EP4078744A1 - Abisoliervorrichtung für kabel - Google Patents

Abisoliervorrichtung für kabel

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EP4078744A1
EP4078744A1 EP20833777.4A EP20833777A EP4078744A1 EP 4078744 A1 EP4078744 A1 EP 4078744A1 EP 20833777 A EP20833777 A EP 20833777A EP 4078744 A1 EP4078744 A1 EP 4078744A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
working
stripping device
stripping
working tool
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.)
Pending
Application number
EP20833777.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Khu
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.)
Komax Holding AG
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of EP4078744A1 publication Critical patent/EP4078744A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1202—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by cutting and withdrawing insulation
    • H02G1/1248—Machines
    • H02G1/1265—Machines the cutting element rotating about the wire or cable
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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    • H02G1/1248—Machines
    • H02G1/127—Features relating to cutting elements
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1275—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by applying heat
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/12—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1285—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by friction, e.g. abrading, grinding, brushing

Definitions

  • the present disclosure relates to devices and methods for stripping cables.
  • Shielded cables essentially consist of a shielded line arrangement in a cable core, which has one or more conductors and at least one shielding layer, and a cable sheath.
  • the shielding layer and the cable jacket are arranged concentrically around the line arrangement, the shielding layer shielding the inner conductor or conductors from electrical or magnetic fields and the cable jacket arranged around the shielding layer in particular offering mechanical protection against external influences.
  • the shielding layer generally consists of an extremely thin and sensitive material, for example a thin aluminum foil, plastic foil, a filigree wire mesh or several such layers.
  • the protective jacket on the other hand, must be made of a resistant material, for example of resistant plastics such as PUR, PVC, silicone, etc.
  • EP 2693581 A1 discloses a device for stripping shielded cables with a blade arrangement which can be rotated around the cable and the feed position of which can be changed in order to make a cut in the protective jacket.
  • An electronic detection device detects when the blades come into contact with the shield. However, it is to be feared that the detection device will usually strike too late because the screen or the conductor has already been cut or injured.
  • a stripping device for cables having at least one working tool for mechanical processing of a cable jacket to be cut and at least one clamping device for holding the cable, the at least one working tool being inserted into an attack surface surrounding the cable jacket Working contact with the cable sheath can be brought, the stripping device having at least one auxiliary device with which the cable sheath can be thermally and / or mechanically impaired in the area of the attack surface in a manner tailored to the working tool.
  • the thermal and / or mechanical impairment of the cable jacket makes it easier for the working tool to cut through the cable jacket, with the layers underneath being better protected.
  • the working tool can be driven to rotate around the cable.
  • the effect of the work tool is evenly distributed over the circumference of the cable jacket.
  • the working tool can advantageously have at least one separating element, which preferably has two working wheels. This allows a good adaptation to cables of different strengths and types.
  • At least two working wheels can have different cross-sections, the two working wheels preferably being arranged at different distances from the cable axis.
  • advantageous processing of the cable jacket can be realized, for example the work wheel arranged closer to the cable axis (with reference to the point of contact) having a more obtuse cross-sectional geometry than the other, more distant work wheel.
  • the duller work wheel does not cut into the cable jacket, but displaces it in a rolling or rolling movement, so that the material of the cable jacket in this area quickly becomes fatigued and brittle.
  • the duller work wheel penetrates deeper and deeper into the fatigued material, for example only then does the other work wheel with the sharper cross-sectional geometry come into contact with the material and cut into it.
  • the sharper working wheel preferably never comes into contact with the more solid layers (which must not be destroyed) arranged below the cable jacket, since the blunt working wheel rolls on it and does not penetrate deeper into the material.
  • the auxiliary device can generate tensile, compressive, torsional and / or bending stresses in the cable sheath in the area of the attack surface, which are tailored to the effect of the work tool. This supports the work tool and facilitates the subsequent removal of the severed part of the cable jacket.
  • the clamping device can have a first clamping element and a second clamping element for the cable, the first clamping element and the second clamping element being spaced from one another to form the contact surface, the second clamping element translationally in relation to the first clamping element in at least one direction and / or is rotatable.
  • the auxiliary device can advantageously have at least one nozzle device with which a working fluid is directed onto the attack surface.
  • the working fluid can have a cutting effect and / or a thermal effect on the material of the cable jacket.
  • the working fluid can be a jet of water which acts on the cable jacket with high pressure and cuts it off.
  • the working fluid can cool the material of the cable jacket, for example to make it more brittle, or it can heat this material in order to soften, melt and / or burn it through.
  • the nozzle device Before the fluid is ejected, the nozzle device can be aligned with the parting line previously produced by the working tool. With the help of more complex nozzle arrangements, however, it is also possible to direct the fluid onto the attack surface during machining in a manner tailored to the working tool.
  • the nozzle arrangement can, for example, be arranged in a fixed manner next to the rotating separating elements and direct the fluid jet onto the attack surface. Alternatively, the nozzle arrangement could also rotate with the separating elements.
  • the working fluid can advantageously be a heated gas, in particular hot air.
  • the hot gas can, for example, be directed towards the remaining material of the cable sheath in a short ejection towards the end of the machining process (or even if the mechanical machining of the cable jacket by the working tool has already been completed) in order to thermally cut any material residues that may have remained unseparated.
  • the hot air can have a temperature between 600 ° C and 1000 ° C, for example. With a short ejection you can use it Safe separation of thin separating layers made of plastic or aluminum, as they are often arranged in cables as the innermost layer of the cable jacket around the shielding layer.
  • the nozzle device can advantageously be connected to a pressure vessel in which the working fluid is heated under pressure.
  • the pressure vessel can be filled with compressed air via a corresponding supply line, the connection from the pressure vessel to the nozzle device being closed by a shut-off valve.
  • the compressed air in the pressure vessel is strongly heated by a heating unit provided therein, the pressure also increasing further until a sufficient operating pressure and a sufficient operating temperature are reached.
  • the shut-off valve is opened and a “shot” of hot air is directed via the nozzle device onto the contact surface or into the joint that has already been created. Remaining thin layers are reliably cut through without affecting the shielding layer of the cable.
  • the nozzle device can, for example, have a plurality of nozzle openings arranged in a ring around the cable in order to distribute the effect of the working fluid evenly over the entire circumference of the cable.
  • the nozzle device can optionally be combined with a clamping device disclosed herein for applying tensile and / or bending stresses, whereby the respective effects advantageously reinforce and complement one another.
  • the present disclosure relates to a clamping device for a stripping device disclosed herein, the clamping device having a first clamping element and a second clamping element for a cable, the first clamping element and the second clamping element being spaced apart from one another to form an attack surface surrounding the cable sheath, wherein at least one working tool of the stripping device can be brought into working contact with a cable sheath of the cable on the contact surface and wherein the second tensioning element can be moved translationally and / or rotationally in relation to the first tensioning element in at least one direction, this movement being in the area of the contact surface tension - And / or bending stresses generated in the cable sheath, which can be matched to the work tool.
  • the present disclosure relates to a nozzle device for a stripping device disclosed herein, the nozzle device having at least one nozzle opening with which a working fluid can be directed onto the contact surface of a cable clamped in the stripping device.
  • a plurality of nozzle openings can be arranged in a substantially annular arrangement around the contact surface of the cable in the nozzle device.
  • the nozzle openings in a clamping element be integrated into the jaws of a collet, for example.
  • the nozzle openings can be positioned by moving the clamping element.
  • the present disclosure relates to a method for stripping a cable with a stripping device disclosed herein, the method having the following steps: arranging the cable in the clamping device, processing the cable jacket with the work tool, thermally in a manner that is tailored to the work tool and / or mechanically impairing the cable jacket in the area of the attack surface with the auxiliary device. This allows an advantageous application of the devices disclosed herein for stripping cables.
  • a working fluid can be directed onto the attack surface in order to cut through an innermost layer of the cable jacket, preferably after the cable jacket has been processed with the working tool. This can be done in an advantageous manner with a nozzle device disclosed herein.
  • tensile and / or bending stresses can be generated in the cable jacket in an advantageous manner in the area of the attack surface. This can be done in an advantageous manner with a clamping device disclosed herein.
  • FIGS. 1 to 4 show exemplary, schematic and non-limiting advantageous embodiments of the invention. It shows
  • FIG. 1 shows a sectional view of a stripping device during the processing of a cable jacket
  • FIG. 3 shows a further sectional illustration of the stripping device shown in FIG. 1 during a later work step
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of an auxiliary device 7 of the stripping device along the line IV-IV in FIG. 3.
  • the cable 1 shows a cable 2 during processing in a stripping device 1.
  • the processing serves to cut through a cable sheath 4 of the cable 2 in a defined area and to pull off part of the cable sheath 4 from the cable 2.
  • the area at which the cable jacket 4 is to be severed is referred to as the attack surface 6 in connection with the present disclosure.
  • the cable 2 is first automatically or manually inserted into the stripping device 1 and clamped in a clamping device 5 in such a way that the contact surface 6 is appropriately arranged in relation to a working tool 3 of the stripping device 1.
  • the working tool 3 can be any stripping tool known in the prior art, which enables the cable sheath 4 to be severed while at the same time protecting the cable parts arranged within the cable sheath 4. In particular, it must be ensured that a shielding layer (for example a copper wire mesh or the like) is not damaged by the working tool 3.
  • a shielding layer for example a copper wire mesh or the like
  • the working tool 3 shown by way of example in FIG. 3 has an essentially disk-shaped rotating body 15 and a separating element 8.
  • the rotary body 15 is arranged on a bearing 14 so as to be rotatable about the axis of the cable 2.
  • a passage 16 for the cable 2 is provided in the center of rotation of the rotating body 15.
  • the separating element 8 is arranged so as to be radially displaceable with respect to the rotary body 15, so that the separating element 8 of the working tool 3 can be brought into abutment on the cable sheath 4 by this radial movement under sufficient contact pressure in the area of the contact surface 6. While the rotating body 15 rotates around the cable 2, the separating element 8 moves around the circumference of the cable 2 and in the process cuts through the cable sheath.
  • the separating member 8 can, for example, have a blade which cuts through the cable jacket 4, it being necessary to ensure that the blade does not completely penetrate the cable jacket 4, so that the layers underneath remain intact.
  • the separating element 8 can also be designed as a work wheel or a work wheel arrangement with several work wheels, the work wheel being able to process the cable jacket 4 either by cutting or by flexing. In the latter case, the cable sheath 4 is worn down by a blunt, deforming movement to such an extent that it either breaks by itself in the area of the attack surface 6 or can be cut through in a simple manner.
  • the movement of the separating element 8 relative to the rotating body 15 can be brought about, for example, by corresponding drive or adjusting elements, or by centrifugal force, as is described further below.
  • the separating element 8 can be arranged, for example, on a slide 17 which is arranged on the rotating body 15 so as to be radially displaceable.
  • the clamping device 5 has a first clamping element 10, which is preferably arranged in a fixed position and in which one side of the cable 2 is clamped.
  • the first tensioning element 10 can be provided for fixing the “long end” of the cable 2, that is to say, for example, the end arranged on a cable drum.
  • a “short End ”of the cable 2 denotes the end of the cable from which part of the cable jacket is to be removed, ie the end to be stripped.
  • the short end of the cable 2 is pushed into the first tensioning member 10 from the rear side until the contact surface 6 is located in the corresponding area of the working tool 3.
  • the short end of the cable protrudes beyond the working tool 3.
  • a second tensioning element 10 ' is provided, which clamps the second end of the cable 2 during the stripping process.
  • the cable 2 is thus clamped in the clamping device 5 in such a way that an area remains free between the first clamping element 10 and the second clamping element 10, in which the contact surface 6 is located.
  • the working tool 3 is then driven to rotate by a motor (not shown), the separating element 8 moving towards the cable sheath 4 and cutting through this circumferentially at the attack surface 6.
  • the separating member 8 can either completely cut through the cable jacket, or part of the material to be cut can remain intact. This remaining part can, for example, comprise a thin separating film made of aluminum or plastic, which in the case of some cables is arranged around a shielding layer to protect them.
  • the stripping device 1 has an auxiliary device 7 which thermally and / or mechanically supports the severing of the cable jacket 4.
  • the auxiliary device 7 comprises the second tensioning element 10 ', which can be moved and driven in a rotational and / or translational manner in several directions of movement.
  • the drive can take place via conventional drive elements which, for the sake of clarity, are not shown in the figures.
  • the tensioning element 10 ‘can be moved in such a way that tensile, compressive, torsional and / or bending stresses are introduced in the area of the contact surface 6 in the cable jacket 4, which are dynamically matched to the movement of the working tool 3.
  • the second clamping element 10 ‘is moved in relation to the first, preferably stationary clamping element 10. If necessary, both tensioning members can be moved, the relative movement generating the corresponding tensions in the cable sheath 4.
  • FIG. 1 shows a coordinate system, the z-axis of which runs along the cable axis, the x-axis and the y-axis being arranged in a plane which represents a “cutting plane” and the cable in the area of the attack surface 6 crosses.
  • the possible movements of the second clamping element 10 ' are described below with reference to this coordinate system.
  • the second tensioning element 10 ′ can execute rotary movements about the x and / or y axes, with a bending stress being introduced into the cable, the maximum of which is in the area of the attack surface 6.
  • the respective voltage maxima can be changed dynamically by changing the arrangement of the bending angle.
  • the second tensioning element 10 ‘can perform a translatory movement along the z-axis, a tensile or compressive stress being generated in the cable sheath 4.
  • the second tensioning element 10 ‘can perform translational movements along the x and / or y-axis, on the one hand bending stresses are generated in the cable jacket 4 and on the other hand, for example, the pressing force of the separating element 8 can be changed dynamically.
  • the second tensioning element 10 ‘can perform a rotary movement about the z-axis, a torsional tension being generated in the cable sheath 4 in the area of the attack surface 6.
  • the movement patterns described above can be combined in any way and / or dynamically changed in order to generate a desired tension pattern in the cable sheath.
  • the movement is preferably matched to the respective position of the separating element 8. For example, in the area in which the separating element 8 engages the cable sheath 4, a stress maximum can be generated in the cable sheath 4 which moves along with the separating element 8.
  • the auxiliary device 7 can be combined with any work tools 3, FIG. 2 showing a further possible embodiment of a work tool 3 in a plan view along the cable axis.
  • the working tool 3 again comprises a disk-like rotary body 15 which is rotatably arranged in a bearing 14.
  • a cable 2 to be stripped can in turn be arranged in a stationary manner through a passage 16 in the center of rotation.
  • the cable 2 can be held in a clamping device which, for example, can essentially correspond to the clamping device 5 shown in FIG. 1 and which is not shown in FIG. 2 for the sake of clarity.
  • a slide 17 is arranged on the rotary body 15 and can be moved radially, ie transversely to the cable axis.
  • the carriage 17 carries a work wheel arrangement with two work wheels 9, 9 ′ and comprises an eccentric weight 18.
  • the work wheel arrangement and the eccentric weight are arranged on opposite sides of the cable 2.
  • the weight 18 When the rotating body 15 rotates with the radially movable slide 17, the weight 18 generates a centrifugal force F which presses the working wheels 9, 9 ′ against the cable jacket 4.
  • the pressing force can be adjusted via the rotation speed.
  • one or more counter-pressure rollers can be attached to the rotating body 15 (not shown) may be provided, which are arranged on the side of the cable 2 opposite the working wheels 9, 9 'and unroll on this side. The counter-pressure rollers stabilize the cable 2 in the area of the attack surface 6 during the stripping.
  • the two working wheels 9, 9 ‘ can, for example, have a different cross section.
  • the second working wheel 9 'in the area that comes into contact with the cable jacket 4 can have a more blunt cross-section than the first working wheel 9.
  • the blunt, second working wheel 9' can be arranged a little closer to the cable axis than the first, sharper work wheel 9.
  • the cable jacket 4 is milled by the blunt second work wheel 9 'before the first work wheel 9 comes into contact with the jacket surface.
  • the material of the cable jacket 4 is thereby first worn down and weakened by the blunt, second working wheel 9 ‘.
  • the second work wheel 9 penetrates deeper and deeper into the weakened material until the first work wheel 9, which essentially corresponds to a cutting wheel, also comes into contact with the cable jacket 4 and processes it in a cutting manner. As soon as the second working wheel 9 ‘has at least substantially completely penetrated the jacket, it rolls onto the harder layers underneath (e.g. a shielding layer made of a wire mesh) without penetrating into it. As a result, the first working wheel 9, which is designed as a cutting wheel, cannot come into contact with the wire mesh either, which reliably protects it.
  • the rotating body 15 When the cable jacket 4 has been sufficiently severed by the working wheels, the rotating body 15 is braked to a standstill and the carriage 17 moves back into a starting position, the working wheels 9, 9 ‘being moved away from the cable jacket.
  • the carriage 17 can either be spring-loaded and / or the return movement can be carried out with the aid of gravity by positioning the rotary body 15 in such a way that the eccentric weight 18 is arranged above the cable 4 and the working wheels 9 and these downwards, away from pushes the cable 4.
  • the auxiliary device 7 is brought back into the straight starting position, ie in a position in which the cable 2 is held in a straight orientation by the first tensioning element 10 and the second tensioning element 10 '.
  • the second tensioning element 10 ′ can then be moved in the direction of the positive z-axis, the severed part of the cable jacket 4 being pulled off the cable 2.
  • the second tensioning element 10 ' and the working tool 3 with the bearing 14 can be arranged on a common guide, the unit comprising working tool 3, bearing 14 and second tensioning element 10 'being moved together along the cable axis (ie in the direction of the z-axis).
  • the working tool also moves with it, so that the stripped end of the cable 2 clamped in the first tensioning element 10 is freely accessible and can be accessed using a corresponding test device (not shown). or can be checked by a visual inspection.
  • the first tensioning element 10 is then released and the fully stripped cable can be removed from the stripping device 1.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a stripping device 1, which is provided with an auxiliary device 7 for thermally influencing the cable jacket 4.
  • the stripping device 1 shown in FIG. 3 corresponds essentially to that shown in FIG. 1.
  • the separating element 8 is in a position remote from the cable sheath 4.
  • the cable sheath 4 has already been processed by the separating element 8 and a separating joint has already been introduced into the cable sheath 4 in the area of the attack surface 6.
  • the second clamping element 10 ‘has a nozzle device 11 which connects a number of nozzle openings 13 in the area of the contact surface of the clamping element 10‘ with a pressure vessel 12 via channels.
  • the nozzle openings 13 can be arranged directly above the parting line.
  • the second clamping element 10counter is released, adjusted in the direction of the negative z-axis and, when the nozzle openings 13 are located directly above the parting line, closed again. Since the second clamping element 10 and the work tool 3 are again moved together along the z-axis, a collision of the clamping element 10 with the work tool 3 can be excluded.
  • the pressure vessel 12 is filled with a compressed gas, for example compressed air, and closed with a valve 19.
  • a compressed gas for example compressed air
  • the compressed gas in the pressure vessel 12 is heated to an operating temperature, for example in the range between about 600 ° C and 1000 ° C, with a heating unit 20, the pressure being increased to an operating pressure, for example about 20 bar, increases.
  • the operating temperature and the operating pressure are matched to the respective design of the stripping device and to the design of the cable 2 to be stripped.
  • the nozzle openings 13 can, for example, be provided in an annular arrangement in the second clamping element 10 '.
  • FIG. 4 shows a sectional view along the line IV-IV shown in FIG. 3, the annular arrangement of the nozzle openings 13 is recognizable.
  • the individual clamping elements of the collet 10 ' are in contact with the cable jacket 4, the nozzle openings 13 being directed into the parting line.
  • a residual layer 21 of the cable jacket 4 may remain, which was not completely severed and which now continues to surround the core of the cable to be exposed.
  • This residual layer 21 can, for example, be part of the outer material of the cable sheath 4, or an additional separating film, which can be arranged between the outer material of the cable sheath 4 and a shielding layer of the cable 2, for example for reasons of production technology. It is now necessary to cut through this remaining layer 21 completely without affecting the cable core to be exposed.
  • the valve 19 is now opened and the previously heated pressurized gas flows via the nozzle device 11 and the nozzle openings 13 into the separating joint, where the residual layer 21 is destroyed by the high temperature. Since the compressed gas only flows out over a very short period of time (in the manner of a "compressed air shot"), the cable core (the outermost layer of which can be a shielding layer made of copper or steel wire, for example) is not damaged. The amount and the duration of the hot compressed gas flowing out can be determined via the volume and the pressure provided in the pressure vessel 12.
  • the part of the cable jacket 4 to be peeled off that is now completely separated can be peeled off by the second collet 10 'in the manner described above.
  • the valve 19 is closed again and the pressure vessel 12 can be refilled with fresh compressed gas for the next compressed air shot.
  • the nozzle device 11 is integrated into a clamping member of the clamping device 5.
  • this is not a mandatory requirement. Rather, the nozzle device can also be designed as a unit that is separate from the clamping element.
  • the construction of such and other alternative embodiments are well within the ability of those of ordinary skill in the art having knowledge of the teachings disclosed herein.
  • stripping process disclosed herein can not only be carried out “manually” with the aid of the devices disclosed herein, but can also be automated to a high degree or completely.

Abstract

Die gegenständliche Offenbarung betrifft eine Abisoliervorrichtung (1) für Kabel (2). Die Abisoliervorrichtung (1) weist zumindest ein Arbeitswerkzeug (3) zur mechanischen Bearbeitung eines zu zertrennenden Kabelmantels (4) und zumindest eine Einspannvorrichtung (5) zur Halterung des Kabels (2) auf. Zumindest eine Arbeitswerkzeug (3) ist an einer den Kabelmantel (4) umringenden Angriffsfläche (6) in einen Arbeitskontakt mit dem Kabelmantel (4) bringbar. Die Abisoliervorrichtung (1) weist zumindest eine Hilfsvorrichtung (7) auf, mit welcher der Kabelmantel (4) im Bereich der Angriffsfläche (6) in einer auf das Arbeitswerkzeug (3) abgestimmten Weise thermisch und/oder mechanisch beeinträchtigbar ist.

Description

Abisoliervorrichtung für Kabel
Die gegenständliche Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Abisolieren von Kabeln.
Geschirmte Kabel bestehen im Wesentlichen aus einer geschirmten Leitungsanordnung in einem Kabelkern, der einen oder mehrere Leiter und zumindest eine Abschirmlage aufweist, und einem Kabelmantel. Die Abschirmlage und der Kabelmantel sind konzentrisch um die Leitungsanordnung angeordnet, wobei die Abschirmlage den bzw. die Innenleiter gegen elektrische oder magnetische Felder abschirmt und der um die Abschirmlage angeordnete Kabelmantel insbesondere einen mechanischen Schutz gegen Außeneinflüsse bietet.
Zum Anschließen geschirmter Kabel ist es erforderlich, den Schutzmantel in einem gewissen Abstand vom Kabelende rund um das Kabel zu durchtrennen und dann von der Abschirmlage abzuziehen. Dabei muss jedoch die Abschirmlage intakt bleiben, da ansonsten eine korrekte Abschirmung im Bereich der Anschlussstelle nicht gewährleistet ist.
Die Abschirmlage besteht im Allgemeinen aus einem äußerst dünnen und empfindlichen Material, beispielsweise aus einer dünnen Aluminiumfolie, Kunststofffolie, einem filigranen Drahtgeflecht oder aus mehreren solchen Schichten. Der Schutzmantel hingegen muss aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, beispielsweise aus widerstandsfähigen Kunststoffen, wie etwa PUR, PVC, Silikon, etc.
Das Abisolieren geschirmter Kabel erfolgt daher meist händisch und erfordert Fingerspitzengefühl und Erfahrung. Auch bekannte mechanische Hilfsmittel, wie etwa Abisolierzangen oder Drehschneider erfordern eine sehr sorgfältige und erfahrene Handhabung, da auch mit ihnen die Abschirmung leicht beschädigt werden kann.
Besonders das Montieren zahlreicher geschirmter Kabelanschlüsse, wie das etwa in der industriellen Produktion von Elektroautos erforderlich ist, kann daher ein zeitraubendes Unterfangen sein.
EP 2693581 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Abisolieren geschirmter Kabel mit einer um das Kabel drehbaren Klingenanordnung, deren Zustellung zur Einbringung eines Schnittes in den Schutzmantel veränderbar ist. Eine elektronische Detektionsvorrichtung ermittelt, wenn die Klingen mit der Abschirmung in Kontakt gelangen. Allerdings ist dabei zu befürchten, dass die Detektionsvorrichtung in der Regel zu spät anschlägt, da der Schirm, respektive der Leiter bereits eingeschnitten bzw. verletzt wurde.
Es ist die Aufgabe der gegenständlichen Offenbarung, Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, mit denen das Abisolieren von Kabeln, insbesondere von geschirmten Kabeln, auch von ungeübten Benutzern schnell, einfach und sicher durchgeführt werden kann, oder aber auch als Bestandteil mit hoher Prozesssicherheit in der automatisierten Kabelkonfektion eingesetzt werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt werden diese Ziele durch eine Abisoliervorrichtung für Kabel erreicht, wobei die Abisoliervorrichtung zumindest ein Arbeitswerkzeug zur mechanischen Bearbeitung eines zu zertrennenden Kabelmantels und zumindest eine Einspannvorrichtung zur Halterung des Kabels aufweist, wobei das zumindest eine Arbeitswerkzeug an einer den Kabelmantel umringenden Angriffsfläche in einen Arbeitskontakt mit dem Kabelmantel bringbar ist, wobei die Abisoliervorrichtung zumindest eine Hilfsvorrichtung aufweist, mit welcher der Kabelmantel im Bereich der Angriffsfläche in einer auf das Arbeitswerkzeug abgestimmten Weise thermisch und/oder mechanisch beeinträchtigbar ist. Die thermische und/oder mechanische Beeinträchtigung des Kabelmantels erleichtert dem Arbeitswerkzeug das Durchtrennen des Kabelmantels, wobei die darunterliegenden Schichten besser geschützt sind.
In vorteilhafter Weise kann das Arbeitswerkzeug rotierend um das Kabel umlaufend antreibbar sein. Dadurch wird die Wirkung des Arbeitswerkzeugs gleichmäßig auf den Umfang des Kabelmantels verteilt.
In vorteilhafter Weise kann das Arbeitswerkzeug zumindest ein Trennorgan aufweisen, das vorzugsweise zwei Arbeitsräder aufweist. Dies erlaubt eine gute Anpassung an Kabel unterschiedlicher Stärke und Art.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können zumindest zwei Arbeitsräder unterschiedliche Querschnitte aufweisen, wobei die zwei Arbeitsräder vorzugsweise unterschiedlich weit von der Kabelachse entfernt angeordnet sind. Dadurch lässt sich eine vorteilhafte Bearbeitung des Kabelmantels realisieren, wobei beispielsweise das (bezogen auf den Berührungspunkt) näher an der Kabelachse angeordnete Arbeitsrad eine stumpfere Querschnittsgeometrie aufweist, als das andere, weiter entfernte Arbeitsrad. Das stumpfere Arbeitsrad schneidet dabei den Kabelmantel nicht ein, sondern verdrängt diesen in einer walzenden beziehungsweise walkenden Bewegung, sodass das Material des Kabelmantels in diesem Bereich schnell ermüdet und spröde wird. Das stumpfere Arbeitsrad dringt dabei immer tiefer in das ermüdete Material ein, wobei beispielsweise erst dann das andere Arbeitsrad mit der schärferen Querschnittsgeometrie mit dem Material in Kontakt gelangt und dieses einschneidet. Das schärfere Arbeitsrad gelangt dabei vorzugsweise niemals in Kontakt mit den unterhalb des Kabelmantels angeordneten festeren Schichten (die nicht zerstört werden dürfen), da das stumpfe Arbeitsrad daran abrollt und nicht tiefer in das Material eindringt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Hilfsvorrichtung im Bereich der Angriffsfläche Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegespannungen im Kabelmantel erzeugt, die auf die Wirkung des Arbeitswerkzeugs abgestimmt sind. Dies unterstützt die Wrkung des Arbeitswerkzeugs und erleichtert das nachfolgende Abziehen des abgetrennten Teils des Kabelmantels.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Einspannvorrichtung ein erstes Spannorgan und ein zweites Spannorgan für das Kabel aufweisen, wobei das erste Spannorgan und das zweite Spannorgan zur Bildung der Angriffsfläche voneinander beabstandet sind, wobei das zweite Spannorgan in Bezug auf das erste Spannorgan zumindest in einer Richtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist. Damit können im Kabelmantel auf einfache Weise nahezu beliebige Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegespannungen erzeugt werden, die den Kabelmantel in einem definierten Bereich schwächen und die Wrkung des Arbeitswerkzeugs verbessern.
In vorteilhafter Weise kann die Hilfsvorrichtung zumindest eine Düsenvorrichtung aufweisen, mit welcher ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche gerichtet wird. Das Arbeitsfluid kann eine Schneidwirkung und/oder eine thermische Wrkung auf das Material des Kabelmantels haben. Beispielsweise kann das Arbeitsfluid ein Wasserstrahl sein, der mit hohem Druck auf den Kabelmantel einwirkt und diesen scheidet. Andererseits kann das Arbeitsfluid das Material des Kabelmantels kühlen, um es beispielsweise spröder zu machen, öder es kann dieses Material erwärmen, um es zu erweichen, zu schmelzen und/oder durchzubrennen.
Die Düsenvorrichtung kann vor dem Ausstößen des Fluids auf die vom Arbeitswerkzeug zuvor erzeugte Trennfuge ausgerichtet werden. Mithilfe komplexerer Düsenanordnungen ist es aber auch möglich, das Fluid während der Bearbeitung in einer auf das Arbeitswerkzeug abgestimmten Weise auf die Angriffsfläche zu richten. Die Düsenanordnung kann beispielsweise neben den rotierenden Trennorganen fix angeordnet sein und den Fluidstrahl auf die Angriffsfläche richten. Alternativ könnte die Düsenanordnung auch mit den Trennorganen mitrotieren.
In vorteilhafter Weise kann das Arbeitsfluid ein erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft, sein. Dies erlaubt eine besonders einfache Umsetzung der Vorrichtung. Das heiße Gas kann beispielsweise in einem kurzen Ausstoß gegen Ende des Bearbeitungsvorgangs (oder auch wenn die mechanische Bearbeitung des Kabelmantels durch das Arbeitswerkzeug bereits beendet wurde) auf das verbliebene Material des Kabelmantels gerichtet werden, um möglicherweise unzertrennt gebliebene Materialreste thermisch zu zertrennen.
Indem das heiße Gas nur sehr kurz und stoßartig abgegeben wird, kann eine Beeinträchtigung von darunterliegenden Schichten des Kabels, insbesondere der Abschirmlage, vermieden werden. Die Heißluft kann beispielsweise eine Temperatur zwischen 600 °C und 1000 °C aufweisen. Durch einen kurzen Ausstoß lassen sich damit dünne Trennschichten aus Kunststoff oder Aluminium, wie sie häufig in Kabeln als innerste Schicht des Kabelmantels um die Abschirmlage herum angeordnet sind, sicher zertrennen.
In vorteilhafter Weise kann die Düsenvorrichtung an einen Druckbehälter angeschlossen sein, in welchem das Arbeitsfluid unter Druck erwärmt wird. Beispielsweise kann der Druckbehälter vor dem Abisoliervorgang über eine entsprechende Zuleitung mit Druckluft gefüllt werden, wobei die Verbindung vom Druckbehälter zur Düsenvorrichtung durch ein Sperrventil geschlossen ist. Unmittelbar vor dem Abisolieren bzw. während das Arbeitswerkzeug bereits aktiviert ist, wird die Druckluft im Druckbehälter durch eine darin vorgesehene Heizeinheit stark erwärmt, wobei auch der Druck weiter ansteigt, bis ein ausreichender Betriebsdruck und eine ausreichende Betriebstemperatur erreicht sind. Zum gegebenen Zeitpunkt wird das Sperrventil geöffnet und ein „Schuß“ heiße Luft über die Düsenvorrichtung auf Angriffsfläche bzw. in die bereits erzeugte Trennfuge gerichtet. Verbliebene dünne Restschichten werden dabei zuverlässig durchtrennt, ohne die Abschirmlage des Kabels zu beeinträchtigen. Die Düsenvorrichtung kann beispielsweise mehrere, ringförmig um das Kabel herum angeordnete Düsenöffnungen aufweisen, um die Wirkung des Arbeitsfluids gleichmäßig über den gesamten Umfang des Kabels zu verteilen.
Die Düsenvorrichtung kann gegebenenfalls mit einer hierin offenbarten Einspannvorrichtung zur Aufbringung von Zug- und/oder Biegespannungen kombiniert werden, wodurch sich die jeweiligen Effekte in vorteilhafter weise gegenseitig verstärken und ergänzen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die gegenständliche Offenbarung eine Einspannvorrichtung für eine hierin offenbarte Abisoliervorrichtung, wobei die Einspannvorrichtung ein erstes Spannorgan und ein zweites Spannorgan für ein Kabel aufweist, wobei das erste Spannorgan und das zweite Spannorgan zur Bildung einer den Kabelmantel umringenden Angriffsfläche voneinander beabstandet sind, wobei zumindest ein Arbeitswerkzeug der Abisoliervorrichtung an der Angriffsfläche in einen Arbeitskontakt mit einem Kabelmantel des Kabels bringbar ist und wobei das zweite Spannorgan in Bezug auf das erste Spannorgan zumindest in einer Richtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist, wobei diese Bewegung im Bereich der Angriffsfläche Zug- und/oder Biegespannungen im Kabelmantel erzeugt, die auf das Arbeitswerkzeug abstimmbar sind.
In einem weiteren Aspekt betrifft die gegenständliche Offenbarung eine Düsenvorrichtung für eine hierin offenbarte Abisoliervorrichtung, wobei die Düsenvorrichtung zumindest eine Düsenöffnung aufweist, mit welcher ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche eines in der Abisoliervorrichtung eingespannten Kabels richtbar ist.
In vorteilhafter Weise können in der Düsenvorrichtung eine Vielzahl an Düsenöffnungen in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung um die Angriffsfläche des Kabels herum anordenbar sein. Beispielsweise können die Düsenöffnungen in ein Spannorgan, beispielsweise in die Spannbacken einer Spannzange, integriert sein. Dadurch können die Düsenöffnungen durch umsetzen des Spannorgans positioniert werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die gegenständliche Offenbarung ein Verfahren zum Abisolieren eines Kabels mit einer hierin offenbarten Abisoliervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Anordnen des Kabels in der Einspannvorrichtung, Bearbeiten des Kabelmantels mit dem Arbeitswerkzeug, in einer auf das Arbeitswerkzeug abgestimmten Weise thermisch und/oder mechanisch beeinträchtigen des Kabelmantels im Bereich der Angriffsfläche mit der Hilfsvorrichtung. Dies erlaubt eine vorteilhafte Anwendung der hierin offenbarten Vorrichtungen zum Abisolieren von Kabeln.
In vorteilhafter Weise kann zur Durchtrennung einer innersten Schicht des Kabelmantels, vorzugsweise nachdem der Kabelmantel mit dem Arbeitswerkzeug bearbeitet wurde, ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche gerichtet werden. Dies kann in vorteilhafter Weise mit einer hierein offenbarten Düsenvorrichtung erfolgen.
Vorzugsweise während des Bearbeitens des Kabelmantels mit dem Arbeitswerkzeug können in vorteilhafter Weise im Bereich der Angriffsfläche Zug- und/oder Biegespannungen im Kabelmantel erzeugt werden. Dies kann in vorteilhafter Weise mit einer hierin offenbarten Einspannvorrichtung erfolgen.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 eine Schnittdarstellung einer Abisoliervorrichtung während der Bearbeitung eines Kabelmantels,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Arbeitswerkzeuge der Abisoliervorrichtung,
Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Abisoliervorrichtung während eines späteren Arbeitsschritts und
Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Hilfsvorrichtung 7 der Abisoliervorrichtung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein Kabel 2 während einer Bearbeitung in einer Abisoliervorrichtung 1. Die Bearbeitung dient dazu, einen Kabelmantel 4 des Kabels 2 an einem definierten Bereich zu durchtrennen und einen Teil des Kabelmantels 4 von dem Kabel 2 abzuziehen. Der Bereich an der der Kabelmantel 4 durchtrennt werden soll, wird im Zusammenhang mit der gegenständlichen Offenbarung als Angriffsfläche 6 bezeichnet. Zum Absiolieren wird das Kabel 2 zuerst automatisch oder von Hand in die Abisoliervorrichtung 1 eingelegt und in eine Einspannvorrichtung 5 so eingespannt, dass die Angriffsfläche 6 in Bezug auf ein Arbeitswerkzeug 3 der Abisoliervorrichtung 1 passend angeordnet ist.
Das Arbeitswerkzeug 3 kann ein beliebiges im Stand der Technik bekanntes Abisolierwerkzeug sein, welches ein Durchtrennen des Kabelmantels 4 bei gleichzeitiger Schonung der innerhalb des Kabelmantels 4 angeordneten Kabelteile ermöglicht. Insbesondere muss gewährleistet sein, dass eine Abschirmlage (beispielsweise ein Kupferdrahtgeflecht oder ähnliches) von dem Arbeitswerkzeug 3 nicht beschädigt wird.
Das in Fig. 3 beispielhaft dargestellte Arbeitswerkzeug 3 weist einen im Wesentlichen scheibenförmigen Rotationskörper 15 und ein Trennorgan 8 auf. Der Rotationskörper 15 ist an einem Lager 14 um die Achse des Kabels 2 rotierbar angeordnet. Im Rotationszentrum des Rotationskörpers 15 ist ein Durchlass 16 für das Kabel 2 vorgesehen. Das Trennorgan 8 ist in Bezug auf den Rotationskörper 15 radial verschiebbar angeordnet, sodass das Trennorgan 8 des Arbeitswerkzeugs 3 durch diese radiale Bewegung unter ausreichendem Anpressdruck im Bereich der Angriffsfläche 6 in Anlagerung an den Kabelmantel 4 bringbar ist. Während der Rotationskörper 15 um das Kabel 2 rotiert, bewegt sich das Trennorgan 8 umlaufend um den Umfang des Kabels 2 und durchtrennt dabei den Kabelmantel. Das Trennorgan 8 kann beispielsweise eine Klinge aufweisen, welche den Kabelmantel 4 durchtrennt, wobei dafür zu sorgen ist, dass die Klinge den Kabelmantel 4 nicht vollständig durchdringt, sodass die darunterliegenden Schichten unversehrt bleiben. Das Trennorgan 8 kann auch als ein Arbeitsrad oder eine Arbeitsradanordnung mit mehreren Arbeitsrädern ausgeführt sein, wobei das Arbeitsrad den Kabelmantel 4 entweder schneidend oder walkend bearbeiten kann. Im letzteren Fall wird der Kabelmantel 4 durch eine stumpfe, verformende Bewegung so weit ermürbt, dass er im Bereich der Angriffsfläche 6 entweder von selbst bricht oder auf einfache Weise durchtrennt werden kann.
Die Bewegung des Trennorgans 8 relativ zum Rotationskörper 15 kann beispielsweise durch entsprechende Antriebs- oder Stellorgane bewirkt werden, oder durch Zentrifugalkraft, wie dies hierin weiter unten beschrieben ist. Das Trennorgan 8 kann beispielsweise auf einem Schlitten 17 angeordnet sein, der an dem Rotationskörper 15 radial verschiebbar angeordnet ist.
Die Einspannvorrichtung 5 weist ein erstes Spannorgan 10 auf, das vorzugsweise in einer feststehenden Position angeordnet ist und in das eine Seite des Kabels 2 eingespannt ist. Beispielsweise kann das erst Spannorgan 10 zur Fixierung des „langen Endes“ des Kabels 2 vorgesehen sein, also etwa das an einer Kabeltrommel angeordnete Ende. Als „kurzes Ende“ des Kabels 2 wird hingegen das Ende des Kabels bezeichnet, von dem ein Teil des Kabelmantels entfernt werden soll, d.h. das abzuisolierende Ende.
Zum Abisolieren wird das kurze Ende des Kabels 2 von der Rückseite des ersten Spannorgans 10 her in dieses eingeschoben, bis sich die Angriffsfläche 6 im entsprechenden Bereich des Arbeitswerkzeugs 3 befindet. Das kurze Ende des Kabels steht dabei über das Arbeitswerkzeug 3 hinaus ab. Auf Seiten des kurzen Endes des Kabels 2 ist ein zweites Spannorgan 10‘ vorgesehen, das das zweite Ende des Kabels 2 während des Abisoliervorgangs einspannt.
Während der Bearbeitung ist das Kabel 2 somit so in die Einspannvorrichtung 5 eingespannt, dass zwischen dem ersten Spannorgan 10 und dem zweiten Spannorgan 10‘ ein Bereich frei bleibt, in dem sich die Angriffsfläche 6 befindet. Dann wird das Arbeitswerkzeug 3 von einem Motor (nicht dargestellt) rotierend angetrieben, wobei sich das Trennorgan 8 zum Kabelmantel 4 hin bewegt und diesen bei der Angriffsfläche 6 umlaufend durchtrennt. Dabei kann das Trennorgan 8 den Kabelmantel entweder vollständig durchtrennen, oder es kann ein Teil des zu durchtrennenden Materials unversehrt bleiben. Dieser verbleibende Teil kann beispielsweise eine dünne Trennfolie aus Aluminium oder Kunststoff umfassen, die bei einigen Kabeln zum Schutz einer Abschirmlage um diese herum angeordnet ist.
Die Abisoliervorrichtung 1 weist eine Hilfsvorrichtung 7 auf, welche das Durchtrennen des Kabelmantels 4 thermisch und/oder mechanisch unterstützt. Die Hilfsvorrichtung 7 umfasst das zweites Spannorgan 10‘, das in mehreren Bewegungsrichtungen rotatorisch und/translatorisch bewegbar und antreibbar ist. Der Antrieb kann über herkömmliche Antriebselemente erfolgen, die der Übersichtlichkeit halber hin den Figuren nicht dargestellt sind. Das Spannorgan 10‘ ist dabei so bewegbar, dass im Bereich der Angriffsfläche 6 im Kabelmantel 4 Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegespannungen eingebracht werden, die dynamisch auf die Bewegung des Arbeitswerkzeugs 3 abgestimmt sind. Das zweites Spannorgan 10‘ wird dabei im Bezug auf das erste, vorzugsweise feststehende Spannorgan 10 bewegt. Gegebenenfalls können beide Spannorgane bewegt sein, wobei die Relativbewegung die entsprechenden Spannungen im Kabelmantel 4 erzeugt.
In Fig. 1 ist zum besseren Verständnis ein Koordinatensystem dargestellt, dessen z-Achse entlang der Kabelachse verläuft, wobei die x-Achse und die y-Achse in einer Ebene angeordnet sind, welche eine „Schnittebene“ darstellt und das Kabel im Bereich der Angriffsfläche 6 quert. Die möglichen Bewegungen das zweiten Spannorgans 10‘ werden im Folgenden unter Bezugnahme auf dieses Koordinatensystem beschrieben.
- Das zweites Spannorgan 10‘ kann rotatorische Bewegungen um die x- und/oder y- Achse ausführen, wobei eine Biegespannung in das Kabel eingebracht wird, deren Maximum im Bereich der Angriffsfläche 6 liegt. Die jeweiligen Spannungsmaxima können dabei durch eine verändernde Anordnung des Biegewinkels dynamisch verändert werden.
- Das zweites Spannorgan 10‘ kann eine translatorische Bewegung entlang der z- Achse ausführen, wobei eine Zug- oder Druckspannung im Kabelmantel 4 erzeugt wird.
- Das zweites Spannorgan 10‘ kann translatorische Bewegungen entlang der x- und/oder y-Achse ausführen, wobei einerseits Biegespannungen im Kabelmantel 4 erzeugt werden, und andererseits beispielsweise die Andruckkraft des Trennorgans 8 dynamisch verändert werden kann.
- Das zweites Spannorgan 10‘ kann eine rotatorische Bewegung um die z-Achse ausführen, wobei im Bereich der Angriffsfläche 6 eine Torsionsspannung im Kabelmantel 4 erzeugt wird.
Die oben beschriebenen Bewegungsmuster können in beliebiger Weise kombiniert und/oder dynamisch verändert werden um ein gewünschtes Spannungsmuster im Kabelmantel zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Bewegung auf die jeweilige Position des Trennorgans 8 abgestimmt. Beispielsweise kann jeweils in dem Bereich, in dem das Trennorgan 8 am Kabelmantel 4 angreift, ein Spannungsmaximum im Kabelmantel 4 erzeugt werden, das sich mit dem Trennorgan 8 umlaufend mitbewegt.
Die Hilfsvorrichtung 7 kann mit beliebigen Arbeitswerkzeugen 3 kombiniert werden, wobei in Fig. 2 eine weitere mögliche Ausführungsform eines Arbeitswerkzeugs 3 in einer Draufsicht entlang der Kabelachse dargestellt ist. Ähnlich wie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung umfasst das Arbeitswerkzeug 3 wiederum einen scheibenartig ausgebildeten Rotationskörper 15, der in einem Lager 14 rotierbar angeordnet ist. Ein abzuisolierendes Kabel 2 kann wiederum durch einen Durchlass 16 im Rotationszentrum feststehend angeordnet werden. Das Kabel 2 kann in einer Einspannvorrichtung gehalten sein, die beispielsweise im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Einspannvorrichtung 5 entsprechen kann und in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
An dem Rotationskörper 15 ist ein Schlitten 17 angeordnet, der radial, d.h. quer zur Kabelachse bewegbar ist. Der Schlitten 17 trägt eine Arbeitsradanordnung mit zwei Arbeitsrädern 9, 9‘ und umfasst ein exzentrisches Gewicht 18. Die Arbeitsradanordnung und das exzentrische Gewicht sind an gegenüberliegenden Seiten des Kabels 2 angeordnet. Wenn nun der Rotationskörper 15 mit dem radial beweglichen Schlitten 17 rotiert, erzeugt das Gewicht 18 eine Zentrifugalkraft F, die die Arbeitsräder 9, 9‘ gegen den Kabelmantel 4 drückt. Die Andruckkraft kann dabei über die Rotationsgeschwindigkeit eingestellt werden. Gegebenenfalls können an dem Rotationskörper 15 eine oder mehrere Gegendruckrollen (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche an der den Arbeitsrädern 9, 9‘ gegenüberliegenden Seite des Kabels 2 angeordnet sind und an diesem Abrollen. Die Gegendruckrollen stabilisieren dabei das Kabel 2 im Bereich der Angriffsfläche 6 während des Abisolierens.
Die beiden Arbeitsräder 9, 9‘ können beispielsweise einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann das zweite Arbeitsrad 9‘ in dem Bereich, der mit dem Kabelmantel 4 in Kontakt kommt, einen stumpferen Querschnitt aufweisen, als das erste Arbeitsrad 9. Gegebenenfalls kann das stumpfere, zweite Arbeitsrad 9‘ ein wenig näher an der Kabelachse angeordnet sein, als das erste, schärfere Arbeitsrad 9. Dadurch wird der Kabelmantel 4 vom stumpfen zweiten Arbeitsrad 9‘ walkend bearbeitete, bevor das erste Arbeitsrad 9 noch in Kontakt mit der Manteloberfläche gelangt. Das Material des Kabelmantels 4 wird dadurch vom stumpfen, zweiten Arbeitsrad 9‘ zuerst ermürbt und geschwächt. Dabei dringt das zweite Arbeitsrad 9‘ immer tiefer in das geschwächte Material ein, bis auch das erste Arbeitsrad 9, das im Wesentlichen einem Schneidrad entspricht, ebenfalls in Kontakt mit dem Kabelmantel 4 gelangt, und diesen schneidend bearbeitet. Sobald das zweite Arbeitsrad 9‘ den Mantel zumindest im Wesentlichen vollständig durchdrungen hat, rollt es auf den darunterliegenden härteren Schichten (z.B. einer Abschirmlage aus einem Drahtgeflecht) ab, ohne in dieses einzudringen. Dadurch kann auch das als Schneiderad ausgebildete erste Arbeitsrad 9 nicht in Kontakt mit dem Drahtgeflecht kommen, wodurch dieses sicher geschont wird.
Wenn der Kabelmantel 4 von den Arbeitsrädern ausreichend durchtrennt wurde, wird der Rotationsköper 15 bis zum Stillstand gebremst und der Schlitten 17 bewegt sich wieder in eine Ausgangsposition, wobei die Arbeitsräder 9, 9‘ von dem Kabelmantel wegbewegt werden. Der Schlitten 17 kann dazu entweder federbelastet sein, und/oder die Rückstellbewegung kann mithilfe der Schwerkraft erfolgen, indem der Rotationskörper 15 so positioniert wird, dass das exzentrische Gewicht 18 über dem Kabel 4 und den Arbeitsrädern 9 angeordnet ist und diese nach unten, weg von dem Kabel 4 drückt.
Der oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebene Abtrennvorgang kann auf analoge Weise mit einem einzigen Trennorgan 8 durchgeführt werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Der Schlitten 17 ist in Fig. 1 lediglich schematisch in Strichlinien angedeutet.
Nach dem rotierenden Durchtrennen des Kabelmantels 4 wirs die Hilfsvorrichtung 7 wieder in die gerade Ausgangslage gebracht werden, d.h. in eine Position, bei der das Kabel 2 von dem ersten Spannorgan 10 und dem zweiten Spannorgan 10‘ in einer geraden Ausrichtung gehalten wird. Danach kann das zweite Spannorgan 10‘ in Richtung der positiven z-Achse bewegt werden, wobei der abgetrennte Teil des Kabelmantels 4 von dem Kabel 2 abgezogen wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform können das zweite Spannorgan 10‘ und das Arbeitswerkzeug 3 mit dem Lager 14 auf einer gemeinsamen Führung angeordnet sein, wobei die Einheit aus Arbeitswerkzeug 3, Lager 14 und zweitem Spannorgan 10‘ gemeinsam entlang der Kabelachse (d.h. in Richtung der z-Achse) bewegt wird. Wird nun das zweite Spannorgan 10‘ zum Abziehen des abisolierten Teils des Kabelmantels 4 zurückgezogen, bewegt sich auch das Arbeitswerkzeug mit, sodass das in das erste Spannorgan 10 eingespannte, abisolierte Ende des Kabels 2 frei zugänglich ist und mithilfe einer entsprechenden Testvorrichtung (nicht dargestellt) oder durch eine Sichtkontrolle geprüft werden kann. Danach wird das erste Spannorgan 10 gelöst und das fertig abisolierte Kabel kann aus der Abisoliervorrichtung 1 entnommen werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Abisoliervorrichtung 1, die mit einer Hilfsvorrichtung 7 zur thermischen Beeinflussung des Kabelmantels 4 vorgesehen ist. Die in Fig. 3 dargestellte Abisoliervorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten. In der in Fig. 3 dargestellten Lage befindet sich das Trennorgan 8 in einer von dem Kabelmantel 4 entfernten Lage. Der Kabelmantel 4 wurde zuvor schon von dem Trennorgan 8 bearbeitet und im Bereich der Angriffsfläche 6 wurde bereits eine Trennfuge in den Kabelmantel 4 eingebracht.
Das zweites Spannorgan 10‘ weist eine Düsenvorrichtung 11 auf, die eine Anzahl von Düsenöffnungen 13 im Bereich der Angriffsfläche des Spannorgans 10‘ über Kanäle mit einem Druckbehälter 12 verbindet. Die Düsenöffnungen 13 können nach der Bearbeitung des Kabelmantels 4 durch das Arbeitswerkzeug 3 direkt über der Trennfuge angeordnet werden. Dazu wird das zweites Spannorgan 10‘ gelöst, in Richtung der negativen z-Achse verstellt und, wenn sich die Düsenöffnungen 13 direkt über der Trennfuge befinden, wieder geschlossen. Indem das zweites Spannorgan 10‘ und das Arbeitswerkzeug 3 wiederum gemeinsam entlang der z-Achse bewegt werden, kann eine Kollision des Spannorgans 10‘ mit dem Arbeitswerkzeug 3 ausgeschlossen werden.
Der Druckbehälter 12 ist mit einem Druckgas, zum Beispiel Druckluft, gefüllt und mit einem Ventil 19 geschlossen. Während der ersten Schritte des Abisoliervorgangs (also zum Beispiel während das Arbeitswerkzeug 3 rotierend angetrieben wird) wird das Druckgas im Druckbehälter 12 mit einer Heizeinheit 20 auf eine Betriebstemperatur, beispielsweise im Bereich zwischen etwa 600 °C und 1000 °C erwärmt, wobei der Druck auf einen Betriebsdruck, beispielsweise etwa 20 bar, steigt. Die Betriebstemperatur und der Betriebsdruck sind auf die jeweilige Ausführung der Abisoliervorrichtung und auf die Ausführung des abzuisolierenden Kabels 2 abgestimmt.
Die Düsenöffnungen 13 können beispielsweise in einer ringförmigen Anordnung in dem zweiten Spannorgan 10’ vorgesehen sein. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 3 dargestellten Linie IV-IV, wobei die ringförmige Anordnung der Düsenöffnungen 13 erkennbar ist. Die einzelnen Klemmelemente der Spannzange 10‘ liegen dabei am Kabelmantel 4 an, wobei die Düsenöffnungen 13 in die Trennfuge gerichtet sind. Wie in dem in Fig. 4 dargestellten Querschnitt des Kabels 2 zu erkennen ist, kann nach der Bearbeitung mit dem Arbeitswerkzeug 3 eine Restschicht 21 des Kabelmantels 4 übrig bleiben, die nicht vollständig durchtrennt wurde, und die nun den freizulegenden Kern des Kabels weiterhin umschließt. Diese Restschicht 21 kann beispielsweis ein Teil des äußeren Materials des Kabelmantels 4 sein, oder eine zusätzliche Trennfolie, die beispielsweise aus produktionstechnischen Gründen zwischen dem äußeren Material des Kabelmantels 4 und einer Abschirmlage des Kabels 2 angeordnet sein kann. Es ist nun erforderlich, diese Restschicht 21 vollständig zu durchtrennen, ohne das den freizulegenden Kabelkern zu beeinträchtigen.
Um diese Restschicht 21 zu trennen wird nun das Ventil 19 geöffnet und das zuvor erwärmte Druckgas strömt über die Düsenvorrichtung 11 und die Düsenöffnungen 13 in die Trennfuge, wo durch die hohe Temperatur die Restschicht 21 zerstört wird. Da das Druckgas nur über eine sehr kurze Zeitdauer (in der Art eines „Druckluftschusses“) ausströmt, wird der Kabelkern (dessen äußerste Schicht z.B. eine Abschirmlage aus Kupfer- oder Stahldraht sein kann) dabei nicht beschädigt. Die Menge und die Dauer des ausströmenden heißen Druckgases kann über das in dem Druckbehälter 12 vorgesehene Volumen und den Druck bestimmt werden.
Nach dem Durchtrennen der Restschicht 21 mithilfe der Hilfsvorrichtung 7 kann der nunmehr vollständig abgetrennte abzuziehende Teil des Kabelmantels 4 von der zweiten Spannzange 10‘ in der zuvor beschriebenen Weise abgezogen werden. Nach dem Druckluftschuss wird das Ventil 19 wieder geschlossen und der Druckbehälter 12 kann für den nächsten Druckluftschuss mit frischem Druckgas neu befüllt werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die Düsenvorrichtung 11 in ein Spannorgan der Einspannvorrichtung 5 integriert. Dies ist jedoch keine zwingende Voraussetzung. Vielmehr kann die Düsenvorrichtung auch als eine von dem Spannorgan getrennte Einheit ausgeführt sein. Die konstruktive Ausgestaltung solcher und anderer alternativer Ausführungsformen liegt im Können des Durchschnittsfachmanns, der Kenntnis der hierin offenbarten Lehren hat.
Es ist anzumerken, dass der hierin offenbarte Abisoliervorgang mithilfe der hierein offenbarten Vorrichtungen nicht nur „manuell“ durchgeführt werden kann, sondern auch hochgradig oder vollständig automatisierbar ist.
Die in den einzelnen Ausgestaltungen und Beispielen angegebenen einzelnen Merkmale und Varianten können (sofern nicht an Ort und Stelle etwas anderes ausgeführt ist) mit denen der anderen Beispiele und Ausgestaltungen frei kombiniert und insbesondere zur Kennzeichnung der Erfindung in den Ansprüchen ohne zwangläufige Mitnahme der anderen Details der jeweiligen Ausgestaltung bzw. des jeweiligen Beispiels verwendet werden.
Bezugszeichen: Abisoliervorrichtung 1 Kabel 2
Arbeitswerkzeug 3 Kabelmantel 4 Einspannvorrichtung 5 Angriffsfläche 6 Hilfsvorrichtung 7 Trennorgan 8 Arbeitsräder 9, 9‘ Spannorgan 10, 10' Düsenvorrichtung 11 Druckbehälter 12 Düsenöffnung 13 Lager 14
Rotationskörper 15 Durchlass 16 Schlitten 17 exzentrisches Gewicht 18 Ventil 19 Heizeinheit 20 Restschicht 21

Claims

Patentansprüche
1. Abisoliervorrichtung (1) für Kabel (2), wobei die Abisoliervorrichtung (1) zumindest ein Arbeitswerkzeug (3) zur mechanischen Bearbeitung eines zu zertrennenden Kabelmantels (4) und zumindest eine Einspannvorrichtung (5) zur Halterung des Kabels (2) aufweist, wobei das zumindest eine Arbeitswerkzeug (3) an einer den Kabelmantel (4) umringenden Angriffsfläche (6) in einen Arbeitskontakt mit dem Kabelmantel (4) bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abisoliervorrichtung (1) zumindest eine Hilfsvorrichtung (7) aufweist, mit welcher der Kabelmantel (4) im Bereich der Angriffsfläche (6) in einer auf das Arbeitswerkzeug (3) abgestimmten Weise thermisch und/oder mechanisch beeinträchtigbar ist.
2. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitswerkzeug (3) rotierend um das Kabel (2) umlaufend antreibbar ist.
3. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitswerkzeug (3) zumindest ein Trennorgan (8) aufweist, das vorzugsweise zwei Arbeitsräder (9, 9‘) aufweist.
4. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Arbeitsräder (9, 9‘) unterschiedliche Querschnitte aufweisen, wobei die zwei Arbeitsräder (9, 9‘) vorzugsweise unterschiedlich weit von der Kabelachse entfernt angeordnet sind.
5. Abisoliervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsvorrichtung (7) im Bereich der Angriffsfläche (6) Zug-, Druck-, Torsions und/oder Biegespannungen im Kabelmantel (4) erzeugt, die auf die Wirkung des Arbeitswerkzeugs (3) abgestimmt sind.
6. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (5) ein erstes Spannorgan (10) und ein zweites Spannorgan (10‘) für das Kabel (2) aufweist, wobei das erste Spannorgan (10) und das zweite Spannorgan (10‘) zur Bildung der Angriffsfläche (6) voneinander beabstandet sind, wobei das zweite Spannorgan (10‘) in Bezug auf das erste Spannorgan (10) zumindest in einer Richtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist.
7. Abisoliervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsvorrichtung (7) zumindest eine Düsenvorrichtung (11) aufweist, mit welcher ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche (6) gerichtet wird.
8. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsfluid ein erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft, ist.
9. Abisoliervorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (11) an einen Druckbehälter (12) angeschlossen ist, in welchem das Arbeitsfluid unter Druck erwärmt wird.
10. Einspannvorrichtung (5) für eine Abisoliervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (5) ein erstes Spannorgan (10) und ein zweites Spannorgan (10‘) für ein Kabel (2) aufweist, wobei das erste Spannorgan (10) und das zweite Spannorgan (10‘) zur Bildung einer den Kabelmantel (4) umringenden Angriffsfläche (6) voneinander beabstandet sind, wobei zumindest ein Arbeitswerkzeug (3) der Abisoliervorrichtung (1) an der Angriffsfläche (6) in einen Arbeitskontakt mit einem Kabelmantel (4) des Kabels (2) bringbar ist und wobei das zweite Spannorgan (10‘) in Bezug auf das erste Spannorgan (10) zumindest in einer Richtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist, wobei diese Bewegung im Bereich der Angriffsfläche (6) Zug- und/oder Biegespannungen im Kabelmantel (4) erzeugt, die auf das Arbeitswerkzeug (3) abstimmbar sind.
11. Düsenvorrichtung (11) für eine Abisoliervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (11) zumindest eine Düsenöffnung (13) aufweist, mit welcher ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche (6) eines in der Abisoliervorrichtung (1) eingespannten Kabels (2) richtbar ist.
12. Düsenvorrichtung (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an Düsenöffnungen (13) in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung um die Angriffsfläche (6) des Kabels (2) herum anordenbar ist.
13. Verfahren zum Abisolieren eines Kabels (2) mit einer Abisoliervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Anordnen des Kabels (2) in der Einspannvorrichtung (5),
- Bearbeiten des Kabelmantels (4) mit dem Arbeitswerkzeug (3),
- in einer auf das Arbeitswerkzeug (3) abgestimmten Weise thermisch und/oder mechanisch beeinträchtigen des Kabelmantels (4) im Bereich der Angriffsfläche (6) mit der Hilfsvorrichtung (7).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchtrennung einer innersten Schicht des Kabelmantels (4), vorzugsweise nachdem der Kabelmantel (4) mit dem Arbeitswerkzeug (3) bearbeitet wurde, ein Arbeitsfluid auf die Angriffsfläche (6) gerichtet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise während des Bearbeitens des Kabelmantels (4) mit dem Arbeitswerkzeug (3) im Bereich der Angriffsfläche (6) Zug-, Druck-, Torsions- und/oder Biegespannungen im Kabelmantel (4) erzeugt werden.
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