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Vorrichtung zur Überleitung wenigstens einer flexiblen Leitung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überleitung wenigstens
einer flexiblen Leitung zwischen einem verdrehbaren Bauteil (z.B.
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Trommel) und einem relativ dazu feststehenden Bauteil, mit einer
zwischen den Bauteilen vorgesehenen Zwischenspeicheranordnung für einen Abschnitt
der flexiblen Leitung.
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Es ist bekannt, verfahrbare Anlagen wie Kräne, Contain.erverladebrükken,
Bagger für den Braunkohlentagebau od. dgl. über flexible Leitungen zu versorgen.
Unter dem Begriff fexible Leitungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung elektrische
Leitungen, elektrische Kabel , Schläuche für Hydraulikleitungen, Glasfaserkabeln
od. dgl. verstanden.
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Es ist bekannt, die iuleitung beispielsweise über Leitungstrommeln
vorzunehmen, die auf dem verfahrbaren Gerät befestigt sind und die bei der Bewegung
des Gerätes die Leitung auf der Leitungstrommel auf- bzw. abwickeln. Der Übergang
von dem sich drehenden auf den stillstehenden Bereich erfolgt dabei vielfach über
Schleifringe.
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Die bisher bekannten Schleifringanordnungen, die beispielsweise als
hochwertige Quecksilberschleifringe ausgebildet sein können, konnten jedoch insbesondere
bei der Datenübertragung keine fehlerfreie Übertragung bewältigen.
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Zur Vermeidung von Verfälschungen der seriellen Datenübertragung durch
induktive Beeinflussung wird angestrebt, in die Energiezuleitung eine oder mehrere
Glasfasern einzubringen, über die die Daten-
übertragung erfolgen
kann. Hier tritt- das Problem auf, daß. es keinen Schleifringkörper oder eine ähnliche
Anordnung gibt> mittels dem bzw. mittels derer das Licht in der Glasfaser von
der sich drehenden zur stillstehenden Seite mit geringer Dämpfung übertragen werden
kann.
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Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe . zugrunde, hier Abhilfe
zu schaffen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mittels
derer eine problemlose Überleitung zwischen dem verdrehbaren Bauteil und dem feststehenden
Bauteil möglich ist. Die Erfindung geht dabei von dem aus der DE-OS 31 33 842 bekannten
Vorschlag aus, zwischen dem verdrehbaren und dem festste:henden Bauteil eine Zwischenspeicheranordnung
vorzusehen.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Zwischenspeicheranordnung
einen ersten Wickelkern und einen zweiten Wickelkern aufweist, und die Wickelkerne
parallel zueinander angeordnet sind, und der erste Wickelkern ortsfest und der.
zweite Wickelkern planetenartig um seine eigene Achse verdrehbar um den ersten Wickel
kern drehbar angeordnet ist, und der zweite Wickelkern mit der Welle des verdrehbaren
Bauteils ohne Umdrehungsdifferenz in einer Drehverbindung steht, und der zweite
Wickelkern mit dem ersten Wickelkern in einem dem Verhältnis der Umfänge der Wickelkerne
entsprechenden Übersetzungsverhältnis mit dem ersten Wickelkern in kinematischer
Verbindung steht, und die flexible Leitung - ausgehend von- einer Hohlwelle des
verdrehbaren Bauteils - parallel zu der Drehverbindungsanordnung zwischen diesem
und dem zweiten Wickelkern auf den zweiten Wickelkern in einer wenigstens der Anzahl
der vorgesehenen Umdrehungen des verdrehbaren Bauteils entsprechenden Maximalanzahl
von möglichen Umschlingungen um diesen geführt und von dort auf den ersten Wickelkern
diesen umschlingend geführt und von dem dortigen.
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Umschlingungsende zu dem feststehenden Bauteil geführt ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist der erste Wickelkern mit einem
größeren
und der zweite Wickelkern mit einem dementsprechend kleineren Umfangsbereich ausgebildet,
und die flexible Leitung ist auf beiden Wickel kernen mit gleicher Umschlingungsrichtung
geführt.
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Dies bietet den Vorteil einer möglichst schonenden Behandlung der
flexiblen Leitung.
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Es kann aber auch so sein, daß die beiden- Wickelkerne mit gleich
großen oder ungleich großen Umfangsbereichen . ausgebildet sind (also Übersetzungen
im Verhältnis 1 : 1 oder größer oder kleiner).
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Ih die.sem Falle ist die flexible Leitung . auf den Wickel kernen
mit gegenläufiger Umschlingungsrichtung geführt, also S-förmig und somit in zwei
Richtungen gebogen.
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In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Wickelkörper
mehrere,. in axialen Abständen angeordnete und einander zugeordnete Wickelfelder
zur Aufnahme jeweils gesonderter Leitungen aufweisen.
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Auf diese Weise kann die Vorrichtung zur Überleitung mehrerer flexibler
Leitungen eingesetzt werden.
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Die Drehverbindungsanordnung zwischen der Welle des verdrehbaren Bauteils
und dem zweiten Wickelkern kann beispielsweise als Gelenkwellenanordnung oder als
Getriebe ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Merkmal sieht die Erfindung vor, daß die Drehachsen
der Wickelkörper koaxial zur Drehachse des verdrehbaren Bauteils angeordnet sind.
Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Drehachsen der Wickelkörper quer oder
schräg zu der Drehachse des verdrehbaren Bauteils angeordnet sind. Dies ermöglicht
eine raumsparende Bauweise.
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Schließlich können auf den Wickelkörpern Hohlkehlen zum Zwecke der
Leitungsführung vorgesehen sein.
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Wie bereits erwähnt, liegt eine besonders vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit
der Erfindung in der Überleitung von Glasfasern bzw,
Lichtleitern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der- Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung -von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
bei dem die flexible Leitung auf beiden Wickel kernen mit gleicher Umschlingungsrichtung
geführt 'ist und der zweite Wickelkern einen - kleineren -Durchmesser als der erste
Wickelkern aufweist; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
bei dem die flexible Leitung auf den Wickel kernen mit gegenläufiger Umschlingungsrichtung
geführt ist.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist ein als Trommel 1 ausgebildetes
verdrehbares Bauteil 2 schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
dient dazu, eine aus der Hohlwelle 3 des verdrehbaren Bauteils 2 in Achsrichtung
herausgeführte flexible - Leitung 4, die beispielsweise aus einer zur Datenübertragung
eingesetzten Glasfaser besteht, einem relativ dazu feststehenden Bauteil 5 zuzuführen.
Das feststehende Bauteil 5 ist als ortsfester Wickelkern 5 ausgebildet, also relativ
zu dem verdrehbaren Bauteil 1 unVerdrehbar angeordnet und zwar über eine bei 7 an
einer Halterung 8 angebrachte Achse 9. Der undrehbar angeordnete Wickelkern 6 weist.
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einen gegenüber einem zweiten Wickelkern 10 größeren Außenumfang
auf. Die Wickelkerne 6 und 10 sind außen zylindrisch ausgebildet.
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Die Durchmesser sind mit A (erster Wickelkern 6) und mit B (zweiter
Wickelkern 10) bezeichnet. Der zweite Wickelkern 10 ist auf einer Bahn C planetenartig
um den e-rsten Wickelkern 6 drehbar angeordnet, und dabei 'gleichzeitig um seine
eigene Achse 11 verdrehbar. Die Lage des zweiten Wickelkerns 10 in einer gegenüber
der dargestellten Lage um 1800 versetzten Stellung auf der Bahn C ist mit lOa bezeichnet.
Der zweite (kleinere) Wickelkern 10 steht mit der Welle 3
des verdrehbaren
Bauteils 1 über eine als Gelenkwellenanordnung 12 ausgebildete Anordnung 13 ohne
Umdrehungsdifferenz in einer Drehverbindung, so daß sich die Welle 11 und damit
der zweite Wickelkern 10 mit der gleichen Drehzahl um sich selbst dreht, wie das
verdrehbare Bauteil 2.
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Der zweite Wickel kern 10 ist über Lager 14 und'l5 und ein Distanzelement
16 planetenartig verdrehbar um den- Wickelkern 6 angebracht.
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Zusätzlich dazu ist eine eine kinematische Verbindung bewirkende Übersetzung
17 vorgesehen, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahnriemen 18 ausgebildet
ist, der über Zahnriemenscheiben 19 und 20 geführt 'ist. Das Übersetzungsverhältnis
dieser kinematischen Verbindung entspricht dem Verhältnis der Umfänge der Wickelkerne
bzw. dem Verhältnis der Durchmesser A und B und ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
kleiner als 1. Somit dreht sich bei Drehung des verdrehbaren Bauteils 2 der zweite
Wickelkörper 10 um sich selbst mit der gleichen Drehzahl und dabei gleichzeitig
planetenartig auf einer Kreisbewegung entsprechend der Bahn C um den feststehenden
größeren Wickelkörper 6.
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Die flexible Leitung 4 ist - ausgehend von. der Hohlwelle 3 des verdrehbaren
Bauteils 2 - in einem Abschnitt 4a parallel zu der als Gelenkwellenanordnung 12
ausgebildeten Drehverbindungsanordnung 13 zwischen dem verdrehbaren Bauteil und
dem zweiten Wickelkern 10 geführt und dann auf dem zweiten Wickelkern 10 in Umschlingungen
4b um diesen geführt. Von dort aus ist die Leitung in einem Abschnitt 4c auf den
ersten Wickelkern 6 geführt und dort in Umschlingungen 4d aufgewickelt, wobei die
Leitung auf beiden Wickelkernen in gleicher Umschlingungsrichtung geführt ist. Von
dem dortigen Umschlingungsende 4e ist dann die Leitung über eine Öffnung 21 nach
innen und von dort in einem Abschnitt 4f weitergeführt, wobei der Abschnitt 4f in
einen Abschnitt 49 übergeht, von dem aus dann di'e Leitung weitergeführt wird.
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Die beiden Wickelkörper 6 und 10 stellen einen Zwischenspeicher
dar.
Während der zweite Wickelkörper 10' sich mit der gleichen Drehzahl wie das verdrehbare
Bauteil (Trommel 1) -um sich selbst dreht, umkreist er dabei auf der Bahn C den
feststehenden ersten Wickelkörper 6. Der Wickelkörper 10 wickelt dabei beispielsweise
die flexible Leitung in Umschlingungen 4b auf. Gleichzeitig -wirddabei die genau
entsprechende Menge des Leiters 4 von den Umschlingungen 4d des größeren Wickelkörpers
6 abgewickelt., d.h.,'beide'Wickelkörper stellen einen Zwischenspeicher dar. Da
zwischen der wachse des verdrehbaren Bauteils 2 und dem kleineren Wickelkörper '10
keine Umdrehungsdifferenzen bestehen, ist die Übertragung ' der flexiblen Leitung
4 von der sich drehenden Seite zur feststehenden Seite ohne weitere Übertragungselemente
möglich.
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In dem rechten Teil der Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht
die planetenartige Bewegungsbahn des zweiten Wickelkörpers 10 um den ersten Wickelkörper
6 dargestellt.
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In Fig. 2 sind diejenigen Teile, die mit den Teilen in Fig. 1 übereinstimmen,
mit gleichen Bezugszeichen versehen, und entsprechende Teile tragen zusätzlich jeweils
die Kennzeichnung Im Unterschied zu der Anordnung gemäß Fig. 1 weisen die dort mit
6' bzw. 10' bezeichneten Wickelkörper gleiche Durchmesser A' und B' auf. Somit sind
die Umfangsbereiche jeweils gleich groß. Ein weiterer Unterschied besteht darin,
daß die 'flexible Leitung auf den beiden Wickel kernen mit gegenläufiger Umschlingungsrichtung,
alsa S-förmig geführt ist, wie sich aus der rechten Darstellung (Bezugszeichen (4c')
ergibt. Weiterhin ist die kinematische Verbindung - die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
infolge der gleichen Durchmesser der Wickelkörper als Übersetzung 1 : 1 ausgebildet
ist, als Zahnradübersetzung mit Zahnrädern 22 und 23 ausgeführt.
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Bei der S-förmigen Umlenkung der flexiblen Leitung 4, also bei gegenläufiger
Umschlingungsrichtung der Leitung auf den Wickel kernen, besteht die Möglichkeit,
Übersetzungen und Durchmesser bzw. Umfangsverhältnisse der Wickelkerne zu wählen,
die größer oder kleiner.
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als "die Zahl 1" sind. Allerdings wird die flexible Leitung 4 infolge
der unterschiedlichen Umschlingungsrichtungen stärker belastet als bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1, bei, dem die Biegerichtung der Leitung immer gleich ist und somit
eine schonende Behandlung ermöglicht wird.
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Es versteht sich, daß die Anzahl der Umschlingungen auf dem Zwischenspeicher
so zu wählen ist, daß die Anzahl 'der Umschlingungen auf dem planetenartig bewegbaren
Wickelkern wenigstens der Maximal anzahl der vorgesehenen Umdrehungen des verdrehbaren
Bauteils 2 entspricht.
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