DE19835711A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen und/oder Entnehmen von Kabeln in Behältern - Google Patents

Abstract

Besonders lange Kabel (30) werden in Tanks (31) oder Pfannen gelagert. Das Einlegen erfolgt bisher manuell. DOLLAR A Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist ein automatisiertes Einlegen der Kabel möglich. Vorgesehen ist die Führung des Kabels an einem Ausleger, der relativ zum Tank oder zur Pfanne drehbar ist. Dabei wird das Kabel motorisch zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlegen und/oder Ent­ nehmen von Kabeln oder anderen aufwickelbaren strangförmigen Gegenständen in Behälter bzw. aus Behältern, insbesondere in Tanks, Pfannen oder auf Teller. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme eines Kabels oder eines anderen aufwickelbaren strangförmigen Gegenstands, insbesondere mit einem Tank, einer Pfanne, einem Teller und mit Mitteln zum Zuführen des Kabels zum Behälter.

Kabel, beispielsweise Seekabel oder andere Kabeltypen können eine Länge oder ein Stückgewicht (Masse) aufweisen, die ein Aufwickeln auf Kabeltrommeln nahezu unmöglich macht. Die Lage­ rung erfolgt statt dessen in feststehenden, insbesondere in die Erde eingelassenen Tanks oder in rotierenden Tanks, die auch als Pfannen bezeichnet werden. In manchen Fällen werden die Tanks nach der Verlegung mit Wasser geflutet.

Entsprechend der vorzunehmenden Wicklung des Kabels sind Tanks und Pfannen trommelartig ausgebildet mit einem kreisscheiben­ förmigen Boden, in der Regel einer aufrecht umlaufenden Um­ fangswandung, einer offenen Oberseite und vorzugsweise einem vertikal gerichteten Mittelstück, in dessen Bereich aufgrund der maximal zulässigen Kabelkrümmung ohnehin kein Kabelab­ schnitt zu liegen kommen kann. Pfannen ohne Außenwand werden auch als Teller bezeichnet. Die einzelnen Kabel können bei­ spielsweise bei einem Durchmesser von 6 bis 30 mm eine Länge von 400 km aufweisen. Es handelt sich insbesondere um extru­ dierte Kabel oder als Zwischenprodukt verseilte Kabel. Als End­ produkt sind auch Kabel mit mehrfarbigem Kunststoffgarn mög­ lich. Die Verlegegeschwindigkeit beträgt etwa 10 bis 100 Meter pro Minute. Die Verlegung von Kabeln mit anderen Durchmessern und Verlegegeschwindigkeiten ist möglich.

Das Einlegen und Auslegen der Kabel in die Behälter wird auch als Ein- und Ausschießen bezeichnet. Dies erfolgt bislang manu­ ell. Die Verlegung wird erschwert durch die Eigendynamik des Kabels. In stehenden Tanks tritt zusätzlich ein Rückdreheffekt auf. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Vorgang zu automatisieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kabel außerhalb des Behälters geführt und mit definiertem motorischen Vorschub in den Behälter eingeführt wird. Das Einlegen oder Entnehmen des Kabels kann so selbsttätig erfolgen. Für die Ent­ nahme ist der motorische Vorschub umkehrbar. Vorstellbar ist auch ein separates Fördermittel, das sich an einem entfernten Ort befindet.

Bei Verwendung feststehender Tanks kann das Kabel durch einen rotierenden Ausleger geführt werden. Bei Verwendung eines ro­ tierenden Tanks, einer Pfanne, ist ein rotierender Ausleger nicht erforderlich. Am einfachsten ist ein starrer Ausleger mit einer Führung für das Kabel oder eine entsprechende Brücke oberhalb der Pfanne.

Das Kabel wird am Ausleger (an der Brücke) hinsichtlich seiner Höhenlage und seiner Seitenlage geführt. Auch kann eine Führung hinsichtlich des Kabelwinkels gegenüber einer Tangente des Be­ hälters vorgesehen sein. Die Höhenverstellung kann auch im Be­ reich einer Tragsäule für den Ausleger oder für die Brücke durchgeführt werden. Die seitliche Verstellung (Radiusverstellung) kann über Reiter oder Schlitten auf einer Tragvorrichtung - Ausleger oder Brücke - erfolgen. Die Winkel­ verstellung kann als ein von dem Ausleger oder von der Brücke ausgehender und einstellbarer Pendelarm ausgebildet sein.

Die Zufuhr des Kabels in den Behälter kann zentral, außermittig oder tangential erfolgen. Gerade im Zusammenhang mit fest­ stehenden Tanks ist ein zentraler Einlauf von Vorteil. Ein tan­ gentialer Einlauf ist insbesondere in Verbindung mit Tellern vorteilhaft.

Im Behälter kommt das Kabel in chaotischer Anordnung oder Ring an Ring und Lage auf Lage zu liegen. Die zuletzt genannte Art der Verlegung erfordert einen etwas höheren Aufwand, ermöglicht jedoch die höchste Packungsdichte. Die Kabel werden am Außen­ durchmesser des Behälters beginnend, schneckenförmig, Ring an Ring nach innen zum Kern und von hier in der nächsten Lage Ring an Ring nach außen verlegt. Dieser Vorgang wiederholt sich Lage für Lage, bis der Behälter gefüllt ist oder die Lage zu Ende ist. Zwischen den einzelnen Lagen werden teilweise streifenför­ mige Zwischenlagen eingefügt.

Die chaotische Verlegung ist unkomplizierter, bei etwas ge­ ringerer Packungsdichte. Die Kabel werden kreis- oder ellipsen­ förmig chaotisch eingeschossen. Auch ein über die Breite os­ zillierendes Einschießen ist möglich. Die Flächenpressung an den Kreuzungspunkten der Kabel ist bei entsprechender Kabelkon­ struktion unkritisch. Nach chaotischer Verlegung kann sich das Kabel beim Herausfördern aus dem Tank am Kern festziehen oder es können mehrere Ringe gleichzeitig hochgezogen werden. Vor­ teilhafterweise ist eine Überwachung durch geeignete Sensoren vorgesehen, so daß Beschädigungen des Kabels vermieden werden können.

Der Vorschub des Kabels erfolgt zumindest über einen Antrieb, der nahe der Tragvorrichtung - Ausleger oder Brücke - angeord­ net ist und der beispielsweise eine Zugraupe sein kann, in der ein Abschnitt des Kabels zwischen zwei Fördertrums eingeklemmt ist und mit definierter Geschwindigkeit gefördert wird. Vor­ zugsweise ist die Vorschubeinrichtung - auch als Fördermaschine bezeichnet - zwischen der Tragvorrichtung und der Ablage des Kabels im Behälter angeordnet.

Zusätzlich zu der beschriebenen Kabelvorschubeinrichtung ist ein zweiter Antrieb für das Kabel vorhanden. Diese zweite Vor­ schubeinrichtung ist stromaufwärts der Tragvorrichtung ange­ ordnet und sorgt für eine gleichmäßige Bereitstellung der ge­ wünschten Kabellängen. Die zweite Vorschubeinrichtung ist kräf­ tiger als die erstgenannte Einrichtung. Letztere wird dadurch entlastet und besorgt so in erster Linie den für den eigent­ lichen Einlegevorgang und für das paßgenaue Einlegen erforder­ lichen Vorschub.

Das Kabel weist eine gewisse Eigensteifigkeit auf. Das Krümmen des Kabels ist deshalb nur in Grenzen möglich. Auch ist die ge­ rade vorhandene Krümmung als Maß für bestimmte Relativgeschwin­ digkeiten zwischen den einzelnen Vorschubeinrichtungen geeig­ net. So ist der ersten Vorschubeinrichtung - der Zugraupe - eine Abtasteinrichtung für die Position des Kabels nachgeord­ net.

Im Bereich der Vorschubeinrichtung verläuft der entsprechende Ablauf schräg, das heißt unter einem Winkel zur Vertikalen. Im Tank bzw. in der rotierenden Pfanne kommt das Kabel naturgemäß horizontal zu liegen. Zwischen dem schräg gerichteten Kabelab­ schnitt und der horizontalen Ausrichtung in der rotierenden Pfanne stellt sich ein Übergang ein, der in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Pfanne einerseits und dem Kabelvor­ schub andererseits eher gestreckt oder eher bogenförmig aus­ fällt. Die Abtasteinrichtung für das Kabel ist ein sogenannter Tänzer und erfaßt genau diese Änderung der Kabellage (Bogenform oder gestreckte Form). Anhand des Abtastergebnisses ist eine Drehzahlregelung der rotierenden Pfanne möglich.

In analoger Weise kann ein Tänzer stromaufwärts der ersten Vor­ schubeinrichtung (der Zugraupe) angeordnet sein. Dessen Ab­ tastergebnis kann der Regelung der ersten Vorschubeinrichtung dienen.

Das Ein- und/oder Ausschießen der Kabel kann durch besondere Handlingsysteme erfolgen, beispielsweise einen Gelenkarmroboter, dieser kann im Zentrum des Behälters auf dem Kern stehen. Der Roboter muß so ausgeführt sein, daß er - bei feststehendem Tank - tausende von Umdrehungen in einer Richtung ausführen kann. Vorteilhafterweise ist ein Portalroboter vorgesehen. Dieser weist vier Achsen auf und stützt sich außerhalb des Behälters ab. Um die vierte Achse ist eine endlose Anzahl Drehungen mög­ lich.

Das jeweilige Handlingsystem ist zu dem jeweiligen Behälter verfahrbar, beispielsweise auf Schienen und dort zentrierbar. Die Zentrierung ist möglich durch eine mechanische Verriegelung mit dem Behälter oder beispielsweise durch Abfahren der Kontur des Behälter, etwa durch Abtasten der Außen-, Innen- und Boden­ kontur, einschließlich Erfassung der Exzentrizitäten, ebenso Außen- und Kerndurchmesser. Die so gewonnenen Daten können spä­ ter bei der Verlegung des Kabels berücksichtigt werden. Auch können die Abtastergebnisse zur Sperrung des Behälters für den weiteren Gebrauch führen. Die gewonnenen Daten werden in einer entsprechenden Datenverarbeitung gespeichert.

Ein Auslegerarm oder Führungsarm drückt das Kabel im Behälter an die zuvor verlegte Lage. Hierzu ist der Führungsarm mit ei­ nem speziellen Niederhalter versehen. Dieser läuft dem Füh­ rungsarm um bis zu 3 Meter nach und verhindert mit einer ein­ stellbaren Kraft ein Verlassen des Kabels aus seiner Lage. Der Führungsarm oder Verlegearm ist pendelfähig gehalten, um - ins­ besondere bei rotierenden Pfannen - die innersten und äußersten Kabelringe ebenfalls gut verlegen zu können. Daneben weist der Verlegearm eine einfach zu wechselnde Spitze auf, um sich dem Kabeldurchmesser schnell anpassen zu können und um gegebenen­ falls Verschleißteile schnell wechseln zu können. Die Spitze ist düsenähnlich und kann in Abhängigkeit von Durchmesser und Steifigkeit des Produkts unterschiedlich sein.

Die Kabel und der Behälter werden durch geeignete Sensoren in mehrfacher Weise überwacht und abgetastet. Bereits beim Ablegen des Kabels sind entsprechende Sensoren aktiv und gegebenenfalls werden Parameter wie Zugkraft und Geschwindigkeit des Kabels automatisch optimiert. Möglich ist dies beispielsweise durch sogenannte Tänzer, mit denen der Winkel des Kabels unmittelbar vor der Ablage im Behälter erfaßt und weiterverarbeitet wird. Möglich ist auch die Überwachung der Stromaufnahme, insbeson­ dere bei drehendem Roboterarm und stillstehendem Tank. Mit ge­ eigneten Sensoren können zu hohe oder zu geringe Behälterdreh­ zahlen oder Verlegegeschwindigkeiten aufgrund der Lage des Ka­ bels oder der Zugkraft an demselben erfaßt werden.

Weiterhin sind Sensoren zur Überwachung des in den Behälter eingelegten Kabels vorgesehen, etwa eine Kamera auf der vor­ letzten Achse des Handlingsystems. Dadurch wird die Lage des verlegten Kabels kontrolliert bzw. die Kabeloberfläche abge­ tastet. Auch können anhand der ermittelten Daten (des bereits verlegten Kabels) Korrekturen beim Verlegevorgang, etwa Ver­ legegeschwindigkeit und Richtung, vorgenommen werden.

Der Verlegearm oder das Handlingsystem können nach Verlegung einer Lage selbsttätig angehoben werden. Auch hierzu sind ge­ eignete Sensoren angeordnet. Angehoben wird dann jeweils um eine dem Kabeldurchmesser entsprechende Höhe. Ebenfalls vor­ teilhaft ist das kontinuierliche Abtasten oder Erfassen des Ka­ beldurchmessers und eine hieran angepaßte Verlegung des Kabels, etwa die Bestimmung der Verlegesteigung.

Schließlich wird das Verlegeprofil überwacht und abgetastet. Dadurch ist es möglich, daß der Führungsarm bzw. der Manipula­ tor mit dem Kabel einem welligen Behälterboden folgen kann.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Einlegen und/oder Entneh­ men von Kabeln unabhängig von den jeweiligen Behältern bewegbar und somit als mobile Einheit, etwa mit einem Drehteller, einem Abzugsorgan, einer Verlegeeinrichtung und einer Steuerung aus­ gebildet, wobei die Steuerung über einen Tänzer oder einen Leitwert erfolgen kann. Die Tänzer sind auf den Kabeltyp (Durchmesser, Biegeradius) abgestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer automatischen Steuerung versehen. Diese ist lernfähig bzw. programmierbar. Durch ein Überwachungssystem bzw. die bereits jeweils ange­ sprochenen Sensoren ist eine Feinkorrektur der Robotersteuerung möglich. In der Steuerung sind Einstellungen für verschiedene Kabeltypen abgespeichert. Die Steuerung enthält außerdem Pro­ gramme zur Entnahme der Kabel aus dem Behälter einschließlich eventueller Zwischenlagen.

Im Kern bzw. einem Mittelstück des Behälters sitzt ein Zwischenlagenspender, der an eine senkrechte Achse des Roboters gekoppelt sein kann und so jeweils die richtige Höhe aufweist. Die Zwischenlage wird nach Beendigung einer Lage in mehreren Streifen vom Kern zur äußersten Lage geblasen. Beim Ausfördern des Kabels aus dem Behälter werden die Streifen wieder eingezo­ gen.

Schließlich weist die Steuerung ein Notprogramm auf. Dieses er­ möglicht eine Umstellung der laufenden Fertigung auf manuellen Betrieb. Dabei wird der Verlegearm in eine Position gefahren, die den manuellen Betrieb ermöglicht bzw. nicht stört.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verlegung des Kabels durch einen im Tank freibeweglichen bzw. fahrbaren Roboter, etwa ein kleines Raupenfahrzeug, mit einer zentralen Energiezuführung. Dies ist insbesondere bei dünnen und leichten Kabeln mit geringer Eigensteifigkeit mög­ lich.

Weitere Merkmale des erfingungsgemäßen Verfahrens und der er­ findungsgemäßen Vorrichtung sind den Ansprüchen und der Be­ schreibung im übrigen entnehmbar. Nachfolgend werden Aus­ führungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zum Einlegen eines Kabels in einen feststehenden Tank mit einem rotierenden Ausleger und mit zentralem Einlauf in einer aufgeschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer anderen Sei­ tenansicht,

Fig. 3 eine Einrichtung ähnlich Fig. 1, jedoch mit rotieren­ dem Behälter und starrem Ausleger,

Fig. 4 eine andere Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 die Einrichtung gemäß Fig. 3, jedoch mit tangentia­ lem Einlauf des Kabels,

Fig. 6 die Einrichtung gemäß Fig. 5 in einer anderen Sei­ tenansicht,

Fig. 7 eine Einrichtung ähnlich Fig. 3, jedoch zusätzlich mit rotierendem Ausleger,

Fig. 8 die Einrichtung gemäß Fig. 7 in einer anderen Sei­ tenansicht,

Fig. 9 die Einrichtung gemäß Fig. 7 mit tangentialem Ein­ lauf des Kabels,

Fig. 10 die Einrichtung gemäß Fig. 9 in einer anderen Sei­ tenansicht,

Fig. 11 eine Einrichtung ähnlich Fig. 5, jedoch mit einer starren Brücke an Stelle eines starren Auslegers,

Fig. 12 die Einrichtung gemäß Fig. 11 in einer anderen Sei­ tenansicht,

Fig. 13a eine Einrichtung mit rotierendem Behälter, tangen­ tialer Kabelzufuhr und Brücke als Tragvorrichtung für eine Kabelführung,

Fig. 13b eine andere Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 13a,

Fig. 14 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß den Fig. 13a und 13b,

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung mit rotierendem Behälter und einer Kabelführung an einem von außen nach innen gerichteten Auslegerarm,

Fig. 16 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung mit rotierendem Behälter und Pendelarm an einer an einem Auslegearm gehaltenen Kabelführung,

Fig. 17a den Pendelarm gemäß Fig. 16 in Seitenansicht,

Fig. 17b den Pendelarm gemäß Fig. 17a in der Draufsicht,

Fig. 18 einen einfachen Manipulator mit Darstellung der ver­ schiedenen Bewegungsachsen,

Fig. 19 eine Einrichtung zum Verlegen eines Kabels auf einem Teller.

Die Erfindung wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Gezeigt ist als Behälter zur Aufnahme eines Kabels 30 ein fest­ stehender Tank 31, der rotationssymetrisch ausgebildet ist, mit einer ebenen, kreisscheibenförmigen Bodenseite 32, einer auf­ rechten, umlaufenden Umfangswandung 33 und einem von unten nach oben sich konisch verjüngenden Mittelstück 34. Der Tank 31 ist oben offen. Entsprechend erfolgt das Einlegen des Kabels von oben. Auf der Bodenseite 32 kommt das Kabel 30 in Lagen, mehr oder weniger geordnet, zu liegen. Das Mittelstück 34 füllt ei­ nen mittleren Bereich des Tanks 31 aus, in dem aufgrund der be­ grenzten Krümmungsfähigkeit des Kabels 30 ohnehin kein Kabel liegen kann.

Das Kabel 30 wird relativ zum Tank 31 zentral zugeführt, näm­ lich entlang einer Mittelachse 35, die zugleich die Mitte des Mittelstücks 34 markiert. Geringe Abweichungen sind möglich.

Die Zufuhr erfolgt zunächst entlang einer horizontalen Förder­ strecke 36, um eine Umlenkrolle 37 und von dieser entlang der Mittelachse 35 zwischen zwei Führungselementen 38, 39 hindurch.

Zum Einlegen des Kabels in den Tank 31 und als Tragvorrichtung ist ein rotierender Ausleger 40 vorgesehen, der um die Mittel­ achse 35 drehbar gelagert ist und der verschiedene Führungsein­ richtungen für das Kabel 30 trägt. Hierzu zählt zunächst eine Radienverstelleinheit 41, die nach Art eines Schlittens auf dem Ausleger 40 in radialer Richtung motorisch verschiebbar ist. Ein entsprechender Elektromotor 42 ist in Fig. 2 erkennbar. Der Ausleger 40 kann als Manipulator ausgebildet sein.

Die Radienverstelleinheit 41 trägt eine Führung 43 für das Ka­ bel 30. Die Führung 43 wird mit der Radienverstelleinheit 41 in radialer Richtung bewegt.

Teil der Führung 43 ist eine nicht näher skizzierte Höhenver­ stelleinheit 44, mit der die Führung 43 relativ zur Bodenseite 32 bewegbar ist.

Die verschiedenen Verstelleinheiten können auch durch einen Ma­ nipulator, beispielsweise einen Roboterarm, dargestellt werden. Teil der Führung 43 ist außerdem eine Fördermaschine 45, die eine erste Vorschubeinrichtung für das Kabel darstellt und vor­ zugsweise als Zugraupe ausgebildet ist. Über die Fördermaschine 45 erfolgt der Kabelvorschub in den Tank 31 hinein. Damit die Fördermaschine 45 relativ klein und kompakt ausfallen kann, wird das Kabel 30 außerdem stromaufwärts oberhalb des Auslegers 40 durch eine zweite Vorschubeinrichtung gefördert, beispiels­ weise im Bereich der Förderstrecke 36 oder der Umlenkrolle 37.

Die Führung 43 ist vom Ausleger 40 ausgehend schräg abwärts ge­ richtet, mit einem Winkel gegenüber der Vertikalen von etwa 30°. Abweichungen hiervon sind naturgemäß möglich.

Zur Ablage des Kabels 30 auf der Bodenseite 32 oder auf bereits vorhandenen Lagen wird das Kabel 30 durch ein an die Förder­ maschine 45 anschließendes Führungsendstück 46 in einem kleinen Bogen geführt.

In analoger Weise wird das Kabel 30 zwischen den Führungsele­ menten 38, 39 und der Radienverstelleinheit 41 in Bögen ge­ führt. Insbesondere ist der Radienverstelleinheit 41 ein Führungsanfangsstück 47 vorgeordnet, das Teil der Führung 43 ist.

Der Ausleger 40 ist in nicht näher gezeigter Weise motorisch angetrieben. Ein entsprechender Motor kann in der im Mittel­ stück 34 angeordneten und aufrechten Säule 48 vorgesehen sein, die eine entsprechende Achse 49 des Auslegers 40 aufnimmt.

Im Bereich des Führungsanfangsstücks 47, der Fördermaschine 45 und des Führungsendstücks 46 wird das Kabel 30 durch verschie­ dene Rollen geführt. Zusätzlich beinhaltet die Fördermaschine in der Ausbildung als Zugraupe einander gegenüberliegende För­ dertrums, zwischen denen das Kabel 30 gehalten und gefördert wird.

Die verschiedenen Antriebe der Fördereinrichtungen, der Höhen­ verstelleinheit 44 und der Radienverstelleinheit 41 sind so ge­ regelt, daß das Kabel 30 im Tank 31 geordnet abgelegt wird, im vorliegenden Fall unten außen beginnend, spiralförmig weiter von außen nach innen, in der zweiten Lage von innen nach außen und in der dritten Lage wieder von außen nach innen bis zu der in Fig. 1 gezeigten Position. Die Verstellung der Verstellein­ heiten 41, 44 kann dabei kontinuierlich oder schrittweise er­ folgen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Er­ findung. Der Ausleger 40 ist hier starr mit der Säule 48 ver­ bunden. Die Relativbewegung zwischen Kabelzuführung und Kabel­ vorrat wird erzielt durch eine Rotation des Behälters. Dieser ist somit kein feststehender Tank, sondern eine sogenannte Pfanne 50. Der Behälterboden 32 ist auf einem Drehlager 51 ab­ gestützt. Die Säule 48 endet mit einem verstärkten Fuß 52 un­ terhalb des Bodens 32 auf einem Fundament 53. Ebenso wie in den Fig. 1 und 2 wird hier das Kabel 30 zentral entlang der Mittel­ achse 35 zugeführt. Der Eintritt in den Behälter erfolgt eben­ falls über das Führungsanfangsstück 47 und die Radienver­ stelleinheit 41. Deren Bewegungsmöglichkeiten sind durch den horizontalen Doppelpfeil 54 angedeutet. Die Bewegung der Höhen­ verstelleinheit 44 wird durch den in Fig. 3 vertikal gerichte­ ten Doppelpfeil 55 wiedergegeben. Aufgrund der gegenüber Fig. 3 um 90° versetzten Seitenansicht in Fig. 4 ist dort der Doppel­ pfeil 55 schräg gerichtet. Diese schräge Ausrichtung entspricht der Stellung der Kabelzuführung zwischen dem Führungsanfangs­ stücks 47 und dem Führungsendstück 46, insbesondere im Bereich der Fördermaschine 45 (erster Vorschub).

Eine Abwandlung gegenüber den Fig. 3 und 4 zeigen die Fig. 5 und 6. Der Kabeleinlauf ist tangential vorgesehen. Der besondere Vorteil des tangentialen Einlaufs besteht in der Ver­ meidung einer Verdrehung des Kabels beim Einschießen in einen starren Behälter.

Eine Abwandlung gegenüber den Fig. 3 bis 4 zeigen auch die Fig. 7 und 8. Bei zentralem Einlauf des Kabels 30 sind sowohl der Behälter 50 auch als der Ausleger 40 rotationsfähig. Ein Vorteil besteht in der Möglichkeit der besonders schnellen Ka­ belzufuhr durch Kombination gegenläufiger Rotationsbewegungen.

Die Fig. 9 und 10 betreffen eine Variante der Ausführungsform in den Fig. 5 und 6. Die Kabelzufuhr erfolgt ebenfalls tangen­ tial. Analog Fig. 7 sind Ausleger 40 und Behälter 50 rotations­ fähig.

Eine Besonderheit zeigen schließlich die Fig. 11 und 12. An­ stelle eines Auslegers 40 ist hier eine starre Brücke 56 vorge­ sehen, die sich quer über den gesamten Behälter 50 erstreckt und zwei außerhalb des Behälters stehende Tragsäulen 57, 58 so­ wie eine die Säulen verbindende Traverse 59 aufweist. Der Be­ hälter ist wiederum rotierend. Das Fördergut läuft tangential ein. Das Prinzip der "Brücke" ist auch in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen möglich und sinnvoll einsetzbar. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist die Brücke außerdem quer zur Mittelachse 35 und quer zur Traverse 59 verfahrbar. Beispielsweise können die Säulen 57, 58 auf Schienen motorisch bewegbar sein. Auch können auf Höhe der Traverse 59 horizontal gerichtete Schienen in einem entsprechenden Gerüst vorgesehen sein.

Eine besondere Ausführungsform zeigen ebenfalls die Fig. 13a bis 14. Als Tragvorrichtung für das Einschießen des Kabels 30 in den Behälter 50 ist hier eine Brücke 60 mit einer Traverse 61 vorgesehen, die höhenverstellbar an einer Seite auf einer bezüglich des Behälters 50 zentralen Säule 62 und außerhalb des Behälters auf einer Säule 63 abgestützt ist. Der Behälter 50 ist als rotierende Pfanne ausgebildet. Die Kabelzufuhr erfolgt tangential. Radienverstelleinheit 41 und Fördermaschine 45 sind hier in einem Block 64 integriert und entlang der Traverse 61 parallel zur radialen Richtung verschiebbar. Der Antrieb für die Fördermaschine 45 bzw. für die Zugraupe ist ebenso wie der Antrieb des Behälters geregelt. Hierzu wird die Krümmung des Kabels 30 an zwei Stellen delektiert, nämlich einmal oberhalb der Fördermaschine 45 und ein zweites Mal unterhalb derselben. Zu diesem Zweck sind sogenannte Tänzer vorgesehen. Ein erster Tänzer 65 tastet die Krümmung des Kabels 30 oberhalb der För­ dermaschine 45 ab. Entlang der Förderstrecke 36 wird das Kabel 30 mit konstanter Geschwindigkeit zugefördert. Die Förderma­ schine 45 zieht das Kabel in den Behälter hinein. Bei zu lang­ samer Zuggeschwindigkeit stellt sich ein größerer Kabelbogen 66 ein, so daß Tänzerrollen 67 in Fig. 13b nach rechts auslenken. Bei zu höher Einzugsgeschwindigkeit ergibt sich eine gegensätz­ liche Bewegung der Tänzerrollen 67. Die sich einstellende Posi­ tion des Tänzers 65 wird registriert und für die Geschwindig­ keitssteuerung der Fördermaschine 45 verarbeitet. In analoger Weise ist unterhalb der Tragvorrichtung bzw. Brücke 60 ein Tän­ zer 68 angeordnet. Das Kabel 30 ist in diesem Bereich in einem Rohr oder zwischen Ringen geführt. Der Tänzer liegt am Rohr oder an den Ringen an. Seine Winkelstellung zeigt an, ob die Behälterdrehzahl mit dem Vorschub des Kabels im übrigen har­ moniert. Bei einer zu großen Behälterdrehzahl stellt sich eine größere Zugkraft auf das Kabel und damit eine Auslenkung des Tänzers 68 in Fig. 13b nach rechts ein, siehe Pfeil 69. Die Be­ hälterdrehzahl muß dann soweit verringert werden, bis sich die gewünschte Tänzerstellung findet.

Das Kabel 30 soll möglichst genau auf dem Behälterboden 32 bzw. auf den bereits vorhandenen Lagen abgelegt werden. Die Kabel­ führung erstreckt sich deshalb mit dem Führungsendstück 46 weit in den Behälter hinein. Dem Führungsendstück 46 zugeordnet ist ein Melder zur Behälterfüllstandsermittlung, in Fig. 13b als Stützrad 70 eingezeichnet. Dieses ist wie die Tänzer 65, 68 be­ wegbar gelagert. Der Bewegungsausschlag ist ein Maß für den Füllstand des Behälter und wird zur Justierung einer tele­ skopierbaren Kabelführung 71 unterhalb der Brücke 61 genutzt. Wichtig ist, daß das Führungsendstück 46 einen möglichst gleichbleibenden Abstand zum Untergrund einhält. Dadurch ist eine konstante Krümmung und ein konstanter Druck des Kabels 30 auf den Untergrund gewährleistet.

Die Ablage des Kabels im Behälter erfolgt gemäß Fig. 14 in chaotischer Anordnung. Eine lagengenaue Anordnung ist ebenfalls möglich.

Eine Abwandlung der Höhenverstellung zeigt Fig. 15. Als Trag­ vorrichtung ist hier ein von außen nach innen gerichteter Aus­ leger 72 vorgesehen, der den parallel zur radialen Richtung verschiebbaren Block 64 trägt. Als Melder für die Füll­ standsüberwachung ist eine bewegbare Kufe 73 vorgesehen. Die Höhenverstellung erfolgt nicht über eine teleskopierbare Kabel­ führung, sondern durch eine Höhenverstellung des Auslegers 72. Dieser ist an zwei aufrechten Säulen 74, 75 vertikal verfahr­ bar. Dem Block 64 ist eine Einrichtung 76 zur Überwachung der Kabeloberfläche zugeordnet. Detektierbar sind zur Ergänzung der Funktion der Kufe 73 der Behälterfüllstand sowie die Ordnung der abgelegten Kabel. Auch kann nach Rückkoppelung mit der Überwachungseinrichtung 76 die Querbewegung des Blocks 64 gere­ gelt sein.

Eine Besonderheit zeigen schließlich noch die Fig. 16 bis 17b. Hier ist an einem außerhalb des Behälters gelagerten Ausle­ ger 77 ein Block 64 mit Kabelführung 71 und pendelndem Verlege­ arm 78 vorgesehen.

Der Verlegearm 78 ist am Block 64 angelenkt und in einer schräggerichteten Ebene motorisch pendelnd bewegbar, siehe Dop­ pelpfeil 79. Der Behälter rotiert wiederum. Durch die Pendelbe­ wegung kann auf einfache Weise eine Querbewegung des Führungs­ endstücks 46 bzw. des im Behälter abzulegenden Kabels erzielt werden. Dies kann genutzt werden für eine wellenförmige Ablage des Kabels im Behälter sowie zum Ersatz der Radialverstellung. In Fig. 16 ist gleichwohl eine Radienverstelleinheit 41 vorge­ sehen, siehe auch Doppelpfeil 80.

Ebenfalls vorgesehen ist eine Höhenverstellung des Blocks 64 durch Heben oder Senken des Auslegers 77 an zwei aufrechten Säulen 74, 75. Diesen zugeordnet ist außerdem eine Bedienkon­ sole als Führungsstand 80, siehe rechts neben der rechten Säule 75.

Die Fig. 17a und 17b zeigen die unterschiedlichen Verstellmög­ lichkeiten des Verlegearms 78. Die Pendelbewegung ergibt sich durch Schwenkbewegung um die Achse 81. Hierzu ist der Pendelarm 78 als zweiarmiger Hebel ausgeführt. An einem kurzen Arm 82 greift ein Kurbeltrieb 83 an und bewegt den gegenüberliegenden langen Arm 84. Letzterer ist außerdem mit einer integrierten Höhenverstellung versehen. Ein Endstück 85 ist gegenüber dem langen Arm 84 in der Höhe abwinkel bar und zwar durch ein vor­ zugsweise pneumatisches Stellelement 86. In einer nicht gezeig­ ten Ausführungsform ist der Behälter nicht selbstdrehend gela­ gert, sondern auf einem Drehteller angeordnet.

Die beschriebenen Einrichtungen ermöglichen neben dem Einlegen in den Behälter 31, 50 in umgekehrter Weise die Entnahme des Kabels aus dem Behälter.

Fig. 18 zeigt schematisch eine Einrichtung zum Einlegen und Entnehmen von Kabeln in einen Tank 31 oder eine Pfanne. Die Einrichtung ist ein einfacher Manipulator mit zwei Achsen (insbesondere für eine Pfanne) oder drei Achsen (insbesondere für einen Tank). Auf einer Mittelsäule 87 sitzt ein um eine Achse 88 abwinkelbarer Arm 89. Gegenüber diesem ist ein Ausle­ gearm 90 um eine Achse 91 abwinkelbar. Abgelegt wird das Kabel durch eine entsprechende (nicht gezeigt) Halterung am Ende 92 des Auslegearms 90. In der Ausführung für den feststehenden Tank 31 ist der Arm 89 außerdem um die Mittelachse 35 verdreh­ bar. Auch kann die Mittelsäule 87 selbst um die Mittelachse 35 drehbar sein.

Fig. 19 zeigt schließlich eine Ausführung einer erfindungsge­ mäßen Einrichtung in Verbindung mit einem sogenannten Teller 93. Dieser entspricht einer Pfanne, weist jedoch keine äußeren Umfangswände auf. Das Kabel 30 kann tangential zugeführt werden und zwar nicht nur von oben, sondern seitlich. Die Zufuhr des Kabels 30 zum Teller 93 ist mit dem Pfeil 94 angedeutet. Der Teller 93 ist vorzugsweise zweifach gelagert, zum einen auf ei­ nem zentralen Königslager 95 und außerdem nahe dem äußeren Um­ fang auf Rädern 96 oder auf einem entsprechenden Luftpolster. Mit der Ziffer 97 ist ein Ausleger oder eine Brücke bezeichnet. Dieser (bzw. diese) ist mit einer Führungseinrichtung 98 für das Kabel 30 versehen. Dabei ist die Führungseinrichtung rela­ tiv zum Ausleger 97 in radialer Richtung und in vertikaler Richtung bewegbar. Gehalten und abgelegt wird das Kabel durch einen Führungskopf 99 am unteren Ende der Führungseinrichtung 98. Der Ausleger 97 kann auf einer relativ zum Teller 93 zen­ tralen Säule 100 gelagert sein. Auch kann die Säule 100 außer­ halb des Tellers 93 angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine Dre­ hung des Auslegers 97 gegenüber der Säule 100 möglich.

Bezugszeichenliste

30

Kabel

31

fester Tank

32

Bodenseite

33

Umfangswandung

34

Mittelstück

35

Mittelachse

36

Förderstrecke

37

Umlenkrolle

38

Führungselement

39

Führungselement

40

Ausleger

41

Radienverstelleinheit

42

Elektromotor

43

Führung

44

Höhenverstelleinheit

45

Fördermaschine (Zugraupe)

46

Führungsendstück

47

Führungsanfangsstück

48

Säule

49

Achse

50

Pfanne

51

Drehlager

52

Fuß

53

Untergrund

54

Doppelpfeil

55

Doppelpfeil

56

Brücke

57

Tragsäule

58

Tragsäule

59

Traverse

60

Brücke

61

Traverse

62

Säule

63

Säule

64

Block

65

Tänzer

66

Kabelbogen

67

Tänzerrollen

68

Tänzer

69

Doppelpfeil

70

Stützrad

71

Kabelführung

72

Ausleger

73

Kufe

74

Säule

75

Säule

76

Einrichtung

77

Ausleger

78

Pendelarm

79

Doppelpfeil

80

Führungsstand

81

Achse

82

kurzer Arm

83

Kurbeltrieb

84

langer Arm

85

Endstück

86

Stellelement

87

Mittelsäule

88

Achse

89

Arm

90

Auslegearm

91

Achse

92

Ende

93

Teller

94

Pfeil

95

Königslager

96

Räder

97

Ausleger

98

Führungseinrichtung

99

Führungskopf

100

Säule

Claims (29)

1. Verfahren zum Einlegen und/oder Entnehmen von Kabeln oder anderen aufwickelbaren strangartigen Gegenständen in Behälter bzw. aus Behältern, insbesondere in Tanks (31), Pfannen (50) oder Teller, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) außerhalb des Behälters geführt und mit defi­ niertem motorischen Vorschub in den Behälter eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) oberhalb des Behälters hinsichtlich seiner Hö­ henlage und seiner Seitenlage geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) schräg abwärts gerichtet in den Behälter eingeführt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Vorschub des Kabels (30) in einem schräg abwärts, das heißt in den Behälter hineingerichteten Kabelabschnitt erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Vorschub des Kabels (30) außerdem stromaufwärts des schräg abwärts gerichteten Kabelabschnitts erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Kabels (30) zwischen dem ersten und dem zweiten Vorschub erfaßt und für die Regelung des ersten Vor­ schubs ausgewertet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Kabels (30) zwischen dem ersten Vor­ schub und dem bereits im Behälter abgelegten Teil des Kabels erfaßt und für die Regelung der Ablage des Kabels im Behälter, insbesondere für eine Drehgeschwindigkeit der Pfanne (50) aus­ gewertet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) in dem schräg ab­ wärts gerichteten Abschnitt zur Ablage im Behälter geführt ist, derart, daß das Kabel (30) mit Druck auf dem Untergrund abge­ legt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (30) hinsicht­ lich seines Abstands von der Behältermitte und hinsichtlich seines Einlaufwinkels relativ zu einer Behältertangente geführt wird.

10. Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens eines der voranstehenden Ansprüche, mit einem Behälter zur Auf­ nahme eines Kabels (30) oder eines anderen aufwickelbaren strangförmigen Gegenstands, insbesondere mit einem Tank (31), einer Pfanne (50) oder einem Teller und Mitteln zum Zuführen des Kabels zum Behälter, gekennzeichnet durch Mittel zum Einle­ gen des Kabels (30) in den Behälter.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einlegen des Kabels (30) eine motorische Vor­ schub- oder Zugeinrichtung umfaßt, insbesondere eine sogenannte Zugraupe (Fördermaschine 45).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mittel eine Tragvorrichtung für das Kabel (30) umfaßt, wobei die Tragvorrichtung zur Verstellung der seitlichen (horizontalen) Position des Kabels (30) eingerichtet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung einen Auslegerarm (40, 72, 77) oder eine Brücke (56, 60) umfaßt, auf dem oder auf der das Kabel (30) ge­ führt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragvorrichtung mit einem Pendelarm (78) ver­ sehen ist, an dem das Kabel (30) zur Ablage im Behälter geführt ist und der (der Pendelarm) relativ zu einer Tangente - Tangente zum Behälterumfang - in unterschiedliche Winkelstel­ lungen bewegbar ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugeinrichtung das Kabel (30) unter einem Winkel zur Vertikalen, das heißt schräg, im Behälter ablegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugeinrichtung ein Mittel zur Detektion des Kabelwinkels nachgeordnet ist, insbesondere ein Tänzer (68) zur Regelung der Ablagegeschwindigkeit.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugeinrichtung ein Mittel zur Detektion des Kabelwinkels vorgeordnet ist, insbe­ sondere ein Tänzer (65) für die Zugraupe (Fördermaschine 45).

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Abtasten der Höhe des in den Behälter eingelegten Kabels (30) vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel vor der Ablage in dem Behälter in einer teleskopierbaren Führung (71) gehalten ist.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden An­ sprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einlegen des Kabels (30) in den Behälter ein Roboter oder Mani­ pulator ist.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden An­ sprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einlegen des Kabels (30) in den Behälter ein freibeweglicher Roboter, insbesondere ein Raupenfahrzeug ist.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden An­ sprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück (34) bzw. der Kern des Behälters (31, 50, 93) einen Zwischenla­ genspender aufnimmt, von dem Zwischenlagen auf einzelne Lagen abgebbar, insbesondere streifenförmige Zwischenlagen ausblasbar sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenlagenspender mit einer Einrichtung zum Einlegen des Kabels (30) gekoppelt ist, derart, daß der Zwischenlagenspender stets die richtige Höhe einnimmt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenlagen bei Entnahme des Kabels (30) wieder einziehbar sind, insbesondere durch den Zwischenlagen­ spender.

25. Vorrichtung zum Einlegen und/oder Entnehmen von Kabeln (30) oder anderen aufwickelbaren strangförmigen Gegenständen in Behälter bzw. aus Behältern, insbesondere in Tanks (31), Pfan­ nen (50) oder auf Teller (93), wobei die Vorrichtung als mobile Einheit ausgeführt ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Einheit ein verfahrbarer Roboter, insbesondere ein Portalroboter ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mobile Einheit ein Abzugsorgan für das Kabel (30), insbesondere eine motorische Vorschub- oder Zugeinrich­ tung, sowie eine Verlegeeinrichtung, insbesondere mit einem Ausleger (40) und einer Führung (43), aufweist.

28. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Einheit eine Steue­ rung aufweist, die insbesondere Signale eines der Verlegeein­ richtung zugeordneten Tänzers (65, 68) verarbeitet.

29. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 28, gekennzeichnet durch einen Drehteller zur Aufnahme des Ka­ bels (30).