DE1025028B - Vorrichtung zur kontinuierlichen AEnderung der Drall- bzw. Schlaglaengen bei der Verseilung von Fernsprechadern oder Adergruppen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Diejenigen Eigenschaften eines Fernsprechkabels, welche ein Nebensprechen im weitesten Sinne (Nebensprechen, Gegennebensprechen, Übersprechen, Mitsprechen usw.) zur Folge haben, finden ihren unmittelbaren meßtechnischen Ausdruck in der Nebensprechdämpfung, die ihrerseits zu einem wesentlichen Teil durch die elektrischen Kopplungen zwischen beeinflussendem und beeinflußtem Sprechkreis bestimmt wird. Das Bestreben, diese Kopplungswerte niedrig zu halten, hat zu verschiedenen Maßnahmen sowohl bezüglich des Kabelaufbaus als auch des Herstellungsverfahrens geführt. Zu den bekannten Maßnahmen gehört die periodische Änderung der Drall- bzw. Schlaglängen bei der Verseilung von Fernsprechadern zu Adergruppen und bzw. oder die entsprechende Änderung bei der Verseilung von Adergruppen zu Kabeln. Es ist insbesondere bekanntgeworden, die Änderung der Drall- bzw. Schlaglängen kontinuierlich und stetig zu gestalten. Dazu bediente man sich der Exzentrizität der zu der Verseilmaschine gehörenden Abzugsscheibe. In Verbindung mit der exzentrischen Lagerung der Abzugsscheibe wurde auch bereits eine zusätzliche Beeinflussung der Drallängenänderung eingeführt, um dadurch Störungen durch Nebensprechen u. dgl. in erhöhtem Maße auszuschalten. Dieser zusätzliche Einfluß auf die Drallängenänderung in Ergänzung der Exzentrizität der Abzugsscheibe wurde dadurch verwirklicht, daß während der Verseilung der Verseilpunkt in Abhängigkeit von der mit wechselnder Geschwindigkeit abgezogenen Länge der miteinander verseilten Adern verschoben wird.

Die Erfindung lehnt sich an den letzterwähnten bekannten Vorschlag an und behält die exzentrische Lagerung der Abzugsscheibe bei. Der zusätzliche Einfluß zur Drallängenänderung wird dadurch verwirklicht, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Mitteln zur Änderung der Exzentrizität der Abzugsscheibe ausgestattet ist. Auf diese Weise ist erreicht, daß die beiden Einflüsse auf die Drallängenänderung an dem gleichen Vorrichtungsteil, nämlich an der Abzugsscheibe, zur Wirkung kommen. Es ergibt sich daraus eine besonders einfache Ausbildung der Gesamtvorrichtung, und zwar insbesondere wegen des Wegfalls der Sonderausbildung anderer Vorrichtungsteile.

Die Änderung der Exzentrizität der Abzugsscheibe kann auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden. Die Änderung der Exzentrizität läßt sich beispielsweise mit Hilfe von Hand betätigten Einstellorganen vornehmen. Andererseits kann man für die Änderung der Exzentrizität ein mit selbständigem Antrieb ausgestattetes Getriebe verwenden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die für die Änderung der Exzentrizität vorgesehenen Mittel aus einem an den Antrieb der Abzugsscheibe angeschlossenen Getriebe bestehen.

Vorrichtung

zur kontinuierlichen Änderung

der Drall- bzw. Schlaglängen

bei der Verseilung von Fernsprechadern

oder Adergruppen

Anmelder:

Märkische Kabelwerke Aktiengesellschaft, Berlin-Spandau, Rauchstr. 22-31

Dr.-Ing. Hans Müller, Berlin-Nikolassee,
ist als Erfinder genannt worden

In allen Fällen empfiehlt es sich, die für die Änderung der Exzentrizität der Abzugsscheibe vorgesehenen Mittel ortsfest zu lagern, während die Abzugsscheibe in einer von der Drehachse wegführenden, zweckmäßig radialen Führung verschiebbar ist.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist der Vorgang der Drallängenänderung dargestellt, und zwar zunächst mit der Bedingung, daß die Exzentrizität e konstant ist. Die Abzugsscheibe mit dem Mittelpunkt A und dem Radius Ra dreht sich um den Punkt M, der um die Exzentrizität e von A entfernt ist. Die Nullage ist so gezeichnet, daß M auf einer Vertikalen über A liegt. Es sind im übrigen drei beliebige Stellungen der von der Nullage aus beginnenden Drehung um M gezeichnet. Bei dieser Drehung bewegt sich der Mittelpunkt A auf einem Kreis mit der Exzentrizität e als Radius um M- Die einzelnen Stellungen von A sind mit A₀, A₁, A₂ und A₃ bezeichnet. Für den Auflauf des Seils auf die Abzugsscheibe ist eine vereinfachende Annähme gemacht worden: Das Seil läuft in allen Stellungen parallel zur Horizontalen auf die Scheibe auf, was nur dann genau der Wirklichkeit entsprechen würde, wenn der Abstand α zwischen M und dem letzten Festpunkt des Seiles in der Maschine unendlich groß sein würde. Da a tatsächlich verhältnismäßig groß ist, kann man diese Abweichung in Kauf nehmen, ohne merkbare Fehler zu machen. In der Nullage ist der Auflaufpunkt des Seiles P₀, in den anderen Stellungen P₁, P₂, und P₃. Die Scheibe dreht sich mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit

709 S07/297

um M, die Drehwinkel zwischen den einzelnen Stellungen sind mit α_υ a₂ und Ci₃ bezeichnet. Der Auflaufpunkt P₀ bewegt sich auf einem Kreis mit dem Radius Ra~b um M. Er ist in den einzelnen Stellungen mit P₀₁, P₀₂ und P₀₃ bezeichnet. Die Länge I des Seiles zwischen dem letzten Festpunkt in der Maschine und dem Auflaufpunkt P₀ in der Nullage ist I₀ = a. In der Stellung 1 ist P₀ nach P₀₁ gewandert. Die Seillänge I₁ bis zu diesem Punkt setzt sich zusammen aus der Horizontalen bis zum Punkt P₁ und dem Kreisbogenstück P₁ P₀₁. In den Stellungen 2 und 3 ergeben sich I₂ und I₃ in entsprechender Weise. Will man z. B. für I₂ eine exakte Rechnung durchführen, so erkennt man, daß der Bogen P₂ P₀₂ das Stück des Kreises mit Ra um A₂ ist, das zu dem Winkel P₂ A₂ P₀₂ = Ct₁ + (Z₂ gehört. Die Länge dieses Bogens ist

R_A-2n
360

((X₁ + (Z₂) .

Die Länge der Horizontalen bis P₂ ist die Strecke a, vermindert um den Abstand der Vertikalen durch P₂ von der Vertikalen durch M. Dieser Abstand A ₂£> ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, gleich

MA₂ · sin ((X₁ + (X₂) oder e · sin (a_x + a₂). Die Seillänge in der Stellung 2 ist daher Ra ■ 2π

I₂ = a

360

K + O₂) — e sin ((Z₁ + Ct₂). (1)

Geht man zu einer allgemeinen Stellung über, so kommen die Indizes in Fortfall, und es wird U₁ + a₂ = cc. Will man die Geschwindigkeit in einer beliebigen Stellung der Abzugsscheibe errechnen, so ersetzt man cc durch ω t und 360° durch 2π und erhält

I = a + Ra ft)t — e ■ sin (cot) ; (2)

die Geschwindigkeit ist dann

υ = -j— = coi?i — co e cos · (cot) = co [Ra — e · cos (cot)].

(3)

Dieser Ausdruck für ν kann in die bekannte Gleichung für die beim normalen Verseilvorgang erzielte Drallänge eingeführt werden, welche sich bei der Drehzahl ιΐκ. des Verseilkorbes, der Drehzahl η α der Abzugsscheibe und dem Radius Ra der Abzugsscheibe ergibt mit

X =

n_K

(4) In Fig. 2 ist die Drallängenänderung über dem Winkel α als Abszisse aufgetragen. Dabei wurde e = ¹J₃ Ra gesetzt. Die Darstellung zeigt, daß selbst bei konstanter Exzentrizität e die Drallängenänderung kontinuierlich ist, d. h. daß niemals zwei in Richtung der Achse aufeinanderfolgende Punkte des Seiles gleiche Drallängen haben. Die Periode der Drallängenänderung ist durch eine Umdrehung der Abzugsscheibe gegeben. Die Periode der Drallphasenlagenänderung ist gleich dem kleinsten ganzzahligen Vielfachen des Abzugsscheibenumfangs, in dem die mittlere Drallänge des Seiles ohne Rest aufgeht.

Die Erfindung geht über die Einführung einer konstanten Exzentrizität für den Drehpunkt der Abzugsscheibe hinaus, und zwar durch Anwendung einer veränderlichen Exzentrizität. Hierzu besteht z. B. die Möglichkeit, daß während des Stillstandes der Maschine die Exzentrizität verstellt wird, dann aber während des Laufs der Maschine konstant bleibt. Das führt zu unterschiedlichen Exzentrizitäten, die man auch in einzelnen Abschnitten derselben Seillänge verwenden kann, wenn man zwischendurch die Maschine anhält. Für die Abschnitte der Seillänge erhält man dann die Charakteristik der Drallängenänderung bei konstantem e, wie sie bereits erläutert wurde. Andererseits kann man aber auch die Exzentrizität während des Laufs der Maschine kontinuierlich ändern, indem man z. B. den exzentrischen Drehpunkt der Abzugsscheibe eine hin- und hergleitende Bewegung auf einem Radius oder Durchmesser der Scheibe ausführen läßt oder umgekehrt der Scheibe bei feststehendem Drehpunkt eine Gleitbewegung aufzwingt. Hierdurch tritt in der Charakteristik der Drallängenänderung eine Überlagerung des beschriebenen Änderungseinflusses, der von der konstanten Exzentrizität e herrührt, und des durch die laufende Veränderung von e bestimmten Änderungseinflusses ein. Unter den verschiedenen Möglichkeiten sei der Fall betrachtet, daß β sich zwischen e = 0 und e — e_max in linearer Abhängigkeit von der Drehbewegung der Abzugsscheibe ändert. Man kann das ausdrücken durch die Formel e = k · a, wo k eine durch den Antrieb der hin- und hergleitenden Bewegung bestimmte Konstante ist. k ergibt sich im übrigen aus den für die Änderung von e festzulegenden Grenzen. e_max wird man zweckmäßig im Verhältnis zu Ra festlegen, also ist e_max = A₁ · Ra- Außerdem muß die Größe des Winkels α festgelegt werden, über dem sich die Änderung von e = 0 bis e = e_max vollzieht. Bezeichnet man diesen Winkel mit a, so ist

e_max =

= k-a! oder k =

/ei · Ra

Der Ausdruck von ν kann den eine Geschwindigkeit bezeichnenden Ausdruck»^ · R_A2π der Gleichung (4) ersetzen; da es im übrigen weniger auf die absoluten Werte von λ als auf den Verlauf seiner Änderungen in Abhängigkeit von α ankommt und demgemäß die vereinfachende Unterstellung gemacht werden kann, daß

und ω gleich 1 sind, so besteht für die definierte Drall-

länge die Bezeichnung

λ' = R_A — e · cos α . (5)

Wenn die Exzentrizität verschwindet, also e = 0 ist, wird die Drallänge konstant. Bei der getroffenen Festsetzung der Konstanten ist daher die mittlere Drallänge X_m = Ra- Aus dem Getriebe der Maschine ist die mittlere Drallänge bekannt, man kennt auch den Radius der Abzugsscheibe. Es ist daher nur erforderlich, die mittlere Drallänge der Maschine zum Radius der Abzugsscheibe ins Verhältnis zu setzen, um den Faktor zu erhalten, mit dem die Gleichung (5) zu multiplizieren ist, um den genauen Wert von λ' zu ermitteln.

In Fig. 3 ist der Änderungsverlauf von e über α als Abszisse aufgetragen. Da die strenge mathematische Funktion für eine derartige Sägezahnlinie unnötig kompliziert werden würde, ist es zweckmäßig, jeden Abschnitt einer aufsteigenden und jeden Abschnitt einer absteigenden Linie für e gesondert zu betrachten. Die Abschnitte sind in Fig. 3 laufend numeriert.

Für Abschnitt 1 ist

e = k · a,
für Abschnitt 2 ist

e = Ze₁. R_A — k · (a — α'), für Abschnitt 3 ist

e = k - (a — 2 a'),
für Abschnitt 4 ist

e = A₁ · Ra — k · (a — 3 α') usw.

Die Periode der Exzentrizitätsänderung umfaßt eine aufsteigende und eine absteigende Linie von e, sie ist daher gleich 2 a'.

Um den Einfluß des veränderlichen e auf die Dralllängenänderung zu erkennen, muß man die Abschnittsgleichungen für e in die Gleichung (5) einsetzen. Daraus folgt, daß auch die Drallängenänderung nach den Abschnitten von e getrennt behandelt werden muß. Es gilt daher

für Abschnitt 1

χ __ g J_{1 a} . _{cos a}

rar Abschnitt Δ

λ' = Ra —
fr Abschnitt 3

i · Ra — k (a — α')] · cos α,

χ — r_a _ J₁. i_a — 2 α) cos α,

für Abschnitt 4

Z' = R_A — Ik₁ ■ R_A — k (a — 3 α')] · cos α.

Um das Bild für eine Drallängenänderungsperiode zu erhalten, muß man die einzelnen Abschnitte aneinanderreihen. Die Drallängenänderungsperiode ist in diesem Falle gleich dem kleinsten ganzzahligen Vielfachen einer Umdrehung der Abzugsscheibe, in dem die Exzentrizitätsänderungsperiode ohne Rest aufgeht, also gleich dem kleinsten ganzzahligen Vielfachen von α = 360°, das sich ohne Rest durch 2 a' teilen läßt.

In Fig. 4 ist der Verlauf der Drallängenänderung über α als Abszisse für eine Umdrehung der Abzugsscheibe gezeichnet. Dabei wurde a! = 50° und A₁ = 0,35 angenommen. Aus dieser Annahme folgt, daß eine Dralllängenänderungsperiode fünf Umdrehungen der Abzugsscheibe umfaßt, da erst 5a = 1800° durch 2a' = 100° teilbar ist. Die Darstellung zeigt daher nur das erste Fünftel der Drallängenänderungsperiode. Die Periode der Drallphasenlagenänderungen erhält man auch hier durch Bildung des kleinsten ganzzahligen Vielfachen der Drallängenänderungsperiode, in diesem Fall also des kleinsten ganzzahligen Vielfachen von fünf Abzugsscheibenumfängen, in dem die mittlere Drallänge des Seiles ohne Rest aufgeht.

Die Kurven in Fig. 2 und 4 stellen den Verlauf der Drallängenänderungen in den in Richtung des Achse aufeinanderfolgenden Punkten des Seiles dar, denn sie sind auf den Drehwinkel α der Abzugsscheibe bezogen, dem jeweils ein Wegstück auf dem Umfang der Scheibe entspricht. Die Ordinatenwerte geben daher in jedem Punkt an, wie groß die Drallänge des Seiles sein würde, wenn die in diesem Punkt vorhandene Geschwindigkeit unverändert bliebe. Da das niemals der Fall ist, kommt keine dieser Drallängen wirklich als Ganzes zustande. Die tatsächliche Drallänge interessiert indessen weniger als der Winkel, unter dem z. B. die Einzeladern des Vierers infolge der durch den Drall gebildeten Schraubenlinien geführt werden. Wenn man eine aus konstantem Drall herrührende Schraubenlinie abwickelt, erhält man bekanntlich eine gerade Linie, welche um den Steigungswinkel β der Schraubenlinie gegen die Abszisse geneigt ist. Wenn man ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestelltes Seil abwickeln würde, erhält man keine gerade Linie, da der Steigungswinkel β in jedem Punkt der mehr oder weniger unregelmäßig gekrümmten Linie verschieden ist. In Wirklichkeit stellen die Kurven in Fig. 2 und 4 den Verlauf des tg β der Schraubenlinienabwicklung der Einzelelemente des Seiles in seinen in Richtung der Längsachse aufeinanderfolgenden Punkten dar. Man erkennt daher, daß durch diesen Kurvenverlauf eine größtmögliche Sicherheit gegen die unerwünschte Parallelführung von Teilen, z. B. der Adern in einander beeinflussenden Vierern, gegeben wird. Aus der Beschreibung des Verfahrens geht im übrigen hervor, daß eine fast unbegrenzte Möglichkeit besteht, die Längen der Änderungsperioden, also die Größe der Abstände, nach denen sich jeweils dasselbe Kurvenbild wiederholt, in einfacher und präziser Weise allen Forderungen anzupassen.

Fig. 5 und 6 zeigen in zwei Prinzipskizzen ein Ausführungsbeispiel der Abzugsscheibenkonstruktion für das Verfahren gemäß der Erfindung. Die angetriebene Welle 1, deren Antrieb nicht gezeichnet ist, ist im feststehenden Lager 2 gelagert und tragt auf ihrem der Abzugsscheibe zugekehrten Ende fest aufgekeilt einen Körper 3, der auf der anderen Seite der Abzugsscheibe ein in der Achsenrichtung von Welle 1 liegendes, ebenfails ^mit dem Körper 3 fest verbundenes Wellenstück 4 umschließt, welches im feststehenden Lager 5 gelagert ist. An dem Körper 3 befinden sich Gleitschienen 6, welche in dem Schlitz 7 der Abzugsscheibe 8 gleiten. In dem Schlitz 7 der Abzugsscheibe befindet sich fest eingebaut eine Spindel 9, welche Kreuzgewinde hat und durch eine Bohrung 10 des Körpers 3 mit freiem Spiel hindurchführt. Auf dem Gewinde der Spindel läuft ein Kegelrad 11, welches gegenüber der feststehenden Spindel eine Bewegung in Richtung der Spindelachse ausführt. Durch zwei Arme 12 und 13 des Körpers 3 wird dieses Kegelrad in konstantem Abstand von der Welle 1 und 4 gehalten. Dadurch wird erreicht, daß bei Antrieb des Kegelrades 11 eine Gleitbewegung zwischen dem Körper 3 und der Abzugsscheibe entsteht, und zwar steht der exzentrische Drehpunkt der Abzugsscheibe fest, und die Abzugsscheibe verändert durch ihre Gleitbewegung die Exentrizität des Drehpunktes. Die Gleitbewegung wird durch zwei gefederte Anschläge (nicht dargestellt) begrenzt, welche infolge des Kreuzgewindes auf der Spindel eine Umkehr der Gleitbewegung bewirken. Da die Drehzahl des Kegelrades 11 in linearer Beziehung zur Drehzahl der Abzugsscheibe stehen soll, muß man den Antrieb des Kegelrades von der Welle 1 herleiten. Das feststehende Lager 2 hat an seinem Kopfende fest angebaut das stillstehende Zahnrad 14, welches gegenüber dem umlaufenden Zahnrad 15 als Sonnenrad arbeitet. Die Räder 16 und 17 sind Wechselräder, und das Kegelrad 18 treibt das Kegelrad 11 an. Die Lager 19 und 20 befinden sich auf Armen des Körpers 3 und laufen mit diesem um. Fig. 5 zeigt die AnOrdnung in der Seitenansicht ohne den Antrieb des Kegelrades 11, also etwa in einem Schnitt durch den Körper 3 zwischen dem Arm 13 und dem Arm mit dem Lager 19. Die Erfindung soll nicht auf das gezeigte Konstruktionsbeispiel beschränkt sein, das nur eine Ausführungsmöglichkeit darstellt. Legt man für die kontinuierliche Veränderung von e eine andere als die beschriebene Bedingung zugrunde, so kann man z. B. den Antrieb für die Gleitbewegung durch einen in der Abzugsscheibe eingebauten und mit ihr umlaufenden Motor vorsehen. Die Grenzen für die Veränderung von e können anders als in der Beschreibung, z. B. von e =+ e_max bis e =—e_max, angenommen werden. Man kann für die Gleitbewegung des exzentrischen Drehpunktes gegenüber der Abzugsscheibe an Stelle der geraden eine kurvenförmige, insbesondere eine kreisförmige Gleitbahn wählen. Wenn man auf die laufende Veränderung der Exzentrizität verziehtet und sich mit einer Umstellung der Exzentrizität von Hand während des Stillstandes der Maschine begnügt, fällt der Antrieb für die Gleitbewegung fort.

Das erläuterte Verfahren der Drallängenänderung während der Verseilung kann bei der Verseilung

jeglicher Art von Adergruppen sowie bei der Verseilung der Adergruppen zum Kabel angewandt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Änderung der Drall- bzw. Schlaglängen bei der Verseilung von Fernsprechadern zu Adergruppen und/oder bei der Verseilung von Adergruppen zu Kabeln mit einer exzentrisch gelagerten Abzugsscheibe und unter Anwendung eines zusätzlichen Einflusses zur Drallängenänderung, gekennzeichnet durch die Ausstattung der Vorrichtung mit Mitteln zur Änderung der Exzentrizität der Abzugsscheibe.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Änderung der Exzentrizität handbetätigte Einstellorgane vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die für die Änderung der Exzentrizität vorgesehenen Mittel aus einem mit selbständigem Antrieb ausgestatteten Getriebe bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Änderung der Exzentrizität vorgesehenen Mittel aus einem an den Antrieb der Abzugsscheibe angeschlossenen Getriebe bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Änderung der Exzentrizität der Abzugsscheibe vorgesehenen Mittel ortsfest gelagert sind, während die Abzugsscheibe in einer von der Drehachse wegführenden, zweckmäßig radialen Führung verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 68 264, 555 381, 859 179, 989.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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