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Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien Seilen oder Litzen und Schnellverseilmaschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien Seilen oder Litzen, bei dem die Drähte oder Litzen zu einem Verseilpunkt geführt und an diesem zu einem Strang (Litze bzw. Seil) zusammengedreht werden, welcher Strang anschliessend auf eine Haspel aufgewickelt wird. Es ist dabei im Rahmen der Erfindung die Herstellung von Litzen oder Seilen aus Material verhältnismässig hoher Festigkeit und Elastizität, wie Stahl, hartes Eisen, Bronze od. dgl. ins Auge gefasst.
Zur Herstellung von Litzen oder Seilen aus Materialien verhältnismässig hoher Festigkeit und Elastizität finden Schnellverseilmaschinen Verwendung, in denen die Vorratsspulen jeweils in einem gesonderten, stillstehenden Spulenträger mit zueinander parallelen Spulendrehachsen hintereinander gelagert sind. Diese Spulenträger werden von einem gemeinsamen Rohr- oder Stangenkörper umkreist, in dem die von den Spulen kommenden Drähte bzw. Litzen einzeln bis zum Verseilpunkt geführt sind, an dem sie in einem als "Legen" bezeichneten Vorgang verseilt werden.
Für derartige Maschinen ergeben sich der Spulenzahl bzw. den Spulenabständen entsprechend grosse Maschinenlängen, hohe Gewichte, beträchtliche Antriebsleistungen und lange Spuleneinbau-bzw. Maschineneinrichtzeiten, während gleichzeitig eine genaue Auswuchtung der grossen rotierenden Massen und zahlreiche Lagerungen von Rohrkörpern und Spulenträgern notwendig sind, die neben hohen Baukosten eine starke Geräuschbildung verursachen und einer ständigen Überwachung, Wartung und Reparatur bedürfen. Die Leistung dieser bekannten Schnellverseilmaschinen ist durch die bei diesen Maschinen erreichbare Drehzahl beschränkt.
Zur Herstellung von Litzen oder Seilen aus Materialien mit verhältnismässig niedriger Festigkeit und Elastizität, wie Eisen, Kupfer, Kunststoff u. dgl., finden sogenannte Verwürgemaschinen mit einem ortsfesten Spulenträgergestell für die Vorratsspulen Verwendung. Bei diesen Verwürgemaschinen werden die einzeln bis zum Verseilpunkt geführten Drähte durch Verdrehen verseilt, wonach das Verseilgut an einem zweiten Verseilpunkt unter Verkürzung der ursprünglichen Schlaglänge um einen zweiten Schlag "verwürgt" wird. Bei derartigen Verwürgmaschinen treten die vorstehend für die Verseilmaschinen genannten Nachteile nicht auf ; sie sind jedoch nicht in der Lage, Materialien mit verhältnismässig hoher Festigkeit und Elastizität einwandfrei zu verseilen.
Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Lehre anzugeben, die eine Herstellung von Litzen oder Seilen beliebigen Materials unabhängig von dessen Festigkeit und Elastizität mit einer Maschineneinheit gestattet, die ähnlich wie die bekannten Verwürgmaschinen eine geringe Baulänge, niedriges Maschinengewicht und kleine rotierende Massen mit konstruktiv einfacher baulicher Gestaltung in sich vereint und bei geringem Antriebs-und Bedienungsaufwand und störung-un wartungsfreier Funktionsweise mit wesentlich gesteigerter Verseilleistung arbeitet.
Das erfindungsgemässe Verfahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strang nach dem Zusammendrehen in an sich bekannter Weise aus der Verseilachse ausgelenkt, in Form einer Schleife unter Richtungsumkehr nach innen in die Verseilachse zurückgeführt und im Bereich seiner Schleifenführung ausserhalb der Verseilachse zum Umkreisen derselben im Drehsinn des Stranges
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im Verseilpunkt veranlasst wird, wobei der Seilschleife bei ihrer Bewegung um die Verseilachse eine Drehzahl gegeben wird, die weniger als die halbe Drehzahl des Stranges im Verseilpunkt beträgt.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Schnellverseilmaschine zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens, mit Vorratsspulen, einer stillstehenden Verteilerscheibe, einem dieser nachgeordneten, um eine mit deren Achse zusammenfallende Maschinen-bzw. Verseilachse in Drehung versetzbaren ersten Rahmenträger, der eine Abzugsscheibe trägt und eine hiezu koaxiale Verseilguteinführung aufweist, sowie mit einem dem ersten Rahmenträger nachgeordneten zweiten Rahmenträger, der koaxial zur Maschinenachse in gleicher Drehrichtung antreibbar ist und eine Aufwickeleinrichtung aufweist, wobei erfindungsgemäss vorgesehen ist, dass der zweite, mit geringerer Drehzahl als der erste Rahmenträger umlaufende Rahmenträger in an sich bekannter Weise einen stillstehenden, die Aufwickeleinrichtung haltenden Träger lagert sowie mit Seilumlenksegmenten versehen ist,
die den den ersten Rahmenträger in der Maschinenachse in Abzugsrichtung verlassenden Verseilgutstrang unter Umkreisen des stillstehenden Trägers diesem in der Maschinenachse in Gegenabzugsrichtung zuführen, dass vorzugsweise zwischen Verseilpunkt und Aufwickeleinrichtung eine Nachformeinrichtung und/oder eine Bremsvorrichtung vorgesehen ist, dass der erste Rahmenträger unmittelbar mit einer Hauptantriebswelle verbunden ist und dass zum Antrieb des zweiten Rahmenträgers ein mit der Hauptantriebswelle gekuppeltes, stufenlos regelbares Untersetzungsgetriebe mit einer Grunduntersetzung von 2 : 1 vorgesehen ist.
Bei erfindungsgemässer Vorgangsweise wird dem Seilgutstrang am Verseilpunkt eine Bewegung vermittelt, die in der Richtung entgegengesetzt zu der am Aufwickelpunkt ist, wobei die Drehzahl am Aufwickelpunkt die am Verseilpunkt um mehr als die Hälfte unterschreitet. Die Strangumlenkung in Gegenrichtung hat zur Folge, dass der Strang, bezogen auf einen ortsfesten Bezugspunkt, am Verseilpunkt eine Eigendrehbewegung mit einer bestimmten Drehzahl ausführt, während er am Aufwickelpunkt keine eigene Drehbewegung mehr hat. Eine vom Untersetzungsverhältnis 2 : 1 abweichende Drehzahl ermöglicht es dem Verseilgutstrang, demgegenüber eine Entspannungsbewegung auszuführen, welche den Verseilgutstrang am Aufwickelpunkt spannungsneutral werden lässt. Sämtliche während des Verseilvorganges im Verseilgutstrang erzeugten Spannungen werden hiedurch bis zum Aufwickelpunkt hin abgebaut.
Diese Entspannung geht dabei mit einer ungewöhnlich einfachen Strangführung einher, die ihrerseits die aus der Wechselwirkung zwischen Verseilgutstrang und Umlenkungsteilen sich ergebenden Spannungen praktisch Null werden lässt.
Die Schnellverseilmaschine nach der Erfindung vereinigt in sich die Vorteile der bekannten Verwürgmaschinen hinsichtlich Bau-und Betriebsaufwand und Leistungsfähigkeit mit der Möglichkeit, eine exakte Verseilung auch bei Materialien mit verhältnismässig hoher Festigkeit und Elastizität, wie Stahl, hartes Eisen u. dgl., ausführen zu können.
Es sei erwähnt, dass durch die deutsche Patentschrift Nr. 513652 angeregt ist, die zur Bildung eines Drahtseiles zusammenzudrehenden Einzeldrähte mehreren Verdrehungsvorgängen zu unterwerfen, um die Leistung der Verseilmaschine zu steigern. Es wird dabei der zusammengedrehte Strang der Einzeldrähte aus der Verseilachse ausgelenkt und in Form einer Schleife unter Richtungsumkehr wieder in die Achse zurückgeführt, wonach eine weitere Auslenkung aus der Achse und eine neuerliche Rückführung in dieselbe unter Richtungsumkehr erfolgt, wobei der Strang die gleiche Bewegungsrichtung einnimmt, die er bei der ersten Zusammendrehung des Stranges aufwies. Bei dieser bekannten Vorgangsweise, die sich wesentlich von der erfindungsgemässen Lehre unterscheidet, entstehen jedoch Seile mit bedeutenden inneren Spannungen.
Weiter sei erwähnt, dass aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 366. 896 zwei Vorgangsweisen beim Verseilen von Drähten bekannt sind, bei denen Schleifenführungen angewendet werden. Bei der einen Vorgangsweise laufen dabei die Einzeldrähte zu einem gemeinsamen Verseilpunkt, an dem sie zu einem Strang zusammengedreht werden. Dieser Strang führt dann mit Hilfe von Führungen eine Schleifenbewegung aus, nach der er in die Achse zurückkehrt, wobei er die gleiche Bewegungsrichtung wie vor der Schleifenführung besitzt. Es tritt keine Geschwindigkeitsuntersetzung auf, die im Sinne einer Entspannung wirksam werden könnte. Bei der andern Vorgangsweise gemäss der genannten franz.
Patentschrift laufen die Einzeldrähte von Vorratsrollen ab, u. zw. in einer Bewegungsrichtung, die der Bewegungsrichtung des Seiles im Verseilkopf entgegengesetzt ist. Daraufhin erfährt jede Einzelmine (Draht oder Litze) eine Schleifenführung und kehrt unter Umkreisen der Vorratsspulen die Laufrichtung um, die nunmehr zu der im Verseilkopf gleichgerichtet ist. Erst nach Ausführung dieser Bewegungen erfolgt eine Verseilung, woraufhin im zweiten Teil der Maschine dann eine erneute Schleifen führung mit Richtungsumkehr erfolgt, ohne dass dabei jedoch eine Geschwindigkeitsdifferenz ausser jener Differenz entsteht, die sich automatisch durch die Schleifen führung mit Richtungsumkehr
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ergibt.
Im Verseilpunkt wird auf den Strang eine positive, den Strang in eine koaxiale Eigenumlaufbewegung versetzende Kraft ausgeübt, die in Richtung und Grösse festliegt. Während der Schleifenumführung erfährt der Strang keine die Eigendrehrichtung verändernde Krafteinwirkung.
Infolge dessen erfährt der Strang bei keiner der Verseilarten nach der franz. Patentschrift eine Entspannung.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 bis 4 vereinfachte Teilansichten einer Schnellverseilmaschine nach der Erfindung, teilweise im Schnitt, die sich, aneinandergereiht, zur Gesamtmaschinenansicht ergänzen.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schnellverseilmaschine weist ein Spulenträgergestell --1-- auf, in dem eine beliebige Anzahl von Vorratsspulen --2-- drehbar gelagert ist. Die Lagereinrichtungen für die Spulen --2-- umfassen jeweils eine Bremseinrichtung, die ein Abziehen von Einzeldrähten bzw.-litzen sowie des Herzdrahtes unter Spannung ermöglichen. Die Abzugsrichtung ist durch den Pfeil--3--veranschaulicht.
In Abzugsrichtung (Pfeil 3) schliesst sich an das Gestell --1-- mit den Spulen --2-- eine feststehende Verteilerscheibe--4--an, die koaxial zur Maschinenachse--5-- (Hauptachse) angeordnet und zur Schlaglängenverstellung in und gegen Abzugsrichtung (Pfeil 3) parallel zu sich selbst verstellbar ist. Die Verteilerscheibe--4--weist eine Anzahl von Lochkreisen sowie eine Mittelbohrung zur Führung des Herzdrahtes auf. Bei der in Fig. 1 dargestellten Verteilerscheibe--4-sind zwei konzentrisch zur Maschinenachse --5-- verlaufende Lochkreise zur Herstellung von zweilagigem Verseilgut vorgesehen. Jedem Lochkreis ist eine Pressbacke zugeordnet, wobei die Pressbacken für jeweils innere Lagen ortsfest der Verteilerscheibe--4--koaxial zur Maschinenachse
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befestigt.
In Abzugsrichtung schliesst sich an die Verteilerscheibe --4-- mit den Pressbacken --6-- die in Fig. 2 veranschaulichte, eigentliche Verseileinheit an, die im wesentlichen aus einem in zwei Stehlagern --8-- gelagerten ersten Rahmenträger --9-- besteht. Dieser Rahmenträger --9-- besteht im wesentlichen aus einem in Fig. 2 in die Zeichenebene geschwenkt dargestellten Bügel, dessen Lagerzapfen als Hohlzapfen zur Bildung von axialen Durchführungen ausgebildet sind. In dem der Verteilerscheibe --4-- zugewendeten Lagerhohlzapfen --10-- ist die mit dem Lagerzapfen - umlaufende Pressbacke-11--für die jeweils äusserste Lage koaxial angeordnet.
Am Rahmenträger --9-- sind in Abzugsrichtung aufeinanderfolgend eine Nachform-bzw.
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--14-- sowiediese Teile laufen mit dem Rahmenträger --9-- um die Maschinenachse--5--um.
Diese umlaufende Verseileinheit wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Motor --15-- über eine Hauptantriebswelle --16-- und über einen Zahnriementrieb--17angetrieben. Der Antrieb der abzugsscheibe --14-- ist über einen Zahnriementrieb Kegelräder--19--, einen Zahnriementrieb-20--, eine Nebenantriebswelle --21--, ein stufenlos regelbares Getriebe--22--und einen Zahntrieb--23--ebenfalls von der Hauptantriebswelle --16--abgeleitet. Das Regelgetriebe--22--dient zur stufenlosen Einstellung der Schlaglänge.
An die Verseileinheit schliesst sich in Abzugsrichtung koaxial zur Maschinenachse --5-- ein allgemein als Aufwickeleinheit zu bezeichnender Maschinenabschnitt an, der im rechten Teil der Fig. 2, im wesentlichen in Fig. 3 und mit seinem in Abzugsrichtung rückwärtigen Ende in Fig. 4 dargestellt ist.
Die Aufwickeleinheit besteht im wesentlichen aus einem zweiten, in zwei Stehlagern--24-- gelagerten Rahmenträger --25--, dessen in Abzugsrichtung der Verseileinheit zugekehrter Lagerzapfen--26--im Bereich des vorderen Stehlagers --24-- als Hohlzapfen ausgebildet ist und eine radiale Durchführung --27-- für das Verseilgut aufweist.
Der Rahmenträger-25-trigt im Bereich der radialen Durchführung --27-- des Lagerzapfens --26-- ein mit seiner Führungsfläche tangential zur Maschinenachse-5-gelegenes, feststehendes, d. h. lediglich mit dem Lagerzapfen --26-- um die Maschinenachse --5-- als Ganzes umlaufendes Umlenksegment-28--sowie ein weiteres Umlenksegment--29--am vorderen äusseren Rahmenträgerende, welche Segmente zur Ausund Umlenkung des zunächst in den Lagerzapfen --26-- koaxial einlaufenden Verseilgutes aus der maschinenachse --5-- dienen.
Der zweite Rahmen träger --25-- trägt weiter an seinem rückwärtigen Ende ein halbkreisförmiges Umlenksegment-30--, das dazu bestimmt ist, das Verseilgut aus seinem vom Umlenksegment-29-kommenden, zur Maschinenachse-5-
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parallelen Verlauf in Gegenabzugsrichtung wieder in die Maschinenachse --5-- zurückzuführen. Der Rahmenträger --25-- lagert seinerseits einen Träger --31--, der, selbst stillstehend, vom zweiten Rahmenträger --25-- umkreist wird. Der Antrieb für den zweiten Rahmenträger --25-- ist von der Hau8ptantriebswelle --16-- über ein stufenlos regelbares Untersetzungsgetriebe --32-- und einen Zahnriementrieb --3-- abgeleitet.
Der Rahmenträger --25-- läuft mit einer zum
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wodurch eine weitestgehende Aufhebung des beim Verseilvorgang entstandenen Dralles möglich ist. In dem raumfesten Träger --31--, der in Fig. 3 in einer um 900 verschwenkten Stellung dargestellt ist, ist eine angetriebene Aufwickeleinrichtung--34--mit vorgeschalteter Drahtführung gelagert. Der Antrieb der Aufwickeleinrichtung--34--ist von der Nebenantriebswelle --21-- über einen Zahnriementrieb-35--, ein Zahnradplanetengetriebe-36, 37-- eine Hohlwelle --38--, einen
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Um den Litzen-bzw. Seilzug zwischen Abzugsscheibe --14-- und Aufwickeleinrichtung --34-- möglichst klein zu halten, kann der Aufwickeleinrichtung --34-- eine Bremsvorrichtung - -43--, die auf eine Bremsscheibe --4-- einwirkt, in Drahtlaufrichtung vorgeschaltet sein. Die Bremswirkung ist vorteilhaft von Hand einstellbar und bewirkt, dass ein möglichst geringer Auflagedruck durch das Verseilgut auf die Umlenksegmente 28,29,30 ausgeübt wird und sich das Verseilgut dadurch im wesentlichen ungehindert verdrehen kann. Bei der von Hand einstellbaren Bremsvorrichtung --43-- ist die Bremsscheibe --44-- frei auf einer festen Achse drehbar gelagert und wird durch eine ortsfest auf der Achse angeordnete, verstellbare Bremse beeinflusst.
Eine Verminderung des vom Verseilgut auf die Umlenksegmente --28,29,30-- ausgeübten Auflagedruckes kann auch unter Fortfall der Bremsvorrichtung --43-- dadurch erzielt werden, dass in die Nebenantriebswelle--21--ein von einer Grundübersetzung stufenlos nach oben und unten einstellbares Zwischengetriebe--45--eingeschaltet ist, das von einem Stellmotor --46-- verstellbar ist. Zugleich damit ist das Umlenksegment --30-- gemäss dem Doppelpfeil --47-- in der Abzugsrichtung (Pfeil 3) und gegen dieselbe aus einer Mittelstellung ein kleines Stück federnd verschieblich am Rahmenträger --25-- aufgehängt und betätigt über einen Mitnehmer --48-- eine Kontaktstange-49--, die auf zwei einen Steuerschalter bildende Kontakte --50-- einwirkt.
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in Tätigkeit versetzt und die Antriebsdrehzahl für die Aufwickeleinrichtung --34-- wird durch Verstellen des Getriebes --45-- verändert. In diesem Fall ist, wie strichliert dargestellt, eine angetriebene Bremsscheibe --44-- erforderlich, deren Antrieb vom Kegeltrieb --39-- über einen Zahnriementrieb--51--hergeleitet wird.
Der Verseilvorgang verläuft in folgender Weise : Von den Vorratsspulen --2-- im Gestell - 1-- werden die Drähte bzw. Litzen abgezogen und zunächst durch die Verteilerscheibe --4-geführt. Von der Verteilerscheibe --4-- aus laufen die nachfolgend einfachheitshalber stets nur als "Drähte" bezeichneten Drähte oder Litzen durch die nachgeordneten Pressbacken hindurch, wobei die Verseilung durch ein Verdrehen der bis dahin unverdrillten Drähte um eine gemeinsame Achse (Maschinenachse 5) erfolgt. Da die Verteilerscheibe zumindest einen Lochkreis hat, jedoch beliebig viele Lochkreise haben kann und da je nach Verseilungsart auch eine entsprechende Zahl zugehörige Pressbacken vorgesehen sind, kann eine Herstellung einer 1-plus-6-drähtigen Litze und ebenso in Parallelschlag einer solchen mit mehreren Lagen mit beliebig vielen Drähten in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen.
Die nach dem Passieren der Pressbacken --6,11-- vorhandene. bei dem dargestellten Beispiel zweilagige Litze rotiert mit der Drehzahl des ersten Rahmenträgers --9-- und läuft durch die Nachform- und Entspannungsvorrichtung --12-- hindurch, die nicht unbedingt
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--14-- undRahmenträger --9-- verlässt und in den zweiten Rahmenträger --25-- einläuft. Über die mit etwa halber Drehzahl gegenüber der Drehzahl des Rahmenträgers --9-- um die Maschinenachse --5-umlaufenden festen Umlenksegmente--28, 29, 30-- wird die Litze unter Umkreisen des raumfesten Trägers --31-- in Gegenabzugsrichtung in die Maschinenachse --5-- zurückgeführt. Über die Bremsscheibe --44-- gelangt sie schliesslich auf die Aufwickeleinrichtung-34-.
Durch das
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Umlenken der Litze aus der Abzugsrichtung in die Gegenabzugsrichtung und die Drehzahluntersetzung zwischen erstem und zweitem Rahmenträger von im wesentlichen 2 : 1 wird die der Litze vom ersten Rahmenträger --9-- erteilte Eigendrehung weitestgehend aufgehoben, so dass die Litze ohne Eigendrehung vom Verlassen des Umlenksegments--30--bis zur Aufwickeleinrichtung--34-läuft. Über das Regelgetriebe--32-kann das Untersetzungsverhältnis geringfügig verändert werden, so dass der beim Verseilen entstandene Drall praktisch völlig beseitigt wird.
Wie ohne weiteres ersichtlich wird, ist das Bauprinzip der Schnellverseilmaschine nicht an eine bestimmte Spulenzahl gebunden, so dass beliebig viele und beliebig grosse Spulen vorgesehen werden können, ohne dass dadurch die Maschine in ihrer Gesamtbauweise beeinflusst wird. Die ausserordentlich geringen bewegten Massen lassen hohe Drehzahlen zu, wie sie bei den bisherigen Verseilmaschinen aus Gründen der dynamischen Festigkeit der verwendeten Materialien nicht erreichbar war. Das Aufstecken der Spulen ist dabei ausserordentlich einfach und schnell zu bewerkstelligen, während gleichzeitig ein Auswechseln von Vorratsspulen und das Einbinden des Drahtes der neuen Vorratsspule wesentlich erleichtert ist und sich die Möglichkeit ergibt, eine kontinuierliche Arbeitsweise vorzusehen. Die Drahtlänge sind dabei stets gleich.
Während die bisher üblichen Schnellverseilmaschinen bis zu 36 Vorratsspulen enthielten und dabei eine Gesamtlänge bis 50 m aufwiesen, kommt die erfindungsgemässe Schnellverseilmaschine in der oben beschriebenen Ausführung mit einer Gesamtlänge von etwa 4 bis 5 m aus, wobei es z. B. auch möglich ist, Litzen aus 42 Drähten, die von ebensovielen Vorratsspulen abgezogen werden, im Parallelschlag in einem Arbeitsgang herzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von spannungsfreien Seilen oder Litzen, bei dem die Drähte oder Litzen zu einem Verseilpunkt geführt und an diesem zu einem Strang (Litze bzw. Seil) zusammengedreht werden, welcher Strang anschliessend auf eine Haspel aufgewickelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Strang nach dem Zusammendrehen in an sich bekannter Weise aus der Verseilachse ausgelenkt, in Form einer Schleife unter Richtungsumkehr nach innen in die Verseilachse zurückgeführt und im Bereich seiner Schleifenführung ausserhalb der Verseilachse zum Umkreisen derselben im Drehsinn des Stranges im Verseilpunkt veranlasst wird, wobei der Seilschleife bei ihrer Bewegung um die Verseilachse eine Drehzahl gegeben wird, die weniger als die halbe Drehzahl des Stranges im Verseilpunkt beträgt.