DE19504153C1 - Einfachschlag-Verseilanlage, insbesondere zur Verseilung von Verseilelementen in Form von kleinen Adern und von Lichtwellenleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einfachschlag-Verseilanlage zur Verseilung von von einer Spule mit umkreisendem Flyer abzuziehenden Verseilelementen, inbesondere von Verseilele­ menten in Form von kleinen Adern und von Lichtwellen­ leitern, - mit einer Abwickelstation zum Abwickeln von einzelnen oder von mehreren Verseilelementen, einer Ver­ seileinheit und einer Aufwickeleinheit zum Aufwickeln der verseilten Verseilelemente, wobei die Abwickelstation ein Maschinengestell mit zumindest einer Abwickeleinheit und diese eine Rückdreheinrichtung aufweist, in die ein Tänzer­ aggregat mit fester Rolle und tanzender Rolle eingebaut ist, wobei über das Tänzeraggregat die Abwickelzugkraft einstellbar ist. Die Erfindung beschäftigt sich, anders ausgedrückt, mit einer besonderen Technologie der Kabel­ fertigung, insbesondere der Fertigung von mehradrigen Kabeln, die regelmäßig einen Kabelmantel aufweisen, während die Verseilelemente, insbesondere also die Lichtwellen­ leiter oder die Adern, mit Isolierungen versehen sind. In der modernen Technik müssen die Kabel extremen Qualitätsanforderungen mit entsprechenden Qualitätsparame­ tern genügen. Dieses verlangt eine entsprechend genaue Fer­ tigung, die sicherstellt, daß über die gesamte Kabellänge die vorgegebenen Qualitätsparameter in engen Grenzen ein­ gehalten werden. Bei der Fertigung, kommt es insbesondere darauf an, die Rückdrehung und die Zugspannung der Ver­ seilelemente nach Maßgabe vorgegebener, produktabhängiger Fertigungsparameter einzuhalten. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, mit Einfach-Verseilanlagen zu arbeiten. Für die Qualität des Verseilverbandes, also für die Qualität der hergestellten Kabel, ist es von Bedeutung, wie die Verseilelemente um die Verseilachse herumgeführt werden. In der Praxis wird dabei ohne Rückdrehung oder mit Rückdrehung gearbeitet. Die Verseilung ohne Rückdrehung ist in maschinentechnischer Hinsicht einfach. Allerdings muß in Kauf genommen werden, daß die Verseilelemente bei jeder Umdrehung sich um 360° verdrehen, so daß in den Verseil­ elementen Verdrehungsspannungen auftreten. Die Verseilung mit Rückdrehung vermeidet diese Nachteile und wird daher praktiziert, wenn es sich um empfindliche Verseilelemente, wie Lichtwellenleiter oder kleine Adern, handelt. Die Rückdrehung kann mehr oder weniger vollständig erfolgen. Allerdings ist der maschinentechnische Aufwand erheblich. Im übrigen sind Mehrfachschlag-Verseilanlagen bekannt. Sie führen jedoch zu starken Verformungen der Verseilelemente und sind daher für das Verseilen von Lichtwellenleitern und kleinen Adern wenig geeignet. - Kleine Adern bezeichnen im Rahmen der Erfindung ein- oder mehradrige Leiter.

Bei der aus der Praxis bekannten Einfachschlag-Verseilan­ lage des eingangs beschriebenen Aufbaus, von der die Erfin­ dung ausgeht, ist in der Abwickeleinheit die Spule mit dem aufgewickelten Verseilelement zwischen zwei Pinolen aufge­ nommen, einer antriebsseitigen und einer verseilseitigen. An die antriebsseitige Pinole ist ein Spulenantrieb ange­ schlossen, der regelmäßig aus einem Elektromotor und einem Getriebe besteht. Die verseilseitige Pinole ist in dem Gehäuse des Tänzeraggregates gelagert, welches einen ent­ sprechenden Tänzeraggregatantrieb aufweist. Die tanzende Rolle des Tänzeraggregates ist in einer hohlen Lagerstange gelagert, die in dem Tänzeraggregatgehäuse längsverschieb­ bar gelagert sowie mit einem Abzugsende aus dem Tänzer­ aggregatgehäuse herausgeführt ist (DE 35 15 463 A1). Die Zugkraft wird von einer mechanischen Feder bestimmt, die zwischen der festen Rolle und der tanzenden Rolle des Tänzeraggregates angeordnet ist. Die Zugkraft ist durch Austauschen der beschriebenen Feder einrichtbar, was jedoch Betriebsunterbrechungen der Verseilanlage erforderlich macht. Im übrigen genügt diese Einrichtung der Zugkraft, wie die Erfindung erkannt hat, den Anforderungen nicht, wenn das fertige Kabel hohe Qualitätsparameter in engen Grenzen aufweisen muß. Nichtsdestoweniger haben sich die bekannten Maßnahmen bewährt, solange die fertigen Kabel zu hohen Qualitätsanforderungen nicht genügen müssen und die Fertigungsgeschwindigkeit nicht zu hoch ist. - Im übrigen ist es bekannt, die Zugkraft über eine Tänzerrolle zu erfassen und diese Werte einem Regelkreis zuzuführen (DE-Z "Drahtwelt" Nr. 10, 1987, Seiten 169 bis 173, insbesondere Bild 14).

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Einfachschlag-Verseilanlage zu schaffen, mit der Kabel hergestellt werden können, die extremen Qualitätsansprüchen genügen müssen, und zwar bei hoher Fertigungsgeschwindig­ keit. Insbesondere handelt es sich dabei um die Herstellung von Kabeln aus Lichtwellenleitern oder kleinen Adern.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung eine Einfachschlag-Verseilanlage, insbesondere zur Verseilung von von einer Spule mit umkreisendem Flyer abzuziehenden Verseilelementen in Form von kleinen Adern und von Lichtwellenleitern, - mit
einer Abwickelstation zum Abwickeln von einzelnen oder von mehreren Verseilelementen,
einer Verseileinheit und
einer Aufwickeleinheit zum Aufwickeln der verseilten Verseilelemente,
wobei die Abwickelstation ein Maschinengestell mit zumin­ dest einer Abwickeleinheit und diese eine Rückdreheinrich­ tung aufweist, in die ein Tänzeraggregat mit fester Rolle und tanzender Rolle eingebaut ist, wobei über das Tänzer­ aggregat die Abwickelzugkraft einstellbar ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

• 1.1) In der Abwickeleinheit ist die Spule mit dem aufgewickelten Verseilelement zwischen zwei Pino­ len aufgenommen, einer antriebsseitigen und einer verseilseitigen,
• 1.2) an die antriebsseitige Pinole ist ein drehzahl­ regelbarer Pinolenantrieb angeschlossen,
• 1.3) die verseilseitige Pinole ist in dem Gehäuse des Tänzeraggregates gelagert, welches an der anderen Seite einen drehzahlregelbaren Tänzeraggregatan­ trieb für die Einstellung der Rückdrehung auf­ weist und mit dem Flyer drehzahlgleich verbunden ist,
• 1.4) die tanzende Rolle des Tänzeraggregates ist in einer hohlen Lagerstange gelagert, die in dem Tänzeraggregatgehäuse längsverschiebbar gelagert sowie mit einem Abzugsende aus dem Tänzerag­ gregatgehäuse herausgeführt ist,
• 1.5) an das Abzugsende sind Meßwertgeber für die Positionsmessung der tanzenden Rolle und die an der tanzenden Rolle im Betrieb angreifende Zug­ kraft angeschlossen,
• 1.6) der Meßwertgeber für die Positionsmessung gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis mit Stelltrieb für die Drehzahl des Spulenantriebes an und der Meßwertgeber für die an der tanzenden Rolle angreifende Zugkraft gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis an, der dem erstgenannten Regelkreis überlagert ist,

wobei das von der Spule abzuziehende Verseilelement mit geeignet angeordneten Rollen von der Spule über den Flyer, von dem Flyer in das Tänzeraggregatgehäuse, in dem Tänzer­ aggregatgehäuse über die feste Rolle und die tanzende Rolle geführt und über die hohle Lagerstange aus dem Tänzeraggre­ gatgehäuse herausgeführt sowie über geeignete Rollen der Verseileinheit geführt und in der Aufwickelstation aufge­ wickelt wird. Im allgemeinen wird man das Tänzeraggregat­ gehäuse mit dem Flyer formschlüssig verbinden. Der Flyer kann als Rohr ausgeführt sein.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer Einfachschlag-Verseilanlage des eingangs beschriebenen Auf­ baus die Zugkraft leicht in engen Grenzen geregelt werden kann, wenn die Kombination verwirklicht wird, die Gegenstand der Erfindung ist. Die Rückdrehung ist über den Tänzeraggregatantrieb in Abstimmung auf den Spulenantrieb in weiten Grenzen einstellbar, wie es die produktabhängigen betriebsmäßigen Verhältnisse von Fall zu Fall verlangen. Der mit dem Tänzeraggregatantrieb bzw. dem Spulenantrieb verbundene Rechner kann ohne Schwierigkeiten berücksichti­ gen, daß beim Abziehen eines Verseilelementes von der Spule der Durchmesser des aufgespulten Coils abnimmt. Im Ergebnis kann über die gesamte Kabellänge mit definierter Rückdre­ hung und definierter Zugspannung gearbeitet werden. Im Rahmen dieser Maßnahmen (Regelung der Zugkraft, Steuerung oder Regelung der Rückdrehung) erweisen sich die Positions­ messung der tanzenden Rolle und deren steuerungstechnische oder regeltechnische Positionierung als ein stabilisieren­ des Element der Regelkreise insgesamt.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög­ lichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung der erfindungsgemäßen Einfachschlag-Verseilanlage. Im allgemei­ nen steht bei dieser Anlage die hohle Lagerstange der tanzenden Rolle mit ihrem Abzugsende mit einem Hebelgetrie­ be mit Waagestange, Stützstange und Stellstange in Verbin­ dung, die über Gelenke miteinander verbunden und über Gelenke abgestützt sind, wobei an einen Hebelarm der Waage­ stange das Abzugsende der Lagerstange, an den anderen Hebelarm der Waagestange der Stelltrieb für die Position der tanzenden Rolle angeschlossen sind und an einem Hebel­ arm der Waagestange der Meßwertgeber für die Positionsmes­ sung der tanzenden Rolle sowie an der Stützstange der Meßwertgeber für die Zugkraft angeordnet sind.

Eine erfindungsgemäße Einfachschlag-Verseilanlage ist mit zumindest einer Abwickeleinheit versehen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist jedoch die Abwickelsta­ tion paarweise und in bezug auf die Verseilachse symme­ trisch mehrere Abwickeleinheiten auf, die wie beschrieben und im übrigen gleich ausgebildet sind. Diese Ausführungsform berücksichtigt, daß Kabel regelmäßig als mehradrige Kabel ausgeführt sind. Ein Rechner steuert, wie bereits angegeben, auch die Rückdrehung. Auch insoweit kann jedoch eine Regelung durchgeführt werden.

Die beschriebenen kinematischen Zusammenhänge wiederholen sich bei einer erfindungsgemäßen Einfachschlag-Verseilan­ lage, gleichsam umgekehrt, bei der Aufwickeleinheit. Gegenstand der Erfindung ist daher auch eine Ausfüh­ rungsform, bei der die Aufwickeleinheit, die eine Auf­ wickelspule für die verseilten Verseilelemente, d. h. für das fertige Kabel aufweist, als eine kinematische Umkehr der Abwickeleinheit ausgeführt ist. Es versteht sich, daß die Verseilelemente bzw. die verseilten Verseilelemente auf dem Wege zwischen Abwickelstation und Aufwickeleinheit auch mit isolierenden Werkstoffen umwickelt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verseilanlage,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3 in gegenüber der Fig. 2 nochmals vergrößertem Maßstab und mit weiteren baulichen Details die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Abwickeleinheit.

Die in den Figuren dargestellte Einfachschlag-Verseilanlage ist insbesondere für die Verseilung von von einer Spule mit umkreisendem Flyer abzuziehenden Verseilelementen einge­ richtet. Bei den Verseilelementen kann es sich um insbeson­ dere Lichtwellenleiter oder um sogenannte kleine Adern handeln.

Zu einer erfindungsgemäßen Einfachschlag-Verseilanlage gehören im grundsätzlichen Aufbau eine Abwickelstation 1 zum Abwickeln von einzelnen oder von mehreren Verseilele­ menten 2, eine Verseileinheit 3 und eine Aufwickeleinheit 4 zum Aufwickeln der verseilten Verseilelemente 2, d. h. zum Aufwickeln der fertigen Kabel oder des sogenannten Verseil­ verbandes. Die Abwickelstation 1 besitzt ein Maschinenge­ stell 5 und zumindest eine Abwickeleinheit 6. Die Ab­ wickeleinheit 6 weist eine Rückdreheinrichtung 7 auf, in die ein Tänzeraggregat 8 mit fester Rolle 9 und tanzender Rolle 10 eingebaut ist. Über das Tänzeraggregat 8 ist die Abwickelzugkraft einstellbar. Im Ausführungsbeispiel , aber nicht beschränkend, besitzt die Abwickelstation 1 zwei Abwickeleinheiten 6.

Man entnimmt insbesondere aus der Fig. 3, daß in der Abwickeleinheit 6 die Spule 11 mit dem aufgewickelten Verseilelement 2 zwischen zwei Pinolen 12, 13 aufgenommen ist, einer antriebsseitigen (12) und einer verseilseitigen (13). - Es versteht sich, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Spulen 11, wenn die Verseileinheit 2 voll­ ständig abgezogen ist, aus der Abwickeleinheit 6 heraus­ genommen wird und durch eine neue Spule 11 mit auf­ gewickeltem Verseilelement 2 ersetzt wird. Das geschieht mit entsprechenden Hilfseinrichtungen und bedarf nicht weiter der Beschreibung. Über die antriebsseitige Pinole 12 wird die Spule 11 angetrieben.

Man erkennt in der Fig. 3, daß an die antriebsseitige Pinole 12 ein drehzahlregelbarer Spulenantrieb 14 ange­ schlossen ist, der aus Motor und Getriebe besteht. Die verseilseitige Pinole 13 ist in dem Gehäuse 15 des Tänzeraggregates 8 gelagert, welches an der anderen Seite einen drehzahlregelbaren Tänzeraggregatantrieb 16 für die Einstellung der Rückdrehung aufweist. Das Tänzeraggre­ gatgehäuse 15 ist mit dem Flyer 29 drehzahlgleich ver­ bunden. Die tanzende Rolle 10 des Tänzeraggregates 8 ist in einer hohlen Lagerstange 17 gelagert, die in dem Tänzerag­ gregatgehäuse 15 längsverschiebbar gelagert sowie mit einem Abzugsende 18 aus dem Tänzeraggregatgehäuse 15 heraus­ geführt ist. An das Abzugsende 18 sind Meßwertgeber 19, 20 für die Positionsmessung der tanzenden Rolle 10 und die an der tanzenden Rolle 10 im Betrieb angreifende Zugkraft angeschlossen.

Der Meßwertgeber 19 für die Positionsmessung gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis mit Stelltrieb 21 für die Position der tanzenden Rolle 10 an. Der Meßwert­ geber 20 für die in der tanzenden Rolle 10 angreifende Zug­ kraft gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis für die Drehzahl des Spulenantriebs 14 an.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 ent­ nimmt man, daß das von der Spule 11 abzuziehende Verseil­ element 2 über geeignet angeordneten Rollen 22 von der Spule 11 über den Flyer 29, von dem Flyer 29 in das Tänzer­ aggregatgehäuse 15, in dem Tänzeraggregatgehäuse 15 über die feste Rolle 9 und die tanzende Rolle 10 geführt wird. Es wird über die hohle Lagerstange 17 aus dem Tänzeraggre­ gatgehäuse 15 herausgeführt sowie über geeignete Rollen 23 der Verseileinheit 3 zugeführt. Im Ausführungsbeispiel ist das Tänzeraggregatgehäuse 15 mit dem Flyer 29 formschlüssig verbunden.

Man erkennt in der Fig. 3, daß die Lagerstange 17 der tanzenden Rolle 10 mit ihrem Abzugsende 18 an ein Hebelge­ triebe mit Waagestange 24, Stützstange 25 und Stellstange 26 angeschlossen ist. Diese Stangen 24, 25, 26 sind über Gelenke 27 miteinander verbunden und abgestützt. Ein Gelenk 27 verbindet auch das Abzugsende 18 mit der Waagestange 24. An einem Hebelarm der Waagestange 24 ist das Abzugsende 18 der Lagerstange 17, an den anderen Hebelarm der Waagestange 24 ist der Stelltrieb für die Position der tanzenden Rolle angeschlossen. An einen Hebelarm der Waagestange ist über die Stellstange 26 der Meßwertgeber 19 für die Positions­ messung der tanzenden Rolle 10, an der Stützstange 25 ist der Meßwertgeber 20 für die Zugkraft angeschlossen. Ein Rechner steuert auch die Rückdrehung, auch insoweit kann mit einer Regelung gearbeitet werden. Die Rückdrehung berücksichtigt, wie bereits erwähnt, daß sich der Durchmesser des aufgewickelten Coils des Verseilelementes 2 auf der Spule 11 mit zunehmender abgezogener Länge des Verseilelementes 2 verändert.

Die in der Fig. 1 erkennbare Aufwickeleinheit 4, die eine Aufwickelspule 28 für die verseilten Verseilelemente 2 aufweist, kann ohne weiteres als kinematische Umkehr der beschriebenen Abwickeleinheit 6 ausgeführt sein, wenn auch in konstruktiv anderer Gestaltung oder Anordnung.

Claims (7)

1. Einfachschlag-Verseilanlage, zur Verseilung von von einer Spule mit umkreisendem Flyer abzuziehenden Verseil­ elementen, insbesondere von Verseilelementen in Form von kleinen Adern und von Lichtwellenleitern, - mit
einer Abwickelstation zum Abwickeln von einzelnen oder von mehreren Verseilelementen,
einer Verseileinheit und
einer Aufwickeleinheit zum Aufwickeln der verseilten Verseilelemente,
wobei die Abwickelstation ein Maschinengestell mit zumin­ dest einer Abwickeleinheit und diese eine Rückdreheinrich­ tung aufweist, in die ein Tänzeraggregat mit fester Rolle und tanzender Rolle eingebaut ist, wobei über das Tänzer­ aggregat die Abwickelzugkraft einstellbar ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

• 1.1) In der Abwickeleinheit ist die Spule mit dem aufgewickelten Verseilelement zwischen zwei Pino­ len aufgenommen, einer antriebsseitigen und einer verseilseitigen,
• 1.2) an die antriebsseitige Pinole ist ein drehzahl­ regelbarer Pinolenantrieb angeschlossen,
• 1.3) die verseilseitige Pinole ist in dem Gehäuse des Tänzeraggregates gelagert, welches an der anderen Seite einen drehzahlregelbaren Tänzeraggregatan­ trieb für die Einstellung der Rückdrehung auf­ weist und mit dem Flyer drehzahlgleich verbunden ist,
• 1.4) die tanzende Rolle des Tänzeraggregates ist an einer hohlen Lagerstange gelagert, die in dem Tänzeraggregatgehäuse längsverschiebbar gelagert sowie mit einem Abzugsende aus dem Tänzerag­ gregatgehäuse herausgeführt ist,
• 1.5) an das Abzugsende sind Meßwertgeber für die Positionsmessung der tanzenden Rolle und die an der tanzenden Rolle im Betrieb angreifende Zug­ kraft angeschlossen,
• 1.6) der Meßwertgeber für die Positionsmessung gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis mit Stelltrieb für die Drehzahl des Spulenantriebes an und der Meßwertgeber für die an der tanzenden Rolle angreifende Zugkraft gehört einem mit einem Rechner versehenen Regelkreis an, der dem erstge­ nannten Regelkreis überlagert ist,

wobei das von der Spule abzuziehende Verseilelement mit geeignet angeordneten Rollen von der Spule über den Flyer, von dem Flyer in das Tänzeraggregatgehäuse, in dem Tänzer­ aggregatgehäuse über die feste Rolle und die tanzende Rolle geführt und über die hohle Lagerstange aus dem Tänzeraggre­ gatgehäuse herausgeführt sowie über geeignete Rollen der Verseileinheit geführt und in der Aufwickelstation aufge­ wickelt wird.

2. Verseilanlage nach Anspruch 1, wobei das Tänzeraggregat­ gehäuse mit dem Flyer formschlüssig verbunden ist.

3. Verseilanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Lagerstange der tanzenden Rolle mit ihrem Abzugsende mit einem Hebelgetriebe mit Waagestange, Stützstange und Stellstange in Verbindung steht, die über Gelenke miteinander verbunden und über Gelenke abgestützt sind, und wobei an einen Hebelarm der Waagestange das Abzugsende der Lagerstange, an den anderen Hebelarm der Waagestange der Stelltrieb für die Position der tanzenden Rolle angeschlos­ sen sind und an einem Hebelarm der Waagestange der Meßwert­ geber für die Positionsmessung der tanzenden Rolle sowie an der Stützstange der Meßwertgeber für die Zugkraft angeord­ net sind.

4. Verseilanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abwickelstation paarweise und in bezug auf die Verseil­ achse symmetrisch mehrere Abwickeleinheiten aufweist.

5. Verseilanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Rechner auch die Rückdrehung steuert oder regelt.

6. Verseilanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Aufwickeleinheit, die eine Aufwickelspule für die Ver­ seilelemente aufweist, als eine kinematische Umkehr der Abwickeleinheit ausgeführt ist.