DE4021925A1 - Kabelaufwickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabelaufwickelvorrichtung und insbesondere eine verbesserte solche Vorrichtung zum Auf- oder Abwickeln eines Elektrokabels von einer Kabeltrommel ge­ gen die Wirkung einer Aufwickelkraft, wobei Entlastungs- und Freigabemittel zum selbsttätigen Festhalten des Kabels in seiner nichtaufgewickelten Stellung vorgesehen sind.

Kabelaufwickelvorrichtungen der vorgenannten Art werden nor­ malerweise in Verbindung mit elektrisch angetriebenen, beweg­ lichen oder von Hand gehaltenen Maschinen oder Werkzeugen mit der Kabelaufwickelvorrichtung in leistungsübertragender Be­ ziehung zwischen der Maschine und einem festen Versorgungsan­ schluß verwendet. Die Leistung wird dabei zur Maschine wäh­ rend deren Bewegungen und in jeder hierfür ausgewählten Stel­ lung durch die Bedienungsperson in den Grenzen passend über­ tragen, die von der Länge des Kabels bestimmt sind.

Bei herkömmlichen solchen Kabelaufwickelvorrichtungen ge­ schieht das Festhalten des Kabels oft durch reibschlüssiges Erfassen des Kabels. Diese wiederholte Beanspruchung und der Verschleiß des Kabels sind unerwünscht, insbesondere bei Ver­ wendung eines vieladrigen Kabels, welches dünne Steuerleitun­ gen enthält, die darin dicht gepackt sind, um sich zusammen mit den Versorgungsleitungen darin zu erstrecken. In alterna­ tiven Lösungen sind Sperrklinkenmechanismen zum Festhalten verwendet worden, deren wiederholte, mehr oder weniger ruckar­ tige Abbremsbewegungen jedoch gleichfalls Ursache für unzu­ lässige Beanspruchungen der Kabel sind.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine neue und ver­ besserte Kabelaufwickelvorrichtung zum selbsttätigen sanften Festhalten des Kabels in irgendeiner ausgewählten abgewickel­ ten Stellung zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, ein solches Festhalten durch Mittel zu erreichen, die in der Art einer Einweg-Rei­ bungskupplung arbeiten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Reibungsabbrems­ mittel mit einem einstellbaren Freigabemechanismus zu verei­ nigen, welcher angepaßt ist, die Reibwirkung der Festhalte­ mittel ausreichend zu vermindern, um die Einweg-Wirkung zu überholen und das Aufwinden des Kabels bei einer kontrollier­ ten mäßigen Geschwindigkeit zu gestatten.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in dem Wie­ dereinsatz der vollen Reibungswirkung an den Festhaltemitteln kurz, bevor das Kabel vollständig aufgewickelt ist, um durch Abbremsen den gespeicherten Schwung der rotierenden Teile der Trommelanordnung ausreichend zu unterdrücken und das sich be­ wegende Kabel sanft stillzusetzen.

Die oben erwähnten Aufgaben werden durch die Erfindung ge­ löst, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Die Erfindung wird nachstehend in bezug auf eine in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform davon beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Arbeits­ standes mit einer schematischen Darstellung der erfindungsge­ mäßen Kabelaufwickelvorrichtung in bezug auf deren generelle Anordnung in dem Stand,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Kabelauf­ wickelvorrichtung in Fig. 1 innerhalb des Standes,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Kabelaufwickelvorrich­ tung bei entferntem Frontdeckel des nur bruchstückweise ange­ deuteten Standes,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen mit Laufrollen versehenen Arbeitsstand 10 mit einem Tisch 11, einem sich aufwärts erstreckenden Instru­ mententräger 12 am hinteren Ende des Tisches 11 und ein Ge­ häuse 13, das von dem Tisch 11 überdeckt ist. Das Gehäuse 13 hat einen Frontdeckel 14 mit einer langgestreckten oberen Öffnung 15, durch welche eine geeignete Anzahl, in Fig. 1 drei, gegabelte Aufhängehebel 16 aus dem Inneren des Gehäuses 13 vorstehen. Diese Hebel sind, wie gezeigt, zum Aufhängen von elektrisch angetriebenen Handwerkzeugen 17 in die Ruhe­ stellung bestimmt, von denen eines in Fig. 1, in der Gabel des mittleren Hebels 16 hängend, gezeigt ist. Aus der Öffnung 15 zwischen den Hebeln 16 stehen Fächer 18 vor, die an der Unterseite des Tisches 11 befestigt sind.

Das Handwerkzeug 17 hat daran angeschlossen ein flexibles En­ ergiezuführungskabel 20, welches sich in das Gehäuse 13 durch eine Auslaßbuchse 21 erstreckt und über eine Trommelanordnung gewunden ist, die schematisch bei 22 wiedergegeben ist. Im Anschluß an den aufgewundenen Teil hat das Kabel 20 eine Fortsetzung 23, die an eine an der Rückseite des Instrumen­ tenträgers 12 befestigte Versorgungseinheit 26 angeschlossen ist, wobei die Versorgungseinheit 26 ihrerseits von dem Ver­ sorgungsnetz über ein flexibles Kabel 25 mit elektrischer Energie versorgt wird.

Der Arbeitsstand 10 dient beispielsweise der Verwendung in der Kraftfahrzeugindustrie als Energiezufuhr- und Werk­ zeugträgerständer in Verbindung mit der Arbeit an einem Montageband, wobei ein oder mehrere Arbeiter eine Anzahl ver­ schiedener aufeinanderfolgender Tätigkeiten an dem von dem Stand bedienten Werkstück ausführen. Im Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 17 als ein Mutternschrauber dargestellt, welcher von der aus einem Festkörperwandler bestehenden elek­ tronischen Versorgungseinheit 26 elektrisch gespeist wird. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der US-PS 44 89 261 offenbart. Das Werkzeug kann mit einem Satz unter­ schiedliche Befestigungsmittel erfassender Einsätze wie Steckschlüssel 28 verwendet werden, von denen einige in den Fächern 18 dargestellt sind. Geeignete Steuerleitungen sind in dem Kabel 20, 23 zwischen dem Werkzeug 17 und seiner Ver­ sorgungseinheit 26 enthalten, um eine Steuerung der letzteren von dem Werkzeug aus und den Antrieb des Werkzeugs in ge­ wünschter Weise zu ermöglichen. Die Steuerung ist auch in ei­ ner Weise möglich, daß die Antriebsenergie selbsttätig den Anforderungsänderungen angepaßt wird, die bei der auszufüh­ renden Arbeit durch die Abmessung des vom Arbeiter zur An­ bringung an den Werkzeug 17 ausgewählten besonderen Steck­ schlüssels 28 bestimmt werden, wobei eine mögliche Art einer solchen Betätigung mehr im Einzelnen in der schwedischen Pa­ tentanmeldung 88 02 566-3 vom 08. Juni 1988 offenbart ist.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Bock 27 zwischen dem Tisch 11 und dem Boden des Gehäuses 13 befestigt und trägt ein Feder­ gehäuse 30 mittig daran. In dem Gehäuse 30 und dem Bock 27 ist eine Welle 31 gelagert, Fig. 5, und ein Satz von Spiral- oder Uhrfedern 32 in dem Gehäuse 30 ist dazwischen und zwi­ schen der Welle 31 vorgespannt, um letztere zusammen mit ei­ ner Bremstrommel 33 und einer von dieser getragenen Kabel­ trommel 34 zur Drehung in Aufwickelrichtung entgegen dem Uhr­ zeigersinn bei Betrachtung in Fig. 2 zu belasten.

Das Energiezufuhrkabel 20 ist auf die Kabeltrommel 34 aufge­ wickelt und durch eine Öffnung 35 der Auslaßbuchse 21 aus­ ziehbar, wobei die Kabeltrommel 34 in Ausgaberichtung im Uhr­ zeigersinn bei Betrachtung in Fig. 2 dreht.

Ein langgestrecktes flexibles Bremselement, vorzugsweise ein Seilzug 36 aus verschleißfestem reibwirksamem Material ist fest an den Bock 27 an einem Stift 37 angeschlossen und dann um die Bremstrommel 33 mit wenigstens einer oder zwei vollen Windungen in Aufwickelrichtung, das heißt entgegen dem Uhr­ zeigersinn bei Betrachtung in Fig. 2, geschlungen. Das andere Ende des Seilzugs 36 ist nach den Umschlingungen über ein Verbindungsglied 40 an eine Folge von vorzugsweise drei be­ weglich miteinander verbundenen Kettengliedern A, B, C, Fig. 4, gekuppelt. Das Kettenglied C ist über Vorspannmittel wie eine Schraubenfeder 41 mit einer Stellschrauben- und Muttern­ einheit 42 verbunden, die an einer Konsole 43 angebracht ist, welche an dem vorderen Bodenabschnitt des Gehäuses 13 befe­ stigt ist. Durch axiales Einstellen der Stellschraube 42 im Verhältnis zur Konsole 43 kann die Vorspannkraft der Feder 41 nach Belieben verstellt werden, um die gewünschte Reibungs­ wirkung des Seilzugs 36 gegenüber der Bremstrommel 33 zu erzielen.

Zwei weitere Kettenglieder D, E bilden zusammen mit dem Ket­ tenglied C eine zweite Folge von Kettengliedern C, D, E, welche die Feder 41 über ein Verbindungsglied 44 an einen flexiblen Seilzug oder Draht 45 anschließt. Der Seilzug 45 ist über eine an dem Bock 27 befestigte dünne Scheibe 46 zu Einstell­ mitteln geführt, die aus einem Winkelstück 47 bestehen, wel­ ches in axial gestufter auswählbarer Beziehung zum Seilzug 45 steht und gleichfalls in axial einstellbarer Beziehung eine Stellschrauben- und Mutterneinheit 48 trägt. Der zu Beginn der Beschreibung erwähnte gegabelte Hebel 16 ist in einer Konsole 49 an der Unterseite des Tisches 11 schwenkbar ge­ lagert und ist am inneren Ende bei 50 schwenkbar mit der Stellschrauben- und Mutterneinheit 48 verbunden. Die Einstel­ lung des Seilzugs 45 durch die Einheit 48 und das Winkelstück 47 ist derart auszuwählen, daß der Hebel in seiner unwirk­ samen Aufwärtsstellung nach Fig. 2 mit dem flexiblen Seilzug 45 und derKettenfolge C, D, E im gespannten Zustand gehalten wird, ohne jedoch die gewünschte Bremskraft der Feder 41 zu schwächen, die über die Kettengliederfolge C, B, A an der Bremstrommel 33 wirkt.

Zwei weitere zwischengekuppelte Kettenglieder F, G bilden zu­ sammen mit dem Kettenglied A eine dritte Folge von Ketten­ gliedern A, F, G mit Anschluß des Kettengliedes E an eine Schraubenfeder 53, die in ein Verbindungsglied 54 eingehakt ist. Ein flexibler Seilzug 55 ist an dem Verbindungsglied 54 angebracht und erstreckt sich in normalerweise ungespanntem oder lockerem Zustand über eine schmale Scheibe 56 zu einem Befestigungspunkt an einem Flansch 57, der am inneren Ende der Auslaßbuchse 21, durch welche sich das Kabel 20 nach Ver­ lauf durch eine rohrförmige Führung 58 erstreckt, vorgesehen ist. Die Auslaßbuchse 21 ist gleitverschieblich in einer Boh­ rung in dem aufragenden vorderen Schenkel einer U-förmigen Konsole 59 geführt und ist ebenso gleitverschieblich in der rohrförmigen Führung 58 aufgenommen, die an dem hinteren Schenkel der Konsole 59 befestigt ist. Eine Pufferfeder 60 ist rings um das Rohr 58 zwischen dem Flansch 57 und dem hinteren Schenkel der Konsole 59 eingesetzt. Die Scheibe 56 wird durch den vorderen Schenkel der Konsole 59 abgestützt. Ein Puffer­ stopfen 61 ist an dem Kabel 20 in einem geeigneten Abstand nicht weit von dessen Werkzeugende angebracht und dient zum Abfangen an der Auslaßbuchse 21, wie später noch beschrieben werden wird.

Um den störenden Aufwand von Überstreifringen in der Kraft­ übertragung zwischen der Versorgungseinheit 26 und dem zum Rotieren mit der Kabeltrommel 34 aufgewundenen Kabelab­ schnitts 20 zu vermeiden, ist die volle Länge des Kabels von der Einheit 26 bis zum Werkzeug 17 ungeteilt belassen. Dem an die Einheit 26 angeschlossenen Kabelabschnitt 23 ist etwas zusätzliche Länge gegeben, um eine Schlaufe 62, Fig. 3, zu bilden, bevor es bei 63 in der Nähe des Zentrums der Kabel­ trommel 34 befestigt ist und sich dann radial an der Seiten­ wange der Kabeltrommel 34 zum Anschluß an den aufgewickelten Teil des Kabels 20 fortsetzt. Das ausgewählte Verhältnis zwi­ schen dem Durchmesser der Kabeltrommel 34 und der Länge der Schlaufe 62 ist ein solches, daß bei sanftem Verdrehen des Abschnitts 23 dieser in der Lage ist, die Anzahl der Trommel­ drehungen durchzuführen, die notwendig zum Erreichen des ge­ wünschten Werkzeugarbeitsbereiches ohne unzulässige Beanspru­ chung der Kabelleiter sind.

Der Arbeiter befestigt zunächst am Werkzeug 17 den besonderen Werkzeugeinsatz 28 aus den Fächern 18, den er für die auszu­ führende Arbeit benötigt. Während der Arbeit dann, bei wel­ cher der Arbeiter das Werkzeug 17 in seinen Händen hält und umherläuft und den Antrieb vom Werkzeug betätigt, werden die Teile der Trommelanordnung 22 die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnehmen. Die Spiralfeder 32 innerhalb des Gehäuses 30 sorgt für eine beständig wirkende erste Vorspannkraft, die bestrebt ist, das Kabel 20 aufzuwickeln und es um die Kabeltrommel 34 zu schlingen. Die von der Feder 41 erzeugte zweite Vorspann­ kraft jedoch wird eine solche Bewegung verhindern, da sie über die Kettenfolge C, B, A den Seilzug 36 spannt und aufgrund der ausgewählten Richtung der Umschlingungen ein Anwachsen des reibschlüssigen Bremseingriffs des Seilzuges 36 an der Bremstrommel 33 hervorruft, das jedem Bestreben, der Kabel­ trommel 34 entgegen wirkt, sich aufgrund der ersten Vorspann­ kraft zu drehen. Der Arbeiter wird vielmehr ungehindert das Kabel 20, wie gewünscht und zu jeder Zeit, ausziehen und ab­ wickeln können, wobei das Drehen in diesem Sinne ersichtlich bewirkt, daß die Bremsseilzugumschlingungen locker werden. Auf diese Weise ist verwirklicht, daß der Seilzug 36 und die Bremstrommel 33 gemeinsam die Funktion einer Einweg-Kupplung ausüben, durch welche die Kabeltrommel 34 in die Lage ver­ setzt wird, während des Abwickelns beim Ziehen am Kabel 20 freizulaufen, und schlagartig beim Loslassen angehalten wird.

In dem Augenblick, in welchem der Arbeiter entscheidet, das Werkzeug 17 durch Aufhängen in der Gabel des Hebels 16 bei­ seite zu tun, wird das Gewicht des Werkzeugs den Hebel in seine Betätigungsstellung verschwenken, in welcher sein Ende 50 den Seilzug 45 hochzieht und die Vorspannkraft der Feder 41 über die Kettenfolge E, D, C übernimmt. Dies entlastet die Kettenfolge C, B, A, und die Spann- und Bremswirkung des Seil­ zugs 36 wird vermindert oder beseitigt. Als ein Ergebnis wird die beständig wirkende erste Vorspannkraft der Spiralfeder 32 freigegeben, um die Kabeltrommel 34 zu drehen, und beginnt mit dem Aufwickeln des Kabels 20. Das Entstehen einer über­ mäßigen Drehgeschwindigkeit und eines übermäßigen Schwungmo­ ments können durch Einstellen der Unterstützung der Vorspann­ kraft von der Feder 41 mit Hilfe der Elemente 47, 48, 42 der­ gestalt verhindert werden, daß die Feder 41 nur teilweise in dem Sinne wirkt, daß ausreichend Vorspannkraft verbleibt, um ein brauchbares sanftes Abbremsen der Bremstrommel 33 durch den Seilzug 36 zu bewirken. Während des Aufwickelns wird der Pufferanschlag 61 am Kabel 20 letztlich die Öffnung 35 errei­ chen und beginnen, die Auslaßbuchse 21 nach einwärts in das Gehäuse 13 zu stoßen. Dies veranlaßt den Flansch 37 an der Auslaßbuchse 21, die Pufferfeder 60 zusammenzudrücken und gleichzeitig den flexiblen Seilzug 55 zu spannen, wodurch die Feder 53 gespannt wird und über die Kettengliederfolge G, F, A eine Bremskraft auf den Seilzug 36 auszuüben, die ausreichend ist, um den Schwung der rotierenden Trommelanordnungsteile abzubremsen und die Bremstrommel 34 sanft anzuhalten. Darauf­ hin wird die Feder 60 die Hülse 21 in ihre Ausgangsstellung unter geringfügiger Ausgabe an Länge des Kabels 20 und Unter­ stützung der Feder 53 zurückstoßen.

Es ist erkennbar, daß eine wirksame unabhängige Steuerung der Wirkung der Federn 41 und 53 alternativ am Seilzug 36 in ei­ ner mechanisch einfachen Weise dank der Kettengliederfolgen A, B, C, E, D, F und G, F, A, und die Fähigkeit ihrer Zwischen­ glieder B, F möglich gemacht ist, die notwendige Lockerung zwischen den Kettenfolgen bei der Betätigung zu erreichen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbei­ spiel beschränkt, sondern kann auf vielerlei Weise innerhalb des Rahmens der nachfolgenden Ansprüche abgeändert sein.

Claims (9)

1. Kabelaufwickelvorrichtung mit einer Stütze, die drehbar eine Kabeltrommel mit einem darauf aufwickelbaren Elek­ trokabel trägt, von der das Kabel unter Drehung der Ka­ beltrommel in kabelabgebender Richtung ausziehbar ist, wobei die Kabeltrommel von an der Stütze befestigten er­ sten Kraftmitteln belastet ist, die stetig bestrebt sind, die Kabeltrommel in kabelaufrollender Richtung zurückzu­ drehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeltrommel (34) drehfest mit einer Bremstrommel (33) verbunden ist, über die ein mit einem Ende an der Stütze (13, 27) befestig­ tes, langgestrecktes flexibles Bremselement (36) in ka­ belaufrollender Richtung derart geführt und am anderen Ende durch an der Stütze (13, 27) befestigte zweite Kraftmittel (41) belastet ist, daß das Bremselement (36) und die Bremstrommel (33) als kraftschlüssige, das Kabel (20) in jeder gewählten ausgezogenen Lage automatisch sperrende Reibungskupplung zusammenwirken, wobei Mittel (16, 45) zur Entlastung der zweiten Kraftmittel (41) und entsprechender Freigabe der Kupplung zwecks Aufrollen des Kabels (20) unter der Wirkung der ersten Kraftmittel (32) betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Bremselement ein schraubenförmig mit wenig­ stens einer vollen Windung um die Bremstrommel (33) ge­ schlungener Seilzug (36) ist und daß die ersten Kraftmit­ tel von einer spiralförmigen ersten Feder (32) und die zweiten Kraftmittel von einer schraubenförmigen zweiten Feder (41) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Bremselement ein um die Bremstrommel (33) gewundener Seilzug (36) ist, die zweiten Kraftmittel eine Feder (41) sind und die Entlastungsmittel eine an der Stütze (13, 27) vorgesehene Steuerverbindung (45) für die Feder (41) umfassen und derart betätigbar sind, daß sie die Anziehkraft der zweiten Feder (41) an dem Bremsele­ ment (36) vermindern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerverbindung ein flexibles Zugorgan (45) ist, welches mit der Feder (41) und einem an der Stütze (13, 27) vorgesehenen Hebel (16) verbunden ist, welcher zwi­ schen einer unwirksamen und einer wirksamen Stellung ver­ schwenkbar und in der wirksamen Stellung zum Spannen der Feder (41) über das Zugorgan (45) in die Bremskraft an dem Seilzug (36) vermindernder Weise angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende des Elektrokabels (20) in leistungsüber­ tragender Verbindung an ein Handwerkzeug (17) angeschlos­ sen ist, wobei der Hebel so ausgebildet und angeordnet ist, daß er in Abhängigkeit von der Aufhängung des Hand­ werkzeugs (17) an dem Hebel (16) die wirksame Stellung einnimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stütze (13, 27) eine Hülse (21) vorgesehen ist, durch welche sich das Kabel (20) von der Kabeltrommel (34) erstreckt, daß nahe dem äußeren Anschlußende des Ka­ bels (20) ein Anschlag (61) zum Zusammenwirken mit der Hülse (21) vorgesehen ist und daß Pufferfedermittel (60) zwischen der Stütze (13, 27) und der Hülse (21) zum fe­ dernden Kabelabfangen daran beim Aufwickeln des Kabels (20) vorhanden sind, wenn der Anschlag (61) auf die Hülse (21) trifft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine schraubenförmige dritte Feder (53) mit dem Ende des Seilzugs (36) der zweiten Feder (41) benachbart verbunden ist und daß ein weiteres flexibles Zugorgan (55) zwischen der Hülse (21) und der dritten Feder (53) zum Spannen der dritten Feder (53) zur Schaffung einer Bremskraft an dem Seilzug (36) in Abhängigkeit von der Abfangbewegung der Hülse (21) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste (A, B, C) und eine dritte (A, F, G) Folge von Kettengliedern zwischen der zweiten Feder (41) und der dritten Feder (53) einerseits und dem Seilzug (36) ande­ rerseits eingesetzt sind, um die Feder (41, 53) in die Lage zu versetzen, alternativ den Seilzug (36) beim Span­ nen und Entlasten der dritten Feder (53) zu belasten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Folge (A, B, C) von Kettengliedern zwischen der Feder (41) und dem Seilzug (36) und eine zweite Folge (E, D, C) von Kettengliedern zwischen der Steuerverbin­ dung (45) und der Feder (41) eingesetzt sind, um die Fe­ der (41) alternativ zu belasten und den Seilzug (36) zu entlasten, je nachdem, ob der Hebel (16) die unwirksame oder wirksame Stellung einnimmt.