DE2508896B2 - Verfahren zum Verseilen mehrerer Adern zu einem elektrischen Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verseilen mehrerer, über Kopf von rotierenden Vorratsspulen abgezogener und einem Verseilnippel zugeführter Adern zu einem elektrischen Kabel, wobei jede Vorratsspule von einer zu ihrer Drehachse koaxialen zylindrischen Hülle umgeben ist, innerhalb der die von der Vorratsspule abgezogene Ader aufgrund der Fliehkraft eine Schlaufe bildet und wobei die Zugspannung der einzelnen Adern von der Drehzahl der ihnen zugeordneten Vorratsspulen abhängig ist.

Beim Verseilen elektrischer, insbesondere Nachrichtenzwecken dienender Kabel kommt es darauf an, daß die Adern des Kabels mit möglichst gleichmäßiger Zugspannung verseilt werden. Ungleichmäßige Zugspannungen einzelner Adern führen zu Geometriefehlern des Kabels und damit zu Übersprecherscheinungen aufgrund kapazitiver Unsymmetrieen.

Es ist bekannt (DT-AS 1116 289), die zu einem Sternvierer zu verseilenden Adern über Kopf von einer rotierenden Vorratstrommel abzuziehen. Die Zugspannung, mit der die Adern einem Verseilnippel und einer dem Verseilnippel nachfolgenden Aufwickelspule der Verseilmaschine zugeführt wird, hängt einerseits von der Drehzahl der Aufwickelspule und andererseits von der Bemessung eines Führungs- und Bremsnippels ab, durch den jede der Adern nach Verlassen der Vorratstrommel geführt ist. Derartige Bremsnippel sind jedoch ungeeignet, sobald die Abzugsgeschwindigkeit der Verseilmaschine erhöht werden soll.

Aus der DT-OS 16 65 672 ist bei einer mit hoher Abzugsgeschwindigkeit arbeitenden Verseilmaschine für Sternviererkabel bekannt, die zu verseilenden Adern in Form einer aufgrund der Fliehkraft gebildeten Schlaufe über Kopf von einer rotierenden Vorratsspule abzuziehen. An der Abzugsseitc der Vorratsspule ist ein mit der Vorratsspule rotierender Abweisteller vorgesehen, der die Reibung der Schlaufe an dem Spulenflansch, über den sie geführt ist, vermindern soll. Durch diese Maßnahme soll die Reibung der Ader möglichst gering gehalten werden, um die Abzugskraft in den Adern

ίο unabhängig vom jeweiligen Wickeldurchmesser der Vorratsspulen zu vermindern. In der DT-OS 16 65 672 werden jedoch nicht Probleme angesprochen, die sich aus der Regelung der Zugspannung in den einzelnen Adern ergeben, wenn erreicht werden soll, daß die

'5 Zugspannung sämtlicher zu verseilender Adern gleich ist

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise selbst bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten die Erzeugung einer in definierter Weise einstellbaren Abzugsspannung ermöglicht.

Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl jeder Vorratsspule zum Erzeugen einer sich mit zunehmender Drehzahl selbsttätig erhöhenden Aderabzugsspannung so gewählt ist, daß die Schlaufe reibend mit einem durch die Drehzahl in Anpassung an die Zugspannung eingestellten Abschnitt am Innenmantel der Hülle anliegt.

Auf diese Weise läßt sich eine regulierbare bzw. konstante Zugspannung erreichen. Die Zugspannung kann, da hierzu lediglich die Drehzahl des Antriebsmotors der Vorratsspule verändert werden muß, auf sehr einfache Weise in weiten Grenzen eingestellt werden.

Dies ist insbesondere für sehr hohe Verseilgeschwindigkeiten von Bedeutung. Selbst bei hohen Verseilgeschwindigkeiten sind die Zugspannungen sämtlicher zu verseilender Adern gleich, womit sich gleichmäßige elektrische Eigenschaften des Kabels ergeben.

Im folgenden soll eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vierer-Verseilmaschinen näher erläutert werden, und zwar zeigt

F i g. 1 einen schematischen Aufriß der Verseilmaschine,

F i g. 2 einen vergrößerten schematischen Längsschnitt durch eine Adervorratstromme! der Verseilmaschine nach F i g. 1,

F i g. 3 einen der F i g. 2 ähnlichen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsart einer Adervorratstrommel,

F i g. 4 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsart der Adervorratstrommel,
F i g. 5 eine Ansicht gemäß Pfeil A der F i g. 4
F i g. 6 ein Diagramm, welches den Arbeitsablauf bei Ingangsetzen der Verseilmaschine veranschaulicht.

Die in der Zeichnung dargestellte Sternvierer-Verseilmaschine verseilt im sog. Doppelschlag. Eine mit zwei feststehenden Ständern 2 und 3 ausgerüstete Grundplatte 1 trägt einen Verseilbügel 4, innerhalb welcher eine Wiege 5 aufgehängt ist, die eine

Aufwickelspuie 6 trägt. Der Vierer 7 durchläuft einen am Ständer 2 festen Verseilnippel 7a, überläuft dann eine Führungsrolle 8, die ihn einem der Äste des Verseilbügel zuführt, wo er über eine Umlenkrolle 9 in der Achse der Maschine zur Aufwickelspule 6 umgelenkt wird. Die Aufwickelspule 6 wird von einem Motor 6a in Drehung versetzt, dessen Stator auf der Wiege 5 montiert ist und zieht den Vierer sowie die Adern von den Vorratsspulen ab.

Die Adern werden von vier auf einem starren Gestell 10 angeordneten Adervorratstrommeln U abgezogen, von denen in F i g. 1 lediglich zwei dargestellt sind. Eine dieser Adervorratstrommeln 11 ist im einzelnen in Fig.2 veranschaulicht. Fig.2 zeigt einen Teil des Gestells 10 mit einem Lager 12 für einen Spulenträger 13, welcher als Hohlwelle ausgebildet ist, an deren einem Ende eine Riemenscheibe 14 fixiert ist. An ihrem anderen Ende hat die Hohlwelle eine abgerundete Einmündung 20, die die abzuziehende Ader 19 führt. Der Drehantrieb einer auf der Hohlwelle angeordneten Vorratsspule 15 erfolgt über die Riemenscheibe 114 und einen Riemen 16, der über eine auf der Welle eines Motors 17 befestigte Riemenscheibe läuft (F i g. 1).

Eine zylindrische Hülle 18 ist am Gestell 10 fixiert. Sie ist zur Vorratsspule 15 koaxial und erstreckt sich in Längsrichtung über eine Strecke, die etwas größer ist als die Länge der Vorratsspule 15. Das freie Ende der Hohlwelle 13 ist ungefähr bei der rechtsseitigen Wange der Vorratsspule 15 gelegen, und zwar derart, daß die von der Vorratsspule 15 abgezogene Ader 19 frei von der Vorratsspule 15 zur Einmündung 20 und dann im Inneren der Hohlwelle zur Konvergenzstelle der Adern des Viererkabels 7 läuft.

Wird die Vorratsspule 15 in solchem Sinne gedreht, daß die Windungen der Vorratsspule 15 die Tendenz haben, sich aneinander zu legen und zieht die Aufwickelspule 6 die Adern 19 mit konstanter Geschwindigkeit durch den Verseilnippel 7a, so ist die auf die Adern 19 ausgeübte Zugspannung durch die Dimension der Schlaufe, in welcher jeder Ader von der Vorratsspule 15 zur Einmündung 20 läuft sowie durch die Drehzahl der Vorratsspule 15 gegeben. Diese Parameter bestimmten die Größe der in der Schlaufe wirksamen Zentrifugalkraft. Die Hülle 18 begrenzt also den Radius der Schlaufe und stabilisiert den Betrieb der Verseilmaschine. Mit ihrer Hilfe kann die Zugspannung der Ader geregelt werden.

Gegebenenfalls kann zur Verminderung der Reibung der Schlaufe an der Hülle 18 die Hülle mit der Vorratsspule mitrotieren. Dies ist in der F i g. 3 gezeigt, in der das Gestell 10 mit einem auf einer Konsole 21 angeordneten Motor 22 dargestellt ist, dessen Welle 23 in einem Lager 24 getragen ist. Die Welle 23 trägt auf der linken Seite des Lagers 24 eine Hülle 25. Das Ende der Welle 23 bildet einen Spulenträger, auf dem eine Vorratsspule 27 sitzt. Die Ader 28 wird von der Vorratsspule 27 abgezogen und bildet im Innern der Hülle 25 eine Schlaufe, die durch den die Vorratsspule 27 umgebenden freien Ringraum sowie den vor der Vorratsspule 27 gelegenen freien Raum verläuft und in eine Führung 29 eintritt, die durch eine öffnung im Zentrum der vorderen Stirnwand der Hülle 25 gebildet ist.

Die in den Fig.4 und 5 dargestellte Adervorratstrommel erlaubt leichtes Einsetzen der Vorratsspule.

Fig.4 zeigt eine von vier an einem Gestell 31 gehaltenen Adervorratstrommeln, von denen jede ein aus zwei Kugellagern 33 und 34 bestehendes Lager 32 aufweist. Die vier Lager 32 sind auf dem Gestell 31 verteilt, vorzugsweise in den vier Ecken eines Quadrats und ihre Achsen sind zueinander exakt parallel ausgerichtet. 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 Gewindeteil 38 versehene Ende frei ist und sich in der Maschine nach vorn erstreckt, so daß es ohne weiteres zugänglich ist. Die Riemenscheiben 3S 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 Maximalw ert stufenlos veränder-

s bar ist Die Riemenscheiben 36 und der Riemen 37 sind so ausgebildet, daß die vier Wellen 35 stets gleich schnell drehen, und zwar vorzugsweise im gleichen Sinne, d. h.

in F i g. 5 im Gegenuhrzeigersinn.

Auf der von der Riemenscheibe 36 entfernten Seite

ίο des Lagers 32 trägt die Welle 35 eine Bremsscheibe 39, die zu einer hydraulischen oder pneumatischen Bremsvorrichtung bekannter Bauart gehört, deren Sattel mit 40 bezeichnet is?.

Der sich jenseits der Scheibe 39 erstreckende Teil der Welle 35 dient als Träger einer Vorratsspule 45, für eine der zu einem Viererkabel zu verseilenden Adern 66. Im vorliegenden Beispiel ist die Ader im Uhrzeigersinn bei Betrachtung in F i g. 5 aufgewickelt. Die Welle 35 ist mit einer zylindrischen Hülle 41 ausgerüstet. Die Hülle 41

Μ besteht aus einem Blechteil, der an seinem den Kugellagern 33 und 34 benachbarten Ende auf der Welle 35 mittels radial angeordneter starrer Verbindungselemente, zu denen eine Ringscheibe 42 gehört, angebracht ist. Die Hülle 41 ist zur Welle 35 koaxial und auf der rechten Seite (F i g. 4), d. h. auf der dem freien Ende der Welle 35 entsprechenden Seite, offen. Die Innenwandung der Hülle 41 kann mit einem Belag versehen sein, der jede Verletzung der Ader 66 ausschließt.
Der innerhalb der Hülle 41 gelegene Teil der Welle 35 trägt einen Spulenträger 43 in Form einer zylindrischen Hülse; diese in beispielsweise auf die Welle 35 aufgepreßt und auf dem vorderen Ende der Welle 35 durch einen Ring 44 gehalten, der auf die Welle 35 aufgeschraubt ist. Der Außendurchmesser des Spulenträgers 43 paßt zum Innendurchmesser der Vorratsspulen 45. Die Vorratsspulen 45 werden so weit auf den Spulenträger 43 aufgeschoben, bis sie an einer Schulter 43a anliegen, die linksseitig an dem Spulenträger 43 vorgesehen ist.

Der Spulenträger 43 hält eine erste Schurre 46 an der Welle 35. Die Schurre 46 besteht beispielsweise aus einer Blechscheibe mit einer zentralen, auf die Welle 35 aufsetzbaren öffnung. Der äußere Rand der Blechscheibe ist im Diametralschnitt U-förmig umgebogen und bildet eine Ringkehle 47. Der Eingangsdurchmesser der Ringkehle 47 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Spulenwangen. Die Schurre 46 ist an der Welle 35 durch den Spulenträger 43 festgesetzt und beim Aufsetzen der Vorratsspule 45 tritt die den

so Kugellagern 33 und 34 benachbarte Spulenwange in das Innere der Ringkehle 45 ein. Zum Fixieren der Vorratsspule ist eine Mutter 48 mit zylindrischer äußerer Mantelfläche vorgesehen, die an ihrem Vorderende ein abgerundetes Profil hat. Die Mutter 48 sitzt auf dem Gewindeteil 38 der Welle 35 und hält eine zweite Schurre 49 fest, die ähnlich ausgebildet ist wie die erste und eine Ringkehle 50 hat. Die Schurre 49 kann an der Mutter 48 befestigt 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 geg^n die vordere Wange der Vorratsspule 45 gedrückt wird, wenn die Mutter 48 auf dem Gewindeteil 38 aufgeschraubt ist. Die Spule 45 ist dann auf der Welle 35

f>5 festgesetzt und ihre beiden Wangen sind dann durch die Schurren 46 und 49 abgedeckt.

Die Welle 35 hat einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden, zentralen, zylindrischen Kanal 52. dessen

Wandung an seinen beiden Enden abgerundet ist. Wie aus der Fig.4 ersichtlich ist, wird die auf der Vorratsspule 45 aufgewickelte Ader beim Abziehen von der Vorratsspule 45 von rechts nach links durch den Kanal 52 geführt. Nach Verlassen des linksseitigen Endes der Welle 35 läuft die Ader zu einem Verseilnippel, in welchem sie mit den Adern der anderen Adervorratstrommeln verseilt wird. Der von der Ader 66 während dem Arbeiten der Maschine innerhalb der Adervorratstrommel durchlaufende Weg ist in den Fig.4 und 5 dargestellt. Die Riemen 37 treiben die Vorratsspulen 45 in Richtung des Pfeiles 5(F i g. 5), d. h. entgegengesetzt zum Aufwicklungssinn der Wicklung 53 auf der Vorratsspule 45 an. Die Ader bildet auf diese Weise unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft eine Schlaufe 66a, die sich von der Oberfläche der Wicklung 53 bis zur Berührung mit der Hülle 41 erstreckt und von dort bis zum freien Ende der Welle 35, wo die Ader in den Kanal 52 eintritt. Auf diese Weise kann die Zugspannung der Ader unter Ausnützung der Zentrifugalkraft bei konstruktiv gedrängtem Aufbau leicht reguliert werden. Es muß lediglich die Antriebsdrehzahl des die Vorratsspulen 45 antreibenden Motors variieren, um die auf die Schlaufen 66a wirkende Zentrifugalkraft zu ändern, und zwar in gleichem Ausmaß für die vier das Viererkabel bildenden Adern, so daß auch die Zugspannungen, denen diese Adern ausgesetzt sind, konstant unter sich gleich groß sind.

Die Schurren 46 und 49 spielen eine wichtige Rolle, insoweit als sie während des Arbeitens der Maschine einen gleichmäßigen Drahtabzug von den Vorratsspulen gewährleisten, auch wenn es sich um normale Spulen handelt, die auf selbsttätig arbeitenden Aufspulgeräten, insbesondere Aufspulgeräten mit kontinuierlicher Aderübertragung von einer Spule zur nächsten bewickelt worden sind. Diese selbsttätig wirkenden Aufspulgeräte hinterlassen notwendigerweise am Anfang der Wicklung einen Aderschwanz, dessen Länge mindestens so groß ist wie der Unterschied der Radien zwischen dem Spulenmittelteil und dem Umfang der Spulenwangen. Normalerweise ist dieser in Fig.5 mit 54 bezeichnete Aderschwanz in der Wicklung untergetaucht, kommt er aber bei Verringerung der Bewicklungsdicke während des Verseilens frei, so wird er in der Nähe der einen oder anderen Wange der Vorratsspule radial abgeschleudert. Es liegt auf der Hand, daß bei Abwesenheit der Schurren 46 und 49 dieser Aderschwanz nach einem teilweisen Entleeren der Spule mit der Schlaufe 66a in Konflikt kommen kann, was zu Aderrissen führen würde. Die Schurren 46 und 49 nehmen nur den Aderschwanz 54 auf, unabhängig davon, ob dieser Aderschwanz am einen oder anderen Ende der Vorratsspule gelegen ist und sorgen dafür, daß der Aderschwanz nicht mit der Schlaufe 66a in Konflikt kommen kann.

Mit Hilfe der oben beschriebenen Mittel kann die Größe der Schlaufe 66a beim Anlaufenlassen der Verseilmaschine reguliert werden, wenn wie folgt vorgegangen wird: nach dem Aufsetzen der Vorratsspulen 45 werden die Enden der Adern 66 in die Kanäle 52 eingeführt und zum Verseilnippel der Verseilmaschine und schließlich zur Aufwickelspule geführt. Letztere ist an einen Motor angekuppelt, dessen Drehzahl ebenfalls regulierbar ist. Beim Anlaufen der Verseilmaschine wird der die Adervorratstrommeln antreibende Motor so gesteuert, daß seine Drehzahl gemäß dem geradlinigen Kurvenabschnitt 55 in Fig.6 allmählich ansteigt. 1st nach wenigen Sekunden die vorbestimmte Drehzahl erreicht, so endet die Beschleunigungsphase und der Motor wird entsprechend dem Kurvenabschnitt 56 konstanter Drehzahl gehalten. Zugleich wird auch die Viererseilmaschine in Gang gesetzt mit einer gemäß dem geradlinigen Kurvenabschnitt 57 allmählich ansteigenden Geschwindigkeit, bis die Normalgeschwindigkeit gemäß Kurvenabschnitt 58 erreicht worden ist. Von einem gewissen Zeitpunkt an (Kurvenabschnitt 59 in F i g. 6) werden gemäß einem geradlinigen Kurvenabschnitt 60 die Adervorratstrommeln im Synchronlauf zur Viererseilmaschine erneut beschleunigt, bis die Normalgeschwindigkeit erreicht ist, welche durch den Kurvenabschnitt 58 dargestellt ist. Die Drehzahl der Vorratsspulen 45 entspricht dann dem Kurvenabschnitt 61 und liefert den gewünschten Bremswert, d. h. den gewünschten Wert der Aderzugsspannung.

Zum Anhalten der Maschine wird in umgekehrter Weise vorgegangen, wie dies die Kurvenabschnitte 62, 63, 64 und 65 des in Fig.6 wiedergegebenen Diagramms veranschaulichen. Für die Verlangsamung der Wellen 35 kann sowohl die Steuerung des die Riemen 37 antreibenden Motors wie auch die Bremse 40 ausgenutzt werden. Die auf die Adern wirkende Zugspannung hängt von den Dimensionen der Schlaufen und von der Drehzahl der Vorratsspulen ab.
Als Beispiel sei eine Viererverseilmaschine erwähnt, in welcher Kupferadern von 0,6 mm Durchmesser mit seiner Polyäthylenisolierumhüllung von 1,3 mm Durchmesser zu einem Vierer verseilt werden und die wie folgt betrieben wurde:
Die Vorratsspulen 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 Schlaufen zwischen den Spulenbewicklungen und den zugehörgen Hüllen. Die

<5 Drehzahl wurde dann stabilisiert und dann die Verseilungs- und Aufwickeleinrichtungen der Viererverseilmaschine mit allmählich zunehmender Geschwindigkeit in Gang gesetzt. Danach wurde die Drehzahl der Abgabespulen erhöht bis auf 900 U/min, und es wurde

so weiterhin die Drehzahl des Verseilbügels auf 1800 U/min und jene der Aufwickeleinrichtung auf einen solchen Wert erhöht, daß die Steigung des Vierers 80 mm betrug. Unter diesen Bedingungen, die den permanenten Arbeitsbedingungen der Maschine entsprechen, war die Abzugsgeschwindigkeit der Adern, somit auch des Vierers, gleich 288 m pro Minute.

Zur Steuerung des Geschwindigkeitsprogramms nach Fig.6 kann gegebenenfalls eine selbsttätig wirkende Steuervorrichtung vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verseilen mehrerer, über Kopf von rotierenden Vorratsspulen abgezogener und einem Verseilnippel zugeführter Adern zu einem elektrischen Kabel, wobei jede Vorratsspule von einer zu ihrer Drehachse koaxialen zylindrischen Hülle umgeben ist, innerhalb der die von der Vorratsspule abgezogene Ader aufgrund der Fliehkraft eine Schlaufe bildet, und wobei die Zugspannung der einzelnen Adern von der Drehzahl der ihnen zugeordneten Vorratsspulen abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl jeder Vorratsspule (15, 27, 45) zum Erzeugen einer sich mit zunehmender Drehzahl selbsttätig erhöhenden Aderabzugsspannung so gewählt ist, daß die Schlaufe (19, 28, 66a) reibend mit einem durch die Drehzahl in Anpassung an die Zugspannung eingestellten Abschnitt am Innenmantel der Hülle (18,25,41) anliegt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren des Verseilens die Vorratsspulen (15, 27, 45) zuerst bei stillstehendem Abzug mit steigender Drehzahl in Rotation versetzt werden, daß ihre Drehzahl anschließend und bis der Abzug eine vorbestimmte Abzugsgeschwindigkeit erreicht hat, konstant gehalten wird, und daß schließlich die Abzugsgeschwindigkeit und die Drehzahl der Vorratsspulen (15, 27, 45) bis die der gewünschten Abzugsgeschwindigkeit und die der gewünschten Zugspannung entsprechende Drehzahl der Vorratsspulen (15, 27, 45) gleichzeitig erreicht werden, proportional zueinander erhöht werden.