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Kabeladernverseilmaschine mit Regelung des Drehmoments an den Ablaufspulen
durch elektrische Bremswerke Bei der Durchführung fast aller Verseilungen bei der
Herstellung elektrischer Kabel kommt es sehr darauf an, daß die mechanische Spannung
der zu verseilenden Elemente auf dem Wege von den Ablaufspulen der Verseilmaschinen
his in den Verseilpunkt hinein möglichst konstant ist. Die Spannung muß dabei nicht
nur in allen zu verseilenden Elementen gleich groß sein, sondern auch während des
Fortganges der Verseilung gleich groß bleiben, obwohl der Durchmesser, mit dem die
Adern auf den Ablaufspulen aufgewickelt sind, in Stufen von Wickellage ZU Wickellage
abnimmt und sich dadurch Drellgeschwindigkeit und Drehmoment der Ablaufspulen dementsprechend
ändern.
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Es sind schon zahlreiche Vorschläge zur Lösung der sich hieraus ergebenden
Aufgabe der Regelung des Drehmomentes an den Ablaufspulen der Kabeladeruverseilmaschinen
bekanntgeworden. Außer einigen Vorschlägen zur Messung und Beeinflussung der Spannung
in den Adern mit unmittelbar an ihnen angreifenden, mit Spannrollen oder Bremsbacken
arbeitenden Vorrichtungen sind vor allem mehrere Vorschläge bekanntgeworden, daß
an den Ablaufspulen selbst herrschende Drehmoment mittels Bremsen verschiedener
Art zu beeinflussen und entsprechend dem Fortgang der Verseilung zu regeln.
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Nach älteren Vorschlägen sollen mechanisch wirkende Bremsen verwendet
werden. So gibt es z. B. einfache Vorrichtungen, die mit von Hand nachstellbaren
Federn oder mit dem sich verringernden Haspelgewicht arbeiten. Feinfühliger in der
Regelung ist schon ein Pronyscher zaum mit einem Hebelwerk, durch das die Bremskrfat
and em Ablaufhaspel in Abhängigkeit von der Menge der noch aufgespulten Adern gebracht
wird.
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Noch vorteilahfter in bezug auf die Feinfühligkeit der Regelung als
mechanische Bremsvorrichtungen sind die auch schon in mehreren Ausführungen bekannten
elektrischen Bremswerke. Bei einem solchen Bremswerk ist jede Bremsscheibe, über
die die von der zugehörigen Ablaufspule kommende Ader geführt ist, mit einem in
einem magnetischen Feld umlaufenden Rurzschlußanker starr verbunden, und die Bremskraft
wird von dem in den feststehenden Erregerspulen fließenden Strom verursacht, der
mit Hilfe von zum und abschaltbaren Widerständen geregelt wird. Bei einer anderen
bekannten elektrischen Spulenbremsvorrichtung sind die Ablaufspulen zwnagläufig
mit elektrischen Bremsomtoren verbunden. und die mit Stromzeigern überwachte Regelung
erfolgt durch in jedem NIotorstromkreis vorgesehene Regelwiderstände und noch zusätzlich
großstufig für alle Motoren durch eine spannungsumschlatung. Dabei können die Bremsniotoren
in die Ablaufspulen selbst eingebaut sein, und es ist ferner daran gedacht worden,
sie auch selbsttätig, z. B. durch einen Kopplungsmesser, zu regeln.
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Die Erfindung betrifft eine Kabeladernverseilmaschine mit Regelung
des Drehmoments an den Ablaufspulen durch elektrische Bremswerke, insbesondere in
Abhängigkeit vom Ä''ickeldurchmesser.
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Bei einer derartigen Kabeladeruverseilin asdine besteht die Erfindung
darin, daß die umlaufenden Scheiben oder Lamellen von jeweils einer elektromagnetisch
wirkenden eichbaren Scheiben-oder Lamellenbremse mit jeder Ablaufspule verdrehungssicher
verbunden sind, insbesondere durch Aufbau auf ein Ende der Spulenachsen, und daß
von den aus Stahl bestehenden Scheiben oder Lamellen der Bremsen die feststehenden
oder die umlaufenden, jedoch vorzugsweise die feststehenden, mit trocken gehaltenem
Filz fest belegt sind.
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Merkmale, die sich bei der Weiterbildung der Erfindung ergeben, werden
bei der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der
Erfindung erwähnt werden.
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In der einzigen Figur der Zeichnung ist im Onerschnitt die Anordnung
einer erfindungsgemäß vorgesehenen elektromagnetischen scheibe- oder Lamellenbremse
in dem einen Seitenbügel eines eine Ablaufspule aufnehmenden und bei der Verseilung
um seine Längsache rotierenden Joches dargestellt. Bei einer Sterlzviererverseilmaschine
sind vier Joche und damit auch vier Scheibenbremsen je Gang vorhanden.
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In den abgebrochen dargestellten Tochbügel 1 ist eine mehrfach abgesetzte
und mit einem Schraubring festgehaltene zylindrische Hülse 2 eingebaut, in der ein
Kugellager 3 und eine Lagerbuchse sitzen, die den Achsstummel 5 tragen, auf dessen
inneres Ende die auch nur abgebrochen dargestellte Ablaufspule 6
mit
ihrer seitlich aufgesetzten Zentrallagerscheibe 7 aufgeschoben wird. Eine insoweit
gleiche Anordnung ist spiegelbildlich an dem anderen Seitenbügel des Joches 1 zu
denken. aber mit axial beweglichem Lager für das Einsetzen der Ablaufspule. Der
=Nchsstummel 5 ist mehrfach in seinem Durchmesser abgesetzt und hat einen Bund 5',
an dem das Kugellager 3 abgedichtet anliegt, und einen Bund 5", auf dem das Kugellager
3 selbst sitzt. Gegen diesen Bund 5" wird über einen zwischengelegten Ring 8 der
glockenförmige Bremslamellenträger 9 mit seinem zentralen Führungsrohr 9' mittels
einer Verschraubung 10 gepreßt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein,
daß an Stelle des Zwischenringes 8 ein weiterer Bund von gegenüber dem Bund 5" geringerem
Durchmesser auf dem Achsstummel 5 gebildet ist.
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Auf den Achsstummel 5 ist auf dem der Ablaufspule 6 zugekehrten Ende
eine den Mitnehmerstift 11 tragende Mitnehmerscheibe 12 am Bund 5' anliegend aufgeschraubt,
so daß im Betriebszustand der Lamellenträger 9 mit der Ablaufspule 6 verdrehungssicher
verbunden ist.
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In der Hülse 2 befindet sich in einer nach außen hin offenen und
zum Achsstummel 5 zentralen kreisrunden Bohrung die Magnetspule 13, die bei Erregung
den scheibenförmigen beweglichen Anker 14 anzieht, der vorzugsweise von mehreren
symmetrisch verteilten Haltestiften 15 auf der Hülse 2 geführt und gegen Verdrehung
gesichert wird. Der Anker 14 ist außerdem auf der Lagerbuchse 4 mittels eines Sprengringes
16 in axialer Richtung gesichert. Der feste Gegenanker besteht aus einem auf die
Hülse 2 aufgeschraubten und damit verdrehbaren Stellring 17.
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In den kreisringförmigen Hohlraum zwischen diesem Stellring 17 und
dem Außenrand des beweglichen Ankers 14 ragen, wie im oberen Teil der Figur im einzelnen
dargestellt ist, die im Lamellenträger 9 befestigten kreisförmigen Lamellen 18 hinein,
von denen z. B. zwei in geringem Abstand voneinander dargestellt sind, aber bei
anderer Anordnung auch nur eine oder auch mehr als zwei vorhanden sein können. Der
veränderliche Luftspalt der Bremse wird von dem Zwischenraum zwischen dem NIagnetanker
14 und den ihm gegenüberliegenden Flächen der Hülse2 gebildet; jedoch ist der Anker
in der Zeichnung im angezogenen Zustand gezeichnet, so daß kein Luftspalt zu sehen
ist. Zu der bisher beseliriebenen konstruktiven Gestaltung der Bremse ist noch zu
bemerken, daß elektromagnetische Kupplungen mit glockenförmigen. den Magnetanker
umfassenden Lamellenträgern zwar an sich schon bel<annt sind. aber einerseits
nicht mit feststehender Erregerspule in gleich gedrängter Bauart, wie sie gemäß
der Erfindung getroffen worden ist, und andererseits nicht speziell als im Joch
untergebrachte Ablaufspulenhremse in Kabelverseimaschinen.
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Die rotierenden Lamellen 18 bestehen aus Stahl. d. h. aus einem korrosionsfesten
kompakten Werksoff ohne eingespeichertes Schmiermittel; es sollen jedoch vorzugsweise
auch auf dem Anker 14 und dem Ring 17 zur Serbesserung der Einstellgenauigkeit der
Bremse dünne Stahllamellen aufgesetzt sein. Es sind nun entweder die rotierenden
oder die feststehenden, vorzugsweise aber die feststehenden Lamellen mit trockenen
und in diesem Zustand gehaltenen Filzringen 19 belegt. die schematisch angedeutet
sind. Diese Filzringe 19 sind am testen auf ihren Lamellen aufgeklebt. Diese Kombination
von Filz mit Stahl ist ein für die angestrebte Eichbarkeit der elektromagnetischen
Spulenbremse wesentliches
Merkmal der Erfindung. Während nämlich bei Verwendung von
sonst als für Kupplungen und Bremsen besonders günstig angesehenen Sinterbornzelamellen
oder auch bei Absestlamellen noch Drehmomentschwnakungne trotz sorgfältig konstant
gehaltenem Erregerstrom bis zu + 10% auftraten. ist die Maximalstreuung durch die
Filzringe auf t 1,50/0 bei sehr viel kleinerem Durchschnittswert heruntergedrückt
worden. Es empfiehlt sich, feste Filzringe zu verwenden. weil sich bei zu weichen
Filzringen die mit einer Änderung des Erregerstromes verbundene magnetische Hysterese
sonst schädlich auswirkt. Durch die Filzbelegung einer der beiden Lamellengruppen
ist das beim Übergang von ruhender zu gleitender Reibung oder umgekehrt auftretende
Problem gelöst. die Drehmomente in den Ablaufspulen genau regeln und sogar eichen
zu können. Die festgeklebten Filzringe, die auch kleine Herstellungsungenauigkeiten
der Einzelteile der Bremsen ausgleichen. bewegen sich selbst nicht auf den Lamellen,
sondern atmen gewissermaßen nur in Abhängigkeit vom Erregerstrom. Entgegen aller
Erwartung nutzen sich die Filzringe nicht merklich ab. wie durch Dauerversuche mit
absichtlich rutschenden Bremsen geklärt worden ist. Im Endergebnis ist durch diese
gemäß der Erfindung bzw. deren Weiterbildung getroffenen Maßnahmen die Differenz
in der Abzugsspannung in Sternviereradern praktisch beseitigt worden.
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Ein wichtiges Merkmal und ein großer Vorzug des Spulenbremswerkes
der erfindungsgemäßen Kabeiandernverseilmaschine besteht weiterhin darin. daß es
sehr wenig Platz beansprucht, weil es eigentlich nur in einer erweiterten Achsenlagerung
besteht und in Seitenbügel des Joches untergebracht ist. Es kann sehr einfach mittels
einer außen auf das Achsenende aufgesetzten und am Tochbügel hefestigten Blechlippe,
z. B. der Kappe 20 in der Zeichnung, gegen Verschmutzen durch Masdiinenöl. Reinigungswasser
u. dgl. geschützt werden. Den Schutz nach der anderen Seite übernimmt die schon
erwähnte Dichtung am Kugellager (Bund 5').
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Es soll nun noch die Wirkungsweise und die Eichung des elektrischen
Bremswekes gemäß der Erfindung kurz beschrielieii werden. Mit der Ablaufspule 6
drehen sich beim Verseilvorgang der Achsstummel5, der von der Mitnehmerscheibe 12
mitgenommen wird. und mit ihm das Kugellager 3, der Zischenring 8 und der Lannellentäger
9 9 mit den Lamellen 18. Alle anderen Teile drehen sich nicht.
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Wenn nun die Magnetspule 13 über nicht mit dargestellte. am Joch 1
angebrachte Schleifringe erregt wird. zieht sie den beweglichell Anker 14 an und
preßt ihn mit seilen filzbelegten Lamellen in Richtung zur Alilaufspule gegen die
rotierenden Lamellen 18 und über sie auch gegen den Gegenanker 17 mit seinen ebenfalls
filzbeleten Lamellen. Dabei werden die Filzringe 19 zusammengepreßt und übertragen
die gewünschte einstellbare und dann konstant bleibende Bremskraft auf die Ablaufspule
6.
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Es ist zwckmäßig, die Magnetspule 13 in bekannter Weise mit Gleichstrom
zu erregen. weil die (leichstromerregullg eine giinstigere Bremscharkateristik liefert.
Falls nur ein Wechsel- oder Drehstromnetz im Betrieb vorhanden ist. kann man Gleichrichter
möglichst einfacher Bauart. z. B. Selengleichrichter. im oder am Ständer der Verseilmaschine
mitsamt der elektrischen Steuerung eine oder anbauen.
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Es genügt eine niedrige Spannullg von z. B. 12 oder 24 volt und eine
Spanunngs- oder Stromregelung mit
bekannten elektrischen Schaltmitteln.
Die Erreger wicklungen der Bremswerke eines Sternviererganges werden vorzugsweise
in an sich von den eingangs erwähnten elektrischen Bremswerken her bekannter Weise
in Reihe geschaltet, um auf diesem einfachen Wege bei allen vier Bremsen die gleiche
Bremswirkung zu erzielen. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß der gleiche
Erregerstrom bei allen vier Bremsen die gleiche Bremskraft hervorruft (oder bei
anderen Verseilarten, z. B. bei Paarverseilung, bei zwei Bremsen). Dies ist jedoch
infolge der Eichbarkeit der Bremswerke bei der in : abeladernverseilmaschine gemäß
der Erfindung der Fall.
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Zum Zweck der Eichung wird zunächst die Schutzkappe abgenommen, und
es wird dann auf den Lamellenträger ein Eichhebel aufgesetzt, z. B. aufgeschraubt,
an dessen freiem Ende eine Federwaage angehängt ist. Das im Stromkreis liegende
Meßinstrument, z. B. ein Strom- oder Leistungsmesser, kann direkt in cmkg geeicht
sein. Es wird dann ohne eingesetzte Ahlaufspule ein bestimmtes, bei allen Bremsen
gleiches Drehmoment, z. B. 20 cmkg, eingestellt. Die Bremse wird hierbei zuerst
völlig gelöst, was durch Zurückdrehen des - wie erwähnt aufgeschraubten Gegenankerringes
nach innen in Richtung zur Ablaufspule hin geschieht. Dann wird dieser Stellring
so lange nach außen geschraubt, bis an der Federwaage ein bestimmter, stets gleicher
Wert von z. B. 500 g gemessen wird. Es ist ratsam, nach der ersten Eichung die Bremse
elektrisch voll zu belasten, d. h. zum Beispiel an volle Bremsspannung zu legen,
um die sogenannte Bremsenhysterese zu eliminieren, und dann noch einmal in der gleichen
Weise nachzueichen.
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Infolge der mit der Erfindung erzielten genauen Einstellbarkeit der
Bremsen läßt sich die Bremskraft an den Ablaufspulen nunmehr während der Verseilung
in Abhängigkeit vom abnehmenden Wickeldurchmesser genau zu regeln. Zu diesem Zweck
dient z. B. ein Fortschaltwerk, das in Abhängigkeit von einem mechanischen Zähler
arbeitet, der die bereits verseilte Aderlänge mißt und in Abständen einen Nachregelimpuls
für die elektrische Bremssteuerung liefert.
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Auf diesem Wege kann den Erregerwicklungen der Bremsen entsprechend
dem abnehmenden Wickeldurchmesser an den Ablaufspulen immer mehr Widerstand vorgeschaltet
werden. Es ist auch möglich, beim Beginn der Verseilung die Bremskraft genau nach
der aufgespulten Aderlänge einzustellen. Die Einstellung und laufende Abnahme der
Bremskraft bzw. des jeweils herrschenden Drehmoments kann mit dem in cmkg geeichten
Meßinstrument bequem und sicher überwacht werden.
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PATENTANSPROCHE: l. Rabeladernverseilmaschine mit Regelung des Orehmoments
an den Ablaufspulen durch elektrische Bremswerke, insbesondere in Abhängigkeit vom
Wickeldurchmesser, dadurch gekennzeichnet.
daß die umlaufenden Scheiben oder Lamellen
von jeweils einer elektromagnetisch wirkenden, eichbaren Scheiben- oder Lamellenbremse
mit jeder Ablaufspule verdrehnngssicher verbunden sind, insbesondere durch Aufbau
auf ein Ende der Spulenachsen, und daß von den aus Stahl bestehenden Scheiben oder
Lamellen der Bremsen entweder die feststehenden oder die umlaufenden, jedoch vorzugsweise
die feststehenden, mit trocken gehaltenem Filz fest belegt sind.