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Die gegenwärtige Erfindung betrifft einen Antrieb für eine
Vorrichtung zum Auf- oder Abwickeln von Kabeln oder ähnlichem
auf bzw. von einer Trommel, und insbesondere Vorrichtungen des
Portaltyps, das heißt, solche, wie sie in dem schwedischen
Patent 399864 (7603752-2) beschrieben sind und die,
beispielsweise, denen des US Patents 4098468 entsprechen. Diese Art von
Vorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Pfosten, wobei jeder
Pfosten ein Trageelement trägt und die Trageelemente jeweils
vertikal entlang der entsprechenden Pfosten mit Hilfe einer
Antriebseinheit bewegt werden können.
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Die beiden Trageelemente sollten geeignet durch einen
transversal teleskoparmartig verlängerbaren Querbalken verbunden
sein, so daß die Trageelemente und der Querbalken wie eine
Einheit in vertikaler Richtung bewegt werden können. Jedes
Trageelement trägt einen Lagerbolzen, wobei die Lagerbolzen
zum Tragen einer Kabeltrommel, oder dergleichen, die ungefähr
in vertikaler Richtung bewegt werden kann, gedacht sind, um
die betroffene Kabeltrommel anzuheben, so daß ein Abstand
zwischen der Trommel und dem Fundament bereitgestellt wird.
Hintergrund der Erfindung
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In Vorrichtungen der oben beschriebenen Art wird die
Kabeltrommel normalerweise mittels eines Antriebs gedreht, der mit
der Trageeinheit verbunden ist und einen Bolzen umfaßt, der in
eine Öffnung in dem Rand der Trommel eingesetzt ist. Die
Öffnung ist konzentrisch relativ zu der mittigen Öffnung der
Trommel angeordnet. Diese Antriebe müssen normalerweise
speziell für unterschiedliche Trommeltypen und Trommelgrößen
hergestellt werden und müssen daher manuell ausgetauscht oder
angepaßt werden, wenn die Trommelgröße verändert wird.
Außerdem ist es oft schwierig, den Antriebsbolzen in die dafür
bestimmte Öffnung der Trommel einzuführen. Im allgemeinen gibt
es ein gewisses Ausmaß an Spiel zwischen dem Antriebsbolzen
und der Trommelöffnung, und es ist ein Risiko vorhanden, daß
der Bolzen zwischen Speichen eingefügt wird, welche
gegenwärtig sein können, anstatt in die für diesen Zweck gedachte
Öffnung. Dies kann dazu führen, daß das Kabel Stöße erfährt und
dadurch das Kabel und der Antrieb beschädigt werden, was das
Kabel zerstören kann, wenn die Vorrichtung gestartet wird. Die
Stoßbelastungen breiten sich somit von dem Antrieb zu der
Leistungseinheit aus, die den Antrieb dreht. Selbst die
Antriebseinheit ist einer unerwünschten Belastung ausgesetzt. Wegen
seines asymmetrischen Aufbaus sorgt der Antrieb auch für ein
Ungleichgewicht, so daß die das Gewicht der Trommel tragenden
Lager übermäßigen Belastungen ausgesetzt werden. Dieses
Ungleichgewicht ist schwierig zu kontrollieren. Außerdem
benötigt der Antrieb eine vergleichsweise große Antriebskraft, um
eine speziell festgelegte Zugkraft in dem Kabel zu erreichen,
aufgrund der Hebelkraftmomentbedingungen, von dem Verhältnis
der Länge des Antriebs zur Größe der Trommel bestimmt werden.
Wenn die Trommelgröße verändert wird, wird ein relativ teures
Schaltgetriebe benötigt, um die Anzahl der Umdrehungen an die
Größe der Trommel anzupassen.
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Es ist probiert worden, das Problem dadurch zu lösen, daß der
Rand mittels eines Rades angetrieben wird, das auf dem Rand
ruht und mit Hilfe eines Antriebsmotors angetrieben wird. Dies
beseitigt viele der Probleme, die angetroffen werden, wenn ein
Antriebsbolzen verwendet wird, und ermöglicht die
Ausgestaltung eines insgesamt kleineren Antriebs, da die Notwendigkeit
des Einbaus eines sperrigen Motors samt Schaltgetriebe
zusammen mit den Lagerbolzen eliminiert wird. Dies ermöglicht,
Fertigungsstraßen näher aneinander anzuordnen, wodurch auch
kleinere Lagerhallen benötigt werden. Dies kann von großer
wirtschaftlicher
Bedeutung sein.
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Beim Antreiben des Rands steigt die Anzahl der Umdrehungen der
Trommel für kleinere Trommeln an, was ein festes
Austauschverhältnis zwischen Motor und Antriebsrad ermöglicht und die
Notwendigkeit des Austauschens der Anordnung der Getriebe beim
Wechseln der Trommelgröße eliminiert. Das Antriebsrad in
diesen früheren Ausgestaltungen bewegte sich gegen den
Trommelrand mittels einer Anpaßschraube, eines hydraulischen
Zylinders oder eines pneumatischen Zylinders. Alle diese
Ausgestaltungen sind relativ kostenaufwendig und kompliziert und sind
daher nicht weitverbreitet verwendet worden. Zum automatischen
Anpassen bezüglich des Rands der Trommel, wenn die Trommel
ausgetauscht wird, insbesondere wenn die Trommelgröße geändert
wird, werden relativ komplexe Fühl- und Führvorrichtungen
benötigt, primär im Hinblick darauf, einen relativ genauen
Kontaktdruck zwischen der Trommel und dem Antriebsrad zu
erhalten. In pneumatische Zylinder verwendenden Ausgestaltungen
wird diesem Problem in gewissem Ausmaß aus dem Weg gegangen,
da der Kontaktdruck leicht mittels des Luftdrucks in dem
Zylinder kontrolliert werden kann. Aber ein Problem tritt
aufgrund des relativ kleinen Aktionsbereichs der pneumatischen
Zylinder auf, und in einigen Fällen wird durch die tangentiale
Kraft auf das Antriebsrad, welche gegen den Kontaktdruck des
Zylinders wirkt und diesen zumindest teilweise aufhebt, ein
anderes Problem hervorgerufen, da das Rad nicht mechanisch
verriegelt wird, sondern der Druckluft nachgibt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine
Ausgestaltung für eine Trommel einer eingangs beschriebenen
Vorrichtung zu liefern, indem eine sehr einfache Anpassung an
Trommeln verschiedener Größen gemacht wird und welche die
Probleme vermeidet, die bei früheren Ausgestaltungen zum
Antreiben
von Trommeln mittels eines auf dem Rand ruhenden Rades
anzutreffen sind.
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Gemäß der gegenwärtigen Erfindung wird diese Aufgabe durch
eine Kabeltrommel gelöst, die zum Auf- oder Abwickeln von
Kabeln gedreht werden kann mittels zumindest eines Rades, das
über ein Antriebselement gedreht werden kann, wobei besagtes
Rad auf dem Rand der Trommel ruht und dieselbe antreibt,
besagtes Rad in einem Lager an einem Ende des ersten Bindeglieds
angebracht ist, welches, ungefähr an seinem Mittelpunkt, an
eines der Trageelemente angelenkt ist, und sein anderes Ende
angelenkt und fest befestigt an einem Ende einer
Ankeranbringung angebracht ist, dessen anderes Ende wieder fest mit einem
Gelenk verbunden ist, vorzugsweise an einem der beiden
Pfosten, und die Länge des Bindeglieds und des Ankers sind so
ausgewählt, daß, wenn die Lagerbolzen in die mittigen
Öffnungen der Kabeltrommel eingefügt sind, aber die Trommel noch
nicht durch dieselben angehoben ist, das Antriebsrad mit einem
ausgewählten, aber nicht großen Abstand von dem Trommelrand
entfernt angeordnet ist, so daß der Rand der Trommel gegen das
nachgebende Rad gedrückt wird, wenn die Trommel um einen
vorherbestimmten Abstand mittels der Lagerbolzen angehoben wird.
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Auf diese Weise wird die Stellung des Antriebsrads automatisch
an den Rand angepaßt, wenn die Elemente vertikal eingestellt
sind, um die Höhe der Lagerbolzen an die mittige Öffnung in
der betroffenen Kabeltrommel, unabhängig von der Trommelgröße,
anzupassen. Keine speziellen Fühl- oder Führmittel werden
benötigt, um dies zu erreichen. Durch Verwendung des begrenzten
Luftflusses mittels der Lagerbolzen zum Anheben der Trommel um
einen genauen Betrag, der zum Loslösen von dem Fundament
benötigt wird, wird eine festgesetzte Bewegung gegen die
elastische Kraft des elastischen Antriebsrad erhalten. Das bedeutet,
daß eine klar definierte Kontaktkraft für eine gegebene
Trommelgröße erhalten wird. Die gegenwärtige Erfindung löst somit,
auf besonders einfache Weise, die Probleme, die bei den
bekannten Lösungen mit einem den Rand der Trommel antreibenden
Rad anzutreffen sind. Wegen der Einfachheit der Ausgestaltung
der gegenwärtigen Erfindung werden Kosten in einer besonders
wünschenswerten Weise eingespart.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Auf- oder Abwickeln von
Kabel auf bzw. von einer konventionellen
Kabeltrommel, die mit einem Antreiber ausgerüstet ist, in
Frontansicht;
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Fig. 2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, die mit einem
Antreiber gemäß der gegenwärtigen Erfindung
ausgerüstet ist, in Frontansicht;
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Fig. 3 zeigt die Vorrichtung von Fig. 2 im Querschnitt mit
der Verwendung einer größeren Kabeltrommel; und
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Fig. 4 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 3, ähnlich in einem
Querschnitt, die jedoch die eingebauten Teile zeigt,
wenn eine im Vergleich kleine Kabeltrommel verwendet
wird.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der gegenwärtigen Erfindung
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Eine Vorrichtung zum Auf- oder Abwickeln von Kabeln auf bzw.
von Kabeltrommeln des herkömmlichen Typs, wie der im
schwedischen Patent mit der Nummer 399864 beschriebene Typ, ist in
Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt zwei Pfosten 1, 2,
wobei jeder Pfosten auf seinem entsprechenden Fußbalken 19, 20
angeordnet ist. Auf jedem Pfosten ist ein Trageelement 3, 4 in
der Vertikalrichtung bewegbar angeordnet, wobei jedes
Trageelement
einen Lagerbolzen 5, 6 trägt, der zum Einfügen in die
mittige Öffnung der Kabeltrommel gedacht ist. Auf einem der
Lagerbolzen 5 ist ein Antreiber 21 angeordnet, der mit einem
Antriebsbolzen 22 ausgerüstet ist. Der Antriebsbolzen 22 ist
zum Einfügen in eine mittige Öffnung in dem Trommelrand
gedacht.
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Eine Trommel 7 mit Rändern 12, 13 ist in der Figur durch
strichpunktierte Linien dargestellt. Der Antreiber 21 wird
durch eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) gedreht, die einen
Motor und ein Schaltgetriebe in einer herkömmlichen Art
umfaßt. Die Lagerbolzen 5, 6 können in einem beschränkten
Ausmaß, beispielsweise, 3 bis 5 cm, das heißt, vertikal bezüglich
der Tragelemente 3, 4, bewegt werden, um somit die auf den
Lagerbolzen 5, 6 angeordnete Trommel anzuheben, so daß das
Fundament freigegeben wird. Die Trageelemente sind miteinander
über einen transversal teleskoparmartig verlängerbaren
Querbalken verbunden, der aus zwei Teilen 8, 9 besteht. Der
Querbalken kann mittels eines hydraulischen Zylinders 23
verlängert und verkürzt werden. Jeder Tragefuß 19, 20 verfügt über
ein Rad 24, 25, das es ermöglicht, die Pfosten 1, 2, zusammen
mit den Trageelementen 3, 4, auf dem Fundament aufeinander zu
oder voneinander weg zu bewegen, abhängig davon, ob der
Querbalken 8, 9 durch den hydraulischen Zylinder 23 verkürzt oder
verlängert wird.
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Die Trommeln werden zu der Vorrichtung durch herkömmliche
Transportmittel, beispielsweise, in dem gegenwärtigen Fall
durch einen schleifengesteuerten Transportwagen, gebracht. Vor
der Ankunft der Trommel 7 an der Aufwickelvorrichtung wird die
Höhe der Trommelränder 12, 13 auf herkömmliche Weise (nicht
gezeigt) bestimmt, und ein Signal wird der Vorrichtung
übermittelt, welches die Trageelemente 3, 4 in der vertikalen
Richtung bewegt, so daß die Lagerbolzen 5, 6 auf gleiche Höhe
wie die mittigen Öffnungen der Trommel gebracht werden.
Alternativerweise
wird ein Signal, das sich auf die Trommelgröße
bezieht, der Vorrichtung von einem Computer übermittelt, der,
als Teil der Steuerung eines kompletten Prozesses, die Trommel
ausgewählt hat, die augenblicklich korrekt ist. Wenn die
Trommel zwischen den Pfosten 1, 2 angeordnet worden ist, werden
dieselben durch den hydraulischen Zylinder 23 aufeinander
zugeführt, so daß die Lagerbolzen 5, 6 in die mittige Öffnung
der Trommel eingeführt werden. Danach werden die Lagerbolzen
5, 6 relativ zu dem Trageglied um genau den Betrag angehoben,
der von den Trommelrändern benötigt wird, um das Fundament
freizugeben, das heißt, in dem gegenwärtigen Fall den
schleifengesteuerten Wagen (nicht gezeigt); woraufhin die Trommel 7
durch den Antreiber 21 gedreht werden kann.
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Aus den Figuren 2 bis 4 wird deutlich, wie der Antreiber 21,
zusammen mit der Antriebseinheit (nicht gezeigt) durch ein Rad
ersetzt worden ist, das in Übereinstimmung mit der
gegenwärtigen Erfindung gegen den Rand der Trommel drückt. In dem
vorliegenden Fall besteht das Rad aus einem herkömmlichen
Autoreifen auf einer herkömmlichen Felge, die auf einer
herkömmlichen Radnabe 14 (nicht gezeigt) aufgebracht ist, die von
einem Lager an einem Ende eines Bindegliedes 15 getragen wird.
Ein Antriebsmotor 10, der den Radnabenteil 14 über zwei
Zahnräder 26, 27 antreibt, und eine Zahnradkette 28 sind auf dem
Bindeglied 15 angeordnet. An dem Mittelpunkt seines kompletten
Ausmaßes ist besagtes Bindeglied 15 an das Trageelement 4 über
ein Gelenk 16 verbunden. Das andere Ende des Bindegliedes 15
ist mittels des Gelenks 17 mit einem Ende einer
Ankeranbringung 18 verbunden, deren anderes Ende mit dem Fußbalken 20
über ein Gelenk 29 verbunden ist. Die Ankeranbringung 18 ist
somit nicht bewegbar an den Fußbalken 20 angelenkt. In dieser
Ausführungsform werden die nachgebenden Eigenschaften des
Drehrades 11 durch die Nachgiebigkeit des Reifens erhalten.
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Die Art, auf welche der Antreiber funktioniert, ist im Detail
in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Fig. 3 illustriert die
Bedingungen, unter welchen eine Kabeltrommel der maximalen
Größe, für welche die Maschine gedacht ist, angebracht ist.
Die Trageelemente sind dann in ihren obersten Stellungen, und,
wie Fig. 3 zu entnehmen, das Antriebsrad 11 ist auch in seiner
höchsten Stellung. Da die beiden Teile des Bindeglieds 15
gleich lang auf beiden Seiten des Gelenks 16 sind, wird sich
die Radnabe 14, die das Rad 11 an dem einen Ende des
Bindeglieds 15 trägt, vertikal zweimal so viel wie das Gelenk 16
auf dem Tragelement 4 bewegen, wenn besagtes Element vertikal
verschoben wird, weil das Gelenk 17 auf der Ankeranbringung 18
somit im wesentlichen feststeht. Das bedeutet, daß, wenn das
Trageelement 4 in einem bestimmten Ausmaß zum Anpassen an die
mittige Öffnung der Trommel 7 bewegt wird, das heißt, zum
Anpassen an den Radius der Trommel 7, wird sich das Antriebsrad
11 zweimal um diesen Betrag bewegen, das heißt, es wird an den
Durchmesser der Trommel 7 und somit auch an den Rand angepaßt.
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In Fig. 3 ist die Stellung der Trommel auf dem Fundament mit
strichpunktierten Linien dargestellt. Die Länge sowohl des
Bindeglieds 15 als auch des Ankers 18 ist so ausgewählt
worden, daß der Umfang des Rads 11 in einem kleinen Abstand von 1
oder 2 cm oberhalb des oberen Umfangs der Trommel angeordnet
ist. Wie zuvor beschrieben, wenn die Trommel mit Hilfe der
Lagerbolzen 5, 6 um einen vorherbestimmten Betrag von,
beispielsweise, 5 cm, angehoben wird, um einen Abstand von dem
Fundament zu bekommen, wird der Rand 13 dann in den Reifen um
einen vorherbestimmten Betrag von ungefähr 3 cm gedrückt. Wenn
der Reifen einen Standardluftdruck für Autoreifen aufweist,
beispielsweise 2 kg pro cm², bedeutet dies, daß der
Kontaktdruck zwischen dem Reifen des Rades 11 und dem Rand 13 genau
festgelegt ist und daß keine zusätzlichen Messungen zum
Überwachen eines korrekten Kontaktdrucks benötigt werden.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wenn eine Trommel einen kleineren
Randdurchmesser aufweist und demgemäß die Tragelemente 3, 4
heruntergelassen werden müssen, um die Höhe der Lagerbolzen 5,
6 an die Lage der mittigen Öffnung der Trommel anzupassen,
wird der Gelenkpunkt 16 um das gleiche Ausmaß wie die
Lagerbolzen 5, 6 heruntergelassen, während die Radnabe 14 um das
Doppelte dieses Ausmaßes erniedrigt wird, das heißt, das Rad
11 wird sich im wesentlichen selbst an den reduzierten
Durchmesser anpassen, so daß das Rad 11 in einer Stellung von
ungefähr 1 cm oberhalb des Randes bleibt. Wenn die Lagerbolzen 5,
6 in die Trommel 7 eingetreten sind und besagte Trommel durch
besagte Lagerbolzen angehoben worden ist, dann wird der Rand
wieder in das Rad 11 in einem bestimmten Ausmaß gedrückt. Dies
führt wieder zu einem festgelegten Kontaktdruck zwischen dem
Rad 11 und dem Rand 13. Es ist zu betonen, daß der
Kontaktdruck etwas niedriger für kleinere Dimensionierungen der
Trommel 7 ist, da das Rad 11 in seiner neuen Stellung einen etwas
größeren Abstand von dem Rand der Trommel hat, da die Radnabe
14 des Rades 11 sich entlang eines Ar bewegt. Dies ist
erwünscht, da eine kleinere Trommel eine kleinere Antriebskraft
benötigt.
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Wie aus den Figuren ersichtlich, kann ein geeigneter Abstand
zwischen den Punkten 17 und 14 gleich dem Durchmesser des
Randes der großen Trommel sein, für welche der Antrieb gedacht
ist, das heißt, wenn der Drehpunkt 16 ungefähr in der Höhe der
oberen Kante des Randes ist. Jedoch kann sich die Länge des
Bindeglieds 15 innerhalb recht großer Grenzen bewegen, die
primär von dem äußeren Ausmaß der größten und der kleinsten
Trommel abhängen, für welche die Vorrichtung gedacht ist. Es
ist auch begreiflich, daß es geeignet wäre, das Bindeglied 15
so auszugestalten, daß der Drehpunkt 16 nicht genau auf halbem
Weg zwischen dem Drehpunkt 17 und der Radnabe 14 wäre, da es
angenommen werden kann, beispielsweise, um den Kontaktdruck
zwischen dem Rad und dem Rand für kleinere Trommelausmaße
weiter herabzusetzen, daß sich das Rad weniger als das zweifache
des Ausmaßes der Bewegung der Trageelemente 3, 4 bewegen
würde.
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Die Elastizität und die Nachgiebigkeit des Rads 11 kann
deutlich durch verschiedene Mittel erhalten werden, die sich von
der Verwendung eines Standardautoreifens unterscheiden, obwohl
dies eine sehr einfache Lösung ist, die auch vom
Kostenstandpunkt her günstig ist. Stattdessen kann die Drehachse des
Rades mit einer flexiblen Aufhängung ausgerüstet sein, die dem
Rad erlaubt, etwas nach oben gegen die Federkraft der
Aufhängung gedrückt zu werden. Selbst in diesem Fall führt eine
bestimmte Verschiebung des Rades zu einem bestimmten
Kontaktdruck gegen den Rand.
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In diesem Zusammenhang ist daraufhinzuweisen, daß das
Bindeglied 15 komplett mechanisch mittels des Ankers 18
festgehalten wird. Dies bedeutet, daß der Nachteil einer reduzierten
Kontaktkraft, die durch die Tangentialkraft am Rand des Rades
hervorgerufen wird, wenn sich die Trommel dreht, sich nicht
auf den Kontaktdruck zwischen dem Rad und dem Rand der Trommel
auswirken kann.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nur ein Rad
zum Antreiben eines Randes verwendet. Jedoch ist es
offensichtlicherweise möglich, den Antrieb zu verdoppeln und somit
ein Bindeglied mit einem Rad auf jedem der beiden
Trageelemente 3, 4 einzubauen und die beiden Ränder der Trommel auf diese
Weise anzutreiben.
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Außerdem können das Bindeglied 15 und der Anker 18 auch so
ausgestaltet sein, daß ihre Längen in einem bestimmten Ausmaß
zum Anpassen an verschiedene Kontaktdrücke und Trommelausmaße
einstellbar sind.
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Es ist aus der obigen Beschreibung deutlich, daß der
Querbalken
zum Funktionieren der gegenwärtigen Erfindung benötigt
wird, aber daß die Pfosten in irgendeiner geeigneten Art näher
aneinander oder weiter voneinander weg angeordnet sein können,
beispielsweise, indem sie auf Wagen aufgebracht sind, die
aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können.
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Obwohl die gegenwärtige Erfindung in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel hauptsächlich Kabel betrifft, ist sie auch
für andere ähnliche längliche Objekte, wie beispielsweise,
durchgehende Plastikrohre, etc. anwendbar.
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Schließlich ist daraufhinzuweisen, daß, obwohl die
gegenwärtige Erfindung hauptsächlich im Zusammenhang mit einer mehr
oder weniger automatischen Bedienung von Trommeln beschrieben
worden ist, sie auch vorteilhafterweise für einen mehr oder
weniger manuellen Betrieb von Kabeltrommeln, beispielsweise,
mittels eines Gabelstaplers verwendet werden kann.