DE102013002023A1

DE102013002023A1 - Device for winding e.g. continuously extruded tube on winding drum for use in construction site, has restoring unit to enable traversing arm to impart restoring force to bias arm onto winding loop of winding drum upon deflection of arm

Info

Publication number: DE102013002023A1
Application number: DE201310002023
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schuhbauer; Markus Karl; Roland Lederer
Original assignee: Gabo Systemtechnik GmbH
Current assignee: Gabo Systemtechnik GmbH
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-08-07

Abstract

The device (1) has a support (23) on which a traversing arm (27) is mounted. The traversing arm is passed to winding of a rotating winding drum (5) with linear reciprocating movement and is lead relative to support in a laying direction. A restoring unit enables traversing arm to impart restoring force to bias traversing arm onto winding loop (17) of winding drum upon deflection of traversing arm relative to support. The restoring unit comprises an adjustable spring that produces elastic return force that acts parallel to laying direction. An independent claim is included for a method of winding a strand-shaped winding material.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Verfahren zum Wickeln eines strangförmigen Wickelguts, wie eines kontinuierlich extrudierten Rohres, vorzugsweise aus Kunststoff auf eine rotierende Wickeltrommel. Bei dem Wickelgut, wie ein extrudiertes Kunststoffrohr, beispielsweise ein Kabelschutzrohr, in dem ein Glasfaserkabel geschützt verlegt werden kann, kommt es unter anderem darauf an, das Wickelgut in einer Länge von mehreren hundert Metern bei begrenztem Platz vorrätig zu halten. Es ist bekannt, das Wickelgut auf eine Wickeltrommel oder -spule zu wickeln und vor Ort je nach Bedarf abzuwickeln. Der Aufwickelvorgang schließt aus fertigungsökonomischen Gründen unmittelbar an den Herstellprozess, insbesondere an das Extrudieren, des Wickelguts an, so dass das eben extrudierte Kunststoffwickelgut unabgelängt eine Kühlstation verlässt und der Wickelungsvorrichtung zugeführt wird. Der Wickelvorgang selbst wird dann üblicherweise von einer Bedienperson kontrolliert und gegebenenfalls manuell manipuliert.The invention relates to a device for a method for winding a strand-like winding material, such as a continuously extruded tube, preferably made of plastic on a rotating winding drum. In the winding material, such as an extruded plastic pipe, such as a cable conduit in which a fiber optic cable can be installed protected, it is inter alia important to keep the winding material in a length of several hundred meters in a limited space in stock. It is known to wind the winding material on a winding drum or reel and to handle locally as needed. For reasons of production economy, the take-up operation directly adjoins the production process, in particular the extrusion, of the winding material, so that the just-extruded plastic material to be wound leaves a cooling station without being cut and is fed to the winding device. The winding process itself is then usually controlled by an operator and optionally manipulated manually.

Bei der Verwendung eines Kabelschutzrohres als Wickelgut wird üblicherweise eine Standard-Wickeltrommel aus Holz verwendet. Das auf die Holz-Wickeltrommel gewickelte Kabelschutzrohr wird an Baustellen geliefert, um es dort je nach Bedarf zu verbauen. Solche günstigen, genormten Holz-Wickeltrommeln oder auch andere Wickeltrommeln haben sich aufgrund eines relativ niedrigen Preises und der möglichen Wiederverwendbarkeit insbesondere im Einsatz auf Baustellen bewährt. Allerdings haben die Wickeltrommeln rotationsunsymmetrische Axial- und Radial-Schläge aufgrund von Unwuchten an den seitlichen Seitenflanschen und an dem Trommelkern. Wegen der geometrischen Unregelmäßigkeit der Wickeltrommel ist gemäß Stand der Technik eine von einer Bedienperson überwachte und manipulierte Aufwickelung des Wickelguts notwendig. Eine Automatisierung ist neben unvorhersehbaren Geometrieunterschieden von Niedrigpreistrommeln auch insofern bisher nicht erreicht, als sich außerdem bei Kunststoffrohren die Materialeigenschaften erst nach längerer Aushärtezeit stabilisieren, so dass sich die Wickeleigenschaft des Kunststoffrohrs nach und während des Wickelns aufgrund von Änderungen der Materialeigenschaften nach dem Extrudieren kaum vorhersagen lässt. Derartige individuelle Wickelparameter erfordern ein Bedienpersonal mit langjähriger Wickelerfahrung beim Überwachen und Manipulieren des Wickelguts. Bisher konnte eine zumindest annähernd vollständig automatisierte Wickelung ohne manuelle Unterstützung einer Bedienperson insbesondere bei einer Wickelgeschwindigkeit von über 100 m pro Minute nicht erreicht werden.When using a cable protection tube as a winding material usually a standard winding drum made of wood is used. The cable protection tube wrapped on the wooden winding drum is delivered to construction sites to install it as needed. Such cheap, standardized wooden winding drums or other winding drums have proven themselves due to a relatively low price and the possible reusability especially in use on construction sites. However, the winding drums have rotationally asymmetric axial and radial impacts due to imbalances on the lateral side flanges and on the drum core. Because of the geometrical irregularity of the winding drum, according to the state of the art, a winding of the winding material monitored and manipulated by an operator is necessary. In addition to unpredictable geometry differences of low-price drums, automation has not yet been achieved insofar as the material properties of plastic pipes stabilize only after a prolonged curing time, so that the winding property of the plastic pipe after and during winding can hardly be predicted due to changes in the material properties after extrusion , Such individual winding parameters require an operator with many years of winding experience when monitoring and manipulating the winding material. So far, an at least approximately completely automated winding without manual assistance of an operator, especially at a winding speed of over 100 m per minute could not be achieved.

In der Automatisierungstechnik sind Wickelungsverfahren sowie Wickelungsvorrichtungen an sich bekannt, bei denen Elektrokabel auf geometriepräzise Rollen aufgewickelt werden. EP 0203046 B1 offenbart beispielsweise einen Kabelwickler, bei dem ein Führungsarm, der zur Wickelrolle gerichtet ist, mehrere Armglieder aufweist, die mittels mehrerer Armgelenkstellen miteinander verbunden sind. Es zeigte sich allerdings, dass bei den bekannten Wickelungsautomatisierungsprozessen sowohl für das Kabel als auch für die Wickeltrommel Idealbedingungen vorliegen, was insbesondere die Geometrie der Wickeltrommel als auch die Materialeigenschaften des Wickelguts angeht. Gerade bei Drahtwicklern handelt es sich um Produkte hoher Werkstoffgüte und gleichmäßiger Materialeigenschaften, weswegen auch höherer Kostenaufwand betrieben wird, idealgeometrische, unwuchtfreie Wickelspulen zu verwenden. Es zeigte sich, dass die bekannten automatisierten Wickelungstechniken dann nicht erfolgreich eingesetzt werden können, wenn ein Wickelgut sowie eine Wickeltrommel verwendet werden, deren Material- bzw. Geometrieeigenschaften nicht vorhersehbar sind.Winding methods and winding devices are known per se in automation technology, in which electric cables are wound onto geometry-precise rollers. EP 0203046 B1 discloses, for example, a cable winder in which a guide arm, which is directed to the winding roll, a plurality of arm members, which are interconnected by means of a plurality of wrist joints. However, it has been found that in the known winding automation processes both for the cable and for the winding drum ideal conditions are present, which concerns in particular the geometry of the winding drum and the material properties of the winding material. Especially with wire winders are products of high material quality and uniform material properties, which is why higher cost is operated to use idealgeometrische, unbalance winding bobbins. It has been found that the known automated winding techniques can not be used successfully when a winding material and a winding drum are used whose material or geometry properties are unpredictable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wickeln eines strangförmigen Wickelguts wie eines kontinuierlich extrudierten Rohres, vorzugsweise aus Kunststoff auf eine Wickeltrommel bereit zu stellen, wobei eine Automatisierung zu erreichen ist, bei der ein manueller Eingriff durch eine Bedienperson weitestmöglich vermieden werden kann.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide an apparatus and a method for winding a rope-like winding material such as a continuously extruded tube, preferably made of plastic on a winding drum, wherein an automation is to achieve at a manual intervention by an operator can be avoided as far as possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 oder 8 gelöst.This object is solved by the features of independent claims 1 or 8.

Danach ist eine Vorrichtung zum Wickeln eines strangförmigen Wickelguts, wie eines kontinuierlich extrudierten Rohres, vorzugsweise aus Kunststoff auf eine Wickeltrommel vorgesehen. Die erfindungsgemäße Wickeltrommel umfasst einen Träger, an dem beispielsweise Elektronikkomponenten der Vorrichtung angeordnet sein können. Der Träger kann auch lediglich dazu ausgeführt sein, einen Angriffsbereich zum Befestigen eines Greifarms eines Stellgeräts oder eines Handhabegeräts, wie eines Roboters, zu bilden. Vorzugsweise hat der Träger eine Schiene für eine Schienen-Schlitten-Anordnung. Des Weiteren hat die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung einen an dem Träger gelagerten Verlegearm, über dessen Ende das Wickelgut der rotierenden Wickeltrommel bei einer axialen insbesondere linearen Hin- und Herverlegebewegung des Verlegearms aufwickelnd übergeben wird. Vorzugsweise ist die axiale Hin- und Herbewegung rein translatorisch linear und im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Wickeltrommel ausgerichtet. Insbesondere beschreibt das wickeltrommelseitige Ende den axialen linearen Hin- und Herverlegeweg zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Seitenflanschen der Wickeltrommel. Von der Wickeltrommel abgewandt hat der Verlegearm eine Aufnahme zum Annehmen des insbesondere eine Extrudierstation kontinuierlich verlassenden Wickelguts. Die Aufnahme kann beispielsweise durch eine sternförmige Anordnung von mehreren, insbesondere vier, freilaufenden Rollen gebildet sein. Die Aufnahme kann zusätzlich eine Tragstruktur aufweisen, an der beispielsweise elektronische Komponenten, aber auch pneumatische Dämpfungssysteme für die Lagerung des Verlegearms gehalten sein können.Thereafter, a device for winding a strand-like winding material, such as a continuously extruded tube, preferably made of plastic on a winding drum is provided. The winding drum according to the invention comprises a support on which, for example, electronic components of the device can be arranged. The carrier may also be designed merely to form an engagement region for fastening a gripping arm of a positioning device or a handling device, such as a robot. Preferably, the carrier has a rail for a rail carriage arrangement. Furthermore, the winding device according to the invention has a laying arm mounted on the carrier, over the end of which the winding material of the rotating winding drum is transferred by winding in an axial, in particular linear, reciprocating movement of the laying arm. Preferably, the axial reciprocating motion is purely translationally linear and aligned substantially parallel to the axis of rotation of the winding drum. In particular, the winding drum-side end describes the axial linear back and forth transfer path between the two opposite side flanges of the winding drum. Of the Turning off the winding drum, the laying arm has a receptacle for accepting the winding material, which in particular continuously leaves an extrusion station. The receptacle can be formed, for example, by a star-shaped arrangement of several, in particular four, free-running rollers. The receptacle may additionally have a support structure, on which, for example, electronic components, but also pneumatic damping systems for the storage of the laying arm can be maintained.

Die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung hat außerdem eine Verlegearmlagerung, die den Verlegearm in insbesondere axialer Verlegerichtung relativ zum Träger führt. Die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung hat eine Rückstell- oder Vorspanneinrichtung, die bei einer insbesondere durch das axiale Wachstum der Wickelungslage auf der Wickeltrommel veranlasste Auslenkung des Verlegearms insbesondere aus einer Neutralposition des Verlegearms relativ zum Träger eine insbesondere elastische insbesondere im Wesentlichen axial gerichtete Rückstell- oder Vorspannkraft erzeugt und dem Verlegearm mitteilt, um den Verlegearm seitlich gegen die zuletzt auf die Wickeltrommel gelegte Wickelungsschlaufe zu drucken.The winding device according to the invention also has a laying arm bearing, which leads the laying arm in particular axial laying direction relative to the carrier. The winding device according to the invention has a restoring or biasing device which generates a particular elastic, in particular substantially axially directed restoring or biasing force in particular at a neutral position of the laying arm relative to the carrier at a particular induced by the axial growth of the winding position on the winding drum deflection of the laying arm and tells the laying arm to laterally print the laying arm against the last laid on the winding drum winding loop.

Die Rückstelleinrichtung und die Verlegearmlagerung spannen den Verlegearm derart vor, dass dieser sich drückend insbesondere an dessen wickeltrommelseitigem Ende axial an der Wickelung, insbesondere der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe, abstützt. Je größer die Auslenkung des Verlegearms relativ zum Träger ist, je stärker ist die die axiale Vorspannung hervorrufende Rückstellkraft.The restoring device and the laying armature tension the laying arm in such a way that it is pressed against the winding, in particular the last-laid winding loop, in a pressing manner, in particular at its winding drum-side end. The greater the deflection of the laying arm relative to the carrier, the stronger the restoring force causing the axial prestress.

In der Neutralposition wirkt vorzugsweise keine Rückstellkraft auf den Verlegearm und somit auf die zuletzt gelegte Wickelungsschlaufe. Vorzugsweise wirkt die von der Rückstelleinrichtung erzeugte Rückstellkraft ständig auf die zuletzt gelegte Wickelschlaufe während der gesamten Hin- und Herverlegebewegung des Verlegearms. Die Rückstellkraft und damit das ständige axiale Vorspannen des wickeltrommelseitigen Endes des Verlegearms gegen die Wickelungsschlaufe drücken die zuletzt gelegte Wickelungsschlaufe axial gegen die unmittelbar benachbarte Wickelungsschlaufe, wodurch sich eine kompakte, lückenlose Wickelstruktur einstellt. Die durch die Verlegearmlagerung realisierte Nachgiebigkeit in Verlegerichtung kombiniert mit der elastischen Rückstellvorspannung entgegen der Verlegerichtung lässt eine Positionsveränderung des Verlegearms zu, die von der sich allmählich aufbauenden Wickelung auf der Wickeltrommel veranlasst ist. Beim erfindungsgemäßen Wickeln führt der Verlegearm keine aktiv festgelegte, insbesondere geregelte Stellprozedur aus, sondern passt sich ständig flexibel an geometrische Besonderheiten und materialspezifische Eigenheiten der Wickelung an. Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann eine besonders funktionssichere Automatisierung der Wickelung bei hohen Forderungs- und Wickelgeschwindigkeiten von bis zu 100 m/min und darüber hinaus erreicht werden. Zusätzlich zu der translatorischen flexiblen Lagerung in Verlegerichtung kann der Verlegearm auch in einer Vertikalrichtung flexibel gelagert sein.In the neutral position preferably no restoring force acts on the laying arm and thus on the winding loop last laid. Preferably, the restoring force generated by the restoring device constantly acts on the last-laid winding loop during the entire back and forth laying movement of the laying arm. The restoring force and thus the constant axial biasing of the winding drum-side end of the laying arm against the winding loop press the last-laid winding loop axially against the immediately adjacent winding loop, resulting in a compact, gap-free winding structure. The resilience in the laying direction realized by the laying armor combined with the elastic restoring bias against the laying direction allows for a change in the position of the laying arm caused by the gradually developing winding on the winding drum. During winding according to the invention, the laying arm does not carry out any actively defined, in particular controlled setting procedure, but constantly adapts flexibly to geometric features and material-specific characteristics of the winding. In a further development of the invention, a particularly reliable automation of winding at high Forderungs- and winding speeds of up to 100 m / min and beyond can be achieved. In addition to the translational flexible mounting in the laying direction of the laying arm can be stored flexibly in a vertical direction.

Die Verlegearmlagerung kann vorzugsweise eine rein translatorische Verstellung des trägerseitigen Endes des Verlegearms und gegebenenfalls eine rein translatorische Vertikalbewegung des trägerseitigen Endes des Verlegearms zulassen. Zusätzlich könnte gegebenenfalls der Verlegearm durch eine entsprechende trägerseitige Verlegearmschwenklagerung eine Schwenkbewegung des Verlegearms um das trägerseitige Ende des Verlegearms ausführen, wobei sowohl eine Schwenkbewegung in einer axialen Ebene als auch in einer vertikalen Ebene zugelassen sein kann. Diese Verlegearmschwenklagerung muss eine Schwenkamplitude nur von wenigen Grad insbesondere kleiner 20° zulassen. Je länger die Längsausdehnung des Verlegearms, desto geringer braucht die Schwenklagerungsamplitude in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung ausgelegt sein.The laying arm support may preferably allow a purely translational adjustment of the carrier-side end of the laying arm and optionally a purely translational vertical movement of the carrier-side end of the laying arm. In addition, if necessary, the laying arm could carry out a pivoting movement of the laying arm about the carrier-side end of the laying arm by means of a corresponding carrier-side laying arm pivot bearing, wherein both a pivoting movement in an axial plane and in a vertical plane can be permitted. This shift arm pivot bearing must allow a swing amplitude of only a few degrees, in particular less than 20 °. The longer the longitudinal extent of the laying arm, the lower the pivoting bearing amplitude needs to be designed in the vertical direction and the horizontal direction.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein wickeltrommelseitiges Ende des Verlegearms, das beispielsweise als freilaufendes Eingriffsrad ausgebildet sein kann, derart ausgeführt, dass das wickeltrommelseitige Ende wegen der Rückstellkraft bei der axialen Hin- und Herverlegebewegung, insbesondere während der gesamten Hin- und Herbewegung in einem insbesondere ständigen Lateralkontakt mit einer zumindest umfangsabschnittsweise freien Lateralseite der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe kommt, so dass insbesondere der Verlegearm je nach axialem Wachstum der zu legenden Wickelung, also je nach axialer Auslenkung aus der Neutralposition beispielsweise schrittweise um die axiale Ausdehnung einer Wickelungsschlaufe in axialer Verlegerichtung ausgelenkt ist. Entsprechend der axialen Auslenkung wird durch die Rückstelleinrichtung eine Rückstelldruckkraft erzeugt, die über das wickeltrommelseitige Ende des Verlegearms der Lateralseite der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe mitgeteilt wird.In a preferred embodiment of the invention, a winding drum side end of the laying arm, which may be formed, for example, as freewheeling engagement wheel, carried out such that the winding drum end due to the restoring force in the axial reciprocating movement, in particular during the entire reciprocating movement in one in particular continuous lateral contact with an at least circumferential section free lateral side of the last laid winding loop, so that in particular the laying arm is deflected depending on the axial growth of the winding to be laid, so depending on the axial deflection of the neutral position, for example, gradually to the axial extent of a winding loop in the axial direction of laying , Corresponding to the axial deflection, a restoring pressure force is generated by the return device, which is communicated via the winding drum-side end of the laying arm of the lateral side of the last-laid winding loop.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Rückstelleinrichtung eine insbesondere durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung ansteuerbare oder einstellbare Federung, die bei entsprechender Auslenkung des Verlegearms aus der Neutralposition in eine Auslenkposition eine elastische Rückstellkraft erzeugt, insbesondere errechnet und einstellt. Es sei klar, dass eine ansteuerbare Federung bereits eine Rückstellkraft erzeugen kann, ohne dass eine Auslenkung des Verlegearms aus einer Neutralposition einhergeht. Die Rückstellkraft ist derart ausgerichtet, dass deren Wirkrichtung parallel zur axialen Verlegerichtung, insbesondere parallel zur Rotationsachse der Wickeltrommel liegt. Damit die Rückstelleinrichtung das wickeltrommelseitige Ende gegen die zuletzt gelegte Wickelschlaufe drückt, ist die Wirkrichtung der Rückstellkraft der Verlegerichtung entgegengesetzt.In a preferred embodiment of the invention, the restoring device comprises a suspension that can be controlled or adjusted, in particular, by the control and / or regulating device, which generates, in particular calculates and adjusts, an elastic restoring force with corresponding displacement of the laying arm from the neutral position to a deflection position. It is clear that a controllable suspension can already generate a restoring force, without a deflection of the laying arm is accompanied by a neutral position. The restoring force is aligned such that their Direction of action parallel to the axial direction of laying, in particular parallel to the axis of rotation of the winding drum. So that the restoring device presses the winding drum-side end against the last-laid winding loop, the effective direction of the restoring force of the laying direction is opposite.

Die Rückstellkraft dient vorzugsweise nur dazu, den Verlegearm in Axialrichtung gegen die Wickelung vorzuspannen und daran abzustützen. Den Verlegearm relativ zum Träger wieder zurückzustellen, realisiert vorzugsweise ein den Träger haltendes Stellgerät, wie ein Roboter, der bei Überschreitung einer Auslenkschwelle oder einer maximalen Rückstell-/Vorspannkraft den Träger relativ zu dem ausgelenkten Verlegearm nachführt.The restoring force is preferably only used to bias the laying arm in the axial direction against the winding and to support it. Relocating the laying arm relative to the carrier again preferably implements a positioning device holding the carrier, such as a robot which, when a deflection threshold or a maximum return / biasing force is exceeded, tracks the carrier relative to the deflected laying arm.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Rückstelleinrichtung durch einen pneumatischen Aktor, insbesondere durch ein Paar pneumatische Aktoren, gebildet, von denen einer der Aktoren für die Erzeugung der Rückstellkraft in jeweils einer axialen Verlegerichtung verantwortlich ist. Der pneumatische Aktor kann mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gekoppelt sein, um betriebsbedingte oder wickelungsbedingte Zusatzsteuersignale zu erhalten, um die Rückstellkraft und somit die Vorspannkraft gegenüber dem sich ohnehin einstellenden Betrag gemäß der axialen Auslenkung aktiv zu erhöhen oder zu senken.In a preferred embodiment of the invention, the restoring device is formed by a pneumatic actuator, in particular by a pair of pneumatic actuators, of which one of the actuators is responsible for generating the restoring force in each case in an axial laying direction. The pneumatic actuator can be coupled to a control and / or regulating device to obtain operational or winding-related additional control signals to actively increase or decrease the restoring force and thus the biasing force against the already adjusting amount according to the axial deflection.

Vorzugsweise ist die Rückstelleinrichtung mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden, damit die Rückstellkraft und somit die Vorspannkraft während des Wickelns im Wesentlichen in einem festgelegten Grenzbereich, insbesondere konstant gehalten wird.Preferably, the return device is connected to a control and / or regulating device, so that the restoring force and thus the biasing force during winding substantially in a fixed limit range, in particular is kept constant.

Beim Wickeln wird die Rückstellkraft schrittweise aufgrund der nachgebenden Verlegearmlagerung erzeugt. Die Rückstellkraft kann bei Überschreitung einer Grenzschwelle eines Grenzbereichs schrittweise zurückgesetzt werden, ohne die Rückstellkraft/Vorspannung verschwinden zu lassen, so dass die Rückstellkraft stets in den vorbestimmten Grenzen verbleibt. Ein Senken der Rückstellkraft wird durch entsprechendes Nachführen des Trägers relativ zu dem Verlegearm realisiert.When winding the restoring force is generated gradually due to the yielding Verlegearmlagerung. The restoring force can be reset stepwise by exceeding a threshold limit of a border area, without causing the restoring force / bias to disappear, so that the restoring force always remains within the predetermined limits. A lowering of the restoring force is realized by corresponding tracking of the carrier relative to the laying arm.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die Rückstelleinrichtung eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zum Einstellen der Rückstellkraft/Vorspannung beispielsweise mittels Einstellung der Federeigenschaft der Rückstelleinrichtung und/oder eine Steuerung zum Einstellen der Auslenkamplitude des Verlegearms. Die jeweilige Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann mit einem Sensor gekoppelt sein, der die Auslenkweite des Verlegearms aus der Neutralposition erfasst und der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung, wie einem Mikrorechner, mitteilt. Der Mikrorechner kann beispielsweise bei einer konstanten Federeigenschaft der Rückstelleinrichtung eine Sollauslenkung festlegen, gemäß dieser ein Regelungsprozess initiiert ist.In a further development of the invention, the return device has a control and / or regulating device for adjusting the restoring force / bias, for example by adjusting the spring property of the restoring device and / or a controller for adjusting the deflection amplitude of the laying arm. The respective control and / or regulating device may be coupled to a sensor which detects the deflection range of the laying arm from the neutral position and notifies the control and / or regulating device, such as a microcomputer. The microcomputer can, for example, set a desired deflection at a constant spring property of the restoring device, in accordance with which a control process is initiated.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Rückstellkraft einstellbar. Beispielsweise ist dies dadurch realisiert, dass der Träger relativ zum Verlegearm, der sich an der gelegten Wickelung, insbesondere an der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe, abstützt, nachgeführt wird. Hierfür umfasst die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung insbesondere ein Handhabe- oder Stellgerät, wie einen Roboter, mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Bewegungsachsen, vorzugsweise in einer vertikalen Bewegungsachse und in einer horizontalen Bewegungsachse in Verlegerichtung des Verlegearms, insbesondere parallel zur Rotationsachse der Wickeltrommel. Das Stellgerät stellt den Träger relativ zu dem sich an der gelegten Wickelung abstützenden Verlegearm, wodurch die zwischen dem Verlegearm und dem Träger wirkende elastische Rückstellkraft erhöht oder gesenkt werden kann. Vorzugsweise ist eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung für die Wickelungsvorrichtung vorgesehen, die die Rückstellkraft einstellt und insbesondere ein Nachführen des Trägers gegenüber dem durch den Wickelungszuwachs verlagerten Verlegearm mittels des Stellgeräts erst dann auslöst, wenn der Verlegearm einen vorbestimmten Auslenkweg oder eine Auslenkschwelle entlang des Trägers überschritten hat.In one embodiment of the invention, the restoring force is adjustable. For example, this is realized in that the carrier is tracked relative to the laying arm, which is supported on the laid winding, in particular on the winding loop last laid. For this purpose, the winding device according to the invention comprises in particular a handle or positioning device, such as a robot, with at least two, preferably three, axes of movement, preferably in a vertical axis of movement and in a horizontal axis of movement in the laying direction of the laying arm, in particular parallel to the axis of rotation of the winding drum. The actuator provides the support relative to the laying on the laid winding support arm, whereby the force acting between the laying arm and the carrier elastic restoring force can be increased or decreased. Preferably, a control and / or regulating device is provided for the winding device, which adjusts the restoring force and in particular a tracking of the carrier relative to the displaced by the winding increase Verlegearm triggers by means of the actuator only when the laying arm a predetermined Auslenkweg or a Auslenkschwelle along the carrier has exceeded.

Vorzugsweise umfasst die Wickelungsvorrichtung eine Nachführeinrichtung, gemäß der der Träger in axialer Verlegelagerungsrichtung nach dem Aufbau der elastischen Rückstellkraft gemäß dem Zuwachs der Wickelung in Axialrichtung nachgeführt wird. Dafür hat die Nachführeinrichtung das den Träger haltende Stellgerät.Preferably, the winding device comprises a tracking device, according to which the carrier is tracked in the axial laying direction after the structure of the elastic restoring force according to the increase of the winding in the axial direction. For this purpose, the tracking device has the actuator holding the carrier.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Verlegearmlagerung durch eine Schlitten-Schienen-Anordnung gebildet. Die Schlitten-Schienen-Anordnung gewährleistet eine lineare, im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Wickeltrommel relativ zum Träger erzwungene Führung des Verlegearms relativ zum Träger. Trägerseitig ist die Schiene ausgebildet, während verlegearmseitig der Schlitten realisiert ist. Die Rückstelleinrichtung ist zwischen dem Schlitten und der Schiene geschaltet, so dass an dem Schlitten und an der Schiene die entsprechenden Kraftübertragungsstellen der Rückstelleinrichtung angeordnet sind. An dem Schlitten ist das Verlegeschwert des Verlegearms befestigt, während an der Schiene des Trägers das Handhabegerät angreift, um das Nachjustieren des Trägers gegenüber dem Verlegearm bereitzustellen.In a preferred embodiment of the invention, the laying support is formed by a carriage-rail arrangement. The slide-rail arrangement ensures a linear guide of the laying arm relative to the carrier, which is guided substantially parallel to the axis of rotation of the winding drum relative to the carrier. The carrier side, the rail is formed, while Verlegearmseitig the carriage is realized. The restoring device is connected between the carriage and the rail, so that the corresponding power transmission points of the restoring device are arranged on the carriage and on the rail. The laying bar of the laying arm is fastened to the carriage, while the handling device acts on the rail of the carrier in order to provide readjustment of the carrier with respect to the laying arm.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das wickeltrommelseitige Ende derart gelagert, dass zumindest bei einem Teil, vorzugsweise für die Gesamtheit der Hin- und Herverlegebewegung insbesondere bis auf den Verlegerichtungswechsel das wickeltrommelseitige Ende unter Bildung eines im Wesentlichen axialen Lateralkontakts mit einer freien Lateralseite der zuletzt auf der Wickeltrommel gewickelten Wickelungsschlaufe durch die sich axial ausdehnende Wickelungslage längs des Verlegewegs vorangetrieben wird. Auf diese Weise ist ein für die Automatisierung benötigtes korrektiv flexibles Verhalten des Verlegearms realisiert, das dem manuellen Manipulieren einer erfahrenen Bedienperson bereits sehr nahe kommt, wodurch insbesondere geometrische Unwuchten der Wickeltrommel oder der Wickelung einen automatisierten Wickelungsvorgang nicht beeinträchtigen. Das wickeltrommelseitige Ende ist vorzugsweise durch ein am Verlegearm frei drehbar gelagertes Rad gebildet, von dem zumindest ein Teil des Seitenbereichs über den Verlegearm hinaus vorsteht, um mit der noch freien Lateralseite der zuletzt aufgewickelten Wickelungsschlaufe in Kontakt kommen zu können, und das in Rotationsrichtung lediglich von der Wickeltrommel oder von dem bereits auf der Wickeltrommel liegenden Wickelgut drehangetrieben wird. In Verlegerichtung wird das Rad durch die stetig axial wachsende Wickelungslage längs des Verlegewegs mitgenommen und axial verschoben. Das Rad rollt dabei auf der Wickeltrommel oder der bereits vollständig gelegten Wickelungslage zumindest unter dem Einfluss der Gewichtskraft des Verlegearms ab.In a preferred embodiment of the invention, the winding drum end is such stored that at least in one part, preferably for the whole of the back and forth laying movement in particular up to the Verlegichtungswechsel the winding drum end along to form a substantially axial lateral contact with a free lateral side of the last wound on the winding drum winding loop through the axially expanding winding position along of the laying track is driven. In this way, a correctively flexible behavior of the laying arm required for the automation is realized which already comes very close to the manual manipulation of an experienced operator, whereby in particular geometric imbalances of the winding drum or the winding do not impair an automated winding process. The winding drum-side end is preferably formed by a freely rotatably mounted on the laying arm wheel, of which at least a portion of the side portion protrudes beyond the laying arm to come into contact with the still free lateral side of the last wound winding loop, and in the direction of rotation only the winding drum or is rotationally driven by the already lying on the winding drum winding. In the laying direction, the wheel is taken along by the constantly axially growing winding position along the laying path and moved axially. At the same time, the wheel rolls on the winding drum or the already completely laid winding position, at least under the influence of the weight of the laying arm.

Des Weiteren betrifft eine bevorzugte Ausführung der Erfindung eine Anstell- oder Freistelleinrichtung, die den Verlegearm zumindest bei der Verlegebewegung nahe dem Seitenflansch der Wickeltrommel in einem zur horizontalen Radialerstreckung des einen Seitenflansches „positiven” Anstellwinkel von dem einen Seitenflansch weg neigend anstellt und den Verlegearm im Verlauf der Hin- und Herverlegebewegung hin zum gegenüberliegenden Seitenflansch in einen „negativen” Anstellwinkel von dem anderen Seitenflansch weg geneigt schwenkt. Die Anstelleinrichtung ist vorzugsweise durch das Handhabegerät, wie dem Stellroboter, gebildet, der, um die gewünschte Schwenkbewegung um den Wickelungsschlaufenkontakt zu betreiben, den Träger stellt. Die Schwenkachse der Schwenkbewegung liegt vorzugsweise im Bereich des wickeltrommelseitigen Endes des Verlegearms. Die Schwenkstelle kann längs des Hin- und Herverlegewegs wandern. Es reicht aus, einen Freistellwinkel von 1° bis 20° einzustellen. Entsprechend dem Freistellwinkel ist auch die durch die Verlegearmlagerung definierte, verdrehbare Verlegerichtung des Verlegearms gegenüber der Axialrichtung geneigt, wobei der Neigungswinkel an den axialen Enden der Hin- und Herverlegebewegung entsprechend am größten ist und im Verlauf der Hin- und Herverlegebewegung, so wie der Freistellwinkel, abnimmt und etwa auf halbem Verlegeweg verschwindet sowie anschließend insbesondere allmählich wieder zunimmt.Furthermore, a preferred embodiment of the invention relates to an adjusting or releasing device which, at least during the laying movement near the side flange of the winding drum, inclines the laying arm away from the one side flange in a "positive" angle of attack for the horizontal radial extent of the one side flange and the laying arm in the course the back and forth laying movement towards the opposite side flange in a "negative" angle of attack from the other side flange inclined inclined. The adjusting device is preferably formed by the handling device, such as the positioning robot, which, in order to operate the desired pivoting movement about the winding loop contact, provides the carrier. The pivot axis of the pivoting movement is preferably in the region of the winding drum-side end of the laying arm. The pivot point can migrate along the forward and Herverlegewegs. It is sufficient to set a clearance angle of 1 ° to 20 °. Corresponding to the free-setting angle, the rotatable laying direction of the laying arm defined by the laying support is also inclined with respect to the axial direction, whereby the angle of inclination is correspondingly greatest at the axial ends of the displacement movement and in the course of the reciprocating movement, such as the free-standing angle, decreases and disappears about halfway along the way and then gradually increases in particular gradually.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist für das betriebsgemäße Stellen des Verlegearms insbesondere bei einem Richtungswechsel der Hin- und Herverlegung eine Verlegearmstelleinrichtung zum insbesondere vertikalen Positionieren des Verlegearms relativ zur Wickeltrommel vorgesehen. Die Verlegearmstelleinrichtung kooperiert mit einem Wegsensor zum Erfassen wenigstens einer vorbestimmten Position des Verlegearms längs des Verlegewegs, wobei gegebenenfalls der Wegsensor bei Erreichen der wenigstens einen vordefinierten Position die Verlegearmstelleinrichtung veranlasst, den Verlegearm um wenigstens etwa die halbe Stärke des Wickelguts, vorzugsweise um etwa eine Wickelgutstärke oder um mehr als eine Wickelgutstärke, und höchstens um ein Zweifaches der Wickelgutstärke von der Wickeltrommel weg oder von der bereits daraufgelegten Wickelungslage weg anzuheben. Die Verlegearmstelleinrichtung kann eine insbesondere vertikale Schwenklagerung für den Verlegearm aufweisen, wobei eine Schwenkachse des Verlegearms trägerseitig angeordnet ist. Die Schwenklagerung kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass ein wickeltrommelseitiges Verlegearmschwert relativ zu der trägerseitigen Verlegearmbasis in Vertikalrichtung verschwenkbar ist. Des Weiteren kann die Verlegearmstelleinrichtung einen Lifter zum insbesondere linearen Anheben der Schwenkachse in Vertikalrichtung aufweisen, wobei der Lifter beispielsweise durch das Handhabegerät, wie den Stellroboter, gebildet ist, das auf den Träger zugreift, um den Träger samt der Verlegearm-Schwenkachse vertikal linear anzuheben. Um das schwenkbare wickeltrommelseitige Ende beim Anheben mitzunehmen, weist die Schwenklagerung einen Anlageanschlag auf, der ein Absenken des wickeltrommelseitigen Endes des Verlegearms begrenzt. Die Schwenklagerung erlaubt einerseits einen flexiblen Kontaktablauf des wickeltrommelseitigen Endes an der bereits gelegten Wickellage und damit ein freies Konturfolgen der bereits gelegten Wickellage und deren radialer Unwuchten, andererseits begrenzt der Anlageanschlag ein Absenken des wickeltrommelseitigen Endes ausgehend von der Auflage auf die Wickelungslage um höchstens eine halbe Wickelungsgutstärke, sollte das wickeltrommelseitige Ende zwischen zwei gelegte benachbarte Wickelungsschlaufen gelangen.In a preferred embodiment of the invention, a Verlegearmstelleinrichtung is provided for the vertical positioning of the laying arm relative to the winding drum for the proper operation of the laying arm especially in a change of direction of back and forth laying. The Verlegearmstelleinrichtung cooperates with a displacement sensor for detecting at least a predetermined position of the laying arm along the laying path, wherein optionally the displacement sensor causes upon reaching the at least one predefined position, the Verlegearmstelleinrichtung, the laying arm by at least about half the thickness of the winding material, preferably by about a winding material or in order to lift away more than one winding material thickness, and at most by a factor of two times the winding material thickness away from the winding drum or away from the winding layer already laid thereon. The Verlegearmstelleinrichtung may have a particular vertical pivot bearing for the laying arm, wherein a pivot axis of the laying arm is arranged on the carrier side. The pivot bearing can be realized, for example, in that a winding drum-side laying arm blade is pivotable relative to the carrier-side laying arm base in the vertical direction. Furthermore, the laying arm adjustment device can have a lift for, in particular, vertical lifting of the pivot axis in the vertical direction, wherein the lift is formed, for example, by the handling device, such as the setting robot, which accesses the carrier in order to lift the carrier together with the laying arm pivot axis vertically linearly. In order to take the pivotable winding drum-side end when lifting, the pivot bearing has an abutment stop, which limits a lowering of the winding drum-side end of the laying arm. The pivot bearing allows on the one hand a flexible contact sequence of the winding drum side end of the already placed winding layer and thus a free contour following the already laid winding layer and its radial imbalances, on the other hand limits the investment stop lowering the winding drum side end of the support on the winding position by at most half Wickelungsgutstärke , the winding drum end should come between two adjacent adjacent winding loops.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Wickelgut-Bremse an dem Verlegearm angeordnet, die dem Wickelgut vor dem Erreichen der Wickeltrommel eine Bremskraft mitteilt, um das Wickelgut auf Zug vorzuspannen. Die Bremskraft kann betriebsgemäß insbesondere durch eine Steuerung- und/oder Regelung eingestellt werden.In a preferred embodiment of the invention, a winding material brake is arranged on the laying arm, which informs the winding material before reaching the winding drum, a braking force to bias the winding material to train. The braking force can be adjusted according to the operation in particular by a control and / or regulation.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wickeln eines strangförmigen Wickelguts, wie eines kontinuierlich extrudierten Rohres, vorzugsweise aus Kunststoff auf die Wickeltrommel. Bei dem Erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wickelgut der rotierenden Wickeltrommel anhand einer Hin- und Herverlegebewegung des Verlegearms relativ zu einem Träger übergeben. Der Verlegearm wird in Verlegerichtung relativ zu einem Träger geführt gelagert. Bei Auslenkung des Verlegearms aus einer Montageposition relativ zum Träger wird eine in axialer Verlegerichtung gerichtete Rückstellkraft erzeugt, die gegen die auf der Wickeltrommel gelegten Wickelung wirkt. Furthermore, the invention relates to a method for winding a strand-like winding material, such as a continuously extruded tube, preferably made of plastic on the winding drum. In the method according to the invention, the winding material of the rotating winding drum is transferred relative to a carrier by means of a back and forth laying movement of the laying arm. The laying arm is guided in the laying direction relative to a carrier. Upon deflection of the laying arm from a mounting position relative to the carrier, a restoring force directed in the axial laying direction is generated which acts against the winding placed on the winding drum.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise anhand der oben genannten Betriebs- und/oder Funktionsaspekte der erfindungsgemäßen Wickelungsvorrichtung definiert.The method according to the invention is preferably defined on the basis of the abovementioned operating and / or functional aspects of the winding device according to the invention.

Weitere bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred embodiments are specified in the subclaims.

Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:Further characteristics, features and advantages of the invention are explained by the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Wickeln eines kontinuierlich extrudierten Kunststoffrohres auf eine Wickeltrommel in einem Anfangsbetriebszustand, bei dem eine erste Wickellage an der Wickeltrommel abgelegt wird; 1 a perspective view of an apparatus for winding a continuously extruded plastic tube on a winding drum in an initial operating state, in which a first winding layer is deposited on the winding drum;

2a eine perspektivische Ansicht der Wickelungsvorrichtung gemäß 1 kurz vor dem Betriebszustand eines Wickelungslegerichtungswechsels; 2a a perspective view of the winding device according to 1 just before the operating state of a winding layer change of direction;

2b eine perspektivische Detailansicht des Eingriffs eines wickeltrommelseitigen Endes eines Verlegearms auf die Wickelung und die Wickelungstrommel gemäß dem Betriebszustand nach 2a; 2 B a detailed perspective view of the engagement of a winding drum-side end of a laying arm on the winding and the winding drum according to the operating state after 2a ;

3a eine perspektivische Ansicht der Wickelungsvorrichtung während des Betriebszustands des Wickelungslegerichtungswechsels; 3a a perspective view of the winding device during the operating state of the winding layer direction change;

3b eine perspektivische Detailansicht des wickeltrommelseitigen Endes des Verlegearms gemäß dem Betriebszustand nach 3a; 3b a perspective detail view of the winding drum-side end of the laying arm according to the operating state after 3a ;

4a eine perspektivische Ansicht der Wickelvorrichtung in dem Betriebszustand nach dem Wickelungslegerichtungswechsel; 4a a perspective view of the winding device in the operating state after the winding layer direction change;

4b eine perspektivische Detailansicht des wickeltrommelseitigen Endes des Verlegearms gemäß dem Betriebszustand nach 4a; 4b a perspective detail view of the winding drum-side end of the laying arm according to the operating state after 4a ;

5 eine perspektivische Ansicht der Wickelungsvorrichtung mit Bewegungsachsen eines Trägers der Wickelungsvorrichtung sowie des Verlegearms; 5 a perspective view of the winding device with axes of movement of a support of the winding device and the laying arm;

6 eine Draufsicht der Wickelungsvorrichtung im Betriebszustand des Wickelungslegerichtungswechsels gemäß 3a und 3b; 6 a top view of the winding device in the operating state of the winding layer direction change according to 3a and 3b ;

7 eine perspektivische Draufsicht des Trägers der Wickelungsvorrichtung gemäß 1; 7 a perspective top view of the carrier of the winding device according to 1 ;

8 eine perspektivische Seitenansicht des Trägers gemäß 7; 8th a perspective side view of the carrier according to 7 ;

9 eine weitere perspektivische Ansicht des Trägers nach 7 mit Blick auf eine Wirbelstrombremse für das Wickelgut in einem passiven Betriebszustand; und 9 another perspective view of the carrier after 7 with regard to an eddy current brake for the winding material in a passive operating state; and

10 die perspektivische Seitenansicht des Trägers nach 7 mit der Wirbelstrombremse in einem aktiven Betriebszustand. 10 the perspective side view of the carrier after 7 with the eddy current brake in an active operating state.

In 1 ist die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Die Wickelungsvorrichtung 1 dient dazu, ein von einer nicht näher dargestellten Extrudierstation kontinuierlich extrudiertes Kunststoffrohr 3, wie ein sogenanntes Kabelschutzrohr, auf eine Wickeltrommel 5 aufzuwickeln, wobei eine möglichst gleichmäßige Wickelung ohne Zwischenraum zwischen den einzelnen Wickelungsschlaufen 17 und mit im Wesentlichen konstanter Wickelsteigung einer Kunststoffrohrbreite pro Umdrehung erreicht werden soll, wie es beispielsweise in den 1 bis 4b dargestellt ist.In 1 is the winding device according to the invention generally with the reference numeral 1 Mistake. The winding device 1 serves to a continuously extruded from an extrusion, not shown plastic pipe 3 , like a so-called cable protection tube, on a winding drum 5 winding, with a uniform possible winding without space between the individual winding loops 17 and with substantially constant winding pitch of a plastic pipe width per revolution to be achieved, as for example in the 1 to 4b is shown.

Die Wickeltrommel 5 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Trommelkern 7, an dessen beiden Axialenden jeweils ein seitlicher, sich in Radialrichtung erstreckender Seitenflansch 11a, 11b befestigt ist. Konzentrisch zur Rotationssymmetrie der Wickeltrommel 5 ist eine Rotationsachse 13 der Wickeltrommel 5 ortsfest (bezüglich einem Referenzboden B, auf dem die Wickelungsvorrichtung 1 steht) gelagert, um welche die Wickeltrommel 5 zum Durchführen des Wickelungsvorgangs rotiert. Die Rotationsachse 13 definiert eine Axialrichtung, auf die auch im Folgenden zur Definition von Bewegungen von beweglichen Bauteilen der Wickelungsvorrichtung 1 Bezug genommen wird.The winding drum 5 comprises a substantially cylindrical drum core 7 , At the two axial ends in each case a lateral, extending in the radial direction side flange 11a . 11b is attached. Concentric to the rotational symmetry of the winding drum 5 is a rotation axis 13 the winding drum 5 stationary (with respect to a reference bottom B on which the winding device 1 stands), around which the winding drum 5 rotated to perform the winding process. The rotation axis 13 defines an axial direction, also referred to hereinafter as defining movements of moving components of the winding device 1 Reference is made.

Aus ökonomischen Gründen ist die genormte Wickeltrommel 5 häufig aus Holz gefertigt, wobei der Trommelkern 7 sowie auch die Seitenflansche 11a, 11b leicht, aber nicht vernachlässigbar von einer idealsymmetrischen Form abweichen können. Der zylindrische Trommelkern 7 kann Radialschläge aufweisen, während die Seitenflansche 11a, 11b Axialunwuchten bilden können. Auch Wickeltrommeln 5 aus anderem Material, wie Kunststoff, weichen häufig zufällig oder fertigungsbedingt von einer idealsymmetrischen Rotationsform ab.For economic reasons, the standardized winding drum 5 often made of wood, with the drum core 7 as well as the side flanges 11a . 11b easy, but not negligible of one may differ in ideal symmetrical shape. The cylindrical drum core 7 can have radial impacts while the side flanges 11a . 11b Axialunwuchten can form. Also winding drums 5 Of other materials, such as plastic, often deviate from an ideal symmetric rotational shape, either at random or as a result of production.

Wie in 1 dargestellt, ist das extrudierte Kunststoffrohr 3 in einer Anfangswickelungslage bereits um mehr als die axiale Hälfte der Wickeltrommel 5 um den Trommelkern 7 gewickelt. Im Folgenden soll die gerade zuletzt auf den Trommelkern 7 aufgebrachte Wickelungsschlaufe mit der Bezugsziffer 17 versehen sein. Die Wickelungsschlaufe 17 hat, bis die nächste Wickelungsschlaufe vollständig umlaufend gelegt ist und sich seitlich angelegt hat, eine umfangsabschnittsweise freie axiale Lateralseite 18, auf die im Folgenden vor allem an einer etwa 12-Uhr-Umfangs-Stelle (Kontakt mit Eingriffsrad 43) Bezug genommen werden soll.As in 1 shown is the extruded plastic tube 3 in an initial winding position already more than the axial half of the winding drum 5 around the drum core 7 wound. The following is just the last on the drum core 7 applied winding loop with the reference numeral 17 be provided. The winding loop 17 has, until the next winding loop is completely encircling and has been applied laterally, a circumferential portion free axial lateral side 18 , to which in the following especially at an approximately 12 o'clock circumferential point (contact with meshing wheel 43 ) Reference should be made.

Das Kunststoffrohr 3 ist längs seiner Erstreckung kontinuierlich zylindrisch extrudiert und kann einen Außendurchmesser von 5 mm bis 30 mm oder 40 mm aufweisen. Die Stärke des Kunststoffrohrs 3 kann bei etwa 10% bis 60% des Außenrohrradius liegen. Das Kunststoffrohr 3 wird kontinuierlich in einer Extrudierstation (nicht dargestellt) geformt und gelangt über eine Kühlstraße (Wasserbad) in die Wickelungsvorrichtung 1, der ein Kunststoffrohr-(3)-Puffersystem (nicht dargestellt) vorgeschaltet sein kann, durch das unterschiedliche Förder-Geschwindigkeiten des Kunststoffrohrs 3 in dessen Längsrichtung beim Extrudiervorgang sowie beim Wickeln ausgeglichen werden sollen. Das nicht dargestellte Puffersystem kann beispielsweise als ein Vertikalpendel ausgeführt sein, der durch die vertikale Verschiebbarkeit eines Umlenkrads eine zu geringe/zu hohe Geschwindigkeit der Wickelungsvorrichtung 1 gegenüber der Extrudiervorrichtung ausgleichen kann, indem das Umlenkrad eine höhere/niedrigere vertikale Position einnimmt. Auf diese Weise kann eine Pufferstrecke für das extrudierte Kunststoffrohr (3) für einen kontinuierlichen Fertigungsprozess erreicht werden, bevor es in die Wickelungsvorrichtung 1 gelangt.The plastic pipe 3 is continuously cylindrically extruded along its extension and may have an outer diameter of 5 mm to 30 mm or 40 mm. The strength of the plastic pipe 3 may be about 10% to 60% of the outer tube radius. The plastic pipe 3 is continuously formed in an extrusion station (not shown) and passes through a cooling line (water bath) in the winding device 1 which is a plastic pipe ( 3 ) Buffer system (not shown) may be preceded by the different delivery speeds of the plastic tube 3 should be compensated in the longitudinal direction during the extrusion process and during winding. The buffer system, not shown, may for example be designed as a vertical pendulum, which by the vertical displaceability of a deflection wheel too little / too high speed of the winding device 1 relative to the extruding device can compensate by the deflection wheel occupies a higher / lower vertical position. In this way, a buffer line for the extruded plastic pipe ( 3 ) can be achieved for a continuous manufacturing process before entering the winding device 1 arrives.

Die erfindungsgemäße Wickelungsvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus vier Hauptbestandteilen, nämlich einem Träger 23, einem Verlegearm 27, einer Rückstelleinrichtung 61 sowie einem lediglich in 5 angedeuteten Stellroboter 71.The winding device according to the invention 1 consists essentially of four main components, namely a carrier 23 , a laying arm 27 , a reset device 61 as well as one only in 5 indicated positioning robot 71 ,

Der Verlegearm 27 hat eine Form wie eine Motorsäge mit einer Verlegearmbasis 28 (Aktoren-/Motorbasis) sowie einem Verlegeschwert 29, das sich von der Verlegearmbasis 28 im Wesentlichen in Horizontalrichtung zur Wickeltrommel 5 erstreckt und diese unmittelbar oder mittelbar berührt. Die Verlegearmbasis 28 hat auf deren der Wickeltrommel 5 abgewandten Stirnseite eine Aufnahme 21 (6, 9 und 10) zum Annehmen des insbesondere eine Extrudierstation kontinuierlich verlassenden Kunststoffohrs 3. Die Aufnahme 21 umfasst sternförmig angeordnete Laufrollenpaare 25, die eine Einfädelöffnung begrenzen, um ein horizontal und vertikal geführtes Einfädeln des Kunststoffrohrs 3 in den Verlegearm 27 zu gewährleisten. Die Verlegearmbasis 28 ist hauptsächlich durch einen Profilträger 57 gebildet, der aus mehreren aneinander gefügten Tragplatten zusammengesetzt ist. An den Tragplatten können Funktionskomponenten der Wickelungsvorrichtung 1, wie ein Mikrorechner, Aktoren, etc., angebracht werden.The laying arm 27 has a shape like a chainsaw with a laying base 28 (Actuator / motor base) and a laying load 29 that is different from the laying arm base 28 essentially in the horizontal direction to the winding drum 5 extends and touches them directly or indirectly. The laying arm base 28 has on the winding drum 5 facing away from a recording 21 ( 6 . 9 and 10 ) for accepting, in particular, an extruding station continuously leaving the plastic ear 3 , The recording 21 includes star-shaped pairs of rollers 25 which limit a threading opening to a horizontally and vertically guided threading of the plastic pipe 3 in the laying arm 27 to ensure. The laying arm base 28 is mainly by a profile beam 57 formed, which is composed of a plurality of mutually joined support plates. On the support plates functional components of the winding device 1 , such as a microcomputer, actuators, etc., are installed.

Der Träger 23 hält beweglich den Verlegearm 27 und hat in der dargestellten Ausführung eine Schiene 51, an der ein Greifarm des Stellroboters 71 befestigt ist. Die Schiene 51 kooperiert mit einem Schlitten 53 der Verlegearmbasis 28 derart, dass der Verlegearm 27 längs des linearen Schlittenwegs hin- und herbewegt werden kann.The carrier 23 movably holds the laying arm 27 and has a rail in the illustrated embodiment 51 , at the one gripper arm of the positioning robot 71 is attached. The rail 51 cooperates with a sledge 53 the laying base 28 such that the laying arm 27 can be moved back and forth along the linear carriage path.

Das Verlegeschwert 29 erstreckt sich überwiegend in einer Horizontalrichtung, ungefähr senkrecht zur Axialrichtung 13 von der Verlegearmbasis 28 weg hin zur Wickeltrommel 5, wobei der Verlegearm 27 derart dimensioniert ist, dass er in dessen Längsrichtung über den Trommelkern 7 (bis etwa in dessen axiale Mitte) ragt (in Anheberichtung A betrachtet).The laying sword 29 extends predominantly in a horizontal direction, approximately perpendicular to the axial direction 13 from the laying arm base 28 away to the winding drum 5 , wherein the laying arm 27 is dimensioned such that it in the longitudinal direction over the drum core 7 (approximately in the axial center) protrudes (viewed in lifting direction A).

Das Verlegeschwert 29 hat zwei vertikale, parallel zueinander angeordnete Führungs- und Halteplatten 31a, 31b. Zwischen den beiden Halte- und Führungsplatten 31a, 31b, die in deren im Wesentlichen horizontalen Erstreckungsrichtung eine im Wesentlichen konstante Vertikalbreite aufweisen, ist ein Führungsspalt für das Kunststoffrohr 3 geformt. Damit das Kunststoffrohr 3 sicher von der Aufnahme 21 entlang des Verlegearms 27 zwischen den Halte- und Führungsplatten 3la, 31b entlang gleiten kann, können Leitrollen im Führungsspalt an den Halte- und Führungsplatten 31a, 31b drehbar gelagert sein und einen ortsdefinierten Führungskanal durch den Führungsspalt hindurch bilden.The laying sword 29 has two vertical, parallel to each other guide and holding plates 31a . 31b , Between the two holding and guide plates 31a . 31b which have a substantially constant vertical width in their substantially horizontal extension direction is a guide gap for the plastic pipe 3 shaped. So that the plastic pipe 3 sure of the recording 21 along the laying arm 27 between the holding and guide plates 3la . 31b can slide along, guide rollers in the guide gap on the holding and guiding plates 31a . 31b be rotatably mounted and form a location-defined guide channel through the guide gap.

An einem wickeltrommelseitigen Ende 33 des Verlegearms 27 ist ein Paar Abgaberollen 35 mit horizontalen Drehachsen noch im Führungsspalt gelagert, die ein geführtes Abgeben des Kunststoffrohres 3 von dem wickeltrommelseitigen Ende 33 des Verlegearms 27 hin zur Wickeltrommel 5 sicherstellen.At a winding drum end 33 of the laying arm 27 is a pair of delivery rolls 35 With horizontal axes of rotation still stored in the guide gap, which is a guided dispensing of the plastic tube 3 from the winding drum end 33 of the laying arm 27 towards the winding drum 5 to ensure.

An einer Oberseite des wickeltrommelseitigen Endes 33 ist ein Wegsensor in Form eines Kontaktgebers 37 positioniert. Der Kontaktgeber 37 umfasst ein frei drehbar gelagertes Kontaktrad, dessen Drehachse vertikal angeordnet ist. Auch eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Wegsensorik kann eingesetzt werden. Das Kontaktrad hat einen passiven Betriebszustand im Verlauf der Verlegebewegung W des Verlegearms 27 zwischen dem linken Seitenflansch 11b und dem gegenüberliegenden rechten Seitenflansch 11a, bei dem die Drehachse in einem Führungsspalt des Verlegeschwerts 29 liegt. Sobald das Kontaktrad des Kontaktgebers 37 in Eingriff mit der radialen Innenseite 41 des jeweiligen Seitenflansches 11a, 11b gelangt, so wird das Kontaktrad, insbesondere dessen vertikale Drehachse, in Axialrichtung ausgelenkt, weil das Kontaktrad an dem wickeltrommelseitigen Ende 33 des Verlegearms 27 in beiden Axialrichtungen axial vorsteht und für eine axiale Auslenkung schwenkbar am Verlegearm 27 gelagert ist. Beim axialen Auslenken des Kontaktrads gibt der Kontaktgeber 37 ein elektrisches Kontaktsignal an eine nicht näher dargestellte Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung, welche das Kontaktsignal für den weiteren Wickelbetrieb der Wickelungsvorrichtung 1 verarbeitet.At an upper side of the winding drum end 33 is a displacement sensor in the form of a contactor 37 positioned. The contactor 37 comprises a freely rotatably mounted contact wheel whose axis of rotation is arranged vertically. Also another known from the prior art Distance sensors can be used. The contact wheel has a passive operating state in the course of the laying movement W of the laying arm 27 between the left side flange 11b and the opposite right side flange 11a in which the axis of rotation is in a guide gap of the laying bar 29 lies. Once the contact wheel of the contactor 37 in engagement with the radial inside 41 of the respective side flange 11a . 11b reaches, so the contact wheel, in particular its vertical axis of rotation, deflected in the axial direction, because the contact wheel at the winding drum end 33 of the laying arm 27 axially projecting in both axial directions and pivotable for axial deflection on the laying arm 27 is stored. When axial deflection of the contact wheel gives the contactor 37 an electrical contact signal to a not shown control and / or regulating device, which the contact signal for the further winding operation of the winding device 1 processed.

An der der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des wickeltrommelseitigen Endes 33 ist ein Eingriffsrad 43 frei drehbar am Verlegearm 27 ortsfest gelagert, dessen Drehachse im Wesentlichen horizontal parallel zur Rotationsachse 13 der Wickeltrommel 5 liegt. Die Lauffläche des Eingriffsrads 43 steht im unmittelbaren Abrollkontakt mit dem angetriebenen Trommelkern 7 oder einer bereits gelegten Wickelungslage. Ein frei zugänglicher Seitenbereich des Eingriffsrads 43 liegt beim Wickeln mit einem überwiegend axialen Druckvorspannkontakt an der axialen Lateralseite 18 der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe 17 an.At the top opposite the bottom of the winding drum end 33 is a mesh wheel 43 freely rotatable on the laying arm 27 Stored fixed, the axis of rotation substantially horizontally parallel to the axis of rotation 13 the winding drum 5 lies. The tread of the meshing wheel 43 is in direct rolling contact with the driven drum core 7 or an already laid winding position. A freely accessible side area of the sprocket wheel 43 is located during winding with a predominantly axial pressure biasing contact on the axial lateral side 18 the last laid winding loop 17 at.

Die axiale Breite der Lauffläche des Eingriffsrads 43 ist derart dimensioniert, dass sie größer als der halbe Außendurchmesser des Kunststoffrohrs 3, allerdings kleiner als der Außendurchmesser des Kunststoffrohrs 3 ist.The axial width of the tread of the sprocket 43 is dimensioned such that it is greater than half the outer diameter of the plastic pipe 3 , but smaller than the outer diameter of the plastic pipe 3 is.

Der Verlegearm 27 ist über eine trägerseitige-(23)-Schwenklagerung, welche nicht näher illustriert ist, vertikal schwenkbar gelagert, wobei eine trägerseitige Schwenkachse S horizontal, zumindest abhängig von der Verlegewegposition parallel zur Rotationsachse 13 der Wickeltrommel 5 verläuft. Zum Kontrollieren der Schwenkbewegung des Verlegearms 27 in einer vertikalen Ebene ist eine Dämpfungseinheit 45 vorgesehen, die einerseits am Träger 23 und andererseits an einem Vorsprung 47 an der Oberseite des Verlegeschwerts 29 befestigt ist. Die Dämpfungseinheit 45 gewährleistet eine gedämpfte Schwenkbewegung des Verlegearms 27 um die trägerseitige Schwenkachse S. Ein Schwenkanschlag (nicht dargestellt) ist vorgesehen, der ein Abschwenken des Verlegearms 27 in der vertikalen Ebene nach unten auf die Wickeltrommel 5 zu begrenzt. Der Schwenkanschlag gewährleistet, dass sich das Eingriffsrad 43 nicht zwischen zwei bereits gelegten Wickelungsschlaufen drängt und sich vollständig zwischen diesen durchdrückt, um einen Kontakteingriff des Eingriffsrads 43 mit einer darunter liegenden vollständigen Wickelungslage zu vermeiden. Die Schwenkbeweglichkeit des Verlegearms 27 und die Position des Schwenkanschlags sind relativ zum Verlegearm 27 derart festgelegt, dass das Eingriffsrad 43 bei der Hin- und Herverlegebewegung in Abrollkontakt mit dem zylindrischen Trommelkern 7 oder der zuletzt gelegten Wickelungslage steht. Der Schwenkanschlag stoppt aber ein Absenken der Eingriffsrolle 43 ab höchstens der halben Stärke des Kunststoffrohrs 3, so dass ein Rollkontakt auf der zuletzt vollständig verlegten Wickelungslage verhindert wird.The laying arm 27 is about a carrier-side ( 23 ) Pivot bearing, which is not illustrated in detail, vertically pivotally mounted, wherein a carrier-side pivot axis S horizontal, at least depending on the laying track position parallel to the axis of rotation 13 the winding drum 5 runs. To control the pivoting movement of the laying arm 27 in a vertical plane is a damping unit 45 provided on the one hand on the carrier 23 and on the other hand at a projection 47 at the top of the laying tag 29 is attached. The damping unit 45 ensures a damped pivoting movement of the laying arm 27 about the carrier-side pivot axis S. A pivot stop (not shown) is provided, which pivoting of the laying arm 27 in the vertical plane down on the winding drum 5 too limited. The pivot stop ensures that the meshing wheel 43 does not push between two already laid winding loops and completely between them by a contact engagement of the Eingriffsrads 43 to avoid with an underlying complete winding position. The pivoting mobility of the laying arm 27 and the position of the pivot stop are relative to the laying arm 27 set such that the meshing wheel 43 when moving back and forth in rolling contact with the cylindrical drum core 7 or the last laid winding position is. However, the pivot stop stops lowering the engagement roller 43 starting at most half the thickness of the plastic pipe 3 , so that a rolling contact on the last completely laid winding position is prevented.

Der Träger 23 ist relativ zur ortsfesten Rotationsachse 13 oder zum ortsfesten Referenzboden B einer Fertigungshalle verlagerbar, indem ein der Stellroboter 71, der ortsfest auf dem Referenzboden B montiert ist, den Träger 23 greift, hält und entsprechend dem Wickelvorgang steuerungsgemäß positioniert.The carrier 23 is relative to the stationary axis of rotation 13 or to the stationary reference floor B of a production hall displaceable by one of the positioning robot 71 , which is fixedly mounted on the reference floor B, the carrier 23 engages, holds and positioned according to the winding process control.

In 5 sind teilweise die Bewegungsachsen des Stellroboters 71 dargestellt, wobei der Stellroboter 71 den Träger 23 in Horizontalrichtung, die der Axialrichtung (Rotationsachse 13) und im Wesentlichen der Verlegerichtung V entspricht, und in Anheberichtung A linear bewegen kann und wobei der Stellroboter 71 den Träger 23 um den Lateralkontakt K (um die Drehachse D) schwenken kann.In 5 are partly the axes of movement of the positioning robot 71 represented, wherein the positioning robot 71 the carrier 23 in the horizontal direction, the axial direction (axis of rotation 13 ) and substantially the laying direction V corresponds, and in lift direction A can move linearly and wherein the positioning robot 71 the carrier 23 around the lateral contact K (about the rotation axis D) can pivot.

Die Eingriffsstelle des Eingriffsrads 43 mit dem Trommelkern 7 oder der bereits gelegten Wickelungslage bildet eine Betätigungsstelle, an der der Verlegearm 27 durch den axialen Zuwachs der Wickelungslage 15 dem Träger 23 gegenüber voreilend axial verschoben wird. Dies kann als eine flexibel reagierende Folgebewegung des Verlegearms 27 bezeichnet werden, der dem kontinuierlichen axialen Verlegen der Wickelungsschlaufen 17 und dem axialen Wachsen der Wickelungslage 15 unmittelbar folgt. Eine vertikale Schwenkbewegung um die Schwenkachse S wegen der Anlage des Eingriffsrads 43 an der Wickeltrommel 5 und einem radialen Wachsen der Wickelungslagen realisiert ein Folgenachstellen des an dem vorerst ortsfesten Träger 23 gelagerten Verlegearms 27. Die Nachgebebewegung des Verlegearms 27 und die Nachstellbewegung des Trägers 23 sind mit den Doppelpfeilen V, A in 5 angedeutet.The engagement point of the engagement wheel 43 with the drum core 7 or the already laid winding position forms an actuating point at which the laying arm 27 by the axial increase of the winding position 15 the carrier 23 is moved axially relative to the leading edge. This can be considered as a flexibly responding follow-up movement of the laying arm 27 be designated, the continuous axial laying of the winding loops 17 and the axial growth of the winding layer 15 immediately follows. A vertical pivoting movement about the pivot axis S because of the system of the engagement wheel 43 on the winding drum 5 and a radial growth of the winding layers realized a follow-up of the initially stationary carrier 23 stored laying arms 27 , The Nachgebebewegung the laying arm 27 and the adjustment movement of the carrier 23 are with the double arrows V, A in 5 indicated.

Der Stellroboter 71 hält den Träger 23 anhand der Schiene 51, die mit dem Schlitten 53 kooperiert, der aus einer Basisplatte 55 und einem sich davon nach unten erstreckenden Profilträger 57 gebildet ist. Der Schlitten 53 und die Schiene 51 bilden eine translatorische Lagerung, deren translatorische Verlegerichtung V im Wesentlichen oder annähernd parallel zur horizontalen Axialrichtung (Rotationsachse 13) festgelegt ist. Die Schlitten(53)-Schienen(51)-Anordnung verleiht dem Verlegearm 27 eine Bewegungsfreiheit gegenüber dem Träger 23 nur in der Verlegerichtung V, so dass der Schlitten 53 nur in Verlegerichtung V relativ zu dem Stellroboter 71, insbesondere dessen Greifarm (nicht dargestellt), verlagert werden kann.The positioning robot 71 Holds the carrier 23 by the rail 51 that with the sled 53 cooperates, from a base plate 55 and a downwardly extending profile beam 57 is formed. The sled 53 and the rail 51 form a translational bearing whose translational laying direction V substantially or approximately parallel to the horizontal axial direction ( axis of rotation 13 ). The sledges ( 53 )-Rails( 51 ) Arrangement gives the laying arm 27 a freedom of movement towards the wearer 23 only in the laying direction V, so the carriage 53 only in laying direction V relative to the positioning robot 71 , In particular, the gripping arm (not shown), can be relocated.

Die Schienen(51)-Schlitten(53)-Anordnung stellt eine axiale Nachgiebigkeit für den Verlegearm 27 bereit. Die axiale Nachgiebigkeit wird durch den Bewegungsfreiheitsgrad in Verlegerichtung V geschaffen. Damit das Eingriffsrad 43 bei dem Verlegevorgang zwischen den beiden Seitenflanschen 11a, 11b nicht den Kontakt zu der Lateralseite der zuletzt gelegten Wickelungsschlaufe 17 verliert, wirkt zwischen dem Schlitten 53 und der Schiene 51 eine Rückstell- oder Vorspanneinrichtung 61, welche eine elastische Rückstell- oder Vorspannkraft erzeugt, sobald der Verlegearm 27 aus einer vordefinierten Neutralposition relativ zum Träger 23, in der keine Rückstellkräfte der Rückstelleinrichtung 61 zwischen der Schiene 51 und dem Schlitten 53 wirken, in Verlegerichtung V, getrieben durch das axiale Ausdehnen der Wickelungslage 15, ausgelenkt wird. Dabei ist der Betrag der Rückstellkraft desto größer, je größer die Auslenkweite des Verlegearms 27 aus der Neutralposition ist. Die Rückstelleinrichtung 61 ist durch ein Paar pneumatische Aktoren 63, 65 gebildet, deren Details in den 7 bis 10 angedeutet sind. Ein pneumatischer Aktor 65 oder 63 ist für die Erzeugung der Rückstellkraft nur in einer der Verlegerichtungen V (beispielsweise von dem Seitenflansch 11a zum Seitenflansch 11b) aktiv, während der andere pneumatische Aktor (65 oder 63) in der entgegengesetzten Verlegerichtung V (von dem Seitenflansch 11b zum Seitenflansch 11a) aktiv ist.The rails( 51 )-Carriage( 53 ) Arrangement provides axial compliance for the laying arm 27 ready. The axial compliance is provided by the degree of freedom of movement in the laying direction V. So that the meshing wheel 43 in the laying process between the two side flanges 11a . 11b not in contact with the lateral side of the last wrapping loop 17 loses, acts between the sled 53 and the rail 51 a reset or biasing device 61 , which generates an elastic restoring or biasing force as soon as the laying arm 27 from a predefined neutral position relative to the carrier 23 in which no restoring forces of the return device 61 between the rail 51 and the sled 53 act, in laying direction V, driven by the axial expansion of the winding position 15 , is deflected. The amount of restoring force is greater, the greater the deflection of the laying arm 27 from the neutral position. The reset device 61 is through a pair of pneumatic actuators 63 . 65 formed, whose details in the 7 to 10 are indicated. A pneumatic actuator 65 or 63 is for generating the restoring force only in one of the laying directions V (for example, from the side flange 11a to the side flange 11b ) while the other pneumatic actuator ( 65 or 63 ) in the opposite laying direction V (from the side flange 11b to the side flange 11a ) is active.

Wird der Verlegearm 27 durch das periodische, horizontale Verlegen der Wickelungsschlaufe 17 in Verlegerichtung V verrückt, so verlagert sich das Ende 33 des Verlegearms 27 samt Schlitten 53 in linearer Verlegerichtung V relativ zur Schiene 51, die währenddessen unbeeinflusst ortsfest vorläufig in deren Position verbleibt, bis sie beispielsweise bei Überschreitung einer Auslenkschwelle des Schlittens 53 durch den Stellroboter 71 nachgestellt wird, was die Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung vermindert. Aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Schlitten 53 und der Schiene 51 wird der pneumatische Aktor 63 oder 65 (je nach axialer Verlegerichtung) pneumatisch gespannt, so dass in dem pneumatischen Aktor 63, 65 die pneumatisch elastische Rückstellkraft erzeugt ist, die über den Schlitten 53 dem Verlegearm 27 mitgeteilt wird und schließlich das Eingriffsrad 43 axial gegen die freie Lateralseite 18 der zuletzt gewickelten Wickelschlaufe 17 vorspannt. Mit der axialen Rückstell-Vorspannung ist gewährleistet, dass sämtliche Wickelungsschlaufen 17 in Axialrichtung dicht an dicht benachbart gelegt werden, um die gewünschte gleichmäßige Wickelungsfolge zu erreichen, und flexibel auf geometrische sowie materialspezifische Anomalien anpassend reagiert werden kann.Is the laying arm 27 by the periodic, horizontal laying of the winding loop 17 crazy in the laying direction V, the end shifts 33 of the laying arm 27 including sleigh 53 in linear laying direction V relative to the rail 51 meanwhile remaining stationary in its position, uninfluenced, until, for example, it exceeds a deflection threshold of the carriage 53 through the positioning robot 71 is adjusted, which reduces the restoring force of the return device. Due to the relative movement between the carriage 53 and the rail 51 becomes the pneumatic actuator 63 or 65 (Depending on the axial direction of installation) pneumatically clamped, so that in the pneumatic actuator 63 . 65 the pneumatically elastic restoring force is generated by the carriage 53 the laying arm 27 is communicated and finally the degree of engagement 43 axially against the free lateral side 18 the last wound wrap loop 17 biases. The axial return preload ensures that all winding loops 17 be placed in the axial direction close to each other in order to achieve the desired uniform winding sequence, and can be flexibly adapted to geometric and material-specific anomalies responsive.

Es sei klar, dass der pneumatische Aktor 63, 65 auch unabhängig von der Verlegung des Verlegearms 27 eine aktiv gesteuerte, pneumatische Rückstellkraft erzeugen kann, indem beispielsweise der pneumatische Aktor über eine nicht näher dargestellte Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung beispielsweise abhängig von einem vorbestimmten Betriebszustand pneumatisch aktiviert wird. Um einen möglichst einfachen Aufbau zu realisieren, ist der pneumatische Aktor 63 ungesteuert und baut (lediglich) elastische Rückstellkräfte auf, wenn der Verlegearm 27 aus dessen Neutralposition in Verlegerichtung V verrückt wird.It is clear that the pneumatic actuator 63 . 65 also independent of the laying of the laying arm 27 an actively controlled, pneumatic restoring force can be generated by, for example, the pneumatic actuator is pneumatically activated via a control and / or regulating device, not shown, for example, depending on a predetermined operating condition. To realize the simplest possible structure, the pneumatic actuator 63 uncontrolled and builds up (only) elastic restoring forces when the laying arm 27 from its neutral position in laying direction V is crazy.

Um die axiale Rückstellkraft, die das Eingriffsrad 43 gegen die freie Lateralseite 18 der letzten Wickelungsschlaufe 17 drückt, im Wesentlichen konstant zu halten, wird die axiale Auslenkung zwischen dem Schlitten 53 und der Schiene 51 im Wesentlichen konstant oder zumindest in einem Grenzbereich gehalten. Dafür ist ein nicht dargestellter Positionssensor eingesetzt, der mit Hilfe einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (nicht näher dargestellt) eine vordefinierte minimale und maximale Sollauslenkamplitude überwacht. Wird diese über- bzw. unterschritten, führt der Stellroboter 71 die Schiene 51 der Auslenkbewegung des Verlegearms 27 folgend nach, wobei der Nachrückschritt in etwa einer Stärke des Kunststoffrohrs 3 entsprechen kann. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die elastische Rückstellkraft durch das Nachfahren der Schiene 51 um den periodischen Aufbau der Auslenkung reduziert wird.To the axial restoring force, the sprocket 43 against the free lateral side 18 the last winding loop 17 presses, to keep substantially constant, the axial deflection between the carriage 53 and the rail 51 kept substantially constant or at least in a border region. For this purpose, an unillustrated position sensor is used, which monitors a predefined minimum and maximum Sollauslenkamplitude by means of a control and / or regulating device (not shown in detail). If this is exceeded or undershot, the positioning robot guides 71 the rail 51 the deflection movement of the laying arm 27 following, wherein the Nachrückschritt in about a thickness of the plastic tube 3 can correspond. In this way it is ensured that the elastic restoring force by the descendant of the rail 51 is reduced by the periodic structure of the deflection.

Um die gewünschte Wickelung um den Trommelkern 7 der Wickeltrommel 5 zu realisieren, ist das Kunststoffrohr 3 beim Aufwickeln um den Trommelkern 7 weitest möglich in dessen Längsrichtung mit einer konstanten Zugvorspannkraft beansprucht.To the desired winding around the drum core 7 the winding drum 5 to realize, is the plastic pipe 3 when winding around the drum core 7 As far as possible claimed in the longitudinal direction with a constant tensile prestressing force.

Erfindungsgemäß ist an dem Träger 23, insbesondere am Schlitten 53, eine elektromagnetische Bremse, insbesondere eine Wirbelstrombremse 67, angeordnet, die aus einer aktiven Betriebsstellung, wie sie in 10 ersichtlich ist, in eine passive Betriebsstellung (siehe 9) verbracht werden kann. Die Wirbelstrombremse 67, die gegebenenfalls von einer nicht näher gestellten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gestellt und manipuliert werden kann, dient dazu, die im Wesentlichen gleichmäßige Zugvorspannkraft dem Kunststoffrohr 3 mitzuteilen. Als Beispiel kann die Wirbelstrombremse 67 zwei Magnetrotoren aufweisen, die in einem elektromagnetisch erzeugten Magnetfeld rotieren, wobei der jeweilige Magnetrotor ein- und ausgefahren werden kann, um die elektromagnetische Bremskraft einzustellen. Um ausreichende Reibungsverzögerungskräfte in das Kunststoffrohr 3 einzuleiten, ist ein Zahnriemen 72 vorgesehen, der um zwei Umlenkrollen der Wirbelstrombremse 67 gespannt ist. Der Zahnriemen 72 hat quer verlaufende Zähne, um einen gewünschten Eingriff mit dem Kunststoffrohr 3 und die Reibungskraftübertragung zu gewährleisten. Bei einer alternativen Ausgestaltung des Riemens 72 kann auch ein in Längsrichtung verlaufendes Berg-Tal-Profil vorgesehen sein, das formkomplementär zum Kunststoffrohr 3 geformt ist.According to the invention is on the carrier 23 , especially on the slide 53 , an electromagnetic brake, in particular an eddy current brake 67 , arranged from an active operating position, as in 10 it can be seen in a passive operating position (see 9 ) can be spent. The eddy current brake 67 , which may optionally be provided and manipulated by an unspecified control and / or regulating device, serves the substantially uniform tensile prestressing force of the plastic pipe 3 tell. As an example, the eddy current brake 67 have two magnetic rotors which rotate in an electromagnetically generated magnetic field, wherein the respective magnetic rotor retracted and extended can be used to adjust the electromagnetic braking force. To provide sufficient friction deceleration forces in the plastic pipe 3 to initiate, is a timing belt 72 provided by two pulleys of the eddy current brake 67 is curious. The timing belt 72 has transverse teeth to make a desired engagement with the plastic tube 3 and to ensure the frictional force transmission. In an alternative embodiment of the belt 72 can also be provided in the longitudinal direction extending mountain-valley profile, the complementary shape to the plastic tube 3 is shaped.

Im Folgenden wird beschrieben, wie eine neue in Radialrichtung der Wickeltrommel 5 „erhöhte” Wickelungslage 15 initiiert ist, wenn annähernd eine Wickelungslage auf dem Trommelkern 7 oder einer bereits gelegten Wickelungslage abgeschlossen wurde und sich darauf eine „neue” Lage bildet. Hierzu wird insbesondere auf die 2a bis 4b Bezug genommen.The following describes how a new radial direction of the winding drum 5 "Increased" winding position 15 is initiated when approximately a winding position on the drum core 7 or an already placed winding position has been completed and forms on it a "new" situation. This is in particular on the 2a to 4b Referenced.

In 2a und 2b ist ein Betriebszustand ersichtlich, bei dem eine erste Wickelungslage 15 auf dem Trommelkern 7 annähernd fertig gestellt ist. Das Eingriffsrad 43 läuft auf dem zylindrischen Trommelkern 7 ab, wobei die von der Rückstelleinrichtung 61 erzeugte axiale Rückstellkraft die gerade zuvor gelegte Wickelungsschlaufe 17 axial gegen die benachbarte Wickelungsschlaufe drückt. Bevor nun die letzte Wickelungsschlaufe 17 der ersten Wickelungslage 15 abgeschlossen wird, gelangt das Kontaktrad des Kontaktgebers 37 in einen Rolleingriff mit der Innenseite 41 des Seitenflansches 11a. Mit Fortlauf des Wickelungsvorgangs wird das Kontaktrad horizontal ausgelenkt, wodurch das Steuersignal des Kontaktgebers 37 an eine nicht näher dargestellte Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gesendet wird. Diese veranlasst nach Erhalt des Steuersignals ein vertikales Anheben des Verlegearms 27, indem der Stellroboter 71 den Träger 23 und dessen Schiene 51 in Anheberichtung A im Wesentlichen um nicht mehr als die Stärke des Kunststoffrohrs 3 anhebt, wobei der nicht näher dargestellte vertikale Schwenkanschlag den Verlegearm 27 in vertikaler Anheberichtung mitnimmt, um das wickeltrommelseitige Ende 33 des Verlegearms 27 um etwas mehr als die Außendurchmesserstärke des Kunststoffrohrs 3 über die gerade beendete Wickelungslage 15 anzuheben. Dieser Betriebszustand des angehobenen wickeltrommelseitigen Endes 33 ist in den 3a und 3b ersichtlich, ebenso der ausgelenkte Kontaktgeber 37. In der axialen Endposition des wickeltrommelseitigen Endes 33 des Verlegearms 27 besteht vorübergehend kein Kontakt zwischen dem Eingriffsrad 43 und dem Kunststoffrohr 3. Durch kontinuierliches Weiterwickeln wird das Kunststoffrohr 3 in die noch verbleibende Wickelungslücke zum Seitenflansch 11a gelegt, bis sich die erste Wickelungsschlaufe der „neuen” Wickelungslage 15 bildet. Zuerst gelangt der frei zugängliche Seitenbereich des Eingriffsrads 43 in einem Lateralkontakt K mit der Lateralseite 18 der ersten Wickelungsschlaufe 17 der neu zu legenden Wickelungslage 15, wobei die Abrollfläche des Eingriffsrads 43 kurzfristig noch entfernt von der bereits fertig gelegten Wickelungslage 15 angehoben ist. Erst nachdem die erste Wickelungsschlaufe 17 das Eingriffsrad 43 in Verlegrichtung V mitnimmt, senkt sich das Eingriffsrad 43 ab, so dass dessen Abrollfläche in Rollkontakt mit der vollständig gelegten Wickelungslage 15 gelangt. Dieser Betriebszustand ist in den 4a und 4b ersichtlich, bei dem das Eingriffsrad 43 einerseits in Rollkontakt mit der gerade gelegten Wickellage 15 steht, andererseits sich mit dessen unbedeckten Seitenbereich in Lateralkontakt K mit der Lateralseite 18 der ersten Wickelungsschlaufe 17 vorspannend befindet. In diesem Betriebszustand ist der Verlegearm 27 bereits wieder in Axialrichtung relativ zum Träger 23 verrückt, wodurch die Rückstelleinrichtung 61 die Rückstellkraft erzeugt, die das Eingriffsrad 43 gegen die gerade gelegte Wickelschlaufe 17 drückt. Dass der Verlegearm 27 bereits von der axialen Endposition weg ausgelenkt ist, ist auch an der Position des Kontaktsrads des Kontaktgebers 37 ersichtlich, der sich wieder in dem passiven Betriebszustand befindet und nicht mehr im Rollkontakt mit der Innenseite 41 des Seitenflansches 11a steht.In 2a and 2 B is an operating condition can be seen, in which a first winding position 15 on the drum core 7 is almost completed. The mesh wheel 43 runs on the cylindrical drum core 7 from, the from the restoring device 61 generated axial restoring force just before the laid winding loop 17 presses axially against the adjacent winding loop. Before now the last winding loop 17 the first winding position 15 is completed, enters the contact wheel of the contactor 37 in a rolling engagement with the inside 41 of the side flange 11a , As the winding process continues, the contact wheel is deflected horizontally, whereby the control signal of the contactor 37 is sent to a control and / or regulating device not shown. This causes after receiving the control signal, a vertical lifting of the laying arm 27 by the positioning robot 71 the carrier 23 and its rail 51 in lifting direction A, substantially not more than the thickness of the plastic pipe 3 raises, wherein the vertical pivot stop, not shown, the laying arm 27 in vertical lifting direction entrains to the winding drum end 33 of the laying arm 27 slightly more than the outer diameter of the plastic tube 3 about the winding position just finished 15 to raise. This operating state of the raised winding drum end 33 is in the 3a and 3b as well as the deflected contactor 37 , In the axial end position of the winding drum end 33 of the laying arm 27 there is temporarily no contact between the meshing wheel 43 and the plastic pipe 3 , Continuous rewinding turns the plastic pipe 3 in the remaining winding gap to the side flange 11a until the first winding loop of the "new" winding position 15 forms. First comes the freely accessible side area of the sprocket 43 in a lateral contact K with the lateral side 18 the first winding loop 17 the newly applied winding position 15 , wherein the rolling surface of the sprocket 43 in the short term still removed from the already completed winding position 15 is raised. Only after the first winding loop 17 the mesh wheel 43 moves in laying direction V, the sprocket lowers 43 so that its rolling surface in rolling contact with the fully laid winding position 15 arrives. This operating state is in the 4a and 4b can be seen, in which the sprocket 43 on the one hand in rolling contact with the currently placed winding layer 15 stands, on the other hand, with its uncovered side area in lateral contact K with the lateral side 18 the first winding loop 17 is biased. In this operating condition, the laying arm 27 Already again in the axial direction relative to the carrier 23 crazy, causing the reset device 61 generates the restoring force that the sprocket 43 against the straightened loop 17 suppressed. That the laying arm 27 is already deflected away from the axial end position, is also at the position of the contact wheel of the contactor 37 can be seen, which is again in the passive state and no longer in rolling contact with the inside 41 of the side flange 11a stands.

In 6 ist ersichtlich, dass der Verlegearm 27 bei seiner in 6 dargestellten axialen Endstellung zu der horizontalen Radialrichtung H_R in einem Anstellwinkel α geneigt ist, gemäß dem der Verlegearm 27 ausgehend von dessen wickeltrommelseitigem Ende 33 von dem rechten Seitenflansch 11a weg hin zur Wickeltrommelmitte geneigt ist. Dies stellt sicher, dass das Kontaktrad des Kontaktgebers 37 ausreichend Raum für ein Ausschwenken hat, um das Steuersignal zu erzeugen und abzugeben, ohne dass das Ende 33 des Verlegearms 27 in Kontaktkonflikt mit der Innenseite 41 des Seitenflansches 11a, 11b kommt.In 6 it can be seen that the laying arm 27 at his in 6 shown axial end position to the horizontal radial direction H _R is inclined at an angle α, according to the laying arm 27 from its winding drum side end 33 from the right side flange 11a is inclined towards the winding drum center. This ensures that the contact wheel of the contactor 37 has enough room for a swing out to generate the control signal and deliver without the end 33 of the laying arm 27 in contact with the inside 41 of the side flange 11a . 11b comes.

Im Verlauf der axialen Verlegebewegung von dem rechten Seitenflansch 11a hin zum linken Seitenflansch 11b nimmt ein (positiver) Anstellwinkel α ab, so dass etwa in axialer Mitte der Wickeltrommel 5 die Längserstreckung des Verlegearms 27 mit der horizontalen Radialrichtung H_R zusammenfällt, während der Verlegearm 27 in der gegenüberliegenden axialen Verlegeendposition in einem (negativen) Anstellwinkel α insbesondere gleicher Größe ebenfalls hin zur Mitte der Wickeltrommel 5 geneigt ist. Auch in dieser Stellung kann der Kontaktgeber 37 sicher auslösen, indem das Kontaktrad seitlich ausgeschwenkt wird.In the course of the axial laying movement of the right side flange 11a towards the left side flange 11b decreases a (positive) angle of attack α, so that approximately in the axial center of the winding drum 5 the longitudinal extent of the laying arm 27 coincides with the horizontal radial direction H _R , while the laying arm 27 in the opposite axial Verlegeendposition in a (negative) angle of attack α in particular of the same size also towards the center of the winding drum 5 is inclined. Also in this position, the contactor 37 safely trigger by the contact wheel is swung laterally.

Bei beiden axialen Verlegeendpositionen des Verlegearms 27 tritt der sich in Radialrichtung erstreckende Seitenflansch 11a, 11b nicht in Bewegungskonflikt mit dem dazu geneigten Verlegearm 27.At both axial laying end positions of the laying arm 27 occurs in the radial direction extending side flange 11a . 11b not in motion conflict with the inclined laying arm 27 ,

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the figures and the claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WickelungsvorrichtungWinding device
33: KunststoffrohrPlastic pipe
55: Wickeltrommelwinding drum
77: Trommelkerndrum core
11a, 11b11a, 11b: rechter und linker Seitenflanschright and left side flange
1313: Rotationsachseaxis of rotation
13'13 ': Axialrichtungaxially
1515: WickelungslageWrapping location
1717: WickelungsschlaufeWinding loop
1818: Lateralseite von 3 Lateral side of 3
2121: Aufnahmeadmission
2323: Trägercarrier
2525: LaufrollenpaareRoller pairs
2727: Verlegearmlaying arm
2828: VerlegearmbasisVerlegearmbasis
2929: Verlegeschwert oder -lanzeLaying sword or lance
31a, 31b31a, 31b: Führungs- und HalteplattenGuide and holding plates
3333: wickeltrommelseitiges Endewinding drum side end
3535: Abgaberollendischarge rollers
3737: Kontaktgebercontactor
4141: Innenseiteinside
4343: Eingriffsradsprocket
4545: FederdämpfungseinheitSpring damping unit
4747: Vorsprunghead Start
5151: Schienerail
5353: Schlittencarriage
5555: Basisplattebaseplate
5757: Profilträgerprofile support
6161: RückstelleinrichtungReset device
63, 6563, 65: pneumatische Aktorenpneumatic actuators
6767: WirbelstrombremseEddy current brake
7171: Stellroboterparking robot
7272: Zahnriementoothed belt
αα: Anstellwinkelangle of attack
α'α ': Neigungswinkeltilt angle
AA: Anheberichtungraising direction
BB: Referenzbodenreference bottom
DD: Drehachseaxis of rotation
H_R H _R: horizontale Radialerstreckunghorizontal radial extension
KK: LateralkontaktLateralkontakt
MM: Drehrichtung von 5 Direction of rotation of 5
SS: Schwenkachseswivel axis
VV: Verlegerichtunginstallation direction
WW: Hin- und HerverlegewegTransfer route

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0203046 B1 [0003]

Claims

Contraption ( 1 ) for winding a strand-like winding material, such as a continuously extruded tube ( 3 ), preferably made of plastic on a winding drum ( 5 ) comprising: a carrier ( 23 ), one on the carrier ( 23 ) laying arm ( 27 ), over which the winding material of the rotating winding drum ( 5 ) in the case of a particularly linear movement back and forth of the laying arm ( 27 ), a laying support which supports the laying arm ( 27 ) in a laying direction (V) relative to the carrier ( 23 ), and a reset device ( 61 ), which, upon deflection of the laying arm ( 27 ) relative to the carrier ( 23 ) the laying arm ( 27 ) reports a restoring force to the laying arm ( 27 ) against a last on the winding drum ( 5 ) winding loop ( 17 ) to bias.

Apparatus according to claim 1, wherein a winding drum side end ( 33 ) of the laying arm ( 27 ) is executed, at least in the back and forth laying movement in a particular permanent lateral contact (K) with an at least partially free lateral side of the on the winding drum ( 5 ) last laid winding loop ( 17 ) of the winding material, so that in particular the laying arm ( 27 ) depending on the axial growth of the winding position to be laid in the laying direction (V) relative to the carrier ( 23 ) is deflected and the end ( 33 ) of the laying arm ( 27 ) the restoring force of the free lateral side, which depends essentially on the deflection width of the laying arm ( 18 ) of the winding loop ( 17 ) communicates.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the resetting device ( 61 ) comprises a particular adjustable suspension, which in deflection of the laying arm ( 27 ) from a neutral position in a deflection position generates an elastic restoring force which acts in particular parallel to the laying direction (V), wherein in particular the restoring device ( 61 ) by a pneumatic actuator ( 63 . 65 ), in particular a pair of pneumatic actuators ( 63 . 65 ), of which an actuator in each case takes over the generation of the restoring force in the laying direction (V).

Device according to one of the preceding claims, wherein the restoring device is controllable such that the restoring force is maintained during the winding substantially in a predetermined limit range.

Device according to one of the preceding claims, wherein the resetting device ( 61 ) a control and / or regulating device for adjusting the restoring force, preferably by adjusting an elastic spring property of the restoring device ( 61 ) and / or a deflection control, which comprises a displacement sensor for determining the deflection of the laying arm ( 27 ) from the neutral position and a computer, which in particular with constant spring property of the restoring device ( 61 ) determines a desired deflection and can be set.

Device according to one of the preceding claims, wherein for adjusting the restoring force the position of the carrier ( 23 ) relative to the laid winding, in particular the winding loop ( 17 ), supporting laying arm ( 27 ) is variable, in particular the carrier ( 23 ) by means of a handling device, such as a positioning robot, with at least two, preferably three, axes of movement, preferably a vertical axis of movement and a horizontal axis of movement in the laying direction (V) of the laying arm ( 27 ), in particular parallel to the axis of rotation ( 13 ) of the winding drum ( 5 ), in particular a control and / or regulating device following the carrier ( 23 ) is triggered by the handling device only when the laying arm ( 27 ) a predetermined Auslenkweg along the carrier ( 23 ) has exceeded.

Device according to one of the preceding claims, wherein the laying arm mounting has a carriage-rail arrangement, by which the laying arm ( 27 ), in particular substantially parallel to the axis of rotation ( 13 ) of the winding drum ( 5 ) relative to the carrier ( 23 ) is linearly guided, wherein in particular on the carrier ( 23 ) the rail ( 51 ) and at the laying arm ( 27 ) the sled ( 53 ), wherein power transmission points of the restoring device ( 61 ) on the carriage ( 53 ) and on the rail ( 51 ) are arranged.

Method for winding a strand-like winding material, such as a continuously extruded tube ( 3 ), preferably made of plastic on a winding drum ( 5 ), wherein the winding material of the rotating winding drum ( 5 ) by means of a back and forth movement of the laying arm ( 27 ) in the direction of laying relative to a carrier ( 23 ) is guided guided, wherein upon deflection of the laying arm ( 27 ) from a neutral position relative to the carrier ( 23 ) in the laying direction (V) directed restoring force is generated, which against the on the winding drum ( 5 ) laid winding acts.

A method according to claim 8, which proceeds in accordance with the operation of the winding device formed according to any one of claims 1 to 7.