DE19524378C2 - Method and device for the automatic winding and stapling of a hose using a laser - Google Patents
Method and device for the automatic winding and stapling of a hose using a laserInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Wickeln und gleichzeitigen Heften eines Schlauches (8) mittels Laser, bei dem der Schlauch (8) innerhalb eines rotierenden Wickelkörpers (9) in ebenen Wickellagern übereinander gewickelt wird und beim Wickeln der der ersten Wickellage folgenden Wickellagen auf die Stelle des Auftreffens des Schlauches (8) auf die untere Wickellage mindestens zeitweise ein Laserstrahl (10) gerichtet wird, welcher die Schlauchoberfläche mindestens im Berührungsbereich so erwärmt, dass sie miteinander verschmelzen.Method and device for the automatic winding and simultaneous stapling of a tube (8) by means of a laser, in which the tube (8) is wound one above the other in a rotating winding body (9) in flat winding bearings and when winding the winding layers following the first winding layer into the place of the When the hose (8) hits the lower winding layer, a laser beam (10) is directed at least temporarily, which heats the hose surface at least in the contact area in such a way that they fuse with one another.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Wickeln und gleichzeitigem Heften eines Schlauches mittels Laser. Sie ist insbesondere dann vorteilhaft anwendbar, wenn das Schlauchmaterial zum Verschweißen mittels Heißgaszufuhr ungeeignet ist.The invention relates to a method and an apparatus for automatic Winding and simultaneously stapling a tube using a laser. she is particularly advantageously applicable when the hose material for Welding using a hot gas supply is unsuitable.
Zum Zwecke des Transportes und der Lagerung von Schlauch- und Kabelmaterial ist es üblich, dieses auf einen zylinderförmigen Wickelkörper zu wickeln und lediglich das freie Ende des Schlauches oder Kabels zu fixieren. Häufig wird auch der Wickelkörper, sei es aus Kosten- oder Gewichtsgründen, nur für den unmittelbaren Wickelvorgang verwendet und anschließend aus dem fertigen Wickel entfernt. Um den Wickel dann in seiner Wickelgeometrie zu erhalten, ist nur ein Fixieren des freien Endes nicht mehr ausreichend. Neben dem Einschweißen des gesamten Wickels in Folie oder mittelbarem Verbinden der Wickellagen untereinander durch Klemmen oder ähnliches ist es Praxis, Schlauch- und Kabelmaterial, welches sich bei Temperaturen, die sich mit Heißgas erzeugen lassen, schweißen läßt, unmittelbar zu verbinden. Die Verfahrensparameter werden dabei so gewählt, daß die Schlauchoberflächen, welche linienförmig aneinanderliegen miteinander verschmelzen und so eine Heftverbindung entsteht, die zum Zweck des Transportes und der Lagerung den Wickelkörper sicher in seiner Wickelgeometrie hält, jedoch bei Bedarf mit geringem Kraftaufwand ohne Beschädigung des Schlauches lösbar ist. Die für dieses Verfahren häufig gewählte Wickelgeometrie wird durch das Aufwickeln auf einen rotierenden zylinderförmigen Wickelkörper in Richtung der Wickelkörperachse erzeugt, wobei eine lineare Relativbewegung zwischen der Schlauchzuführung und dem Wickelkörper in Richtung der Wickelkörperachse erforderlich ist. Um die Windungen des entstehenden Wickels möglichst dicht aneinander zur Anlage zu bringen, werden der Vorschub und die Drehgeschwindigkeit, sowie die auf den Schlauch einwirkende Zugkraft und eine zur Straffung erforderliche Rückhaltekraft aufeinander abgestimmt. Die Heftverbindungen zwischen den einzelnen Windungen können, je nachdem wann und wie die Heißgaszufuhr innerhalb des Wickelprozeßes erfolgt, in axialer und/oder radialer Richtung erzeugt werden. Wie bereits erwähnt, ist die Anwendung dieses Verfahrens auf bestimmte Materialien beschränkt. Ferner gestattet diese Art der Erwärmung zum Zwecke des Verschweißens nicht die diskontinuierliche Wärmezufuhr im Sinne eines Impulsbetriebes sowie Wärmeeinwirkung auf eine kleine Oberfläche. Insofern ist es schwierig, eine punktförmige Verschweißung zu erzeugen.For the purpose of transporting and storing hose and cable material it is common to wrap it on a cylindrical bobbin and only to fix the free end of the hose or cable. Often, too the winding body, be it for reasons of cost or weight, only for the immediate winding process used and then from the finished winding away. To get the winding in its winding geometry, there is only one Fixing the free end is no longer sufficient. In addition to welding the entire winding in foil or indirect connection of the winding layers with each other by clamping or the like, it is practice to hose and Cable material that is at temperatures that are generated with hot gas let, weld, connect directly. The process parameters are chosen so that the hose surfaces, which are linear merge with each other and create a tack connection, which, for the purpose of transport and storage, securely in the winding body its winding geometry holds, but if necessary with little effort without Damage to the hose is detachable. The one often chosen for this procedure Wrapping geometry is done by winding on a rotating one cylindrical winding body generated in the direction of the winding body axis, wherein a linear relative movement between the hose feed and the Winding body in the direction of the winding body axis is required. To the Turns of the resulting coil as close together as possible to the system bring, the feed and the rotational speed, as well as on the Pulling force acting on the hose and a retention force required for tightening coordinated. The binding connections between the individual Depending on when and how the hot gas supply within the Winding process takes place in the axial and / or radial direction. How already mentioned is the application of this method to certain materials limited. Furthermore, this type of heating allows for the purpose of Welding does not mean the discontinuous heat supply in the sense of a Impulse operation and heat on a small surface. So it is difficult to create a spot weld.
Auch ist eine Regulierung der Haftfestigung der Schweißstelle durch geregelten Wärmeeintrag in die Schlauchoberfläche nur unzureichend möglich, wenn die Schweißstellen ohne Zerstörung des Schlauches mit geringem Kraftaufwand wieder getrennt werden sollen.There is also a regulation of the adhesive strength of the weld by regulated Insufficient heat input into the hose surface if the Welding points again without destroying the hose with little effort should be separated.
Bei dem heutigen Stand der Technik des Laserschweißens ist es für den Fachmann naheliegend darüber nachzudenken, den Heftprozeß mittels Laser durchzuführen. Er wird jedoch schnell erkennen, daß eine Vorrichtung zum automatischen Wickeln eines Wickels in oben beschriebener Geometrie und Heften mittels Laser einen zusätzlich hohen Aufwand, insbesondere an Mechanik erfordern würde, um den Laserstrahl exakt jeweils auf den gewünschten Heftbereich zu richten.With the current state of the art of laser welding, it is for the expert obvious to think about performing the stitching process by laser. However, he will quickly recognize that an automatic winding device a winding in the geometry described above and stitching by laser would also require a lot of effort, particularly in terms of mechanics To direct the laser beam precisely to the desired stapling area.
Eine weitaus günstigere Wickelgeometrie für das Heften mittels Laser ergibt sich, wenn der Schlauch nicht in mehreren Wickellagen um die Achse des Wickelkörpers, sondern in radialen Ebenen zur Achse des Wickelkörpers gewickelt ist. Außerdem erhält man so einen oft wünschenswerten flacheren Wickel.A far more favorable winding geometry for laser stapling results if the hose is not wound in several layers around the axis of the Winding body, but wound in radial planes to the axis of the winding body is. In addition, you get an often desirable flatter wrap.
Mit der GB 1 027 544 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Wickeln eines Kabels bekannt geworden, mit denen ein Kabel innerhalb eines rotierenden Wickelkörpers in mindestens zwei Wickellagen in jeweils radialer Richtung zur Achse von außen nach innen bzw. von innen nach außen gewickelt wird. Der Wickelkörper wird gedreht und mit wechselndem Richtungssinn linear verschoben. Ob und wie der fertige Wickel nach Entnahme vom Wickelkörper in sich fixiert wird, ist nicht Gegenstand der beschriebenen Lösung.GB 1 027 544 describes a method and a device for automatic Wrapping a cable has become known with which a cable within a rotating winding body in at least two winding layers in radial Direction to the axis from outside to inside or from inside to outside becomes. The winding body is rotated and linear with changing direction postponed. Whether and how the finished winding after removal from the winding body in is fixed, is not the subject of the solution described.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher ein Schlauchwickel mit mindestens zwei Wickellagen in je einer zur Wickelachse radialen Ebene gewickelt und mittels Laser geheftet werden kann. The invention has for its object to a method and an apparatus create with which a hose wrap with at least two winding layers in each a radial plane to the winding axis and are stapled by laser can.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen erläutert.This object is achieved with a method according to claim 1 and with a Device according to claim 3 solved. Advantageous designs are in the Sub-claims explained.
Nachfolgend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become. In the accompanying drawing:
Fig. 1: die Prinzipanordung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht Fig. 1: the principle arrangement of a device according to the invention in plan view
Fig. 2: ein Schnittbild der in Fig. 1 dargestellte Prinzipanordnung Fig. 2: a sectional view of the basic arrangement shown in Fig. 1
Fig. 3: eine Seitenansicht auf den Wickelkörper Fig. 3 is a side view of the winding body
Fig. 4 eine Einzeldarstellung des Kerns Fig. 4 shows an individual representation of the core
Eine erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 1 dient der Herstellung eines Wickels mit zwei Wickellagen und besteht im wesentlichen aus einer Wickeleinrichtung 1, einer Schlauchzuführung 2, einer Laserbaugruppe 3 und Andruckelementen 4. Die Wickeleinrichtung 1 umfaßt den Wickelkörper 9, welcher aus einem Hohlzylinder 5 mit einer Höhe h und einem Innendurchmesser di, einer den Hohlzylinder 5 einseitig schließenden Grundplatte 6 und einem koaxial angeordneten Kern 7 mit einem Kerndurchmesser da besteht. Der Innendurchmesser di und der Kerndurchmesser da sind so dimensioniert, daß ein zu wickelnder Schlauch 8 mit vorgegebenem Durchmesser und Länge in zwei Lagen in den Wickelkörper dicht anliegend gewickelt werden kann, wobei die beiden Schlauchenden gut greifbar aus dem Umfang des entstehenden Wickels herausragen sollen. Der entstehende Wickel weist dann einen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser di des Hohlzylinders 5 und einen Innendurchmesser gleich dem Kerndurchmesser da auf. Der Wickelkörpers 9 ist drehbar gelagert mit einem Motor und einer Steuerung verbunden, die es gestattet, das Drehmoment und die Winkelgeschwindigkeit des Wickelkörpers 9 zu variieren. Darüber hinaus ist der Wickelkörper 9 mittelbar mit einem Linearantrieb 12 verbunden, welcher eine Verschiebung mit wechselndem Richtungssinn über einen Verschiebeweg, bestimmt durch die gewünschten Wickelabmaße, mit einer variierbaren Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht. An arrangement according to the invention according to FIG. 1 serves to produce a roll with two winding layers and essentially consists of a winding device 1 , a hose feed 2 , a laser assembly 3 and pressure elements 4 . The winding device 1 comprises the winding body 9 , which consists of a hollow cylinder 5 with a height h and an inner diameter d i , a base plate 6 closing the hollow cylinder 5 on one side and a coaxially arranged core 7 with a core diameter d a . The inner diameter d i and the core diameter d a are dimensioned such that a tube 8 to be wound with a given diameter and length can be wound tightly in two layers in the winding body, the two tube ends protruding from the circumference of the resulting winding in a tangible manner . The resulting coil then has an outer diameter equal to the inner diameter d i of the hollow cylinder 5 and an inner diameter equal to the core diameter d a . The bobbin 9 is rotatably connected to a motor and a controller which allows the torque and the angular velocity of the bobbin 9 to be varied. In addition, the winding body 9 is indirectly connected to a linear drive 12 , which enables displacement with an alternating sense of direction over a displacement path, determined by the desired winding dimensions, with a variable feed rate.
Die Schlauchzuführung 2 umfaßt einen Antrieb und Umlenkelemente, die so ausgelegt sind, daß der Schlauch mit einer vorgewählten Geschwindigkeit unter einem Einführwinkel χ zur Senkrechten zum Verschiebeweg des Wickelkörpers von der offenen Seite des Wickelkörpers in diesen eingefügt werden kann. Der Einführwinkel χ wird in Abhängigkeit von der Geometrie und den Materialeigenschaften des Schlauchmaterials ausgewählt. Als Umlenkelemente kommen bevorzugt drehbar gelagerte Rollen zum Einsatz. Der Antrieb wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine angetriebene Rolle und eine den Schlauch an diese drückende drehbare Rolle realisiert. Zumindest im Fügebereich weist der Schlauch einen Winkel α zur Wickelebene auf, die eine parallele Ebene zur Grundplatte 6 ist, der größer bemessen ist als der Einstrahlwinkel β eines von der Laserbaugruppe 3 kommenden, auf den Fügebereich gerichteten Laserstrahl 10, damit dieser ungehindert wirken kann. Die Mindestgröße des Einstrahlwinkels β ist durch die Abmaße des Wickelkörpers 4, insbesondere der Höhe h bestimmt. Zum Fixieren der Windungen während des Wickelns innerhalb der Wickelebene wird der Schlauch 8 durch senkrecht zur Wickelebene bewegliche, federbelastete Andruckelemente 4 in Form von Rollen und eine Fixierplatte 11 mit einem etwas größerem Durchmesser als der Kerndurchmesser in Richtung der Grundplatte 6 gedrückt. Die Andruckelemente können auch durch hydraulische und pneumatische Kraftübertragungselemente verstellt werden, deren Kraft durch eine geeignete Regeleinrichtung und in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit variiert wird.The hose feed 2 comprises a drive and deflecting elements, which are designed so that the hose can be inserted into the winding body from the open side of the winding body at a preselected speed at an insertion angle χ to the vertical to the displacement path of the winding body. The insertion angle χ is selected depending on the geometry and the material properties of the hose material. Rotatable rollers are preferably used as deflection elements. In this exemplary embodiment, the drive is realized by a driven roller and a rotatable roller pressing the hose against it. At least in the joining area, the hose has an angle α to the winding plane, which is a parallel plane to the base plate 6 , which is dimensioned larger than the angle of incidence β of a laser beam 10 coming from the laser assembly 3 and directed onto the joining area, so that it can act unimpeded. The minimum size of the angle of incidence β is determined by the dimensions of the winding body 4 , in particular the height h. To fix the windings during winding within the winding plane, the tube 8 is pressed in the direction of the base plate 6 by spring-loaded pressure elements 4 in the form of rollers, which are movable perpendicular to the winding plane, and a fixing plate 11 with a slightly larger diameter than the core diameter. The pressure elements can also be adjusted by hydraulic and pneumatic force transmission elements, the force of which is varied by a suitable control device and as a function of the winding speed.
Zur Beschreibung der Durchführung des Verfahrens und der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein in Fig. 1 dargestelltes Koordinatensystem eingeführt.A coordinate system shown in FIG. 1 is introduced to describe the implementation of the method and the mode of operation of a device according to the invention.
Vor Beginn des Wickelns wird ein Ende des Schlauches in einer dafür vorgesehenen Öffnung im Hohlzylinder 5, die wie in Fig. 1 ersichtlich zur Vergrößerung der Klemmfläche durch eine dafür vorgesehene Wandverstärkung geführt sein kann, geklemmt, so daß es in y-Richtung aus dem Wickelkörper 9 herausragt. Bei rotierender Bewegung des Wickelkörpers 9 wird nun der Schlauch 8 in den Wickelkörper 9 gezogen und legt sich während der Bildung einer ersten Windung an die Innenwandung des Hohlzylinders 5 an. Während des Wickelvorganges, beginnend mit der Rotation des Wickelkörpers 9, wird dieser in x-Richtung durch einen Linearantrieb 12 so verschoben, daß ein aneinanderlegen des Schlauches von außen nach innen in der ersten Wickelebene bis zum Kern hin erfolgt. Die von oben auf den eingelegten Schlauch 8 einwirkenden Andruckelemente 4 sorgen für eine durchgängige Auflage auf der Grundplatte 6. Durch geeignete Wahl der Antriebsparameter des den Wickelkörper 9 antreibenden Motors und des Antriebes der Schlauchzuführung 2 wird zusätzlich zu der den Schlauch in den Wickelkörper 9 einziehenden Zugkraft eine auf den Schlauch 8 mindestens im Fügebereich wirkende Druckkraft erzeugt. Der Schlauch 8 wird dadurch nach außen gedrückt, wodurch eine durchgängige Anlage an die jeweils letztgelegte Windung erfolgt. Durch eine am Kern vorhandene Führung und die Fixierplatte 11 wird der Schlauch von der ersten in die zweite Wickelebene zwangsgeführt. Diese Führung kann, wie in Fig. 4 ersichtlich, eine über einen Wickelbereich kleiner 360° am Kernumfang anliegende Führungsbahn 13 konstanter Steigung sein.Before the start of winding, one end of the tube is clamped in an opening provided in the hollow cylinder 5 , which, as can be seen in FIG. 1, can be guided by a wall reinforcement provided for this purpose in order to enlarge the clamping surface, so that it comes out of the winding body in the y direction 9 protrudes. When the winding body 9 rotates, the tube 8 is now pulled into the winding body 9 and lies against the inner wall of the hollow cylinder 5 during the formation of a first turn. During the winding process, starting with the rotation of the winding body 9 , the latter is displaced in the x direction by a linear drive 12 such that the tube is placed against one another from the outside inwards in the first winding plane to the core. The pressure elements 4 acting on the inserted hose 8 from above ensure a continuous support on the base plate 6 . By suitable selection of the drive parameters of the motor driving the winding body 9 and the drive of the hose feed 2 , in addition to the pulling force pulling the hose into the winding body 9, a compressive force acting on the hose 8 at least in the joining area is generated. The hose 8 is thereby pressed outwards, as a result of which there is continuous contact with the last winding in each case. The hose is positively guided from the first to the second winding level by a guide provided on the core and the fixing plate 11 . This guide can, as can be seen in FIG. 4, be a guide track 13 of constant pitch lying over a winding area smaller than 360 ° on the core circumference.
Nachdem die erste Wickellage vollständig entstanden ist, wird der Richtungssinn des Linearantriebes 12, welcher den Wickelkörper 9 in x-Richtung verschiebt, umgekehrt und die Antriebsparameter so geändert, daß nunmehr statt der Druckkraft beim Legen der ersten Wickellage eine zweite Zugkraft wirkt, welche eine Straffung des Schlauches 8 zur Folge hat. Dies hat wiederum die Wirkung, daß sich der Schlauch 8 durchgängig an die jeweils innere Windung anlegt.After the first winding layer has been created completely, the direction of the linear drive 12 , which shifts the winding body 9 in the x direction, is reversed and the drive parameters are changed so that now instead of the compressive force when the first winding layer is placed, a second tensile force acts, which tightens the tension of the hose 8 results. This in turn has the effect that the hose 8 is continuously applied to the inner turn.
Gleichzeitig, während die zweite Wickellage gelegt wird, erfolgt das Heften mittels Laser. Die notwendige Relativbewegung zwischen Laser und dem Wickel, welcher an mehreren Stellen zwischen den beiden Wickellagen geheftet werden soll, wird bereits durch den beim Wickelvorgang notwendigen Bewegungsablauf realisiert. Dadurch kann der Laserstrahl 10 ortsfest auf eine Stelle gerichtet werden, nämlich genau die Stelle, an welcher der Schlauch beim Legen der zweiten Wickellage zur Auflage auf die erste Lage gelangt. Die Strahlungsparameter werden in Abhängigkeit von Schlauchmaterial und Größe der gewünschten Heftverbindung gewählt.At the same time, while the second winding layer is being laid, the laser is used to staple. The necessary relative movement between the laser and the winding, which is to be stapled at several points between the two winding layers, is already realized by the movement sequence necessary during the winding process. As a result, the laser beam 10 can be directed to a fixed location, namely precisely the point at which the tube comes to rest on the first layer when the second winding layer is placed. The radiation parameters are selected depending on the tube material and size of the desired tack connection.
Selbstverständlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer erfindungsgemäßen Anordnung auch Wickel mit mehr als zwei Wickellagen hergestellt werden. Grenzen sind lediglich durch die notwendige Vergrößerung des Einstrahlwinkels β und des Einführwinkels α im Fügebereich gesetzt. Of course, with the method according to the invention and a arrangement according to the invention also windings with more than two winding layers getting produced. Limits are only due to the necessary enlargement of the Beam angle β and the insertion angle α are set in the joining area.
11
Wickeleinrichtung
Winding device
22nd
Schlauchzuführung
Hose feed
33rd
Laserbaugruppe
Laser assembly
44
Andruckelement
Pressure element
55
Hohlzylinder
Hollow cylinder
66
Grundplatte
Base plate
77
Kern
core
88th
Schlauch
tube
99
Wickelkörper
Bobbin
1010th
Laserstrahl
laser beam
1111
Fixierplatte
Fixing plate
1212th
Linearantrieb
linear actuator
1313
Führungsbahn
h Höhe des Hohlzylinders Guideway
h Height of the hollow cylinder
55
da d a
Kernaußendurchmesser, entspricht auch dem Wickelinnendurchmesser
di Core outer diameter, also corresponds to the inner winding diameter
d i
Innendurchmesser des Hohlzylinders Inner diameter of the hollow cylinder
55
, entspricht auch dem
Wickelaußendurchmesser
α Einführwinkel des Schlauches zur Wickelebene
β Einstrahlwinkel des Lasers , also corresponds to the outside diameter of the winding
α Insertion angle of the hose to the winding level
β angle of incidence of the laser
1010th
zur Wickelebene
χ Einführwinkel des Schlauches zur Senkrechten der Verschieberichtung des
Linearantriebes
to the winding level
χ Insertion angle of the hose to the vertical of the direction of displacement of the linear drive
Claims (5)
- - der Schlauch (8) innerhalb eines rotierenden Wickelkörpers (9) bestehend aus einem rotationssymetrischen, einseitig mit einer Grundplatte (6) verschlossenen Hohlkörper (5) mit koaxialem Kern (7) in mindestens zwei Wickellagen in jeweils radialer Ebene zur Hohlkörperachse gewickelt wird,
- - die Wickellagen abwechselnd von außen, den Schlauch (8) an die Innenwandung des Hohlkörpers (5) anlegend nach innen, den Schlauch (8) an den Kern (7) anlegend und entsprechend von innen nach außen erzeugt werden, indem der Wickelkörper (9) mit wechselndem Richtungssinn linear verschoben wird,
- - beim Wickeln von außen nach innen auf den Schlauch (8) eine Druckkraft in Wickelrichtung wirkt, wodurch sich der Schlauch (8) beim Einlegen an die ihn dann umschließende Windung beziehungsweise die Innenwandung des Hohlkörpers (5) anlegt,
- - nach vollständigem Entstehen einer Wickellage, von außen nach innen gewickelt, der Schlauch (8) am Kern (7) in die nächste Ebene zwangsgeführt wird,
- - beim Wickeln von innen nach außen auf den Schlauch (8) eine Zugkraft in Wickelrichtung wirkt, wodurch der Schlauch (8) beim Einlegen gestrafft wird und sich gleichmäßig an die innen liegende Windung beziehungsweise den Kern (7) anlegt und
- - beim Wickeln der der ersten Wickellage folgenden Wickellagen auf die Stelle des Auftreffens des Schlauches (8) auf die untere Wickellage mindestens zeitweise ein Laserstrahl (10) gerichtet wird, welcher die Schlauchoberflächen mindestens im Berührungsbereich so erwärmt, daß sie miteinander verschmelzen.
- - The tube ( 8 ) is wound within a rotating winding body ( 9 ) consisting of a rotationally symmetrical hollow body ( 5 ) closed on one side with a base plate ( 6 ) with a coaxial core ( 7 ) in at least two winding layers in each radial plane to the hollow body axis,
- - The winding layers alternately from the outside, the tube ( 8 ) against the inner wall of the hollow body ( 5 ) inwards, the tube ( 8 ) against the core ( 7 ) and correspondingly generated from the inside to the outside by the winding body ( 9 ) is shifted linearly with changing direction,
- a compressive force acts in the winding direction on the tube ( 8 ) when it is being wound from the outside, so that the tube ( 8 ) lies against the winding or the inner wall of the hollow body ( 5 ) when it is inserted,
- - after the complete formation of a winding layer, wound from the outside in, the tube ( 8 ) on the core ( 7 ) is forced into the next level,
- - When winding from the inside out on the hose ( 8 ), a tensile force acts in the winding direction, whereby the hose ( 8 ) is tightened when inserted and lies evenly against the inside turn or core ( 7 ) and
- - When winding the winding layers following the first winding layer at the point of impact of the hose ( 8 ) on the lower winding layer, a laser beam ( 10 ) is directed at least temporarily, which heats the hose surfaces at least in the contact area so that they fuse with one another.
- - die Wickeleinrichtung (1) einen zur Rotation mit einem Motor und zur Verschiebung mit einem Linearantrieb (12) verbundenen Wickelkörper (9) umfaßt, welcher bestimmend für die Geometrie des entstehenden Wickels ist, aus einem rotationssymmetrischen, einseitig mit einer Grundplatte (6) verschlossenen Hohlkörper (5) mit einem Innendurchmesser di und einem koaxial angeordneten Kern (7) mit einem Außendurchmesser da und einer darauf lösbar befestigten Fixierplatte (11) besteht,
- - die Laserbaugruppe einen Laserstrahl (10) bewirkt, der unter einem Einstrahlwinkel β zur Grundplatte (6) auf die Stelle des Auftreffens des Schlauches (8) auf die untere Wickellage in den Wickelkörper (9) gerichtet ist,
- - die Schlauchzuführung (2) Umlenkelemente und einen Antrieb umfaßt, welche den Schlauch (8) unter einem Einführwinkel α zur Grundplatte (6) größer als der Einstrahlwinkel β des Laserstrahles (10) und einem Einführwinkel χ zur Senkrechten der Verschieberichtung des Linearantriebs (12), gewählt in Abhängigkeit von Geometrie und Materialeigenschaften des Schlauchmaterials, in den Wickelkörper (9) einlegt,
- - der Kern (7) an seinem Umfang eine Führungsbahn aufweist, über welche der Schlauch (8) nach oben hin zur nächsten Wickellage zwangsgeführt wird und
- - eine Steuerung vorhanden ist zur Abstimmung der Leistungsparameter des Motors, des Linearantriebes (12), des Antriebes der Schlauchzuführung (2) und der Laserbaugruppe (3).
- - The winding device ( 1 ) comprises a winding body ( 9 ) connected for rotation with a motor and for displacement with a linear drive ( 12 ), which is determining for the geometry of the resulting winding, from a rotationally symmetrical, closed on one side with a base plate ( 6 ) There is a hollow body ( 5 ) with an inner diameter d i and a coaxially arranged core ( 7 ) with an outer diameter d a and a fixing plate ( 11 ) detachably fastened thereon,
- - The laser assembly causes a laser beam ( 10 ) which is directed at an angle of incidence β to the base plate ( 6 ) at the point where the hose ( 8 ) strikes the lower winding layer in the winding body ( 9 ),
- - The hose feed ( 2 ) comprises deflection elements and a drive, which the hose ( 8 ) at an insertion angle α to the base plate ( 6 ) larger than the angle of incidence β of the laser beam ( 10 ) and an insertion angle χ to the vertical of the direction of displacement of the linear drive ( 12 ) , selected depending on the geometry and material properties of the tube material, into which the winding body ( 9 ) is inserted,
- - The core ( 7 ) has a guide track on its circumference, via which the tube ( 8 ) is positively guided upwards to the next winding position and
- - A controller is available to coordinate the performance parameters of the motor, the linear drive ( 12 ), the drive of the hose feed ( 2 ) and the laser assembly ( 3 ).
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1995
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1027544A (en) * | 1963-07-06 | 1966-04-27 | Kablo Kladno | A method of and device for automatically winding and guiding cables on impregnating turntables |
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