DE2508896A1

DE2508896A1 - Maschine zur herstellung eines kabels durch verseilen von einzeldraehten

Info

Publication number: DE2508896A1
Application number: DE19752508896
Authority: DE
Inventors: Charles Dr Maillefer; Rene Schlaeppi
Original assignee: Maillefer SA
Current assignee: Maillefer SA
Priority date: 1974-03-01
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1975-09-04
Also published as: IT1033312B; FR2262715B1; NO142323C; NO142323B; GB1503743A; DE2508896C3; US3969880A; FR2262715A1; ES435382A1; DE2508896B2; SE7502241L; NO750675L

Description

Patentanwälte

Maillefer S.A.

Route du Bois

1024 Ecublens, Kanton ¥aadt, Schweiz

Maschine zur Herstellung eines Kabels durch Verseilen von

Einzeldrähten

Die Herstellung von Kabeln, die aus Drähten bestehen, insbesondere aus Stromleitern, erfährt stetige Verbesserungen, welche es erlauben mit immer höheren Geschwindigkeiten zu arbeiten.

Hierdurch wachsen auch die Anforderungen, die an die Kabel hinsichtlich ihrer Qualität gestellt werden.

Es gilt namentlich für viererseilartige Telefonkabel uiu die

Nachrichten mit gutem Wirkungsgrad zu übertragen und um die Diaphonie zu vermeiden zwischen die Viererseile solcher Kabel

509838/03AS

wohl bestimmte elektrische Eigenschaften aufweisen. In der Prakis misst man die Widerstände, die Induktivitäten und die Kapazitäten auf den Kabeln, welche die Fabrikationsstelle verlassen, um so die Qualität dieser Kabel zu bestimmen. Dabei benützt man unter anderem die Werte K₁, K₂, K , K-., K-^r usw.

Eine schwer zu erfüllende Anforderung besteht darin, genügend kleine kapazitive Ungleichgewichte zu erhalten. Der Wert K (worunter das kapazitive Ungleichgewicht real-real verstanden wird) berücksichtigt die Kapazitäten der Drähte zur Erde C bis C', er ist auf der Fabrikationsspule nicht messbar. In der Praxis benützt man anstattdessen den auf der Spule gemessenen

Wert K,¹ » C₁- + C ' - C₁. - C„_.
1 13 24 14 23.

Jedenfalls sind im Kabel die Werte K und K,* sehr nahe beieinandergelegen .

Die kapazitiven Ungleichgewichte zwischen jedem Paar und dem Phantomstroiakreis sind gegeben durch die nachfolgenden Ausdrücke unter Vernachlässigung der Kapazitäten zur Erde.

Die Viererseiie sind umso besser und die Diaphonie ist umso schwächer wie die Werte K ', K und K_n tiefliegen.

Es ist der Wert K ⁸, der in erster Linie überwacht werden muss, denn die Normen hinsichtlich dieser Grosse sind sehr streng.

Um gute Kabel zu erhalten, d.h. solche mit geringem K₁'-Wert, bemüht man sich, vier isolierte Leiter zu verwenden, die einander sehr ähnlich sind. Man beobachtet jedoch, dass die

509836/0345

Einhaltung dieser Bedingung nicht genügt und dass Verseilen der vier Leiter eine grosse Rolle spielt. Sogar mit perfekten Leitern ist es ohne weiteres möglich, dass die kapazitiven Ungleichgewichte die zulässigen Toleranzen übersteigen.

Man kann unter Zugrundelegung von theoretischen üeberlegungen die Kapazitäten zwischen Leitern ausrechnen unter der Annahme, dass sie sich berühren, und so die kapazitiven Ungleichgewichte bestimmen. Die rechnerisch erhaltenen Werte sind im allgemeinen sehr gering, d.h. innerhalb der Toleranzen gelegen. Es ist noch nie eine klare Doktrin formuliert worden über die Entstehung der Ungleichgewichte, die in der Praxis manchmal recht beträchtlich sind. Nichtsdestoweniger stellt man bei Manipulierung der Viererseile fest, dass wenn zwei benachbarte Leiter sich über einer gewissen Strecke voneinander trennen, die Ungleichgewichte stark zunehmen. Man kann deshalb annehmen, dass die kapazitiven Ungleichgewichte von einem geometrischen Fehler bezüglich der Lage der Leiter herrühren, obwohl es nicht möglich ist, durch direkte Einsichtnahme die Relativverschiebung der Leiter und ihren Abstand voneinander zu beobachten.

Man hat während vielen Jahren das Problem des Verseilens von vier Leitern ähnlich behandelt wie jenes des Verseilens von Stahldrähten, wo es üblich ist, die Drähte aufzudrehen. Da der Stahldraht sehr grosse Steifigkeit besitzt, verträgt er schlecht die Verdrehung, die er während einer Verseilung mit anderen Drähten erleidet, was ihn daran hindert, sich tangential zu seinen Nachbarn zu legen. Während vielen Jahren hat man das Aufdrehen angewendet bei der Fabrikation von Viererseilen, ist sich aber heute dessen bewusst, dass diese Disposition beim Arbeiten mit grosser Geschwindigkeit und bei Berücksichtigung der immer strengeren Vorschriften ungenügend ist.

509836/0345

Man hat auch bereits versucht, die Qualität der Viererseile zu verbessern, indem man die vier Leiter gezwungen hat, unter Durchlaufen gleich grosser Strecken zur Verseilstelle vorzulaufen, wobei Geberspille zur Verwendung gelangten. Die Resultate entsprachen aber nicht den Erwartungen. Andere Konstrukteure haben sich bemüht, den vier Leitern mechanische Spannungen aufzuerlegen, die konstant und unter sich gleich sind. Es ist nämlich klar, dass wenn sich ein Leiter entspannt, er sich vom Zentrum des Viererseils entfernt und so unter Umständen zwischen sich und den Nachbarnleitern Zwischenräume entstehen lässt. Auch hier hat die Gleichheit der Spannungen nicht das gewünschte Resultat ergeben, besonders bei grossen Arbeitsgeschwindigkeiten.

Im allgemeinen sind die Verseilmaschinen mit Haspeln ausgerüstet, auf denen die Drahtabgabespulen angeordnet sind,und man weiss, dass wenn die Drähte mit grosser Geschwindigkeit von der Haspelei abgezogen werden, sie Stösse erleiden, welche recht hinderlich sind. Man hat schon versucht, durch eine wohl durchdachte Konstruktion der Haspelei diese Stösse auf ein Minimum zu reduzieren.

Ein bekannter Typ von Haspelei ist jener, der nach dem Abwickelprinzip funktioniert. In der einfachsten Ausführung ist es dann die auf den Draht wirkende Spannung, die die Spule um ihre Achse drehen macht. Diese Ausführung eignet sich nur für Draht, der genügend widerstandsfähig ist _t um die Reibungen und ünwuchten der Spule zu überwinden. Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann zum Antrieb der Abgabespule ein Motor vorgesehen sein. Dieser Motor kann ein Drehmoment abgeben in Funktion der Geschwindigkeit der Spule, um die Drahtabwicklung zu untersetzen und die Spannung im Draht zu vermindern. Dieser Motor kann auch ein solcher mit regulierbarer Geschwindigkeit sein, gesteuert durch eine Anhäufung von Draht. Ist diese Anhäufung gering, so erhält der Motor den Befehl schneller zu drehen,

509836/0345 ·

ist sie hingegen stark, so erhält er den Befehl langsamer zu drehen. Es muss darauf geachtet werden, dass diese geschlossene Regelschlaufe stabil ist. Im übrigen ergibt sich dabei eine Spannung, die konstant und mittelwertig ist, aber die Unregelmässigkeiten der Wicklungen auf der Spule ergeben in der Anhäufvorrichtung Stösse, die insbesondere auf ihren Taster wirken. Die Trägheit dieses letzteren führt dazu, dass die kurzzeitigen Spannungsänderungen nicht gedämpft werden. Bei sehr hoher Geschwindigkeit kann diesesPhänomen sehr hinderlich sein, denn es ergibt sich im abgewickelten Draht eine Vibration. Ein anderer Nachteil des Systems beruht in den hohen Anschaffungskosten des drehzahlregulierbaren Motors und der selbsttätig wirkenden Regulierschleife.

Beim Drahtabnehmen durch Abziehen desselben, wobei der Draht eine um eine der Wangen der Spule rotierende Schleife bildet, eignet sich besser für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten. Man sieht einen Zylinder oder einen Konus ?or, der rar Spule koaxial ist und Antiballon genannt wird, zur Beinhaltung der Schleife in einem begrenzten Raum. Der Draht,der durch Zentrifugalkraft-Einwirkung anlässlich der Drehung der Schleife nach aussen geschleudert wird, reibt an diesem Antiballonsylinder oder -konus und erleidet dadurch eine gewisse Bremsung. Diese Bremsung ist verschieden gross je nachdem die Schleife am Antiballonteil oben oder unten anliegt, denn das Gewicht der Schleife kommt im einen Fall zur Zentrifugalkraft hinzu, während im andern Fall es von dieser abzuziehen ist. Es ergeben sich also in der Spannung des Drahtes Pulsationen. Ein schwerwiegenderer Kachteil tritt bei kleinen Geschwindigkeiten und im An-.lauf auf, wenn die Drahtschleifs su langsam umdreht* als dass die Zentrifugalkraft sie von- der Wange der Spule -abheben könnte. Man kann diesem üebels-'cand. abhelfen _B Iec-shi man Sie Spalenwange mit einer Krone oder einer Scheibe ausrüstet* di© ffidlt einer Geschwindigkeit clrehi, die gleich gross ist oder grosser ς-jie jene der Drah-fcsclrleif®,, Disss Ero^s G-S-^n -Sciieibs wird

vorzugsweise durch einen unabhängigen Motor in Drehung versetzt.

Der Nachteil der Drahtabnähme durch Abziehen wie oben beschrieben, liegt in der Schwierigkeit/, dem Draht eine vorbestimmte Spannung zu erteilen. Diese Spannung ist bei geringen Geschwindigkeiten beinahe nullwertig, was in den meisten Fällen eine Drahtbremse erforderlich macht. Bei hoher Geschwindigkeit vergrössert die Reibung der Drahtschxeife am Antiballonglied die Spannung des Drahtes.

Nun hat man aber entdeckt, dass Spannungsunregelmässigkeiten von kleiner Amplitude, oder mit andT« SJorfcen gesagt, kleine Stösse von kurzer Dauer die Ursache für die kapazitiven Ungleichgewichte in den Viererseilen sein können« Solche Stösse können nicht durch die üblichen Messapparate aufgespürt werden, die eine nicht vemachiässigbare Trägheit aufweisen wegen dam Vorhandensein von beweglichen Massen_o Ss wurde die Hypothese aufgestellt, dass der Ursprung dieses: Spannungsunregelmässigkeiten in ünregelmässigkeiten der Bewicklung der Spulen zu suchen seien, oder la Vibrationen der ümlenkräder überlaufenden Drähte oder gsas Sillgeraein Ir materiellen Kontakten zwischen dem mit grosser Geschwindigkeit fortlaufendem Draht und irgendeinem feststehenden oe-sr beweglichen oder mechanischen Teil, etwa einest Führangsorgan ο_adglο

Diese niehtatifgaspürten Stösss wirken Jedoch auf die Lage ein, welche die Drahts siznEiehrasii an der Verseil stelle* wodurch für das nackte Äuge sieht wahrnehmbar kleisie Zwischenräume entstehen zwischen den einzelnen isolierten Brälifcsa des Viererseils ι es genügen schoa gwiseiiew'rSätäs 'ion miz tfeaigen Zehntelsmillimeter Weite über häna,m \^on el'sr Grosgenordnwuig eines Meters, w&_e wenn si© sich wi©fesrfi:>Isi£_t ass Ifisserssil sr&.s den Tolesranzsn herausstK7sr f en „

In gewissen Verfahren zur Herstellung oder zur Behandlung von Artikeln, welche sehr delikate metallische Drähte oder Bänder aufweisen, benützt man Vorrichtungen, die es erlauben, diese Drähte bzw. Bänder unter konstanter Spannung zu halten, ohne dass sie dabei der Einwirkung von Festteilen ausgesetzt sind, welche die möglicherweise verletzen könnten oder welche möglicherweise die Behandlung stören könnten, der sie unterworfen werden. In gewissen dieser Vorrichtungen benützt man, um den Draht unter Spannung zu halten, Mittel, welche auf ihn elektromagnetische Kräfte ausüben.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zui Herstellung von Kabeln durch Verseilen vorzuschlagen, welche bei den sehr hohen heute geforderten Geschwindigkeiten Kabel von besserer Qualität liefert, als man sie bis anhin erhalten konnte. Ausgehend von der oben angeführten Hypothese gemäss welcher die Ursache der festgestellten Fehler in Unregelmässigkeiten der Spannungen zu suchen ist, die durch die bekannten Messapparate nicht aufspürbar sind und die vorkommen .trotz der Beachtung von Vorsichtsmassnahmen, zur Vermeidung jedes Stosses bzw. Schütteins beim Abwickeln der Drähte wurde herausgefunden, dass es möglich ist, Maschinen des herkömmlichen Typs zur Herstellung von Kabeln durch Verseilen von Drähten ohne grosse Komplikation mit Unterspannungssetzungsvorrichtungen.auszurüsten, die gleichfalls ohne materielle Berührung zwischen Festteilen und den Drähten arbeiten, und ausserdem eine Reglierung dieser Unterspannungssetzungsvorrichtungen vorzusehen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass man auf diese Weise eine überraschende und nicht voraussehbare Verbesserung der Qualität der Kabel erhält, besonders wenn die Maschine mit sehr grosser Geschwindigkeit arbeitet.

Ausgehend von einer Maschine zur Herstellung eines Kabels durch Verseilen von Einzeldrähten, mit einer Haspelei, zu der mehrere Träger und Drahtabgabespulen gehören, einem Verseilapparat,

509836/0345

der ein Eintrittszieheisen aufweist, und einem Aufnahmeapparat, der nebst einem Träger für eine Aufnahmespule Mittel zum Einziehen des Kabels aufweist, wird die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäss darin gesehen, dass die Vorrichtungen zum Spannen der Drähte zwischen dem Eintrittszieheisen und jedem der Vorratsspulenträger angeordnet sind und ferner dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Drahtspannvorrichtungen mindestens ein Führungsergan aufweist, welches den Draht an einer festen Stelle stützt, ferner eine Durchtrittszone, die laufaufwärts des Führungsorganes gelegen und von einem Drahtsegment durchsetzt ist, ohne dass dieses dabei geführt ist, Mittel zum Anlegen einer Kraft an das Drahttrum, so dass diese Kraft über der Trumlänge verteilt ist, und von den Einziehmitteln unabhängige Mittel zum Reglieren dieser Kraft.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine wird die auf die Länge des Drahttrums verteilte Kraft auf sehr einfache Weise erhalten, indem die "Abgabespule durch einen unabhängigen Motor in Drehung um ihre Achse versetzt wird. Der ablaufende Draht bildet eine Schleife, welche infolge der Drehung der Spule der Zentrifugalkrafteinwirkung unterworfen ist. Es kann eine feststehende oder mit der Spule drehfest verbundene Antiballonvorrichtung vorgesehen sein, im Bereich des freien Durchlasses, den der Draht durchläuft, bevor er das Führungsorgan durchläuft. Die Spannungsreglierung erfolgt dann durch Reglierung der Drehgeschwindigkeit der Spule, die unabhängig ist von jener der Einziehmittel.

Der Vorteil einer derart ausgebildeten Maschine liegt darin, dass sobald die Spule in Drehbewegung versetzt ist, nichts mehr sich dem raschen Vorlauf des Drahtes widersetzt, denn die Zentrifugalkraft löst den Draht von der Spule ab. Des weitern hängen der Luftwiderstand oder die durch die Antiballonvorrichtung auf den Draht ausgeübte Reibung von der Drehgeschwindigkeit der Spule ab. Man regelt also die Drahtspannung durch

509836/0345

Wahl einer adequaten Drehgeschwindigkeit der Spule oder durch geeignete Wahl des Durchmessers des Antiballonorgans. Diese Drahtspannung wird erhalten, ohne dass andere Massen in Bewegung gesetzt v/erden als der Draht selbst. Man hat es also mit einer nur sehr geringen Trägheit zu tun, weshalb Stösse oder Schüttelbewegungen absorbiert werden, die auf Unregelmässigkeiten der Windungen auf der Spule zurückzuführen sind.

Beiliegende Zeichnung stellt beispielsweise verschiedene Ausführungsformen einer Viererseilkabelherstellungsmaschine gemäss der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufriss der Maschine, wobei zwei Drahtabgabeapparate gezeigt sind,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer der Drahtabgabeapparate in einem Massstab der etwas grosser ist als jener der Fig. 1,

Fig. 3 einen der Fig. 2 ähnlichen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsixrt des Abgabeapparates,

Fig. 4 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsart des - Abgabeapparates,

Fig. 5 eine Ansicht gemäss Pfeil A der Fig. 4,

Fig. 6 ein Diagramm, welches den Arbeitsablauf bei Ingangsetzung der Maschine veranschatilicht, und

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform.

Die in der Zeichnung dargestellte ViererseilkabelherStellungsmaschine ist eine solche mit doppelter Torsion. Die mit den beiden feststehenden Ständern 2 und 3 ausgerüstete Grund-

S09836/03A5

platte 1 trägt eine Lyra 4 innerhalb welcher eine Wiege 5 aufgehängt ist, welche die aufnehmende Spule 6 trägt. Das Vierersei!kabel 7 durchläuft ein Zieheisen 7a, das am Ständer 2 fest ist, überläuft dann die Führungsrolle 8, die es nach einem der Aeste der Lyra führt, von wo es zur Umlenkrolle 9 führt in der Achse der Maschine, um endlich zur Spule -6 zu gelangen, die in Drehung versetzt ist und das Viererseilkabel sowie die Drähte von den Abgabespulen herzieht.

Die Lyra 4 und das Zieheisen 7a bilden einen Verseilapparat wogegen die Wiege 5 und der Träger der Spule 6 den .Aufnahmeapparat bilden. Die .Spule 6 ist durch einen Motor 6a angetrieben, dessen Stator auf der Wiege 5 montiert ist. Dieser Motor bildet ein Mittel zum Einziehen des Führerseils 7.

Weiter laufaufwärts befindet sich eine Kaspelei, in welcher auf einem starren Gestell 10 vier Haspel angeordnet sind, die je zusammenfassend mit 11 bezeichnet sind und von denen nur deren zwei dargestellt sind. Einer dieser Haspel ist im einzelnen in der Fig. 2 veranschaulicht. Man sieht dort einen Teil des Gestells 10, der ein Lager 12 aufweist, in welchem ein Spulenträger 13 angeordnet ist, welcher aus einer Hohlwelle besteht, an deren einem Ende eine Riemenscheibe 14 fixiert ist. An ihrem anderen Ende hat diese Hohlwelle eine abgerundete Einmündung 20, welche ein Organ zur Führung des Drahtes 19 bildet. Eine auf der Hohlwelle angeordnete Spule 15 erhält ihren Drehantrieb durch die Riemenscheibe 14 und den Riemen 16, der ebenfalls über die auf. der Welle des Motors 17 befestigte Riemenscheibe läuft (Fig. 1).

Ein zylindrisches Antiballonorgan 18 ist am Gestell 10 fixiert. Es ist zur Spule 15 koaxial und erstreckt sich in Längsrichtung über eine Strecke, die etwas grosser ist als die Länge der Spule 15. Das freie Ende der Hohlwelle 13 ist ungefähr bei der rechtsseitigen Wange der Spule 15 gelegen derart, dass der Draht

509836/0345

19, der von der Spule abgenommen wird, frei von dieser Spule bis zum Führungsorgan 20 läuft und dann im Inneren der Welle zur Konvergenzstelle der das Viererseil 7 bildenden Drähte gezogen wird.

Es ist leicht einzusehen, dass wenn die Spule 15 in solchem Sinne gedreht wird, dass die Windungen dieser Spule die Tendenz haben, sich eine gegen, die andere zu legen und dass wenn die Spule 6, welche die Drähte 19 gegen das Zieheisen 2a zieht, so arbeitet dass die Drähte bei konstanter Geschwindigkeit gezogen werden, die auf die Drähte ausgeübte Spannung gegeben sein wird durch die Dimensionen der Schleife, in welcher jeder Draht von der Spule, zum Führungsorgan 20 läuft, und durch die Drehgeschwindigkeit der Spulen. Diese Parameter bestimmen nämlich die Grosse der Zentrifugalkraft, die in der Schleife wirksam ist. Die Antiballonvorrichtung 18 dient also zur Begrenzung des Radius der Schleife und somit zur Stabilisierung der Funktion des Apparates. Sie kann auch gebraucht werden zum Reglieren der Drahtspannung.

Gegebenenfalls kann zur Verminderung der Reibung der Schleife am Antiballonorgan dieses letztere mit der Spule drehbar gemacht werden. Dies ist in der Fig. 3 gezeigt, wo man wieder das Gestell 10 sieht und auf einer Konsole 21 einen Motor 22, dessen Welle 23 durch ein Lager 24 getragen wird. Die Welle 23 trägt auf der linken Seite des Lagers 24 ein Antiballonorgan 25. Das Ende der Welle 23 bildet einen Spulenträger, auf dem die Spule 27 sitzt. Der Draht 28 wird von der Spule abgezogen und bildet dann eine Schleife im Innern des Antiballonorgans 25, wobei diese Schleife sich in dem die Spule umgebenden freien Ringraum erstreckt, und weiterhin in dem freien Raum der vor dieser Spule gelegen ist, um dann in das Führungsorgan einzulaufen, das durch eine Oeffnung gebildet wird, die im Zentrum der vorderen Stirnwand des Antiballonorgans 25 vorgesehen ist.

S098 36/034 5

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Haspelei ist mit mehreren Verbesserungen versehen, welche in erster Linie das Einsetzen der Spulen erleichtern.

Das in Eig. 4 gezeigte Gestell 31 trägt vier Haspel, von denen jedes eine Lagerungsvorrichtung 32 aufweist bestehend aus zwei Kugellagern 33 und 34. Die vier Lagerungsvorrichtungen 32 sind auf dem Gestell 31 verteilt, vorzugsweise in den vier Ecken eines Quadrats und ihre Achsen genauestens zueinander parallel. Jede weist eine Hohlwelle 35 auf, die an einem Ende mit einer Riemenscheibe 36 ausgerüstet ist, über welche ein Riemen 37 läuft., wogegen das andere, mit einem Gewinde 38 versehene Ende frei ist ur.l sich in der Maschine nach vorn erstreckt, so dass sie ohne weiteres zugänglich ist. Die Riemenscheiben 36 sind durch einen gemeinsamen Motor (nicht dargestellt) angetrieben, wobei es sich hierbei vorzugsweise um einen Motor handelt,dessen Drehzahl aus dem Stillstand bis zu einem Maximalwert stufenlos veränderbar ist. Die Ausbildung der Riemenscheiben 36 und der Riemen 37 ist eine solche, dass die vier Wellen 35 stets gleich schnell drehen und zwar vorzugsweise im gleichen Sinne, nämlich im Gegenuhrzeigersinn, wenn man die Fig. 5 betrachtet.

Auf der von der Riemenscheibe 36 entfernten Seite der Lagerungsvorrichtung 32 trägt die Welle 35 eine Bremsscheibe 39, die zu einer hydraulischen oder pneumatischen Bremsvorrichtung bekannter Bauart gehört, deren Sattel mit 40 bezeichnet ist.

Der sich jenseits der Scheibe 39 erstreckende Teil der Welle 35 dient als Träger einer Spule 45, auf welcher einer der Drähte 66 aufgewickelt wird, aus denen das Viererseil gebildet wird. Im vorliegenden Beispiel ist der Draht im Uhrzeigersinn bei Betrachtung in Fig. 5 aufgewickelt. Die Welle 35 ist ausserdem mit einer Antiballonhülle 41 ausgerüstet, die zylindrisch ist und die aus einem Blechteil besteht, der an seinem den

509836/0345

Lagern 33 und 34 benachbarten Ende auf der Welle 35 angebracht ist durch radial angeordnete starre Verbindungselemente, zu denen eine Ringscheibe 42 gehört. Die Antiballonhülle 41 ist zur Welle 35 koaxial und auf der rechten Seite (Fig. 4) offen, also auf der dem freien Ende der Welle entsprechenden Seite. Es kann vorgesehen sein, die Innenwandung der Hülle 41 mit einem Belag zu versehen, der jede Verletzung des Drahtes 66 ausschliesst. · ■

Der innerhalb der Hülle 41 gelegene Teil der Welle 35 trägt einen Spulenträger 43 in Form einer zylindrischen Hülse; diese ist beispielsweise auf die Welle aufgepresst und auf dem vorderen Ende der Welle durch einen Ring 44 gehalten, der auf die Welle aufgeschraubt ist. Der Aussendurchmesser des Spulenträgers 43 passt zum Innendurchmesser der Spulen 45, die dazu bestimmt sind, auf die Haspelei aufgeschoben zu werden. Diese Spulen können somit auf den Träger 43 aufgeschoben werden, bis sie an einer Schulter 43a anliegen, der linksseitig an diesem Träger vorgesehen ist.

Der Spulenträger 43 ist an der Welle 35 so befestigt, dass er eine erste Schurre 46 festhält, die beispielsweise aus einer Blechscheibe besteht, die eine zentrale Oeffnung hat, zur Ermöglichung ihres Aufsetzens auf die Welle 35 und deren äusserer Rand im Diametralschnitt U-förmig umgebogen ist zur Bildung einer Ringkehle 47. Der Eingangsdurchmesser dieser Kehle ist geringfügig grosser als der Aussendurchmesser der Spulenwangen 45. Die Schurre 46 ist also an der Welle 35 durch den Träger 43 festgesetzt und beim Aufsetzen der Spule 45 tritt die den Lagern 33 und 34 benachbarte Spulenwange in das Innere dieser Kehle 45 ein. Zum Fixieren der Spule benützt man eine Mutter 48, deren äussere Mantelfläche zylindrisch ist und die an ihrem Vordarende ein abgerundetes Profil hat; diese Mutter sitzt auf dem Hinterteil 38 der Welle 35- und hält eine zweite Schurre 49 fest, die ähnlich ausgebildet ist wie die erste und eine Ringkehle 50 hat. Diese Schurre 49 kann an der Mutter

509836/0345

48 befestigt sein oder von ihr getrennt sein. Vorzugsweise ist sie mit einem zentralen Ring 51 versehen, der an ihrer Innenseite befestigt ist und so dimensioniert ist, dass sie auf den Ring 44 passt und gegen die vordere Wange der Spule

45 gedrückt wird, wenn die Mutter 48 auf dem Gewindeteil 38 aufgeschraubt ist. Die Spule 45 ist dann auf der Welle 35 festgesetzt und ihre beiden Wangen sind dann durch die Schurren

46 und 49 abgedeckt.

Die Mutter 48 kann auch mit einem Schnellverschluss ausgerüstet sein, etwa mit einem Bajonettverschluss.

Die Welle 3j hat einen sich auf ihrer ganzen Länge erstreckerden zentralen zylindrischen Kanal 52, dessen Wandung an seinen beiden Enden abgerundet ist. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, wird der auf der Spule 45 aufgewickelte Draht nach seinem Abzug von derselben von rechts nach links durch diesen Kanal 52 geleitet. Nach Verlassen des linksseitigen Endes der Welle 35 wird der Draht zu einem Verseilungseisen geleitet, in welchem er mit ähnlichen Drähten vereinigt wird, die von anderen, in der Haspelei angeordneten Spulen stammen. Der durch den Draht 66 während dem Arbeiten der Maschine durchlaufene Weg ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Riemen 37 übertragen nämlich den Antrieb auf die Spulen 45, so dass diese im Sinne des Pfeiles B (Fig. 5) gedreht werden, also in einem Sinne, der zum Aufwicklungssinne der Wicklung 53 auf der Spule entgegengesetzt gerichtet ist_f dies damit ein Drahttrum unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft eine Schleife 66a bildet, welche sich von der Oberfläche der Wicklung 53 bis zur Berührung mit der Antiballonhülle 41 erstreckt und von dort bis zum freien Ende der Welle 35, wo der Draht in den Kanal 52 eintritt. Es ist auf diese Weise eine Drahtspannvorrichtung verwirklicht, welche unter Ausnützung dieser Zentrifugalkraft wirkt, von gedrängtem Aufbau ist und leicht reguliert werden kann. Es genügt in der Tat, die Antriebsdrehzahl des die Spulen 36 antreibenden Motors zu variieren, um die auf die

509836/0345

Schleifen 66a wirkende Zentrifugalkraft zu ändern,und zwar in gleichem Äusmass für die vier Drähte, die das Viererseil bilden. Somit sind auch die Spannungen, denen diese Drähte ausgesetzt sind konstant unter sich gleich gross.

Die Schurren 46 und 49 spielen eine wichtige Rolle, insoweit. als sie während dem Arbeiten der Maschine einen gleichmässigen Drahtabzug von den Spulen gewährleisten, auch wenn es sich um normale Spulen handelt, die auf selbsttätig arbeitenden Aufspulgeräten bewickelt worden sind, insbesondere auch wenn diese Aufspulgeräte solche sind.mit kontinuierlicher Drahtübertragung von einer Spule zur nächsten. Diese selbsttätig wirkenden T.ufspuigeräte lassen notwendigerweise am Anfang der Aufwicklung einen Drahtschwanz, dessen Länge mindestens so gross ist wie der Unterschied dar Radien zwischen dem Spulenmittelte.il und dam Umfang der Spulenwangen. Normalerweise ist dieser in Fig. 5 mit 54 bezeichnete Spulenschwanz in der Wicklung untergetaucht, kommt er aber frei während der Abnahme der Dicke dieser Wicklung im Zuge der Bildung des Kabels, wobei er sich dann radial erstreckt in der Nähe der einen oder anderen Wange der Spule. Es liegt auf der Hand, dass bei Abwesenheit der Schurren 46 und 49 dieser Drahtschwanz nach einem teilweisen Entleeren der Spule mit dem Drahttrum 66 in Konflikt kommen könnte, der die Schleife 66a bildet, was dann zu Drahtris'sen führen würde. Die Schurren 46 und 49 nehmen nun den Drahtschwanz 54 auf, unbekümmert darum, ob dieser Drahtschwanz am einen oder anderen Ende der Spule gelegen ist; sie geben also dafür Gewähr, dass dieser Drahtschwanz nicht mit der Schleife 66a in Konflikt kommen kann.

Die oben beschriebenen Mittel ermöglichen es auch, die Grosse der Schleife 66a beim Anlaufenlassen der Maschine zu reglieren, wenn wie folgt vorgegangen wird: sobald einmal die Spulen aufgesetzt worden sind, werden die Enden der Drähte 66 in die Kanäle 52 eingeführt und dann zum Einzieheisen in der Verseil-

5 09836/0345

Vorrichtung der Maschine und schliesslich zum Aufnahmeorgan, das im allgemeinen aus einer Aufnahmespule besteht. Letztere ist an Antriebsmittel angekuppelt, deren Geschwindigkeit ebenfalls regulierbar ist, und welche die Mittel zum Vorziehen des Kabels bilden. Beim Anlaufenlassen der Maschine wird der zum Antrieb der Haspelei dienende Motor so gesteuert, dass seine Drehzahl allmählich ansteigt, gemäss dem geradlinigen Kurvenabschnitt 55 (Fig. 6). Schon nach wenigen Sekunden ist die vorbestimmte Drehzahl erreicht, hört die Beschleunigung auf, und wird der Motor bei konstanter Drehgenchwindigkeit gehalten, entsprechend dem Kurvenabschnitt 56. Zugleich wird auch die Viererseilmaschine in Gang gesetzt mit einer gemäss dem geradlinigen Kurvenabschnitt 57 allmählich ansteigenden Geschwindigkeit bis die Normalgeschwindigkeit gernäss Kurvenabschnitt 58 erreicht worden ist. Von einem gewissen Zeitpunkt an (Kurvenabschnitt 59 in Fig. 6) wird erneut gemäss einem geradlinigen Kurvenabschnitt 60 die Haspelei beschleunigt im Synchronlauf mit der Viererseilmaschine, dies bis die Normalgeschwindigkeit erreichtest, welche durch den Kurvenabschnitt 58 dargestellt ist. Die Drehgeschwindigkeit der Spulen 55 entspricht dann dem Kurvenabschnitt 61 unter Lieferung des gewünschten Bremswertes, d.h. des Viertes der Spannung, welcher der Draht ausgesetzt wird.

Zum Anhalten der Maschine wird auf umgekehrter Weise vorgegangen, so wie dies die Kurvenabschnitte 62, 63, 64 und 65 des in Fig. 6 wiedergegebenen Diagramms veranschaulichen. Für die Verlangsamung der Wellen 35 kann man sowohl die Steuerung des die Riemen 37 antreibenden Motors wie auch die Bremsen 40 benützen. Durch Steuerung der Arbeitsgeschwindigkeit der Viererseilmaschine und derjenigen der Haspelei gemäss diesem Diagramm kann also die Haspelei in einen Funktionszustand gebracht werden, der dem gewünschten entspricht. Die auf die Drähte wirkende Spannung hängt von den Dimensionen der Schleifen und von der Drehgeschwindigkeit der Abgabespulen ab.

509836/034 5

Als Beispiel sei eine Viererseilmaschine erwähnt, in welcher Kupferdrähte von 0,6 mm Durchmesser mit einer Polyäthylen-, isolierumhüllung von 1,3 mm Durchmesser verseilt werden zu einem Viererseil und die wie folgt betrieben wurden:

Die Abgabespulen hatten.einen Aussendurchmesser von 450 mm und einen Innendurchmesser von 225 mm; sie wurden zuerst angeworfen und erreichten innerhalb von drei Sekunden eine Drehzahl von 300 U/min., die geeignet ist zur Bildung der Schleifen zwischen den Spulenbewicklungen und den zugehörigen Antiballonhüllen. Die Drehzahl wurde dann stabilisiert und dann die Verseilungs- und Einzieheinrichtungen der Viererseilmaschine mit allmählich zunehmenden Geschwindigkeiten in Gang gesetzt. Danach wurde die Drehzahl der Abgabespulen erhöht bis auf 900 U/min, und wurde auch die Drehzahl der Lyra auf 1800 U/min, erhöht und jene der Einzieheinrichtung auf einen solchen Wert, dass die Steigung des Viererseils 80 mm betrug. Unter diesen Bedingungen, die den permanenten Arbeitsbedingungen der Maschine entsprachen, war die lineare Geschwindigkeit der Drähte, somit auch des Viererseils gleich 288 m pro Minute.

Möglicherweise könnte die Maschine mit einer selbsttätig wirkenden Steuervorrichtung ausgerüstet werden, welche ohne manuelle Intervention das Geschwindigkeitsprogramm nach Fig. verwirklicht.

Es kommen verschiedene Typen von Unterspannungsetzungsvorrichtungen in Frage, mit denen die Maschine nach Fig. 1 ausgeh rüstet werden kani^. Jedoch hat die Erfahrung gezeigt, dass der praktische Gebrauch von einzelnen dieser Vorrichtungen in gewissen Fällen Schwierigkeiten und Nachteile zur Folge hat, die auszumerzen waren. Die mit den regulierbaren Unterspannungssetzungsvorrichtungen nach Fig. 4 und 5 ausgerüstete Haspelei ist besonders vorteilhaft inbezug auf Ingangsetzung und inbezug auf Regelmässigkeit des Funktionierens der Verseilmaschine.

509836/0345

Immerhin könnten andere Ausführungsarten der Haspelei in Betracht gezogen werden. So könnte beispielsweise nach der schematischen Darstellung in Fig. 7 ausgehend von einer Haspelei 67 des üblichen Abziehtyps, einer feststehenden Spule 68 eines Antiballonkonus 69, der die Spule umgibt, und einer Kronenscheibe 70, deren Ringrand die vordere Wange der -Spule umgibt, vorgesehen sein, den Draht 71 nacheinander über zwei Führungsorgane 72 und 73 laufen zu lassen, welche aus Scheiben bestehen, deren Drehachsen zur Laufrichtung des Drahtes winkelrecht stehen und die so angeordnet sind, dass sie tangential zu einer einzigen Geraden auf einem beweglichen Chassis 75 sitzen, das befähigt ist, um die besagte gerade Linie zu dreheii. Zwischen den beiden Scheiben trägt das bewegliche Chassis eine dritte Scheibe 76, deren Drehachse zu denjenigen der beiden anderen parallel ist und die so angeordnet ist, dass der über die drei Scheiben laufende Draht einem im wesentlichen dreieckigen Verlauf folgt. Die zwischenliegende Scheibe 76, die der laufaufwärtigen Scheibe benachbart sein kann, und die laufabwärtige Scheibe 73, welche ein Führungsorgan bildet, von dem ausgehend der Dredit in einer Richtung gezogen wird, die mit der Drehrichtung des drehenden Maschinenteils zusammenfällt,begrenzen somit die Enden eines freien Durchganges, durch den sich ein Drahttrum 77 erstreckt. Bei der Drehung des Teiles 75 um seine Achse wird dieses Drahttrum einer Zentrifugalkrafteinwirkung ausgesetzt, die im rechten Winkel zur Drehachse wirksam ist. Diese Unterspannungssetzungsmittel als Zusatzeinrichtung zu einer Haspelei 67, die den.Draht in klassischer Weise abziehen lässt, ergeben eine Art Filter für die Spannungsänderungen, denen der Draht ausgesetzt sein kann, wenn er die Haspelei verlässt mit dem Zweck der Ausschaltung oder weitgehenden Verminderung jeder ünregelmässigkeit bzw. jedes Stosses oder Schütteins laufabwärts der Hc.spelei.

509838/0345

Ausserdem ist es denkbar, dass anstelle einer Zentrifugalkraft als verteilte Kraft denen der Drahtabschnitt im freien Durchgang ausgesetzt ist, der Apparat so ausgebildet sein könnte,-dass andere Kräfte wirksam sind, z.B. solche, die auf elektromagnetische Art erzeugt werden. Es würde hierfür genügen, falls der Draht aus einem stromleitenden Werkstoff besteht, einen Strom durch das Drahttrum hindurch zu führen, das sich zwischen den beiden Führungsorg.anen erstreckt, und dieses Drahttrum einem magnetischen Feld auszusetzen, das beispielsweise gleichmassig ist und winkelrecht zur Geraden, welche die beiden Führungsorgane miteinander verbindet. Wenn man den Draht bei seinem Installieren im Apparat eine gewisse Lockerführung gibt, so wird er sorort eine Schleife bilden in dem so definierten freien Durchgang. Die elektromagnetischen Wirkungen, die sich zwischen dem das Drahttrum durchfliessenden Strom und dem magnetischen Feld abspielen, haben den Effekt, den Draht einer Spannung auszusetzen, die regulierbar ist unabhängig von der Vorziehgeschwindigkeit des Drahtes und die es ermöglicht, die Einflüsse der kleinen Variationen auszuschalten, die auf Unregelmässigkeiten oder auf Reibungen der Windungen der Spule oder Aufreibung an der Kranzscheibe zurückzuführen sind.

Anstatt eine elektromagnetisch erzeugte Kraft vorzusehen, könnte die Haspelei verwirklicht werden unter Benützung eines Fluidumstromes winkelrecht zur geraden Linie, welche die beiden Führungsorgane miteinander verbindet. Es genügt hiezu, ein Zuleitungsrohr o.dgl. vorzusehen und den Fluidumkanal um den Draht zu begrenzen durch Wandungen, die einen Strömungskanal von geringer Dicke begrenzen, in wej.chem das Fluidum abströmt unter Mitnahme des Drahtes, so dass er sich seitlich ausbiegt.

Die oben beschriebenen Haspeleien gewährleisten das Abziehen des Drahtes mit einer riguros konstanten Spannung und eliminieren die sehr schwachen Stösse, die auf das Aufeinanderreiben der Windungen in den Abgabespulen zurückzuführen sind. Diese

809836/034 5

Vorrichtungen schliessen nicht das Vorhandensein von Bremsen aus zur Erhöhung der Drahtspannung, falls solche erwünscht sind. Solche Bremsen könnten mit den Drähten drehen, falls man überlagerte Torsionsphänomene vermeiden will.

Die Benützung einer Haspelei von der einen oder anderen der oben beschriebenen Ausführungen auf einer Viererseilkabelherstellungsmaschine verbessert die mit der Maschine erreichbaren Resultate ganz erheblich. Man hat festgestellt, dass die kapazitiven Ungleichgewichte, unter anderem die Werte K', erheblich abnehmen, um Werte zu erreichen, dip den berechneten entsprechen. In der Tat muss immer in Kauf genommen v/erden, dass die Dicken der Isolierhüllen in Giüssenbeträgen von 1/100 mm variieren. Die kapazitiven Ungleichgewichte sind dann den Differenzen zwischen den einzelnen Drähten zuzuschreiben. Sie sind recht gering, wenn man darauf achtet, identische Drähte auf einer Viererseilmaschine zu benützen, die mit Vorrichtungen zur Absorbierung der momentanen Stösse ausgerüstet ist, erhält man Viererseile,deren K '-Werte beispielweise geringer sind als 2OpF für eine Länge von 300 m.

S09836/034S

Claims

PATENTANSPRUECHE

1. I Maschine Eur Herstellung eines Kabels durch Ver- flen von Einzeldrähten, mit einer Haspelei, zu der mehrere

Träger und Drahtabgabsspulen gehören, einem Verseilapparat, der ein Eintrittszieheisen aufweist, und einem Aufnahmeapparat, der nebst einem Träger für eine Aufnahmespule Mittel zum Einziehen des Kabels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Spannen der Drähte zwischen dem Eintrittszieheisen und jedem der Vorratsspulenträger angeordnet sind und ferner dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Drahtspannvorrichtungen mindestens ein Führungsorgan (20) aufweist _e welches den Draht an einer festen Stelle stützt, ferner eine Durchtrittszone, die laufaufwärts des Führungsorganss gelegen und von einem Drahtsegment durchsetzt is'c, ohne dass dieses dabei geführt ist, Mittel zum Anlegen einer Kraft an das Drahttrum, so dass diese Kraft über der Truialänge "verteilt, ist, und von den Einziehmittelii unabhängige Mittel sura regiieren dieser Kraft.

2. Maschine nach Anspruch I₅. dadurch gekennzeichnet _e dass die Haspelei vier Träger von Vorratsspulen und des weiteren Mittel zum Antrieb dieser Spulen bei einer reglierbaren Drehgeschwindigkeit auf vielst, und zwar eine:-.: Geschwindigkeit, die für die vier Spulen irrt wesentlichen konstant ist und auch genügt, um dem Radtrum unter Zentrifugälkraffceinwirkung den Verlauf einer Schleife zu verleihen.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Spulenträger aus drehbaren, zueinander parallelen Wellen bestehen, die je mit Mitteln zur Befestigung einer Spule versehen sind, wobei die vier Wellen einen gemeinsamen Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbar sindο

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsorgan jeder Spannvorrichtung zur drehbaren Welle koaxial ist, welche die entsprechende Spule trägt, wobei der besagte Durchtritt eine Antiballonhülle^ die zu dem zugeordneten Spulenträger koaxial ist.

5. Maschine nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Wellen hohl und nur einseitig in einem Gestell gelagert sind, und dass die freien Enden der Wellen je ein Mundstück aufweisen, welche die Führungsorga.ne der Spannvorrichtung bilden.

6. Maschine nach Anspruch 3_P dadurch gekennzeichnet, dass jede Spannvorrichtung eine koaxial z-um zugeordneten Spulenträger angeordnete η Schutsmantel zum Begrenzen der durch den von der Spule abgesogenen Draht gebildeten Schlaufe umfasst.

7» Maschine nach Anspruch 6_f dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Hüllen mit der Welle fest verbunden sind»

8ο Maschine nar*h Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen feststehend sindo

Sc Maschine nach Anspruch 6_e dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Hüllen, zylindrisch sindo

10. Maschine nach Anspruch 2₀ dadurch gekennzeichnet, dass jede Spannvorrichtung ein um eine Achse, drehbares Chassis, ■ Mittel sum Antrieb dieses Chassis bei einer regüerbaren Drehgeschwindigkeit svrei Füiiruagsosrgane, die auf dem Chassis angebracht sind und befähigt sind, zur Führung der Drahttrume längs der besagten Äehss, un& ein Umlenkorgan aufweisen-, das ebenfalls ar.¹. Chassis angebracht ist zwischen den Führungsorganen, so class dsr Draht gezwungen \i7ird zwischen letzteren

einem nicht geradlinigen Verlauf zu folgen, wobei die Durchlaufzone, die sich zwischen den Führungsorganen erstreckt und das Umlenkorgan aufweist, das unter Spannungsetzen des Drahtes unter der Zentrifugalkrafteinwirkung gewährleistet bei drehendem Chassis.

11. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Welle mit zwei kreisrunden' Schurren ausgerüstet ist, die ausgebildet sind zum Ueberdecken der Wangen der von der betreffenden Welle getragenen Vorratsspule, wobei jede solche Schurre eine flache Scheibe aufweist, die zur Achse der Welle winkelrecht steht, nebst einem Rand mit Kehle am Aussenumfang dieser flachen Scheibe.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der dieser Welle zugeordneten Schurren an dieser Welle fest ist, wogegen die andere an einem Mittel zur Festsetzung der Spule fest ist und wegnehmbar ist.

13. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Welle mit einer Bremsvorrichtung ausgerüstet ist.

14. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem Steuermittel aufweist, welche auf die Spannvorrichtungen und auf die Verseilapparate und die Aufnahmeapparate einwirken, so dass die Ingangsetzung der Spannvorrichtungen vorgängig dem Anlauf der Verseil- und Aufnahmeapparate gesteuert wird, und die Steuerung der Zunahme der Kraft, welche auf die Drähte ausgeübt wird, durch die Spannvorrichtungen synchron mit der Arbeitsgeschwindigkeit des Verseil- und des Aufnahmeapparates erfolgt.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel so ausgebildet sind, dass sie es ermöglichen, durch die Spannvorrichtungen laufende Drähte ausgeübte Kraft zu vermindern und die Arbeitsgeschwindigkeit der Verseil- und

509836/0345

der Au fnalime apparate synchron zueinander zu verlangsamen und die Spannvorrichtungen in Gang zu halten, so dass auf die Drähte eine minimale Spannung ausgeübt wird, bis zum vollständigen Stillstand der Verseil- und der Aufnahmeapparate..

509036/0345

Leerseite