DE1510129C - Vorrichtung zur Verseilung von Verseilelementen zum Seil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verseilung von Verseilelementen zum Seil, bei der die Ablaufspulen der zu verseilenden Elemente während des Seilschiagens vor-bzw. rückgedreht werden und zum Abzug um ihre jeweilige Spulenachse drehbar sowie zur Vor- bzw. Rückdrehung um eine zur Spulenachse senkrechte Achse drehbar auf wenigstens einem Kreis verteilt in oder an einem Spulenkorb angeordnet sind.

Bei den bisher bekannten und gebräuchlichen Vorrichtungen zur Herstellung von torsionsarmen bzw. torsionsfreien Drahtlitzen, Litzenseilen oder Kabelschlagseilen werden entweder Korbverseilmaschinen verwendet mit einem im Betrieb sich drehenden, am Umfang mit rückgedrehten Ablaufspulen besetzten Korb, oder es kommen sogenannte Schnell-, d. h. Rohrverseilmaschinen zur Anwendung, bei denen ein möglichst schlanker Rohrkörper um die nahe seiner Drehachse frei schwebend gelagerten Ablaufspulen rotiert (relative Rückdrehung). Eine dritte, bekannte Vorrichtung zur torsionsarmen oder torsionsfreien Verseilung verwendet im Raum fest gelagerte, mit Einzelantrieb oder durch gemeinsamen Antrieb rückgedrehte Ablaufspulen und einen'rotierenden Raupen-, Scheiben- oder Bandabzug und einen rotierenden Aufwickler. Alle bekannten Vorrichtungen, die zur Durchführung einer torsionsarmen bzw. torsionsfreien Verseilung rückgedrehte bzw. relativ rückgedrehte Ablaufspulen verwenden, haben je besondere Nachteile.

Das übliche Korbverseilverfahren führt zwar zu Einrichtungen, die raumsparend sind, erlaubt aber nur eine verhältnismäßig geringe Produktionsleistung.

Die durch dieses Verfahren sich ergebenden Bauarten bedingen nur relativ langsame Umlaufbewegungen, weil sich die Spulen auf einem ziemlich großen Durchmesserkreis (Spulenfiugkreis) bewegen und daher die dynamischen Massenwirkungen sonst zu hoch würden. Außerdem s'ind diese Maschinen empfindlich gegen unterschiedliche Spulengewichte (Unwucht).

Das bekannte Rohr- oder Schnellverseilverfahren erlaubt zwar eine hohe Produktionsgeschwindigkeit wegen hoher Umlaufgeschwindigkeiten des Rohres, der Platzbedarf der hierbei verwendeten Einrichtungen ist jedoch zu anspruchsvoll, besonders wenn, j wie durchaus üblich, eine größere Anzahl von hinter- ^; einander gelagerten Ablaufspulen erforderlich ist.

Auch das Verfahren mit fest gelagerten, rückgedrehten Ablaufspulen und rotierender Abzugs- und Aufwicklervorrichtung hat den Nachteil geringer '< Produktionsgeschwindigkeit, weil die relativ geringe, _; zulässige Präzessionsdrehzahl der großen Aufwickeltrommel (Drehung der Trommel um ihre Querachse mit Hilfe eines drehbar gelagerten Trommelrahmens) leistungsbestimmend wirkt. Der Platzbedarf nach diesem Verfahren ist dagegen verhältnismäßig gering.

Die bekannten torsionskompensierenden Verseilverfahren haben also den Nachteil, daß der Vorzug höherer Produktionsgeschwindigkeit immer nur auf Kosten des Vorzugs geringen Platzbedarfs realisiert werden kann. Entweder ist die Produktionsgeschwindigkeit hoch, dafür aber der Platzbedarf zu anspruchsvoll, oder der Platzbedarf ist gering, dafür aber die Produktionsgeschwindigkeit zu gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sowohl eine besonders hohe Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht als auch einen geringstmöglichen Platzbedarf mit sich bringt, und zwar unter möglichst weitgehender Ausschaltung der vorstehend geschilderten Nachteile der einzelnen bekannten Vorrichtungen. Die Erfindung bedient sich dabei einer Kompensation von Torsions- und Biegeschwingungen, die bei den bekannten Maschinen Ursache der geschilderten Einschränkung der Produktionsgeschwindigkeiten sind. Grundsätzlich wird diese Kompensation nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die dynamischen Massenwirkungen der in einem Spulenkorb vor- bzw. rückdrehbar gelagerten Ablaufspulen auf das geringstmögliche Maß zurückgeführt werden. Wie im folgenden zum besseren Verständnis der anschließend gekennzeichneten Erfindung im einzelnen erläutert wird, ist es dann möglich, Vorrichtungen der eingangs angegebenen Art, die also mit Spulenkörben versehen sind und einen geringen Platzbedarf aufweisen, mit wesentlich höheren Abzugsgeschwindigkeiten zu betreiben, woraus sich eine wesentlich höhere Produktionsgeschwindigkeit ergibt. Zur Erläuterung der Aufgabenstellung, des bei der Erfindung angewendeten Prinzips und der erzielten Wirkung wird einleitend folgendes ausgeführt:

Ablaufspulen, die während des Seilschlagens gleichzeitig um ihre Abzugsdrehachse und um ihre Queroder Vor- bzw. Rückdrehachse, d. h. Präzessionsachse, rotieren, wirken wie ein Kreisel, der zu einer Präzessionsdrehung gezwungen wird. Die erzwungene »PräZession« des »Spulenkreisels« ruft bekanntlich ein Drehmoment, das »Kreiselmoment«, hervor. Der Drehsinn des Kreiselmoments ist eine Funktion des Abzugs- und des Vor- bzw. des Rückdreh-, d. h. Präzessionsdrehsinns. In der A b b. 1 stehen die Winkelgeschwindigkeitsvektoren w_k (Abwicklung) und ώ_ρ (Präzession) aufeinander senkrecht. Folglich ist der Kreiselmomenten vektor:

= J₂

^{0Jp =} ^W

k.

· ω

_ρ.

Der Betrag des maximalen Kreiselmoments ist daher

ι ■ (n L )² ■ I J

_ma, fuf _ L· . ' V¹SChI) '-max ^J ζ max

max Μ_κ - k_max 900 · _D„_nr ·

Hiermit ist also gezeigt, daß das Kreiselmoment dem Quadrat der Schlagdrehzahl n_sM proportional ist. Bei höheren Seilschlag- und somit auch höheren Vor- bzw. Rückdrehgeschwindigkeiten wird also der Einfluß aller im Korb auftretenden Kreiselmomente auf das gesamte Korbsystem sehr beachtlich.

Die Kreiselmomente rufen folgende Reaktionen im Korbganzen hervor. Wie insbesondere in den schematischen A b b. 1 und 10 verdeutlicht, sind die Spulenträger mit den darin befindlichen Ablaufspulen am Umfang von Jochkränzen gelagert. Die zu einem Spulenträger gehörenden beiden Jochkranzlager müssen dem auftretenden Kreiselmoment mit_zwei je entsprechenden Auflager-Reaktionskräften P_A und P₈ das Gleichgewicht halten. Diese in den Jochkranzebenen liegenden Reaktionskräfte bilden zusammen das Reaktionsmoment auf das Kreiselmoment. Die Summe der Reaktionskräfte — bedingt durch etliche am Jochkranzumfang gelagerte Spulenträger -¹— bildet am Hebelarm -R (Abstand Spulenträger bis Mitte Jochkranz) das Gesamtdrehmoment, mit dem der Jochkranz belastet wird. Dieses Gesamtdrehmoment werde jetzt als »Jochkranz-Moment« bezeichnet. Die Summe aller Jochkranz-Momente beansprucht den Maschinenkorb als Ganzes auf Torsion. Die auftretende Torsionsbeanspruchung des gesamten Maschinenkorbes ist eine Wechselbeanspruchung, denn die Auflager-Reaktionskräfte in den entsprechenden Jochkranzebenen ändern periodisch ihre Richtung innerhalb der Ebene. Der Kreisel-Momentenvektor M₁₁ ist bekanntlich nicht raum-, sondern spulenträgerfest. Das heißt, er macht wie ein Zeiger die Rotation der Spulenträger mit. Demgemäß rotieren auch die Reaktions-Kraftvektoren P_A und P_B um die Spulenträgerdrehachse (s. Schema A b b. 1 und 2).

In jedem Augenblick ist jedoch nur die Projektion des Reaktions-Kraftvektors P auf die Tangente an den Spulenträgerlager-Teilkreis maßgebend für das Jochkranz-Teilmoment. Für diese Tangentialkomponente gilt daher

Hierbei ist J_z das Massen trägheitsmoment des im Lager A: Kreisels um seine Drehachse z. Der Betrag von ü>_k ist bei dem noch zu beschreibenden Ausführungsbeispiel P

einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Funktion der Schlagdrehzahl n_schl auf der Ein- 55 und im Lager B: fachschlag-Würgemaschine, der eingestellten Schlaglänge L und des gerade vorliegenden Wickeldurch- ρ . messers D auf der Ablaufspule ^z

M_K 2a

cos (ω. · t)

2b

COS (ω_ρ · t + π) .

'hehl

~* 30 D ■

Der Betrag von ώ_ρ ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch eine Funktion der obengenannten Schlagdrehzahl und des erwünschten Grades k der Torsionskompensation der zu verseilenden Elemente, wobei der Faktor k Tür eine stufenlose Verstellung von z.B. 85% Unter- bis 115% Uberkompensation etwafe = 0,85... 1,15 beträgt.

Das Jochkranz-Teilmoment, das die einzelne Reaktionskraft-Komponente P_zA bzw. P_zB am Jochkranz-Hebel R entwickelt, ist also

Δ M_JA = -j^ -R-cos (ω_ρ ■ t)

bzw.

_ M_K ¹JB — 2h " ^*""^{3 vl}"^p

ΔΜ,_Β = -^- ■ R ■ COS (ω ■ t + π) .

1 5 10 i 29

Die cosinusperiodisch oszillierenden Jochkranz-Teilmomente ]Mj_A im Jochkranz J₄ haben also in jedem Augenblick den entgegengesetzten Drehsinn der Jochkranz-Teilmomente \M_JB im Jochkranz J_B. Die durch einen einzelnen Spulenträger in den zwei zur Lagerung dienenden Jochkränzen verursachten einander entgegengesetzt wirkenden Jochkranz-Teilmomente <-\M_JA und .JMjB versuchen daher den Maschinenkorb als Ganzes zu Drehschwingungen anzuregen. Die Gesamtheit der im Korb vorhandenen Spulenträger würde bei einer unkompensierten Summe aller durch sie erzeugten Drehschwingungsimpulse dieser Art zu einer unzulässig hohen Torsions-Wechselbeanspruchung des Gesamtkorbes führen. Bei wirklich großen Rückdrehgeschwindigkeiten, wie sie für eine hohe Produktionsgeschwindigkeit angestrebt werden, würden unkompensierte Drehschwingungen zweifellos zu Ermüdungsbrüchen führen.

Nach der Erfindung wird die angegebene Aufgabe gelöst und werden diese geschilderten Nachteile unter Ausnutzung des angegebenen Prinzips der Kompensation beseitigt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Hierdurch wird die Summe der im Spulenkorb auftretenden Drehschwingungsimpulse kompensiert, so daß das Spulenkorbsystem als Ganzes drehschwingungsfrei bleibt. Es können also, wie schon prinzipiell angeführt, die mit Spulenkörben versehenen Verseilvorrichtungen, die ja nach den eingangs gegebenen Ausführungen einen geringen Platzbedarf aufweisen, mit wesentlich höheren Abzugsgeschwindigkeiten betrieben werden, so daß infolge der Gestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung der geringe Platzbedarf mit der wesentlich höheren Produktionsgeschwindigkeit kombiniert werden kann. Die vorteilhafte Wirkung der Vorrichtung nach der Erfindung wird später noch weiter erläutert.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen deutlich wird, kann es je nach dem Anwendungsfall zweckmäßig sein, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung mehrere Ablaufspulen und deren zugeordnete kompensierende Ablaufspulen jeweils gruppenweise zusammengefaßt sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ist es möglich, das Bedienungspersonal für die Vorrichtung an einer falschen Wahl des Abzugdrehsinns zu hindern.

Durch die im Anspruch 4 angegebene Ausfuhrungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß auch bei einer erforderlichen unvollständigen Spulenbesetzung einzelner oder sämtlicher vorhandener Korbfelder, automatisch der Hauptantriebsmotor der Vorrichtung nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn in den Korbfeldern nur vollständig unbesetzte Paare oder Gruppenpaare von Ablaufspulen, nur vollständige besetzte Paare oder Gruppenpaare von Ablaufspulen oder aber gemischte, also vollständig unbesetzte und vollständig besetzte Paare oder Gruppenpaare von Ablaufspulen als Voraussetzung für die Kompensation aller Drehschwingungsimpulse im Spulenkorb vorliegen. Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine besonders zweckmäßige und einfache Bauweise und Funktion einer solchen Vorrichtung erzielt.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 und 7 wiedergegeben. Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung und die im einzelnen durchgeführten Maßnahmen werden in der nachfolgenden Beschreibung eingehend erläutert, und zwar unter Benutzung der Zeichnungen. In der Zeichnung zeigen

A b b. 1 bis 8 verschiedene schematische Darstellungen der Verhältnisse an dem Spulenkorb bei unterschiedlichen Anwendungsfällen zur Erläuterung der Funktion der Erfindung, >

A b b. 9 als Schaltbild eine Schaltungsanordnung zur automatischen Prüfung des Kompensationszustandes und

Abb. 10 eine schematische Seitenansicht einer Verseilmaschine mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

A b b. 1 veranschaulicht die dynamischen Verhältnisse am Beispiel eines einzelnen kompensativen Ablaufspulenpaares. Beide Ablaufspulen haben zwar den gleichen Präzessions- oder Rückdrehsinn, werden aber entgegengesetzt, nämlich einerseits von »oben« und andererseits von »unten« abgezogen. Dieser entgegengesetzte Spulenabzugsdrehsinn bewirkt, der bekannten Kreiselmomenten-Vektorgleichung

M_K = J_z ■ ώ_κ ■ ώ_Ρ

gemäß, daß der Kreiselmomenten-Vektor M_KI von Spule Sp I im betrachteten Augenblick zentripetal, also zur Jochkranzachse gerichtet ist und M₁₁ „ von Spule SpII zentrifugal, also von der Jochkranzachse oder Korbmitte weg gerichtet ist. Das bedeutet, daß die stets parallel zu den entsprechenden Ebenen der Spulenträgerrahmen liegenden und innerhalb der Jochkranzebene befindlichen Auflager-Reaktionskräfte P_Al und F₄₁₁ sich in ihren Jochkranz-Momentenwirkungen gegenseitig kompensieren. (Gleiche Massenträgheitsmomente J₂, = J_zM, also gleicher Spulenfüllgrad und gleiche Abzugsgeschwindigkeit vorausgesetzt.) Entsprechendes gilt für P₈, und P_m, deren Jochkranz-Momentenwirkungen ebenfalls einander aufheben.

A b b. 2 und 3 veranschaulichen die im Augenblick der Betrachtung (Zeitpunkt t₀) vorliegenden Verhältnisse am Beispiel eines einzelnen, am Jochkranzumfang gelagerten Kompensations-Spulenpaares. A b b. 2 erläutert die Reaktionen in der Jochkranzebene_J_A als Funktion der Kreiselmomenten-Vektoren M_KI von Ablaufspule SpI und M_Kn von kompensativer Ablaufspule Sp II.

Im hier betrachteten Zeitpunkt t₀ haben sich die beiden Spulen im Vergleich zu A b b. 1 bereits um den Präzessionswinkel ω_ρ · t₀ = 45° — mit relativ gleichem Drehsinn ω_ρ —■ aus den zum Jochkranz-Teil-

kreis parallelen Ausgangslagen (0 bzw. 2.-τ) herausgedreht.

Die Tangentialkomponenten

und

cos (o>_ · t₀)

COS (ω ■ t₀ + π)

der Reaktions-Kraftvektoren P_Al und P_AU bilden am Hebelarm R das Jochkranzmoment

Mja = [P₄, -cos(ω_ρ·ΐο) + Ρ_Λη -cos(w_p· to + π)] -K = O.

Die jieträge der — wie Zeiger rotierenden — Vektoren P_Al und F_An werden als einander gleich vorausgesetzt, so daß

P-P -P - ^M " A\ — ^rA\l — "A —

. η

Allgemein ist das Jochkranzmoment bei entgegengesetztem Abzugsdrehsinn zwischen den Ablaufspulen SpI und SpII (o_Kl entgegengesetzt «>_Kli)

■ Mja = P_A R [cos (ω_ρ ■ t) + cos {<„„ ■ t ■ .τ)] = 0 .

Abgekürzt:

M ja = AM_JA] + JM_WII = 0.

In Abb. 3 sind die Momente AM_JAl und AM_JAU über der Zeit aufgetragen. Das Zeitintegral der Drehmomentensumme AM_JAi plus AM_JAU, das Impulsmoment also, ist jederzeit Null:

Impulsmoment = I {AM_JAl + AM_JAn) ■ dt = 0 . ο

Durch die erläuterte Phasenverschiebung der einander zugeordneten Jochkranzmomentenverläufe AM_JAl und AM_JAIl werden die im Maschinenkorb auftretenden Drehschwingungsimpulse im ganzen kompensiert.

Entsprechend der vorstehend erläuterten Kompensation der Torsionsschwingungen des Spulenkorbes ergibt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Kompensation der durch die Radialkomponenten der infolge der Präzession in den Jochkranzlagern hervorgerufenen Reaktionskräfte erzeugten Biegeschwingungen im Spulenkorb.

Eine dem Kompensationsschema entsprechende Beschickung des Spulenkorbes wird dadurch gewährleistet, daß auf jede Ablaufspule eine Rücklaufsperre derart wirkt, daß der Abzugsdrehsinn von Spule zu kompensativer Spule bzw. von Spulengruppe zu kompensativer Spulengruppe wechselt. Ein Irrtum beim Einsetzen der Ablaufspule in die Spindel wird dadurch noch rechtzeitig bemerkt. Er offenbart sich dann, wenn sich der Draht (die Litze oder das Litzenseil) nicht zum manuellen Verlegen in Richtung Verseilpunkt von der Ablaufspule abziehen läßt.

Bei mehreren in einem Korbfeld auf den Umfang • verteilten Ablaufspulen ist es gleichgültig, ob die Spulen zu Kompensations-Paaren (Abb. 5 und 7) bzw. Kompensations-Gruppenpaaren (z. B. A b b. 8) nachbarschaftlich zusammengesetzt oder zu irgendwie geordneten Gruppen zusammengefaßt werden, ob symmetrisch oder asymmetrisch verteilt. Maßgebend ist lediglich, daß die Gesamtsumme der an einem Jochkranz auftretenden Jochkranz-Teilmomente zu Null kompensiert wird. Die Gegenüberstellung von A b b. 4 und 5 verdeutlicht die durch Impulsmoment-Kompensation erreichbare Entlastung eines Jochkranzes. In beiden Fällen sind beispielsweise je 12 Maschinenspindeln — mit darin befindlichen, ablaufenden Spulen — auf dem Jochkranz gelagert. Alle je 12 Maschinenspindeln in A b b. 4 und 5 haben mit gleichem Drehsinn die Präzessionswinkelgeschwindigkeit COp.

Das System mit Kompensation in A b b. 5 unterscheidet sich von dem ohne Kompensation in A b b. 4 dadurch, daß der Abzugsdrehsinn (w_t) der 12 Ablaufspulen nicht einheitlich ist, sondern von Spule zu kompensativer Spule wechselt.

Bedingt durch die von Spule zu kompensativer Spule bzw. von Spulengruppe zu kompensativer Spulengruppe entgegengesetzt wirkenden Rücklaufsperren kann eine vollständige Kompensation automatisch nur dann erzwungen werden, wenn die einzelnen Korbfelder des Gesamtspulenkorbes entweder mit Spulen voll besetzt werden oder vollständig unbesetzt bleiben.

Bei einer unvollständigen Spulenbesetzung eines Korbfeldes wäre es Aufgabe der Bedienungsperson, sich an die Vorschrift zu halten und tatsächlich Kompensations-Spulenpaare bzw. Kompensations-Spulengruppenpaare zusammenzustellen. Diese Aufgabe, die Ablaufspulen kompensationsgerecht in die Maschinenspindeln einzusetzen, wird durch sinnfällig kennzeichnenden Farbanstrich der Spindelpaare bzw. Spindelgruppenpaare erleichtert.

Ohne den Zwang zur Einhaltung der Vorschrift ließe sich sonst —, trotz vorhandener, z. B. von Spule zu kompensativer Spule entgegengesetzt wirkender Rücklaufsperren, bei einer Minderbesetzung eines z. B. 12-spindeligen Korbfeldes mit nur sechs Spulen der ungünstigste Fall mit dem hierbei größtmöglichen Jochkranz-Moment herbeiführen. A b b. 6 illustriert diesen Fall am Beispiel des somit entstehenden maximalen Jochkranz-Momentes

Mj = 6 · P ■ R.

Die Vorschrift verlangt dagegen eine Spulenbesetzung, wie sie A b b. 7 zeigt. Das Jochkranz-Moment ist dann jederzeit Mj = 0.

Die in A b b. 7 gezeigte symmetrische Verteilung von Spulenpaaren ist nicht Bedingung, wenn der Spulenkorb — nach dem auf Abb. 10 gezeigten Prinzip — während des Verseilvorganges nicht um seine Korbachse rotiert. Entscheidend ist dann nur die Bildung von Kompensationspaaren, gleichgültig, wie diese auf den Korbfeldumfang verteilt "werden.

Bei ungerader Anzahl der Ablaufspulenbesetzung pro Gesamtmaschine werden soviel Kompensationspaare wie möglich in den einzelnen Korbfeldern zusammengestellt. Die übrigbleibende ungerade Restspule wird dann in eine Maschinenspindel eingesetzt, die außerhalb des Spulenkorbes gelagert ist. Bei dem in A b b. 10 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine geradzahlige Gesamtheit von Ablaufspulen 14 a kompensationsgerecht in die innerhalb des Spulenkorbes I₁ gelagerten Spindeln 14 eingesetzt, und die übrigbleibende ungerade Restspule 13 a wird außerhalb des Spulenkorbes Z₁ im Spindelvorbau Z₃ in die Vorbau-Maschinenspindel 13 eingesetzt. Das Kreiselmoment, das in dieser zentral gelagerten Spindel 13 entsteht, führt nicht zu Torsionswechselbeanspruchungen, sondern nur zu gut beherrschbaren Biegewechselbeanspruchungen der Vorbauspindel-Halterung.

Bei einer benötigten ungeraden Gesamtzahl von Ablaufspulen wird in den meisten Fällen die ungerade Restspule 13 a in der Vorbauspindel 13 den Zentraldraht Litze, Litzenseil bzw. die Fasereinlage für die Verseilung liefern. Zum Beispiel bei der Litzenmachart (1 + 6 + 12+18) oder der Litzenseilmachart [6 · (1 + 6 + 12 + 18) + I].

Bei einer benötigten geraden Gesamtzahl von Ablaufspulen, z.B. Litzentyp: (4 + 10 + 16) oder (1 + 7 + 7 + 7 + 14) usw. werden nur die innerhalb des Spulenkorbes befindlichen Korbspindeln 14 dem Kompensationsschema entsprechend besetzt. Beim Litzentyp (1 + 7 + 7 + 7 + 14) wird ein Zentraldraht verwendet. Die Ablaufspule für diesen Zentraldraht müßte also ausnahmsweise nicht in die Vorbauspindel 13 eingesetzt werden, sondern mit einer Ablaufspule innerhalb der Korbfelder kompensativ gepaart

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werden, die beim Ablaufen eine möglichst geringe Drehgeschwindigkeitsdifferenz ..\<,>_K haben wird.

Nach dem bislang geschilderten Verfahren können Kompensationsfehler beim Einsetzen der Ablaufspulen in die Maschinenspindeln nur dann mit automatischer Sicherheit bemerkt und behoben werden. wenn der Spulenkorb vollständig, also lückenlos, besetzt wird. Bei einer unvollständigen, insbesondere pro Korbfeld lückenhaften Besetzung ist — trotz vorhandenen Rücklaufsperrensystems — diese Sicherheit nicht mehr automatisch gewährleistet. Der Nachteil dieser nur bei eventuell erforderlichen Unterbesetzungen des Spulenkorbes auftretenden Unsicherheit wird durch An Wendung des in A b b. 9 prinzipiell erläuterten Verfahrens eines automatischen Kontroll- und Sicherheitssystems behoben. Zur Charakterisierung des Systems, das den drei möglichen Besetzungszuständen eines Kompensations-Spindelpaares jeweils entsprechend gesteuert wird, beschränkt sich die schematische Darstellung in A b b. 9 auszugsweise auf drei typisehe, aus der Gesamtheit herausgegriffene Kompensations-Spindelpaare: I, II und III.

Die Antriebsmaschine (ζ. Β. ein Drehstrommotor) für die Rückdrehung der Ablaufspulen soll erst dann bereit sein, die Maschinenspindeln anzutreiben, wenn alle innerhalb des Spulenkorbes vorhandenen Kompensations-Spindelpaare entweder vollständig mit Ablaufspulen besetzt sind (A b b. 9, Fall I) oder vollständig unbesetzt bleiben (A b b. 9, Fall II). Wenn auch nur ein einziges Kompensations-Spindelpaar innerhalb des Spulenkorbes unvollständig, also nur mit einer Ablaufspule besetzt wird (A b b. 9, Fall III), soll die Antriebsmaschine nicht laufen dürfen.

In dem auf A b b. 9 gezeigten Beispiel wird der Besetzungszustand der Kompensations-Spindelpaare I, II und III durch selbsttätig tastende Prüfschalter 11 überprüft. Bleibt eine Spindel unbesetzt (Abb. 9, FaIlIIIa), dann behält der Prüfschalter seine durch Federdruck erzwungene Ausgangsschall· Stellung lla bei. Wird dagegen eine Spindel mit einer Ablaufspule besetzt (A b b. 9, Fall III b), dann wird durch das Einsetzen der Spule der Prüfschalter in eine andere Schaltstellung gebracht. Ob — wie in A b b. 9 gezeigt — die Ausgangsschaltstellung 11 α den Sekundär-Wicklungskreis 10,11 schließt und die Schaltstellung lib den Kreis öffnet oder die Ausgangsschaltstellung lla den Sekundärkreis öffnet und Schaltstellung 11b den Kreis schließt, ist im Prinzip gleichwertig. Entscheidend ist lediglich eine dem jeweiligen Besetzungszustand der einzelnen Spindel entsprechende unterschiedliche Schaltstellung des Prüfschalters dieser Spindel und eine übereinstimmende Schaltart zwischen einander in einem Kompensations-Paar (bzw. einem Kompensations-Gruppenpaar) zugeordneten Prüfschaltern.

Die Prüfschalter 11 steuern elektromagnetisch die Doppelschalter 12. Unter Verwendung des Prinzips, daß zwischen Induktionsspulen, die auf einem gemeinsamen Kern sitzen, abstoßende Kräfte auftreten, wenn eine Spule kurzgeschlossen, die andere aber ans Netz angeschlossen ist, erfolgt die Steuerung der Doppelschalter 12 berührungslos und somit auch verschleißlos. Ein mit herkömmlichen Mitteln (z. B. mit Schleifringen als übertragungsmittel) ausgerüstetes Schaltsystem würde im vorliegenden Fall entweder unzuverlässig oder verhältnismäßig zu aufwendig sein.

Wird der Ein-Taster 2 betätigt, dann sind sämtliche Primärspulen 8 an das Netz angeschlossen. Die Sekundiirspulen 10, die dann durch die Prüfschalter 11 kurzgeschlossen (Schaltstellung 10«, 11«) sind, stoßen durch Induktionswirkung die Primärspulen 8 von sich ab und bringen sie dadurch in Schaltstellung 8a. Die axial frei verschiebbaren Primärspulen 8 sind mechanisch mit Doppelschaltern 12 verbunden, die daher bei dieser Abstoßung gleichzeitig in Schaltstellung 12 a gelangen.

Die Sekundärspulen 10 hingegen, die durch ihre Prüfschalter 11 nicht kurzgeschlossen wurden (Schaltstellung 10b, Hb), üben beim Netzanschluß der Primärspulen 8 keine abstoßende Kraftwirkung aus. In diesem Fall wirken die Primärspulen 8 wie Elektromagnete. Weil die Eisenkerne 9 — mit den darauf unverrückbar angeordneten Sekundärspulen 10 — fest mit dem Maschinenspindelrahmen verbunden sind, schieben sich hierbei die die Eisenkerne 9 berührungslos umhüllenden Primärspulen 8 in Richtung auf die Sekundärspulen 10 hin auf die Eisenkerne 9 herauf und gelangen somit in Schaltstellung 10b. Die mechanisch mit den Primärspulen 8 gekoppelten Doppelschalter 12 gelangen dabei in Schaltstellung 12b.

Wie in A b b. 9 dargestellt, kann das Motorschütz 1 erst dann die Arbeitsmaschine einschalten, wenn der Schützstromkreis durch das Hilfsrelais 5 geschlossen wird. Das Hilfsrelais 5 schließt aber nur dann den Schützstromkreis, wenn der über die Doppelschalter 12 gehende Hilfsrelais-Stromkreis vollständig geschlossen ist. Die Doppelschalter 12 eines einzelnen Kompensations-Spindelpaares sind untereinander parallel, von Paar zu Paar jedoch in Reihe verbunden. Dadurch wird erreicht, daß der Hilfsrelais-Stromkreis nur dann vollständig geschlossen werden kann, wenn die einander zugeordneten Doppelschalter 12 innerhalb der einzelnen Kompensations-Spindelpaare eine gemeinsam übereinstimmende Schaltstellung haben, nämlich: entweder beide in Schaltstellung 12 a oder beide in Schaltstellung 12b. Der in Abb. 9 im Spindelbesetzungs-Fall III dargestellte Kompensationsfehler führt also zu einer nicht übereinstimmenden Schaltstellung 12 a und 12 b der beiden Doppelschalter 12, so daß der Hilfsrelais-Stromkreis offen bleibt. Das über einen Transformator für Kleinspannung 4 an das Netz angeschlossene Hilfsrelais 5 bleibt somit in der gezeigten Schaltstellung. Die Arbeitsmaschine kann daher nicht anlaufen. Solange die Ein-Taste 2 gedrückt wird, kann die Bedienungsperson auf der Signalanzeige 7 durch die rotleuchtende Signalbirne erken-, nen, daß ein Kompensationsfehler vorliegt. Eine gelbleuchtende Signalbirne überzeugt die Bedienungsperson davon, daß der gesamte Primärspulen-Wicklungskreis ordnungsgemäß funktioniert. Wird der Kompensationsfehler behoben und damit der Hilfsrelais-Stromkreis vollkommen geschlossen, dann zieht das Hilfsrelais 5 an und schließt dadurch den Schützstromkreis, öffnet aber zugleich den Stromkreis für die rote Signalbirne. Zum Zeichen dafür, daß die Maschinenspindelanlage zu kompensationsgerechtem Funktionieren bereit ist, leuchten für die Dauer der Ein-Tasten-Betätigung nunmehr die grüne und die gelbe Signalbirne auf der Signalanzeige 7.

Zwischen Hauptschalter 6 und Motorschütz 1 liegt außer dem Ein-Aus-Taster 2 noch ein Sicherheitsschalter 3 im Schützstromkreis. Der Sicherheitsschalter '3 wird erst durch erforderliche Verriegelungen der Spulenkorb-Einrichtungen (z. B. mechanische Arretierung der Korbschwankung während des Verseil-

Vorganges für die in Abb. 10, Pos. I, dargestellte Anlage) automatisch geschlossen.

Das in A b b. 9 am Beispiel von einzelnen Kompensations-Spindelpaaren erläuterte Prinzip kann sinngemäß auch auf beliebig kombinierte Kompensations-Spindelgruppenpaare übertragen werden. Dieses automatische Kontroll- und Sicherheitssystem vereinfacht die Bedienungsvorschriften dahingehend, daß die Bedienungsperson nur noch besonders dazu verpflichtet wird, keine leeren Ablaufspulen in den Korbfeldern eingesetzt zu lassen, weil ja auch diese die Prüfschalter 11 betätigen, aber kein Kompensations-Moment zustande bringen.

Das Verfahren nach der Erfindung kann beispielsweise mit den in Abb. 10 schematisch dargestellten Einrichtungen zur Anwendung gebracht werden. Die in der Maschine gemäß Abb. 10, Pos. I, einzeln rückgedrehten Drähte (Drahtlitzen oder Litzenseile) werden hier von dem — während des Verseilvorganges ruhenden — Spulenkorb (A b b. 10, Pos. I₁) durch eine bekannte Einfachschlag-Würgemaschine (A b b. 10, Pos. II) abgezogen und in ihr torsionsfrei verseilt. Die in Jochkränzen (A b b. 10, mit z. B. drei Korbfeldern und somit den vier Jochkränzen : J_A ; J_{B A} ; J_AB und J₃) gelagerten Maschinenspindeln (13, 14) der Kompensationsmaschine (Abb. 10, Pos. I) erteilen den Ablaufspulen (13a, 14 a) eine Rückdrehung derart, daß die in der Einfachschlag-Würgemaschine (A b b. 10, Pos. II) für die einzelnen Verseilelemente zu erwartende Torsionswirkung kompensiert wird, im Endeffekt also torsionsfrei verseilt werden kann.

Die üblicherweise nur zur Verseilung weichen Materials (z. B. Kupfer, Aluminium usw.) verwendeten Einfachschlag-Würgemaschinen können nach dem hier erläuterten Verseilverfahren erstmalig zur Verseilung harten Materials (z. B. Stahl) eingesetzt werden. Voraussetzung für die Zusammenwirkung einer kompensierenden Maschine gemäß der Erfindung mit einer hochtourigen, modernen Hochleistungs-Einfachschlag-Würgemaschine ist die äußerste Reduzierung der während des Verseilvorganges auftretenden dynamischen Massenwirkungen. Diese Voraussetzung wird durch die geschilderte Kompensation von durch Kreiselmomente verursachten Drehschwingungsimpulsen erfüllt. Eine weitere, ganz erhebliche Entlastung der Maschine von dynamischen Massenwirkungen ergibt sich aus der Anwendung des Verfahrens nach dem in Abb. 10 gezeigten Einrichtungsprinzip; der Spulenkorb (I₁ ) bleibt während des Verseilvorganges in Ruhe, somit entfallen die sonst sehr hinderlichen, unerwünscht großen Gesamtkorb-Zentrifugalkräfte.

Der in Ab b. 10 dargestellte Spulenkorb (I₁) wird nur zur Erleichterung des Beschickungsvorganges nach Bedarf geschwenkt. Die Schwenkung erfolgt entweder per Handkurbel (A b b. 10, Bereich I₂) oder über ein geeignetes maschinengetriebenes Vorgelege.. Ist die Beschickung der Maschinenspindeln mit Ablaufspulen beendet, wird die Schwenkung des Spulenkorbes mechanisch gesperrt und gesichert.

Das in Abb. 10 in Horizontalbauweise ausgeführte System läßt sich auch in Vertikalbauweise erstellen. Die Notwendigkeit, den Spulenkorb während der Beschickung schwenken zu müssen, läßt sich dann, je nach Bauart und Größe, vermeiden.

Das mit bekannten Mitteln etwas umgebaute System läßt sich so ausführen, daß durch Fortfall des Spindelvorbaus (Abb. 10, Pos. I₃) und der Einfachschlag-Würgemaschine, aber unter Zuhilfenahme der dafür bekannten Abzugs- und Aufwickelvorrichtungen die oben geschilderte Maschine zusätzlich in eine mit rotierendem Spulenkorb rückdrehende Korbverseilmaschine verwandelt werden kann.

Zur Reduzierung der durch Kreiselmomente verursachten Drehschwingungsimpulse läßt sich das Verfahren nach der Erfindung auch auf jede übliche Korbverseilmaschine mit Rückdrehung anwenden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verseilung von Verseilelementen zum Seil, bei der die Ablaufspulen der zu verseilenden Elemente während des Seilschlagens vor- bzw. rückgedreht werden und zum Abzug um ihre jeweilige Spulenachse drehbar sowie zur Vor- bzw. Rückdrehung um eine zur Spulenachse senkrechte Achse drehbar auf wenigstens einem Kreis verteilt in oder an einem Spulenkorb angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder in einem bestimmten Abzugsdrehsinn (ω_ΚΙ) umlaufenden Ablaufspule (SpI) auf dem gleichen Kreis eine zweite im, in gleicher Kreisumfangsrichtung gesehen, entgegengesetzten Abzugsdrehsinn (co_KU) umlaufende kompensierende Ablaufspule (Sp II) zugeordnet ist und daß die auf gleichem Kreis angeordneten Ablaufspulen (SpI) und die zugeordneten kompensierenden Ablaufspulen (SpII) derart in Zwangsantrieb miteinander verbunden sind, daß Ablaufspulen (SpI) und zugeordnete kompensierende Ablaufspulen (Sp II) gleich schnell und in gleicher Drehrichtung vor- bzw. rückgedreht werden, jedoch ihre Spulenachsen, ausgehend von jeweils gleicher Winkellage zur jeweiligen Tangente am Kreis, den relativ gleichen Neigungswinkel (w_p ■ t) zur Ausgangslage aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ablaufspulen und deren zugeordnete kompensierende Ablaufspulen jeweils gruppenweise zusammengefaßt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drehachse jeder Ablaufspule eine Rücklaufsperre angeordnet und deren Rücklaufdrehsinn bei Ablaufspule und jeweils zugeordneter kompensierender Ablaufspule entgegengesetzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ablaufspule (SpI, SpII) ein von der Spulenachse betätigbarer Prüfschalter (11) und ein elektromagnetisch betätigbarer, vom Prüfschalter gesteuerter Doppelschalter (12) mit gegensinnig schaltenden Kontakten zugeordnet sind und die Doppelschalter jedes Paares aus Ablaufspule und kompensierender Ablaufspule bzw. aus Ablaufspulengruppe und kompensierender Ablaufspulengruppe zueinander parallel geschaltet, von Paar zu Paar jedoch untereinander und mit einem den Stromkreis für einen Hauptantriebsmotor der. Vorrichtung steuernden Hilfsrelais (5) in Reihe geschaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied für den Doppelschalter (12) eine axial auf einem mit einem die zugehörige Ablaufspule tragenden Spindelrahmen fest verbundenen Eisenkern (9) verschiebbare Primärspule (8) ist, die ständig erregt ist, und dieser Primärspule eine fest mit dem Eisenkern (9) verbundene Sekundärspule (10) zugeordnet ist, in deren Stromkreis der Prüfschalter (11) eingeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkorb während des Verseilvorgangs arretierbar, bei Beschikkungs- oder Ausrüstarbeiten jedoch schwenkbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 für ungerade Ablaufspulenzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Spulenkorbes eine Spindel (13) für eine wahlweise einsetzbare zusätzliche Ablaufspule (13«) selaeert ist.