-
Verfahren und Verseilmaschine zum Herstellen mehradriger elektrischer
:Leitungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Verseilmaschine zum Herstellen
mehradriger elektrischer zeitungen und geht aus von einer Verseilmaschine mit einem
im .iiaschinengestell drehbar gelagerten, angetriebenen Käfig und njit mindestens
einem im Käfig drehgelagerten Rahmen zur Aufnahme der Trommeln, von denen jeweils
eine der abgespult wird, wobei die Adern über Umlenkrollen im drehbaren Käfig geführt
und durch einen hohlen Lagerzapfen der Käfiglagerung zu einer angetriebenen Aufspultrommel
geführt sind.
-
.Lehradrige elektrische Leitungen werden durch Verseilen mehrerer
Adern und durch nachfolgendes Ummanteln hergestellte Die Ummantelung besteht in
den meisten Fällen aus Kunststoff, der von einem Extruder mit Querspritzkopf auf
die verseilten Adern aufgebracht wird0 I)as
Verseilen der Adern
und das Ummanteln erfolgt üblicherweise in zwei getrennten Arbeitsgängen, wobei
die verseilten Adern zunächst auf eine Trommel aufgespult werden. Zum Ummanteln
werden die verseilten Adern von der Trommel abgespult und durch den Spritzkopf des
Extruders geführt. Eine unmittelbare Verkettung des Extruders mit der Verseilmaschine
ist nicht möglich, weil die Arbeitsgeschwindigkeit herkömmlicher Verseilmaschinen
nicht an die arbeitsgeschwindigkeit des Extruders angepaßt werden kann.
-
Der Einsatzbereich der herkömmlichen Verseilmaschinen ist hinsichtlich
der Arbeitsgeschwindigkeit und der verarbeitbaren Aderläufe begrenzt, weil die die
Adern aufnehmenden Trommeln in der Verseilmaschine beim Abspulen gedreht werden
müssen. Dadurch sind Abmessungen und Gewicht der Trommeln begrenzt, weil die Trommeln
verhältnismäßig große träge Masse darstellen, die insbesondere bei einer Steigerung
der Verseilgeschwindigkeit zu Unwuchterscheinungen führen würden, die auch nicht
durch Auswuchten beseitigt werden könnten, weil sich die Masse und die Massenverteilung
der Trommel beim Abspulen ständig ändern, Man ist daher gezsuangen, verhältnismäßig
kleine Trommeln mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit abzuspulen0 Da bei
bekannten Verseilmaschinen die Trommeln mit ihrer Achse quer zur Längsachse der
Verseilmaschine angeordnet sind, könnten größere Trommeldurchmesser auch aus Platzgründen
nicht untergebracht werden.
-
Bei den herkömmlichen Verseilmaschinen muß man zur Änderung des Verseilschlages
ijechselräder im Antrieb der Verseilmaschine austauschen. Dies verursacht zusätzliche
Stillstandzeiten.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verseilmaschine der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß Adern größerer Länge in ununterbrochenem Betrieb mit höherer
))urchsatzgeschwindigkeit verseilt werden können, um eine unmittelbare Zufuhr der
verseilten Adern zu einem Ummantelungsextruder zu ermöglichen. Weiter soll der Verseilschlag
bei laufender Maschine kontinuierlich veränderbar sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trommeln
gleichachsig ruhend in einem gemeinsamen, ruhend gehaltenen Rahmen aufgenommen sind,
aus dem die von den Trommeln abgespulten Adern über im Rahmen gelagerte Umlenkrollen
durch den einen hohlen lagerzapfen und über im drehbaren Käfig gelagerte Umlenkrollen
zu dem anderen hohlen Lagerzapfen geführt sind, in den die Adern radial eintreten
und aus dem sie zentral durch den Zug der Aufspultrommel abgezogen werden.
-
Durch die ruhende Aufnahme der Trommeln in einem gemeinsamen Rahmen
entfallen alle Schwierigkeiten, die durch das Drehen der Trommeln beim Abspulen
entstehen könnten; insbesondere treten keine Fliehkräfte auf. Daher entfallen auch
die bisherigen BeschräSçungen hinsichtlich der Verseilgeschwindigkeita Damit kann
die Verseilgeschwindigkeit der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit des Extruders angepaßt
werden.
-
Die gleichachsige Anordnung erlaubt eine gedrängte, platzsparende
Bauweise. Außerdem können durch die Verwendung größerer Trommeln wesentlich größere
Aderlängen verarbeitet werden; die Stillstandzeiten sind seltener, so daß auch in
dieser Hinsicht keine Schwierigkeiten bestehen, die Verseilmaschine unmittelbar
mit dem Extruder
zu verketten. Das Aufspulen auf eine Miefertrommel
nach dem Verseilvorgang, der Transport dieser Trommel und das Abspulen von ihr am
Extruder entfallen.
-
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankes ist vorgesehen, daß
konzentrisch zu jeder Trommel je ein Flyer zum Abspulen der @der frei drehbar im
Rahmen gelagert ist.
-
Dadurch werden die Adern nur durch den Zug der Aufspultrommel für
die eitun schonend vcn den ruhenden Trommelnabgespult.
-
Ein besonderes Problem bildet die ruhende Halterung des Rahmens fiir
die Trommeln innerhalb des urehbaren Käfigs.
-
Dies wird in besonders einfacher Weise in weiterbildung des Erfindungsgedankes
dadurch erreicht, daß am Rahmen konzentrisch zur Rahmen- und Käfigachse ein Zahnkranz
bebefestigt ist, der über iin drehbaren Käfig drehbar gelagert te Planetenradsätze
mit einen gleich großen, außerhalb des drehbaren Käfigs gestellfest angebrachten
Zahnkranz in Wirkverbindung steht. Da sich die Planetenradsätze auf den gestellfesten
Zahnkranz und auf dem alil Käfig befestigten Zahnkranz mit gleicher Umfanggeschwindigkeit
und im gleichen Drehsinn abwälzen, wird der Trommelrahnen in seiner Ruhelage festgehalten,
obwohl er allseitig von dem sich drehende Käfig umgeben ist.
-
Um das Einsetzen der schweren vollen Trommeln in die Verseilmaschine
zu erleichtern, ist bevorzugt jede Trommel auf einem aus dem Maschinengestell herausklappbaren
Kufenpaar in den Rahmen einrollbar. In diesem wird sie an einem Flansch zur ltaschinenachse
zentriert init Riegeln befestigt.
-
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, das Herstellverfahren
so auszubilden, daß die Liefergeschwindigkeit der Verseilmaschine gleich der Durchlaufgeschwindigkeit
des Extruders ist und die Verseilgeschwindigkeit
(der Verseilschlag)
von dieser Geschwindigkeit gesteuert wird. Damit lassen sich der Verseilvorgang
und der Ummantelungsvorgang in einer einzigen Fertigungsstraße vereinigen, wobei
die gemeinsame Aufspultrommel, die hinter dem Extruder angeordnet ist, sowohl dessen
Arbeitsgeschwindigkeit wie auch die Verseilgescilwindigkeit der vor dem Extruder
aufgestellten Verseilmaschine so bestimmt, daß der Ummantelungsvorgang optimal ausgeführt
werden kann.
-
Bevorzugt ist die Drehzahl des Antriebsmotors für den Käfig stufenlos
veränderbar, um bei den jetzt möglichen großen Verseillängen den Verseilschlag während
des Laufs ändern zu können. Stillstand zeiten für den iXiechselräderaustausch entfallen.
-
Um vor dem Eintritt in den Extruder eine Entspannung und Neutralisierung
der verseilten Adern herbeizuführen, können diese nach dem Austritt aus dem Käfiglagerzapfen
über mindestens eine frei drehbare Umschlingungsrolle geführt werden. An dieser
Umschlingungsrolle kann die tatsächliche Verseilgeschwindigkeit sehr genau abgegriffen
werden; deshalb kann die Umschlingungsrolle vorteilhaft mit einem Drehzahlgeber
verbunden werden, der den Käfigantriebsmotor steuert und dadurch die Einhaltung
eines konstanten Verseilschlages bewirkt.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in
der Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine stark vereinfachte
Seitenansicht der Verseilmaschine, teilweise im Schnitt, mit nachgeschaltetem Extruder
und Aufspultrommel, verteilt auf zwei Teildarstellungen (a, b);
Fig.
2 die Verseilmaschine im Längsschnitt, verteilt auf drei Teildarstellungen (a, b,
c), und Fig. 3 eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Maschine in Richtung des Pfeiles
III in Fig. 2c.
-
Die Verseilmaschine weist einen im Betrieb ruhenden Rahmen 1 auf,
der durch mehrere Zwischenträger 2 unterteilt ist und an seinen Stirnwänden 2a,
2b jeweils einen Lagerzapfen 3, 4 besitzt. Über Lager 5, 6 sind die Lagerzapfen
3, 4 in einem Käfig 7 gelagert, der zwei über den Umfang gleichmäßig verteilte Stangen
8 aufweist, die an den Stirnenden des Käfigs mit Speichen 9 mit jeweils einem Lagerzapfen
10, 11 verbunden sind, der die Rahmenlager 5, 6 aufnimmt und wiederum über Lager
12, 13 in Lagerböcken 14 des Maschinengestells 15 drehbar gelagert ist (Fig. 2).
-
Wie in Fig0 1 dargestellt, trägt der rechte Lagerzapfen 11 des Käfigs
7 eine Keilriemenscheibe 16 und wird über einen Keilriemenantrieb 17 von einem drehzahlregelbaren
Elektromotor 18 angetrieben.
-
Im Rahmen 1 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel zur Herstellung
einer dreiadrigen Leitung drei Trommeln 19, 20, 21 aufgenommen. Ein jeweils an einem
Zwischenträger 2 des Rahmens 1 drehbar gelagerter Flyer 22 führt über Umlenkrollen
23 (Fig. 2) die Adern 19a, 20a, 21a von jeder Trommel zu deren Mittellinie.
-
Die Ader 19a von der in Fig. 2 am weitesten links angeordneten Trommel
19 wird geradlinig durch zentrale Bohrungen in der linken Stirnwand 2a und im Lagerzapfen
5 des Rahmens 1 und im koaxial davor liegenden Lagerzapfen 10 des Käfigs 8 herausgeführt.
-
Ebenfalls Sb2er Umlenkrollen 26, 27 und durch zentrale Bohrungen/in
den Zwischenwänden 2 des Rahmens 1 werden die Adern 20a und 21a einzeln von den
Trommeln 20 bzw.
-
21 zunächst zur Rahmenachse und von da radial zum Umfang des Rahmens
1 geführt. Über Umlenkrollen 28 an der Außenseite des Rahmens 1 und über eine weitere
Umlenkrolle 30, die an der Rahmenstirnwand 2a in der Rahmenachse angeordnet ist,
gelangen die Adern 20a und 21a gemeinsam ebenfalls zu dem hohlen Lagerzapfen 5 des
Rahmens 1 und werden durch diesen zusammen mit der Ader 19a aus dem Rahmen 1 herausgeführt.
Über eine Umlenlçrolle 24 im Lagerzapfen 10 und Umlenkrollen 25 an der Außenseite
des Käfigs 7 werden die Adern 19a, 20a und 21a gemeinsam zur anderen Stirnseite
des Rahmens und an dieser radial in den hohlen Lagerzapfen 11 des Käfigs 7 eingeführt,
in diesem um eine Umlenkrolle 29 umgelenkt und treten axial aus dem lagerzapfen
11 aus.
-
Die auf ihren gemeinsamen Wegestrecken längs der Xäfigdrehachse miteinander
verseilten Adern werden auf ihrem weiteren Weg als Seilstrang 31 um eine frei drehbare
obere Umschlingungsrolle 32 und eine darunter angeordnete, sich im entgegengesetzten
Sinne drehende Umschlingungsrolle 33 und von dort wieder zurück um die Umschlingungsrolle
32 geführt. Anschließend gelangt der Seilstrang 31 in einen Querspritzkopf 34 eines
(nur teilweise dargestellten) Extruders 35, der die Kunststoffummantelung aufbringt.
Die fertige Leitung 31a wird schließlich auf eine Aufspultrommel 36 aufgespult,
die von einem Motor 37 angetrieben wird.
-
Wie in Fig. 2c in Einzelheiten dargestellt, ist am Rahmen 1 stirnseitig
konzentrisch zur Rahmens und Käfigachse ein Zahnkranz 38 befestigt, der über mehrere
im
Käfig 7 drehbar gelagerte Planetenradsätze 39 mit einem Zahnkranz
40 in Antriebsverbindung steht, der am Lagerständer 14 befestigt ist. tuenn der
Käfig 7 von dem Motor 18 über den Lagerzapfen 11 angetrieben wird, wälzen sich die
Planetenradsätze 39 deren beide Räder gleiche Durchmesser haben, auf dem gestellfesten
Zahnkranz 40 und auf dem mit dem Rahmen 1 verbundenen Zahnkranz 38 von glaichem
Durchmesser ab. Da der Zahnkranz 40 ortsfest sateht, wird auch der Zanhnkranz 38
festgehalten und führt keine Drehbewegung aus, @uch wenn er nicht unmittelbar mit
dem Maschinengestell verbunden ist. Auch einseitig am kahmen 1 angreifende Kräfte,
beispielsweise durch ungleiche ewichtsverteilung der Trommeln 19, 20, 21, können
den mit dem Zanhkranz 38 verbundenen Rahmen 1 nicht drehen. Hingegen dreht sich
der Käfig 7 um den in ihm ruhenden Rahmen 1 mit den Trommeln 19, 20, 21.
-
Für jede Trommel 19, 20 bzw. 21 ist ein schwenkbares Kufenpaar 41
vorgesehen, das bei der in Fig, 3 gezeigten Seitenansicht der Maschine an der linken
Außenseite des Maschinengestells 15 um Bolzen 41a schwenkbar angelenkt ist. In Fig.
3 ist ein Kufenpaar 41 herausgeschwenkt vor einer Trommel dargestellt, die in den
Rahmen 1 eingesetzt werden soll. In dieser Stellung wird die Trommel auf ihren Flanschen
auf den Kufen schräg aufwärts gerollt.
-
Im Rahmen wird sie dann zur Maschinenachse zentriert an einem Flansch
von Riegeln 43 aufgenommen (Fig. 2), die festrespanut werden. Trotz des weit größeren
Trommelgewichts ist diese Arbeit weit weniger mühsam als bei den herkömmlichen Verseilmaschinen
mit quer zur Maschinenachse angeordneten Trommeln. Die Kufen können in eine in Fig.
3 gestrichelt eingezeichnete Stellung hochgeklappt werden Im Betrieb drehen sich
die Plyer 22 mit der durch die Abzugsgeschwindigkeit der Adern bestimmten Geschwindigikeit
um
die ruhenden Trommeln. Die Abzugsgeschwindigkeit wird durch die angetriebene Aufspultrommel
36 hinter dem Extruder 35 bestimmt. - Der drehzahlregelbare rotor 18 dreht nur den
Käfig 7 um den ruhenden Rahmen 1. Bei jeder Umdrehung des Käfigs 7 werden die Adern
20a und 21a einmal um die zentral aus dem Rahmen 1 herausgeführte Ader 19a gelegt;
die Antriebsgeschwindigkeit des otors 18 bestimmt somit den Verseilschlag. Die Drehzahl
des iiotors 18 kann von Hand gesteuert bzw. über eine elektronische Steuerung mit
Konstanthaltung oder in hbhängigkeit von der tatsächlichen Verseilgeschwindigkeit
geregelt werden. Dazu kann eine der beiden Umschlingungerollen, bei dem in Fig.
1 gezeigten Beispiel die obere Umschlingungsrolle 32, mit einem Drehzahlgeber 44
verbunden werden, der in Abhängigkeit von der Drehzahl der Umschlingungsrolle 32
einen Steuerimpuls für den Käfigantriebsmotor 18 gibt. Damit wird erreicht, daß
auch bei möglichen Schwankungen der Abzugsgeschwindigkeit der Aufspultrommel 36
ein gleichmäßiger Verseilschlag eingehalten wird.
-
Mittels der als Ausführungsbeispiel dargestellten Verseilmaschine
wird eine dreiadrige Leitung hergestellt.
-
iuLan erkennt, daß in gleicher Weise noch weitere Trommeln gleichachsig
zu den Trommeln 19, 20 und 21 in einem längeren Rahmen 1 untergebracht werden könnten,
wenn Leitungen mit einer größeren Aderzahl verseilt werden sollen. Wie in Fig. 2a
angedeutet, können auch kleinere Trommeln verwendet werden, wenn Adern von geringerem
Durchmesser oder geringerer Länge zu verseilen sind. Die stufenlos veränderbare
Drehzahlsteuerung des Käfigantriebsmotor 18 ermöglicht es, bei einer lauf enden
Maschine den Verseilschlag zu ändern, wenn dies erwünscht ist.
-
Alle drehenden Teile der Maschine sind in Wälzlagern gelagert und
frei von Unwucht, - unabhängig vom Vorrat auf den einzelnen Trommeln. Die Maschine
läuft leise und ersenütterungsfrei auch bei hohen Absugsgeschwindigkeiten; im Versuchs
betrieb wurden Geschwindigkeiten bis 100 m/min gefahren; damit war die Kapazität
des Extruders erschöpft.
-
- Patentansprüche -