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Einleitung
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrillen von Leitungen, insbesondere von Elektroleitungen, umfassend
- - ein Gestell,
- - zwei an dem Gestell gegenüberliegend voneinander angeordnete Spannvorrichtungen,
- - mindestens einen Drillantrieb, der mit mindestens einer der Spannvorrichtungen zusammenwirkt, sowie
- - mindestens einen Schlitten, der mit mindestens einer der Spannvorrichtungen zusammenwirkt,
wobei die Spannvorrichtungen jeweils eine Mehrzahl von Ankermitteln zur Verankerung der zu verdrillenden Leitungen an der jeweiligen Spannvorrichtung aufweisen, wobei die Spannvorrichtungen derart beabstandet voneinander angeordnet sind, dass sich zwischen den Spannvorrichtungen eine Verdrillstrecke erstreckt, wobei die mit dem Drillantrieb zusammenwirkende Spannvorrichtung mittels des Drillantriebs drehantreibbar ist, sodass die zugehörige Spannvorrichtung um eine Drillachse drehbar ist, wobei der Schlitten derart beweglich an dem Gestell angeordnet ist, dass eine Bewegung des Schlittens eine Relativbewegung der beiden Spannvorrichtungen zueinander bewirkt, die eine Veränderung einer Länge der Verdrillstrecke zur Folge hat.
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Unter einer „Spannvorrichtung“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung jede Art von Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, Leitungen in bzw. mit ihr einzuspannen. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Leitungen mittels der Spannvorrichtung „spannbar“ sind, das heißt mit einer Zugkraft beaufschlagt werden können. Stattdessen ist das „Einspannen“ die wesentliche Funktion. Hierfür verfügen die Spannvorrichtungen über die genannten „Ankermittel“. Letztere können insbesondere von Klemmbacken gebildet seien, mittels derer eine jeweilige Leitung verklemmbar ist, sodass sich ein Reibschluss zwischen der Leitung und der Spannvorrichtung ausbildet.
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Die „Verdrillstrecke“ beschreibt gewissermaßen den kürzesten Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Spannvorrichtungen. Dabei versteht es sich, dass sich die Verdrillstrecke im Zuge des Betriebs der Vorrichtung verändert, nämlich verkürzt. Dies ist dadurch bedingt, dass die Leitungen im Zuge ihrer Verdrillung in ihrer effektiven Länge reduziert werden. Um dieser Verkürzung zu kompensieren, wird der Abstand zwischen den Spannvorrichtungen fortwährend verändert, was einer Veränderung der Verdrillstrecke gleichkommt.
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Bei dem „Drillantrieb“ kann es sich im Sinne der vorliegenden Anmeldung grundsätzlich um jede Art von Antrieb handeln, der dazu geeignet ist, die ihm zugeordnete Spannvorrichtung um eine Drillachse zu drehen, sodass die an der Spannvorrichtung eingespannten Leitungen gemeinsam mit der Spannvorrichtung gedreht und dadurch letztlich verdrillt werden. Insbesondere kann der Drillantrieb von einem Elektromotor gebildet sein. Die Drillachse ist vorteilhafterweise zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, parallel zu der Verdrillstrecke ausgerichtet.
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Bei dem „Schlitten“ handelt es sich im Sinne der vorliegenden Anmeldung um ein Bauteil, dass eine Bewegung an dem Gestell ausführen kann. Insbesondere kann der Schlitten auf einer Laufschiene an dem Gestell gelagert sein und mit Laufrollen auf der Laufschiene abrollen. Ebenso ist ein Gleitschlitten denkbar, der mit Gleitflächen auf korrespondierenden Gleitflächen des Gestells gleitet. Andere Ausführungen eines Schlittens sind selbstverständlich ebenso denkbar. Typischerweise wirkt der Schlitten mit einer Spannvorrichtung zusammen, nämlich mit derjenigen, die nicht mit dem Drillantrieb zusammenwirkt.
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Stand der Technik
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Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind im Stand der Technik bereit weidlich bekannt. Hierzu wird beispielhaft auf das Gebrauchsmuster
DE 20 2009 0004 913 U1 hingewiesen.
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In vielen technischen Bereichen werden zur Erfüllung bestehender Vorschriften bezüglich der Vermeidung von elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Störfeldern verdrillte Leitungen benötigt, beispielsweise zur Herstellung von Kabelbäumen für den Fahrzeugbau und für den Hausgerätebau. Zur Herstellung derart verdrillter Leitungen bedient man sich einer gattungsgemäßen Vorrichtung, die im Wesentlichen aus einem Gestell besteht, an dem zwei sich gegenüberliegende Spannvorrichtungen angeordnet sind, mit denen die zu verdrillenden Leitungen mit ihren Enden eingespannt werden, sodass sich der zu verdrillende Bereich der vorher auf Länge geschnittenen und ggf. mit Steckverbindungen versehenen Leitungen zwischen diesen beiden Spannvorrichtungen erstreckt. Mindestens eine der Spannvorrichtungen ist drehantreibbar, während typischerweise die andere gegenüberliegende Spannvorrichtung gegen eine frei einstellbare Kraft verschiebbar auf einem Schlitten gelagert ist. Um einen Verdrillvorgang vorzunehmen, wird der Abstand zwischen den beiden Spannvorrichtungen durch Bewegen mindestens einer der Spannvorrichtung so weit vergrößert, dass sich die Leitungen straff gespannt zwischen den Spannvorrichtungen erstrecken. Dann wird die drehantreibbare Spannvorrichtung in Rotation versetzt, sodass die Leitungen verdrillt werden. Durch die beim Verdrillvorgang entstehende Verkürzung des sich aus den Leitungen bildenden Leitungsstranges wird die bewegbare Spannvorrichtung in Richtung der rotierenden Spannvorrichtung gezogen. Hierdurch werden Überspannungen oder Risse bei den zu verdrillenden Leitungen vermieden.
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Die stetig wachsende Anzahl von Antrieben und Sensoren in den Fahrzeugen hat zu einem immer umfangreicheren und schwereren Kabelbaum geführt. Daher werden die einzelnen Leitungen hinsichtlich ihres Querschnittes optimiert, was bei den nur mit geringen Strömen belasteten Leitungen in äußerst geringen Querschnitten resultiert. Diese können im Extremfall Leitungsquerschnitte von lediglich 0,1 mm2 aufweisen. Derartige Leitungen verfügen über eine äußerst geringe mechanische Belastbarkeit, da die effektiv in den Leitungen wirkenden Spannungen wegen des geringen Leitungsquerschnitts bereits bei Einwirkung geringer Kräfte sehr hoch sind. Ein beschädigungsfreies Verdrillen ist daher mit den bisher bekannten Vorrichtungen kaum möglich.
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Aufgabe
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Der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer auch vergleichsweise dünne Leitungen zuverlässig beschädigungsfrei verdrillbar sind.
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Lösung
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Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch mindestens ein Kraftmessmittel gelöst, das zumindest mittelbar mit mindestens einer der Spannvorrichtungen zusammenwirkt. Dieses Kraftmessmittel ist dazu geeignet, eine zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft zu erfassen.
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Unter einem „Kraftmessmittel“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung jede Art von Mittel verstanden, mittels derer letztlich eine Aussage über eine zwischen den Spannvorrichtungen herrschende Zugkraft treffbar ist. Die Ermittlung der Kraft mittels des Kraftmessmittels kann entweder mittelbar oder unmittelbar erfolgen. Letzteres ist beispielsweise mittels einer Kraftmessdose denkbar. Ein mittelbar wirkendes Kraftmessmittel kann beispielsweise einen Wegaufnehmer aufweisen, der eine Bewegung der Spannvorrichtungen relativ zueinander aufnimmt, sodass beispielsweise in Kenntnis einer Federkonstante, gegen die sich die Spannvorrichtungen bewegen, sodann ein Rückschluss auf die herrschende Zugkraft gezogen werden kann. Daraus ergibt sich auch, dass das erfindungsgemäße Kraftmessmittel nicht notwendigerweise unmittelbar zwischen den Spannvorrichtungen wirken muss. Entscheidend ist lediglich, dass das Kraftmessmittel Daten erhebt, die letztlich eine Aussage über die zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft erlaubt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat viele Vorteile. Insbesondere befähigt das Kraftmessmittel dazu, eine definitive Aussage über die zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft treffen zu können. Es versteht sich, dass in Kenntnis der Leitungsquerschnitte hieraus unmittelbar ein Rückschluss auf die in den Leitungen wirkenden Spannungen möglich ist. Dies wiederum versetzt den Betreiber der Vorrichtung in die Lage, die Spannvorrichtungen derart einzustellen, dass eine bestimmte Maximalzugkraft zwischen den Spannvorrichtungen - und gemeinsam damit Maximalspannungen in den Leitungen -während des Verdrillvorgangs nicht überschritten wird, sodass die Leitungen unbeschädigt bleiben.
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Das Überschreiten der Zugfestigkeit mindestens einer der Leitungen, das sodann mit einer Beschädigung der jeweiligen Leitung einhergeht, kann vornehmlich in zwei Abschnitten des Verdrillvorgangs stattfinden, nämlich in einem Spannabschnitt und in einem nach dem Spannabschnitt befindlichen Drillabschnitt. In dem Spannabschnitt werden die mittels der Ankermittel eingespannten Leitungen zunächst auf eine Anfangsspannung belastet, indem die Spannvorrichtungen relativ voneinander weg bewegt werden. Dies geschieht in aller Regel mittels des Bewegens einer der Spannvorrichtungen weg von der jeweils gegenüberliegenden, feststehenden Spannvorrichtungen mittels des Schlittens, auf dem die bewegbare Spannvorrichtung angeordnet ist. Im Stand der Technik wird das Abbremsen der bewegbaren Spannvorrichtung regelmäßig zu einem großen Teil durch die sich im Spannabschnitt des Verdrillvorgangs aufbauende Zugkraft in den Leitungen bewerkstelligt. Hierbei kann es zu Belastungsspitzen einzelner Leitungen kommen, die im Moment des manchmal ruckartigen Anhaltens der bewegbaren Spannvorrichtung auftreten. Beschädigungen der Leitungen sind oftmals die Folge.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dieses Problem besonders einfach behoben werden, indem beispielsweise das Spannen der Leitungen in dem Spannabschnitt des Verdrillvorgangs mittels des Kraftmessmittels überwacht wird. Ein versehentliches Überschreiten der Zugfestigkeit einer oder mehrerer Leitungen kann auf diese Weise besonders einfach vermieden werden.
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Wie vorstehend bereits beschrieben, kommt es ferner während des Drillabschnitts des Verdrillvorgangs zu einer Bewegung der Spannvorrichtungen aufeinander zu, was typischerweise darin besteht, dass eine bewegliche Spannvorrichtung auf die jeweils gegenüberliegende, feststehende Spannvorrichtung zu bewegt wird. Hierbei ist es insbesondere üblich, dass die bewegbare Spannvorrichtung mittels der mittels der Leitungen zwischen den Spannvorrichtungen übertragenen Zugkraft angetrieben wird. Zum erstmaligen „Inbewegungsetzen“ der bewegbaren Spannvorrichtung ist hierbei ein Haftreibungswiderstand zu überwinden, der den danach herrschenden Gleitreibungswiderstand übersteigt. Diese anfängliche Belastungsspitze kann bei Verdrillung sehr dünner Leitungen bereits zu deren Beschädigung führen.
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Demgegenüber ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dem Betreiber derselben jederzeit möglich, die Zugkraft zwischen den Spannvorrichtungen zu überwachen und somit eine Aussage darüber zu treffen, ob beim Verdrillen bestimmter Leitungen ein Beschädigungsrisiko besteht. Insbesondere ist das Treffen von Abhilfemaßnahmen denkbar, beispielsweise das aktive Antreiben einer bewegbaren Spannvorrichtung. Dies ist nachstehend gesondert beschrieben.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt das Kraftmessmittel unmittelbar mit mindestens einem der Ankermittel zusammen. Auf diese Weise sind Störeinflüsse auf die Messung mittels des Kraftmessmittels, beispielsweise infolge von Reibungsverlusten oder dergleichen, weitestgehend ausgeschlossen.
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Weiterhin ist eine solche Vorrichtung von besonderem Vorteil, die eine Mehrzahl von Kraftmessmitteln aufweist, wobei jede der Ankerstellen zumindest einer der Spannvorrichtungen mit einem jeweils zugeordneten Kraftmessmittel zusammenwirkt. Es versteht sich, dass bei einer solchen Ausführung die Mehrzahl von Kraftmessmitteln gemeinsam die gesamte zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft erfasst, indem die einzelnen mittels der einzelnen Kraftmessmittel erfassten Zugkräfte aufsummiert werden. Der besondere Vorteil bei der Verwendung mehrerer Kraftmessmittel besteht darin, dass vorzugsweise jede der zu verdrillenden Leitungen mit einem eigenen Kraftmessmittel zusammenwirken bzw. einem eigenen Kraftmessmittel zugeordnet sein kann. Auf diese Weise kann eine Aussage über den Spannungszustand jeder einzelnen Leitung getroffen werden. Die Spannungszustände der einzelnen Leitungen können voneinander abweichen, sofern ihre Längen nicht zu 100 % identisch sind. In einer solchen Konstellation ist die jeweils kürzeste Leitung typischerweise am stärksten belastet, und zwar in dem Sinne, dass diese Leitung den größten Anteil der Zugkraft zwischen den Spannvorrichtungen überträgt und demzufolge die betragsmäßig höchste Spannung aufweist. Zur Vermeidung von Beschädigungen ist diese kürzeste Leitung somit maßgebend und es ist von Bedeutung, die mittels dieser Leitung übertragene Zugkraft individuell, das heißt unabhängig von den übrigen Leitungen, bestimmen zu können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter ausgestaltend umfasst selbige mindestens einen Schlittenantrieb, der dazu geeignet ist, den Schlitten entlang seiner Fahrspur aktiv zu bewegen. Der Schlittenantrieb kann insbesondere einen Elektromotor umfassen. Unter einer „Fahrspur“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Spur verstanden, entlang derer sich der Schlitten bewegen kann. Diese Fahrspur ist typischerweise gerade ausgeführt und erstreckt sich parallel zu der Verdrillstrecke. Auf diese Weise wird eine Bewegung des Schlittens in Bezug auf die zwischen den Spannvorrichtungen wirkenden Zugkraft maximal wirksam.
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Der Schlittenantrieb ermöglicht eine geführte Steuerung einer jeweils zugehörigen, bewegbaren Spannvorrichtung. Insbesondere erlaubt der Schlittenantrieb die Einbindung in einen Regelkreis, der in Abhängigkeit der mittels des Kraftmessmittels erfassten Zugkraft betrieben wird. Der Schlittenantrieb kann sodann automatisch eine Positionierung der zugehörigen Spannvorrichtung relativ zu der gegenüberliegenden, typischerweise feststehenden Spannvorrichtung vornehmen und auf diese Weise unmittelbar die zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft beeinflussen.
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Aufbauend auf einem Schlittenantrieb ist es demzufolge weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung über mindestens eine Regeleinrichtung verfügt, die sich in Wirkverbindung mit dem Kraftmessmittel sowie mit dem Schlittenantrieb befindet. Die Regeleinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie dazu geeignet ist, den Schlittenantrieb in Abhängigkeit einer mittels des Kraftmessmittels gemessenen Zugkraft anzusteuern. Dieses Ansteuern erfolgt zu dem Zweck, dass eine jeweilig zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft zumindest über den Drillabschnitt des Verdrillvorgangs hinweg zumindest im Wesentlichen konstant haltbar ist. Insbesondere kann die Regeleinrichtung im Zusammenspiel mit dem Schlittenantrieb sicherstellen, dass ein vorgegebener Maximalwert der Zugkraft zu keinem Zeitpunkt während des Verdrillvorgangs überschritten wird. Auf diese Weise ist eine Beschädigung der Leitungen zumindest im Wesentlichen ausgeschlossen.
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Weiterhin kann eine solche Vorrichtung von besonderem Vorteil sein, die mindestens eine Ausgleichseinrichtung umfasst. Letzter ist dazu geeignet, sich zwischen den Ankerstellen entlang von Mittelachsen der jeweiligen Leitungen erstreckende frei schwebende Längen der zu verdrillenden Leitungen derart auszugleichen, dass auf die jeweiligen Leitungen wirkende Zugkräfte zumindest im Wesentlichen identisch sind. Als Praxisgerecht hat sich insbesondere eine Ausgleichskapazität der Ausgleichseinrichtung im Bereich von ca. 20 mm als günstig erwiesen. Ein vollständiger Längenausgleich ist dann möglich, sofern die zu verdrillenden Leitungen auf 20 mm genau gleich eingespannt werden. Da die Einspannung der Leitungen in aller Regel händisch erfolgt, bestehen fast immer Unterschiede zwischen den frei schwebenden Längen der einzelnen Leitungen. Wie vorstehend bereits angedeutet, können die unterschiedlichen Längen zu einer überproportionalen Belastung der jeweils kürzesten Leitung mit einem Anteil der Zwischen den Spannvorrichtungen wirkenden Zugkraft führen. Letztere kann sodann eine Beschädigung der jeweiligen Leitung zur Folge haben, obwohl die insgesamt zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft - bei zumindest im Wesentlichen gleicher Verteilung auf die zu verdrillenden Leitungen - eigentlich nicht zu einer Beschädigung hätte führen können.
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Mittels der Ausgleichseinrichtung ist ein Zustand herstellbar, in dem die Leitungen zumindest im Wesentlichen die gleiche frei schwebende Länge aufweisen, sodass der mittels eines Kraftmessmittels erfasste Wert der zwischen den Spannvorrichtungen wirkenden Zugkraft einen zuverlässigen Rückschluss auf den Spannungszustand der einzelnen Leitungen erlaubt. Die Ausgleichseinrichtung bietet somit insbesondere den Vorteil, lediglich ein einziges Kraftmessmittel verwenden zu müssen und gleichwohl eine genaue Aussage über den Spannungszustand der einzelnen Leitungen treffen zu können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer besonders vorteilhaften Weise betrieben werden. Ein zugehöriges, im Stand der Technik bekanntes Verfahren kann insbesondere die folgenden Verfahrensschritte umfassen:
- a) Miteinander zu verdrillende Leitungen werden an ihren einander gegenüberliegenden Enden jeweils mittels der Ankermittel an der jeweils zugehörigen Spannvorrichtung verankert, sodass die Leitungen zwischen den Ankermitteln entlang ihrer jeweiligen Mittelachse betrachtet jeweils eine frei schwebende Länge aufweisen.
- b) Zumindest eine der Spannvorrichtungen wird mittels des Drillantriebs um eine Drillachse drehangetrieben, sodass die Leitungen sukzessive miteinander verdrillt werden.
- c) Im Zuge zumindest eines Drillabschnitts eines Verdrillvorgangs wird der Schlitten entlang einer Fahrspur bewegt, wobei sich die Verdrillstrecke sukzessive verkürzt.
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Dieses an sich bekannte Verfahren ist dazu geeignet, die hier zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, wenn es ferner den folgenden Verfahrensschritt umfasst:
- d) Eine zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Zugkraft wird zumindest zeitweise zumindest während des Drillabschnitts erfasst.
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Das Verfahren ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders einfach ausführbar. Es bietet den besonderen Vorteil, dass mittels der Erfassung der Zugkraft die Spannungszustände der Leitungen zumindest mittelbar erfasst werden. Auf diese Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass zu keinem Zeitpunkt während des Verfahrens die Zugfestigkeit der Leitungen überschritten wird. Eine Beschädigung der Leitungen, insbesondere im Zuge des Verdrillens besonders dünner Leitungen, kann somit effektiv unterbunden werden. Vorteilhafterweise wird die Zugkraft während des gesamten Verdrillvorgangs erfasst, das heißt neben dem Drillabschnitt auch während des Spannabschnitts.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dann von besonderem Vorteil, wenn mittels des Kraftmessmittels erfasste Daten an eine Regeleinrichtung geleitet und mittels dieser verarbeitet werden und die Regeleinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Daten einen Schlittenantrieb ansteuert, sodass ein vorgegebener Wert der Zugkraft während des Verdrillens zumindest zeitweise, vorzugsweise durchgängig, zumindest im Wesentlichen konstant bleibt. Es versteht sich, dass zur Durchführung dieses Verfahrens die zugehörige Vorrichtung sowohl eine vorstehend beschriebene Regeleinrichtung als auch einen vorstehend beschriebenen Schlittenantrieb benötigt.
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Das beschriebene Verfahren hat den besonderen Vorteil, dass während dessen Durchführung die wirkende Zugkraft zwischen den Spannvorrichtungen gewissermaßen aktiv beschränkt wird, indem der Schlitten mittels seines Schlittenantriebs aktiv in Abhängigkeit der wirkenden Zugkraft „nachgeführt“ wird. Auf diese Weise kann insbesondere eine Spannungsspitze bei Beginn des Drillabschnitts des Verdrillvorgangs vermieden werden, da der sich im Stand der Technik bekannte Haftreibungswiderstand des Schlittens nicht länger mittels einer über die Leitungen übertragenen Zugkraft überwunden werden muss, sondern der Schlitten aktiv mittels des Schlittenantriebs geführt wird.
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Weiterhin kann ein solches Verfahren von besonderem Vorteil sein, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- e) Nach dem Verankern sowie vor dem Verdrillen der Leitungen wird die mit dem Schlitten zusammenwirkende Spannvorrichtung aktiv mittels des Schlittenantriebs in eine von der gegenüberliegenden Spannvorrichtung abgewandte Richtung bewegt, bis eine voreingestellte, zwischen den Spannvorrichtungen wirkende Startkraft vorliegt.
- f) Nach Erreichen der Startkraft wird das Verdrillen der Leitungen begonnen.
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Mit anderen Worten wird die Spannvorrichtung während des Spannabschnitts des Verdrillvorgangs derart kontrolliert mittels eines Schlittenantriebs geführt, dass die jeweils voreinagestellte Zugkraft nicht überschritten wird. Eine auf Erfahrungen oder Gefühl basierende Spannung der Leitungen, wie sie im Stand der Technik oftmals vorgenommen wird, kann somit entfallen. Dies hilft, versehentliche Beschädigungen der zu verdrillenden Leitungen zu vermeiden. Vorteilhafterweise ist die Startkraft zu einem solchen Wert gewählt, dass bei Einstellen derselben die Leitungen noch zumindest eine gewisse Spannungsreserve aufweisen, bevor ihre Zugfestigkeit erreicht ist. Auf diese Weise können über den Verdrillvorgang hinweg womöglich auftretende Schwankungen, beispielsweise infolge einer zu langsamen Nachregelung des Abstands zwischen den Spannvorrichtungen, noch mittels der Leitungen aufgenommen werden, ohne dass diese sofort beschädigt werden.
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Weiterhin ist ein solches Verfahren von besonderem von besonderem Vorteil, bei dem die bewegbare Spannvorrichtung, die mit dem Schlitten sowie dem Schlittenantrieb zusammenwirkt, während des Drillabschnitts des Verdrillvorgangs aktiv mittels des Schlittenantriebs nachgeführt wird. Auf diese Weise muss die Bewegung des Schlittenantriebs nicht mittels der mittels der Leitungen übertragenen Zugkraft zwischen den Spannvorrichtungen erfolgen. Dies ist insbesondere bei dünnen Leitungen von Bedeutung, da diese mitunter derart dünn sind, dass sie die zur Bewegung des Schlittens notwendige Zugkraft nicht übertragen können, ohne beschädigt zu werden.
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Figurenliste
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
- 1: Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2: Ein Detail einer Spannvorrichtung der Vorrichtung gemäß 1,
- 3: Ein Detail einer alternativen Spannvorrichtung für eine Vorrichtung gemäß 1 und
- 4: Ein Detail einer weiteren alternativen Spannvorrichtung für eine Vorrichtung gemäß 1.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel, das in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, mittels derer Leitungen 2 verdrillbar sind. Hierzu umfasst die Vorrichtung 1 ein Gestell 3 sowie zwei Spannvorrichtungen 4, 5. Letztere sind beabstandet voneinander angeordnet, sodass sich zwischen ihnen eine Verdrillstrecke 9 erstreckt. Die erste Spannvorrichtung 4 wirkt mit einem Drillantrieb 6 zusammen, mittels dessen die Spannvorrichtung 4 um eine Drillachse 16 verdrehbar ist. Die Drillachse 16 erstreckt sich hier parallel zu der Drillstrecke 9. Die erste Spannvorrichtung 4 ist im Übrigen fest an dem Gestell 3 angeordnet, das heißt insbesondere nicht translatorisch verschieblich. Der ersten Spannvorrichtung 4 gegenüberliegend befindet sich die zweite Spannvorrichtung 5, die an einem Schlitten 7 angeordnet ist. Mittels des Schlittens 7 ist die zweite Spannvorrichtung 5 beweglich an dem Gestell 3 gelagert, sodass ein Abstand zwischen den Spannvorrichtungen 4, 5, das heißt die Verdrillstrecke 9, veränderbar ist. Der Schlitten 7 wirkt in dem gezeigten Beispiel mit einem Schlittenantrieb 11 zusammen, der hier einen Elektromotor umfasst. Der Schlittenantrieb 11 ist auf einer Laufschiene 18 angeordnet, auf der er mittels Laufrollen verfahrbar ist. Die Laufschiene 18 umfasst somit eine Fahrspur 12 des Schlittens 7, entlang derer der Schlitten 7 bewegbar ist. Die Fahrspur 12 ist hier ebenso wie die Laufschiene 18 parallel zu der Drillachse 16 ausgerichtet.
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Der Schlittenantrieb 11 wirkt mit einem Laufriemen 17 zusammen. Dieser ist mittels zweier Umlenkrollen 22 an dem Schlittenantrieb 11 hin zu einer Antriebsrolle 23 umgelenkt. Letztere ist mittels einer Antriebsachse mit dem Elektromotor des Schlittenantriebs 11 gekoppelt, sodass die Antriebsrolle mittels des Elektromotors drehantreibbar ist. Mittels Zusammenwirken des Schlittenantriebs 11 mit dem Lauriemen 17 kann der Schlittenantrieb 11 mitsamt dem daran angeordneten 11 sowie der zugehörigen Spannvorrichtung 5 entlang der Fahrspur 12 bewegt werden, sodass sich die Verdrillstrecke 9 ändert.
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Die Spannvorrichtungen 4, 5 verfügen in dem gezeigten Beispiel insgesamt über eine Mehrzahl von Ankerstellen 8. Die erste Spannvorrichtung 4 umfasst eine Ankerstelle 8, an der beide Leitungen 2, die hier zu verdrillen sind, verankert sind. Die Verankerung erfolgt mittels einer Klemmeinrichtung, die einen Reibschluss zwischen der Spannvorrichtung 4 und den Leitungen 2 herstellt. Die zweite Spannvorrichtung 5 umfasst zwei Ankerstellen 8, an denen die Leitungen 2 jeweils einzeln verankert sind. Dies ergibt sich besonders gut anhand der Darstellung gemäß 2. Die zweite Spannvorrichtung 5 ist mittelbar, nämlich unter Zwischenschaltung eines Kraftmessmittels 10, an dem Schlitten 7 angeordnet. Das Kraftmessmittel 10 ist hier von einer Kraftmessdose gebildet.
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Aus der Anordnung des Kraftmessmittels 10 ergibt sich, dass die mittels der Leitungen 2 zwischen den Spannvorrichtungen 4, 5 übertragene Zugkraft erfassbar ist. Letztere wird zwischen den Spannvorrichtungen 4, 5 mittels der Leitungen 2 übertragen. Der Übertrag an das Kraftmessmittel 10 erfolgt schließlich mittels der zweiten Spannvorrichtung 5. An seinem gegenüberliegenden Ende ist das Kraftmessmittel 10 an dem Schlitten 7 befestigt.
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Weiterhin verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in dem gezeigten Beispiel über eine Regeleinrichtung 13, die hier mit einem Display 19 ausgestattet ist. Weiterhin verfügt die Regeleinrichtung 13 über ein in den Figuren nicht dargestelltes Eingabemittel zur Eingabe von Daten. Die Regeleinrichtung 13 steht in Wirkverbindung sowohl mit dem Kraftmessmittel 10 als auch dem Schlittenantrieb 11. Diese Wirkverbindung kann beispielsweise mittels Datenleitungen erfolgen, die in der Laufschiene 18 angeordnet sind. Ebenso ist eine drahtlose Verbindung denkbar. Die Regeleinrichtung 13 ist dazu geeignet, den Schlittenantrieb 11 in Abhängigkeit einer mittels des Kraftmessmittels 10 erfassten Zugkraft anzusteuern und damit eine „Nachführung“ des Schlittens 7 zu bewirken. Letzteres führt zu einer Veränderung der Verdrillstrecke 9 und somit letztlich zu einer Einflussnahme auf die zwischen den Spannvorrichtungen 4, 5 wirkenden Zugkraft sowie der in den Leitungen 2 wirkenden Spannungen. Im Zusammenspiel sind die einzelnen Komponenten somit dazu insbesondere dazu geeignet, den Spannungszustand der Leitungen 2 auf einem vorgesehenen Niveau zu halten, das vor allem eine Beschädigung der Leitungen 2 ausschließt.
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Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 ergibt sich anhand der Darstellung gemäß 3. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten durch die Ausbildung der Spannvorrichtung 5 sowie der mit dieser zusammenwirkenden Kraftmessmittel 10. Somit ist die Spannvorrichtung 5 des zweiten Beispiels in einer aufgelösten Form ausgebildet, bei der die beiden Ankerstellen 8 losgelöst und somit unabhängig voneinander vorliegen. Ferner wirken die Ankerstellen 8 jeweils mit einem eigenen Kraftmessmittel 10 zusammen. Die Summe der erfassten Zugkräfte beider Kraftmessmittel 10 ergibt die zwischen den Spannvorrichtungen 4, 5 wirkende Zugkraft.
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Diese getrennte Erfassung der Zugkräfte bietet gegenüber der Ausführung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass die Leitungen 2 einzeln auf die mittels selbiger übertragener Zugkraft hin überwacht werden können. Dies ist insbesondere von Interesse, wenn die Leitungen 2 unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere unterschiedliche Querschnitte, aufweisen. Die individuelle Erfassung der mittels der Leitungen 2 übertragenen Zugkräfte erlaubt schließlich die Bestimmung der Spannungszustände der einzelnen Leitungen 2. Der Schlittenantrieb 11 kann daraufhin mittels der Regeleinrichtung 13 derart angesteuert werden, dass zu keinem Zeitpunkt die Zugfestigkeiten der Leitungen 2 überschritten werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, wirkt die dortige Vorrichtung 1 mit einer Ausgleichseinrichtung 14 zusammen, die in 4 lediglich in ihrem Wirkprinzip dargestellt ist. Diese umfasst hier ein Seil 21, das mit einem Ende unmittelbar und mit seinem anderen Ende mittelbar unter Zwischenschaltung eines Kraftmessmittels 10 an dem Schlitten 7 befestigt ist. Das Seil 21 wirkt mittels Umlenkrollen 20 jeweils mit Ankerstellen 8 der zugehörigen Spannvorrichtung 5 zusammen. Die Umlenkrollen 20 sind hier besonders reibungsarm ausgeführt, sodass mit hoher Genauigkeit die Aussage getroffen werden kann, dass die jeweils mittels der drei Leitungen 2 übertragenen Zugkräfte zumindest im Wesentlichen identisch sind. Dies hat zur Folge, dass die mittels des Kraftmessmittels 10 erfasste Zugkraft jeweils zu einem Drittel den Leitungen 2 zugeschrieben werden kann. Die Ausgleichseinrichtung 14 hilft somit zu vermeiden, dass jede der Leitungen 2 einzeln mit einem eigenen Kraftmessmittel 10 ausgestattet werden muss. Sofern die Leitungen 2 jeweils identisch ausgebildet sind, kommt die Ausgleichseinrichtung 4 einer Vorrichtung zum Ausgleich frei schwebender Längen der einzelnen Leitungen 2 gleich. Mit anderen Worten wirken bei Zugrundelegung identischer Leitungen dann dieselben Zugspannungen in den Leitungen 2, wenn diese zwischen den jeweiligen Ankerstellen dieselbe frei schwebende Länge aufweisen. Letztere wird entlang von Mittelachsen 15 der Leitungen 2 gemessen. Unabhängig von den Beschaffenheiten der einzelnen Leitungen 2 ermöglicht die Ausgleichseinrichtung 14 in jedem Fall den Ausgleich der auf die einzelnen Leitungen 2 wirkenden Zugkräfte.
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Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können grundsätzlich auch unabhängig voneinander vorteilhaft wirken und sind nicht zwingend auf die hier beschriebenen Merkmalskombinationen eingeschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Leitung
- 3
- Gestell
- 4
- Spannvorrichtung
- 5
- Spannvorrichtung
- 6
- Drillantrieb
- 7
- Schlitten
- 8
- Ankerstelle
- 9
- Verdrillstrecke
- 10
- Kraftmessmittel
- 11
- Schlittenantrieb
- 12
- Fahrspur
- 13
- Regeleinrichtung
- 14
- Ausgleichseinrichtung
- 15
- Mittelachse
- 16
- Drillachse
- 17
- Laufriemen
- 18
- Laufschiene
- 19
- Display
- 20
- Umlenkrolle
- 21
- Seil
- 22
- Umlenkrolle
- 23
- Antriebsrolle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2020090004913 U1 [0006]
