Abisoliermaschine und Verfahren zum Abisolieren von Kabeln
Die Erfindung betrifft eine Abisoliermaschine und eine neue Steuerung für neue Verfahren zum Abisolieren von Kabeln mit einem Halbautomat. Es wird Bezug genommen auf den Oberbegriff des Anspruchs 1. Abisoliermaschinen gemäss dem Anspruch 1 sind bekannt beispielsweise als Abisoliermaschinen für Koaxialkabel, wie beispielsweise die Schleuniger Abisoliermaschine MP 257. Ausdrücklich ausgenommen durch den Oberbegriff sind Vollautomaten und Cut and Strip Maschinen, wie beispielsweise die Schleuniger CS 9100, die eine Durchlaufbearbeitung eines Kabels erlauben. Die Erfindung ist beschränkt auf sogenannte Tischmaschinen, die auf einem Tisch aufstellbar sind und grundsätzlich nicht in automatische Bearbeitungsstrassen eingebaut werden, sondern in die Kabelenden von Hand eingelegt und wieder entnommen werden. Ausnahmsweise könnte ein händisches Einlegen und Entnehmen auch durch einen Roboterarm o.dgl. vorgenommen werden. Der Grund für diesen Disclaimer liegt darin, dass die erwähnten ausgeschlossenen automatischen bzw. kontinuierlich durchlaufend bearbeitenden Abisoliermaschinen und die parallel dazu hergestellten Tischmaschinen in den letzten Jahren mehr und mehr einer technologischen Trennung unterlagen und nunmehr vollständig unterschiedliche Maschinentypen darstellen; sowohl von der Anwendung, als auch vom Aufbau her. Die Technologien haben sich demzufolge getrennt und werden von dem Fachmann somit auch unabhängig voneinander betrachtet.
Die Erfinder erkannten, dass die bekannten Systeme nachteilig sind in Be- zug auf die folgenden Punkte:
a) Die eingesetzten rotierenden Messer können nur auf Null (d.h. die Kabelachse) schliessen, da die Schneidekanten einander gegenüberliegen und somit ein vollständiges Durchtrennen von Kabeln Probleme bereiten
könnte. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bisher diesbezüglich auch keine Anforderungen an die rotativ wirkenden Maschinen gestellt wurden, da die eingelegten Kabel bereits von anderen Maschinen durchtrennt worden waren und da man das Kabelende (die Stirnfläche) stets als Referenz nahm.
b) Es ist jedoch nachteilig, die vorhandene Kabelstirnfläche als Referenz zu nehmen, da diese u.U. auch uneben sein kann und dann die Abisolierung in Axialrichtung nicht reproduzierbar exakt sein könnte.
c) Die Ansteuerung rotativer Messer, deren Lagerung und Wartung ist aufwändig und benötigt ein bestimmtes Bauvolumen.
d) Rotierende Messer können - insbesondere dünne Kabel - auch auf Tor- sion belasten, was unerwünscht sein kann.
Der Fachmann kannte natürlich auch pneumatisch angetriebene Abisoliermaschinen mit nichtrotierenden Messern, wie beispielsweise die Schleuniger 2015 (die technologisch wesentlich älter als die erwähnte MP 257 von
Schleuniger ist) oder die Schleuniger 2100, jedoch waren diese Maschinen nur für relativ einfache Abisoliervorgänge ausgerüstet und wurden daher gerade für den Bedarf an besonders hoher Genauigkeit nicht eingesetzt. Sie gaben dem Fachmann somit keinen Anreiz, aus dieser Richtung eine Anlei- he zu nehmen zur Verbesserung der rotativen Maschinen, die über eine ausgefeilte Computersteuerung sowohl für radiale als auch axiale Abisoliermassbestimmung verfügten.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die angegebenen Nachteile vermeidet und eine Maschine zu
bauen, die mit höherer Präzision aber mit geringerem Aufwand das Abisolieren und Durchtrennen von Kabeln erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe ~ ausgehend von halbautomatischen rotativen Tisch-Abisoliergeräten - durch einen nicht nahe liegenden, überraschenden Schritt in die Vergangenheit, nämlich
i) Anwendung von nichtrotierenden Messern, vergleichbar den Messern aus dem Unistrip 2500,
ii) wobei die Messer aneinander vorbeigleiten können bzw. ein Kabel sicher vollständig durchtrennen können und
iii) die Anwendung einer programmierbaren elektronischen Steuerung, wie sie beispielsweise aus der MP 257 bekannt ist.
Weitere Ausbildungen der Erfindung und vor allem neue Methoden zur An- Wendung der elektronischen Steuerung für neue Abisoliervorgänge und Varianten dazu sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Anspruch 9 gibt verschiedene neuartige Absiolieπ/erfahren an, die teilweise auch unabhängig von der Anwendung an einer erfindungsgemässen Tisch- maschine mit Vorteil und in erfinderischer Weise zum Einsatz gebracht werden können. So beispielsweise auch bei Cut- and Strip-Maschinen oder bei Vollautomaten. Die Ausscheidung entsprechender Verfahrensansprüche bleibt ausdrücklich vorbehalten.
Ebenso vorbehalten bleibt das nachträgliche Einführen eines Disciaimers, da erfindungsgemäss beabsichtigt ist, die Erfindung auf jene Abisoliermaschinen einzuschränken, die von ihrem Aufbau her wesentlich und deutlich un-
terschiedlich sind von Tischmaschinen, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 oder Schleuniger MP257 oder Schleuniger US2100 gezeigt werden.
Durch die vorgängig beschriebenen Kombination von Merkmalen werden die nachstehenden Verbesserungen erreicht:
• Es wird eine kompakte Maschine geschaffen;
• sie arbeitet hochpräzise und ermöglicht insbesondere hinsichtlich der Ab- isolierlänge eine verbesserte Genauigkeit, da Durchtrennen des Kabels und Messung der Abisolierlänge von der durchtrennten Stelle als Bezugspunkt bei Tischmaschinen erstmals problemlos möglich wird;
• durch den Entfall der Rotationsbewegung wird der Abisoliervorgang zu- dem noch schneller;
• die Maschine kann auch universeller und für verschiedenste Kabel eingesetzt werden und
• sie ermöglicht eine softwaregestützte Ausbaufähigkeit hinsichtlich verschiedenster vorteilhafter Weiterentwicklungen bei an sich bekannten Abisolierverfahren.
Im obigen Text wird zwar auf einen Messerhebel Bezug genommen; die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, sondern steht vielmehr auch anderen Kraftübertragungseinrichtungen zwischen Antrieben und Messern zur Verfügung. So könnten die Messer auch von Linearantrieben - elektrisch oder pneumatisch - antreibbar sein, sofern die dabei angewendete Mecha- nik das massgenaue und computergesteuerte Zustellen der Messer ermöglicht.
Als Messer im Sinne der Erfindung kommen verschiedenste bekannte und auch künftige neue Messer in Frage, wobei die Erfindung sowohl Ausführungen mit nur einem Messer oder mit zwei Messern (typischer Aufbau) oder auch mit mehreren Messern, jedenfalls jedoch nicht rotierenden, umfasst.
Die Erfindung umfasst, wie an sich bekannt, wenigstens einen Messsensor, der zur Positionsbestimmung des Kabels, des Messers oder anderer bewegbarer Teile der Abisoliermaschine dient. Als Messsensor ist im Sinne der Erfindung ein einzelner Sensor oder eine Vorrichtung mit mehreren Senso- ren und/oder kooperierenden Bauteilen, die zusammen eine Sensorfunktion ergeben z.B. auch Schrittmotore o.dgl., zu verstehen. Die Patentansprüche sind dementsprechend breit auszulegen. Der Fachmann wird ausdrücklich auf die an sich bekannten Sensoren in der Abisoliertechnik verwiesen, wie sie in den erwähnten Maschinen und in der Literatur geoffenbart sind. Des- halb muss hier nicht im Detail darauf eingegangen werden.
Insbesondere sind mit der Erfindung im Rahmen einer Weiterentwicklung Sensoren vorgesehen, die die Abmessungen eines eingeführten Kabels erfassen und daraus eine Anleitung für die Bearbeitung des Kabels ableiten. Solche Sensoren könnten beispielsweise mit den Messern bzw. Messerträgern zusammenwirken, indem sie dort als Berührungs- bzw. Druck- oder Kraftsensoren eingesetzt werden und durch Schliessen der Messer oder Klemmbacken bis auf den Aussenmantel des Kabels detektiert wird, wie dick das Kabel ist. Vor allem beim Verarbeiten eines Satzes verschiedener Kabel hintereinander kann diese neuartige Messung bzw. nachfolgende Steuerung Vorteile für den Anwender bringen, da er - vorgängige Programmierung vorausgesetzt - nach Gutdünken die verschiedenen Kabel einführen kann und nicht an eine bestimmte Reihenfolge des Einführens gebunden ist, wie dies an sich schon bekannt war (Wirelisting).
Erfindungsgemäss kann somit in der programmierbaren Steuerung ein Speicher vorgesehen sein, in dem eine Kabelliste angelegt ist, die durchmesser-
korrespondierende Informationen über die Kabel enthält und diese Informationen direkt für die Ansteuerung der Abisoliermaschine verwenden kann.
Andererseits kann die erfindungsgemässe Maschine auch mit Wirelisting programmiert werden.
Damit stellt die Erfindung auch erstmals eine Tischmaschine mit „Wirelistings-Möglichkeit" zur Verfügung, so dass Kabel von Kabelbäumen o.dgl. in sequentieller Reihenfolge abisoliert werden können.
Als Antriebe kommen verschiedenste an sich bekannte Motore in Frage. Bevorzugt kann für jeden Antrieb einen eigener DC-Motor mit Encoder vorgesehen sein, wobei der Encoder gerade auch die an sich bekannte Sensorfunktion übernimmt, um die Position des angetriebenen Bauteils zu registrie- ren.
Gemäss einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erhöhung der Abisoliergenauigkeit und zur Vermeidung von Verletzungen des Kabelinnenleiters eine Zentrierung vorgesehen, die vorzugsweise gegenüber den Mes- sern abgestützte, gefederte Zentrierbacken vorsehen. Solche Zentrierbacken erlauben bei Bedarf auch ein für Standgeräte neuartiges Ausstreifverfahren an Kabeln, das es erlaubt, etwa gekrümmte oder gewellte Kabel vor dem eigentlichen Abisoliervorgang gerade zu richten. Zum Detailvorgang des Ausstreifens wird auf die EP-B-1070374 der Anmelderin verwiesen, die dies- bezüglich und insbesondere mit Ihren Figuren und zugehörigen Figurenbeschreibung als hierin geoffenbart gilt.
Die Bezugszeichenliste und die Figuren sind zusammen mit den in den Ansprüchen beschriebenen, beziehungsweise geschützten Gegenständen in- tegrierender Bestandteil der Offenbarung dieser Anmeldung.
Figurenbeschreibung
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit un- terschiedlichen Indices geben funktionsgleiche Bauteile an.
Die Fig.1 zeigt symbolisch den Gesamtaufbau einer erfindungsgemässen Abisoliermaschine;
Fig.2 zeigt schematisch den Gesamtaufbau einer erfindungsgemässen Abisoliermaschine in einer Explosionszeichnung;
Fig.3 zeigt schematisch den Aufbau einer gefederten Kabelzentrierung, wobei die Fig.3a die Frontansicht zeigt, Fig.3b eine Seitenansicht, Fig.3c die Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A und Fig.3d eine Schrägansicht;
Fig.4 zeigt die gefederte Kabelzentrierung in einer Explosionsdarstellung;
Fig.5a-e zeigen die Ansichten eines erfindungsgemässen Radiusmessers;
Fig.6a und 6b zeigen die verschiedenen Winkel, die von dem Messer und dem Messerhebel gebildet werden;
Fig.7a-c zeigen die verschiedenen Ansichten der Grundplatte;
Fig.8 zeigt einen erfindungsgemässen Abzugsschlitten in einer Explosionsdarstellung und
Fig.9a-h zeigen schematisch neue erfindungsgemässe Abisoliervorgänge.
Der Fachmann wird zum weitergehenden Detailverständnis der Figuren bei Bedarf ausdrücklich auf die Bezugszeichenliste und auf die Ansprüche verwiesen.
In den Fig.1a-d sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemässen Abisoliermaschine im montierten Zustand dargestellt. Hierbei sieht man in der Fig.1a die Frontansicht mit einem Display 106 und einer Tastatur 105 und einer Kabelöffnung 107, in die das zu bearbeitende Kabel eingeführt werden kann. Hinter dem Display 106 und bis zur hinteren Platte des Rahmens 20 (Fig.2) ist die Steuerung (Mikroprozessor bzw. Computer) untergebracht, wie nicht näher dargestellt, aber dem Fachmann an sich bekannt.
Fig.1 b zeigt die Maschine aus einer Schrägansicht.
Fig.1c zeigt, dass eine Distanzplatte 6 mittels der Rändelmutter 10 verstellt werden kann und dass die Maschine mit einem Abfallbehälter 3 für die Aufnahme der abgezogenen Isolierungsstücke 104 versehen ist. Die Maschine ist mittels der Schutzabdeckungen 4 und 7 geschützt.
Der Schnitt durch die Gehäuseabdeckung 7 in Fig.ld legt den Blick frei auf einen Antrieb 22, der einen Abzugsschlitten 18 bewegt. Für dessen Antrieb und für die Einstellung eines Auslösers 15, der für die Abisolierlänge verantwortlich ist, ist ein Stellmotor 12 zuständig. Alle Antriebe, Schritt- und Stellmotoren und der Auslöser 15 sind computer- gesteuert.
Die Fig.2 zeigt in einer Explosionsdarstellung das Innenleben einer erfindungsgemässen Abisoliermaschine. Hierbei wird deutlich, dass ein Schrittmotor 12 den Arbeitsweg eines Abzugsschlittens 18 mittels des Auslösers 15 so steuert, dass die gewünschte Abisolierlänge erreicht wird. Schrittmotoren 22 auf einer Grundplatte 19 sind für die Steuerung einer Kabelklemmung 16 zuständig.
Die grundsätzliche Art der Steuerung des Abzugsschlittens 18 und der Werkzeuge mittels Spindeln, Drehgebern usw. ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und muss daher nicht näher erläutert werden, ebenso die An- steuerung mittels Computer.
Die Figuren 3a-d zeigen die verschiedenen Ansichten einer federunterstützten Kabelzentrierung, welche an der Stirnseite des Abzugsschlittens 18 sitzt.
Fig.3a stellt die Frontansicht einer Frontplatte 32 dar. In einer U-förmigen Ausbuchtung, durch die das Kabel läuft, sind die sich gegenüberliegenden Druckplatten 33 angeordnet, die ein eingelegtes Kabel zentrieren.
Fig.3b, eine Seitenansicht der Fig.3a, zeigt, dass die Druckplatten innert einer Führung laufen, welche aus einem Führungshalter 36 und der Führungs- platte 34 gebildet wird, laufen.
Die Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A aus Fig.3c zeigt den Aufbau der beiden sich gegenüberliegenden Druckplatten 33 und die Anordnung von vier Zentrierfedern 39. Die Ansteuerung der Kabelzentrierung er- folgt über einen Verbindungsstift 41 und einer Führungsplatte 34 zwischen den Abisoliermessern 14 (Fig.4).
Fig.3d zeigt eine Schrägansicht der Kabelzentrierung.
In Fig.4 ist die federunterstützte Kabelzentrierung in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Hierbei ist schematisch der Anbringungsort eines Messers 14 dargestellt. Das gegenüberliegende Messer ist nicht dargestellt. Des Weiteren ist der einzelne Aufbau der federbewährten Druckplatte 33 ersichtlich.
Die Fig.5a-e zeigen die verschiedenen Ansichten eines erfindungsgemässen Radiusmessers 14 mit einer Ausnehmung 108, wo die hier nicht dargestellten Messerhebel 82 bzw. 86 ansetzen (Fig.6) und einem Führungsloch 109,
an welchem der Verbindungsstift 41 zur Steuerung der Kabelzentrierung ansetzt.
Die Fig.6a und 6b stellen die verschiedenen bevorzugten Winkel dar, welche der linke Messerhebel 82 bzw. der rechte Messerhebel 86 und das Messer 14 bilden können, ohne dass Spiel zwischen dem Messerhebel und Messer 14 in der Ausnehmung 108 auftritt.
Die Winkel- und Längenangaben in Fig.5 und 6 sind bevorzugte approximative Masse. Die Erfindung ist jedoch nicht eingeschränkt auf die dargestellten Messer 14.
Die Fig.7a zeigt eine Seitenansicht der Grundplatte 19, welche als Aufbau für die Kabelklemmung dient, Fig.7b eine Draufsicht, die auch die beiden Antriebe 22 zeigt und die Fig.7c eine perspektivische Sicht. Eine Antriebsstan- ge 110 (Fig.2) für den Betrieb der Kabelklemmung 16, geführt durch eine Buchse 63, wird gesteuert über eine Trapezspindel 59. Die Härte der Schliessung der Kabelklemmung 16 wird mittels einer Verstellplatte 57, einer Druckfeder 61 und sie einschliessenden Mutter 60 und Stellrings 62 eingestellt.
In der Fig.8 ist der Abzugsschlitten in einer Explosionszeichnung dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass die Messerhebel 82 und 86 mittels der Arretierbolzen 87 die Messer 14a und 14b bewegen. Die Messer 14a und 14b werden mit einem Konus (nicht dargestellt) über die Messerhebel 82 und 86 auseinandergedrückt.
Fig.9a zeigt den Bewegungsablauf der Messer 14a und 14b bei einem Teilabzug der Isolierung 51 , sodass das abgezogene Isolierungsstück 104 noch zum Schutz des Kabelendes 52 stecken bleibt und nur ein Teil der abisolierten Litze 103 sichtbar wird. Bevorzugt fahren die Messer wieder ein Stück zurück (waagrechte Pfeile in rechtem Teilbild) bevor sie öffnen (vertikale
Pfeile), um Reibung am abgezogenen Isolierungsstück 104 auszuschliessen.
In Fig.9b ist der an sich bekannte Vollabzug der Isolierung dargestellt.
Fig.9c zeigt einen Vollabzug mit erfindungsgemässem anschliessenden Nachschneiden des Kabelendes 52, das zu exakteren Abisolierlängen Y führt.
Fig.9d zeigt einen Vollabzug der Isolierung mit anschliessendem weiteren Zerschneiden der Isolierung, damit das abgezogene Isolierungsstück 104 nicht an den Messern 14 oder an den Teilen der verbliebenen Isolierung haf- ten bzw. hängen bleibt.
In Fig.9e ist der Ablauf eines Teilabzugs mit sogenanntem „Wayback" dargestellt. Hierbei werden die Messer 14a und 14b nach dem Schneiden wieder ein Stück zurückgefahren, damit sie beim Abstreifen der Isolierung 104 nicht die Litze 103 beschädigen. Dieser Vorgang ist bei rotativen Abisoliervorgängen an Tischmaschinen an sich bekannt und jetzt erstmals auch bei feststehenden Messern programmierbar möglich .
Fig.9f zeigt einen schrittweisen Mehrfachabzug mit Vollabzug (für Teilabzug auch möglich), der unter Umständen nötig ist, wenn sich die Isolierung aufgrund ihrer Beschaffenheit besonders schwer von der Litze 103 löst.
Fig.9g zeigt einen Teilabzug mit vorgängigem Nachschneiden. Hierbei wird zuerst ein Vollabzug gemacht, dann wird nachgeschnitten und dann wird ein Teilabzug gemacht, welcher das abisolierte Stück zum Schutz des Kabelendes drauf lässt. Diese neue Methode führt zu besonders exakten und gut geschützten Litzenenden.
In Fig.9h ist ein mehrstufiges Abisolieren von Koaxialkabeln dargestellt, wie es durch die erfindungsgemässe Computersteuerung nun auch für solche Tischgeräte (und ohne rotierende Messer - wie an sich bekannt) möglich ist.
Durch die Figurenbeschreibung ist die Erfindung nicht eingeschränkt. Sie dient lediglich als Darstellung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Andererseits sind die darin dargestellten Merkmale zur Stützung der Ansprüche verfügbar.
Bezugszeichenliste
Messerhalter
Sensormotorhalter
Abfallbehälter
Schutzhaube
Versteilschraube
Distanzhalter
Gehäuseabdeckung
Messeransteuerungselement
Mutter
Rändelmutter
Scheibe
Antrieb, Schrittmotor, Stellmotor
Stellring
Messer
Auslöser
Kabelklemmung
Schneidschlitten
Abzugsschlitten
Grundplatte
Rahmen
Scheibe
Antrieb, Schrittmotor, Stellmotor
Distanzhalter
Scheibe
Scheibe
Senkschraube
Senkschraube
Zylinderkopfschraube
Gewindestift
Gewindestift mit Zapfen
Zylinderschraube mit Schlitz
Frontabdeckung
Druckplatte
Führungsplatte
Achse
Distanzhalter
Seiten platte
Gleitlager
Zentrierfeder
Sicherungsscheibe
Verbindungsstift
Zylinderstift
Scheibe
Zylinderstift
Abdeckung Frontplatte
Grundplatte
Frontplatte unten
Frontplatte oben
Messersensor
Kabel
(Isolierungs-)Schicht
Kabelende
Stütze Mitte
Stütze rechts
Abzugsschlittenführung rechts
Abzugsschlittenführung links
Verstellplatte
Haltestange
Trapezspindel für Klemmbewegung
Mutter
Druckfeder
Stellring
l
Buchse
Gabellichtschranke
Flansch
Blende
Spindel
Kupplung
Elastikpuffer
Scheibe
Senkschraube
Zylinderkopfschraube
Gewindestift
Zylinderstift
Zylinderschraube mit Schlitz
Schaltfahne
Führungshülse
Halteplatte
Schneidschlittenführung
Hebelführung oben
Hebelführung unten
Messerhebel links
Dichtstück
Arretierknopf
Frontabdeckung
Messerhebel rechts
Arretierbolzen
Arretierfeder
Feder zu Messerhalter
Kerbnagel
Kerbstift
Passscheibe
Lager
Gleitlager
95 Senkschraube
96 Zylinderstift
97 Senkschraube
98 Zylinderkopfschraube
99 Gewindestift
100 Zylinderstift
101 Zylinderschraube mit Schlitz
102 Rillenkugellager
103 Litze
104 Abgezogenes Isolierungsstück
105 Tastatur
106 Display
107 Kabelöffnung
108 Ausnehmung
109 Führungsloch
110 Antriebsstange
W Abstand
X Abstand
Y Abisolierlänge