DE2138239A1

DE2138239A1 - Verfahren und vorrichtung zum szverseilen einzelner oder in buendeln verdrillt oder unverdrillt zusammengefasster verseilelemente

Info

Publication number: DE2138239A1
Application number: DE2138239A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Dr Ing Braun
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1971-07-30
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DE2138239C3; FR2147951A1; DE2138239B2; US3797217A; GB1391356A; FR2147951B1

Description

Anmelder: Feiten & Guilleauroe Kabelwerke AO 5 Köln 80 Schanzenstraße

Pl 3962 5 Köln-Mülheim, den 30. Juli 1971

Verfahren und Vorrichtung zum SZ-Verseilen einzelner oder in Bündeln verdrillt oder unverdrillt zusammengefaßter Verseilelernente

Di· Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum SZ-Verseilen einzelner oder in Bündeln verdrillt oder unverdrillt ausaeeengefaßter Veraeilelewente, insbesondere von Bündel-Nachrichtenkabeln.

Unter dem SZ-Vereeilverfahren wird ein Verfahren verstanden, bei dem aufeinanderfolgende Längsabsohnitte der Verseilelemente abwechselnd mit einem Linksdrall (3-Drall) und einem Rechtsdrall (Z-Drall) verseilt werden, Oa der genlttelte Oeeamtdrall eines

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derart veraeilten Kabels gleich Null ist, brauchen weder die Ablauftrommeln der zu verseilenden Elemente noch die Aufwickeltrommeln des fertigen Kabels zu rotieren, wodurch bei diesem Verseilverfahren die Masse der rotierenden Körper wesentlich verkleinert wird und somit höhere Versei!geschwindigkeiten ermöglicht werden. Außerdem können mehrere Verseilprozesse, die beim Verseilen mit gleichbleibender Drallrichtung in zeitlich getrennter Reihenfolge durchgeführt werden müssen, bei der SZ-Verseilung in einem Arbeltsgang kontinuierlich durchgezogen werden.

Es sind SZ-Vereeilverfahren bekannt, bei denen die zu verseilenden Elemente einem Zwischenspeicher zugeführt werden und von diesem wieder abgezogen werden, und bei.gleichbleibender Drehrichtung der Versei!vorrichtung der Speioherinhalt des Zwischenspeichers fortlaufend vergrößert oder verkleinert wird. Dabei wird die SpeicherlnhaltsMnderung jeweils in Abhängigkeit von der herzustellenden Länge eines die gleiche Drallrichtung aufweisenden Abschnitts der fertigen Verseilgruppe gesteuert. Bei diesem Verfahren 1st es jedoch nachteilig, daß der eine relativ große Masse besitzende Zwischenspeicher rotiert, wodurch die Verseilgeschwindigkeit begrenzt wird. Zudem aind innerhalb des Zwischenspeichers zum Verkleinern und Vergrößern des Speicherinhalts aufwendige konstruktive Vorrichtungen notwendig.

Ein weiteres bekanntes Verfahren sun SZ-Vereeiltn besteht darin, daß ein sich drehender LMngenspeloher festen Inhalts jeweils naoh Durohlaufen der Speicherlänge seine Drehzahl oder -riohtung weohaelt. Dieses Verfahren ist deshalb nachteilig« da dabei bei jede« Drallwechsel der rotierend« Speicher abgebremst und erneut beschleunigt werden mud, wozu große Beaohleunigunge- oder Bremskräfte erforderlich sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter SZ-VerseiLverfahren und -vorrichtungen zu vermeiden und ein Verseilverfahren zu schaffen, bei dem mit hoher Verseilgeschwindigkeit und geringem konstruktivem Aufwand einzelne oder in Bündeln verdrillt oder unverdrillt zusammengefaßte Verseilelemente SZ-verseilt werden können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die mit konstanter Abzugsgeschwindigkeit gezogenen Verseilelemente in einem mit konstanter Geschwindigkeit und Drehrichtung rotierenden Verseilkopf verseilt werden und die vor dem Verseilkopf liegende, wirksame Verseilstrecke der Verseilelemente mit einer von der Abzugsgeschwindigkeit unterschiedlichen Geschwindigkeit periodisch in und gegen die Abzugsrichtung der Verseilelemente verändert wird« Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ändert sich sowohl die Geschwindigkeit der durchlaufenden Verseilelemente Über die gesamte Verseilstrecke als auch die Drehzahl und der Drehsinn des Verseilkopfes während des Verseilvorganges nicht. Der Drall wird ausschließlich durch das gleichmäßige Vergrößern und Verkleinern der wirksamen Verseilstrecke vor dem Verseilkopf verursacht. Die wechselnde Drallrichtung wird also lediglich durch die überlagerung zweier Geschwindigkeiten verschiedener Größe, der Abzugsgeschwindigkeit der Verseilelemente und der finderungsgeschwindigkeit der wirksamen Verseilstrecke erreicht. Das erfindungsgemäße Verseilverfahren verbindet eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit mit einem äußerst einfachen Konstruktionsprinzip. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Abzugsgeschwindigkeit größer als die Knderungsgesehwindigkeit der wirksamen Verseilstrecke 1st. Ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Absolutbetrag der Rnderungsgeschwindigkelt proportional dem der Abzugsgeschwindigkeit, so werden die Verseilelemente in konstanten Drallängen verseilt. Erfindungsgemäß 1st es weiterhin vorteilhaft, wenn der Verseilkopf mit einer der Abzugsgeschwindigkeit proportionalen Drehzahl rotiert.

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Werden Bündelkabel verseilt, so ist es zur besseren elektrischen ' Entkopplung zweckmäSig, wenn erfindungsgemäß die Änderungsgeschwindigkeiten der wirksamen Verseilstrecken der einzelnen Bündelkabelelemente gegeneinander variiert werden. Diese Geschwindigkeitsänderungen lassen sich als Punktion des Ortes, d.h. der Einzelverseilvorrichtungen, allein oder als Punktion des Ortes und der Zeit durchführen. Im ersten Fall ist die Geschwindigkeit einer jeden der Verseilstrecken eines jeden Bündelkabelelementes konstant, unterscheidet sich jedoch um einen bestimmten Wert von der aller anderen Elemente. Dies hat verschiedene, jedoch zeltlich konstante Drallängen zur Folge. Im zweiten Fall werden die Enderungsgeschwindigkeiten der einzelnen Verseilstrecken der Bündelkabelelemente unabhängig voneinander zeitlich geringfügig schwanken. Diese Änderung kann sowohl nach einer festen Gesetzmäßigkeit als auch statistisch erfolgen. Es ergeben sich zeitlich, d.h. längs des Seils, um einen festen Wert schwankende Drallängen.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete, aus einer aus einem Einzugsnippel, einem Verseilkopf und einem Auszugsnippel gebildete Verseilstrecke ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einzugsnippel und dem Verseilkopf eine in axialer Richtung der Verseilelemente bewegbare Torsionssperre angeordnet ist. Durch das periodische Hin- und Herfahren der Torsionssperre wird die vor dem Versellkopf liegende, wirksame Versellstrecke der Verse11elemente vergrößert und verkleinert, wodurch auf einfache Weise das SZ-Verseilen der Verseilelemente erfolgt. Die erfindungsgemäß aus einer Kombination eines Lochkranzes mit einem Verseilnippel bestehende Torsionssperre gewährleistet die parallele Führung der Verseilelemente zwischen dem Einzugsnippel und der Torsionssperre selbst. Zum Antrieb der Torsionssperre kann erfindungsgemäß ein Ketten- oder Kreuzspindelantrieb verwendet werden. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Abstand zwischen dem Verseil-.

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kopf und dem Auszugsnippel konstant. Damit ist die Verdrillung der Verseilelemente in der Verseilstrecke zwisohen dem Verseilkopf und dem Auszugsnippel ebenfalls stets konstant, so daß sich die Änderung des Gesanitdralls ausschließlich durch die unterschiedliche Verdrillung der Verseilelemente in der wirksamen Verseilstrecke zwischen dem Verseilkopf und der Torsionssperre ergibt.

Zum schlupffreien Verdrillen der Verseilelemente besteht der Verseilkopf erfindungsgemäß aus zwei PUhrungsscheiben und drei von den Verseilelementen umschlungenen Umlenkscheiben, wobei zwei der Umlenkscheiben paarweise nebeneinander in Abzugsrichtung zwischen den PUhrungsscheiben angeordnet sind und die dritte Umlenkscheibe senkrecht über den beiden anderen angeordnet ist. ErfindungsgemäS ist es vorteilhaft, wenn die oberhalb der paarweise nebeneinander angeordneten Umlenkscheiben angeordnete Umlenkscheibe vorzugsweise die doppelte Breite der beiden anderen Scheiben besitzt. Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung kann darin bestehen, daß die drei Umlenkscheiben um einen geringen Winkel zur Längsaohse der Verseilelemente gedreht angeordnet sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, mehrere der erfindungsgenäßen Verseilvorrichtungen parallel oder hintereinander zu schalten, wobei die Verseilköpfe und die Torsionssperren der einzelnen Verseilvorrichtungen von einem gemeinsamen Motor durch über- bzw. untersetzte Getriebe angetrieben werden. Diese Anordnung ermöglicht es, die SZ-Verseilelemente in einer entsprechend größer dimensionierten, ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Anlage weiterzuverarbeiten. Dabei ist die kontinuierliche SZ-Verseilung von der Ader bis zum kompletten BUndelkabel ausführbar. Zudem wird durch das Verwenden eines zentralen Motors ein synchrones Anfahren einer Mehrfachanlage erleichtert.

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Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten AüsfUhrungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Prinzipanordnung einer erfindungsgetnäßen SZ-Verseilvorrichtung,

Figur 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Torsionssperre,

Figur 3 eine Frontansicht der Torsionssperre gemäß Figur 2, Figur 4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verseilkopfes, Figur 5- einen Schnitt entlang der Schnittlinie V - V in Figur k.

Die von einzelnen, nicht dargestellten Trommeln abgezogenen Verseilelemente 1 werden in einem Einzugsnippel 2 einer Versellstrecke zusammengefaßt und einer·Torsionssperre 3 zugeführt. Die Torsionssperre 3 besteht aus einem Lochkranz k, der die parallele Führung der Verseilelemente 1 zwischen dem Einzugsnippel 2 und der To rs ions sperre 3 gewährleistet, und einem Nippel 5 zum Zusammenführen der Verseilelemente 1. Die Torsionssperre 3 wird mit konstanter Geschwindigkeit in Längsrichtung der Verseilelemente 1 periodisch hin- und hergefahren. Nachdem das aus den Versellelementen 1 gebildete Seil 6 einen mit gleichbleibender Drehzahl und Drehriohtung rotierenden Verseilkopf 7 durchlaufen hat, verläßt es die Verseilstrecke durch einen in konstanter Entfernung von dem Verseilkopf 7 angeordneten Auszugsnippel 8. Hinter dem Auszugsnippel 8 wird das verseilte Kabel 6 mit Hilfe eines schnell rotierenden, nicht dargestellten Spinners abgebunden und der in der von der Torsionssperre 3i dem Verseilkopf 7 und dem Auszugsnippel 8 gebildeten Verseilstrecke aufgeprägte S- oder Z-Drall fixiert. Der rotierende Verseilkopf 7 verdrillt die Verseilelemente 1 in den zwischen der Torsionssperre 3 und dem Verseilkopf 7 und zwischen dem Auszugsnippel 8 und dem Verseilkopf 7 liegenden Verseilstrecketn in Richtung seines Drehsinnes. Der Drall D, bzw. die Anzahl von Verseilschlägen pro Längeneinheit, ergibt sich bei stillstehender Torsionssperre 3 aus:

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^Tl 2

Di ,2 = η -^

η = Drehzahl des Verseilkopfes„

L₁ ρ - Länge der Verseiistrecke z^\τischen Torsionssperre nnä

Verseilkopf bzw. Verseilkopf und Auszugsnippel,, T. ο - Verweilzeit eines Längenelementes des Seiles in L g.

T und L sind durch die Abzugsgeschwindigkeit ν des Seiles 6 miteinander verknüpft*

^Ll 2
^Tl,2 - ~' .

Damit ergibt sich der Drall zu:

η L

1,2 _ η

^X'² " ^vo^Ll_t2 " \

Der Drall ist also nur abhängig von der Drehzahl η des Verseilkopfes und von der Abzugsgeschwindigkeit ν des Seiles und nicht von der Länge der Verseilstrecke. Der bei nicht bewegter Torsionssperre 3 in der Verseilstrecke zwischen der Torsionssperre 3 und dem Verseilkopf 7 ausgeprägte Drall D. wird, nachdem das Seil 6 den Verseilkopf 7 durchlaufen hat, durch die in der Strecke zwischen dem Verseilkopf 7 und dem Auszugsnippel 8 entgegengesetzt wirkende Verdrillung D₂ wieder völlig aufgehoben. Der Gesamtdrall über die Strecke zwischen der Torsionssperre 3 und dem Auszugsnippel 8 beträgt:

Vs - ^Dl ^{+ D}2
X₁ η j..-,

η _ _η

^νο

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Verschiebt snan während des Verseilvorganges die Torsionssperre mit einer Geschwindigkeit ν = + a ν in oder gegen die Abzugs-

S ~ O

richtung, so wird sich, wenn a < 1 ist, die Verweilzeit T. eines Seillängenelementes, das bereits die Torsionssperre 3 durchlaufen hat, nicht ändern. Ändern wird sich jedoch die Länge der für die Verdrillung wirksamen Verseilstrecke.

Der Gesaratdrall Ώ'. der Streckenlänge L- verteilt sich nun auf die Länge L₁ - v„ T, und bekommt den Wert:

X ol

^vo

J(_i.

^vo 1+ a

Bleibt die Länge der Strecke zwischen dem Versellkopf 7 und dem Auszugsnippel 8 konstant, so ist der Oesamtdrall D*_ über die

ges

Strecke zwischen der Torsionssperre 3 und dem Auszugsnippel 8

^Dges - ^Di ^{+ D}2

S ( ^l ) D

V ^- ' V

ο 1 + a ^vo

η ~^a ⁽ Ϊ

Ϊ a

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³ 2Ί3Η239

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Bewegt sich die Torsionssperre 3 auf den ¥ers@ilkopf 7 ZU;, so ist ν positiv und der Drall D* kann von dem Drall D₀ nur zum Teil auf-

S x si

gehoben werden. Es bleibt ein positiver oder S-Drall auf dem Seil übrig. Bewegt sioh die Torsionssperre 3 von dem Verseilkopf weg_p so ist ν negativ und der Drall D^ wird von dem Drall D₂ überkompensiert. Das Seil verläßt in negativer oder Z-Richtung verdrillt den Auszugsnippel 8. Dabei ist der Absolutbetrag von v_Q stets kleiner als der von v_Q.

Aus der Asymmetrie der Gleichung für D* _g bezüglich des Parameters a ergibt sich, daß der Gesamt-S-Drall größer als der Gesamt-Z-Drall 1st. Diese Dralldifferenz D_dlf,_f ist dem gesamten Kabel überlagert, d.h. sie wird hinter der Verseilstrecke die Bereiche mit S-Verseilung etwas aufwickeln, die mit Z-Verseilung etwas zudrehen. Ihre Größe ergibt sich ausj

^Ddiff - I <^D * D)

na

_v κ
ο 1 - a

Der sich endgültig am fertigen, verseilten Kabel einstellende Drall hat folgenden Wert:

η	¹	a	1	a	0	, a²
0		a			^kl - a²
η	1
0

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Die entsprechende Drallänge 1_D ist ι

I
^LD - TT ⁼ η

t 1 ^Vo Vl- a² \

Die Länge der S- bzw. Z-Drallgruppen 1 ergibt sich zu: Die Anzahl Verseilschlage pro Drallgruppe:

η L₁

n_D - ^J1

Die Verseilelemente 1 (Adern, Vierer, Orundbündel) werden durch den Einzugsnippel 2 der Torsionssperre 3 zugeführt. Die Torsionssperre 3 wird durch Ketten- oder Kreuzspindeltrieb gleichmäßig zwischen dem Einzugsnippel 2 und dem Verseilkopf 7 hin- und hergefahren. Sind konstante Drallängen erwünscht, dann ist die Fahrgeschwindigkeit der Torsionssperre 3 der Abzugsgeschwindigkeit der Versellelemente 1 proportional zu halten. Der Verseilkopf 7 besteht zum schlupffreien Verdrillen der Verseilelemente 1 aus zwei führenden Seheiben 9, 10 und drei umschlungenen Ümlenkscheiben 11, 12, 13 (Pig. 4, Fig. 5) und rotiert in stets gleichbleibender Drehrichtung mit einer zurAbzugsgesohwindigkeit der Verseilelemente proportionalen Drehzahl. Die Umlenkscheiben 11, 12, 13 sind in Abzugsriohtung der Versellelemente 1 zwischen den beiden führenden Scheiben 9« 10 angeordnet, dabei liegen die Umlenkseheibtn 11, 12 paarweise nebeneinander und die Umlenkscheibe 13 ist senkreoht oberhalb der paarweise nebeneinander angeordneten Umlenkscheiben 11, 12 gelagert. Die beiden paarweise nebeneinander angeordneten Umlenksoheiben 11, 12 besitzen etwa die halbe Dioke der über diesen angeordneten Umlenksaheibe 13.

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Claims

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Patentansprüche:

Verfahren sum SZ-Verseilen einzelner oder In Bünöeln drillt oder unverdrillt zusammengefaßter VsFSQll©2.eraeiiitQ₃ insbesondere von Bündel-Nachrichtenkabelnj, d -a d u τ c h gekennzeichnet,, daß die mit konstanter-Abzugsgeschwindigkeit (v_Q) gezogenen Verseilelemsnt® (l) In einem mit konstanter Geschwindigkeit und Drehrichtung rotierenden Verseilkopf (?) verseilt werden und die vor dera Verseilkopf (7) liegende, wirksame Verseilstrecke der Verseilelemente mit einer von der Abzugsgesehwindigkeit (v ) unterschiedlichen Geschwindigkeit (v V oeriodisch in und gegen die Ab-

s -

zugsrichtung der Verseilelemente (l) verändert wird.

2. Terfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Abzugsgeschwindigkeit

(v ) größer als der der Ä*nderungsgeschwindigkeit (v_e) der ο s

wirksamen Verseilstrecke ist.

J). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Änderungsgeschwindigkeit (v ) proportional dem der Abzugsgeschwindigkeit (v ) ist.

S O

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2# dadurch gekennzeichnet, daß der Verseilkopf (7) mit einer zur Abzugsgeschwindigkeit (v ) proportionalen Drehzahl rotiert.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Entkopplung der Verseilelentente (l) von Nachrichten-BUndelkabeln die Änderungsgeschwindigkeiten (v ) der wirksamen

Yersellstrecken der einzelnen Bündelkabelelemente gegeneinander variiert werden.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bestehend aus einer aus einem Einzugsnippel, einem Verseilkopf und einem Auszugsnippel gebildeten Verseilstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einzugsnippel (2) und dem Verseilkopf (7) eine in und gegen die Abzugsrichtung der Verseilelemente (1) fahrbare Torsionssperre (3) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionssperre (3) aus einer Kombination eines Lochkranzes (4) mit einem Verseilnippel (5) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionssperre (3) durch einen Ketten- oder Kreuzspindelantrieb angetrieben wird.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Verseilkopf (7) und dem Auszugsnippel (8) konstant ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verseilkopf (7) aus zwei Führungsscheiben (9, 10) und drei umschlungenen Umlenkscheiben (11, 12, 13) besteht, und zwei der Umlenkscheiben (11, 12) paarweise nebeneinander in Abzugsrichtung zwischen den Führungsscheiben (9, 10) angeordnet sind und die dritte Umlenkscheibe (13) senkrecht über den beiden anderen angeordnet ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, daduroh gskenn-

z β ic h η e t, daß die paarweis® nebeneinander abgeordneten Umlenkscheiben (11, 12) jeweils vorzugsweise dl® halbe Diek® der dritten Umlenkscheibe (13) haben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Ii, daduroh gekennzeichnet, daß die drei Umlenkscheiben (11, 12, 13) um einen geringen Winkel zur Längsachse der Verseilelemente (l) gedreht angeordnet sind.

13. Vorrichtung naoh einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verseilstrecken parallel oder hintereinander geschaltet sind, und die Verseilköpfe und Torsionssperren von einer gemeinsamen Motoreinheit durch über- oder untersetzte Getriebe angetrieben werden.

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