DE1440864A1

DE1440864A1 - Verseilmaschine,insbesondere fuer elektrische Vierkantleiter

Info

Publication number: DE1440864A1
Application number: DE19631440864
Authority: DE
Inventors: Ronald Hinds
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1962-12-07
Filing date: 1963-12-05
Publication date: 1969-02-06
Also published as: US3292356A; NL301502A; CH417718A; GB989754A; SE307610B; BE640932A

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. ERICH SCHUBERT

Telefon: 22802 Telegramm-Adr.: Pafichub, Siegen

. Abt.. Patentanwalt Dlpl.-Iwg. SCHUBERT, 5» Siegen (WmH.). Poiffach 325 PoitKheckkontjn >

Ol6 14

Oronlei»tro6· 14 ^

EJSJl

63 004 Ke/sohm EJSJlL ao.

Filialen Siegen u. Oberhäuten (RhId.)

Dr. Expl.

3. Dezember 1963

Firma British Insulated Callender's Gables Limited, Norfolk House, Norfolk Street, London, W.0.2, England

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 46272/62 vom 7. Dezember 1962 beansprucht.

Verseilmaschine, insbesondere für elektrische Vierkantleiter.

Die Erfindung bezieht sich auf Verseilmaschinen für die Herstellung einer bekannten Art eines permutierten bzw. permutiert versetzten Leiters /transposed multiple strip oonduetor/ von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, d.h. auf die Herstellung von (elektrischen Vierkant-) Leitern, die aus einer Mehrzahl von Drähten oder Adern mit rechteckigem oder praktisch rechteckigem Profil bestehen, die so zusammen gruppiert werden, daß sie einen Verbund-

909806/0787

leiter mit praktisch rechteckigem Profil bilden, bei welchem jeder .Drahtbestandteil der Gruppe oder — im Fall eines*Leiters, der aus einem .Kerndraht oder einer G-ruppe von .Kerndrahten und einer äußeren Gruppe von Drähten besteht -- von mindestens der äußeren Gruppe sich schrittweise entlang der Längsabmessung des Leiters ändert, so daß jeder Draht einmal jede xiage in seiner Gruppe einnimmt.

Bei der Herstellung eines derartigen permutiertan Leiters wird gewöhnlich eine Verseilmaschine verwendet, bei welchei?' die Spulen bzw. -Vorratsspulen, die die Drahtvorräte aufweisen^ in einem sich drehenden Käfig oder an einer sich drehenden Scheibe angeordnet sind oder sonstwie dazu gebracht werden, sich in einer kreisförmigen Bahn um die Achse einer .Formung s- oder Ab schließ vorrichtung zu bewegen, in welche die Drähte eingeführt werden und von welcher sie durch eine ./inde oder eine andere Abziehvorrichtung von geeigneter Form abgesogen oder wegbewegt v/erden. Während die Spulen $ineii solchen kreisförmigen ./eg beschreiben, werden ihre Achsen parallel zu einer feststehenden Ebene (im allgemeinen einer horizontalen Ebene) gehalten, die die Kaschineiiaoh.se und die Dr^nte enthalt, statt einem exakt schraubenförmigen /eg zu folgen, wie es bei Drähten eines kreisförmigen Leiters, die aus runden Drahten bestehen, der Fall ist, wobei jeder Verformungsweg um die Leiterachse herum eine Folge von kurzen geraden Abschnitten aufweist, welche über verhältnismäßig scharfe Biegungen miteinander verbunden sind, die mit Hilfe eines Drillkopfes /transposing head/ gebildet vverden. j3ei einer derartigen Maschine ist es wünschenswert, sicherzustellen, daß — da die Drähte auf den -^rillkopf zu konvergieren und in diesen, eingehen — diese exakt in ihre Lage gebracht werden, d.h« wo der Streifen "breiter" als "dick" ist, müssen die längeren Seiten des

.9 09806/0787 bad original

Querschnitts praktisch parallel zu den längeren Seiten seines Querschnitts im Drillkopf sein. Ein Einstellkopf /positioning head/ zur Sichereteilung, daß dies derart erfolgt, ist in der deutschen Patentschrift 1 106 214- der gleichen Anmelderin "beschrieben.

Der Ausdruck "Einstellknpf" wird nachstehend verwendet, um .eine Vorrichtung derjenigen Gattung zu bezeichnen, auf welche sich die verstehend genannte Patentschrift beze\Lht, nämlich auf einen Eiiiatellkopf, der einen Sot or aufweist, welcher am Vorderende einer· Welle des Käfigs oder einer gleichbedeutenden Vorrichtung, an oder in welcher die Lieferspulen mit dem nichtkreisförmigen i/raht (Ader) angebracht sind, befestigt ist und von dieser angetrieben wird. Der Rotor hat einen Umfangsflansch, der mit einer Anzahl von Bohrungen versehen ist, deren Achsen in Ebenen liegen, welche diej Achse des Einstellkopfes enthalten, aber zu dieser geneigt sjtiid. Diese Bohrungen, welche vorzugsweise ausgefüttert /bushed/ xaid gleichmäßig um den Umfang des Flansches herum verteilt sind, nehmßn jeweils ein Rohr auf, welches in .der Bohrung drehbar

- i;
ist und eiii Formwerkzeug von einer solchen Größe und Form trägt, daß es mit der Querschnittsgröße und -form des in die richtige Lage zu bringenden Drahtes zusammenpaßt.

Damit die größere Querachse des Exnstellformwerkzeugs parallel zu einer gegebenen Linie bleibt, während der Einstellkopf um die kasohinenachse herum gedreht wird, wird jedes ein Formwerkzeug haltende Rohr in Drehung um seine Achse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben bzw. gedeckt, wie der üiinstellkopf selbst, aber im entgegengesetzten Drehsinn zu diesem.

ι ' ' 909806/0787 BAD ORIGINAL

"⁴" 144Q§64

Wo die Leiter aus dem Käfig, oder dessen Äquivalent, herausführen und ihre Bewegungsrichtung ändern, um auf das Verschluß-Formwerkzeug (closing die/ hin und. - falls ein solcher verwendet' wird - den Einstellkopf so zu konvergieren, ist es erforderlich, eine'Führungsvorrichtung in irgendeiner Form vorzusehen. Für diesen Zweck sind offensichtlich Paare von Hollen, die jeweils zusammenarbeiten, um untereinander eine öffnung vorzusehen, die in Größe und Form dem rechteckigen Querschnitt des Drahtes entspricht und die in Drehung um die Achse der Öffnung zwischen den Rollen mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der sich drehende Käfig oder sein Äquivalent angetrieben werfen, höchst geeignet. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dann, wenn die Hollen ablenkende Führungen von einer Form, die in Größe und Gestalt dem Querschnitt des Drahtes entsprechen, verwendet werden, der Draht eine anhaltende Biegung erfährt, während er von der Ablenkrolle abläuft, um entlang seinem konvergierenden Weg auf die Maschinenachse zuzulaufen. Dadurch wird der Streifen wellig, was besonders bei den stärkeren Ausmaßen des verwendeten Streifens ins Gewicht fällt.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Verseilmaschine für die Herstellung von permutierten Leitern, wobei eine Spulen-Umlaufvorrichtung /bobbin planeting device/ eine verbesserte Vorrichtung zum Führen der Streifen an den Stellen, wo sie - nachdem· sie ihre entsprechenden Spulen verlassen haben - auf die Verschlußdüse oder das Verschluß-Formwerkzeug hin zulaufen.

Gemäß der Erfindung wird eine solche Führungsvorrichtung

909806/078 7

■--... . BAD ORlGKMAL

im Weg zwischen den Spulen und der Verdrillvorrichtung angeordnet, und sie weist jeweils eine Führungsdüse auf, die für den Durchlauf eines einzigen Streifens eine mit Verengung versehene Öffnung ".hat, deren Verengung von rechteckigem Querschnitt ist und eine solche Breitenabmessung hat, daß ein freier Durdhgang des Streifens ermöglicht ist, Bowie eine Längenabmessung, die mindestens ein Mehrfaches derjenigen der Breite des Streifens ist, und eine Vorr ichtung zum Drehen dieser Düse oder dieses Formwerkzeugs um eine Achse, die mit ihrer eigenen Achse zusammenfällt oder praktisch parallel zu dieser ist, und zwar mit der gleichen Winkelgeschwindig-

um

keit, wie die Spulenfeufvorrichtung aber im umgekehrten Richtungssinn, derart, daß die größere Querachse von jeder Düsenöffnung praktisch parallel zur größeren Querachse des Streifenquerschnitts gehalten wird, während der Streifen sich durch die Verdrillvorrichtung hindurch bewegt. Die Verdrillvorrichtung kann einfach ein Verdrillkopf sein oder auch ein Verdrillkopf, der mit einer Vorrichtung, wie beispielsweise einem Einstellkopf, verbunden ist, welche die Streifen positiv nach dem Verdrillkopf hinleitet.

Durch die Verwendung von Streifenleiteinrichtungen gemäß der Erfindung wird die Winkeländerung der Richtung des Bewegungsweges des Streifens an der Führungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Umbiegen hauptsächlich in der Ebene der Hauptachse des Streifenquersohnifcts stattfindet, d.h. - wenn man die Stellung oder Lage des Streifens anhand eines UhrZifferblatts erläutertin der Drei-Uhr-Stellung und in der Neun-Uhr-Stellung des Streifens in dem Falle, wo diese größere Querachse horizontal ist, sehr erheblich verringert, wobei diese Verringerung eine Folge davon ist,

909806/0787

daß der Streifen sich vom einen -^nde der querverlängerten Düsenöffnung zum anderen frei bewegen kann, während sich die Düse von der Drei-Uhr-St ellung naoh der Neun-Uhr-St el lung, und umgekehrt, "bewegt und/oder wenn der Punkt, bei welchem der Streifen seine Vorratsspule verläßt, sich vom einen Ende der Spule nach dem anderen ändert. Als Ergebnis bzw. dadurch wird die Welligkeit im Streifen wesentlich reduziert oder sogar ganz ausgeschaltet bzw. vermieden.

Wenn es auch als besonders vorteilhaft angesehen wird,, die Erfindung bei einer Spulen-Planetraddrehvorrichtung /bobbin-planeting device/ der Rückplattenbauart /back plate type/ anzuwenden, kann sie doch auch bei einer spulentragenden Vorrichtung der Käfigbauart verwendet werden, ba. welcher jede Spulenhalterung /bobbin cradle/ sowohl an ihrem Vorderende als auch an ihrem Hinterende durch Vorder- und Hinterzapfen /front and rear trunnions/ gehalten wird, die sich in Lagern in vorderen und hinteren Drehscheiben drehen. In diesem letzteren Falle muß jedoch der vordere Zapfen einen erheblich größeren Durchmesser als normalerweise aufweisen, um die Rechteck-Führungsdüse aufzunehmen, oder um dem Streifen Platz zu lasten, damit er sich von Seite zu Seite bzw. seitwärts in einem solchen Auspreßwen-czeug zu bewegen, das am vorderen Ande des Zapfens vorgesehen ist.

Wenn die Spulen-Drehvorrichtung ein solche der üückplattenbauart ist, so wird das Verhältnis zwischen der Streifenbreite und der Länge der rechteckigen Verengung der Führungsdüse vorzugsweise so gewählt, daß bei der maximalen winkeligen Richtungsänderung (welche erfolgt, wenn die Sptile, von welcher ein gegebener Streifen

909808/0787 BAD ORIGINAL

abgezogen wird, sich in der Drei-Uhr oder in der Sechs-Uhr-Stellung befindet, und wenn der Streifen dasjenige Ende seiner Öpule verläßt, welches zu diesem Zeitpunkt am nächsten der drehachse /axis of planetation/ liegt, das innere Ende der Düsenöffnung so ist, daß der Streifen gerade den Rand des inneren Flansches der Spule freigibt. Mit anderen Worten, die Öffnung ist gerade so lang, daß die Streifen nicht in Berührung mit den Spulenflanschen komraen,,

Eine Spulendrehvorrichtung für eine Streifenverseilmaschine gemäß der Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise | wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwaf zeigt

J"ig. 1 eine Draufsicht auf ein Teil der Spulendrehvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entsprechend den Schnittlinien II-II in

Fig. 1, während
Fig« 3 einen Grundriß eines Spulenträgers oder-bügeis darstellt·

Die Spulen-Drehvorrichtung weist eine hohle Bückplatte 1 (Fig. 2 und eine Mehrzahl von Spulenlagern 2 auf, die jeweils eine Haltewelle oder Tragwelle 3 aufweisen, welche in einem Lager 4 in der Rliokplatte gehalten wird, und an ihrem vorderen Ende welches das Lager überkragt, einen U-förmigen Ausleger 5 tragen, in dessen Schenkeln Lager 6 und 7 für die Enden einer spulentragenden Spindel 8 vorgesehen sind. An den beiden Schenkeln sitzen Arme 9 und 10, welche sich in Bezug auf die Spule 11 nach vorwärts erstrecken, um an ihrem äußeren Ende eine Streifenführungsdüse 12 rechtwinkligen Querschnitts zu tragen oder zu halten. Am hinteren Ende der Welle 3

9 09306/0787

BAD

U40864

befinde! sich ein Winkelnebel 13, der--unmittelbar mit einem Ring 14-, oder mit dem Ring 14 über ein Verbindungsglied 15 gekuppelt ist,rum so zu ermöglichen, daß der Spulenträger eine Pdickdrehung durch eine der wohlbekannten Anordnungen erhalt, um die Lager und ihre Spulen horizontal zu halten. Die Eückplatte 1 ist auf einer Hohlwelle 16 angebracht, die in Lagern 17 gehalten ist.

Die Düse bzw. das Formwerkzeug 12 besteht aus aei Längsabschnitten 18 und 19 aus Streifenstahl von D-förmigem Querschnitt, die mit Abstand parallel mit ihren konvexen flächen zueinander gekehrt gehalten sind, und zwar durch schweißen ihrer Enden an Endblöcke 20 und 21, deren Stirnseiten, welche die Endwände der Düsenöffnung bilden, in der gleichen tfeise wie die oberen und unteren Wände der Düse abgerundet sind, -tfie Längsabmessung der rechteckigen Verengung der Düse ist kleiner als die Breitenabmessung zwischen den Innenflächen von j?lanschen 22 der Spule 11, die in dem Traggestell . angebracht ist. Die Düse wird durch Anschrauben der Enden der Arme und 10 an die Endblöcke 20 und 21 der Düse montiert, wobei ihre Arme nach ihren "-^ndeij zu konvergieren, um mit diesen £ndblöcken zusammenzutreffen.

In den Fign. 1 und 2 sind streifen 23 bzw. Plachrechteckadern gezeigt, wie sie durch eine Anzahl von Düsen oder -Formwerkzeugen 12 von Spulen 11 hindurchführen, und zwar unter Betriebs zuständen, bei den die Spulen beinahe leer sind. Fig. 2 zeigt als punktierte Linien 24 die Wege, welche die Streifen 23 beschreiben, wenn die Spulen voll sind.

BAD

908806/07 8 7

Die Eückplatte 1 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wie in Fig. 1 gezeigt, und im allgemeinen bewegt sioh der Streifen 23 im Segenuhrzeigersinn um die Begrenzung der Verengung von jeder Düse 12. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird, wenn die Düse sioh in der Zwölf-Uhr-Stellung befindet, der Streifen im allgemeinen gegen die Mitte der unteren Grenze der Verengung der Düse anliegen, und wenn die Düse sich in die Neun-Uhr-3tellung bewegt, wird aer Streifen eich auf die rechte Grenzlinie zu bewegen und dann an dieser Grenze zur oberen Grenze der Verengung hinauflaufen, Während sich die Düse in die Sechs-Uhr-Stellung bewegt, wird sich der Streifen nach der Mitte der oberen Grenze hin bewegen, und während sich die Düse von der Sechs-Uhr-Stellung zur Drei-Uhr-Stellung bewegt, wird der Streifen sich zum linken Snde der oberen Grenze hin bewegen, .fahrend die Düse die -Prei-Uhr-Stellung passiert, bewegt sich der streifen zur unteren Grenze der Verengung, und während sich die Düse gegen die Zwölf-Uhr-Stellung hin bewegt, bewegt sich der Streifen entlang der unteren Grenze und erreicht den Mittelpunkt dieser Grenze wieder in der Zwölf-Uhr-Stellung.

2s sei erwähnt, daß dies nur dae allgemeine Master der Bewegung der Streifen in der Düse ist; diesem Muster sind Abänderungen überlagert (bzw. erfindungsgemäß zugeordnet) die durch die sich verändernde Streifenmenge auf der Spule und durch die sich ändernde Lage entlang der Achse der Spule, von welcher aus der Streifen die Spule verläßt, verursacht werden.

Jede Düse ist mit einer Öffnung von der maximal möglichen Länge hergestellt, damit der Streifen einen so natürlichen Weg v/ie

909806/0787

BAD

möglich zwischen der Spule und dein /erdrillkopf («oder dem üinstellko-pf, falls ein solcher verwendet wird) annehmen kann. Die Breitenabmessung der Diisenöffnung ist nicht von entscheidender Bedeutung, da die oberen und unteren G-renzen keine wesentliche Rolle bei der Kihrung des Streifens spielen, wenn es auch vorzuziehen ist, die Düse nicht so eng zu bemessen, daß der Streifen sowohl gegen die oberen als auch die unteren G-renzen der Öffnung gleichze tig anstoßen kaiiii, und aach nicht so bx*eit, daß der Streifen nie mit diesen Begrenzungen in Berührung kommt. Iv-it anderen ./orten die vorzugsweise Breitenabmessung der Öffnung sollte so sein, da.3 außer dann, ^iemi der Streifen sich von der unteren J-renze auf die obere G-rense zu bewegt, oder umgekehrt, dieser gegei:. die eine dieser Begrenzungen anstößt,

"is ist ersichtlich, daß iie iviaximallänge der rechteckigen Verengung jeder Führun^sdüse nicht-nur von der Breite zv/ischen flanschen der zugeordneten Spule abhängt, sondern auch von dem Radius, mit welchem das Spuleniager sich um die Laschinenachse dreht, und ebenso von dem Abstand zwischen der Düse und der Achse der S^uie, werui sie an ihrem Lager anmontiert ist. In ialie einer Spulendreiivorrichtvmg der Rllokplattengattiing, bei v/elcher der äußere Ring der Spuienlager einen Abstandsradius von 44,5" (115 ci;i) hat, hat die Spule eine Breite von 11" (26 cm) von flansch zu flansch, und die Versngunj der Führungsdüse ist 20" (51 cm) von .,er Achse der Spule aus, wenn sie in ihren lager montiert ist, und eine geeignete 1-1 .nge für die rechteckige Verengung der Düse betrugt 8" (20 cm). 3ine geeignete üffnungsbreite zur Aufnahme eines 1/8" (3mm) dicken Streifens ist 1 1/2 " (38 :am). lienn ein innerer Ring von

909806/0787 ' ^BAD

" ¹¹ " U40864

Spulenlagern auf der gleichen Riickplatte angebracht ist, können Düsen mit der gleiohen Öffnungsgröße verwendet werden, in welchem Falle die Abbiegung des Streifens, wenn er sich in der Neun-Uhr- und in der urei-TJhr-Stellung befindet, geringer sein wird, und zwar wegen des verringerten Winkels der Näherung des Streifens auf die Versohlußdüse zu· Der Fachmann kann leicht geeignete Öffnungsdüsen für andere Spulengrößen und -anordnungen errechnen, wobei im Auge behalten wird, daß stets die Maximallänge der Verengung in Übereinstimmung mit den genannten praktischen Begrenzungen verwendet werden sollte.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzeten — oder in Kombination ~ in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart ftind.

Patentansprüche

909806/0787

Claims

Pat ent ansprüohe

1. Verseilmaschine für die Herstellung eines permutierten Leiters von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit einer Spulen-Drehvorrichtung von den Spulen (11) aus, von welchen die Streifen (23), nach einer Verdrillvorrichtung führen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Führen jedes Streifens in seinem Weg zwischen der einen der Spule und der Verdrillvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Führungsdüse (12) mit einer verengten öffnung aufweist, deren Verengung von rechteckigem Querschnitt ist und eine solche Breite hatf daß ein freier Durchgang des Streifens (23) er-'aöglicht ist, und die eine Lange hat, welche mindestens ein Mehrfaches der Breite des Streifens ist, und eine Vorrichtung zum Drehen dieser Düse um eine Achse, die mit ihrer eigenen Achse zusammenfällt,oder im wesentlichen' parallel zu dieser ist, und zwar mit der gleichen winkeligen Geschwindigkeit aber in der umgekehrten Richtung wie die Winkelgeschwindigkeit der Spulendrehvorrichtung, so daß die größere Querachae jeder Düsenöffnung praktisch parallel zu der gcßeren Querachse des Querschnitts des Streifens gehalten wird, während er durch die Verdrillvorrichtung läuft. ?

9 0 9806/0787

2, Verseilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Führen jedes Streifens in seinem Weg

' . zwischen der einen der Spulen und einem Sinstellkopf angeordnet ist, der zu dem Verdrillkopf gehört.

3. Verseilmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Spulendrehvorrichtung eine solche der Rüokplattengattung ist,

- dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsdüse (12) eine mit Verengung versehene Öffnung hat, deren Verengung gerade so lang ist, daß der Streifen nicht in Berührung mit den Spulenflanschen (22) kommt.

A» Verseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede führungsdüse (12) so auf der Spulenlagerung (5) angeordnet ist, daß sie sioh mit der Spulenlagerung um eine Achse dreht, die mit ihrer eigenen Achse zusammenfällt oder praktisch parallel zu dieser ist.

5. Verseilmaschine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (12) zwischen einem Armpaar (9,10) angeordnet ist, welches von der Spulenlagerung (5) aus auf beiden Seiten der Spulen (11) im wesentlichen in der Ebene der Spulenachse hervorragt.

6. Verseilmaschine nach Anspruch 5» bei welcher die

Spulen (11) zwischen den Schenkeln von U-förmigen Lagern (5) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Arme (9110) von

909806/0787

den Schenkeln der U-förmigen Lagern (5) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Arme (9»10) von den Schenkeln^ der U-iörmigen Lagerung aus und im wesentlichen in der gemeinsamen Ebene derselben erstrecken,

7. Verseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse aus zwei parallelen Seiteribaut eilen (18,19) gebildet ist, die konvexe einander zugewandte Flächen haben sowie zwei parallele Endbauteile (20, 21), weiche konvexe Stirnflächen haben.

9098 06/0787