DE2450649A1 - Verfahren und vorrichtung zum verdrehen oder verseilen von einem oder mehreren fadenfoermigen elementen - Google Patents

Description

Yoshida Engineering Co. Ltd. No. 15-2o, Zenpukuji 1-chome, Suginaini-ku,
Tokyo / JAPAN

Verfahren und Vorrichtung zum Verdrehen oder Verseilen von einem oder mehreren Fadenförmigen Elementen.

Die Erfindung betrifft ein 'erfahren und eine Vorrichtung zum Verdrehen oder Verseilen von einem oder mehreren fadenförmigen bzw. drahtförmigen Elementen, und zwar insbesondere ein Verfahren in Rahmen des Verseilungsρrozesses von Elementen für Fernmeldekabel, bei welchem diesen von einem Aufgabemechanismus zu einem Verseilungsmechanismus laufenden Elementen eine Rückdrehung verliehen wird, bzw. bei welchem eine Anzahl solcher Elemente verseilt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung eines

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solchen Verfahrens. Zunächst soll unter Bezugnahme auf Figur 11, welche zu Vieren angeordnete parallele Drähte zeigt, kurz das Verdrehen bzw. Verseilen im Rahmen der Herstellung von Fernmeldekabeln beschrieben werden. In Figur 11 bezeichnet 131 eine Isolation eines Drahtes und 132 den darin enthaltenen Leiter. Unter (a) ist ein Querschnitt eines einwandfreien . Fernmeldekabel-Grundelements dargestellt,bei welchem die Isolationen exakt konzentrisch mit den in ihnen enthaltenen Leitern sind, unter (b) ist ein Querschnitt eines Fernmeldekabel-Grundelements dargestellt, bei welchem Die Leiter nicht konzentrisch mit ihren Isolationen sind. Bei einem Kabel mit in dieser Weise exzentrischen Isolationen 131 befinden sich die vier Leiter nicht wirklich in einem quadratischen Feld, was zu schlechteren übersprecheigenschaften führt. Werden die Drähte von (b) rück gedreht und in eine Einheit verseilt, dann werden die Leiter 132 der Drähte in einer durch die gestrichelte Linie 133 (in der Figur 11 (c) ) angedeuteten Weise verlagert, sodaß sich die Gesamtheit der vier Leiter dann im wesentlichen in zur Gesamtheit der vier Isolationen koaxialer Lage befindet. Mit anderen Worten, obwohl die einzelnen Leiter bezüglich ihrer zugehörigen Isolation jeweils exzentrisch angeordnet sind, befinden sie sich untereinander in genau quadratischer Anordnung, so daß sich wieder ausgezeichnete elektrische Eigenschaften erzielen lassen.

Bei einem herkömmlichen Prozeß zur Verseilung von Drähten zu einem Fernmeldekabel wurde ein Verfahren angewandt, bei welchem eine Drahtablaufspule in einer zur Spulenachse senkrechten Richtung rotiert wurde, um so den Drähten eine Rückdrehung zu verleihen. Ein solches Verfahren erfordert jedoch in der Regel relativ schwere Drahtablaufspulen und gestattet folglich keine sehr

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schnelle Rotation der Spulen. Ferner besteht die Gefahr, daß bei der Rotation der Spulen unregelmäßigkeiten hinsichtlich der Abwicklung der Drähte entstehen, was einen nachteiligen Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften der sich ergebenden Verseilungen haben kann. Weiter nachteilig an diesem Verfahren ist, daß wegen der notwendigen Rotation der Ablaufspulen nur solche mit kleinen Durchmessern¹ und Abmessungen verwendet werden können, was wegen deren geringer Kapazität ein häufiges Ersetzen durch volle Spulen notwendig macht. Neben einem solchen Verfahren zur Verdrehung oder Verseilung von Drähten von Rotation von Drahtablaufspulen, wurden noch andere Verfahren vorgeschlagen, beispielsweise ein solches, bei welchem ein Verseilkopf in der mittleren Laufbahn der Drähte angeordnet ist, oder ein solches, bei welchem jeder Draht durch einen Zwirner oder einen ausschließenden Doppelzwirner geschickt wird, um dem Draht eine Verdrehung zu verleihen. Das erste Verfahren erzeugt jedoch kein stabiles Ergebnis, während letzteres wegen umfangreicher Ausrüstungen unpraktisch ist.

Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschrieben. Auf " dieser ist ■ '.'

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2 eine schematische Vorderansicht derselben Vorrichtung,

Figur 3 eine graphische Darstellung zur Erklärung des Prinzips der Erfindung,

Figur 4 eine graphische Darstellung für verschiedene Möglichkeiten des zeitlichen Verlaufs der

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Drehzahl von Drehpunkten,

Figur 5 eine Ansicht ähnlich der von Figur 3 zur Erklärung des Prinzips der Erfindung,

Figur 6 ei,ne graphische Darstellung zur Erklärung der durch die ERfindung erzielte Verdrehung,

Figur 7 eine schematische Schnittansicht von der Seite, welche eine weitere Ausfuhrurigsform der Erfindung zeigt,

Figur 8 eine schematische Schnittansicht von der Seite, welche ein Beispiel einer Verdrehmaschine für ein Vierer-Grundelement zeigt, welche die Verdrehvorrichtung nach der Erfindung verwendet,

Figur 9 eine schematische Seitenansicht, welche ein Beispiel einer Fünf fach-? Vierer-Grunde lernen t-Mas chine zeigt, welche die Verdreh- und Versei!vorrichtung nach der Erfindung verwendet,

Figur 1o, ein perspektivische Ansicht eines aus fünf Vierer-Grundelementen bestehenden Kabels, wie es mit dem Apparat gemäß Figur 9 erhalten wird,

Figur 11 eine Querschnittansicht von Beispielen für Vierer-Grundelemente zur Erklärung der Bedeutung der Drahtverdrehung,

Figur 12 eine graphische Darstellung zur Erklärung einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 13 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei mit 2 eine in einem Gehäuse 8 drehbar gelagerte Hohlröhre bezeichnet ist. Die Hohlröhren sind, wie in Figur 2 zu. sehen , in Form eines Quadrates angeordnet und entsprechen in ihrer Anzahl der Anzahl der zu verdrehenden

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Drähte. An den freien Enden der Hohlröhren 2 sind mit Hilfe von Lagergabeln 11 Verdrehrollen 1 drehbar gelagert. Jede Rolle weist in ihrem Umfang eine Nut auf, deren Boden auf die Achse der ihr zugeordneten Höhlröhre tangential ausgerichtet ist. Auf jeder Hohlröhre 2 ist eine Riemenscheibe 3 befestigt, die über einen Treibriemen und eine auf der Welle eines geschwindigkeitsregulierbaren Motors sitzende Antriebsrolle 4 angetrieben wird. Bei dem Motor 5 kann es sich um einen Motor handeln, dessen Geschwindigkeit elektrisch gesteuert wird, eine andere Möglichkeit bestünde darin, zwischen den Motor 5 und die Antriebsrolle 4 zur Steuerung der Antriebsgeschwindigkeit ein Getriebe zu schalten. Auf der Zulaufseite und Ablaufseite der Vorrichtung sitzen Führungsrollen 6 bzw. 9 und ablaufseitig der Ablaufrollen 9 befindet sich ein Drillnippel 7.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird eine Anzahl von Dräiten W (vier Drähten im Falle eines Grundelements für ein Kabel) von Drahtablaufpunkten über die Führungsrollen 6 geführt, wo ein Verdrehen der Drähte vorhindert wird, laufen dann durch die Hohlröhren 2, von hier über die Verdrehrollen 1, wobei sie einmal um diese herumgelegt sind, und laufen schließlich am Drillnippel 7 zusammen, wonach die Drähte mit Hilfe einer Verseilvorrichtung verseilt werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfinnung dreht sich die Hohlröhre 2 bzw. Verdrehrolle 1 um cie zentrale Achse des Drahtes in der einen oder anderen Richtung mit einer Drehzahl zwischen +no und -no innerhalb einer Zykluszeit To (wie dies in Figur 4(a) gezeigt ist). Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird, wie in Figur (b) gezeigt ist, die Hohlröhre 2 in nur einer Richtung, ohne Umkehr der Drehrichtung, gedreht,

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wobei die Drehzahl zwischen O und n_Q variiert und der Drehzahlverlauf durch sich wiederholende in diesem Bereich ansteigende und abfallende Kurvenäste wiedergegeben wird. Gemäß einer weiteren Aus füh rungs form der Erfindung kann, wie in Figur 4 (c) gezeigt, die Drehzahl der Hohlröhre 2 einen komplizierten Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit aufweisen. Kurz gesagt Hegt also ein Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die Anzahl der Umdrehungen der Verdrehrollen um die Zentrale Achse der Drähte in einer Weise gesteuert werden kann, daß sich eine wahlfreie periodische Punktion in Abhängigkeit von der Zeit ergibt.

Als nächstes wird unter Bezugnahme aus Figur 3 beschrieben, wie dem Draht unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens Verdrehungen oder Rückdrehungen verliehen werden. Wird der Draht in einer Windung um die .Verdrehrolle gelegt so sind die Drehpunkte zur Verdrehung des Drahtes durch den mit P1 bezeichneten Eingangspunkt 'ler Rolle und dem mit P2 bezeichneten Ausgangspunkt der Rolle gebildet. Zwischen den Punkten P1 und P2 ist eine Verdrehung des Drahtes verhindert, und in einer stromaufliegenden Verdrehzone (der Länge 11) zwischen dem Punkt P1 und einem ersten Verdrehblockierungspunkt F1, der bezüglich des Punktes P1 stromauf liegt, wird der Draht mit einer Umdrehungsfrequenz n(t) verdreht, während in einer stromab !.liegenden Verdrehzone (der Länge 12) zwischer deiBJiiPunktPI und einem zweiten Verdrehb lockierunqspunk¹-. F2, der bezüglich des Punktes P1 stromab liegt, der Draht mit einer Umdrehungsfrequenz -n(t), das heißt also in umgekehrter Richtung wie in der stromauf liegenden Verdrehzone, verdreht wird. Sei nun die Vorschubgeschwindigkeit

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des Drahtes ν (konstant) und der Umfang der Kerbe der Verdrehrolle 1 ( -TT D) wird das Drahtelement, welches den Anfangspunkt F1 der stromauf liegenden Verdrehzone zu einem Zeitpunkt t passiert einer Anzahl von Verdrehungen T1 (ausgedrückt als Kehrwert der Ganghöhe, das heißt der Anzahl von Verdrehungen oder Rückdrehungen pro Einheitslänge) unterworfen, die durch folgende Gleichung gegeben ist:

> ül£i (1)

Nachdem dasselbe DRahtelement um die Länge 11+1, das heißt um eine Zeit (11+ l)/v fortgeschritten ist, läuft es durch den Anfangspunkt P2 der stromab liegenden verdrehzone, wo es einer Anzahl von Verdrehungen T2 unterworfen wird, die durch folgende Gleichung gegeben ist:

(2)

Die Berechnung dieser algebraischen Summe läßt sich graphisch auf einfache Weise durchführen: Zur Vereinfachung ist der Verlauf von T1 und Figur 6(a) durch eine festausgezogene Linie für eine Dreiecksfunktion von n(t), und der Kurven verlauf von T2, welcher bezüglich T1 um den Wert (11 - l)/v zeitlich phasenverschoben ist, durch eine gestrichelte Linie in der gleichen Figur dargestellt. Die Funktion, die man in diesem Fall durch algebraisches Aufsummieren von T1 und T2 erhält, ist in Figur 6 (b)' dargestellt. Das Ergebnis zeigt, daß dem Drahtelement, welches die Verdrehrolle passiert hat.abwechselnd S- und Z-Verdrehungen verlieren werde.

Das gleiche Ergebnis erhält man auch unter der Annahme, daß 1 bzw. der Abstand zwischen den Drehpunkten P1 und P2 gleich Null ist, unter der Annahme also, daß die Punkte P1 und P2 zusammenfallen, wie in Figur 5 gezeigt ist (wo-

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bei die beiden zusammenfallenden Punkte durch P dargestellt sind). In diesem Fall stellt der Punkt P einen Einspannpunkt dar, wo das Drahtelement W, obwohl es fortschreiten kann, so eingespannt ist, daß eine Verdrehung desselben verhindert ist.

Eine äußerst einfache und praktische Vorrichtung, die das Gewünschte leitet, ohne die Isolation des Drahtes zu beschädigen, ist durch die oben vorgestellte Verdrehrolle gegeben. Wenn man andrerseits bei der Verseilung einer Vielzahl von fadenförmigen Elementen bzw. Drähten mehrere derselben um eine einzelne Verdrehrolle zieht, so besteht die Gefahr, daß die einzelnen Drähte zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Rolle übereinander zuliegen kommen, was zu einer Beschädigung der Mäntel bzw. Isolationen der einzelnen Elemente führen kann. Um dies zu verhindern, können bevorzugt zwei VerdrehroIlen, wie in Figur 7 gezeigt, vorgesehen sein. Bei der Vorrichtung gemäß Figur 7 sind zwei Verdrehrollen 13 und 14 in einer Hohlröhre 12 so befestigt, daß ihre Achsen in entgegengesetzter Richtung bezüglich der Achse der Hohlröhre 12 nach außen versetzt sind, und ferner sind am Eingang undAusgang der Hohlröhre Führungsrollen 15 bzw. 16 vorgesehen. Zieht man die fadenförmigen Elemente in der in Figur 7 gezeigten Weise um diese Teile der Vorrichtung, so wird ein Verdrehen der Elemente zwischen dem Punkt, an dem sie tangential die stromauf liegende Führungsrolle 15 berühren, und dem Punkt an dem sie tangential die stromab liegende Führungsrolle 16 berühren verhindert. Mit anderen Worten die Drehpunkte P1 und P2 der Figur 3 entsprechen den beiden genannten Berührpunkten der Figur 7.

Ein speziell wichtiger Punkt der Erfindung, der betont

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werden sollte, besteht darin, daß es theoretisch ausreichend ist, nur einen einzelnen Punkt P, dem keine Länge zugeordnet ist, zwischen den ersten Einspannpunkt F1 und den zweiten Einspannpunkt F2,' die die Elemente so einspannen, daß sie zwar fortschreiten aber sich nicht verdrehen können, vorzusehen.

Obwohl, wie beschrieben die Punkte P1 und P2 notwendiger Weise einen bestimmten Abstand voneinander haben, wenn man praktischerweise· ein oder zwei Verdrehrollen vorsieht, so sollte dieser Abstand zwischen den Drehpunkten.jedoch nicht als "gespeicherte Länge" betrachtet werden, wie es einer bei den meisten herkömmlichen Verdrehverfahren üblichen Idee entspricht. Dies deshalb, weil das erfindungsgemäße Verfahren das speichern der Fadenförmigen Elemente, wie sich aus seiner obigen Darlegung ergibt, nicht benötigt, und die Vorrichtung mit einer oder zwei Verdrehrollen nur deshalb so verwendet wird, um eine Möglichkeit zu haben, die Elemente so einzuspannen, daß sie zwar fortschreiten können, eine Verdrehung derselben aber verhindert ist. Man kann daher sagen, daß das in den Fiauren 13(a) und (b) dargestellte Ausführungsbeispiel am besten dazu geeignet ist, die Theorie des erfindungsgemäßen Verfahrens in die Praxis umzusetzen. In diesem Ausführungsbeispiel sind im Innern einer Hohlröhre 2o1, die über eine Rolle 2o2 periodisch sich ändernden Drehungen unterworfen werden kann zwei drehbar angebrachte Klei.mrollen 2o3 und 2o4 vorgesehen, welche entlang der zentralen Achse der Hohlröhre 2o1 laufende Elemente W einspannen, wobei eine der beiden Klemmrollen, beispielsweise 2o4, gegen die andere Klemmrolle 2o3 gedrückt wird. Falls die eben beschriebene Vorrichtung

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-loin ihrer Wirkung ein Verdrehen der Elemente zu verhindern und ihr Fortschreiten gleichzeitig zu ermöglichen, nicht ausreichend ist, kann, in Laufrichtung des Drahtes gesehen, ein weiteres Paar von Klemmrollen (nicht gezeigt) ähnlich den Rollen 2o3, 2o4, wobei die Rollen wieder einander zugekehrt sind und gegeneinander drücken, vorgesehen sein.

Es wurde bereits ausgeführt, daß die Funktion n(t) eine periodische Funktion ist. Um genauer zu sein, die gleiche Wellenform braucht durchaus nicht in einer gegebenen Zykluszeit T reproduziert zu werden. Es ist aber unmöglich, die Rotationsoeschwindigkeiten der Verdrehrollen unbegrenzt steigen oder abnehmen zu lassen, und solche Rotationsgeschwindigkeiten können, nachdem sie einen bestimmten Wert erreicht haben, nicht so eingestellt werden, daß sie allmählich entlano einer geeigneten Kurve abnehmen und können nicht nach Erreichen eines bestimmten Wertes in einer wiederholten Weise wieder gesteigert werden. In diesem Fall brauchen die ansteigenden Kurventeile bzw. keine die abfallenden Kurventeile unterinander nicht die gleiche Form zu haben. Dementsprechend sollte die Funktion der Drehfrequenz der Verdrehrolle exakter Weise als "wiederholt steigende und fallende Funktion" gezeichnet werden. Da es jedoch nicht nur fast unmöglich ist, die Rotationsgeschwindigkeit der Verdreh-. rollen im Einklang mit solchen komplizierten Funktionsverläufen zu steuern, und außerdem, falls es doch möglich wäre, ein besonderer Effekt daraus nicht erwartet werden könnte, wurde die Funktion als periodische Funktion vorgesehen, die ihren Anstieg und Abfall längs der gleichen Welle wiederholt.

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Es gibt jedoch einen erwähnens werten Umstand. Dieser besteht darin, daß man bessere Verdrehergebnisse erhalten kann, wenn das periodische Anwachsen und Abfallen der Drehzahl der Verdrehrollen so ausgelegt ist, daß die Abnahme in abnehmenden Kurventeil schneller vor sich geht, als die Zunahme im ansteigenden -Kurventeil. Dies soll anhand der Figuren 12 (a) , (b) und (c) erklärt werden. Die Kurve GA₁B₁C₁D₁.........zeigt eine zeitliche Änderung in der Drehzahl der Verdrehrolle bei welcher die Drehzahl der Rolle entlang einer geraden Linie OA- bzw. einer geraden Linie B1C1, ect. zunimmt und entlang einer geraden Linie A₁B₁ bzw. C₁D₁, etc. abnimmt, wobei die Steigungen dieser Kurventeile betraasmäßig gleich der Steigung der Linie OA₁ bzw. der Steiaung der Linie B..C.. sind. Ein solcher Drehzahlverlauf der Verdrehrolle ist bereits in Figur 6(a) dargestellt. In diesem Fall erhalten die Fadenförmigen Elemente oder Drähte abwechselnde S und Z Verdrehungen, wie durch die ausnezogene Linie G₁H₁J₁-K-. .in Fic,ur 12 (b) dargestellt ist und weiter oben beschrieben wurde. Werden aber die Kurvenstücke A₁B₁ bzw. C₁D₁ ect., welche den abnehmenden Drehzaiilverlauf darstellen, durch die Kurvenstücke A_B_ bzw. C₃D₃, etc. der Figur 12 (c), welche gegenüber der Zeitachse stärker geneigt sind als die den ansteigenden Drehzahlverlauf wiedergebenden Kurvenstücke 0A_? bzw. B₃C₇, etc., ersetzt, so ergibt sich eine Verdrehung für das Drahtelement entsprechend der gestrichelten Linie G₁H-J₂K₂ .... in Figur 12 (b). Vergleicht man diese Kurve mit der durchgehend ausgezogenen Kurve G₁H₁J₁K₁, so sieht man, daß das Kurvenstück G₁H₉ bezüglich der Zeitachse eine stärkere Neigung aufweist als das Kurvenstück G₁H₁. Die Kurvenabschnitte G^H₁ bzw. G₁H₂ entsprechen den Grenzabschnitten zwischen S-Verdrehuncen und Z-Verdrehunaen, wobei die

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Stärkere Steigung des Kurvenabschnitts bezüglich der Zeitachse bedeutet, daß der Abschnitt des Elements oder der Elemente, der an der Grenze zwischen einer Z-Verdrehung liegt und im wesentlichen keine Verdrehung erfährt, kürzer ist. Dies führt daher zu verbesserten Verdreh- oder Verseileigenschaften der Elemente, und zwar sowohl in dem Fall, daß einem einzelnen Element Rückdrehungen verliehen werden als auch in dem Fall, daß eine Vielzahl von Elementen miteinander verseilt werden. Die schnelle Zu- bzw. Abnahme der Drehzahl der Verdrehrollen kann bevorzugt entweder dadurch bewerkstelligt werden, daß man plötzlich die Stromzufuhr für den Antriebsmotor der Verdrehrollen unterbricht, oder aber indem man den Motor plötzlich abbremst, wobei beides in günstiger Weise Antriebseneroie spart.

Die Hauptunterschiede zwischen dem Verfahren zur £nde- . rung der Drehzahl des Speichers bei einem herkömmlichen SZ-Verdrehverfahren und der Erfindung lassen sich un*:er den folgenden drei Gesichtspunkten zusammenfassen: erstens der zeitliche Verlauf der Drehzahl, zweitens die notwendigkeit einer bestimmten Beziehung zwischen der Zaitdauer und der gespeicherten Menge unter der Annahme, daß der zeitliche Verlauf der Drehzahl eine periodische Funktion ist, und drittens der Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Was den ersten Gesichtspunkt anbelangt, so ist der Kurvenverlauf bei einem herkömmlichen SZ-Verdrehverfahren rechteckförmig, was bedeutet, daß die Drehzahl entweder den Wert + n_ oder den Wert -n abwechselnd über eine gewisse Zeit annimmt, während nach dem erfindunasgemHßen Verfahren, wie oben beschrieben, der zeitliche Verlauf der Drehzahl der Verdrehrolle nicht wesentlich ist. Zu den Kurvenformen, die einen gewünschten Verdreheffekt ergeben, gehören

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nach der Erfindung in den meisten Fällen Kurven mit Dreiecksverlauf, die eine allmähliche Drehzahl Zu- und Abnahme representieren, was erhebliche Verbesserungen und Vorteile hinsichtlich der' Steuerung der Drehzahländerung der Verdrehrollen, der leistung, der Lebensdauer und der Herstellungskosten mit sich bringt, da die WinkelbeschIeuniqung der Verdrehrollen im Falle der Erfindung einen viel geringeren Wert hat, als wenn man einen rechteckigen Kurvenverlauf erzeugt. Was den zweiten Unterschied anbelangt, so wird bei herkömmlichen SZ-Verdrehverfahren für eine halbe Periode ein Abschnitt der Elemente, der vorher S- oder Z- verdreht worden ist, in einem sich drehenden Speicher gespeichert, die Drehrichtung des S-(oder Z-) verdrehten Abschnitts in einem nachfolgenden Schritt für die zweite Hälfte der Periode umaekehrt, sodaß einem vorher S-(Z-) verdrehten Abschnitt ein S-verdrehter (Z- verdrehter) Abschnitt in gleichem Sinne tiberlager t wird, was daher die strikte Einhaltung folgender Betriebsbedinguna für die Vorrichtung bedeutet: Vorschubgeschwindigkeit des Elements χ halbe Periode = gespeicherte Länge. Ist die genannte Bedingung nicht erfüllt, so wird als Folge der Abweichung davon der S-Z-Umkehrabschnitt länger, was zu größeren nicht verdrehten Abschnitten des Elements führt. Ferner ist es beim tatsächlichen Betrieb notwendig, die Vorschubgeschwindigkeit des bzw. der Elemente je nach Art des herzustellenden Kabels und der Ausführung der betreffenden Vorrichtung zu ändern. Selbst wonn stets die gleiche Art von Drähten und die gleiche Vorrichtung benutzt werden,:-ist es schwierig, die Periode (bzw. gespeicherte Länge, falls nötig) exakt zu verändern oder eine geeignete Periode in Übereinstimmung mit Schwankungen der Vors chubrreschwindi gokelt des oder der Drähte während des Betriebs auszuwählen.

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Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahren aus Gründen des oben dargelegten Grundgedankens frei von solch scharfen und schwer zu erfüllenden Betriebsbedingungen für die Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Was den dritten Punkt anbelancrt, so muß bei den herkömmlichen SZ-Verdrehverfahren die gespeicherte Länge größer sein, da infolge der ausgeführten Rechteckform eine größere Winkelbeschleunigunq nötig ist, mit der Folge, daß die ümkehrdauem aus Gründen der Lebensdauer der Vorrichtuna ausgedehnt werden müssen. Deshalb müssen die sich drehenden Teile der Vorrichtung groß sein, mit der Folge, daß umfangreiche Einrichtungen zur Steuerung der Drehzahländerung des Akkumulators bzw. Speichers vorgesehen sein müssen. Um ferner die Betriebsbedingunaer des Punktes 2 einhalten zu können, müssen die Steuereinrichtungen zwangsläufig kompliziert im Aufbau sein, mit der Folge, daß zur Durchführung des Verfahrens ganz spezielle Apparaturen nötig sind, die dann auch weniger vielseitig und vom Standpunkt der Ausrüstungsinvestitionen ungünstiger cind. Demoegenüber benötiat man zur Durchführung des erfindungsqeä'Pen Verfahrens nur eine Verdreh- oder Verseilvorrichtung einer einfachen Konstruktion, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, die wegen dieser Einfachheit ihrer Konstruktion ein Verdrehelement wesentlich geringeren Trägheitsmoments haben kann, sodaß erheblich geringere Drehmomente zur Winkelbeschleunigung des Verdrehelements notwendig sind. Die Vorrichtung zur Steuerung der Drehzahl muß daher nicht nur weniger leisten, was sich in einer erhöhten Lebensdauer auswirkt, sondern kann auch eine Vielzahl von Kabelprodukten herstellen, ohne daß gewisse Teile der Vorrichtung gegen andere mit anderen Eigenschaften

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ausgetauscht werden müßten und ferner ohne daß auch die Betriebsbedingungen geändert werden müßten. _ _w -

Mit der Vorrichtung gemäß Figur 1 wurde ein Versuch durchgeführt. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt.
Beispiel:

Nutdurchmesser der Verdrehrollen: 126 mm Anzahl der Drähte: 4 pcs

Vorschubgeschwindigkeit der Drähte: 2oo m/min Drehung der Verdrehrollen: Die Rotationsgeschwindigkeit der Drahtgruppe betrug anfänglich ungefähr 1oo Umdrehungen pro Minute, wurde nach Ablauf von 2 Sekunden auf einen maximalen Wert von ungefähr 1ooo Umdrehunoen pro Minute erhöht und nach weiteren 2 Sekunden auf die Anfangsgeschwindigkeit, das heißt unoefähr 1oo Umdrehungen pro Minute, abgesenkt. Der gleiche Zyklus wurde wiederholt. Ergebnis: Pro Meter der Drahtgruppe wurden mehrere Verdrehungen erhalten. Dieser Wert ist praktisch für eire Verbesserung der elektrischen Eigenschaften des entstehenden Fernmeldekabels ausreichend.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Figur 8 eine Vorrichtung zur Vierer-Verseilung beschrieben, welche das Drahtrückdrehverfahren der Erfindung anwendet. Vier Drähte W werden von vier Spulen 111, 112, 113 und 114 abgespult und über eine Vorrichtung 18 zur Kontrolle dir Zugspannung an einen Verdreh apparat nach der Erfindung geliefert. In den Figuren 8 und 1 sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Vorrichtung wird jedem der Drähte W Rtickdrehungen verliehen, und die Drähte werden nachfolgend in einem Nippel 7 gebündelt. Das Bündel wird

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dann durch eine Doppeldreh-Verseilvorrichtung, insgesamt mit 1o bezeichnet, zu einem Vierer-Grunde Iement verseilt. Die Doppeldreh-Verseilvorrichtung ist, kurz gesagt, folgender maßen aufgebaut: Auf zwei einander gegenüberliegenden Lagerböcken 1o1 sind gegenüberliegend Läufer 1o2, 1o2 drehbar befestigt, wobei sich zwischen diesen Läufern ein beweglicher Rahmen 1o3 befindet, welcher bezüglich des Bodens stationär aber offensichtlich drehbar bezüglich der Läufer ist. Auf diesem Rahmen 1o3 ist eine Zugvorrichtung 1o4 und eine Aufwickelspule 1o5 befestigt. Bei dieser Verseilvorrichtung erhält das Drahtbündel, falls sich die gegenüberliegenden Läufer 1o2 gemeinsam drehen, eine erste Verdrehung beim Läufereingang und eine zweite Verdrehung beim übergang vom Läufer 1o2 auf den stationären Rahmen 1o3, sodaß die Anzahl der Verdrehungen, die die Drahtgruppe schließlich erhält, gleich dem Doppelten der Drehung der Läufer entspricht. Eine Vierer-Verseilvorrichtung dieser Art, in Verbindung mit einer her!· ömmlichen, eine Rückdrehung verleihenden Vorrichtung, findet in breitem Umfang bei der Herstellung von FernpeIdekabeln Anwendung. Die Rückdrehungsvorrichtung nach der Erfindung läßt sich ohne Schwierigkeiten zwischen dem D rah tab laufblock und der Verseilvorrichtung anordnen bzw. einbauen und vermittelt in geeigneter Weise jedem der DRähte eine geeignete Rückdrehung. Die Vierer-Verseilvorrichtung läßt sich also kompakter und effektiver machen.

Im folgenden wird nun ein Beispiel beschrieben, bei dem die Verdrehvorrichtung nach der Erfinduno zur Verseilung einer Anzahl von Drähten verwendet wird. In Figur 9 ist ein Fünffach-Viererelement-Bündler zur Verseilung von 4 Drähten zu einem Vie rer gjun de lernen t und zur Zusammenfassung von fünf solcher Viererelemente zu einem Fünffach-Vierer-Kabel gezeigt. In Figur 9 sind mit

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21,22, 23 und 24 Zufuhrböcke zur Lieferung von Drähten W bezeichnet, wobei diese bevorzugt den ablaufenden Drähten eine Rückdrehung verleihen können. Die Drähte können hierbei entweder Windung für Windung von stationären Drahtspulen axial abgenommen oder Windung für Windung aus Ablaufspulen herausgezogen werden. Für das Rückdrehen der Drähte kann selbstverständlich die in Figur 8 ge zeigte Verdrehvorrich tuner nach der. Erfindung verwendet werden. In diesem Beispiel gelangen 5 Satz der genannten Zufuhrböcke zur Anwendung.

Die jeweils zu Vieren von den fünf > Sätzen aus jeweils vier Zufuhrböcken ablaufenden Drähte werden 5 Verseilvorrichtungen zugeführt. Die Verseilvorrichtungen sind hierbei so aufgebaut, daß eine Verdrehrolle drehbar auf einer Hohlröhre 26 so befestigt ist, daß eine Tangente an den Boden der ümfangsnut der Verdrehrolle mit der zentralen Achse der Hohlröhre 26 zusammenfällt. Am stromauf liegenden Ende der Hohlröhre 26 ist ferner eine Rolle 28 angebracht, die über eine Antriebsrolle 2o mit periodisch sich ändernder Rotationsgesch'/indigkeit angetrieben wird. Natürlich sollte die Ümfangsnut der Verdrehrolle 27 so groß sein, daß die vier Drähte in ihr durchlaufen können, wobei ihr Querschnitt insbesondere so ausgebildet sein kann, daß die vier Drähte nicht aneinander reiben und sich gegenseitier beschädigen. Zu diesem Zweck kann auch eine Verdrehvorrichtung mit zwei Verdrehrollen, wie sie in Figur 7 gezeigt ist, verwendet werden. Die 4 Drähte jeder Gruppe werden durch die 5 Verseilvorrichtungen zu einem Vieuter-Grundelement Q verseilt. Man erhält also insgesamt 5 Vierer-GrundeIemente. Die 5 Vierer-Grundelemente Q laufen dann über eine Führungsrolle 3ο und werden durch einen Sammelnippel 31 geführt. Wenn dabei die 5 Verdrehvorrichtungen

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in unterschiedlichem Abstand vom Sammelnippel angeordnet sind, so haben die entstanden einzelnen Vierer-Grunde leinen te relativ zueinander in Längsrichtung gesehen unterschiedliche Verdrehphasen. Die 5 durch den Sammelnippel 31 so gebündelten Vierer-Grundelemente werden dann einer Verseilvorrichtung zuqeführt. Diese Verseilvorrichtung hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die eben beschriebenen Verseilvorrichtung für die Vierer-Grundelemente, abgesehen von geringfügigen Abweichungen in der Dimensionierung, beispielsweise in den Abmessungen der Umfangsnut, weshalb für entsprechende Teile wiederum gleiche Bezuas zeichen verwendet wurden. Auf der Zeichnung bedeutet 32 eine Antriebsrolle, die die Rolle 28 antreibt, wobei die periodische Rotationssteuerung, die der Hohlröhre 26 über die Antriebsrolle 32 mitgeteilt wird, im Einklang mit der erforderlichen Verdrehsteighöhe des aus 5 Vierer-Grundelementen bestehenden Kabels steht. Die so gebündelten und verseilten Vierer-Grundelemente werden dann mit Hilfe eines Grobwicklers mit einer Grobw· cklung 37 versehen. Dieser Grobwickler dreht die Spulen 35 tragende Hohlröhre 33 über einen mit einer Antriebsrolle 36 verbundenen Rolle 34 in eine Richtung, wodurch das Wickelmaterial 37 von den Spulen 35 auf das durch die Hohlröhre 33 laufende Kabel aus 5 Vierer-Grundelementen in Spiralwindungen gewickelt wird.

Schließlich wird das so erhaltene Kabel aus 5 Vierer·· Grunelementen mit Hilfe einer Zugvorrichtung 38 auf eine Aufwickeltrommel 39 gewickelt. Das erhaltene Kabelprodukt aus 5 Vierer-Grundelementen ist in Figur 1o gezeigt. Wie vorstehend im einzelnen dargelegt wurde, ist das Verdrehbzw. Verseilverfahren der Erfindung extrem einfach, da nur ein oder mehrere fadenförmige Elemente, wie beispielsweise Drähte an 3 in Längsrichtung angeordneten Punkten so eingespannt werden müssen, daß ein Verdrehen bzw.

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Verseilen des oder der Elemente ohne Behinderung von deren Laufbewegung verhindert ist, und der mittlere Einspannpunkt um eine zentrale Achse des oder der Elemente mit periodisch zunehmender und abnehmender Geschwindigkeit rotiert werden muß. Auf die Verdreh- bzw. Verseil- " vorrichtung der Erfindung ist sehr einfach im Aufbau, da sie zur Durchführung dieses Einspannvorganqs mit einer oder mehreren Verdrehrollen auskommt, welche sich mit periodisch zu- und abnehmender Rotationsgeschwindigkeit drehen lassen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist daher viele Vorteile auf, zu denen beispielsweise niedrige Herstellüngs - und Aufstellungskosten gehören, und vor allem ein wirksames Verdrehen bzw. Verseilen von Fadenförmigen Elementen.

Zusammengefaßt schafft die Erfindung also ein Verfahren mit folgenden Schritten: Führen eines einzelnen oder mehrerer von einer ^führungsvorrichtung zugeführter fadenförmiger Elemente, wie beispielsweise Drähte, insbesondere für Fernmeldekabel, mit konstanter Geschwindigkeit durch 2 eine Drehung verhindernde Punkte, die jedoch nicht die Laufbewegung der Elemente behindern; Einspannen des oder der Elemente zwischen den genannten eine Verdrehung verhindernden Punkten derart, daß ähnlich wieder eine Verdrehung verhindert ist, ohne die fortschreitende Bewegung der Elemente zu behindere wobei die Einspannpunkte um eine zentrale Achse der Elemente sowohl in die eine als auch in die andere Richtung mit periodisch zu- und abnehmender Rotatiosgeschwindigkeit gedreht werden können, sodaß das sich ergebende Produkt in seiner Längsrichtung gesehen abwechselnd S- und Z-Verdrehungen erhält. Im Falle eines einzelnen Elements erhält dieses Rückdrehungen, während im Falle einer

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Mehrzahl von Elementen diese verseilt^werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält Drehrollen als Mittel zur Verhinderung einer Verdrehung und gleichzeitigen Zulassung einer Fortschreitbewegung des oder der Elemente.

Der Begriff "Verdrehen" bezieht sich, abgesehen von wenigen Ausnahmen, in dieser Beschreibung immer auf einen einzelnen Draht, während mit dem Begriff "Verseilen" im allgemeinen auf das gegenseitige Verdrehen mehrerer Drähte bezieht. Der Begriff Verdrehen beinhaltet auch das Verseilen von Rückdrehung(en) an einem einzelnen Draht.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Verdrehen bzw. Verseilen eines einzel-

   n bzw. einer Mehrzahl von fadenförmigen Elementen, insbesondere Kabelfäden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen oder die Mehrzahl von Elementen mit konstanter Geschwindigkeit durch drei in Laufrichtung des oder der Elemente im Abstand voneinander angeordnete Einspannpunkte geführt werden, welche zwar das Weiterlaufen des bzw. der Elemente zulassen, diese jedoch hinsichtlich ihrer Drehlage festlegen, während der mittlere der Einspannpunkte unter periodischer Erhöhung und Verminderung der Drehgeschwindigkeit um eine zentrale Achse des oder der Elemente gedreht wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Einspannpunkt als Verdrehrolle ausgebildet ist, um welche das einzelne Element oder die Mehrzahl von Elementen in einer einzigen Wicklung gelegt ist.

   3. Verfahren¹ nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung der Drehgeschwindigkeit schneller erfolgt als die Erhöhung.

   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Inspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein von dem einzelnen Element oder der Mehrzahl von Elementen zu durchlaufendes und periodisch mit zu- und abnehmender Drehzahl drehbares Rohr (2;26) und wenigstens eine mit einer Umfangsnut versehene, auf

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   dem Rohr drehbar befestigte und derart angeordnete Verdrehrolle (1;27), daß eine an den Boden der Nut gelegte Tangente mit der zentralen Achse des Rohrs zusammenfällt.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
   Anspruch 1, gekennzeichnet durch
   ein von dem einzelnen Element oder der Mehrzahl
   von Elementen zu durchlaufendes und periodisch mit zu- und abnehmender Geschwindigkeit drehbares Rohr (12);

   zwei im Rohr mit ihren Achsen gegenüber der zentralen Achse des Rohres in entgegengesetzter Richtung versetzt angebrachte Verdrehrollen (13, 14) und
   zwei stromauf bzw. stromab bezüglich der Verdrehrollen angebrachte Füh rungs rollen (15, 16) zur Verhinderung der Verdrehung des einzelnen Elements oder der Mehrzahl von Elementen.

   23. Oktober 1974 / 958 d

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