DE3133842A1 - Device for winding up and unwinding electrical cables in use - Google Patents
Device for winding up and unwinding electrical cables in useInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark
Berlin und München VPA 81 P3 ί31 DEBerlin and Munich VPA 81 P3 ί31 DE
Vorrichtung zum betriebsmäßigen Auf- und Abwickeln von Elektrokabel Device for operational winding and unwinding of electrical cables
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art.The invention relates to a device of the type specified in more detail in the preamble of claim 1.
Elektrokabel, die zur elektrischen Verbindung einer beweglichen Einheit mit einem ortsfesten elektrischen Anschluß dienen, können in vielen Fällen, insbesondere bei größeren Entfernungen, aus Sicherheitsgründen nicht mehr freihängend ausgeführt werden. Das Elektrokabel wird dann zweckmäßigerweise auf einer Trommel gespeichert. Wenn sich nun der Abstand zwischen der zu versorgenden Baueinheit, etwa einer Meßeinrichtung, und dem elektrischen Anschluß im Betriebszustand kontinuierlich ändert und das Kabel entsprechend nachgeführt werden muß, also ein betriebsmäßiges Auf- und Abwickeln gefordert wird, stellt sich das Problem der störungsfreien Energie- bzw. Informationsübertragung vom ortsfesten elektrischen Anschluß über das sich auf der Trommel drehende Kabel zur beweglichen Einheit.Electric cables used for the electrical connection of a movable unit with a stationary electrical connection can no longer be freely suspended for safety reasons, in many cases, especially when the distance is greater. The electrical cable will then expediently stored on a drum. If the distance between the building unit to be supplied, about a measuring device, and the electrical connection in the operating state changes continuously and the cable must be tracked accordingly, so an operational winding and unwinding is required, this arises Problem of the trouble-free transfer of energy or information from the fixed electrical connection via the self Cables rotating on the drum to the mobile unit.
Eine solche Übertragung könnte etwa mit Hilfe von Schleifringkontakten ausgeführt werden. Diese sind jedoch wegen ihrer bekannten Anfälligkeit gegen Oxidation, Verschleiß und/oder Verschmutzung und den dadurch herbeigeführten Änderungen der Übergangswiderstände mit den damit verbundenen Verfälschungen von Informationssignalen sehr wartungsbedürftig. Insbesondere unter ungünstigen Betriebsverhältnissen, wie sie etwa in strahlungsgefährdeten Bereichen von Kernkraftwerken wegen der schwierigen Wartungsbedingungen herrschen, können daraus erhebliche Nachteile entstehen. Bei einem vieladrigen Kabel wird im übrigen der technische Aufwand wegen der großen Zahl der benötigten Schleifkontakte so beträchtlich, daß er aus räumlichen undSuch a transmission could be done with the help of slip ring contacts are executed. However, because of their known susceptibility to oxidation, wear and tear and / or pollution and the resulting changes in the contact resistance and the associated changes Falsification of information signals very much in need of maintenance. Especially under unfavorable operating conditions, such as those in areas at risk from radiation of nuclear power plants because of the difficult maintenance conditions, this can result in considerable disadvantages develop. In the case of a multi-core cable, the technical effort is also required because of the large number of Sliding contacts so considerable that he from spatial and
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wirtschaftlichen Gründen nicht mehr vertretbar ist« Dies gilt vor allem auch für die Leistungsübertragung-is no longer justifiable for economic reasons «This applies above all to the power transmission
Diese Nachteile werden bei bekannten Vorrichtungen mit schleifringlosen Federkabeltrommeln vermieden, wie sie beispielsweise aus der DT-ÖS 28 03 509 bekannt sind. Diese besitzen zweiteilige Kabeltrommeln mit einer Hilfstrommel und einer Haupttrommel, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Dabei ist die Hilfstrommel feststehend und die Haupttrommel drehbar auf der Achse gelagert. Zwischen den beiden Trommeln ist eine die Achse oberhalb des Außendurchmessers der Wicklungen gegen Federdruck konzentrisch umkreisende Umlenkrolle angebracht,, deren Drehachse senkrecht zur Trommelachse steht. Das Kabel ist derart geführt, daß es, ausgehend von einem festen Anschluß, zunächst mit der Hälfte seiner Gesamtlänge schraubenlinienförmig auf die Hilfstrommel und über die Umlenkrolle in umgekehrter Wickelrichtung mit dem Rest seiner Länge ebenfalls schraubenlinienförmig auf die Haupttrommel aufgewickelt wird. Beim Abspulen wird das Kabel von der Haupttrommel abgewickelt und versetzt diese in eine Drehbewegung. Dabei dreht sich, vom Kabel angetrieben? auch die Umlenkrolle sowohl um die Trommelachse, was gleichzeitig zu einer Spannung der mit der Umlenkrolle verbundenen Feder führt, als auch um die eigene Achse., so daß das Kabel, über die Umlenkrolle laufend, gleichzeitig auch von der Hilfstrommel abgewickelt wird» Das abgewickelte Kabel wird beim Aufwickeln durch die von der gespannten Feder der Umlenkrolle ausgeübten Zugkraft von der sich um die feststehende Hilfstrommel drehenden Umlenkrolle auf die Hilfstrommel und gleichzeitig auf die sich drehende Haupttrommsl schraubenlinienförmig aufgewickelt. Diese bekannte Vorrichtung hat zwei wesentliche Nachteile;These disadvantages are avoided in known devices with spring cable drums without slip rings, as they are for example from DT-ÖS 28 03 509 are known. Own this two-part cable drums with an auxiliary drum and a main drum, which are arranged on a common axis. The auxiliary drum is stationary and the main drum rotatably mounted on the axle. Between One of the two drums is the axis above the outer diameter of the windings against spring pressure concentrically encircling deflection pulley attached, whose axis of rotation is perpendicular to the drum axis. The cable is guided in such a way that, starting from a fixed connection, it initially with half of its total length helically on the auxiliary drum and over the pulley in reverse winding direction with the rest of its length also wound helically on the main drum will. During unwinding, the cable is unwound from the main drum, causing it to rotate. Is it rotating, powered by the cable? also the pulley both around the drum axis, what at the same time leads to tension in the spring connected to the pulley, as well as around its own axis, so that the cable, running over the pulley, at the same time it is also unwound from the auxiliary drum »The unwound cable is during winding by the tensile force exerted by the tensioned spring of the deflection roller from around the stationary Auxiliary drum rotating pulley on the auxiliary drum and at the same time on the rotating main drum wound helically. This known device has two major drawbacks;
Zum einen wird das Kabel durch die Führung über die Umlenkrolle mit ihrem relativ kleinen Radius einer wechselnden Biegebeanspruchung ausgesetzt, was insbesondere bei viel-On the one hand, the cable becomes a changing because of the guide over the pulley with its relatively small radius Exposed to bending stress, which is particularly
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adrigen Steuerkabeln relativ schnell zu Aderbrüchen führt. Zum anderen erleidet das Kabel durch die schraubenlinienförmige Führung auf den Trommeln eine Torsionsbeanspruchung, die beim abgewickelten Teil Schleifenbildungen verursacht, aus denen sich beim Aufwickeln Knickstellen bilden, die eine zerstörende Wirkung haben.core control cables leads to core breaks relatively quickly. On the other hand, the cable suffers due to the helical shape Guiding on the drums a torsional stress that causes loops in the unwound part, from which kinks form when winding, which have a destructive effect.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schleifringlose Kabeltrommel der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine Biegebeanspruchung des Kabels durch Führung über relativ kleine Radien ebenso vermieden wird, wie eine Torsionsbeanspruchung durch schraubenlinienförmiges Auf- und Abwickeln.The invention is based on the object of designing a cable drum without slip rings of the type mentioned at the outset in such a way that that bending stress on the cable is also avoided by guiding it over relatively small radii, like torsional stress caused by helical winding and unwinding.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Dabei ist zwar das Kabel auf der Hilfstrommel schraubenlinienförmig aufgewickelt, was aber deshalb unschädlich ist, weil das Kabel von der Hilfstrommel nicht abgewickelt, sondern nur derart gelockert wird, daß die einzelnen Windungen nicht mehr an der Kabeltrommel anliegen, sondern Schlaufen bilden. Derjenige Teil des Kabels, der auf- und abgewickelt wird, liegt spiralförmig auf der Haupttrommel, so daß eine Torsionsbelastung vollständig entfällt.This object is achieved by the invention specified in claim 1. The cable is on the auxiliary drum Coiled in a helical manner, which is harmless because the cable from the auxiliary drum is not unwound, but only loosened so that the individual turns are no longer on the cable drum but rather form loops. The part of the cable that is wound up and unwound is in a spiral shape on the main drum so that there is no torsional load.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung nach Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments and refinements of the invention according to claim 1 are set out in the subclaims marked.
Durch die Anordnung der Stützkonsole unterhalb der Hilfswicklung gemäß Patentanspruch 5 ist erreicht, daß die Schlaufenbildung der Hilfswicklung beim Abwickeln des Kabels zwischen den einzelnen Windungen egalisiert wird.By arranging the support bracket below the auxiliary winding according to claim 5 it is achieved that the Looping of the auxiliary winding when unwinding the cable is equalized between the individual turns.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention is described below explained in more detail with reference to FIGS. Show in it:
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Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Vorrichtung in Draufsicht mit teilweise geschnittener Haupttrommel;1 shows an overall representation of the device in plan view with partially cut main drum;
Fig. 2 einen seitlichen Schnitt in der Ebene H-II der Gesamtdarstellung undFig. 2 is a side section in the plane H-II of Overall presentation and
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Hilfstrommel in abgewickeltem Zustand mit dem in Schlaufen durchhängenden Kabel der Hilfswicklung.3 shows a basic representation of the auxiliary drum in the unwound state with the one sagging in loops Auxiliary winding cable.
Nach Fig. 1 sind eine zylindrische Haupttrommel 1 und eine ebenfalls zylindrische Hilfstrommel 2 zur Aufnahme des Kabels 3 nebeneinanderliegend auf einer Welle 4 angeordnet, die zwischen zwei gabelförmigen Halterungslaschen 5 und 6 eines im übrigen nicht dargestellten Gehäuses der Vorrichtung drehbar gelagert ist. Die auf der Welle 4 frei drehbare Hilfstrommel 2 weist auf der der Haupttrommel 1 zugewandten Seite einen nach innen konischen Flanschteil 2a und auf der anderen Seite einen geraden Flanschteil 2b auf.According to Fig. 1, a cylindrical main drum 1 and a likewise cylindrical auxiliary drum 2 for receiving the Cable 3 arranged side by side on a shaft 4, which is between two fork-shaped mounting brackets 5 and 6 a housing, otherwise not shown, of the device is rotatably mounted. The auxiliary drum 2, which is freely rotatable on the shaft 4, faces the main drum 1 Side an inwardly conical flange part 2a and on the other side a straight flange part 2b.
Der Abstand dieser beiden Flansche ist so bemessen, daß die eine, nicht abwickelbare Hälfte des Kabels 3 in einlagiger, schraubenlinienförmiger Wicklung darin Platz findet. Die mit der Welle 4 fest verbundene Haupttrommel 1 ist auf der der Hilfstrommel zugewandten Seite durch einen Begrenzungsflansch la abgeschlossen und besitzt daran anschließend zwei getrennte Wickelräume, Der erste, sich zwischen dem Begrenzungsflansch la und dem Führungsflansch Ib erstreckende Vorwickelraum hat eine Breite von etwa drei Kabeldurchmessern. Daran schließt sich der durch die Führungsflansche Ib und Ic begrenzte Hauptwickelraum an. Die lichte Weite zwischen den beiden Führungsflanschen Ib und Ic beträgt etwa einen Kabeldurchmesser„ Der Durchmesser der Führungsflansche Ib und Ic ist so gewählt, daß die abwickelbare Hälfte des Kabels- 3 in übereinanderliegenden (spiralförmigen) Windungen darin Platz findet. Am Flansch la ist ein wannenförmiger Kabelträger 7 angeordnet, auf dem das mit zwei Schellen 7a und 7b am Begrenzungs-The distance between these two flanges is such that the one half of the cable 3 that cannot be unwound can be accommodated in it in a single-layer, helical winding. The main drum 1 firmly connected to the shaft 4 is closed on the side facing the auxiliary drum by a limiting flange la and then has it two separate changing rooms, the first one between the limiting flange la and the guide flange Ib extending pre-winding space has a width of about three cable diameters. This is followed by the Guide flanges Ib and Ic limited the main winding space. The clear width between the two guide flanges Ib and Ic is about one cable diameter “The diameter the guide flanges Ib and Ic is chosen so that the developable half of the cable 3 in one above the other (spiral) windings find space in it. A trough-shaped cable carrier 7 is arranged on the flange la, on which the two clamps 7a and 7b on the limit
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flansch la befestigte Kabel 3 aufliegt. Zwischen der Haupttrommel 1 bzw. der Welle 4 und der Hilfstrommel 2 ist eine in Fig.2 dargestellte, an sich bekannte Freilaufkupplung angeordnet, die beim Abwickeln des Kabels 3 von der Haupttrommel 1 diese mit der Hilfstrommel 2 kuppelt und beim Aufwickeln des Kabels freigibt. Das mit einem ortsfesten Anschluß verbundene und über ein an der Halterungslasche befestigtes Führungselement 8 mittels einer Schelle 9 angeklemmte Kabel 3 wird der Hilfstrommel 2 zugeführt und auf dieser mit einer der abwickelbaren Länge entsprechenden Länge einlagig, schraubenlinienförmig aufgewickelt und ist am Ende dieser Wicklung, wie in Fig. 2 dargestellt, mit Hilfe der beiden Schellen 7a und 7b am Begrenzungsflansch la der Haupttrommel 1 auf dem Kabelträger 7 auf- liegend befestigt. Das über den Kabelträger 7 geführte Kabel 3 ist durch eine Ausnehmung Id des Begrenzungsflansches la in einem zu demjenigen der Hilfstrommel umgekehrten Wicklungssinn mit zwei der Zugentlastung dienenden Windungen in den Vorwickelraum der Haupttrommel 1 geführt. Von hier verläuft das Kabel durch eine Ausnehmung Ie im Führungsflansch Ib auf den zwischen den Führungsflanschen Ib und Ic liegenden Hauptwickelraum der Haupttrommel 1, wo es mit seiner abwickelbaren Hälfte in übereinanderliegenden Windungen spiralförmig aufgewickelt ist.flange la attached cable 3 rests. Between the main drum 1 or the shaft 4 and the auxiliary drum 2 is an in Fig. 2 shown, per se known overrunning clutch arranged, which when unwinding the cable 3 from the main drum 1 this couples with the auxiliary drum 2 and when Unwinding of the cable releases. The one connected to a stationary connection and one on the mounting bracket attached guide element 8 by means of a clamp 9 clamped cable 3 is fed to the auxiliary drum 2 and on this with a length corresponding to the developable length, wound in a single layer, helically and is at the end of this winding, as shown in Fig. 2, with the help of the two clamps 7a and 7b on the limiting flange la of the main drum 1 on the cable carrier 7- attached lying down. The cable 3 guided over the cable carrier 7 is reversed to that of the auxiliary drum through a recess Id of the limiting flange la Direction of winding with two turns serving for strain relief in the pre-winding space of the main drum 1. From here the cable runs through a recess Ie in the guide flange Ib onto the main winding space of the main drum located between the guide flanges Ib and Ic 1, where it is spirally wound with its unwindable half in superimposed turns.
Der Antrieb der Haupttrommel 1 erfolgt über eine mit der Welle 4 verbundene elektromotorische Antriebsvorrichtung mit dem Getriebe 10 und dem Motor 11. Um den abgewickelten Teil des Kabels ständig unter Zug zu halten, wird als Antriebsmotor 11 zweckmäßigerweise ein sog. Stillstands- oder Schlupfmotor verwendet, dessen auch im Stillstand ausgeübtes Drehmoment größer ist als die Summe der Reibungskräfte des vollständig abgewickelten Kabels und der Vorrichtung selbst.The main drum 1 is driven by an electromotive drive device connected to the shaft 4 with the gear 10 and the motor 11. To keep the unwound part of the cable constantly under tension, is called Drive motor 11 expediently a so-called. Standstill or slip motor used, its also at standstill torque exerted is greater than the sum of the frictional forces of the fully unwound cable and the device itself.
Wird nun das Kabel 3 aus dem in Fig. 1 gezeigten, vollständig aufgerollten Zustand von der Haupttrommel 1 abgewickelt, so wird die Hilfstrommel 2 über die in Fig. 2If the cable 3 is now unwound from the main drum 1 from the fully rolled-up state shown in FIG. 1, so the auxiliary drum 2 is over the in Fig. 2
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dargestellte Freilaufkupplung in Form einer Ratsche, die aus einem an der Welle 4 befestigten Klemmstück 13 mit einer Klinke 14 und einer Spannfeder 15, die die Klinke gegen einen an der Innenseite der Hilfstrommel 2 ange-5 ordneten) Zahnkranz 16 drückt, mit der Haupttrommel 1 gekuppelt. Dadurch ist erreicht, daß sich das Kabel 3 unter Schlaufenbildung von der Hilfstrommel 2 abwickelt. Dabei wäre die Schlaufenbildung ohne u/eitere Maßnahmen allerdings sehr ungleichmäßig. Im Extremfall würde sich nur eine einzige große Schlaufe bilden, die die Neigung hätte, sich zu werdrillen. Dies wird durch die Anbringung einer Stützkonsole 12 an der Halterungslasche 5 unterhalb des Wickelraumes der Hilfstrommel 2 vermieden» Diese Stützkonsole bewirkt,wie in Fig. 3 angedeutet, daß sich die Schlaufen, von links beginnend, nacheinander auf die Stützkonsole auflegen, was zu einer gleichmäßigen Schlaufenbildung führt. Die Anzahl der Windungen auf der Hilfstrommel 2 und der Abstand der Stützkonsole 12 von der Unterkante der Hilfstrommel 2 müssen dabei so gewählt werden, daß jede einzelne Schlaufe knickfrei auf der Stützkonsole 12 aufliegt»shown one-way clutch in the form of a ratchet that from a clamping piece 13 attached to the shaft 4 with a pawl 14 and a tension spring 15, which the pawl presses against a ring gear 16 arranged on the inside of the auxiliary drum 2, coupled to the main drum 1. This ensures that the cable 3 unwinds from the auxiliary drum 2 with the formation of loops. Included the loop formation would be without further measures, however very uneven. In the extreme case, only a single large loop would form, which would have the tendency to to be drilled. This is achieved by attaching a support bracket 12 to the mounting bracket 5 below the changing room the auxiliary drum 2 avoided »This support bracket causes, as indicated in Fig. 3, that the loops, Starting from the left, place them one after the other on the support bracket, which leads to an even loop formation. The number of turns on the auxiliary drum 2 and the distance between the support bracket 12 and the lower edge of the auxiliary drum 2 must be selected so that each individual loop rests on the support bracket 12 without kinks »
Beim Wiederaufwickeln des Kabels 3 auf die Haupttrommel 1 ist die Ratsche 13, 14, 15, 16 in Freilaufstellung und damit die Hilfstrommel 2 von der Haupttrommel 1 entkuppelte Dabei zieht sich zunächst die der Haupttrommel zugewandte erste Schlaufe der Hilfstrommel 2 wieder an diese an, so daß sich die Hilfstrommel 2 im nachfolgenden Aufwickelprozeß synchron mit der Haupttrommel 1 dreht, wobei sich das schlaufenförmig von der Hilfstrommel 2 herabhängende Kabel 3 am Ende des Aufwickelprozesses wieder vollständig an die Hilfstrommel anlegt.When the cable 3 is rewound onto the main drum 1, the ratchet 13, 14, 15, 16 is in the free-running position and thus the auxiliary drum 2 is decoupled from the main drum 1 first loop of the auxiliary drum 2 to this again, so that the auxiliary drum 2 in the subsequent winding process rotates synchronously with the main drum 1, the loop hanging down from the auxiliary drum 2 Cable 3 again completely at the end of the winding process applied to the auxiliary drum.
Durch die konische Flanke des Flansches 2a der Hilfstrommel 2 ist vermieden, daß das Kabel durch Reibung an einer Kante des Begrenzungsflansches la beschädigt wird» Außerdem bewirkt die konische Form, daß insbesondere die erste Windung beim Aufwickeln nach innen geführt wird, so daßThe conical flank of the flange 2a of the auxiliary drum 2 prevents the cable from rubbing against a Edge of the limiting flange la is damaged »In addition the conical shape has the effect that, in particular, the first turn is guided inwards during winding, so that
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eine saubere Wicklungsfolge entsteht.a neat winding sequence is created.
Die Größe der sich bildenden Schlaufen ist von der Zahl der Windungen auf der Hilfstrommel 2 abhängig. Die Schlaufen u/erden dabei um so kürzer, je größer die Zahl der Windungen ist. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Kabel weder verdreht noch über kleine Radien gebogen wird, ist diese Vorrichtung auch für sehr empfindliche und besonders starre Kabel geeignet.The size of the loops that form is of the number the turns on the auxiliary drum 2 dependent. The loops are shorter, the greater the number of Turns is. As in the device according to the invention The cable is neither twisted nor bent over small radii, this device is also suitable for very sensitive people and particularly rigid cables are suitable.
Sollte das Kabel 3 wegen seiner besonderen Länge oder aus sonstigen Gründen in bestimmten Abständen mit Führungsrollen versehen werden müssen, kann der Abstand der Führungsflansche entsprechend größer gewählt werden, so daß das Kabel 3 mit den Führungsrollen bei spiralförmiger Wicklung im Hauptwickelraum Platz findet.Should the cable 3 have to be provided with guide rollers at certain intervals because of its particular length or for other reasons, the distance can be the Guide flanges are selected larger accordingly, so that the cable 3 with the guide rollers at spiral Winding takes place in the main changing room.
3 Figuren
6 Patentansprüche
203 figures
6 claims
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Also Published As
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CH656028A5 (en) | 1986-05-30 |
DE3133842C2 (en) | 1983-07-28 |
FR2512287A1 (en) | 1983-03-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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