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Die Erfindung bezieht sich auf eine Transmissionsvorrichtung einer Zugeinrichtung für Kabel und dgl., z. B. in einer Kabelummantelungsvorrichtung.
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In einer solchen Kabelummantelungsvorrichtung kann das Kabel zwischen einer von einem Motor über Zahnräder angetriebenen Abwickel- und Aufwickeltrommel durchaus eine Länge von 200 m aufweisen und ist daher schwer. Es kann notwendig werden, die Rotation der Abtriebswelle in der Bewegungsrichtung des Kabels oder dgl. zu verlangsamen. Die Zahnräder sind so angeordnet, dass sie einen Kreis bilden, der sich von der Motorwelle zur Abtriebswelle und dementsprechend von der Abtriebswelle zur Motorwelle erstreckt. Das Kabel läuft über einen großen Teil der Strecke zwischen Abwickel- und Aufwickeltrommel durch ein Vulkanisierrohr nach einem Ummantelungsextruder und dann durch ein Kühlrohr. Der beschichtete metallischer Leiter wird durch das Vulkanisierrohr und das Kühlrohr mittels einer ersten vor den Extruder angeordneten Zugeinrichtung und einer zweiten hinter dem Kühlrohr angeordneten Zugeinrichtung bewegt. Während der Vulkanisation wird das Kabel im horizontalen Extruder völlig durch die obenerwähnten Zugeinrichtungen oder durch die erste Zugeinrichtung, das Kühlrohr und die zweite Zugeinrichtung abgestützt. Das Kabel läuft entlang einer kettenlinienförmigen Bahn bzw. Strecke zumindest im Vulkanisierrohr, was bedeutet, dass zumindest das Vulkanisierrohr die Form einer Kettenlinie haben muss. In dem Vulkanisierrohr darf es zu keiner Wandberührung kommen, da sonst der Kabelmantel beschädigt und das Kabel unbrauchbar wird. Auch bei entsprechend weiter Ausbildung des Vulkanisierrohrs besteht aufgrund von induzierten Schwingungen die Gefahr von Wandberührungen.
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Eine Zugeinrichtung, z. B. ein Antriebsrad, muss an dem metallischen Leiter des Kabels ohne jeden Schlupf angreifen, der Maschinenrahmen der Zugeinrichtung muss sehr solide gebaut sein und es muss fest an der sie tragenden Fläche befestigt sein. Das Antriebsrad muss am Maschinenrahmen stabil gelagert werden, um die Vibrations- und Schwingungsgefahr zu minimieren, und aus dem gleichen Grund muss die Transmission der Zugeinrichtung möglichst stabil ohne Spiel funktionieren. Der spielfreie Betrieb der Transmission der Zugeinrichtung ist äußerst bedeutend, insbesondere wenn die Zugbeanspruchung hauptsächlich in der Bewegungsrichtung erfolgt, wie z. B. im Vulkanisierprozess von Kabeln, bei dem sich wegen der Zugkraft des Kabels der Motor bei bestimmten Kabelgrößen verlangsamen kann. Der Motor kann seine Polarität wechseln, weshalb das Spiel der Zahnradübertragung einen Ruck erzeugt, der leicht zu schädlicher Schwingung des Kabels führt.
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In bekannten Zugeinrichtungen erfolgt die Drehung des Antriebsrads mit einer Transmissionsvorrichtung, die aus einem Zahnkranz und einem Zahnrad gebildet wird und die zwischen einem Antrieb und dem Antriebsrad angeordnet ist. Bei solchen Anordnungen hat das Antriebsrad einen zur Rotationsachse des Antriebsrads koaxialen Zahnkranz als Innenverzahnung oder Außenverzahnung. Die Drehzahl des Motors wird durch einen in das Vulkanisierrohr gelegten Sensor für das Kabel überwacht. Die am Ausgabeende des Kühlrohres angeordnete Zugeinrichtung wird meistens mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und das Kabel im Vulkanisierrohr wird durch Steuerung der Drehzahl der vor dem Extruder angeordneten Zugeinrichtung geregelt.
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In der Praxis hat sich herausgestellt, dass trotz sehr genauer Bearbeitung der Zähne des Antriebsrads Vibrationen in der Zugeinrichtung in Verbindung mit der oben beschriebenen Zahnradübertragung vorkommen und die Vibrationen zu schädlicher Schwingung des Kabels im Vulkanisierrohr führen. Das ist offensichtlich eine Folge von zu großem Spiel zwischen den Zahnradzähnen, welches Spiel bei schweren Lasten deutlicher hervortritt.
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Bei einer anderen bekannten Transmissionsvorrichtung ist das Antriebsrad durch mehrere nahe beieinander angeordnete Rollen ersetzt, die eine im Wesentlichen halbkreisförmige Anordnung haben und über die ein innerer endloser Gummiriemen läuft. Außerhalb des gekrümmten Rollenförderers ist ein äußerer endloser Gummiriemen vorgesehen, der über eine Scheibe läuft und gegen den halbkreisförmigen Rollenförderer angepresst wird. Der zu beschichtende metallische Leiter läuft zwischen dem inneren und dem äußeren Riemen zum Extruder. Die Geschwindigkeit des metallischen Leiters im Extruder wird geregelt, indem die Geschwindigkeit der Scheiben, um die der innere Riemen läuft, verlangsamt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die sich aus dem Spiel der Zahnradübertragung ergebenden Nachteile zu vermeiden, aber verliert man den verlangsamende Effekt, der mittels des Antriebsrads hervorgerufen werden kann.
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Ein anderer wesentlicher Nachteil ist der, dass der innere Gummiriemen einer großen Pressung ausgesetzt ist, die durch die Rollen und den äußeren Gummiriemen erzeugt wird und der dazu führen kann, dass es zu einer Betriebsstörung des inneren Gummiriemens kommt. Ein weiterer Nachteil ist der, dass der äußere Gummiriemen dazu neigt, von der Antriebsradrille abzurutschen, was zu seiner Zerstörung führen kann.
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Ein anderes Beispiel für Anordnungen nach dem Stand der Technik ist ein laufkettenartiger Zugmechanismus in Verbindung mit einem Antriebsrad, das auf dem Maschinenrahmen stabil gelagert ist, welcher Zugmechanismus für den Vorwärtsantrieb des metallischen Leiters verwendet wird. Einerseits verbessert eine solche Anordnung z. B. den verlangsamenden Effekt, aber andererseits weist diese separate Laufketteneinrichtung Spiel auf, das die oben beschriebenen Vibrationsprobleme verursacht.
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Ein weiteres Beispiel für Anordnungen nach dem Stand der Technik ist eine Zugeinrichtung, bei der die Antriebskraft auf die Hauptwelle des Antriebsrads mittels eines Schneckengetriebes ausgeübt wird. Ein solches Getriebe wird mit einem hohen Drehmoment belastet und muss deshalb von besonders schwerer Bauart sein, was aber bedeutet, dass es oft ziemlich großes Spiel hat, das wiederum die obenerwähnten Vibrationsprobleme verursacht.
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Außer auf Kabeln bezieht sich der Ausdruck ”ein Kabel oder ein entsprechendes Produkt” in der vorliegenden Beschreibung auch auf Seile, Leiter und andere Produkte, die aus Litzen gebildet sind, und auf halbfertige Artikel der Produkte in verschiedenen Produktionsphasen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die durch Vibrationen bzw. Schwingungen des Kabels verursachten Probleme, insbesondere dadurch verursachte Wandberührungen des Kabels mit dem Vulkanisierungsrohr zu eliminieren.
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Diese Aufgabe wird bei der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als bekannt vorausgesetzten Transmissionsvorrichtung einer Zugeinrichtung für Kabel und dgl. in einer Kabelummantelungsvorrichtung dadurch gelöst, dass für den Antrieb eine Zahnradwelle A (in den beiden von der Antriebswelle zur Abtriebswelle vorgesehenen Zahnradsträngen) axial beweglich gelagert ist, um in ihrer Längsrichtung bewegt zu werden, wenn die Drehung der Abtriebswelle verlangsamt wird. So wird Spiel zwischen den Zahnrädern bei der Verlangsamung der Drehung der Antriebswelle vermieden. Bei einer Verlangsamung des Antriebs hat dies bei den bekannten Antrieben der Zugeinrichtung zu Schwingungen im Kabel o. dgl. geführt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Transmissionsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist der, dass eine stabile Transmission bewirkt wird, die keine schädlichen Vibrationen im Kabel oder in einem entsprechenden Produkt verursacht. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist ihre Einfachheit, weshalb der Start und die Bedienung der Transmissionsvorrichtung vorteilhaft sind.
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Es ist zwar aus dem Stand der Technik bekannt, Zahnräder mit Schrägverzahnung in einem Zahnrad-Antriebszug gegeneinander vorzuspannen, um Zahnflankenspiel zu unterdrücken oder zumindest zu verringern (
deutsche Patentschrift 385 431 ). Dies gilt u. a. auch für umzusteuernde Getriebe, die z. B. einen Panzerturm oder eine Lafette, einen Drehtisch (
deutsche Offenlegungsschrift 1 952 545 ) oder einen Drehbankschlitten einer Werkzeugmaschine in zwei Richtungen anzutreiben haben (
DD 212 915 B1 ). Daraus ergibt sich jedoch nicht und ist in den Druckschriften des Standes der Technik auch nicht ausgeführt, dass hierdurch in einem immer nur in einer Richtung angetriebenen, durch ein Vulkanisierungsrohr und ein Kühlrohr geführten Kabel möglicherweise entstehende Schwingungen unterdrückt werden können.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand einer in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsform beschrieben, in der zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kabelbeschichtungsstrecke,
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2 eine Ansicht einer Zugeinrichtung für ein in der Kabelbeschichtungsstrecke verwendetes Kabel,
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3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Zugeinrichtung,
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4 eine Ansicht der Zugeinrichtung gemäß 3, aus einer anderen Richtung,
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5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugeinrichtung, und
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6 eine Einzelheit der Ausführungsform nach 5 aus einer anderen Richtung.
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1 zeigt eine Kabelbeschichtungsstrecke. Von Leiterabgabevorrichtungen 1, wie z. B. Spulen, werden Leiter abgespult und zur Beschichtungsstelle geführt. Eine Zugeinrichtung 2 kann ein Rollenantrieb sein, der mit konstanter Vortriebsgeschwindigkeit arbeitet. Mit einem Extruder 3 wird ein Plastikmantel auf der aus den Leitern bestehenden Struktur ausgebildet.
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Die beschichtete Kabelstruktur wird dann durch ein Vulkanisierrohr 4 und ein Kühlrohr 5 geführt und mit einer Zugeinrichtung 6 auf eine Aufwickelspule 7 gezogen. Der Aufbau, die Einzelheiten und der Betrieb der Kabelvulkanisierungsstrecke gemäß 1 sind dem Fachmann bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben.
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2 ist eine Ansicht einer Zugeinrichtung in einer Kabelvulkanisierungsstrecke. Die Leiter 8, die von der Abgabespule 1 abgespult werden, und der Mantel bilden das Kabel 9, das zur Aufwickelspule 7 geführt wird. In der Ausführungsform nach 2 weist die Zugeinrichtung 2 ein Antriebsrad 10, einen Motor 11 und eine aus einer Zahnradübertragung 12 bestehende Transmissionsvorrichtung auf. Die Zugeinrichtung 2 hat auch Steuermittel 13, mit denen die Geschwindigkeit des Kabels im Vulkanisierrohr 4 konstant gehalten wird, so dass der die Leiter umgebende Mantel in keinen Kontakt mit der Innenfläche des Vulkanisierrohres kommt. Das Kabel läuft im Vulkanisierrohr längs einer kettenlinienförmigen Bahn.
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Die Probleme der Anordnungen nach dem bekannten Stand der Technik beziehen sich speziell auf die oben beschriebenen Zugeinrichtungen, weil die Transmissionsvorrichtung Vibrationen im Kabel verursacht, wie oben dargelegt wurde. Am offenbarsten ist das Problem in der Zugeinrichtung 2 der Vulkanisierungsstrecke, in der Kräfte hauptsächlich in der Bewegungsrichtung des Kabels wirken. Die Vibrationen ergeben sich aus den Spielen der Transmissionsvorrichtung. Die Vibrationen bringen das Kabel im Vulkanisierrohr zur Schwingung, weshalb das Kabel die Innenfläche des Vulkanisierrohres berühren kann und der Mantel beschädigt werden kann. Die erfindungsgemäße Transmissionsvorrichtung bezweckt, eine Anordnung zu schaffen, die die Eliminierung von aus dem Spiel der Zahnräder der Transmissionsvorrichtung resultierenden Problemen ermöglicht, z. B. den obenerwähnten Problemen, die im Zusammenhang mit der Zugeinrichtung in der Kabelvulkanisierungsstrecke vorkommen.
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3 und 4 veranschaulichen das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Transmissionsvorrichtung. Nach der Grundidee der Erfindung bilden die übertragenden Zahnräder 14 einen Kreis, der sich von einer durch den Motor 11 angetriebenen Antriebswelle 15 bis zur Abtriebswelle 16 und dementsprechend von der Abtriebswelle 16 bis zur durch den Motor 11 angetriebenen Welle 15 erstreckt. Weiterhin sind die Zahnräder 14 Schrägzahnräder und ist eine in ihrer Längsrichtung bewegliche Zahnradwelle A vorgesehen. Wenn die Zahnradwelle A bewegt wird, werden die auf ihr vorgesehenen Zahnräder infolge entgegengesetzter Schrägung der Zähne der Zahnräder die anliegenden Zahnräder 14 verdrehen, die im Eingriff mit dem auf der axial beweglichen Zahnradwelle A vorhandenen Zahnrad stehen. Das eliminiert das freie Spiel, das zwischen den Zahnrädern während der Verlangsamung auftritt.
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Die Bewegung der einen Zahnradwelle A in ihrer Längsrichtung ist in 4 gezeigt. Die Zahnradwelle A wird mittels einer Kraft F bewegt, die parallel zur Drehachse der auf der Welle liegenden Zahnräder wirkt. Die Schrägung der Zähne der Zahnräder wird in 4 durch diagonale Linien angedeutet, die in die Zahnrädern eingezeichnet sind. Indem die Zahnradwelle A mittels der Kraft F bewegt wird, werden die anliegenden Zahnräder, die im Eingriff mit den auf der Zahnradwelle A liegenden Zahnrädern stehen, dazu gebracht, dass sie um ihre Drehachsen drehen. Diese Drehbewegung ist durch Pfeile N1 und N2 bezeichnet. Es ist klar, dass die Drehbewegung gemäß Pfeilen N1 und N2 auch dementsprechend die nächsten mit den obenerwähnten Zahnrädern im Eingriff stehenden Zahnräder drehen lässt, und so weiter. Die nachteiligen Spiele bzw. Spielräume werden somit aus dem ganzen Übertragungsstrang eliminiert. Es ist klar, dass das zu bewegende Zahnrad 14 irgendeines der Zahnrädern 14 sein kann.
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Der oben beschriebene, aus den Zahnrädern 14 gebildete Kreis überträgt die Drehbewegung des Antriebsmotors 11, wie in 3 durch den Pfeil M1 dargestellt, während eine entgegengesetzte Bewegung auf durch den Pfeil M2 gezeigte Weise übertragen wird.
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Die Kraft F, die die eine Zahnradwelle A in der Längsrichtung bewegt, kann auf irgendeine geeignete Weise erzeugt werden. Die Verwendung von Schraubenmitteln 17 ist eine vorteilhafte Weise zur Erzeugung der Kraft F. Eine solche Ausführungsform ist in den 5 und 6 gezeigt. Die Bahn der Leiter 8 ist in 5 als punktierte Linie dargestellt. In 5 und 6 sind für die Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 4 verwendet.
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Die in den Figuren dargestellte Transmissionsvorrichtung kann auch verschiedene Sensoren aufweisen, die zum Überwachen und Kontrollieren des Betriebs verwendet werden können. Beispiele für solche Mittel sind Sensoren, die die Belastung des Getriebes messen, und Sensoren, die die Zugspannung eines Kabels oder dgl. messen. Die Sensoren können natürlich auch so ausgestaltet sein, dass sie bei Betriebsstörungen Alarm geben.
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Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer mit konstanter Geschwindigkeit arbeitenden Zugeinrichtung einer Kabelvulkanisierungsstrecke beschrieben ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Erfindung kann auch auf andere Anordnungen angewandt werden. Die erfindungsgemäße Transmissionsvorrichtung kann z. B. als eine Zugeinrichtung 6 in der Vulkanisierungsstrecke verwendet werden. Es sollte auch bemerkt werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, nur in Verbindung mit einer das Prinzip eines Antriebsrads ausnutzenden Zugeinrichtung verwendet zu werden, sondern dass die Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Zugeinrichtungen eingesetzt werden kann. Beispiele verschiedener Alternativen schließen verschiedenartige Bandzugeinrichtungen oder laufkettenartige Zugeinrichtungen und verschiedene Rollenantriebe ein, die kein Band haben und bei denen das Kabel zwei- bis dreimal um die Trommel läuft. Die Erfindung kann deshalb in Verbindung mit einer Einrichtung verwendet werden, die auf der Strecke als eine Zugeinrichtung verwendet wird. Ein Beispiel betrifft Spulprozesse. Deshalb ist die Erfindung nicht auf einen Vulkanisierungsprozess beschränkt, obwohl die Erfindung besondere Vorteile in Verbindung mit einem solchen Prozess bietet.
