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Kabelprüfstand für ein Kabel bei Wechselbelastungen - Dokument DE10120881B4
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10120881B4 23.12.2004
Titel Kabelprüfstand für ein Kabel bei Wechselbelastungen
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Peter, Klaus, 85092 Kösching, DE;
Böhm, Gerhard, 91804 Mörnsheim, DE;
Puchtler, Jürgen, 85080 Gaimersheim, DE;
Bräutigam, Josef, 85092 Kösching, DE;
Kirschenheuter, Klaus, 85049 Ingolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 27.04.2001
DE-Aktenzeichen 10120881
Offenlegungstag 31.10.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.12.2004
IPC-Hauptklasse G01M 19/00
IPC-Nebenklasse G01R 31/02   

Beschreibung[de]

Die Beschreibung betrifft einen Kabelprüfstand für ein Kabel bei Wechselbelastungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekannter Kabelprüfstand für ein Kabel bei Wechselbelastungen (DE 44 00 520 C1) umfasst eine Haltevorrichtung zur lösbaren Halterung des Kabels im Prüfstand sowie wenigstens eine zur Kabelbelastung bewegbare Bewegungsvorrichtung mit wenigstens einer zugeordneten Einspannvorrichtung zur Anbindung des Kabels an die Bewegungsvorrichtung. Zudem ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung vorgesehen sowie eine Prüfeinrichtung, an die das Kabel zur elektrischen Prüfung an beiden Enden anschließbar ist.

Konkret ist hier ein Kabelende exzentrisch an einen Drehantrieb angeschlossen, der wiederum auf einem Drehantrieb angeordnet ist, wobei beide Drehachsen etwa senkrecht aufeinander stehen. Ein zu prüfendes Kabel hängt hier zwischen einer Haltevorrichtung an einem Kabelende und der Einspannvorrichtung am Drehantrieb bogenförmig durch. Mit einem solchen Kabelprüfstand sollen vorzugsweise Kabelbelastungen simuliert werden, wie sie bei Kabelverbindungen zwischen angekoppelten Schienenfahrzeugen auftreten. Die Prüfeinrichtung ist hier lediglich für eine elektrische Durchgangsprüfung d. h. zur Ermittlung eines Kabelbruchs ausgelegt. Weitere konkrete Angaben zur Prüfeinrichtung sind nicht gemacht.

Mit dem bekannten Kabelprüfstand sind spezifische Belastungen, wie lineare Schleppbelastungen, Torsionsbelastungen, Radien- und Wickelbelastungen sowie Knick- und Teildrehbeanspruchungen an der Zugentlastung von Steckern nicht oder nur unzureichend simulierbar. Insbesondere können mit dem bekannten Kabelprüfstand vieladrige Kabel, beispielsweise Steuerkabel für Roboter nur unzureichend im Versuch unter simulierten Testbedingungen geprüft werden. Wesentlich sind hier reproduzierbare Testergebnisse bei gleichen Belastungszyklen spezifischer Einzelbelastungen, insbesondere zum Vergleich und für eine optimale Auswahl aus unterschiedlichen Kabelausführungen.

Weiter ist aus der DE 26 26 727 A1 ein Kabelprüfgerät mit Anzeigesystem bekannt. Dieses Kabelprüfgerät ist für Reihen- und Kurzschlussmessungen ausgelegt, und zwar dergestalt, dass die einzelnen Adern eines Kabels durchgemessen und auf die richtige Reihenfolge hin überprüft werden, wobei das Prüfergebnis optisch angezeigt wird. Spezifische Kabelbelastungen sind mit einem derartigen Kabelprüfgerät nicht zu simulieren.

Des weiteren ist aus der US 4,453,414 eine Prüfeinrichtung bekannt, mittels der ein Kabel einer Zugkraft unterworfen werden kann. Auch mit einem derartigen Prüfgerät können die zuvor genannten spezifischen Belastungen, wie z. B. Schlepp-, Torsions-, Radien- und Wickelbelastungen sowie Knick- und Teildrehbeanspruchungen nicht simuliert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber einen Kabelprüfstand zu schaffen mit dem insbesondere vieladrige Steuerkabel unter weitgehend definierbaren und reproduzierbaren Wechselbelastungen auf Fehler überprüfbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist entlang einer Vertikalführung ein gewichtsbeaufschlagter Belastungsschlitten von einer Schlitten-Tiefstellung in eine Schlitten-Hochstellung frei verschiebbar gelagert. Die Kraft zum Anheben des Belastungsschlittens ist durch dessen Gewicht bestimmt und kann durch gezieltes weiteres Anbringen von Zusatzgewichten vorgegeben und eingestellt werden.

Auf dem Belastungsschlitten ist wenigstens eine Schlitten-Kabelführungsrolle mit einem bestimmten Radius und waagrechter Drehachse gelagert.

Ausgehend von der ortsfesten Halteführung als Zugabstützung ist das zu prüfende Kabel von einem Niveau oberhalb und seitlich der Position der Schlitten-Kabelführungsrolle bei einer Schlitten-Hochstellung unter der Schlitten-Kabelführungsrolle anliegend wiederum auf ein Niveau oberhalb und gegenüber seitlich der Position der Schlitten-Kabelführungsrolle bei einer Schlitten-Hochstellung geführt. Mit anderen Worten verläuft das zu prüfende Kabel bei jeder Schlittenstellung bifilar zu beiden Seiten der Schlitten-Kabelführungsrolle unter dieser durch, wobei eine Kabelseite an der ortsfesten Haltevorrichtung als Zugabstützung gehalten ist.

Im weiteren Kabelverlauf ist das Kabel mit einem zu Hin- und Herbewegungen ansteuerbaren Zugantrieb als Bewegungsvorrichtung über die Einspannvorrichtung verbindbar. Dadurch wird die wirksame Kabellänge im Bereich des Belastungsschlittens verkürzt und der Kabelbogen verkleinert, so dass damit zwangsläufig der Belastungsschlitten angehoben wird. Bei der gegenläufigen Bewegung des Zugantriebs senkt sich der Belastungsschlitten aufgrund seines eigenen und ggf. durch Zusatzgewicht erhöhten Gewichts in seine Schlitten-Tiefstellung wieder ab. Das Kabel wird dabei im Bereich der Schlitten-Kabelführungsrolle mit einer Radienbelastung entsprechend dem Radius der Schlitten-Kabelführungsrolle und mit einer Zugbelastung entsprechend dem Belastungsschlittengewicht bewegbar und testbar. Ersichtlich können gezielte und reproduzierbare Belastungen vorgegeben und eingestellt werden durch das Gewicht am Belastungsschlitten, durch den Durchmesser der Schlitten-Kabelführungsrolle und durch die Einspannlänge des Kabels zwischen der ortsfesten Haltevorrichtung und dem Zugantrieb, wodurch der Bewegungsweg des Belastungsschlittens vorgebbar ist. Damit ist ein Kabeltest mit ggfs. gezielt variierbaren Zugbelastungen und Radienbelastungen möglich.

In einer Weiterbildung nach Anspruch 2 sind drei etwa nebeneinanderliegende Schlitten-Kabelführungsrollen verwendet zwischen denen das Kabel S-förmig geführt ist. Damit treten hier in einer vorteilhaft erweiterten Testmöglichkeit am Kabel innen- und außenliegende Radienbelastungen als Wechselbelastungen bei der Bewegung des Belastungsschlittens auf. Die Art und Größe dieser innen- und außenliegenden Radienbelastungen können durch den Abstand der Schlitten-Kabelführungsrollen sowie durch deren Durchmesser vorgegeben bzw. variiert werden. In einer zweckmäßigen Ausführungsform liegen die beiden seitlichen Schlitten-Kabelführungsrollen etwa in einer waagrechten Ebene und die mittlere Schlitten-Kabelführungsrolle ist etwas nach oben versetzt, wobei jeweils gleiche relativ kleine Rollendurchmesser verwendet sind.

Zweckmäßig wird nach Anspruch 3 der ortsfesten Haltevorrichtung ein über dem Niveau der wenigstens einen Schlitten-Kabelführungsrolle bei einer Schlitten-Hochstellung liegendes Umlenkelement mit einem bestimmten Umlenkradius nachgeordnet, welches vor dem Belastungsschlitten angeordnet ist. Dieses Umlenkelement kann lediglich als Schulter ausgebildet sein, da das Kabel hier keine Linearbewegung durchführt. Es kann jedoch auch eine Rolle verwendet werden. Neben der Bestimmung des Kabelabstützpunkts bezüglich des Belastungsschlittens führt ein solches Umlenkelement vorteilhaft auch zu einer besseren Kraftverteilung für die Haltevorrichtung, wobei diese wegen der nachfolgenden Umlenkung weitgehend frei an einer geeigneten Stelle im Prüfstand angeordnet werden kann.

Eine wesentliche Weiterbildung des Prüfstands wird mit den Merkmalen des Anspruchs 4 erreicht. Im Kabelverlauf zwischen der wenigstens einen Schlitten-Führungsrolle und dem Zugantrieb sind dazu wenigstens eine Umlenkrolle und/oder wenigstens eine Wickelrolle angebracht. Durch die wenigstens eine Umlenkrolle kann einerseits eine Radienbelastung entsprechend dem Radius der Umlenkrolle erreicht werden und andererseits wird eine Umlenkung der Kabelrichtung möglich, so dass der angeschlossene Zugantrieb weitgehend frei an einer geeigneten Stelle im Kabelprüfstand angeordnet werden kann. Zudem wird zweckmäßig auch eine Wickelrolle angebracht, um die das Kabel mit wenigstens einer Wicklung geschlungen ist, so dass auch Kabelbelastungen die sich durch eine Kabelwicklung ergeben getestet werden können. Besonders bei Radien- und Wickelbelastungen können im Kabel sogenannte „Memory-Effekte" auftreten, die zu bleibenden ungünstigen Form- und Gestaltveränderungen mit einer erhöhten Gefahr von Kabelfehlern führen.

Besonders kritisch sind Kabelbelastungen bei kleinen Kabelradien. Daher werden von Kabelherstellern regelmäßig Angaben über Minimal-Radien gemacht, die beim Kabeleinsatz nicht unterschritten werden dürfen. Zur Prüfung ob diese Angaben erfüllt werden können im Kabelprüfstand Umlenkrollen und/oder Wickelrollen mit entsprechenden Minimal-Radien eingesetzt und für einen Test verwendet werden. Damit hierzu kein Wechsel von Rollen für unterschiedliche Prüfradien erforderlich ist, wird mit Anspruch 5 wenigstens eine modifizierte Wickelrolle vorgeschlagen. Diese soll in der Wickelachsenlänge unterschiedlich gestufte Wickeldurchmesser mit jeweils dazwischenliegenden Trennwänden aufweisen. Für unterschiedliche Radien-Belastungstests für jeweils angegebene Minimal-Radien ist somit das Kabel lediglich um den entsprechenden Wickeldurchmesser dieser Wickelrolle zu führen. Anpassungs- oder Umbauarbeiten am Prüfstand sind dabei nicht erforderlich.

Für einen Einsatz von Kabeln, die betriebsmäßig über den Boden oder über Gegenstände geschleppt werden ist eine hohe Abriebfestigkeit wesentlich. Mit den Merkmalen nach Anspruch 6 wird diese dadurch getestet, dass zwischen dem Belastungsschlitten und dem Zugantrieb eine Scheuereinrichtung vorgesehen ist, wobei das zu prüfende Kabel in seiner Hin- und Herbewegung an einem Scheuerelement anliegend entlang geführt wird. Die Belastung kann hier durch die Rauhigkeit des Scheuerelements und die gegenseitige Anlagekraft eingestellt und variiert werden.

Der Zugantrieb für das Kabel kann grundsätzlich durch unterschiedliche an sich bekannte Antriebsvarianten realisiert werden, wobei insbesondere elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebe möglich sind. Ein einfacher und platzgünstig anbringbarer Zugantrieb wird mit Anspruch 7 als vorzugsweise vertikal ausgerichteter Linearantrieb angegeben, wobei das Kabel mittels einer Einspannvorrichtung lösbar mit einem Antriebsschlitten des Linearantriebs verbindbar ist. Diese Einspannvorrichtung kann beispielsweise zusätzlich zu einer Spannschelle weitere Spannelemente für eine verbesserte Kraftverteilung sowie für eine genaue Einstellung einer Kabeleinspannlänge aufweisen.

In einer weiteren Ausgestaltung des Kabelprüfstands nach Anspruch 8 ist ein Kabelende im Kabelverlauf nach der Einspannvorrichtung am Antriebsschlitten mit einem Kabelstecker an einem ortsfesten Gegenstecker in einer betriebsmäßigen Simulation festlegbar, dergestalt dass der Kabelendbereich zwischen Einspannvorrichtung und Kabelstecker eine in ihrer Gestalt durch die Bewegung des Antriebsschlittens veränderbare, bogenförmige Kabelbucht bildet. Damit wird vorteilhaft eine lineare Schleppbelastung einer Kabelbucht sowie eine Knickbeanspruchung an der Zugentlastung des Kabelsteckers simulierbar. Variationen in der Belastung können beispielsweise durch unterschiedliche Einspannbedingungen mit unterschiedlichen Buchtgrößen erreicht werden.

Eine weitere auch unabhängig von den vorstehenden Ausführungen einsetzbare Teilvorrichtung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 9 beansprucht. Dabei ist in einem Kabelverlauf vor einer ortsfesten ersten Haltevorrichtung eine Torsionsbelastungs-Einrichtung angeordnet, die eine ortsfeste zweite Haltevorrichtung und eine zweite Einspannvorrichtung an einem wechselseitig mittels eines Schwenkantriebs betätigbaren Schwenkteils umfasst. Somit ist hier ein Kabelbereich bestimmter Länge zwischen der ersten und zweiten Haltevorrichtung bevorzugt vertikal und im wesentlichen gestreckt einspannbar. Das Schwenkteil liegt dazwischen mit einer Schwenkachsrichtung entlang der Kabelerstreckung wobei die Einspannvorrichtung im Bereich der Schwenkachse angeordnet ist. Damit wird durch den wechselseitigen Schwenkbetrieb des Schwenkteils eine Torsionsbelastung auf den eingespannten Kabelbereich aufgebracht. Zweckmäßig ist die Anordnung für Schwenkwinkel von plus/minus 260° ausgelegt. Variationen der Torsionsbelastung sind durch Veränderungen der Schwenkwinkel und/oder der Kabeleinspannlänge reproduzierbar möglich. Somit kann in dem hier eingespannten Kabelbereich eine Kabelprüfung bei reinen Torsionsbelastungen ohne zusätzliche Zug- und Biegebelastungen erfolgen.

Der dazu erforderliche Schwenkantrieb kann mit an sich bekannten Antrieben und Steuerungen realisiert werden. Zweckmäßig wird nach Anspruch 10 auch hier ein Linearantrieb in einer Exzenteranordnung verwendet. Durch Änderungen an der Exzenteranbindung können dabei einfache Schwenkwinkeländerungen vorgenommen werden.

In einer weiteren Teilvorrichtung nach Anspruch 11 ist ein zweiter Kabelendbereich nach einer ortsfesten dritten Haltevorrichtung mit einem zweiten Kabelstecker in einem zweiten ortsfesten Gegenstecker festlegbar, dergestalt, dass der Kabelendbereich zwischen der dritten Haltevorrichtung und dem Kabelstecker eine Kabelbucht mit bestimmter Ausgangsbogenform bildet. Im Gegensatz zu der in Verbindung mit Anspruch 8 angegebenen Bewegungsvorrichtung verbleiben jedoch hier beide Fluchtenden ortsfest festgelegt. Für eine Belastung wird hier eine Schleppbelastungs-Einrichtung, vorzugsweise als dritter Linearantrieb vorgesehen, die mit einer dritten Einspannvorrichtung im Bereich der Bogenform zu einer Hin- und Herbewegung der Kabelbucht des Kabels anschließbar ist. Damit wird eine lineare Schleppbewegung der Kabelbucht sowie eine Teildrehbewegung mit einer Drehbelastung an der Zugentlastung des Kabelsteckers simulierbar.

Der Kabelprüfstand soll als Universalprüfstand für eine Vielzahl unterschiedlicher Kabelausführungen geeignet sein, die entsprechend auch unterschiedliche Kabelstecker aufweisen. Um hier Anpassungsarbeiten auf ein Minimum zu reduzieren wird mit Anspruch 12 vorgeschlagen ortsfeste Gegenstecker am Prüfstand anzubringen und Anpassungen an individuelle Kabelstecker durch wechselbare Zwischenadapterelemente auszuführen. Die ortsfesten Gegenstecker sind dabei mit einem vieladrigen Kabel entsprechend der maximalen Adernprüfanzahl mit der Prüfeinrichtung verbunden, wobei im Zwischenadapterelement die Umsetzung auf die aktuelle Adernzahl in Verbindung mit dem aktuellen Kabelstecker erfolgt.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung nach Anspruch 13 ist die dritte ortsfeste Haltevorrichtung im Kabelverlauf der zweiten ortsfesten Haltevorrichtung nachgeordnet, so dass dazwischen ein nicht belasteter Kabelbereich liegt. Dies kann als unbelasteter Aufnahmebereich für überschüssige Kabellängen genutzt werden, da die belasteten Teilkabellängen relativ genau in ihrer Länge einzustellen sind.

Nach Anspruch 14 sind mittels der Steuereinrichtung die verwendeten Bewegungsantriebe gemeinsam oder einzeln mit einer vorgebbaren Zeit- und/oder Zyklenanzahl ansteuerbar, so dass entsprechend gleichzeitig alle zugeordneten Belastungen oder jeweils eine zugeordnete Einzelbelastung auf das Kabel aufbringbar ist. Die Steuereinrichtung kann dabei in üblicher Weise Handbetätigungseinrichtungen ebenso wie Programmsteuerungen zum Abfahren von Prüfzyklen aufweisen.

Für eine besonders vorteilhafte Prüfmethode wird jede Einzelader mittels der Prüfeinrichtung für eine jeweilige Einzeladerprüfung über die endseitigen Steckerverbindungen elektrisch mit einem Stromdurchgang belastet. Es soll somit nicht nur wie üblich eine Spannung für eine Durchgangsprüfung anliegen sondern die Einzeladern sollen mit einem Stromdurchgang belastet sein, so dass ein Aderbruch und/oder ein Querschluss zwischen den Adern eindeutig und schnell erkennbar ist. Dazu werden anliegende Sollspannungen und/oder Sollströme adernselektiv auf Schwellwerte überwacht. Bei auftretenden Fehlern werden entsprechende Fehlersignale erzeugt, die für eine adernselektive Anzeige oder Weiterverarbeitung einer Anzeige- und/oder Dokumentationseinheit zuführbar sind.

In einer Weiterbildung der Steuer- und Prüfeinrichtung nach Anspruch 16 wird ein auftretendes Fehlersignal der Steuereinrichtung zugeführt, wodurch diese die anfangs zeitgleiche Ansteuerung aller Bewegungsantriebe stoppt und auf einen anderen Betriebsmodus umschaltet. In diesem geänderten Betriebsmodus werden dann die Bewegungsantriebe mit vorgebbarer Zyklenanzahl nacheinander angesteuert und mit der Prüfeinrichtung wird beobachtet und registriert, ob und bei welcher Antriebsbelastung sich das Fehlersignal zeigt und/oder Schwankungen aufweist. Durch solche Fehlersignalschwankungen können auftretende Fehler regelmäßig dem gerade mit einer Wechselbelastung beaufschlagten Kabellängsbereich örtlich zugeordnet werden. Eine solche Auswertung und Zuordnung erfolgt bei entsprechender Anzeige und Dokumentation selbsttätig, so dass der Kabelprüfstand ohne ständige Betreuung und Überwachung durch eine Bedienperson betrieben werden kann.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische, Vorderansicht eines Kabelprüfstands,

2 eine schematische Teilansicht einer Wickelrolle, die in der Wickelachsenlänge unterschiedliche Wickeldurchmesser mit dazwischenliegenden Trennwänden aufweist, und

3 eine schematische Draufsicht auf eine Prinzipskizze einer Schleppbelastungs-Einrichtung zur Hin- und Herbewegung der Kabel zur Simulation einer linearen Schleppbelastung und Teildrehbewegung an der Zugentlastung des Kabelsteckers.

In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Kabelprüfstand 1 für ein Kabel 2 bei Wechselbelastungen gezeigt.

Wie dies aus der 1 entnommen werden kann, umfasst der Kabelprüfstand 1 einen gewichtsbeaufschlagten Belastungsschlitten 3, der entlang einer Vertikalführung 4 von einer in der 1 dargestellten Schlittentiefstellung 5 in eine hier nicht dargestellte Schlitten-Hochstellung frei verschiebbar gelagert ist.

Auf dem Belastungsschlitten 3 sind drei in etwa nebeneinander liegende Schlitten-Kabelführungsrollen 6, 7, 8 mit vorgegebenem Radius und waagrechter Drehachse gelagert. Das zu prüfende Kabel 2 ist ausgehend von einer ersten ortsfesten Haltevorrichtung 9 als Zugabstützung über eine seitlich von den Schlitten-Kabelführungsrollen 6 bis 8 liegende Umlenkrolle 10 nach unten unter die Schlitten-Kabelführungsrolle 6 hindurch nach oben über die zweite Schlitten-Kabelführungsrolle 7 sowie anschließend wieder nach unten unterhalb der dritten Schlitten-Kabelführungsrolle 8 hindurch nach oben zu einer seitlich neben den Schlitten-Kabelführungsrollen 6 bis 8 liegenden in etwa auf Höhe der ersten Umlenkrolle 10 liegenden Umlenkrolle 12 geführt und von dort aus über eine dazu in der Bildebene der 1 seitlich sowie nach unten versetzte, weitere Umlenkrolle 13 wieder nach oben zu einer in etwa auf Höhe der Umlenkrollen 10, 12 liegenden Wickelrolle 11 geführt. Die Umlenkrollen 10, 12 sind dabei auf einem solchen Niveau angeordnet, dass diese auch in der hier nicht dargestellten Schlitten-Hochstellung oberhalb dem Niveau der Schlitten-Kabelführungsrollen 6 bis 8 liegen.

Wie dies insbesondere auch aus der schematischen Darstellung der 2 ersichtlich ist, weist die Wickelrolle 11 in Wickelachsenlängsrichtung gesehen Bereiche mit unterschiedlichen Wickeldurchmessern auf, die durch dazwischenliegende Trennwände 14 voneinander abgetrennt sind. Dadurch können unterschiedliche Wickeldurchmesser für das zu prüfende Kabel 2 realisiert werden, wobei das zu prüfende Kabel 2 mit einer oder aber auch mit mehreren Wicklungen um die Wickelrolle 11 gewickelt werden kann.

Aus der 1 kann ersehen werden, dass das zu prüfende Kabel von der Wickelrolle 11 ausgehend zu einem Zugantrieb 15 geführt ist, der z.B. als vertikal ausgerichteter Linearantrieb für eine Hin- und Herbewegung entsprechend dem Pfeil 16 der 1 ansteuerbar ist, wobei das zu prüfende Kabel 2 mittels einer Einspannvorrichtung 17 lösbar mit einem Antriebsschlitten 18 des als Linearantrieb ausgebildeten Zugantriebs 15 verbunden ist.

Zwischen dem Belastungsschlitten 3 und dem Zugantrieb 15 ist ferner eine Scheuereinrichtung 19 vorgesehen, an der das zu prüfende Kabel 2 bei seiner Hin- und Herbewegung entlangscheuert.

Bei der Hin- und Herbewegung entsprechend dem Pfeil 16 in 1 wird eine Zugkraft auf das zu prüfende Kabel 2 dergestalt aufgebracht, dass der Belastungsschlitten 3 von seiner in der 1 gezeigten Schlitten-Tiefstellung 5 in eine bestimmte Schlitten-Hochstellung oberhalb dem Niveau der Schlitten-Tiefstellung 5 anhebbar ist und auch wieder abgesenkt werden kann. Über die Schlitten-Kabelführungsrollen 6 bis 8 wird dabei am zu prüfenden Kabel sowohl eine innen- als auch außenliegende Radienbelastung aufgebracht.

Wie dies in der 2 lediglich schematisch dargestellt ist, umfasst die Einspannvorrichtung 17 beispielsweise drei Einspann-Kabelführungsrollen 20 bis 22, über die das zu prüfende Kabel 2 zu einer Einspannstelle 23 der Einspannvorrichtung 17 geführt ist, so dass in dem der Einspannvorrichtung 17 zugeordneten Kabelbereich ebenfalls eine am Kabel innen- und außenliegende Radienbelastung aufbringbar ist, die jedoch im Gegensatz zu der Radienbelastung der Schlitten-Kabelführungsrollen 6 bis 8 mehr statisch ist.

Ein erstes Kabelende 24 des zu prüfenden Kabels 2 ist im Kabelverlauf nach der Einspannvorrichtung 17 mit einem Kabelstecker 25 in einem ortsfesten Gegenstecker 26 so festlegbar, dass der Kabelendbereich zwischen der Einspannvorrichtung 17 und dem Kabelstecker 25 eine in ihrer Gestalt durch die Bewegung des Antriebsschlittens 18 veränderbare, bogenförmige Kabelbucht 27 zur Simulation einer linearen Schleppbelastung und einer Knickbeanspruchung an der Zugentlastung des Kabelsteckers 25 ausbildet.

In einem Kabelverlauf vor der ortsfesten ersten Haltevorrichtung 9 ist eine Torsionsbelastungs-Einrichtung 28 angeordnet, die hier lediglich äußerst schematisch dargestellt ist und eine zweite, ortsfeste Haltevorrichtung 29 sowie eine zweite Einspannvorrichtung 30 an einem wechselseitig mittels eines Schwenkantriebs 31 betätigbaren Schwenkteils 33 umfasst, wobei ein Kabelbereich 32 zwischen der ersten ortsfesten Haltevorrichtung 9 und der zweiten ortsfesten Haltevorrichtung 29 in etwa vertikal und im wesentlichen gestreckt eingespannt ist. Das Schwenkteil 33 liegt dazwischen mit einer Schwenkachsenrichtung entlang der Kabelerstreckung, wobei die Einspannvorrichtung 30 im Bereich der Schwenkachse angeordnet ist. Damit wird durch den wechselseitigen Schwenkbetrieb entsprechend des Pfeils 34 in der 1 eine Torsionsbelastung auf den eingespannten Kabelbereich 32 aufgebracht. Der Schwenkantrieb 31 kann dabei durch einen zweiten Linear-Antrieb in einer Exzenteranordnung gebildet sein.

Wie dies aus der 1 zudem weiter entnommen werden kann, ist ein zweiter Kabelendbereich 35 nach einer ortsfesten dritten Haltevorrichtung 36 mit einem zweiten Kabelstecker 37 in einem zweiten ortsfesten Gegenstecker 38 so festlegbar, dass der Kabelendbereich 35 zwischen der dritten ortsfesten Haltevorrichtung 36 und dem Kabelstecker 37 eine Kabelbucht 39 mit bestimmter Ausgangsbogenform bildet, wobei ferner eine Schleppbelastungseinrichtung 40, z.B. als dritter Linearantrieb, vorgesehen ist, die mit einer dritten Einspannvorrichtung 41 im Bereich der Bogenform zur Hin- und Herbewegung der Kabelbucht 39 des Kabels angeschlossen werden kann, um eine lineare Schleppbelastung und Teildrehbewegungen an der Zugentlastung des Kabelsteckers 37 zu simulieren. Dies ist in der lediglich äußerst schematischen Darstellung der 3 vom Prinzip her nochmals in einer Draufsicht gezeigt.

Die dritte ortsfeste Haltevorrichtung 36 ist im Kabelverlauf der zweiten ortsfesten Haltevorrichtung 29 nachgeordnet, und zwar mit einem unbelasteten Aufnahmebereich 42 für eine überschüssige Kabellänge.

Die ortsfesten Gegenstecker 26, 38 können mit wechselbaren Zwischenadapterelementen für unterschiedliche Kabelsteckerausführungen ausgebildet sein, was hier jedoch nicht im Detail dargestellt ist.

Der Kabelprüfstand umfasst ferner eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, mittels der die einzelnen Antriebe mit einer vorgebbaren Zeit- und/oder Zyklenzahl ansteuerbar sind, für eine entsprechend gleichzeitige Aufbringung aller zugeordneten Belastungen oder eine Aufbringung von jeweils einer zugeordneten Einzelbelastung.


Anspruch[de]
  1. Kabelprüfstand für ein Kabel bei Wechselbelastungen,

    mit einer ortsfesten Haltevorrichtung zur lösbaren Halterung des Kabels im Prüfstand,

    mit wenigstens einer zur Kabelbelastung bewegbaren Bewegungsvorrichtung mit wenigstens einer zugeordneten Einspannvorrichtung zur Anbindung des Kabels an die Bewegungsvorrichtung, und

    mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung und mit einer Prüfeinrichtung, an die das Kabel zur elektrischen Prüfung anschließbar ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass entlang einer Vertikalführung (4) ein gewichtsbeaufschlagter Belastungsschlitten (3) von einer Schlitten-Tiefstellung (5) in eine Schlitten-Hochstellung frei verschiebbar gelagert ist,

    dass auf dem Belastungsschlitten (3) wenigstens eine Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) mit bestimmtem Radius und waagrechter Drehachse gelagert ist,

    dass ausgehend von der ortsfesten Haltevorrichtung (9) als Zugabstützung das zu prüfende Kabel (2) von einem Niveau oberhalb und seitlich der Position der Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) bei einer Schlitten-Hochstellung unter der Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) anliegend wiederum auf ein Niveau oberhalb und seitlich gegenüber der Position der Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) bei einer Schlitten-Hochstellung führbar ist, und

    dass im weiteren Kabelverlauf das Kabel (2) mit einem zu Hin- und Herbewegungen ansteuerbaren Zugantrieb (15) als Bewegungsvorrichtung über die Einspannvorrichtung (17) verbindbar ist, dergestalt, dass bei einer Zugbewegung am Kabel (2) der Belastungsschlitten (3) von seiner Tiefstellung (5) in seine Hochstellung anhebbar und wieder absenkbar ist, wobei ein Kabelbereich an der Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) entlang unter Aufbringung einer Radienbelastung bewegbar ist.
  2. Kabelprüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei etwa nebeneinanderliegende Schlitten-Kabelführungsrollen (6, 7, 8) verwendet sind, zwischen denen das Kabel (2) geführt ist, so dass am Kabel (2) innen und außen liegende Radienbelastungen aufbringbar sind.
  3. Kabelprüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfesten Haltevorrichtung (9) ein über dem Niveau der wenigstens einen Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) bei einer Schlitten-Hochstellung liegendes Umlenkelement (10) mit einem bestimmten Umlenkradius nachgeordnet ist.
  4. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kabelverlauf zwischen der wenigstens einen Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) und dem Zugantrieb (15) wenigstens eine Umlenkrolle (12, 13) und/oder wenigstens eine Wickelrolle (11) angebracht sind, wobei die unmittelbar nach der wenigstens einen Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) angeordnete Umlenkrolle (12) oder Wickelrolle (11) oberhalb des Niveaus der Schlitten-Kabelführungsrolle (6, 7, 8) in der Schlitten-Hochstellung liegt.
  5. Kabelprüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wickelrolle (11), über die das zu prüfende Kabel (2) mit wenigstens einer Wicklung führbar ist, in der Wickelachsenlänge unterschiedliche Wickeldurchmesser mit dazwischenliegenden Trennwänden (14) aufweist, so dass unterschiedliche Wickeldurchmesser für das Kabel realisierbar sind.
  6. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Belastungsschlitten (3) und dem Zugantrieb (15) eine Scheuereinrichtung (19) vorgesehen ist, wobei das zu prüfende Kabel (2) in seiner Hin- und Herbewegung an einem Scheuerelement (19) anliegend entlang führbar ist.
  7. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugantrieb (15) ein vorzugsweise vertikal ausgerichteter Linearantrieb ist und das Kabel (2) mittels einer Einspannvorrichtung (17) lösbar mit einem Antriebsschlitten (18) des Linearantriebs verbindbar ist.
  8. Kabelprüfstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kabelende (24) im Kabelverlauf nach der Einspannvorrichtung (17) am Antriebsschlitten (18) mit einem Kabelstecker (25) in einem ortsfesten Gegenstecker (26) festlegbar ist, dergestalt, dass der Kabelendbereich zwischen Einspannvorrichtung (17) und Kabelstecker (25) eine in ihrer Gestalt durch die Bewegung des Antriebsschlittens (18) veränderbare, bogenförmige Kabelbucht (27) bildet zur Simulation einer linearen Schleppbelastung und einer Knickbeanspruchung an der Zugentlastung des Kabelsteckers (25).
  9. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

    dass in einem Kabelverlauf vor der ortsfesten ersten Haltevorrichtung (9) eine Torsionsbelastungs-Einrichtung (28) angeordnet ist, die eine ortsfeste zweite Haltevorrichtung (29) und eine zweite Einspannvorrichtung (30) an einem wechselseitig mittels eines Schwenkantriebs (31) betätigbaren Schwenkteil (33) umfasst, wobei

    ein Kabelbereich (32) bestimmter Länge zwischen der ersten und zweiten Haltevorrichtung (9, 29) bevorzugt vertikal im wesentlichen gestreckt einspannbar ist,

    dazwischen das Schwenkteil (33) mit einer Schwenkachsenrichtung entlang der Kabelerstreckung und der Einspannvorrichtung (30) im Bereich der Schwenkachse angeordnet ist, so dass durch den Schwenkbetrieb des Schwenkteils (33) eine Torsionsbelastung auf den eingespannten Kabelbereich (32) aufbringbar ist.
  10. Kabelprüfstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (31) durch einen zweiten Linear-Antrieb in einer Exzenteranordnung gebildet ist.
  11. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

    dass ein zweiter Kabelendbereich (35) nach einer ortsfesten dritten Haltevorrichtung (36) mit einem zweiten Kabelstecker (37) in einem zweiten ortsfesten Gegenstecker (38) festlegbar ist, dergestalt, dass der Kabelendbereich (35) zwischen der dritten Haltevorrichtung (36) und dem Kabelstecker (37) eine Kabelbucht (39) mit bestimmter Ausgangsbogenform bildet, und

    dass eine Schleppbelastungs-Einrichtung (40) vorzugsweise als dritter Linearantrieb vorgesehen ist, die mit einer dritten Einspannvorrichtung (41) im Bereich der Bogenform zur Hin- und Herbewegung der Kabelbucht (39) des Kabels (2) anschließbar ist, zur Simulation einer linearen Schleppbelastung und Teildrehbewegung an der Zugentlastung des Kabelsteckers (37).
  12. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ortsfeste Gegenstecker (26, 38) mit wechselbaren Zwischenadapterelementen für unterschiedliche Kabelsteckerausführungen vorgesehen sind.
  13. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte ortsfeste Haltevorrichtung (36) im Kabelverlauf der zweiten ortsfesten Haltevorrichtung (29) nachgeordnet ist mit einem unbelasteten Aufnahmebereich (42) für eine überschüssige Kabellänge.
  14. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung die verwendeten Antriebe (15, 31, 40) mit einer vorgebbaren Zeit- und/oder Zyklenanzahl ansteuerbar sind für eine entsprechende gleichzeitige Aufbringung aller zugeordneten Belastungen oder eine Aufbringung jeweils einer zugeordneten Einzelbelastung.
  15. Kabelprüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Prüfeinrichtung für eine Einzeladerprüfung jede Einzelader über die endseitigen Steckerverbindungen elektrisch mit einem Stromdurchgang belastbar ist, und durch kontinuierliche Überprüfung von Sollspannungen und/oder Sollströmen in den jeweiligen Einzeladern bei einem Aderbruch und/oder einem Querschluss ein entsprechendes Fehlersignal erzeugbar und einer Anzeige- und/oder Dokumentationseinheit zuführbar ist.
  16. Kabelprüfstand nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten eines Fehlersignals dieses der Steuereinrichtung zuführbar ist, wodurch die zeitgleiche Ansteuerung der Antriebe (15, 31, 40) abstellbar ist mit einer selbsttätigen Umschaltung auf eine aufeinanderfolgende Ansteuerung der einzelnen Antriebe (15, 31, 40) mit vorgebbarer Zyklenanzahl und dabei auftretende Fehlersignale der jeweils vorliegenden Ansteuerung zugeordnet anzeigbar und/oder dokumentierbar sind.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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