements auf Basis seiner elastischen Eigenschaften. Dies hat den Vorteil, dass die Wickelbewegung keine aufgezwungene Bewegung ist, bei der beispielsweise eine sich drehende Trommel dem biegeschlaffen Element eine Wickelbewegung aufzwingt, sondern das biegeschlaffe Element sich durch seine elastischen Eigenschaften über eine spiralförmige Trajektorie an der Wickelbehälterinnenwand anlegt, und zwar entweder auf den Wickelbehälterboden oder auch auf eine bereits vorhandene Wicklung des biegeschlaffen Elements. Somit wird auf diese Weise einem Überdehnen oder sogar Reißen des biegeschlaffen Elements während des Wickelvorgangs vorgebeugt. Auch ein Abknicken des biegeschlaffen Elements wird durch diese Wickelvorrichtung vermieden, da sich die zum Wickelbehälterboden verlaufende Spirale an eine Änderung der Zuführgeschwindigkeit durch einen veränderten Verlauf anpasst und somit durch diese Ausweichmöglichkeit insbesondere bei biegeschlaffen Elementen mit einem geringen Leitungsquerschnitt einem Abknicken erfolgreich entgegengewirkt wird.
Insgesamt wird durch den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung und ihrer Funktionsweise ihre Fehleranfälligkeit reduziert, sodass außerplanmäßige Standzeiten bei der Fertigung der aufgewickelten biegeschlaffen Elemente vermieden werden.
Wie bereits beschrieben legt sich das biegeschlaffe Element bei Beginn des Wickelbetriebs an dem Übergang zwischen der Wickelbehälterinnenwand und dem Wickelbehälterboden des Wickelbehälters an, nachdem es bereits auf den Kontaktbereich getroffen ist. In diesem Anlegebereich ist sowohl die Innenwand als auch der Behälterboden vorzugsweise durchgehend ausgeführt. Allerdings kann die Wickelbehälterinnenwand und/oder der Wickelbehälterboden in diesem Anlegebereich und/oder bevorzugt in anderen Bereichen eine Aussparung oder eine Öffnung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass zusätzliche Fertigungsoperationen vereinfacht oder ermöglicht werden, wie zum Beispiel eine einfache Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements, sein Zusammenbinden noch im Wickelbehälter oder ein Zugang für Sensorik zur Fertigungssteuerung bzw. -regelung. Zudem ist es möglich, eine solche Öffnung zur Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements zu verwenden. Genauso ist es möglich, die Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements von oben durchzuführen.
Auch wenn der Wickelbehälter mit seiner Wickelbehälterinnenwand während des Wickelvorgangs relativ zu der Zuführeinrichtung feststeht, kann er für die Weitergabe des aufgewickelten biegeschlaffen Elements abnehmbar oder beweglich ausgeführt sein. Genauso ist es möglich, den Wickelbehälterboden relativ zur Wickelbehälterinnenwand für die Entnahme und/oder den Weitertransport des aufgewickelten biegeschlaffen Elements abnehmbar oder beweglich vorzusehen.
Die die Zuführtrajektorie vorgebende Zuführeinrichtung ist von der Wickelbehälterinnenwand beabstandet angeordnet. Dadurch ist das biegeschlaffe Element nach dem Austritt aus der Zuführeinrichtung zwischen einer Ausgangsöffnung derselben und der Innenwand des Wickelbehälters freischwebend. Hierdurch wird dem biegeschlaffen Element ein Bewegungsspielraum zur Verfügung gestellt, der einer Beschädigung des biegeschlaffen Elements, durch den oben bereits beschriebenen Effekt, vorbeugt.
Des Weiteren kann die Zuführeinrichtung eine Fördereinrichtung aufweisen, die das biegeschlaffe Element dem Wickelbehälter aktiv bzw. angetrieben zuführt. Dies hat den Vorteil, dass die Zuführgeschwindigkeit während des Aufwickelns beeinflusst und damit der Wickelvorgang weiter verbessert werden kann. Des Weiteren ist die Zuführtrajektorie bevorzugt so gewählt, dass sie und damit das biegeschlaffe Element in einem festgelegten Winkel schräg auf den Kontaktbereich der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens trifft.
Bei dem biegeschlaffen Element kann es sich um ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes biegeschlaffes Element handeln. Beispielhaft zu nennen sind ein Seil, ein Draht, eine Leitung oder ein Leiter. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung für eine Leitung und noch bevorzugter für eine elektrische Leitung bzw. einen elektrischen Leiter eingerichtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Wickelbehälterinnenwand und/oder der Wickelbehälterboden rotationssymmetrisch. Dabei weist die Wickelbehälterinnenwand bevorzugt eine zylindrische oder eine in Richtung der Zuführeinrichtung zulaufende Form auf.
Eine rotationssymmetrische Ausführung der Wickelbehälterinnenwand, führt dazu, dass sich das biegeschlaffe Element, z. B. im Gegensatz zu einem mehreckigen Behälter, über einen großen Bereich an die Wickelbehälterinnenwand anlegen kann, was besonders wie weiter unten beschrieben beim Einführvorgang von Vorteil ist. Zudem wird das biegeschlaffe Element besonders gut von der Innenwand unterstützt, sodass einem Abknicken des biegeschlaffen Elements vorgebeugt wird. Dies kann auch selbst dann noch der Fall sein, wenn die Wickelbehälterinnenwand und/oder der Wickelbehälterboden bereichsweise eine oder mehrere Aussparungen und/oder Öffnungen aufweist.
Eine in Richtung der Zuführeinrichtung zulaufende, vorzugsweise konische Form erreicht, dass sich das biegeschlaffe Element weiter wie oben beschrieben über eine sich zum Wickelbehälterboden hin aufweitende Spirale selbstständig aufwickelt. Jedoch wird durch die konische Form nach dem Einführen des biegeschlaffen Elements durch die Wickelbehälterinnenwand in Richtung der Bodenkante bzw. dem Übergang zwischen dem Wickelbehälterboden und der Wickelbehälterinnenwand eine weitere Führungsfläche zur Verfügung gestellt. Diese Führungsfläche sorgt insbesondere bei hohen Zuführgeschwindigkeiten dafür, dass das biegeschlaffe Element weiterhin spiralförmig zum Wickelbehälterboden geführt wird. Anders gesagt werden bei dieser Ausführungsform der Einführvorgang und der Wickelvorgang stärker geführt und so ein Entstehen eines Knäuls vermieden. Dies gilt insbesondere bei hohen Zuführgeschwindigkeiten, da die zulaufende Form der Wickelbehälterinnenwand ein Ausbrechen des biegeschlaffen Elements beim Zuführen auffängt. Dementsprechend kann bei dieser Ausführungsform vorzugsweise die Wickelbehälterinnenwand mit einer reibarmen Oberfläche oder Beschichtung versehen sein.
Im Fall eines Zuführens des biegeschlaffen Elements über die Innenwand ermöglicht die zulaufende Form der Wickelbehälterinnenwand während des Einführvorgangs zudem einen flachen Auftrittswinkel des biegeschlaffen Elements auf die Innenwand. Damit wird einer Beschädigung oder einem Abknicken des biegeschlaffen Elements beim Auftreffen auf die Wickelbehälterinnenwand vorgebeugt. Unter dem Auftrittswinkel ist der Winkel zwischen der Wickelbehälterinnenwand und der Tangente an die Zuführtrajektorie in ihrem Schnittpunkt mit der Wickelbehälterinnenwand zu verstehen. Der Winkel ergibt sich dabei senkrecht zur Wickelbehälterinnenwand, genauer gesagt zu der durch den Schnittpunkt verlaufenden Ebene, die senkrecht zu der durch den Schnittpunkt verlaufenden Flächennormalen zur Wickelbehälterinnenwand verläuft.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Wickelbehälterboden (12) eine bevorzugt mittig angeordnete in den Wickelbehälter (10) hervorstehende Wölbung auf.
Diese Ausführungsform ist insbesondere bei einem Zuführen des biegeschlaffen Elements über den Wickelbehälterboden von Vorteil, da das bei dieser Ausführungsform bevorzugt parallel zur Wickelbehälterachse zugeführte biegeschlaffe Element so über den Kontaktbereich des gewölbten Bodens zum Randbereich des Wickelbehälterbodens abgelenkt wird.
In einer ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsform der Wickelvorrichtung ist am umlaufenden Rand des Wickelbehälterbodens in der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden eine Aussparung vorgesehen.
Eine so ausgebildete Aussparung hat den Vorteil, dass einem Auffedern des aufgewickelten biegeschlaffen Elements zur Zuführseite des Behälters hin vorgebeugt wird. Zudem gibt der Querschnitt der Aussparung den Querschnitt des aufgewickelten biegeschlaffen Elements vor, was z. B. das Greifen zur Entnahme durch einen entsprechend gestalteten Greifer vereinfacht.
Die Aussparung weist eine Tiefe von mindestens 2 mm, bevorzugt von mindestens 5 mm auf. Dies hat zur Folge, dass der Gesamtquerschnitt des aufgewickelten biegeschlaffen Elements bevorzugt einen in etwa dementsprechenden Querschnitt aufweist. Ist der Wickelbehälter rotationssymmetrisch ausgeführt, so hat dies zur Folge, dass die Aussparung ringförmig am Übergang zwischen Wickelbehälterinnenwand und Wickelbehälterboden verläuft.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Zuführeinrichtung einen Verstellmechanismus auf, der eingerichtet ist, den festgelegten Winkel und/oder einen Abstand zwischen einem Austrittspunkt aus der Zuführeinrichtung und der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden einzustellen.
Durch Einstellen des Auftrittswinkels des biegeschlaffen Elements und/oder des Abstands, in dem das biegeschlaffe Element vor dem Auftreffen auf die Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden freischwebend ist, hat insbesondere den Vorteil, dass der Einführ- und/oder Wickelvorgang an die Materialeigenschaften des biegeschlaffen Elements angepasst werden kann. Dadurch ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung eine höhere Zuführgeschwindigkeit und damit verbundene höhere Taktzahl zu erreichen.
Dabei lässt sich der zuvor definierte Auftrittswinkel der Zuführtrajektorie auf die Wickelbehälterinnenwand bzw. auf den Wickelbehälterboden über zwei Komponenten ausdrücken. So kann der durch die Zuführeinrichtung eingestellte Auftrittswinkel in einen Umfangswinkel und einen Längswinkel aufgeteilt werden. Der Umfangswinkel ist der Winkel zwischen der Tangente an die Zuführtrajektorie und der Tangente an die Wickelbehälterinnenwand in Umfangsrichtung, und zwar im Schnittpunkt zwischen der Zuführtrajektorie und der Wickelbehälterinnenwand. Die Umfangsrichtung ergibt sich dabei durch eine senkrecht zur Längsachse des Wickelbehälters verlaufende Ebene, die sich mit der Wickelbehälterinnenwand schneidet. Der Längswinkel ergibt sich entsprechend aus der Tangente an die Zuführtrajektorie und der Tangente an die Wickelbehälterinnenwand in Längsrichtung oder der Tangente an den Wickelbehälterboden in radialer Richtung. Die Längsrichtung der Innenwand bzw. radiale Richtung des Bodens ergibt sich wiederum durch die Schnittlinie einer durch und entlang der Längsachse des Wickelbehälters verlaufenden Ebene.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zuführeinrichtung eine Röhre auf, durch die das biegeschlaffe Element zuführbar ist. Dabei ist die Röhre an einer Halterung angebracht und über diese entlang der Zuführtrajektorie ausgerichtet und positioniert.
Das Zuführen des biegeschlaffen Elements über eine Röhre, die entlang einer festgelegten bzw. gewünschten Zuführtrajektorie ausgerichtet ist, ermöglicht während des Einführ- und Wickelvorgangs ein präziseres Einführen des biegeschlaffen Elements in den Wickelbehälter. Weiterhin ist durch das so über eine längere Strecke geführte biegeschlaffe Element eine höhere Zuführgeschwindigkeit möglich. Dies gilt insbesondere auch für biegeschlaffe Elemente mit kleinem Querschnitt, da einem Abknicken beim Einführen durch die Führungsröhre vorgebeugt wird.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Röhre auf der dem Wickelbehälter zugewandten Seite einen über die Halterung hinausgehenden freistehenden Abschnitt auf.
Diese Ausführungsform ist insbesondere für das Einführen des biegeschlaffen Elements in den Wickelbehälter vorteilhaft, als auch für den Wickelvorgangs selbst. So kann es beim Einführen des biegeschlaffen Elements durch das Auftreffen auf die Wickelbehälterinnenwand und/oder den Wickelbehälterboden zu einem kurzzeitigen Aufstauen des biegeschlaffen Elements kommen. Als Folge kann ein ungewünschtes Abknicken erfolgen, sodass das biegeschlaffe Element dem Wickelbehälter nicht mehr wie vorgesehen zugeführt wird. Hierbei ermöglicht der freistehende Röhrenabschnitt, dass das biegeschlaffe Element durch die zur Verfügung gestellte zusätzliche Führung als auch durch ein seitliches Nachgeben der Röhre beim Auftreffen auf die Innenwand und/oder den Boden nicht vorzeitig abknickt. Gleiches gilt bei einer möglicherweise auftretenden Stauung während des Wicklungsvorgangs, beispielsweise bei einem nicht vorgesehenem Kontakt mit der Wickelbehälterinnenwand.
Bei dieser Ausführungsform ist es demnach bevorzugt, dass die Röhre flexibel ausgeführt ist und/oder die Halterung ihre Ausrichtung und/oder Position passiv verstellen kann, um die Fehleranfälligkeit beim Einführen oder Wickeln weiter zu reduzieren.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Zuführeinrichtung einen Zuführtrichter auf, der auf der dem Wickelbehälterboden gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und sich bevorzugt in Richtung des Wickelbehälterbodens verjüngt.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform definiert die Zuführeinrichtung über die Ausgestaltung des Zuführtrichters die Zuführtrajektorie einerseits als Ideallinie, andererseits als einen diese Ideallinie umgebenden Bereich. Dabei trifft die durch den Trichter definierte Zuführtrajektorie bevorzugt auf den Wickelbehälterboden. Der Vorteil des Trichters liegt insbesondere darin, dass er während des Einführvorgangs das biegeschlaffe Element in einem sich verengenden Zuführtrajektorienbereich zuführt. Das biegeschlaffe Element wird im Prinzip durch den Trichter eingefangen, was den Einführvorgang wesentlich erleichtern kann. Zudem kann der Trichter eine zusätzliche Führungsfläche während des Wickelvorgangs mit den oben bereits genannten vorteilhaften Effekten bereitstellen.
Der Trichter ist bevorzugt in einen Deckel integriert, der den Wickelbehälter zumindest abschnittsweise bedeckt. Durch einen so ausgestalteten Trichter wird einem Herausfedern des aufgewickelten biegeschlaffen Elements aus dem Wickelbehälter vorgebeugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Abschnitt der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens eine behandelte Oberfläche und/oder eine Beschichtung auf.
Durch die Behandlung der Oberfläche und/oder das Aufbringen einer Beschichtung werden bei dieser Ausführungsform die Reibeigenschaften zwischen dem biegeschlaffen Element und dem Wickelbehälter vorteilhaft beeinflusst. So kann zum Beispiel der Reibkoeffizient an der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden vermindert werden, um diese bzw. diesen entweder als Führungsfläche zu verwenden oder aber einem Stau des biegeschlaffen Elements infolge eines Wandkontakts zu vermeiden. Andererseits ist es möglich, den Reibkoeffizienten in dem Bereich, in dem das biegeschlaffe Element an der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden zum Liegen kommt, zu erhöhen, um einem Wegrutschen des biegeschlaffen Elements vorzubeugen. Auf diese Weise wird ein frühes Einsetzen des Wicklungsvorgangs erreicht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das biegeschlaffe Element einen Querschnitt von 0,13 mm² bis 4 mm² und eine Wickellänge von bevorzugt 100 mm bis 3000 mm auf.
Eine Wickelvorrichtung dieser Ausführungsform ist somit eingerichtet, relativ kurze und dünne biegeschlaffe Elemente aufzuwickeln. Zuvor standen hierfür lediglich erheblich aufwändigere Vorrichtungen mit den obengenannten Nachteilen zur Verfügung. Besonders vorteilhaft ist auch, dass die kurzen Wickellängen von 100 mm bis 3000 mm mit wenig Windungen und einer hohen Taktzahl aufgewickelt werden können, da wie oben beschrieben der Einführvorgang sehr einfach ausgeführt ist. Dabei ist die Wickellänge die Länge, die bei dem fertig aufgewickelten Leiter aufgewickelt ist. Wie weiter unten beschrieben gibt es des Weiteren unter Umständen eine in der Einführrichtung gesehene Anfangs- und/oder Endlänge, die von dem aufgewickelten Abschnitt des Leiters hervorsteht. Handelt es sich bei dem aufzuwickelnden biegeschlaffen Element um einen elektrischen Leiter, so ist unter dem Querschnitt nicht die gesamte Querschnittsfläche sondern der im Stand der Technik übliche Leiterquerschnitt zu verstehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der von der Wickelbehälterinnenwand umgebene Wickelbehälterboden einen Durchmesser zwischen 35 mm bis 110 mm, bevorzugt 50 mm bis 100 mm und noch bevorzugter 80 mm bis 90 mm auf.
Es können somit mit dieser Ausführungsform Wickelbehälter unterschiedlichsten Durchmessers verwendet werden, um die Flexibilität der Wickelvorrichtung hinsichtlich des zu verarbeitenden biegeschlaffen Elements zu erhöhen. Selbstverständlich ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung möglich, die gleiche Wickelvorrichtung mit Wickelbehältern unterschiedlichen Durchmessers zu verwenden, die entweder bei Wechsel des Produktloses oder wenn notwendig zwischen zwei aufeinanderfolgenden aufzuwickelnden biegeschlaffen Elementen ausgetauscht werden.
Des Weiteren stellt die Erfindung ein Wickelverfahren für ein biegeschlaffes Element mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung bereit, das folgende Schritte aufweist. So wird in dem Verfahren das biegeschlaffe Element entlang der Zuführtrajektorie zugeführt, sodass das biegeschlaffe Element in einem festgelegten Winkel auf einen Kontaktbereich der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens trifft. In einem weiteren Schritt wird die biegeschlaffe Elementspitze in Richtung der aus der Wickelbehälterinnenwand und dem Wickelbehälterboden gebildeten Übergangsbereich umgelenkt. Das biegeschlaffe Element wird auf dem Wickelbehälterboden entlang der Wickelbehälterinnenwand aufgewickelt und das aufgewickelte biegeschlaffe Element wird aus dem Wickelbehälter entnommen.
Das Einführen und Umlenken des biegeschlaffen Elements über die Wickelbehälterinnenwand und/oder den Wickelbehälterboden bzw. über deren Kontaktbereich ermöglicht eine einfache und fehlerarme Umlenkung im Verhältnis zu aufwändigeren Umlenkmechanismen, wie zum Beispiel ein Umlenkmechanismus, der zum Umlenken Rollen einsetzt. Zudem lässt der festgelegte Kontaktbereich an der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden zu, diesen wie oben ausgeführt entsprechend auszugestalten. Anders gesagt kann die Behandlung der Oberfläche der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens auf den Kontaktbereich beschränkt werden, ohne dass eine Behandlung der gesamten Wickelbehälterinnenwand und/oder des gesamten Wickelbehälterbodens notwendig ist. Dies spart Kosten bei der Herstellung eines Wickelbehälters und ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Wickelbehälter, wie in einer der nachfolgenden bevorzugten Ausführungsformen austauschbar ist. Der Übergangsbereich kann als Kante zwischen Wickelbehälterinnenwand und Wickelbehälterboden ausgebildet sein. Genauso ist es möglich, den Übergangsbereich zusätzlich oder alternativ bogenförmig auszugestalten.
Der bei der Zuführtrajektorie für das biegeschlaffe Element festgelegte Winkel ist bei diesem Verfahren eingerichtet, dass die biegeschlaffe Elementspitze und das nachfolgende biegeschlaffe Element auf einfache Weise in Richtung des aus der Wickelbehälterinnenwand und dem Wickelbehälterboden gebildeten Übergangsbereichs umgelenkt wird. Dabei wird der Winkel insbesondere in Abhängigkeit von den Oberflächeneigenschaften der Wickelbehälterinnenwand und/oder des Wickelbehälterbodens im Kontaktbereich sowie den Eigenschaften des biegeschlaffen Elements festgelegt, insbesondere bezüglich der Reibeigenschaften und/oder Elastizität.
Bei Kontakt des biegeschlaffen Elements mit dem Behälterboden und/oder der Behälterinnenwand nach dem Umlenken und der oben beschriebenen sich hinabwindenden vorzugsweise freischwebenden Spirale tritt Reibung zwischen dem biegeschlaffen Element und dem Wickelbehälter auf. Dies führt dazu, dass das biegeschlaffe Element möglicherweise nach einem kurzen Vorschieben aufgrund der auftretenden Reibung am Boden und/oder der Innenwand liegen bleibt. Die für die Reibung erforderliche Normalkraft wird dabei unter anderem durch das Zuführen des biegeschlaffen Elements und die Elastizität des biegeschlaffen Elements bzw. dem Bestreben des biegeschlaffen Elements zurückzufedern aufgebracht.
Kommt das biegeschlaffe Element im Bereich des Wickelbehälterbodens zum Liegen, ist der Einführvorgang abgeschlossen und der Wickelvorgang beginnt. Während des Wickelvorgangs verformt sich das nachgeführte biegeschlaffe Element spiralförmig, sodass es umlaufend im Bodenbereich des Behälters abgelegt bzw. aufgewickelt wird. Danach ist es ein Leichtes, das so aufgewickelte biegeschlaffe Element zu entnehmen und, wenn erforderlich, weiter zu verarbeiten. Zudem ist ein Vorteil des Verfahrens, dass das biegeschlaffe Element einen für die Weiterverarbeitung besonders günstigen freistehenden Anfangs- und/oder Endabschnitt aufweisen kann. Dabei entspricht der Endabschnitt normalerweise im Wesentlichen der Länge der Einführtrajektorie vom Austritt aus der Zuführeinrichtung bis zum Behälterboden. Es ist hervorzuheben, dass der gesamte Wickelprozess ohne die Notwendigkeit eines manuellen Eingriffs abläuft. Es reduzieren sich somit die Herstellungskosten. Dies wird zudem durch ein Herabsetzen der Taktzeiten unterstützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Wickelverfahrens wird das Umlenken der biegeschlaffen Elementspitze an der Wickelbehälterinnenwand und/oder dem Wickelbehälterboden durch Vibrationen, eine Drehung und/oder eine Verschiebung des Wickelbehälters unterstützt.
Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, einem Stauchen des biegeschlaffen Elements während des Einführvorgangs insbesondere beim Auftreffen auf die Wickelbehälterinnenwand und/oder den Wickelbehälterboden durch mindestens eine der genannten Maßnahmen vorzubeugen. Folglich wird die Fehleranfälligkeit der Vorrichtung beim Einführen des biegeschlaffen Elements weiter vermindert.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird das biegeschlaffe Element vor dem Aufwickeln auf eine festgelegte Länge geschnitten.
Eine derartige Ausgestaltung des Längenzuschnitts dient ebenfalls einer Vereinfachung der Wickelvorrichtung und des Ausführens des Wickelvorgangs. Mit anderen Worten würde ein auf Länge Schneiden des biegeschlaffen Elements nach dem Aufwickeln eine Schneideinrichtung zwischen der Zuführeinrichtung und dem Wickelbehälter erforderlich machen, was den Vorteil der kompakten Gestaltung der Wickelvorrichtung vermindern würde und zudem konstruktiv aufwändiger wäre.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Wickelverfahrens wird die Zuführgeschwindigkeit des biegeschlaffen Elements während des Zuführens verändert.
Die Veränderung der Zuführgeschwindigkeit erleichtert vor allem die Zuführung unterschiedlicher biegeschlaffer Elemente. So kann der Anwendungsbereich der Wickelvorrichtung auf einfache Weise über eine Steuerung bzw. Regelung der Zuführgeschwindigkeit an das jeweilige zu verarbeitende biegeschlaffe Element angepasst werden.
Weiterhin kann diese Ausführungsform auch eine Anpassung der Zuführgeschwindigkeit während des Zuführens des biegeschlaffen Elements ermöglichen. So kann zum Beispiel für den Einführvorgang eine zum Wickelvorgang unterschiedliche Zuführgeschwindigkeit gewählt werden. Dabei ist es besonders bevorzugt, den Einführvorgang mit einer langsameren Geschwindigkeit durchzuführen, um zum Beispiel einem Abknicken oder Stauchen des biegeschlaffen Elements beim Auftreffen auf den Kontaktbereich vorzubeugen und ein möglichst schnelles Anlegen und Anhaften durch Reibung des biegeschlaffen Elements an den Wickelbehälterboden und/oder die Wickelbehälterinnenwand zu erreichen.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Wickelstation mit einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung und einer vorgeschalteten Schneidvorrichtung bereit. Dabei weist die Schneidvorrichtung eine Ausgabe für das biegeschlaffe Element auf, die mit der Zuführeinrichtung der Wickelvorrichtung verbunden ist.
Eine derart vorgeschaltete Schneidvorrichtung hat zum einen die oben beschriebenen Vorteile und ermöglicht zudem die Integration der Wickelvorrichtung in die Produktionslinie. Insbesondere kann dabei die Schneidvorrichtung gleichzeitig als Zuführantrieb verwendet werden, der das biegeschlaffe Element durch die Zuführeinrichtung dem Wickelbehälter zuführt.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Wickelstation ist dieser ein Fördermechanismus, vorzugsweise ein Greifer, nachgeschaltet. Dieser Fördermechanismus ist für eine Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements und/oder ein Auswechseln des Wickelbehälters eingerichtet.
Diese Ausführungsform vereinfacht das Entfernen des aufgewickelten biegeschlaffen Elements von der Wickelvorrichtung. So kann der Greifer zum Einen das aufgewickelte biegeschlaffe Element direkt aus dem feststehenden Wickelbehälter entnehmen oder alternativ den gesamten Wickelbehälter einschließlich des darin befindlichen aufgewickelten biegeschlaffen Elements entfernen und dabei bevorzugt gleichzeitig den belegten Wickelbehälter durch einen leeren Wickelbehälter ersetzen. Mit dieser Ausführungsform wird somit auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass Totzeiten, die zum Beispiel durch eine manuelle Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements durch Personal entstünden, ausgeschlossen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden mit Unterstützung der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei erhalten gleich ausgestaltete oder gleich wirkende Merkmale der Erfindung gleiche Bezugszeichen, sodass auf eine wiederholte Beschreibung dieser Merkmale bei unterschiedlichen Ausführungsformen verzichtet werden kann. Dabei zeigt:
1 eine bevorzugte Ausführungsform der Wickelvorrichtung zu einem Zeitpunkt, in dem der Einführvorgang und damit das Zuführen des biegeschlaffen Elements beginnt,
2 den an den Einführvorgang anschließenden Wickelvorgang des biegeschlaffen Elements im Bereich des Wickelbehälterbodens,
3 ein mit einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung aufgewickeltes biegeschlaffes Element,
4 eine erfindungsgemäße Wickelstation und
5 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Wickelbehälters.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung mit einem Wickelbehälter 10 und einer Zuführeinrichtung 20. Insbesondere zeigt 1 den Zeitpunkt, in dem sich das biegeschlaffe Element 2 auf der Zuführtrajektorie 21 befindet, bevor das biegeschlaffe Element 2 auf den Kontaktbereich 14 des Wickelbehälters 10 trifft. In den gezeigten Ausführungsformen handelt es sich bei dem biegeschlaffen Element um einen elektrischen Leiter. Jedoch trifft die Beschreibung auch auf andere biegeschlaffe Elemente zu. Weiterhin befindet sich der Kontaktbereich 14 in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich auf der Wickelbehälterinnenwand. Er kann jedoch genauso auf dem Wickelbehälterboden und/oder der Wickelbehälterinnenwand liegen.
Der Wickelbehälters 10 weist eine Wickelbehälterinnenwand 11 und einen Wickelbehälterboden 12 auf. Die Wickelbehälterinnenwand 11 und der Wickelbehälterboden 12 bilden die Bodenkante 13 aus. Anstelle einer Bodenkante ist es auch möglich den Übergangsbereich 13 zwischen Boden und Innenwand bogenförmig auszugestalten (vergleich 5). Der in der 1 gezeigte Wickelbehälter 10 weist in dieser Ausführungsform jeweils eine durchgehende Wickelbehälterinnenwand 11 und einen durchgehenden Wickelbehälterboden 12 auf. Es kann jedoch erwünscht sein, dass die Wickelbehälterinnenwand 11 und/oder der Wickelbehälterboden 12 Aussparungen oder Öffnungen aufweist. Beispielsweise kann eine dementsprechende Ausführungsform zur Integration von Sensorik vorgesehen sein, um die Ausführung des Wickelvorgangs zu überwachen und/oder zu steuern bzw. zu regeln. Eine Öffnung kann beispielsweise auch in dem Wickelbehälter 10 vorgesehen sein, um an dem aufgewickelten biegeschlaffen Element einen, zwei, drei oder vier Binder 3 anzubringen (siehe 3) und/oder das aufgewickelte biegeschlaffe Element über so eine Öffnung zu entnehmen.
Die in 1 gezeigte Zuführeinrichtung 20 verwendet zum Zuführen des biegeschlaffen Elements 2 eine Halterung 23, an der eine Röhre 22 befestigt, positioniert und ausgerichtet sind. Zudem weist die Zuführeinrichtung 20 einen Verstellmechanismus 24 für die Halterung 23 auf, um die Zuführtrajektorie 21 für das biegeschlaffe Element 2 an diese anpassen zu können.
Des Weiteren ist im Rahmen der Zuführeinrichtung 20 ein freischwebender Röhrenabschnitt 25 vorgesehen, der sich abschnittsweise entlang der Zuführtrajektorie zwischen der Halterung 23 und dem Kontaktbereich 14 erstreckt. Das Verwenden einer flexiblen Röhre 22 zur Führung des biegeschlaffen Elements 2 in den Wickelbehälter 10 vermindert insbesondere das Risiko eines Knickens des biegeschlaffen Elements 2. Dabei übernimmt der freischwebende Röhrenabschnitt 25 diese Funktion vor allem beim Auftreffen des biegeschlaffen Elements 2 auf den Kontaktbereich 14 des Wickelbehälters 10 wahr.
Der Innendurchmesser der Röhre 22 ist jeweils an das zuzuführende biegeschlaffe Element 2 angepasst, sodass das biegeschlaffe Element 2 mit möglichst wenig Kraftaufwand durch die Röhre 22 hindurch geschoben werden kann. Weiterhin ist die Halterung 23 mit Hilfe eines Verstellmechanismus 24 verstellbar ausgestaltet. So kann über den Verstellmechanismus 24 der Auftrittswinkel der Zuführtrajektorie 21 und damit der des biegeschlaffen Elements 2 und/oder der Abstand zwischen der Austrittsöffnung 26 der Zuführeinrichtung 20 und dem Kontaktbereich 14 des Wickelbehälters 10 eingestellt werden. Somit ist es mit der erfindungsgemäßen Halterung 23 möglich, den Auftrittswinkel der Zuführtrajektorie auf den Kontaktbereich 14 und/oder die Länge des freischwebenden Abschnitts des biegeschlaffen Elements 2 einzustellen. Es ist auch möglich, keine oder nur sehr eingeschränkte Einstellmöglichkeiten an der Halterung 23 vorzusehen. Ist eine hohe Fertigungsbreite bzw. Flexibilität für die Wicklungsvorrichtung gefordert, so ist es zudem bevorzugt, den Auftrittswinkel und/oder die freischwebende Länge des biegeschlaffen Elements 2 zumindest teilweise automatisch einstellbar auszuführen.
2 zeigt die Wickelvorrichtung 1 aus der 1, jedoch zu einem Zeitpunkt, in dem der auf den Einführvorgang folgende Wicklungsvorgang stattfindet. Dabei ist deutlich zu erkennen, wie sich das biegeschlaffe Element 2 nach dem Austritt aus der Röhren- bzw. Zuführöffnung 26 spiralförmig in Richtung des Behälterbodens 12 hinabwindet und dort im Bereich der Bodenkante bzw. Übergangsbereichs 13 aufwickelt.
Zumindest während des Wicklungsvorgangs steht die Position der Zuführeinrichtung 20 und des Wickelbehälters 10 fest. Mit anderen Worten findet zwischen dem Austritt des biegeschlaffen Elements 2 aus der Zuführöffnung 26 sowie der Behälterinnenwand 11 und/oder des Behälterbodens des Wickelbehälters 10 keine Relativbewegung statt (abgesehen von passiven, durch das biegeschlaffe Element 2 aufgezwungene Bewegungen des freischwebenden Röhrenabschnitts 25).
Zusätzlich oder alternativ zu dem freischwebenden Röhrenabschnitt 25 kann die Zuführeinrichtung 20 nachgiebig gelagert sein. Das biegeschlaffe Element 2 wickelt sich in jedem Fall aufgrund der ihm eigenen Materialeigenschaften und der ihm aufgezwungenen Zuführbewegung in dem Wickelbehälter 10 auf. Ebenfalls in 2 ist zu erkennen, dass sich das biegeschlaffe Element 2 freischwebend aufwickelt und nicht wie während des Einführvorgangs weiterhin auf den Kontaktbereich 14 oder die Wickelbehälterinnenwand 11 des Wickelbehälters 10 trifft.
Anhand der 2 wird auch deutlich, dass eine in Richtung der Zuführeinrichtung 20 zulaufende Wickelbehälterinnenwand, wenn gewünscht oder gefordert, eine größere Führungsfläche für das biegeschlaffe Element 2 während des Wicklungsvorgangs bereitstellt. Dies hat insbesondere bei hohen Zuführgeschwindigkeiten den Vorteil, dass hierbei ein zu starkes Aufweiten der durch das biegeschlaffe Element 2 beschriebenen Spirale vermieden wird. In einer solchen Ausführungsform kann es zudem von Vorteil sein, die Wickelbehälterinnenwand 11 über den Kontaktbereich 14 hinaus durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung oder Beschichtung zu optimieren.
Der Kontaktbereich eines erfindungsgemäßen Wickelbehälters 10 ist der Bereich, in dem das biegeschlaffe Element beim Einführvorgang auftritt. Die Größe des Kontaktbereichs ist von mehreren Faktoren abhängig, wie zum Beispiel der Zuführgeschwindigkeit, den Eigenschaften des Leiters, der geometrischen Ausgestaltung der Trajektorie, die durch die Zuführeinrichtung 20 bestimmt wird, und/oder den Oberflächeneigenschaften des Wickelbehälters. Die Größe des Kontaktbereichs spielt allerdings vor allem dann eine Rolle, wenn die dortige Oberfläche der Wickelbehälterinnenwand 11 und/oder des Wickelbehälterbodens 12 lokal speziell behandelt und/oder beschichtet wird. Dann beträgt dieser Bereich bevorzugt ein Vielfaches des Querschnitts des biegeschlaffen Elements 2, und zwar bevorzugt mindestens das 5-fache, bevorzugt mindestens 15-fache, noch bevorzugter mindestens 25-fache des Querschnitts, maximal jedoch 25 der Fläche des Wickelbehälterbodens 12.
Bei der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung wird das Ende des biegeschlaffen Elements 2 bevorzugt durch das nachfolgende aufzuwickelnde biegeschlaffe Element 2 aus der Zuführeinrichtung 20 herausgeschoben, sodass es ohne Probleme von der Wickelvorrichtung entnommen werden kann. Alternativ kann ein Zuführen oder Nachschieben des biegeschlaffen Elements beispielsweise auch mittels Druckluft und/oder mittels Ausnutzung der Schwerkraft durchgeführt werden.
3 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung 1 aufgewickeltes biegeschlaffes Element 2, das im Anschluss auf den Wickelvorgang mit Bindern 3 im aufgewickelten Zustand gehalten wird. Dabei ist auf der rechten Seite der 3 das Ende des aufgewickelten biegeschlaffen Elements 2 zu erkennen. Bei dem aufgewickelten biegeschlaffen Element 2 kann es sich wie gezeigt um einen elektrischen Leiter als auch um ein anderes aufzuwickelndes biegeschlaffes Element handeln.
Das in 3 dargestellte aufgewickelte biegeschlaffe Element 2 weist ein freies Wicklungsende, d. h. ein nicht aufgewickeltes Wicklungsende, von ca. 150 mm und einen Durchmesser von in etwa 80 bis 90 mm auf. Jedoch können diese Abmessungen entsprechend der bevorzugten Ausführungsformen in dem zuvor gegebenen Rahmen variieren. Es kann jedoch in einer Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass das biegeschlaffe Element beidseitig oder kein freies Wicklungsende aufweist.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Wickelstation mit einer Schneidemaschine 30, einer in Fertigungsrichtung nachfolgend angeordneten Wickelvorrichtung 1 und einen auf die Wickelvorrichtung 1 folgenden Drehgreifer 40. Bei der gezeigten Wickelvorrichtung weist die Schneidemaschine 30 neben einer Schneidvorrichtung 32 eine Fördereinrichtung 31 auf, die das biegeschlaffe Element 2 sowohl der Schneidvorrichtung 32 als auch der Wickelvorrichtung 1 zuführt. Alternativ ist es möglich, die Schneidvorrichtung 32 und/oder die Fördereinrichtung 31 in die Wickelvorrichtung 1 zu integrieren.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform eines Drehgreifers 40 wird lediglich das aufgewickelte biegeschlaffe Element 2 aus dem Wickelbehälter 10 entnommen und weitertransportiert. Die Entnahme kann genauso mit einem einfachen Greifer durchgeführt werden. Genauso ist es möglich, das aufgewickelte biegeschlaffe Element 2 durch Austausch des Wickelbehälters 10 weiter zu transportieren. Schneidemaschinen 30 zum Zuschnitt biegeschlaffer Elemente als auch Greifer und Drehgreifer 40 sind aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung dieser Vorrichtungen an dieser Stelle verzichtet wird.
Ein Greifen des aufgewickelten biegeschlaffen Elements 2 mithilfe des Greifers 40 kann beispielsweise über an dem Wickelbehälter vorgesehene Eingriffsnuten (nicht gezeigt) durchgeführt werden. Diese Eingriffsnuten erstrecken sich beispielsweise als Schlitz über die gesamte Wickelbehälterwand in Längsrichtung entlang der Wickelbehälterinnenwand 11 und bevorzugt partiell in den Wickelbehälterboden 12 hinein. Somit kann der Greifer 40 beispielsweise das aufgewickelte biegeschlaffe Element 2 sowohl von oben als auch von unten greifen und entsprechend nach außen entnehmen. Dazu kann die Nut eine entsprechende Formgestaltung aufweisen. Alternativ kann eine Entnahme nach oben, in Richtung der Wickelbehälteröffnung oder über eine zu öffnende Tür bzw. Klappe, beispielsweise nach unten, vorgenommen werden. Weiterhin kann über eine Nut an der Wickelbehälterwand ein Bindeelement, beispielsweise ein Kabelbinder zum Binden des aufgewickelten biegeschlaffen Elements eingebracht werden.
5 zeigt eine alternative oder auch ergänzende Ausgestaltung eines Wickelbehälters 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel des Wickelbehälters wird die Zuführeinrichtung 20 durch einen Trichter 28 ausgebildet. Ergänzend oder alternativ ist es möglich die in den 1 und 2 gezeigte Zuführeinrichtung 20 einzubeziehen. Die Zuführtrajektorie wird durch die Form des Trichters definiert und verläuft im Wesentlichen parallel zu der mittleren Achse des Wickelbehälters. Wäre der Boden nicht wie in 5 gezeigt in das Wickelbehälterinnere gewölbt, sondern eben, so träfe die Trajektorie 21 senkrecht auf den Wickelbehälterboden.
Der sich zum Wickelbehälterboden verjüngende Trichter engt den Zuführbereich um die Trajektorie 21 schließlich auf den Kontaktbereich 14 auf dem Wickelbehälterboden ein. Weiterhin ist der Trichter als Abschnitt eines Deckels ausgeführt. Der Deckel verhindert ein Rückfedern des eingeführten biegeschlaffen Elements.
Des Weiteren ist der Übergangsbereich des Wickelbehälters 10 in 5 bogenförmig ausgespart. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 17 im Wesentlichen mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführt. Der Querschnitt gibt im Prinzip den Gesamtquerschnitt des aufgewickelten Bündels des biegeschlaffen Elements 2 vor. Es ist möglich, das aufgewickelte biegeschlaffe Element 2 durch in die Behälterwand eingebrachte, möglicherweise wiederverschließbare, Öffnungen (nicht gezeigt) zu entnehmen und/oder mit Bindern zu fixieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3727741 A1 [0004]
EP 959035 A2 [0004]

Claims

Wickelvorrichtung für ein biegeschlaffes Element (2), aufweisend: einen Wickelbehälter (10) mit einer Wickelbehälterinnenwand (11) und einem Wickelbehälterboden (12), und eine Zuführeinrichtung (20) mit der das biegeschlaffe Element (2) über eine Zuführtrajektorie (21) zuführbar ist, wobei die Zuführtrajektorie (21) in einem festgelegten Winkel auf einen Kontaktbereich (14) der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder des Wickelbehälterbodens trifft und die Zuführeinrichtung (20) während des Wickelvorgangs relativ zu der Wickelbehälterinnenwand (11) feststehend angeordnet ist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder der Wickelbehälterboden (12) rotationssymmetrisch ist und die Wickelbehälterinnenwand (11) bevorzugt eine zylindrische oder eine in Richtung der Zuführeinrichtung (20) zulaufende Form aufweist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelbehälterboden (12) eine bevorzugt mittig angeordnete in den Wickelbehälter (10) hervorstehende Wölbung aufweist.
Wickelbehälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am umlaufenden Rand des Wickelbehälterbodens (12) in der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder dem Wickelbehälterboden (12) eine Aussparung (17) vorgesehen ist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (20) einen Verstellmechanismus (24) aufweist, der eingerichtet ist, den festgelegten Winkel und/oder einen Abstand zwischen einem Austrittspunkt aus der Zuführeinrichtung und der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder dem Wickelbehälterboden (12) einzustellen.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (20) eine Röhre (22) aufweist, durch die das biegeschlaffe Element (2) zuführbar ist, wobei die Röhre an einer Halterung (23) angebracht und über die Halterung (23) entlang der Zuführtrajektorie (21) ausgerichtet und positioniert ist.
Wickelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre (22) auf der dem Wickelbehälter (10) zugewandten Seite einen über die Halterung (23) hinausgehenden freistehenden Abschnitt aufweist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (20) einen Zuführtrichter (28) aufweist, der auf der dem Wickelbehälterboden (12) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und sich bevorzugt in Richtung des Wickelbehälterbodens (12) verjüngt.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder des Wickelbehälterbodens (12) eine behandelte Oberfläche und/oder eine Beschichtung aufweist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das biegeschlaffe Element (2) einen Querschnitt von 0,13 mm² bis 4 mm² und eine Wickellänge von bevorzugt 100 mm bis 3000 mm aufweist.
Wickelvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Wickelbehälterinnenwand (11) umgebene Wickelbehälterboden (12) einen Durchmesser zwischen 35 mm bis 110 mm, bevorzugt 50 mm bis 100 mm und noch bevorzugter 80 mm bis 90 mm aufweist.
Wickelverfahren für ein biegeschlaffes Element (2) mit einer Wickelvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: Zuführen des biegeschlaffen Elements (2) entlang der Zuführtrajektorie (21), sodass die Leitung (2) in einem festgelegten Winkel auf einen Kontaktbereich (14) der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder des Wickelbehälterbodens trifft, Umlenken der Spitze (3) des biegeschlaffen Elements in Richtung des aus der Wickelbehälterinnenwand (1) und dem Wickelbehälterboden (12) gebildeten Übergangsbereichs (13), Aufwickeln des biegeschlaffen Elements (2) auf dem Wickelbehälterboden (12) entlang der Wickelbehälterinnenwand (11), und Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements (2) aus dem Wickelbehälter.
Wickelverfahren für ein biegeschlaffes Element (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenken der Spitze (3) des biegeschlaffen Elements an der Wickelbehälterinnenwand (11) und/oder dem Wickelbehälterboden (12) durch Vibrationen, eine Drehung und/oder eine Verschiebung des Wickelbehälters (10) unterstützt wird.
Wickelverfahren für ein biegeschlaffes Element (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das biegeschlaffe Element (2) vor dem Aufwickeln auf eine festgelegte Länge geschnitten wird.
Wickelverfahren für ein biegeschlaffes Element (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführgeschwindigkeit des biegeschlaffen Elements (2) während des Zuführens verändert wird.
Wickelstation mit einer Wickelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer vorgeschalteten Schneidvorrichtung (32), die eine Ausgabe (33) für das biegeschlaffe Element aufweist, die mit der Zuführeinrichtung (20) der Wickelvorrichtung (1) verbunden ist.
Wickelstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ihr ein Fördermechanismus (31), vorzugsweise ein Greifer (40), nachgeschaltet ist, der für eine Entnahme des aufgewickelten biegeschlaffen Elements (2) und/oder ein Auswechseln des Wickelbehälters (10) eingerichtet ist.