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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Windenanordnung zum
Transportieren eines Kabels oder eines ähnlichen strangförmigen Produkts
zu einer Verarbeitungsanlage, welche Windenanordnung ein feststehendes
Gestell, ein am Gestell drehbar angebrachtes Windenrad, das mit
einer Umfangsspur zum Aufnehmen des Kabels versehen ist, und einen
motorgetriebenen Radantrieb in Eingriff mit dem Windenrad aufweist,
um das Windenrad in bezug auf das Gestell zu drehen.
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Das
Wort "Kabel" soll in diesem Zusammenhang
nicht nur fertige Kabel, Seile, Leiter und andere strangförmige Produkte,
sondern auch derartige halbfertige Produkte in verschiedenen Fertigungsstufen
umfassen.
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Wenn
umhüllte
Kabel hergestellt werden, muß die
Umhüllung
nach einem Strangpressen der Hülle
in einer Sequenz vulkanisiert und gekühlt werden. Zu diesem Zweck
sind ein Vulkanisierrohr und ein anschließendes Kühlrohr nach einer Kunststoffstrangpresse
angeordnet, durch die der Metalleiter, der umhüllt werden soll, mittels einer
vor der Strangpresse angeordneten ersten Windenanordnung und einer
nach dem Kühlrohr
angeordneten zweiten Windenanordnung transportiert wird. Bei der Vulkanisierstufe
wird das Kabel nur durch die beiden Windenanordnungen in einem horizontalen
Strangpreßprozeß oder gemeinsam
durch die erste Windenanordnung, das Kühlrohr und die zweite Windenanordnung
getragen. Deshalb hat das Kabel mindestens im Vulkanisierrohr einen
kettenartigen Weg, wodurch zumindest das Vulkanisierrohr ebenfalls
einen Kettenaufbau aufweist.
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Um
zu verhindern, daß das
Kabel im Vulkanisierrohr mit dem heißen Vulkanisierrohr in Kontakt kommt,
ist es notwendig, das Kabel zwischen den Windenanordnungen so gestreckt
zu halten, daß das Kabel
durch das Vulkanisierrohr läuft,
ohne mit ihm in Kontakt zu kommen. Ein Kontakt zwischen dem Kabel
und den Widerständen
würde unvermeidlich
eine Beschädigung
an der Umhüllung
des Kabels verursachen, und das Kabel müßte ausgesondert werden. Dies
stellt sehr große
Anforderungen an den Betrieb der Windenanordnungen, d.h. es erfordert,
daß das Windenrad
den Metalleiter ohne Gleiten zwischen dem Leiter und dem Windenrad
trägt,
das Gestell so stabil wie möglich und
am Boden fest verankert ist, das Windenrad in Lagern auf dem Gestell
stabil angebracht ist, um die Gefahr von Vibrationen und Schwingungen
zu minimieren, und der Antriebseingriff zwischen dem Windenrad und
dem Radantrieb zum Drehen des Windenrades so sanft wie möglich und
möglichst
ohne Spiel arbeitet.
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In
früher
bekannten Windenanordnungen der oben erwähnten Bauart beruht die Drehung
des Windenrades auf einer Anordnung aus Zahnkranz und Zahnrad zwischen
dem Windenrad und dem Antriebsrad. Hierbei ist das Windenrad mit
einem Zahnkranz mit Innen- oder Außenzähnen versehen, der am Windenrad
koaxial mit der Drehachse des Windenrades angebracht ist, und das
Antriebsrad ist mit einem motorgetriebenen Zahnrad mit Außenzähnen versehen,
das durch das Gestell getragen wird. Das Zahnrad ist über ein
geeignetes Wechselradgetriebe mit einem Motor verbunden, der durch
einen Drehzahlgenerator oder durch eine entsprechende Pulswandlerrückkopplung über eine
Steuereinheit von einem im Vulkanisierrohr angeordneten Sensor zum Feststellen
der Position des umhüllten
Kabels im Rohr gesteuert wird. Die am Auslaßende des Kühlrohres angeordnete Windenanordnung
wird gewöhnlich
mit einer konstanten Drehzahl betrieben, so daß die Position des Kabels im
Vulkanisierrohr durch Regulieren der Drehung der vor der Strangpresse
angeordneten Windenanordnung eingestellt werden kann.
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Die
praktische Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß ein solcher Aufbau eines
Getriebeantriebs trotz einer äußerst genauen
Formgebung der Zähne,
um einen Eingriff ohne Spiel zu erzielen, Vibrationen in der Windenanordnung
und dadurch ein nachteiliges Schwingen des Kabels im Vulkanisierrohr
verursacht. Dies wird anscheinend durch Spiel hervorgerufen, das
aufgrund einer Abnutzung unter großer Belastung trotzdem im Zahnradantrieb
auftritt. Es sollte besonders erwähnt werden, daß der Abstand
zwischen den beiden Windenanordnungen in einer solchen Kabelvulkanisiertrasse
heute eine Länge
von bis zu 200 Meter aufweisen kann, wodurch das hängende Kabel eine
große
Belastung auf das Windenrad und die Zähne ausübt, die eine Zugkraft tragen
müssen,
die normalerweise das Gewicht des Kabels übersteigt. Die Schwierigkeit,
eine Unrundheit im ringförmigen Zahnkranz
zu vermeiden, verursacht ebenfalls Spielschwankungen im Eingriff
der Zähne
und dadurch Störungen
im gleichmäßigen Betrieb
des Windenrades der Windenanordnung.
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Bei
einer anderen bekannten Lösung
wurde das Windenrad ganz durch eine Reihe von in einer halbkreisförmigen Anordnung
nahe beieinander ausgerichteten Rollen ersetzt, die in Lagern auf
einem stabilen Gestell angebracht waren und über die ein innerer Endlosgummiriemen
läuft.
Auf der Außenseite
der halbkreisförmigen
Rollenbahn ist ein äußerer Endlosgummiriemen
angeordnet, der über
Umlenkräder
läuft und
gegen die Rollenbahn in einer halbkreisförmigen Anordnung drückt. Der
Metalleiter, um den eine Umhüllung
stranggepreßt
werden soll, läuft zwischen
dem inneren und äußeren Riemen
von einer Abwickelvorrichtung zu einer Strangpresse. Die Geschwindigkeit,
mit der sich der Metalleiter in die Strangpresse bewegt, wird durch
Bremsen der Umlenkräder
reguliert, über
die der innere Gummiriemen läuft.
Durch diese Lösung
kann der Nachteil, der mit der Verwendung eines spielverursachenden
Zahnradantriebs verbunden ist, sicher vermieden werden, aber die
Bremswirkung, die ein Windenrad mit einem großen Umschlingungswinkel liefert,
ist verloren.
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Ein
wesentlicher Nachteil bei einer Windenanordnung dieses Aufbaus ist,
daß der
innere Gummiriemen aufgrund eines Drucks von den Rollen und dem äußeren Gummiriemen
einem extrem hohen Druck ausgesetzt ist, der Brüche im inneren Gummiriemen
hervorruft. Ein zusätzlicher
Nachteil ist, daß der äußere Gummiriemen
in der Rollenbahn leicht zur Seite gleitet und brechen kann, da
der Riemen gegen einen relativ dicken Metalleiter in der Rollenbahn
drückt.
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In
einem anderen Aufbau einer Windenanordnung ist vor einem auf einem
stabilen Gestell in Lagern drehbar angebrachten Windenrad ein Ziehmechanismus
in Form einer sogenannten Raupe montiert, durch die der Metalleiter
zugeführt
wird. Bei einem solchen Aufbau können
zwar die Bremswirkung und die Riemenbedingungen verbessert werden,
aber aufgrund der separaten Raupenanordnung, die selbst ein Zahnspiel
aufweist, geht Raum verloren.
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In
noch einem weiteren Aufbau einer Windenanordnung mit einem auf einem
stabilen Gestell in Lagern angebrachten drehbaren Windenrad wird die
Drehung des Windenrades über
ein mit einem mit der zentralen Achse des Windenrades verbundenen Mo tor
versehenes Schneckengetriebe ausgeführt. Das Getriebe ist hier
beträchtlichen
Momenten ausgesetzt und muß sehr
schwer bemessen sein, und das große Spiel der Getriebeeinrichtungen
ist unvermeidlich.
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Ferner
sind aus dem Stand der Technik Windenanordnungen bekannt, bei denen
ein Windenrad mit einem ringförmigen
Antriebsflansch ausgestattet ist.
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In
Dokument
DE 21 21 126
A wird eine Vorrichtung zum Beschleunigen bzw. Verzögern oder zum
Umlenken eines Drahtes beschrieben. Bei dieser Vorrichtung sind
zwei rotierende Scheiben angeordnet, wobei die eine Scheibe am Umfang
eine umlaufende Nut von rechteckigem Querschnitt aufweist. Die zweite,
größere Scheibe
weist an ihrem äußeren Rand
einen ringförmigen
Flansch auf. Die größere Scheibe
ist neben der kleineren angeordnet und weist eine Neigung in deren
Richtung auf, so dass die Innenfläche des ringförmigen Flansches
die Umfangsfläche
der kleineren Scheibe überdeckt.
Bei dieser Vorrichtung wird die Führung des Drahtes durch die
Nut der kleineren Scheibe bewirkt, während die größere Scheibe
als Antriebsmittel wirkt. Durch die Beschleunigung der größeren Scheibe
wird der Draht durch die auftretenden Fliehkräfte gegen die Innenfläche des
ringförmigen
Flansches gedrückt und
durch die Reibung mitgenommen. Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung
ist der starke Verschleiß, der
auf der Innenseite des ringförmigen
Flansches auftritt. Überschreitet
der Verschleiß ein
gewisses Maß müssen die
Scheiben wegen der kritischen geometrischen Verhältnisse der Vorrichtung ausgewechselt
werden, wobei eine Reparatur nicht möglich ist, sondern die Teile
verschrottet werden müssen.
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Aus
Dokument
US 2 55 731
A ist eine Windenanordnung mit einem Führungsrohr und einer Scheibe
zum Umlenken eines Drahtes in einen Wickler oder eine Aufrollvorrichtung
bekannt. Das Führungsrohr
weist in dem Bereich, in dem der Draht umgelenkt werden soll, eine
Biegung auf, die dem gewünschten
Umlenkwinkel entspricht. Die Scheibe, die an ihrem äußeren Rand
einen ringförmigen Flansch
aufweist, ist neben dem Führungsrohr
angeordnet und in dessen Richtung geneigt. Das Führungsrohr ist in dem Bereich
der Biegung an seinem äußeren Ende
geöffnet.
Diese Öffnung
ist derart ausgebildet, dass sie mit dem ringförmigen Flansch der Scheibe
verschlossen werden kann und einen Führungskanal für den Draht
bildet. Die Scheibe ist an Antriebsvorrichtungen gekoppelt, beispielsweise
an ein Kegelgetriebe mit einem daran angeschlossenen Motor. In Betrieb
wird die Scheibe mit einer gleichen oder höheren Geschwindigkeit als der
des aus dem Walzwerk kommenden Drahtes angetrieben, um auf den in
dem Führungsrohr
befindlichen Draht durch den Flansch der Scheibe eine Reibungswirkung
ausüben
zu können.
Durch diese Reibungswirkung wird eine Umlenkung des Drahtes ermöglicht.
Bei dieser Windenanordnung tritt an der Innenseite des ringförmigen Flansches
durch die Reibung mit dem Draht ebenfalls hoher Verschleiß auf, wodurch
es zu hohen Standzeiten kommen kann und Ersatzteile benötigt werden.
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US 4 258 834 A offenbart
eine Windenanordnung für
ein Bergbaufahrzeug zum Ausfahren und Einziehen eines Kabels. Das
Kabel wird zum Einziehen bzw. Ausfahren mit einer Scheibe in Eingriff
gebracht, die drehbar auf einer mit dem Motor verbundenen Achse
gelagert ist. An dieser Scheibe befindet sich ein fester Flansch,
der mit einem schwenkbar gelagerten, beweglichen Flansch das Kabel
greifen kann. Der bewegliche Flansch wird von einem Kolben mit einem
Druckschuh gegen das Kabel gedrückt.
An diesem Druckschuh befindet sich eine Rolle, die eine Drehbewegung
des beweglichen Flansch ermöglicht.
Im Betrieb werden die Scheibe mit dem festen Flansch sowie der bewegliche
Flansch angetrieben, wobei der bewegliche Flansch durch den hydraulischen
Kolben mit dem Druckschuh gegen das Kabel gedrückt wird, und somit das Kabel
eingeholt werden kann.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Windenanordnung zu
schaffen, bei der die oben erwähnten
Nachteile vermieden werden und die es möglich macht, ein Windenrad
zu nutzen, das ohne Spiel und vorzugsweise ohne separate Riemen
in der Windenanordnung arbeitet. Dies wird durch eine Windenanordnung
erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Windenrad mit einem ringförmigen Antriebsflansch
versehen ist, der am Windenrad koaxial mit der Drehachse des Windenrades
befestigt ist, und dadurch, daß der
Radantrieb Paare von Ritzeln aufweist, die durch das Gestell getragen
werden und gegen gegenüberliegende
Seiten des Antriebsflansches drücken,
wobei zumindest ein Ritzel jedes Paares Ritzel motorgetrieben ist.
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Durch
die Erfindung wird eine Windenanordnung erreicht, bei der das Windenrad
ohne Spiel mit einem Rollkontakt zwischen dem Windenrad und dem
Radantrieb läuft
und ein Gleiten zwischen dem Antriebsflansch des Windenrades und
den Ritzeln des Radantriebs durch ein einfach reguliertes Drücken der
Ritzel gegen den Antriebsflansch eliminiert ist. Aufgrund der Tatsache,
daß ein
Windenrad mit einem großen
Umschlingungswinkel verwendet werden kann, kann ein gleitfreier
Kontakt zwischen dem Ritzel und dem Metalleiter ohne einen Bedarf
an separaten Gummiriemen garantiert werden.
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Für solch
einen Fall, bei dem ein Drücken des
Metalleiters gegen das Windenrad wünschenswert ist, wird ein spezieller
Aufbau für
solch eine Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung empfohlen, und diese ist in Anspruch 7 näher definiert.
Hierbei sollen das Windenrad der Windenanordnung und die Druckrollen
der Druckvorrichtung mit einer Druckmittelquelle einstellbar verbunden sein,
so daß die
Ritzel gegen den Antriebsflansch des Windenrades mit der gleichen
Kraft gedrückt werden
können,
mit der die Druckrollen gegen den Metalleiter gedrückt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Anlage zum Umhüllen von Kabeln ist, die mit Windenanordnungen
gemäß der Erfindung
versehen ist;
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2 in
einem größeren Maßstab eine
Vorderansicht einer Ausführungsform
der in 1 gezeigten Windenanordnung ist;
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3 ein
Querschnitt der Windenanordnung entlang der Linie III-III in 2 ist;
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4 ein
Querschnitt der Windenanordnung entlang der Linie IV-IV in 2 ist;
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5 ein
Querschnitt, ähnlich 4,
einer alternativen Ausführungsform
der Windenanordnung ist.
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Die
in 1 gezeigte Anlage zum Umhüllen von Kabeln weist als ihre
Hauptteile zwei fest montierte Windenanordnungen 1, eine
Kunststoffstrangpresse 2, ein Vulkanisierungsrohr 3 und
ein damit direkt verbundenes Kühlrohr 4,
eine Abwickelvorrichtung 5 und eine Aufwickelvorrichtung 6 auf.
Der zu umhüllende
Metalleiter ist mit 7 und das umhüllte Kabel mit 8 bezeichnet.
Aufbau und Betrieb einer Anlage dieser allgemeinen Bauart sind bekannt
und werden deshalb hier nicht weiter diskutiert.
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Die
Windenanordnung 1 weist ein auf einer Bodenplatte montiertes
stabiles Gestell 10 und ein im Gestell angebrachtes Windenrad 11 auf,
das um eine horizontale Achse 12 drehbar ist. Der Umfang
des plattenförmigen
Windenrades weist eine Antriebsspur 13 mit einer elastischen
Bodenschicht 14 zum Aufnehmen des zu umhüllenden
Metalleiters auf. Um das Windenrad zu drehen, ist ein durch das
Gestell getragener Radantrieb 15 vorgesehen, der einen
Antriebsmotor 16 und ein zylindrisches Ritzel 17,
das mit dem Windenrad achsparallel ist und über ein Getriebe 18 ohne
Spiel mit dem Motor in Eingriff steht, und ein frei drehendes zylindrisches
Gegenrad 19 umfaßt,
das mit dem Ritzel achsparallel ist und durch das Gestell getragen
wird. Am Windenrad ist ein vom Windenrad axial vorstehender Antriebsflansch 20 derart
fest angebracht, daß der
Antriebsflansch zwischen dem Ritzel und dem Gegenrad durchgeht.
Auf diese Weise wird durch den Antriebsflansch eine innere und äußere zylindrische
Schiene 20a, 20b für beide Räder gebildet. Das Gegenrad
ist auf einem schwenkbaren Arm 21 im Gestell befestigt,
der durch Druckmittelzylinder 23, die (erforderlichenfalls) über einen
Druckverstärker 25 und
einen Druckregler 26 mit einem Druckmittelbehälter 24 verbunden
sind, mit einem Träger 22 des
Ritzels verbunden ist.
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Wenn
die Windenanordnung arbeitet, wird das Gegenrad 19 durch
einen eingestellten Druck gegen die innere Schiene des Antriebsflansches
des Windenrades und das Ritzel 17 durch den gleichen Druck
gegen die äußere Schiene
gedrückt
gehalten. Während
der Motor startet, wird das Windenrad 11 durch den Eingriff
des Ritzels 17 mit dem Antriebsflansch 20 mit
einer an die Umhüllungsbedingungen angepaßten Drehzahl
gedreht (gebremst). Gewöhnlich
wird das Windenrad der folgenden Windenanordnung mit einer konstanten
Drehzahl angetrieben, während
das Windenrad der ersten Windenanordnung durch Einstellungsimpulse
vom Umhüllungsprozeß reguliert
wird.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Windenanordnung kann, wie in 5 gezeigt
ist, das Windenrad mit einem radial vorstehenden ringförmigen Antriebsflansch 20' versehen sein,
mit dem beide Ritzel 17, 19 des Antriebsrades 15 in
Eingriff stehen. Die radialen ebenen Rollenbahnen sind mit 20a' und 20b' bezeichnet.
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In
der in 2 und 4 gezeigten Ausführungsform
ist die Windenanordnung ferner mit einer Druckvorrichtung 27 versehen,
die mehrere getrennte Druckrollen 28 aufweist, die in Richtung
des Umfangs des Windenrades 11 einander benachbart angeordnet
sind, wobei jede Rolle im Gestell 10 durch eine Gleitschiene 29 getragen
wird, die angebracht ist, um in radialer Richtung zu gleiten, so
daß der
Umfang der Druckrollen in die Spur 13 des Windenrades vorragt.
Zwischen der Gleitschiene und dem Gestell ist ein Druckmittelzylinder 30 angeordnet,
der durch ein Rohr 31 mit dem erwähnten Druckmittelbehälter 24 verbunden
ist. Die Druckrollen sind in der Mitte des Gestells für den Sektor
des Windenrades 11 angeordnet, der von dem Punkt, wo der
Metalleiter in das Windenrad eintritt, bis zu dem Punkt reicht,
wo er das Windenrad verläßt, d.h.
wo der Metalleiter durch den Boden der Spur getragen wird.
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Diese
Anordnung macht es möglich,
den Metalleiter mit eifern Zusatzdruck gleichzeitig gegen das Windenrad
zu drücken,
wobei die Ritzel 17, 19 mit dem gleichen Druck
gegen den An triebsflansch 20 des Windenrades gedrückt werden,
was erforderlich sein kann, wenn größere Kabelabmessungen umhüllt werden.
Die Druckvorrichtung 27 kann natürlich alternativ dazu durch
ihr eigenes unabhängig
reguliertes Rohrsystem mit einer Druckmittelquelle verbunden sein.
Zwei Druckrollen können
natürlich
zu einer laufradartigen Befestigung angeordnet sein. Die Druckrollen
liefern eine Druckwirkung, die stabiler und weniger anfällig für Störungen als
die herkömmlicher
Gummiriemen ist.
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Die
zylindrischen Ritzel und Gegenräder
bestehen vorzugsweise aus Stahl mit einer Härte der Größe 400 HB, und der Antriebsflansch
des Windenrades besteht vorzugsweise aus Flachstahl einer entsprechenden
Härte.
Das Getriebe des Antriebsmotors ist vorzugsweise vom "Zyklo- bzw. Umlauf"-Typ, der ohne Spiel
mit einem direkt montierten Motor arbeitet.
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Die
Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen
sollen den grundlegenden Gedanken der Erfindung nur veranschaulichen.
Die Windenanordnung der Erfindung kann in ihren Einzelheiten innerhalb
des Umfangs der Patentansprüche
verschieden sein. Eine bessere Regulierung des Betriebs wird durch
ein motorgetriebenes Ritzel erzielt; nötigenfalls ist es aber auch
möglich,
das Gegenrad motorgetrieben auszubilden. Die Windenanordnung ist für jede beliebige
Verwendung geeignet, bei der eine exakte Drehung ohne Spiel eines
Windenrades für ein
Kabel-, Seil- oder ein ähnliches
strangförmiges Produkt
erforderlich ist, und die Erfindung ist nicht auf ein Umhüllen von
Kabeln gemäß einem
Kettenprozeß beschränkt. Die
Ritzel und Gegenräder
können erforderlichenfalls
mit einer reibungserhöhenden
Beschichtung versehen sein.