DE10121865A1 - Verfahren zum Verseilen von Verseilelementen zu einem Verseilprodukt mit abschnittsweise wechselnder Drallrichtung, bei dem die Verseilelemente in Abzugsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit eine Verseilvorrichtung durchlaufen und diese Verseilvorrichtung aus einer alternierend rotierenden Verseilscheibe mit einem Lochkranz zur geordneten Durchführung der Verseilelemente und einem danach folgenden Verseilpunkt besteht. Diese Verseilvorrichtung wird alternierend in und gegen die Abzugsrichtung bewegt, während dabei die Drehzahl der Verseilscheibe bei ab und zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Verseile... - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Verseilen von Verseilelementen zu einem Verseilprodukt mit abschnittsweise wechselnder Drallrichtung (SZ-Verseilung). DOLLAR A Bekannte Verseilverfahren, die als Verseilvorrichtung eine alternierend rotierende Verseilführungsscheibe mit nachfolgend stationärem Verseilnippel benutzen, erzeugen im Verseilprodukt ungünstig verseilte und daher zu lange Drallübergangsstellen, die weder wesentlich verkürzt noch günstig beeinflusst werden können. Die nötige Fixierung der Drallübergangsstellen gegen Entdrillung ist durch Abbindung mittels Fäden etc. bisher wenig wirkungsvoll. Das neue Verfahren soll erhebliche Verbesserungen bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten bewirken. DOLLAR A Eine speziell gesteuerte Bewegungsweise einer solchen Verseilvorrichtung in und gegen die Abzugsrichtung bewirkt eine von der konstanten Abzugsgeschwindigkeit nahezu unabhängige Einstellbarkeit der Verseilschlaglänge sowie der Kürze und Form der Drallübergangsstelle bis hin zum sogenannten "Nullzeit"-Drallübergang. Die Abbindung in den mitbewegten Verseilnippel bewirkt eine erheblich bessere Fixierung durch wesentliche Konzentration der Abbindeumwindungen auf die Drallübergangsstellen, bei konstanten und sogar erheblich geringeren Abbinderdrehzahlen als bisher. Höhere Produktionsgeschwindigkeiten lassen sich danach durch Erhöhung reduzierter Abbinderdrehzahlen erzielen. DOLLAR A Herstellung von SZ-Kabel.

Description

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verseilen von Verseilelementen zu einem Verseilprodukt mit abschnittsweise wechselnder Drallrichtung, bei dem die Verseilelemente in Abzugsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit eine Verseilvorrichtung durchlaufen und diese Verseilvorrichtung aus einer alternierend rotierenden Verseilscheibe mit einem Lochkranz zur geordneten Durchführung der Verseilelemente und einem danach folgenden Verseilpunkt besteht. Diese Verseilvorrichtung wird alternierend in und gegen die Abzugsrichtung bewegt, während dabei die Drehzahl der Verseilscheibe bei ab- und zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Verseilelementen und dem Verseilpunkt ebenfalls ab- und zunimmt.

In der SZ-Technologie bestehen seit Jahrzehnten Bemühungen, die Länge der Drallwechselstelle immer weiter zu verkürzen, da diese Stelle bekanntermaßen Probleme mechanischer wie auch elektrischer Art im fertigen Verseilprodukt erzeugt. In der Literatur sind etliche Publikationen bekannt, die dieses grundsätzliche Problem auf verschiedene Arten zwar verbessern, aber nach heutigem Kenntnisstand die Länge der Drallwechselstelle, insbesondere bei hohen Verseilgeschwindigkeiten und kurzen Schlaglängen, trotzdem immer noch zu lang ist und eine beliebige Einstellbarkeit dieser Länge nach bekannten Verfahren nicht oder, wenn überhaupt, nur sehr unzulänglich möglich ist.

Als Beispiel der einen Art seien stellvertretend für Verseilverfahren, die eine alternierend rotierende Verseilscheibe mit nachfolgendem Verseilpunkt benutzen, die WO 96/00970, die EP 0 582 802 A1 und die EP 93 109 183.9 genannt. Diese Verfahren benutzen, wie bei allen SZ-Verfahren erforderlich, einen Speicher bestimmter Länge zur Aufnahme der gegenläufigen Verdrillung der Verseilelemente vor der endgültigen Verseilung, wobei die Länge der abschnittsweisen Drallrichtung im fertig verseilten Produkt vom Aufnahmevermögen dieser Speicher bestimmt wird.

Gemeinsamkeit dieser Verfahren, um kürzere Drallwechselstellen zu erreichen, ist die Verkürzung der Drehrichtungsumkehrzeit der alternierend rotierend angetriebenen Verseilscheibe. Diese Umkehrzeit ist bei diesen Verfahren bezeichnet als die Zeitspanne, in der die Verseilscheibe aus voller Drehzahl der einen Drehrichtung auf Null abgebremst wird und daraus unterbrechungsfrei in Gegenrichtung wieder bis zur vollen Drehzahl beschleunigt wird. Bei dabei voll ausgenutzter, installierter Antriebsleistung ergibt sich immer eine weitgehend konstante Drehbeschleunigung, da die vorhandenen Drehmassen, nur noch abhängig von den unterschiedlichen Massen des Verseilgutes, weitgehend konstant sind. Auf diese Weise ergibt sich deshalb zwangsläufig immer eine zur Drehzahl weitgehend proportionale Drehrichtungsumkehrzeit. Je höher die Drehzahl, umso länger die Umkehrzeit. Daraus folgt unmittelbar, daß die Drallwechsellänge im Verseilprodukt auch mit zunehmender Verseilgeschwindigkeit immer größer werden muß.

Vorerst ohne Berücksichtigung anderer Einflußgrößen auf die entstehende Drallwechselstelle hat diese bei diesen Verfahren folgende, grundsätzliche Form: Durch Drehzahlabfall der Verseilscheibe aus der einen Richtung steigt die Schlaglänge aus ihrer vorgegebenen Sollgröße gleitend an. Zum Zeitpunkt des Drehzahl-Nulldurchganges (= exakter Drehrichtungsumkehrzeitpunkt) der Verseilscheibe ergibt sich die Parallellage der Verseilelemente (die Schlaglänge bzw. Drallsteigung ist dann unendlich). Durch anschließenden Drehzahlanstieg der Verseilscheibe in Gegenrichtung fällt die Schlaglänge nun wieder ab und erreicht wieder ihre vorgegebene Sollgröße, nun in anderer Drallrichtung. Diese Form der Drallwechselstelle hat den entschiedenen Nachteil, daß sie sich zum überwiegenden Teil aus sich ändernder Schlaglänge zusammensetzt und deswegen schon aus diesem Grund eine viel zu große Länge beansprucht. Der zulässige Biegeradius der Verseilelemente würde jedenfalls erheblich kürzere Wechselstellen zulassen. Um die Drallwechselstelle zu verkürzen, sind in den letzten Jahren zwar Erfolge in Verkürzung der Drehrichtungsumkehrzeit erzielt worden, aber die tatsächliche Drallwechsellänge - zur Zeit das ca. 1,4-fache der Schlaglänge oder mehr - ist trotzdem immer noch zu groß.

Besser wäre deshalb eine Form der Drallwechselstelle, deren Länge nur noch aus einem kurzen und zulässigen Umkehrbogen für die Verseilelemente besteht und die Schlaglänge davor und danach konstant ist.

Mit der Verkürzung der Drehrichtungsumkehrzeit sind diese Verfahren aber inzwischen mehr oder weniger an die Grenzen der Technik gestoßen. Denn eine Verkürzung der Umkehrzeit erfordert entsprechend höhere Leistung des Drehantriebmotores mit der Folge eines erforderlichen, größeren Motors und damit insgesamt größer werdender Drehmassen, was dem Ziel der Umkehrzeitreduktion entgegensteht. Auch sind einer Minimierung von Bauteildrehmassen Grenzen gesetzt. Deshalb kann diese Umkehrzeit mit diesen Verfahren nicht beliebig weiter verkürzt werden. Eine gezielte Einflußnahme auf die Länge der Drallwechselstelle ist dabei, wenn überhaupt, nur in sehr geringem Ausmaß möglich.

Zur Verkürzung der Drallwechselstelle gibt es aber auch Publikationen anderer Verfahrensarten, die auf einer alternierenden Längsverfahrbarkeit gewisser Anlagenteile basieren. Dazu gehören die DE 23 40 351 sowie die DE 28 16 392. Beide hier genannten Veröffentlichungen benutzen diese Verfahrbarkeit, um eine SZ-Verseilung zu erreichen. Deren Verfahren liegt in der Kombination zweier örtlich weit auseinanderliegender Verseilstellen, indem sich an der Einlaufverseilstelle bzw. in der zwischen beiden Verseilstellen bestehenden Verseilspeicherstrecke ergebende, differierende Schlaglängen der Verseilelemente an der Auslaufverseilstelle zur SZ-Verseilung umgedrillt werden. Wegen dieser Umverdrillung (Umverbiegung) der Verseilelemente sind beide Verfahren praktisch ausschließlich für die Herstellung von Verseilprodukten aus sehr leicht biegbaren Verseilelementen geeignet, wie z. B. isolierten Kupferdrähten oder -Litzen, beispielsweise Telefonkabeln, bestehend aus Paaren oder Vierern. Zur Erläuterung sei die zuletzt genannte DE 28 16 392 als Beispiel näher beschrieben. Alternierend in und gegen die Verseilrichtung verfahren wird hier die Einlaufverseilstelle, während die Auslaufverseilstelle ortsfest steht. Beide Verseilstellen haben dabei gleiche Drehzahl und Drehrichtung, wobei die Einlaufverseilstelle mit im wesentlichen konstanter aber kleinerer Geschwindigkeit als die Abzugsgeschwindigkeit einen bestimmten Weg hin und zurückgefahren wird. Die SZ-Verseilung wird dabei an der Auslaufverseilstelle durch Aufdrillen der durch das Hin- und Zurückfahren der Einlaufverseilstelle - gegenüber der Soll-Schlaglänge - erzeugten, größeren und kleineren Schlaglängen in der Verseilstrecke zwischen beiden Verseilstellen erreicht. Nach Durchlaufen der Verseilstrecke an der Auslaufverseilstelle ankommende, kurze Schlaglängen werden zur Soll-Schlaglänge der gleichen Drallrichtung aufgedrillt, während ankommende, große Schlaglängen komplett aufgedrillt und gleichzeitig in umgekehrter Drallrichtung ebenfalls zur Soll-Schlaglänge umgedrillt werden. Die Länge der Drallwechselstelle entsteht an der fahrenden Einlaufverseilstelle durch die Zeitspanne, in der diese aus voller Fahrgeschwindigkeit auf Null abgebremst und in anderer Richtung unterbrechungsfrei bis zum Erreichen der vollen Geschwindigkeit wieder beschleunigt wird. In der Vorfahrbremsphase der Einlaufverseilstelle ändert sich dabei die Schlaglänge gleitend von kleiner auf Soll-Größe und bei direkt anschließendem Beschleunigen in Gegenrichtung gleitend von Soll- auf große Schlaglänge. In der Rückfahrbremsphase und anschließender Anfahrphase ist die Schlaglängenbildung adäquat umgekehrt. Durch Aufdrillung der an der Auslaufverseilstelle aus zum Beispiel der Vorfahrbremsphase der Einlaufverseilstelle ankommenden, kleinen, sich aber vergrößernden Schlaglängen beginnt die eigentliche Drallwechselstelle. Bei der dabei stattfindenden Umverdrillung beginnt diese somit aus der Soll-Schlaglänge mit ansteigender Schlaglänge, geht über in den gerade gestreckten (unverseilten) Zustand der Verseilelemente an dem Punkt, an dem die Einlaufverseilstelle vorher die Fahrtrichtung änderte, und endet anschließend in anderer Drallrichtung mit wieder abfallender Schlaglänge in der Soll- Schlaglänge. Diese Form der Drallwechselstelle entspricht somit den eingangs zuerst geschilderten SZ- Verfahren mit einer alternierend rotierenden Verseilscheibe, mit dem Unterschied, daß hier nicht die Drehrichtung, sondern die Fahrtrichtung umgekehrt wird. Um hierbei kurze Drallwechsellängen zu bekommen, ist es also erforderlich, die Fahrtrichtungsumkehrzeit entsprechend oben genannter Drehrichtungsumkehrzeit schnellstmöglich durchzuführen. Damit gilt auch hier wieder die oben erwähnte, technische Grenze bei Verkürzung der Beschleunigungszeiten bewegter Massen und der Nachteil der Länge der Drallwechselstelle wegen ihrer gestreckten Form.

Die in Wirklichkeit entstehende Länge der Drallwechselstelle eines SZ-Verseilproduktes wird aber nicht nur von der Zeitdauer der Drehrichtungsumkehrzeit der Verseilscheibe bzw. von der Fahrtrichtungs­ umkehrzeit nach obigem Beispiel beeinflußt, sondern auch von den dabei momentan in der Verseilstelle wirkenden Zug-, Druck-, Biegungs- und Torsionskräften in den einzelnen Verseilelementen.

Bei konventioneller Verseilung in dauernd gleichbleibender Drehrichtung stehen diesen Kräften nach dem physikalischen Prinzip "actio = reactio" ständig und gleichmäßig die entsprechenden Gegenkräfte entgegen, so daß die Verseilung immer gleichmäßig erfolgen kann.

Anders sieht es aus, wenn beim Verseilen plötzlich die Drallrichtung umgekehrt wird.

Ab Drallumkehrbeginn steigt, wie oben beschrieben, die Schlaglänge aus der Sollgröße an; die Verseilelemente gehen dann kurz in den gestreckten Zustand über, und die Schlaglänge fällt in anderer Drallrichtung wieder auf Sollgröße ab. Alle hierbei wirkenden Kräfte ändern sich plötzlich sehr drastisch. Die Richtung der Biegungs- und Torsionskräfte wird umgekehrt. Die Zugkraft der Verseilelemente im Verseilnippel wird momentan geringer oder gar zu Null, weil kurzzeitig wegen geringerem bzw. Nichtverseilens weniger Material als vorher und auch als nachher verseilt wird.

Allein durch den kurzzeitigen Wegfall des Reibungsverbandes zwischen den Verseilelementen kurz nach der Verseilung können deren wirkende, "innere" Kräfte bereits während des Verseilens sofort eine Verlängerung der Drallwechselstelle herbeiführen. Die dabei stattfindende Biegungs- und Torsions­ umkehr in den Verseilelementen verstärkt diesen Effekt noch erheblich.

Bei den zuerst genannten Verseilverfahren mit den an die Verseilscheibe angeschlossenen Speichern kommt noch verstärkend hinzu, daß der Speicher beim Drallwechsel am stärksten verdrillt ist und deswegen die Verseilelemente durch die vergrößerten Reibungswinkel an den Umlenkstellen innerhalb des Speichers und an der Verseilscheibe unter zusätzlich stark erhöhter Zugkraft stehen. Eine weitere Verlängerung ergibt die dabei abrupte Drehrichtungsumkehr, da die Verseilelemente durch die dabei auftretenden, tangentialen Beschleunigungskräfte an den Umlenkstellen, insbesondere an der Verseilscheibe, noch zusätzlich unter erhöhter Reibung stehen.

Um diese unerwünschte Verlängerung der Drallwechselstelle, auch in nachfolgenden Arbeitsprozessen, bei denen das Verseilprodukt unter Zugkraft steht, zu vermindern, wird nach dem technischen Stand das Verseilprodukt während oder möglichst kurz nach der Verseilung durch entspechende Vorrichtungen fixiert. Im wesentlichen wird dies bewirkt durch Umwickeln des Verseilproduktes mit einem oder mehreren Fäden, Bändchen oder dergleichen, insbesonders mit zweien oder paarweise mehreren davon im gegenläufigen Drehsinn. Die Geräte zum Umwickeln des Verseilproduktes haben je nach Ausführungsart immer eine bestimmte, möglichst hohe, maximale und konstante Drehzahl, die aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden darf, so daß der kleinstmöglich erreichbare Windungsabstand auf dem Verseilprodukt nur noch von der Produktgeschwindigkeit abhängt und deshalb die Fixierungsqualität mit zunehmender Produktgeschwindigkeit wegen zunehmenden Windungsabstandes abnimmt. Da solche Geräte heute längst an der technologisch machbaren Drehzahlgrenze angelangt sind, die Fixierung der Drallwechselstelle aber möglichst geringe Windungsabstände erfordert, ist man gezwungen, die Produktgeschwindigkeit entsprechend zu erniedrigen. Diese Geräte sind deshalb bekanntermaßen fast immer der Engpaß in der Kabelproduktion. Nachteilig ist weiter dabei, daß das Verseilprodukt dann zwischen den Drallwechselstellen bei da gutem Verseilverband unnötigerweise mit sehr kleinen Windungsabständen fixiert wird, während an den Drallwechselstellen trotzdem nur sehr wenig unzureichende Windungen einer Verlängerung der Drallwechselstelle entgegenwirken können.

Besser wäre es, den Bereich um die Drallwechselstelle mit möglichst vielen Windungen mit möglichst kurzen Windungsabständen zu fixieren und zwischen den Drallwechselstellen so wenig wie eben nötig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik so weit wie möglich vermeidet, insbesondere eine kürzere Drallwechselstelle und eine bessere Fixierung des Verseilproduktes ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Lage, die bisher geschilderten Nachteile konventionell arbeitender SZ-Verseilmaschinen und -Anlagen durch Einsatz einer "in Produktrichtung alternierend hin und wieder zurückfahrenden Verseilvorrichtung", bestehend aus einer alternierend rotierenden Verseilscheibe mit nachfolgendem Verseilpunkt bzw. Verseilnippel erheblich zu vermindern oder zu beseitigen, wobei durch die sich neu ergebenden Steuerungsmöglichkeiten nicht nur bessere Verseilprodukte hergestellt werden können, sondern auch die Produktivität dieser Verseilanlagen gesteigert werden kann.

Bei konventioneller Verseilung in einer Drehrichtung sowie bei konventioneller SZ-Verseilung entspricht die resultierende Produktschlaglänge SL immer dem Verhältnis aus der Produktgeschwindigkeit V und der zugehörigen Drehzahl n der Verseilscheibe gemäß der bekannten Formel SL = V/n.

Diese Formel ist bei diesen Verfahren deshalb allgemein gültig, weil die entscheidende Verseilvorrichtung zur Produktbewegungsrichtung immer konstant stillstehend ist, das heißt, die gesamte Verseilmaschine mit ihrer fest installierten Verseilvorrichtung ist starr am Boden befestigt.

Bei dem erfindungsgemäßem Verfahren ist dieser globale Zusammenhang nicht mehr gegeben, weil durch die fahrende Verseilvorrichtung, insbesonders durch den dabei mitbewegten Verseilpunkt (Verseilnippel), die resultierende Produktschlaglänge nicht mehr in Relation zur vorhandenen Produktgeschwindigkeit und der Verseildrehzahl gesetzt werden kann. Vielmehr entsteht die Schlaglänge nun im Verhältnis der Relativgeschwindigkeit (konstante Produktgeschwindigkeit abzüglich sich ändernder Fahrgeschwindigkeit der fahrenden Verseilvorrichtung) und der dabei momentan wirkenden Verseildrehzahl. Durch ein passend gesteuertes Verhältnis der momentanen Fahrgeschwindigkeit zur momentanen Verseildrehzahl kann das Verseilprodukt trotzdem mit konstanter, bei Bedarf aber auch mit unterschiedlicher oder sogar mit sich ändernder Schlaglänge verseilt werden.

Möglich wird eine sehr kurze Drallwechselstelle im Verseilprodukt dadurch, daß sich die Fahrgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung in Produktrichtung der Produktgeschwindigkeit annähert und die Verseildrehzahl dabei gegen Null abgesenkt wird. Erreicht die Fahrgeschwindigkeit die Produktgeschwindigkeit, kann auch dabei gleichzeitig die Verseildrehzahl Null sein, ohne daß sich die Schlaglänge im Verseilprodukt ändert. Die Drehrichtung der Verseilscheibe kann nun unterbrechungsfrei geändert und die Verseildrehzahl wieder bis zum Nennwert erhöht werden, während die Fahrgeschwindigkeit dabei proportional dazu wieder bis auf Null verringert wird.

Dadurch wird eine Form der Drallwechselstelle ermöglicht, bei der bis zur eigentlichen Drallumkehr mit konstanter Schlaglänge verseilt wird und anschließend in einem steuerbaren, sehr kurzen Zeitabschnitt die Drallumkehr so schnell in der Art erfolgt, daß ein sehr kurzer Drallübergang erreicht wird und direkt anschließend weiter mit konstanter Schlaglänge bis zur nächsten Drallwechselstelle verseilt wird. Der Vorteil einer solchen Form der Drallwechselstelle ist, daß diese nur noch aus einem erforderlichen, aber sehr kurzen Umkehrbogen der Verseilelemente zwischen Links- und Rechtsdrall bestehen kann und ein Auseinanderziehen dieser Stelle während des Verseilens im Verseilnippel durch die vorhandenen Kräfte in den Verseilelementen auch ohne Fixierung des Verseilproduktes gegenüber der bisherigen, langen Form der Drallwechselstelle bereits stark vermindert wird, weil die eigentliche Drallwechselzeit erheblich verkürzt ist und der Verseilverband direkt davor und danach optimal ist. Erreicht wird dies durch ein exakt gesteuertes Zusammenwirken der Brems- und Anfahrphasen der rotierenden Verseilscheibe im Gleichtakt mit den Anfahr und Bremsphasen der dabei vorfahrenden Verseilvorrichtung, bei insgesamt konstanter Produktionsgeschwindigkeit in der Art, daß im fahrenden Verseilnippel die momentan resultierende Verseilgeschwindigkeit immer exakt passend zur momentanen Verseilscheibendrehzahl ist, so daß sich bis auf die kurze Drallumkehr immer eine konstante Schlaglänge in jeder Drallrichtung ergibt. Die fahrende Verseilvorrichtung ist damit bevorzugt eine Einheit aus rotierender Verseilscheibe und deren Antrieb und dem zugehörigen, nicht rotierenden Verseilnippel, einschließlich beider gemeinsamer Fahrantrieb. Die fahrende Verseilvorrichtung ist somit auf einem angetriebenen Fahrschlitten installiert. Durch diese Art der Steuerung ist die Drehrichtungs­ umkehrzeit der Verseilscheibe (Zeit aus voller Drehzahl der einen bis zur vollen Drehzahl der anderen Drehrichtung) von der eigentlichen Drallumkehr der Verseilelemente gewissermaßen entkoppelt, und die gesamte Drallumkehr kann deshalb gezielt sehr nahe oder auch sogar exakt am Punkt des Drehzahlnulldurchganges der Verseilscheibe erfolgen. Der komplette Vorgang der Drehrichtungsumkehr kann sich deshalb gegenüber dem Stand der Technik über einen erheblich längeren Zeitraum erstrecken, der zusammen mit den Rückfahrzeiten der Verseilvorrichtung lediglich von der Zeitdauer bis zum nächsten Drallwechsel bestimmt wird. Die Zeitdauer der eigentlichen Drallumkehr für die Verseilelemente beträgt dann nur noch einen geringen Bruchteil der gesamten Drehrichtungsumkehrzeit. Die Länge des Umkehrbogens der Verseilelemente wird dabei ausschließlich durch die Zeitdauer dieses sehr kurzen Drallumkehrzeitabschnittes festgelegt und ist für unterschiedliche Biegeradien aller Art Verseilelemente durch die Motorensteuerung trotz dessen Kürze leicht einstellbar, weil gegenüber den bisherigen Verfahren nicht mehr aus voller Drehzahl umgekehrt wird, sondern nur noch aus sehr kleinen Bruchteilen davon und wegen der erheblich verlängerten Drehrichtungsumkehrzeiten mit erheblich geringeren Beschleunigungskräften.

Abhängig von der installierten Fahrstrecke der Verseilvorrichtung, der Größe der Schlaglänge, der möglichen Anzahl der Umdrehungen je Drallrichtung und der Produktgeschwindigkeit sind für die Drehrichtungsumkehrzeit nicht nur wenige 10 Millisekunden wie bisher, sondern bis zu mehreren Zehntelsekunden und sogar bis hin zu einigen Sekunden möglich. Dadurch reduziert sich gegenüber den bekannten Verfahren nicht nur die effektiv erforderliche Antriebsleistung der Drehantriebsmotore erheblich, sondern auch die Belastung der Verseilelemente wird dadurch gemildert, weil die weitaus geringere Drehbeschleunigung entsprechend geringere Reibkräfte nach sich zieht.

Als weiterer Vorteil wird durch die erhöhten Drehzahlumkehrzeiten und des zeitlich eng begrenzten, geringeren Minderverbrauchs der Verseilelemente während der sehr kurzen Drallumkehr der bisher bekannte, unruhige Lauf der einlaufenden, einzelnen Verseilelemente stark gemildert. Daraus ergibt sich ein wesentlich gleichmäßigerer Abzug der Verseilelemente aus den Vorratsspulen über den Speicher bis hin zum Verseilnippel, was sich für alle daran beteiligten Anlagenteile und für die Verseilung überaus positiv auswirkt. In der Folge ergibt sich für die Verseilelemente eine bessere Bremszugregelung an den Vorratsspulen, eine geringere Belastung in den Führungenstellen und die Verminderung oder gar Wegfall der gefürchteten Schlingenbildung zwischen den Führungsstellen. Bei den bekannten Verfahren deswegen vorgesehene, sogenannte Aderberuhigungsstrecken oder andere Vorkehrungen können damit verringert werden oder sogar ganz entfallen.

Als weiterer Vorteil erweist sich die Tatsache, daß die Drehrichtungsumkehr der Verseilscheibe und somit auch der Drallwechsel des Verseilproduktes in den Vorfahrphasen der Verseilvorrichtung stattfindet, wodurch die vorhandenen Reibungskräfte an den Umlenkstellen der Verseilscheibe dazu benutzt werden, die Verseilelemente in den Verseilnippel geradezu "hineinzuschieben", was eine Minderung der Zugkraft der Verseilelemente gerade an dieser zu diesem Zeitpunkt höchstbelasteten Stelle zur Folge hat und damit das Auseinanderziehen der Drallwechselstelle weiter vermindert wird. Die erforderliche Fahrstrecke der fahrenden Verseilvorrichtung bewegt sich dabei in Größenordnungen zwischen dem weniger als der einfachen und dem mehrfachen einer Produktschlaglänge. Auf diese Weise lassen sich in der Praxis je nach vorgesehenem Schlaglängenbereich der Verseilmaschine auch sehr kurze Fahrwege der fahrenden Verseilvorrichtung verwirklichen.

Dieses Verfahren bietet darüber hinaus nahezu unbegrenzte Möglichkeiten der Manipulation des Verseil­ produktes während des Verseilens, weil Drehantrieb der Verseilscheibe und Fahrantrieb der Verseil­ vorrichtung mechanisch voneinander entkoppelt sind und deren Zusammenwirken ausschließlich von der elektronischen Steuerung beider Antriebe durch ein entsprechendes Steuerprogramm bewirkt wird. Dadurch werden Manipulationen möglich, die weit über das bisher Beschriebene hinausgehen.

Angefangen von weiteren Einflußmöglichkeiten auf die Form der Drallwechselstelle, bis hin zur abschnittsweise gezielten Veränderung der Schlaglänge des Verseilproduktes zwischen den Drallwechselstellen. Auf diese Weise wird das Formen nahezu beliebiger Schlaglängenprofile über die Gesamtlänge des Verseilproduktes ermöglicht. Diese möglichen Variationen des Verseilproduktes sind zum Beispiel dann von Vorteil, wenn mehrere nach dieser Methode erzeugte Verseilprodukte in einem direkt nachfolgenden Prozess zusammen zu einem Bündel weiter verseilt werden sollen, wie dies beispielsweise aus Paaren oder Vierern bestehenden Telefonkabelbündeln üblich ist. Die elektrischen Kopplungen (z. B. Crosstalk) zwischen benachbart liegenden Paaren oder Vierern im Bündel können nach bisher bekannten Methoden aus der DE 44 26 810 oder der DE 23 40 351 oder nach ähnlichen Methoden oder nach diesem Verfahren neu ermöglichten Methoden durch passende Zeitversatzsteuerung der abschnittsweisen Schlaglängengrößen der Einzelprodukte untereinander und über die Produktlänge besser minimiert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind schon deshalb geringere Kopplungswerte zu erwarten, weil die Drallwechselstellen gegenüber den bisher bekannten Verfahren erheblich kürzer ausfallen können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch die Biegbarkeit von SZ-Kabeln, insbesondere die von LWL-Kabeln, verbessert werden, weil durch die kurze Drallwechselstelle der derzeitig technisch kleinstmögliche Biegeradius weiter vermindert werden kann. Auch kann damit die Herstellung von Datenkabeln der Kategorie 5 oder höher in SZ-Technik in Erwägung gezogen werden.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verseilscheibe immer vorgeschaltete Speicher ist dann ein eigenständiges Aggregat mit eigener Ausgangsführungsscheibe, wobei der Abstand zwischen beiden Scheiben als zusätzliche Speicherlänge durch Integration des Speicherantriebes in die Steuerung der fahrenden Verseilvorrichtung genutzt werden kann. Dadurch entsteht sozusagen ein "atmender Speicher" mit der Längendifferenz aus Vorfahr- und Rückfahrweg der Verseilvorrichtung. Der Vorteil für diese neue Speicheranordnung liegt in einer deutlichen Lebensdauerverlängerung der Speicherelemente infolge der längeren Drehzahlumkehrzeiten.

Ein SZ-verseiltes Produkt, das eine möglichst kurze Drallwechselstelle besitzen soll, muß so gut und so schnell wie möglich fixiert werden, um die Verlängerung dieser Stelle möglichst klein zu halten. Zur Fixierung von SZ-Verseilprodukten sind in der Literatur mehrere Verfahren bekannt, wie das Abbinden durch Umwickeln mit Fäden bzw. Bändchen, das Verkleben der Drallwechselstelle oder das "SZ-Abbinden" nach der DE 30 41 767 durch wechselnde Drehrichtungen des Abbindegerätes, wobei der zuletzt genannten zugrunde liegender Gedanke, nämlich an der Drallwechselstelle am engsten abzubinden, in die richtige Richtung zeigt.

Daneben gibt es noch Fixierungsarten für bestimmte Verseilprodukte direkt nach der Verseilung im Spritzkopf eines Extruders durch Ummantelung mit Kunststoff.

Für die sich im wesentlichen durchgesetzten Abbinde-Geräte werden im wesentlichen zwei Anordnungen angewendet, für die beide die Vorratsspule des Abbindematerials allgemein gleich ist, nämlich eine Hülse mit darauf im Paket lagenweise überkreuzend aufgewickelten Fäden oder Bändchen ohne seitliche, mechanische Fixierung durch Halteflansche, allgemein Kops genannt.

Erstens die Tangentialanordnung, bei der zwei oder mehr Kopse mit ihrer eigenen Drehachse außermittig parallel zu der Verseilachse angeordnet sind, und zweitens die Zentralanordnung, bei der eine oder ,einzeln nacheinander angeordnet, auch mehrere Kopse mit ihrer eigenen Drehachse in der Verseilachse/Produktionsachse angeordnet sind. Im allgemeinen hat sich die Abbindung in Zentralanordnung duchgesetzt, weil wegen der möglichen, hohen Drehzahlen das Produkt nur hierbei mit möglichst kleinen Windungsabständen umwickelt werden kann. Nach dem Stand der Technik werden dabei die besten Ergebnisse erzielt, wenn mit zwei Fäden oder Bändchen oder dergleichen, im gegenläufigen Drehsinn (Kreuzabbindung), direkt im Verseilnippel abgebunden wird. Wie aber bereits erwähnt, wird dabei die Drallwechselstelle trotz der hohen Drehzahlen und derzeitig üblicher Produktionsgeschwindigkeiten nur mit wenigen, unzureichenden Windungen abgebunden, während zwischen den Drallwechselstellen wegen des da guten Verseilverbandes unnötigerweise viel zu gut abgebunden wird. Eine bessere Abbindung durch deutlich höhere Drehzahlen der Abbindegeräte ist technologisch zur Zeit nicht in Sicht, da die bisher verwendeten Kopsgrößen und Formen eine nennenswerte Drehzahlerhöhung ohne Eigenzerstörung durch Fliehkraft nicht erlauben. Ganz im Gegenteil, zu diesem Wissen werden heute zur Erhöhung der Kabelproduktlängen immer größere Kopse verlangt, wodurch zwangsläufig eine Reduzierung der Abbindedrehzahlen und damit noch geringere Produktgeschwindigkeiten verbunden sind. Der Grund hierfür ist, den großen Nachteil der Zentralanordnung von Abbindegeräten in einer Verseilanlage zu mindern, nämlich das begrenzte Fassungsvermögen der Kopse und somit die Begrenzung auf die gesamte Kabel-Produktionslänge, da sich die Kopse hier nicht auswechseln lassen, weil das Kabel zentral durch deren Drehachse läuft. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun nicht nur eine erheblich verbesserte Abbindung der Drallwechselstelle, sondern auch eine damit ermöglichte, drastische Reduzierung der Abbindedrehzahlen. Es wird eine Abbindung des Verseilproduktes mit Fäden oder Bändchen ermöglicht, deren Windungsabstand zwischen den Drallwechselstellen so groß und im Bereich der Drallwechselstelle so klein wie möglich ist. Der Übergang zwischen großen und kleinen Windungsabständen ist dabei gleitend und so gestaltet, daß in einem größeren Umgebungsbereich der Drallwechselstelle die Windungsabstände zuerst kürzer werden, am exakten Drallumkehrpunkt am kürzesten sind und anschließend wieder länger werden, so daß das Verseilprodukt in diesem Bereich optimal fixiert wird. Erreicht wird dies durch direktes Abbinden des Verseilproduktes in den fahrenden Verseilnippel mit dem großen Vorteil, daß die Drehzahl der Abbindegeräte wie bisher konstant ist, während sich der variierende Windungensabstand nach weiter oben beschriebener Steuerungsmethode der fahrenden Verseilvorrichtung durch die momentan resultierende Relativgeschwindigkeit im Verseilnippel an allen Stellen der Verseilung von selbst passend ergibt. Die dadurch erreichte, günstige Verteilung der Gesamtmenge aller Abbinde-Windungen - viele kurze, im Bereich um die Drallwechselstelle und nur wenige lange im Bereich zwischen den Drallwechselstellen - ergibt mit den bisher technologisch erreichten Drehzahlen der Zentralabbindegeräte eine so drastisch verbesserte Abbindung der Drallwechselstelle, daß eine deutliche Verringerung der Gesamtmenge aller Abbinde-Windungen, also eine deutliche Herabsetzung der Abbindedrehzahlen und damit eine deutlich höhere Prduktionslänge, ermöglicht wird. Der Vorteil für die Abbindegeräte ist, daß diese damit erheblich sicherer funktionieren, weil durch eine besser zu handhabende Zugkraftregelung die Faden- bzw. Bändchenrisse auf ein Minimum reduziert werden können oder gar ganz der Vergangenheit angehören und eine Zerstörung der Kopse durch Fliehkraft so gut wie ausgeschlossen werden kann. Ein weiterer Vorteil ist dabei die bessere Regelungsmöglichkeit des gesamten Abbindegerätes für einen möglichst kurzen und kontrollierten Schnellstop der gesamten Verseilanlage.

Mit den bisherigen Kopsgrößen, unter Beibehaltung der bisherigen Abbindedrehzahlen, kann damit entweder die Geschwindigkeit des Verseilproduktes entsprechend erhöht oder eine kleinere Produktschlaglänge erreicht werden. Mit dem Einsatz größerer Kopse kann unter Beibehaltung derzeitiger Produktionsgeschwindigkeiten mit entsprechend geringeren Abbindedrehzahlen eine drastische Erhöhung der Produktlänge erreicht werden.

Damit ist die Möglichkeit gegeben, den Arbeitsbereich einer SZ-Verseilanlage deutlich zu erweitern. Um alle Vorteile dieses Verfahrens nutzen zu können, und dabei idealerweise in den fahrenden Verseilnippel abgebunden wird, ist es erforderlich, daß mindestens ein Abbindegerät im Gleichtakt mit dem fahrenden Verseilnippel, d. h. der fahrenden Verseilvorrichtung, mitfährt, damit Einlauf- und Umlenkwinkel der Fäden oder Bändchen in den Verseilnippel immer optimal sind und auch optimal eingestellt werden können. Das Mitfahren von Abbindegeräten kann unter Umständen dann entfallen, wenn der größte Fahrweg der Verseilvorrichtung so gering ist, daß die dabei auftretenden Änderungen der Einlaufwinkel der Fäden oder Bändchen in den fahrenden Verseilnippel innerhalb der zulässigen Grenzen liegen. Dies trifft speziell dann zu, wenn die fahrende Verseilvorrichtung beziehungsweise die gesamte Verseilanlage für kleine Schlaglängen ausgelegt ist.

Die Anordnung eines konventionellen Speichers mit nachfolgender, fahrender Verseilvorrichtung ohne Einsatz von Abbindegeräten als einfache Verseileinheit eignet sich für Verseilanlagen, bei denen das Verseilprodukt sofort anschließend weiter veredelt wird. Hierunter fällt unter anderem das direkt nachfolgende Ummanteln mit Kunststoff. Ebenso geeignet ist dies für Verseilanlagen, bei denen durch Anordnung mehrerer solcher einfacher Verseileinheiten nebeneinander, übereinander oder beides zusammen die direkt nachfolgende Herstellung eines Bündels aus mehreren solcher Einzelverseilprodukten, z. B. Paare oder Vierer für Telefon- oder Datenkabel, ermöglicht wird.

Der Vorteil dieser einfachen Verseileinheit liegt in der einfachen, mechanischen Ausführung der fahrenden Verseilvorrichtung, weil nur der Fahrschlitten mit angebauter Verseilscheibe und deren Antrieb und angebautem Verseilnippel alternierend verfahren wird und wegen geringer Dreh- und Fahrmassen und durch die stark erhöhten Umkehrzeiten nach dem beschriebenen Verfahren die erforderlichen Antriebsleistungen und damit die Größe beider Antriebsmotore gering ist. Dadurch ist diese Einheit sehr kompakt und kostengünstig herzustellen.

Die Anordnung eines konventionellen Speichers mit nachfolgend fahrender Verseilvorrichtung, mit dem Einsatz von Abbindegeräten als eine erweiterte Verseileinheit, eignet sich für Verseilanlagen, bei denen das Verseilprodukt nicht sofort anschließend weiter veredelt wird und wegen der mindestens nachfolgenden Abzugs- und Aufwickeleinheit eine Abbindung zwingend erforderlich ist, um das Auseinanderziehen der Drallwechselstellen auch in allen nachfolgenden Arbeitsgängen zu minimieren bzw. möglichst zu unterbinden. Die erweiterte Verseileinheit ist insbesonders dann von Vorteil, wenn Verseilprodukte herzustellen sind, die zum Beispiel aus Lichtwellenleitern (LWL) oder ähnlich empfindlichen Verseilelementen bestehen, bei denen schon seit Jahren ohne großen Erfolg versucht wird, deren Drallwechselstellen durch den bekannten "Overdrive" (= Drehzahlüberhöhung kurz vor und nach dem Drallwechsel) zu verkürzen. Die erweiterte Verseileinheit kann bei Bedarf auch zur Verseilung von Bündeln aus Verseilprodukten vorgenannter Mehrfachanordnung einfacher Verseileinheiten benutzt werden.

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung nach dem Diagramm in Bild 1 beschrieben.

In diesem Diagramm bedeuten:
t = Lineare Zeitachse
V = konstante Produktionsgeschwindigkeit
Vf(t) = Fahrgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung
Vv(t) = Relative Verseilgeschwindigkeit im Verseilpunkt
n = konventionelle (konstante) Verseildrehzahl
n(t) = Verseilscheibendrehzahl der Verseilvorrichtung
t* = Beschleunigungs- und Bremszeiten für die Verseilvorrichtung und die Verseilscheibe
tx = Bedeutung wie t*, jedoch während der Rückfahrphasen der Verseilvorrichtung (hier gleich t*)
tz = gesamte Zykluszeit, hier gleich 4 × t*, für einen Abschnitt gleicher Drallrichtung

In einem ersten Zeitabschnitt wird die Verseilvorrichtung (Verseilscheibe und Verseilnippel) zur Herstellung einer Drallwechselstelle zunächst in Produktionsrichtung beschleunigend angefahren und erreicht am Ende dieses ersten Zeitabschnittes mit ihrer Fahrgeschwindigkeit Vf(t) die aktuelle (konstante) Produktionsgeschwindigkeit V. Wegen der dabei stattfindenden Subtraktion beider Geschwindigkeiten im Verseilnippel sinkt die resultierende, relative Verseilgeschwindigkeit Vv(t) ab und wird bei Gleichheit beider Geschwindigkeiten zu Null. Wird die Verseilscheibendrehzahl n(t) synchron dazu ebenfalls auf Null herabgeregelt, so wird in diesem ersten Zeitabschnitt mit konstanter Schlaglänge verseilt, weil das Verhältnis Verseilgeschwindigkeit Vv(t) zu Verseildrehzahl n(t) im Verseilnippel konstant bleibt. Die Verseilvorrichtung hat in diesem ersten Zeitabschnitt einen bestimmten Weg, beschleunigend in Produktionsrichtung, zurückgelegt, während das Produkt bei konstanter Produktionsgeschwindigkeit dabei den doppelten Weg zurückgelegt hat. Wegen dieser Differenz aus Vorfahr- und Produktweg ist bis hier erst 1/8 des Produktes vom gesamten Zyklus verseilt. Ab Ende des ersten Zeitabschnittes wird die Verseilvorrichtung unterbrechungsfrei im nun zweiten Zeitabschnitt in gleicher Fahrrichtung abgebremst.

Am Ende des zweiten Zeitabschnittes wird die Fahrgeschwindigkeit Vf(t) zu Null. Die resultierende, relative Verseilgeschwindigkeit Vv(t) steigt somit aus Null an und erreicht bei Stillstand der Verseilvorrichtung die Produktionsgeschwindigkeit V. Die Verseilscheibendrehzahl wird dabei aus Null ansteigend synchron dazu hochgeregelt, aber nun in entgegengesetzter Drehrichtung. In diesem zweiten Zeitabschnitt wird wieder mit konstanter Schlaglänge verseilt, weil das Verhältnis Verseilgeschwindigkeit Vv(t) zu Verseildrehzahl n(t) im Verseilnippel wieder konstant ist, aber nun in umgekehrter Drallrichtung. Die Verseilvorrichtung hat in diesem zweiten Zeitabschnitt den gleichen Weg wie vorher in Produktionsrichtung nochmals zurückgelegt, während das Produkt dabei wiederum um den doppelten Weg vorangekommen ist. Das Vorfahren der Verseilvorrichtung und damit der halbe Zyklus ist damit beendet. Wegen der Differenz aus Vorfahr- und Produktweg ist bis hier insgesamt 1/4 des Produktes vom gesamten Zyklus verseilt.

Der Effekt dieses Verfahrens liegt im exakten Zeitpunkt zwischen dem ersten und zweiten Zeitabschnitt. Die Drehrichtung der Verseilscheibe wird in diesem Zeitpunkt ohne Unterbrechung sofort umgekehrt. Da die resultierende Verseilgeschwindigkeit Vv(t) in Verseilnippel aber zu diesem Zeitpunkt ebenfalls Null ist, wird genau in diesem Punkt nicht verseilt, während direkt davor und direkt danach mit konstanter Schlaglänge verseilt wird. Dadurch wird die Drallrichtung für die Verseilelemente sofort umgekehrt.

Für die Verseilelemente ist dies natürlich praktisch nicht denkbar, weil diese dabei theoretisch sofort um den doppelten Verseilwinkel scharfkantig umgeknickt werden müßten. Durch die beschriebenen, physikalischen Vorgänge des Auseinanderziehens der Drallwechselstelle im Verseilnippel wird sich deshalb ein Gleichgewichtszustand einstellen, der trotzdem zu tatsächlich erheblich kürzeren Drallwechselstellen als bisher führen wird. Selbst wider Erwarten sich einstellende Probleme während der Ausführung dieser Drallwechselstelle können bei diesem Verfahren jederzeit steuerungstechnisch durch vielerlei Eingriffsmöglichkeiten beseitigt werden.

Zur Erlangung des gesamten Zyklus muß die Verseilvorrichtung nun den gleichen Weg zurückfahren. Die Verseilvorrichtung fährt ab Ende des zweiten Zeitabschnittes unterbrechungsfrei entgegen der Produktionsrichtung beschleunigend an und erreicht am Ende des dritten Zeitabschnittes wieder die Produktionsgeschwindigkeit V. Wegen sich nun ergebender Addition beider Geschwindigkeiten V und Vf(t) im Verseilnippel ergibt sich eine ansteigende, resultierende Verseilgeschwindigkeit Vv(t), die am Ende des dritten Zeitabschnittes das Doppelte der Produktionsgeschwindigkeit V beträgt. Um innerhalb dieses dritten Zeitabschnittes wiederum konstante Schlaglänge zu erhalten, muß die Verseilscheibendrehzahl n(t) in gleicher Drehrichtung wie im zweiten Zeitabschnitt dazu passend synchron verdoppelt werden. Die Verseilvorrichtung hat in diesem dritten Zeitabschnitt den gleichen Weg wie vorher nun rückwärts zurückgelegt, während das Produkt dabei wieder um den doppelten Weg vorwärts vorangekommen ist. Wegen der nun geltenden Addition beider Wege wird in diesem dritten Zeitabschnitt das 1,5-fache des Produktes gegenüber der Summe aus den ersten beiden Zeitabschnitten, also 3/8 des gesamten Zyklus, mit konstanter Schlaglänge verseilt. Insgesamt wurde dabei das Produkt bis hier hin mit 5/8 des gesamten Zyklus verseilt. Durch die dabei synchron passend beschleunigte Drehzahlerhöhung auf den doppelten Wert, wie zu Ende des zweiten Zeitabschnittes, wird dabei auch exakt das 1,5-fache an Umdrehungen der Verseilscheibe erzeugt.

Ab Ende des dritten Zeitabschnittes wird die Verseilvorrichtung unterbrechungsfrei im nun vierten Zeitabschnitt in gleicher Fahrrichtung wie vorher abgebremst. Am Ende des vierten Zeitabschnittes wird die Fahrgeschwindigkeit Vf(t) wieder zu Null, und die resultierende Verseilgeschwindigkeit Vv(t) im Verseilnippel erreicht wieder die Produktionsgeschwindigkeit V, wie zu Beginn des ersten und dritten Zeitabschnittes. Um auch in diesem vierten Zeitabschnitt wieder konstante Schlaglänge zu erhalten, muß die Verseilscheibendrehzahl n(t) dazu synchron wieder um die Hälfte herabgeregelt werden.

Am Ende des vierten Zeitabschnittes ist damit die Höhe der Verseildrehzahl n(t) und die Drehrichtung exakt wie zu Beginn des dritten Zeitabschnittes. Die Verseilvorrichtung hat in diesem vierten Zeitabschnitt den gleichen Weg wie vorher weiter rückwärts zurückgelegt, während das Produkt dabei wieder um den doppelten Weg vorwärts vorangekommen ist.

Damit ist das Produkt im gesamten Zyklus bis auf die entstandene, kurze Drallwechselstelle mit konstanter Schlaglänge verseilt, und die Verseilvorrichtung hat bis hier - einmal vorwärts- und wieder rückwärtsfahrend - exakt ihren Ausgangspunkt wieder erreicht, und der Zyklus ist damit beendet. Dieser gesamte Zyklus ist nun beliebig oft nacheinander wiederholbar, wobei die Drehrichtungen der Verseilscheibe jeweils entgegengesetzt zum vorhergegangenen Zyklus sind.

Die Länge der Zykluszeit tz und die Länge der vier Zeitabschnitte ist grundsätzlich abhängig von:

• - Der Größe der (konstanten) Produktionsgeschwindigkeit V. Je größer, umso kürzere Zykluszeiten.
• - Der Größe der Schlaglänge. Je kleiner, umso kürzere Zykluszeiten.
• - Der Gesamtanzahl der möglichen Umdrehungen der Verseilscheibe in einer Drallrichtung. Je kleiner, umso kürzere Zeiten.
• - Der Länge des Fahrweges je Richtung der fahrenden Verseilvorrichtung. Je kleiner, umso kürzere Zeiten.

Alle relevanten Werte zur Auslegung nach diesem Verfahren sind dabei linear voneinander abhängig. Führt zum Beispiel eine hohe Produktgeschwindigkeit zusammen mit einer kleinen Schlaglänge und einer geringen Anzahl von Umdrehungen je Drallrichtung und einem kleinem Fahrweg der Verseilvorrichtung zu sehr kurzen Zeitabschnitten, so können diese durch Wahl eines größeren Fahrweges mit einhergehender, höherer Anzahl der Speicherumdrehungen nahezu beliebig bis zu einem Optimum erhöht werden.

Zu dieser ersten Ausführungsform werden nachfolgend einige Berechnungsbeispiele gezeigt:

Bei Verdoppelung des Fahrweges verdoppeln sich die Längen der Zeitabschnitte, die Anzahl der Umdrehungen je Drallrichtung und die Länge der Drallwechselabstände, während sich die Beschleunigungswerte halbieren. Die Zeit 2 × t* bedeutet hier die komplette, konventionelle Drehrichtungsumkehrung aus voller Standard-Drehzahl der einen Drehrichtung bis zur vollen Standard- Drehzahl der anderen Drehrichtung.

Im Beispiel 4 wird hierfür eine Zeit von 0,48 Sekunden erreicht, was gegenüber den vergleichbaren und bekannten Zeiten aus der WO 96/00970 und deren Nachfolgern von ca. 0,035 Sekunden oder aus der EP 0 582 802 mit ca. 0,07 Sekunden bereits erheblich länger ist. Die erforderlichen Antriebsleistungen der beteiligten Antriebsmotore und die Einflüsse auf Verseilelemente und alle beteiligten Geräte reduzieren sich deshalb gegenüber bekannter Technik erheblich.

Diese erste Ausführungsform ist jedoch durch viele steuerungstechnische Eingriffsmöglichkeiten weiter verbesserbar. Im folgenden wird deshalb eine - beispielhaft - zweite Ausführungsform der Erfindung nach dem Diagramm in Bild 2 beschrieben.

In diesem Diagramm bedeuten:
t = Lineare Zeitachse
V = konstante Produktionsgeschwindigkeit
Vf(t) = Fahrgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung
Vv(t) = Relative Verseilgeschwindigkeit im Verseilpunkt
n = konventionelle (konstante) Verseildrehzahl
n(t) = Verseilscheibendrehzahl der Verseilvorrichtung
t* = Beschleunigungs- und Bremszeiten für die Verseilvorrichtung und die Verseilscheibe
tx = Bedeutung wie t*, jedoch während der Rückfahrphasen der Verseilvorrichtung
t2x = Zeit für konstante Fahr- und Drehbewegung der Verseilvorrichtung und Verseilscheibe
tz = gesamte Zykluszeit für einen Abschnitt gleicher Drallrichtung. Hier gleich 2(t* + tx) + t2x.

Die bei der ersten Ausführungsform nötige Verdoppelung der Verseildrehzahl n(t) im dritten und vierten Zeitabschnitt kann durch die hier gezeigte Anwendung nahezu beliebig bis nahe der Standarddrehzahl n abgesenkt werden, wobei wegen längerer Rückfahrzeiten der Verseilvorrichtung längere Drallwechselabstände im Verseilprodukt erreicht werden können, ohne auf die Vorteile der Verseilung im ersten und zweiten Zeitabschnitt verzichten zu müssen.

Nach Bild 3 wird beispielhaft eine weitere Ausführungsform gezeigt.

In dem Diagramm dieses Bildes bedeuten die gestrichelten Linien den Verlauf der Relativgeschwindigkeit Vv(t) und der Verseildrehzahl n(t) nach der ersten Ausführungsform, wie in Bild 1. Die erhabenen Linien bedeuten die Änderung der Verseildrehzahl n(t) gegenüber der ersten Ausführungsform. Der Zweck dieser Verfahrensform ist die Verlängerung des in der ersten Ausführungsform sozusagen im Zeitraum Null stattfindenden Drallwechsels im ersten und zweiten Zeitabschnitt, weil dieser für bestimmte Arten von Verseilelementen durchaus zu kurz sein kann. Dazu wird in einem leicht steuerbaren, kurzen Zeitraum vor dem Ende des ersten bis nach Beginn des zweiten Zeitabschnittes die entsprechend geringfügig reduzierte Verseildrehzahl n(t) auf Null gehalten, so daß in diesem Zeitraum trotz weiterem Vorfahren der Verseilvorrichtung nicht verseilt wird und damit die entstehende Drallwechsellänge gezielt verlängert werden kann, ohne auf die Vorteile der Verseilung mit konstanter Schlaglänge vor und nach diesem immer noch sehr kurzen Vorgang verzichten zu müssen.

Zur Darstellung der erfindungsgemäß erheblich verbesserten Abbindung des Verseilproduktes mit Fäden oder Bändchen oder dergleichen und Darstellung der Vorteile für die Abbindegeräte und Verseilanlagen wird nachfolgend aus der ersten Ausführungsform das Berechnungsbeispiel 3 herangezogen.

Bei der hier vorliegenden Schlaglänge von 50 mm und der Produktgeschwindigkeit V = 100 m/min und bei einer angenommenen, technologisch sehr hohen Abbindedrehzahl von nb = 4000 min^-1 eines zentral angeordneten Abbindegerätes ergibt sich bei konventioneller Abbindung ein über die Gesamtlänge des Verseilproduktes konstanter Windungsabstand Sb = V/nb = 100/4000 = 0,025 Meter. Die konventionelle Drallwechselstelle hat in diesem Beispiel etwa die Länge der 1,5-fachen Schlaglänge, also etwa 75 mm, und kann hier deshalb nur mit wenigen 3 Windungen abgebunden werden. Damit kann das Aufziehen der Drallwechselstelle aus Gründen der weiter oben beschriebenen Einflüsse nur in sehr geringem Maß verhindert werden.

Anders bei dem erfindungsgemäßen Verfahren:

Nach Bild 1 wird im ersten Zeitabschnitt durch aus Null beschleunigtes Vorfahren der Verseilvorrichtung mit der Geschwindigkeit Vf(t) ( = 0 → 100 m/min) in der Zeit t* = 0,12 Sekunden genau die Hälfte des in dieser Zeit mit konstaner Geschwindigkeit V = 100 m/min gefahrenen Verseilproduktes mit konstanter Schlaglänge verseilt. Das Produkt ist also um 200 mm vorangekommen, während die Verseilvorrichtung beschleunigt nur 100 mm vorgefahren ist und damit auch erst 100 mm oder 2 Schlaglängen zu je 50 mm verseilt sind. Die Verseilscheibe hat in diesem Zeitabschnitt entsprechend abgebremst 2 Umdrehungen zurückgelegt und dabei die Drehzahl Null gleichzeitig mit der Verseilgeschwindigkeit Vv(t) erreicht. Damit ist der exakte Zeitpunkt der Drallumkehrung erreicht.

Für den momentanen Windungsabstand Sb(t) gilt hierbei: Sb(t) = Vv(t)/nb = V - Vf(t)/nb. Zum Startpunkt des ersten Zeitabschnittes ergibt sich damit der momentane Windungsabstand zu Sb(t) = (100 - 0)/4000 = 0,025 Meter und zum Endpunkt Sb(t) = (100 - 100)14000 = 0 Meter.

Konventionell wird in diesem Beispiel das Verseilprodukt auf 200 mm Länge mit 8 Windungen à 25 mm konstanter Länge abgebunden, während sich diese 8 Windungen jetzt in der gleichen Zeit auf die 100 mm verseilter Produktlänge verteilen mit kontinuierlich von 25 mm bis auf Null fallender Windungslänge. Im zweiten Zeitabschnitt findet dieser Vorgang unterbrechungsfrei nun entgegengesetzt statt. Es werden wiederum 8 Windungen auf weitere 100 mm verseilter Produktlänge verteilt, mit jetzt kontinuierlich ansteigendem Windungsabstand von Null auf 25 mm.

Durch diesen Vorgang entfallen nun auf 75 mm abgebundener Produktlänge, inclusive der dazu mittig angeordneten Drallwechselstelle, bereits 5 Windungen je beiderseits des Drallwechselpunktes also insgesamt 10 der 16 Windungen von dem bis hierher insgesamt 200 mm lang abgebundenen Verseilprodukt.

Im dritten Zeitabschnitt fährt die Verseilvorrichtung unterbrechungsfrei beschleunigt rückwärts an und hat nach der Zeit tx = 0,12 Sec zum Abschnittsende wieder den Fahrweg von 100 mm zurückgelegt und wieder die Produktgeschwindigkeit V erreicht. Die Verseilgeschwindigkeit Vv(t) steigt hierbei auf den doppelten Wert von V. Das Produkt ist hierbei weitere 200 mm vorangekommen. Wegen des Rückfahrens werden hier nun 300 mm verseilt.

Für den momentanen Windungsabstand gilt hier deshalb: Sb(t) = [V + Vf(t)]/nb.

Zum Startpunkt des dritten Zeitabschnittes ergibt sich damit der momentane Windungsabstand zu Sb(t) = (100 + 0)14000 = 0,025 m und zum Endpunkt Sb(t) = (100 + 100)/4000 = 0,05 m.

Jetzt entfallen auf die verseilte Produktlänge von 300 mm nur noch 8 Windungen mit kontinuierlich von 25 auf 50 mm ansteigender Windungslänge, statt der konventionellen 12 Windungen. Zu Beginn und bis Ende des vierten Zeitabschnittes findet dieser Vorgang unterbrechungsfrei entgegengesetzt statt. Es werden wiederum 8 Windungen auf weitere 300 mm Produktlänge verteilt, mit nun abfallender Windungslänge von 50 auf 25 mm, statt weiteren konventionellen 12 Windungen. Damit ist das Produkt auf insgesamt 800 mm Länge wie konventionell mit insgesamt 32 Windungen abgebunden, jedoch mit drastischer Konzentration auf die Drallwechselstelle.

Aus dieser neuen Abbindungsart ergibt sich sofort die Möglichkeit einer drastischen Reduzierung der Abbindedrehzahl.

Wird beispielsweise in diesem Beispiel die Abbindedrehzahl nb = 4000 auf 2000 min^-1 halbiert, so wird die oben genannte, konventionell 75 mm lange Drallwechselstelle, immer noch mit 5 statt mit den konventionellen 3 Windungen abgebunden, während die Gesamtmenge alter Windungen um die Hälfte reduziert ist und sich somit die abgebundene Kabel-Produktlänge je Kopsvolumen verdoppelt.

Zur Patentanmeldung angeführte Fundstellen

Patentschriften: WO 96/00970, EP 0582802 A1, EP 93109183.9, DE 23 40 351, DE 28 16 392, DE 44 26 810, DE 30 41 767.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verseilen von Verseilelementen zu einem Verseilprodukt mit abschnittsweise wechselnder Drallrichtung, bei dem die Verseilelemente in Abzugsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit eine Verseilvorrichtung durchlaufen und die Verseilvorrichtung aus einer alternierend rotierenden Verseilscheibe mit einem Lochkranz zur geordneten Durchführung der Verseilelemente und einem danach folgenden Verseilpunkt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilvorrichtung alternierend in und gegen die Abzugsrichtung bewegt wird und dabei die Drehzahl der Verseilscheibe bei ab- und zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Verseilelementen und dem Verseilpunkt ebenfalls ab- und zunimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Verseilscheibe weitgehend proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen den Verseilelementen und dem Verseilpunkt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilvorrichtung in einem ersten Zeitabschnitt in Abzugsrichtung von Null bis zur Abzugsgeschwindigkeit beschleunigt wird, in einem zweiten Zeitabschnitt wieder bis auf Null abgebremst und anschließend wieder auf den Ausgangspunkt entgegen der Abzugsrichtung zurückbewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung zum Ende des ersten und zum Beginn des zweiten Zeitabschnittes etwas unter oder auch über der Abzugsgeschwindigkeit liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilvorrichtung nach dem zweiten Zeitabschnitt entgegen der Abzugsrichtung in einem dritten Zeitabschnitt bis zu einer Bewegungsgeschwindigkeit beschleunigt wird, die weniger oder auch der Abzugsgeschwindigkeit entspricht und in einem darauffolgenden, vierten Zeitabschnitt wieder auf Null abgebremst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung in einem Zeitraum nach dem Beginn des dritten Zeitabschnittes bis vor dem Ende des vierten Zeitabschnittes konstant und geringer als die Abzugsgeschwindigkeit ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Verseilscheibe und die Bewegungsgeschwindigkeit der Verseilvorrichtung in und gegen die Produktionsrichtung miteinander so abgestimmt sind, daß die Schlaglänge des verseilten Produktes im wesentlichen konstant ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verseilprodukt im oder unmittelbar nach dem Verseilpunkt durch Umwickeln mit Fäden, Bändchen oder dergleichen fixiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gerät zum Umwickeln des Verseilproduktes synchron mit der Verseilvorrichtung mitbewegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Gerätes zum Umwickeln des Verseilproduktes konstant ist.