EP1357561A1 - Herstellung von Flachbandkabeln - Google Patents

Herstellung von Flachbandkabeln Download PDF

Info

Publication number
EP1357561A1
EP1357561A1 EP02450103A EP02450103A EP1357561A1 EP 1357561 A1 EP1357561 A1 EP 1357561A1 EP 02450103 A EP02450103 A EP 02450103A EP 02450103 A EP02450103 A EP 02450103A EP 1357561 A1 EP1357561 A1 EP 1357561A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
cable
rollers
roller
drive rollers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02450103A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikola Dipl.-Ing Dragov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
I & T INNOVATION TECHNOLOGY ENTWICKLUNGS- UND
Original Assignee
I & T Flachleiter Produktions-Gesmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by I & T Flachleiter Produktions-Gesmbh filed Critical I & T Flachleiter Produktions-Gesmbh
Priority to EP02450103A priority Critical patent/EP1357561A1/de
Priority to JP2003119838A priority patent/JP2003317556A/ja
Priority to US10/425,688 priority patent/US20040026473A1/en
Publication of EP1357561A1 publication Critical patent/EP1357561A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0003—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for feeding conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables

Definitions

  • the invention relates to the manufacture and equipment of ribbon cables, in particular their movement in the course of their manufacture, processing and equipment.
  • the invention relates to a method for transporting a flat conductor cable to, between and from processing stations by means of drive rollers, configurations this method and an apparatus for performing the method.
  • ribbon cables There are two types of ribbon cables, the laminated and the extruded, both can and will be manufactured continuously, either directly from their location Manufacture, or different from a drum on which they are temporarily stored Processing steps subjected to different, successive stations. These individual processing steps can include removing a piece of an insulating layer to be able to create a window, connecting with any electronic Elements or elements for handling or the like ..
  • the object and aim of the invention is to solve these problems.
  • this goal is achieved in that the drive rollers with different Speed are driven and that between the roller parts, which contact the ribbon cable and the drive elements a slip clutch is provided. In this way, a measurable and reproducible movement of the Ribbon cable also over long distances and also over many processing stations achieved.
  • the slip clutch must be adjusted so that it begins to slip before it Sliding friction between the drive roller and the ribbon cable comes. This Adjustment can be carried out by a person skilled in the art knowing the invention using the data sheets from Ribbon cable and possibly a few simple experiments easily done become.
  • Each drive station 4, 5, 6 consists essentially of two Rollers 4 ', 4 "; 5', 5" or 6 ', 6 ", of which always the lower roller as the drive roller 4 ', 5', 6 'is used and is therefore driven while the respective upper roller as Pinch roller 4 ", 5", 6 "is used.
  • the last drive station 6 is operated directly by one Motor or a motor-gear unit 7 driven while the other two Drive stations 4 and 5 are driven by toothed belts 8 and 9.
  • Figures 2 and 3 show, based on a special embodiment, one of the lower drive rollers 4 'or 5': the outer surface 10 on which the flat cable (Fig. 1) rests with the drive unit (tooth lock washer or direct drive) 11 an (adjustable) slip clutch 12 connected.
  • the drive unit teeth lock washer or direct drive
  • 11 an (adjustable) slip clutch 12 connected.
  • the drive is implemented in such a way that the last lower roller is spikl-free in the transport direction is driven.
  • the previous rolls from the bottom row are by timing belts also driven.
  • the upper rollers are slightly pretensioned on the lower ones that a contact path is created in the contact points.
  • condition (1) can be satisfied by varying 2 parameters, namely the roll diameter and the pulley diameter ,
  • the dynamic analysis of the drive flat cable system provides information about the external forces acting on the flat cable and their influence on the position, or machining accuracy and about the boundary conditions for a slip-free Movement of the cable.
  • This force is colinear to the x-axis of the model. For this it is necessary to determine the equivalent mass reduced to the x-axis. Then the necessary pressing forces on the flat cable taking into account the by the Machining and friction-induced resistance forces defined. It goes can be seen from the following from Fig. 2 apparent design of the roles from (the reason for the approach follows in the description):
  • the run-up time of the system can be determined from the equations of motion:
  • This slip clutch enables the drive torque transferred to the roller be limited.
  • a predefined elastic stretch i.e. more elastic Force
  • one (or both) begins with one to rotate another angular velocity with respect to the driving toothed pulley.
  • the slip thus occurs in the slip clutch and not between the drive roller and Electric wire. This creates a defined position of the cable with respect to the surface of everyone Drive role and thus ensured in the room what processing individual allows predetermined areas of the cable with high accuracy.
  • the clutch closing force F Cyl is given by:
  • V i + 1 is always greater than V i , that is to say that the outgoing cable end, i.e. the point of contact between the rolls i + 1 , moves faster than the incoming end, ie the point of contact between the rolls i .
  • This speed difference results in the creation of a mechanical stretch in the cable harness, which causes a smaller or greater elastic force depending on the elastic constant of the cable, which in turn depends on the effective length of the cable. This force does not increase linearly due to the conditions of the drive.
  • the cable has the following elastic parameters: ⁇ x j , ej / i, ⁇ j / i , and l j FFC .
  • the part of the cable in front of the rolls i has a relative (specific) elongation ⁇ j i- l ( e j i- l ) and the strand after the rolls i + 1 - a relative (specific) elongation ⁇ j i + l ( e j i) .
  • the invention provides such a solution.
  • the flat cable moves through all without slipping Roll.
  • the speeds of the respective pairs of rollers are reasonable Selection of their outer diameter and that of the toothed pulleys chosen such that the last driven roller in the transport direction has the highest peripheral speed has and each previously attached ever lower.
  • the frictional forces on the FFC only make sense at the level of the driving forces and are caused by the contact pressure certainly.
  • the last roll is the only one without a slip clutch and directly from the engine is driven.
  • the transmission moments in the slip clutches are on one Value between the mass torque and the proportional drive torque on the roller set. This peculiarity of the drive guarantees a continuity of the movement of the flat cable and good deterministic properties of the entire system, which in addition to the correction of the position of the cable or the processing units by the Control also allow a good estimate of the machining tolerances of the FFC.
  • the invention is not based on the illustrated and described embodiment limited, but can be modified in various ways.
  • the drive belt Toothed belt
  • the use of chains or gears or friction wheels is conceivable, which may also take over the function of the slip clutches can.
  • the slip clutch can be mechanical, as described in the above Case, or electrically, be designed as a control of the drive torque.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport eines Flachleiterkabels (1) zu, zwischen und von Bearbeitungsstationen (2,3) mittels Antriebsrollen (4',4",5',5",6',6"). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen (4',4",5',5",6',6") mit unterschiedlicher tangentialer Oberflächengeschwindigkeit angetrieben werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung und Ausrüstung von Flachbandkabeln, insbesondere deren Bewegung im Zuge ihrer Herstellung, Bearbeitung und Ausrüstung. Im speziellen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Transport eines Flachleiterkabels zu, zwischen und von Bearbeitungsstationen mittels Antriebsrollen, Ausgestaltungen dieses Verfahrens und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es gibt zwei Arten von Flachbandkabel, die laminierten und die extrudierten, beide können kontinuierlich hergestellt werden und werden, entweder direkt vom Ort ihrer Herstellung, oder von einer Trommel, auf der sie zwischengelagert sind, verschiedenen Bearbeitungsschritten an verschiedenen, aufeinander folgenden Stationen unterworfen. Diese einzelnen Bearbeitungsschritte können das Entfernen eines Stückes einer Isolierschichte zur Schaffung eines Fensters sein, das Verbinden mit irgendwelchen elektronischen Elementen oder Elementen zur Handhabung od.dergl..
Von Bedeutung ist, dass beim kontinuierlichen Durchlaufen mehrerer Stationen, zwischen denen sich die Antriebswalzen für das Flachbandkabel befinden, die Geschwindigkeit des Flachbandkabels zwischen den Stationen unterschiedlich ist und sich in Bewegungsrichtung erhöht. Dabei kommt es zur Ausbildung von Buckeln, Schleifen, etc., zum Auftreten unterschiedlicher Bedingungen an den einzelnen Stationen und schließlich zur Abschaltung der Anlage durch das Überwachungssystem.
Dieses Problem stellt sich nicht nur bei einer großen Anzahl von hintereinander angeordneten Stationen, sondern immer dann, wenn eine große Länge eines Flachbandkabels in einem Zug verarbeitet werden soll. Es kommt dann bereits bei zwei Bearbeitungsstationen mit insgesamt drei Antriebsstationen zu diesen Problemen. Auch zwischenzeitliches Abschalten und "straffen" nutzt nur zum Teil, da die Kenntnis der genauen Lage der bereits vorgenommenen Bearbeitungsschritte auf dem Flachbandkabel verloren geht.
Diese Probleme zu lösen, ist Aufgabe und Ziel der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass die Antriebswalzen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden und dass zwischen den Walzenteilen, die das Flachbandkabel kontaktieren und den Antriebselementen eine Rutschkupplung vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eine messbare und reproduzierbare Bewegung des Flachbandkabels auch über lange Strecken und auch über viele Bearbeitungsstationen erzielt.
In Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit der jeweiligen Antriebswalze und des Flachbandkabels, des Anpressdruckes zwischen Antriebswalze und Flachbandkabel, einer eventuellen Verunreinigung der Oberflächen und der anderen Betriebsparameter ist die Rutschkupplung so zu justieren, dass sie zu rutschen beginnt, bevor es zur Gleitreibung zwischen der Antriebswalze und dem Flachbandkabel kommt. Diese Justierung kann vom Fachmann in Kenntnis der Erfindung anhand der Datenblätter der Flachbandkabel und gegebenenfalls einiger weniger einfacher Versuche leicht vorgenommen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
  • die Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fertigungsstraße und
  • die Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Antriebsrolle.
    • Die Fig. 1 zeigt rein schematisch die Bewegung eines Flachkabels 1 im Bereich zweier Bearbeitungsstationen 2, 3. Die Bewegung des Flachkabels 1 erfolgt durch drei Antriebsstationen 4, 5 und 6, wobei, in Bewegungsrichtung des Flachkabels gesehen, die Antriebsstation 4 die erste ist und die Antriebsstation 6 die letzte, zu der das Flachkabel gelangt. Jede Antriebsstation 4, 5, 6 besteht im wesentlichen aus zwei Rollen 4',4"; 5',5" bzw. 6',6", wovon immer die jeweils untere Rolle als Antriebsrolle 4',5',6' dient und daher angetrieben wird, während die jeweils obere Rolle als Andruckrolle 4",5",6" dient.
    Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die letzte Antriebsstation 6 direkt von einem Motor bzw. einer Motor-Getriebe-Einheit 7 angetrieben, während die beiden anderen Antriebsstationen 4 und 5 mittels Zahnriemen 8 und 9 angetrieben sind.
    Die Figuren 2 und 3 zeigen, anhand eines speziellen Ausführungsbeispieles, eine der unteren Antriebsrollen 4' bzw. 5': Die Mantelfläche 10, auf der das Flachkabel (Fig. 1) aufliegt, wird mit der Antriebseinheit (Zahnscheibe oder auch direkter Antrieb) 11 über eine (einstellbare) Rutschkupplung 12 verbunden. Damit ist sichergestellt, das nur ein voreingestelltes und bevorzugt regelbares Drehmoment übertragen werden kann. Dies wiederum bedeutet, dass nur eine vorbestimmte "Schleppkraft" auf das Flachkabel übertragen wird.
    Für die Ermittlung der Bearbeitungsgenauigkeit, die in der Bewegungsrichtung von der Kinematik des Antriebsstranges und der auf dem Flachkabel wirkenden Kräfte dominiert ist, muss man eine Antwort auf die folgenden Fragen finden:
  • 1. Welche Kräfte und Momente wirken auf das Flachkabel in den Antriebsstellen
  • 2. Welche Beschleunigung und Geschwindigkeit erfährt das Kabel in den Berührungspunkten mit den Antriebsrollen
  • 3. Wie verhält sich das Kabel zwischen zwei Rollen, bzw. unter Berücksichtigung des gesamten kinematischen Strangs
  • 4 Welcher Einfluss hat die Lage des Weggebers auf die Fertigungsgenauigkeit
    • Für einen kontrollierten Vorschub des Flachkabels werden bei jeder Applikation zwei Antriebsrollen notwendig - vor und nach der Fertigungseinheit. Sofern die Fertigungseinheiten nicht von einander durch Puffer getrennt sind, ist die Anzahl der Antriebsrollen n+1, wobei n die Anzahl der Einzelprozesse angibt.
    Modell des Antriebs
    Der Antrieb ist derartig realisiert, dass die letzte untere Rolle in Transportrichtung spiclfrei angetrieben ist. Die vorherstehenden Rollen von der unteren Reihe sind durch Zahnriemen mitangetrieben. Die oberen Rollen liegen leicht vorgespannt auf den unteren, so dass in den Berührungsstellen eine Kontaktstrecke entsteht.
    Auf Grund der Fertigungstoleranzen haben sowohl die Zahnscheiben auch die Kabelantriebsrollen unterschiedliche Außendurchmesser. Anders als bei Zahnradpaaren muss man bei einem Zahnriemenantrieb für die Ermittlung der tatsächlichen Übersetzung im Rahmen des Flankenspiels die Außendurchmesser der Zahnscheiben heranziehen (die theoretische Übersetzung lässt sich natürlich über den Wirkdurchmesser, bzw. über die Zähnezahl errechnen). Dadurch resultieren zwangsläufig unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten an den Kabelantriebsrollen, solange dieses Spiel in der entsprechenden Richtung vorhanden ist. In Abhängigkeit davon, welche von zwei nachfolgenden Rollen die größere Umfangsgeschwindigkeit hat, bildet sich im Bereich zwischen den Rollen entweder eine Zug- oder eine Stauchzonne. Es ist offensichtlich, dass ein Kabeltransport mit Bildung von Stauchzonnen unzulässig ist. Daher kann man die Bedingung für einen ordnungsmäßigen Kabelvorschub folgendermaßen formulieren: (1)   V1 < V2 < .... < Vn   Vi - Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle
    Das Flachkabel muss stets leicht angespannt sein! Ausgehend von der Winkelgeschwindigkeit des Motors kann man für die Umfangsgeschwindigkeiten an den Kabelantriebsrollen folgende Ausdrücke ableiten: (2) Vn = Dn 2 ω n = Dn 2 ω M iG = Rn ω M iG V 2 = D 2 2 ω2 = D 2 2 ω n i n2 = D 2 2 ω n d 2 dn = D 2 2 dn d 2 ω M iG = R 2 dn d 2 ω M iG
    Figure 00040001
    Di
    Außendurchmesser der i. Kabelantriebsrolle
    ω i
    Winkelgeschwindigkeit der i.
    Kabelantriebsrolle
    ω M
    Winkelgeschwindigkeit des Motors
    iG
    Getriebeübersetzung
    Figure 00040002
    Außendurchmesser der Zahnscheibe
    oder allgemein:
    Figure 00040003
    Aus den obigen Formeln ist ersichtlich, dass der Bedingung (1) durch das Variieren von 2 Parametern genügt werden kann, nämlich dem Rollendurchmesser
    Figure 00040004
    und dem Zahnscheibendurchmesser
    Figure 00040005
    .
    Die Fertigungsprozesse finden jedoch nicht in der unmittelbaren Umgebung einer Rolle statt, sondern i.d.R. in der Mitte zwischen 2 Rollen. Deswegen ist es notwendig, die Verteilung der Flachkabelgeschwindigkeit zwischen den Rollen zu kennen, um ggf. die Geschwindigkeit des Prozesses mit dieser des Kabels synchronisieren zu können.
    Betrachten wir demnächst die Bewegung des Flachkabels nur zwischen 2 Rollen i und i-1. Die Geschwindigkeit des Kabels bei den Rollen ist bekannt bzw. kann von (2) ermittelt werden.
    Figure 00050001
    Nach Bedingung (1) steigt die Geschwindigkeit zwischen den Rollen kontinuierlich an. Für die Geschwindigkeit des Kabels in einem beliebigen Punkt zwischen den Rollen kann man aufschreiben:
    Figure 00050002
    Figure 00050003
    Beachtet man weiter, dass
    Figure 00050004
    kann man (3) nur als Funktion von
    Figure 00050005
    ausdrucken:
    Figure 00060001
    l
    Abstand zwischen den Rollen
    t1
    Zeit für die Bewegung eines Punktes des Kabels von Rolle i-1 zu r Rolle i
    ∼V
    Durchschnittsgeschwindigkeit eines Punktes des Kabels von n i-1 nach i
    S
    Flächenmaß des Dreiecks Vi-l P Vi
    Die Differentialform von (3b) - dx / dt = (.....)t-, integriert im Intervall l0-l liefert das Bewegungsgesetz eines Punktes des Kabels bei seiner Bewegung von Punkt i-l nach i:
    Figure 00060002
    Als Resume soll das bisher Ermittelte festgehalten werden:
  • 1. Geschwindigkeit des Kabels in den Rollen und der Einfluss des Rollen- und Zahnscheibendurchmessers auf diese Geschwindigkeit
  • 2. Verteilung der Kabelgeschwindigkeit zwischen 2 Rollen
  • 3. Bewegungsgesetz des Kabels zwischen 2 Rollen
    • Nun ist eine Antwort auf die Frage zu finden, welche Leistung für die Fortbewegung des Kabels notwendig ist, bzw. durch welche Anpresskräfte ein normaler Betrieb gewährleistet ist.
    Die dynamische Analyse des Systems Antrieb-Flachkabel bringt Aufschlüsse über die auf das Flachkabel wirkenden äußeren Kräfte und deren Einfluss auf die Positions-, bzw. Bearbeitungsgenauigkeit und über die Grenzbedingungen für eine schlupffreien Fortbewegung des Kabels. Als erstes muss man die Antriebskraft auf das Flachkabel bestimmen. Diese Kraft ist kolinear zu der x-Achse des Models. Dafür ist es notwendig, die auf die x-Achse reduzierte äquivalente Masse zu ermitteln. Anschließend werden die notwendigen Anpresskräfte auf das Flachkabel unter Berücksichtigung der durch die Bearbeitung und Reibung hervorgerufenen Wiederstandskräfte definiert. Dabei geht man von der folgenden aus Fig. 2 ersichtlichen konstruktiven Ausprägung der Rollen aus (die Begründung für den Ansatz folgt in der Darlegung):
    Die äquivalente Masse kann man durch die Gleichsetzung der kinetischen Energien des Models und des realen Systems ermitteln. Das dynamische System werden wir bedingt in zwei teilen - Subsystem FFC und Subsystem Antrieb. Demnach kann man für die kinetische Energie beiden Subsystemen aufschreiben:
    Figure 00070001
    li
    Abstand zwischen den Rollen i und i+l
    ∼V
    Durchschnittsgeschwindigkeit eines Punktes des Kabels von n i nach i+l
    mFFC
    Masse des FFC in kg/m
    Der Einfachheit halber setzen wir in (5) statt ∼V -> Vi , also:
    Figure 00070002
    und
    Figure 00070003
    (6.1) EM = 12 JM ω2 M (6.2) EG = 12 JG ω2 M
    Figure 00070004
    Figure 00070005
    Figure 00070006
    EM
    Kinetische Energie des Motors
    EG
    KE des Getriebes
    EoR
    KE der oberen Rolle
    EuR
    KE der unteren Rolle
    ESR
    KE der Spannrolle
    EZR
    KE des Zahnriemens
    Der Index L steht für Lager, bei RRUi und RROi handelt es sich um Außenradius der unteren und oberen Rolle, rn und ri bedeuten den Radius der entspr. Zahnscheibe.
    Figure 00070007
    Figure 00080001
    Indices: D - Deckel, GS - Gleitscheibe, ZS - Zahnscheibe, AXL - Axiallager
    Figure 00080002
    Figure 00080003
    Figure 00080004
    wo:
    Figure 00080005
    VZR = dn ω M iG
    ρ -
    Materialdichte
    li ―
    Abstand zwischen zwei Rollen
    Jetzt kann man für die äquivalente Masse Mä , reduziert auf die x- Achse, schreiben:
    Figure 00080006
    Unter der Berücksichtigung der Formel (2) und der Vernachlässigung der geringfügigen Unterschiede der kinematischen Parameter der Rollen und der Zahnscheiben ( alle Antriebsrollen in einer Reihe sowie alle Zahnscheiben und Spannrollen haben ideale Maße, sprich jeweils gleiche Außendurchmesser), d.h. ω RU = ω M iG , ω RO = RRU ω M RRO iG ,   Vi = Vn kann man die äquivalente Masse folgendermaßen umschreiben:
    Figure 00090001
    Figure 00090002
    Figure 00090003
    Somit reduziert sich das System zum folgenden Modell, wobei die ganze Masse im FFC "konzentriert" ist
    Figure 00090004
    Die Differentialgleichung des Systems ist demnach:
    Figure 00090005
       wo FA ―resultierende Antriebskraft
    FP ― resultierende Prozesskraft
    β dx / dt = FR ― resultierende Reibungskraft
    η - Wirkungsgrad des Gesamtantriebs
    Die Hochlaufzeit des Systems lässt sich aus den Bewegungsgleichungen ermitteln:
    Figure 00090006
    Die Vorschubskonstante KV des Systems ist gegeben durch:
    Figure 00090007
    Der Vollständigkeit halber wird noch gezeigt, welche Antriebskräfte an den jeweiligen Antriebsrollen entstehen. Diese Kräfte kann man annähernd berechnen, indem man den Antriebsmoment durch die Anzahl der Rollen und den Radius der Antriebsrolle dividiert.
    Figure 00100001
    Der genaue Wert ist durch den Ausdruck gegeben:
    Figure 00100002
       wobei:
  • η i - Wirkungsgrad in der jeweiligen Übersetzungsstufe
  • ri - Radius der jeweiligen Zahnscheibe
    • Aus der bisherigen Darlegung ist klar geworden, dass ein kontinuierlicher Betrieb mit berechenbarem Verhalten des Flachkabels nur dann gewährleistet ist, wenn es zwischen jeweils zwei Antriebsrollen einem gewissen Zug unterzogen ist. Dadurch entsteht im diesem Bereich eine nicht linear ansteigende elastische Kraft. Der maximale Wert dieser Zugkraft muss allerdings begrenzt werden, ansonst wird das FFC u.U. im plastischen Bereich gedehnt, möglicherweise werden schmale FFC sogar zerstört. Dieser Wert kann auf zwei Arten eingeschränkt werden: man stellt die Anpresskraft zwischen den Rollen so ein, dass beim Erreichen eines Grenzwerts der Zugkraft das FFC auf die entsprechende Antriebsrolle zum Gleiten beginnt oder man sieht eine Rutschkupplung bei jeder Antriebsrolle vor mit Ausnahme der Rolle, die direkt durch den Motor angetrieben ist.
    Durch diese Rutschkupplung kann das auf die Rolle übertragene Antriebsmoment begrenzt werden. Beim Erreichen einer vordefinierten elastischen Dehnung (sprich elastischer Kraft) zwischen zwei Rollen beginnt eine von beiden (oder beide) sich mit einer anderen Winkelgeschwindigkeit gegenüber der antreibenden Zahnscheibe zu drehen. Der Schlupf entsteht somit in der Rutschkupplung und nicht zwischen Antriebsrolle und Kabel. Damit wird eine definierte Lage des Kabels bezüglich der Oberfläche jeder Antriebsrolle und damit im Raum sichergestellt, was die Bearbeitung einzelner vorbestimmter Bereiche des Kabels mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
    Die Bedingungen für einen Schlupffreien Betrieb in der Umgebung einer Rolle kann man, ausgehend aus dem Modell des Antriebes, folgendermaßen definieren: (12) ΣF X ≤ µ0 R - Bedingung für schlupffreie Kraftübertragung auf das FFC (13) ΣFX ≥ ƒ r R - Bedingung für Rollen der Antriebs- und Anpressrolle und auf das FFC    wo (ohne Rutschkupplung):
    Figure 00110001
    ƒ
    Reibungskoeffizient bei Rollen
    µ0
    Reibungskoeffizient bei Gleiten
    r
    Radius der Rolle
    R
    Reaktionskraft = Fn
    Bei ΣFX > 0 und ΣFX ≥ µ0 R haben wir Vorwärtsgleiten, bzw. bei ΣFX < 0 und ΣFX ≥ µ0 R - Rückwärtsgleiten.
    Durch den Einbau der Rutschkupplung gewinnt man einen Parameter, mit dem man die Erfüllung von (12) und (13) immer erreichen kann. Die Gleichung der Kräfte auf x ändert sich wie folgt:
    Figure 00110002
    wo: tH - Hochlaufzeit und
    Figure 00110003
    Die Kupplungsschließkraft FZyl ist gegeben durch:
    Figure 00110004
    Um den Antrieb des Flachkabels durch die Maschine korrekt einstellen zu können, müssen die elastischen Eigenschaften des Kabels bekannt sein. Es ist insbesondere zu ermitteln, ob mit einer konstanten Einstellung des Grenzwertes der Dehnung alle Kabelbreiten bearbeitet werden können, oder ob je nach Zusammensetzung des Kabelquerschnittes eine individuelle Einstellung für einen schlupffreien Betrieb im Kabelstrang notwendig ist. Da die Elastizität des Kabels durch das Kupfer dominiert sind, wird für Übersichtlichkeit bei den folgenden Betrachtungen nur dieser Werkstoff betrachtet.
    Die Federkonstante c eines flachen Kupferleiters ist gegeben durch: (14) c = E S l mit
    E
    Elastizitätsmodul
    S
    Querschnittfläche
    l
    Länge des Leiters
    Die Federkonstante eines Flachkabels ist demnach mit der allgemeinen Formel gegeben:
    Figure 00120001
    mit
    h
    Höhe des Leiters
    bj
    Breite des Leiters
    i
    Anzahl Leiter mit gleicher Breite
    Die elastische Kraft, die zwischen 2 Rollen entsteht, ist von dem Weg x abhängig, sprich von der Zeit t. Der Prozess der Entstehung der elastischen Kraft wird durch das nachstehende Bild verdeutlicht:
    Figure 00120002
    δx
    Verschiebung des Berührungspunktes der Räder
    Δx
    Absolute Dehnung des Kabels
    ε
    Relative Dehnung des Kabels
    eS
    Spezifische Dehnung des Kabels
    lFFC
    Ungedehnte Länge des Kabels
    l
    Abstand zwischen den Rollen
    Laut Bedingung (1) ist Vi+1 immer größer als Vi , d.h., dass sich das auslaufende Kabelende, sprich der Berührungspunkt zwischen den Rollen i+1, schneller bewegt als das Einlaufende, sprich der Berührungspunkt zwischen den Rollen i. Diese Geschwindigkeitsdifferenz resultiert in Entstehung einer mechanischen Dehnung im Kabelstrang, welche eine in Abhängigkeit von der elastischen Konstante des Kabels, die ihrerseits von der effektiven Länge des Kabels abhängt, kleinere oder größere elastische Kraft hervorruft. Diese Kraft steigt, bedingt durch die Gegebenheiten des Antriebes, nicht linear an.
    Betrachtet man den Zustand des Kabelstranges in einem beliebigen Zeitpunkt tj . Das Kabel hat folgende elastische Parameter: Δxj, e j / i, ε j / i, und lj FFC . Das Teil des Kabels vor den Rollen i hat eine relative (spezifische) Dehnung εj i- l (ej i- l ) und der Strang nach den Rollen i+1 - eine relative (spezifische) Dehnung εj i+l ( eji) .
    In einem unendlich kleinen Intervall dt bewegt sich das linke Ende des Kabels um δxj+l i+l und das Rechte um δxj+l i gemäß Formel (2), und somit verändern sich die Parameter wie folgt:
    Figure 00130001
    Figure 00130002
    Figure 00130003
    Figure 00130004
    Somit kann man die elastische Kraft für jedes unendlich kleines Zeitintervall definieren als:
    Figure 00130005
    Zusammenfassung des bisher Erreichten:
    Beim Transport des Flachkabels durch mehr als einer Rolle ist ein schlupffreier Betrieb unter der Idealisierung der Komponenten der kinematischen Kette theoretisch gegeben, in der Praxis jedoch aufgrund ihrer Fertigungstoleranzen und der elastischen Eigenschaften des Kabels ohne Zusatzmaßnahmen nicht realisierbar. Deshalb muss bei der konstruktiven Umsetzung des Maschinenkonzeptes nach Lösungen gesucht werden, die den Kabelschlupf in den Rollen eliminieren und dadurch das kinematische Verhalten des Kabels berechenbar machen.
    Eine solche Lösung schafft die Erfindung. Bei der erfindungsgemäßen kinematischen Lösung des Vorschubantriebes bewegt sich das Flachkabel ohne Schlupf durch alle Rollen. Die Geschwindigkeiten der jeweiligen Rollenpaare sind durch angemessene Auswahl ihrer Außendurchmesser und dieser der Zahnscheiben derartig gewählt, dass die in der Transportrichtung letzte angetriebene Rolle die höchste Umfangsgeschwindigkeit hat und jede vorher angebrachte immer niedrigere. Die Reibungskräfte auf dem FFC sind nur in der Höhe der Antriebskräfte sinnvoll und werden durch die Anpresskräfte bestimmt.
    Die verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten verursachen im Bereich zwischen jeweils zwei Rollen ungleichmäßige Verschiebungen des Kabels. Diese Verschiebungen bewirken die Entstehung elastischer Kräfte im jeweiligen Kabelstrang. Sie steigen nichtlinear an, solange sie die niedrigere Reibungskraft zwischen einem von beiden Rollenpaaren nicht überschreiten oder wenn die Differenz von den Produkten von den Peripheriegcschwindigkeiten der Rollen mit den spezifischen Dehnungen in den vorgelagerten Bereichen gegen Null geht. Wenn das Erste eintritt, sollte das Flachkabel auf die entsprechende Antriebsrolle rutschen und dadurch ein Ausgleich der elastischen Kräfte von beiden Seiten der Rolle stattfinden. Da dieses Rutschen für das Kabel und die Fertigungsgenauigkeit ungünstig ist, sind in allen Antriebsrollen bis auf die Letzte Rutschkupplungen eingebaut.
    Der o.ä. Abgleich der elastischen Kräfte findet nämlich in den Kupplungen statt, was die relative Bewegung zwischen Kabel und Rollen unterbindet und einen Schlupffreien Betrieb gewährleistet. Die auf die x-Achse reduzierten Kräfte von den Reibungsmomenten in den Kupplungen sollen bei der Beschleunigung des Systems als Wiederstandskräfte und beim Bremsen als aktive Kräfte berücksichtiget werden.
    Die letzte Rolle ist die einzige, die ohne Rutschkupplung und unmittelbar vom Motor angetrieben ist. Die Übertragungsmomente in den Rutschkupplungen sind auf einem Wert zwischen dem Massenmoment und dem anteiligen Antriebsmoment an der Rolle eingestellt. Diese Besonderheit des Antriebes garantiert eine Kontinuität der Bewegung des Flachkahels und gute deterministische Eigenschaften des gesamten Systems, welche neben der Korrektur der Position des Kabels bzw. der Bearbeitungsaggregate durch die Steuerung auch eine gute Abschätzung der Bearbeitungstoleranzen des FFC ermöglichen.
    Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. Statt der Treibriemen (Zahnriemen) ist die Verwendung von Ketten oder Zahnrädern bzw. Reibrädern denkbar, die unter Umständen auch gleich die Funktion der Rutschkupplungen übernehmen können.
    Es ist auch möglich, jede Antriebsrolle für sich mit der vorherbestimmten Drehzahl anzutreiben, die Rutschkupplung kann dabei mechanisch, wie im oben beschriebenen Fall, oder elektrisch, als Regelung des Antriebsmomentes, ausgebildet sein.
    Es wird in der Beschreibung und den Ansprüchen immer von Drehzahl gesprochen, dies gilt streng nur für Antriebsrollen mit untereinander gleichem Durchmesser, streng genommen müßte man jeweils die tangentiale Oberflächengeschwindigkeit als Vergleichsparameter heranziehen, was dem Fachmann aber geläufig ist.

    Claims (8)

    1. Verfahren zum Transport eines Flachleiterkabels zu, zwischen und von Bearbeitungsstationen mittels Antriebsrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen mit unterschiedlicher tangentialer Oberflächengeschwindigkeit angetrieben werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachleiterkabel von Antriebsrollen mit geringerer tangentialer Oberflächengeschwindigkeit zu Antriebsrollen mit höherer Oberflächengeschwindigkeit gelangt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment zumindest einer Antriebsrolle kleiner ist als ist als die Reibungskraft zwischen der Oberfläche der Antriebsrolle und dem Flachbandkabel, multipliziert mit dem Radius der Antricbsrolle.
    4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit Antriebsrollen, die ein Flachbandkabel in Bewegung versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen mit unterschiedlicher tangentialer Oberflächengeschwindigkeit angetrieben werden.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer Antriebsrolle zwischen der Oberfläche und dem Antrieb eine Rutschkupplung vorgesehen ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung mechanisch, pneumatisch oder elektrisch ausgebildet ist.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Antriebsrollen mit unterschiedlichem Drehmoment angetrieben werden.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Drehmomente durch unterschiedlich ausgebildete bzw. justierte Rutschkupplungen sichergestellt werden.
    EP02450103A 2002-04-26 2002-04-26 Herstellung von Flachbandkabeln Withdrawn EP1357561A1 (de)

    Priority Applications (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP02450103A EP1357561A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Herstellung von Flachbandkabeln
    JP2003119838A JP2003317556A (ja) 2002-04-26 2003-04-24 平形リボンケーブルの製造
    US10/425,688 US20040026473A1 (en) 2002-04-26 2003-04-28 Production of flat conductor cables

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP02450103A EP1357561A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Herstellung von Flachbandkabeln

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1357561A1 true EP1357561A1 (de) 2003-10-29

    Family

    ID=28686056

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP02450103A Withdrawn EP1357561A1 (de) 2002-04-26 2002-04-26 Herstellung von Flachbandkabeln

    Country Status (3)

    Country Link
    US (1) US20040026473A1 (de)
    EP (1) EP1357561A1 (de)
    JP (1) JP2003317556A (de)

    Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JPH03225710A (ja) * 1990-01-29 1991-10-04 Fujikura Ltd テープ電線の製造方法

    Family Cites Families (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3643844A (en) * 1970-03-09 1972-02-22 Goodyear Tire & Rubber Apparatus for tensioning fabric
    USRE28602E (en) * 1972-02-16 1975-11-04 Differential drive for tension rollers
    US4351460A (en) * 1980-06-16 1982-09-28 Itek Corporation Transport system for photo-typesetting machine
    JP3762071B2 (ja) * 1997-11-04 2006-03-29 三菱重工業株式会社 印刷開始時におけるウェブ送り出し走行制御方法及び装置
    US5903794A (en) * 1998-01-27 1999-05-11 Eastman Kodak Company Processor and a drive system and method for driving a photosensitive material through the processor
    US6499639B2 (en) * 2001-02-12 2002-12-31 Heidelberger Druckmaschinen Ag Method and apparatus for dynamically controlling a web printing press
    US6684776B2 (en) * 2001-02-23 2004-02-03 Heidelberger Druckmaschinen Ag Method and apparatus for determining slipping in a nip roller

    Patent Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JPH03225710A (ja) * 1990-01-29 1991-10-04 Fujikura Ltd テープ電線の製造方法

    Non-Patent Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Title
    PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 510 (E - 1149) 25 December 1991 (1991-12-25) *

    Also Published As

    Publication number Publication date
    US20040026473A1 (en) 2004-02-12
    JP2003317556A (ja) 2003-11-07

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP0540893B1 (de) Vorrichtung zum Verseilen von strangförmigem Gut insbesondere grösseren Querschnittes mit wechselnder Schlagrichtung
    DE3310296A1 (de) Verfahren zur steuerung der bahnspannung, mit der eine papierbahn auf eine rolle aufgewickelt wird
    DE2461466B2 (de) Drahtsägemaschine
    EP1034128B1 (de) Vorrichtung zum querschneiden einer papierbahn
    DE2856525C2 (de) Steuereinrichtung in einer Vorrichtung zur Herstellung langer Stäbe oder Stangen
    EP1663823A1 (de) Stapelbildungsvorrichtung
    DE2230972C3 (de) Verfahren zum Verseilen von Verseilelementen für elektrische Kabel zu einer Verseileinheit mit abschnittsweise wechselnder Verdrillungsrichtung
    DE1958623C3 (de) Vorrichtung zum Längsstrecken von Band- und Drahtmaterial
    DE1817803A1 (de) Rotierender Zwischenspeicher zur Verseilung von Verseilelementen fuer Kabel,insbesondere Nachrichtenkabel
    DE2508385A1 (de) Vorrichtung zum verdrehen eines leiters
    DE2734398A1 (de) Vorrichtung zur herstellung von kabeln aus kabelverseilelementen
    DE2723720C3 (de)
    EP1357561A1 (de) Herstellung von Flachbandkabeln
    DE202004019456U1 (de) Vorrichtung zum Antrieb einer Vorheizwalzenanordnung in einer Anlage zur Herstellung von Folien
    CH634119A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von strangfoermigem gut durch verseilung von formstraengen.
    EP0388708B1 (de) Bandspeicher für einen kontinuierlichen Betrieb von Walzstrassen
    EP1025921B1 (de) Vorrichtung zum Richten von metallischem Gut
    DE19900461A1 (de) Transportvorrichtung
    EP3592530B1 (de) Folienreckanlage
    EP1368141B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von flach-metall
    EP0251029A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines flachen Spulenbandes
    EP1394083A1 (de) Tranportvorrichtung zum Transport von Werkstücken
    WO2005003662A2 (de) Hotflue
    DE2045513C3 (de) Anordnung zum vorübergehenden Aufdrillen einer Verseileinheit eines elektrischen Kabels
    EP0938103B1 (de) Vorrichtung zum Herstellen flexibler elektrischer Leitungen

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK RO SI

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20040429

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

    AXX Extension fees paid

    Extension state: RO

    Payment date: 20040429

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: I & T INNOVATION TECHNOLOGY ENTWICKLUNGS- UND

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20070208

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

    18D Application deemed to be withdrawn

    Effective date: 20070619