DE2916520A1

DE2916520A1 - Vorrichtung zum sz-verseilen von verseilelementen elektrischer kabel und leitungen

Info

Publication number: DE2916520A1
Application number: DE19792916520
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Vogelsberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2916520C2; JPS55141007A; HU178384B; EP0018312A1; EP0018312B1; US4339913A; FI800867A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 79 P 4708 BRD

Vorrichtung zum SZ-Verseilen von Verseilelementen elektrischer Kabel und Leitungen

1. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verseiltechnik elektrischer Kabel und Leitungen und behandelt die konstruktive Ausgestaltung einer Verseilmaschine im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Schlaglänge im Verseilgut, insbesondere im Bereich der Umkehrstellen der Drallrichtung.

2. Technischer Hintergrund

Bei der SZ-Verseilung von Verseilelementen elektrischer Kabel und Leitungen mit Hilfe von umlaufenden, ihre Drehbewegung in Abständen ändernden Verdrehungsvorrichtungen hängt die Qualität der SZ-Verseilung (ke-ine AderUberschlagungen, gleichmäßige Schlaglänge im Bereich der Umkehrstellen der Drallrichtung, kurze Umkehrstellen) im wesentlichen ab von der Größe der Abstände der-

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jenigen Festpunkte, zwischen denen sich die Verseilvorgänge abspielen, und von den Umsteuerzeiten für die Änderung der Drehbewegung der umlaufenden Teile. Die erwähnten Abstände sind beispielsweise bei SZ-Verseilmaschinen, die mit feststehender, konzentrierter Speichereinrichtung und umlaufenden Verseilbügeln arbeiten (DE-PS 16 65 536, DE-OS 16 65 911, DE-OS 16 85 842), sehr groß, dagegen bei SZ-Verseilmaschinen mit nichtkonzentrierten Längenspeichern, sogenannten Linearspeichern oder gestreckten Speichern (Zeitschrift »Drahtwelt», 1977, Seiten 209 bis 212), sehr klein. Die erwähnten Umsteuerzeiten sind bei nichtkonzentrierten Längenspeichern ebenfalls sehr klein, jedoch ist bei derartigen Speichereinrichtungen die Speicherkapazität ebenfalls relativ klein. Bei rotierenden, konzentrierten Längenspeichern ergeben sich dagegen relativ große Umsteuerzeiten, insbesondere dann, wenn die Speicherkapazität sehr groß gewählt wird (DE-AS 15 15 730).

Kurze Umsteuerzeiten bei der SZ-Verseilung von Verseilelementen lassen sich auch dann erreichen, wenn die Verseilung nicht mit Hilfe von konzentrierten oder nichtkonzentrierten Längenspeichern erfolgt, bei denen sich die resultierende Verdrillung des Verseilgutes aus der Überlagerung einer ersten und wenigstens einer zweiten Verdrillung ergibt, sondern mit Hilfe einer oszillierenden Verseilscheibe, der gegebenenfalls eine Ausgleichsstrecke vorgeschaltet ist (DE-OS 24 54 777).

Um die Qualität einer SZ-Verseilung zu verbessern (insbesondere Beseitigung von Aderüberschlagungen), ist es bereits bekannt, hinter der SZ-Verseilmaschine eine Lochscheibe anzuordnen, die von den verseilten Verseilelementen durchlaufen wird und die die Verseilelemente auf- und sofort wieder zuseilt. Die Drehbewegung dieser

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VPA 79 P 4708 BRD Umseiischeibe wird dabei entweder durch die Verseilelemente selbst bewirkt oder die Umseiischeibe wird wenigstens kurzzeitig beim Wechsel der Drallrichtung angetrieben. Wenn man dagegen die Umseiischeibe bei gleicher Laufzeit in der einen oder anderen Richtung wie die Verseilmaschine ständig mit konstanter Drehzahl antreibt, kann mittels der nachgeschalteten Umseilscheibe ein automatischer Ausgleich unterschiedlicher Schlaglängen erfolgen, die dadurch bewirkt werden, daß zum Wechsel der Drehrichtung der Verseilvorrichtung diese auf Null abgebremst und anschließend wieder bis zur maximalen Drehzahl beschleunigt werden muß -(DE-OS 25 10 643, DE-AS 16 65 552, DE-OS 22 02 643, DE-OS 24 12 514).

3. Darstellung der Erfindung

a) Technische Aufgabe

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum SZ-Verseilen von Verseilelementen elektrischer Kabel und Leitungen zu einer SZ-Verseileinheit aus, wobei diese Vorrichtung aus einer oder mehreren zwischen einem ersten und einem letzten Verseilpunkt angeordneten, mit stufenweise wechselnder Drehzahl oder Drehrichtung umlaufenden Verdrehungsvorrichtungen und aus einer zwischen dem ersten und dem letzten Verseilpunkt angeordneten, von der Verdrehungsvorrichtung getrennten oder in diese integrierten Speichereinrichtung für die wenigstens ein erstes Mal verseilten Verseilelemente besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung so auszugestalten, daß auch dann, wenn die Speichereinrichtung eine sehr große Speicherkapazität von mehr als 50 m oder mehr als 200 Verseilschlägen aufweist, eine hohe Qualität der SZ-Verseilung, d. h.

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VPA 79 P 4708 BRD kurze Umkehrstellen der Drallrichtung und gleichmäßige Schlaglänge auch im Bereich der Umkehrstellen, gewährleistet ist.

b) Lösung der Aufgabe

Bei der Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von der Grundüberlegung aus, den SZ-VerseilVorgang «iner Verseilstufe in einen ersten Verseilvorgang hoher Verseilleistung, aber minderer Verseilqualität und einen zweiten Verseilvorgang geringer Verseilleistung, aber hoher Verseilqualität zu zerlegen. Dementsprechend ist gemäß der Erfindung vorgesehen, unmittelbar hinter oder vor dem letzten Verseilpunkt eine mit wechselnder Drehrichtung antreibbare, von den SZ-verseilten Verseilelementen durchlaufene Umseilscheibe mit einem oder zwei zugeordneten Verseilnippeln anzuordnen; dabei beträgt der freie Abstand der Umseiischeibe zum letzten Verseilpunkt oder zum letzten die Verseilelemente von außen kraftschlüssig erfassenden und verdrehenden Teil der Verdrehungsvorrichtung wenigstens das Fünffache der resultierenden SZ-Schlaglänge des Verseilgutes; weiterhin ist die Drehzahl der Umseiischeibe gleich der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehzahlstufen der umlaufenden Verdrehungsvorrichtung und die Drehrichtung der Umseiischeibe ist im gleichen Rhythmus wie die Drehbewegung der Verdrehungsvorrichtung bzw. mit dem gleichen Rhythmus wie der Wechsel von einer Drehzahlverkleinerung auf eine Drehzahlvergrößerung der Verdrehungsvorrichtung oder umgekehrt änderbar. c) Vorteile

Bei einer derart ausgebildeten SZ-Verseilvorrichtung sei die eigentliche Verseilvorrichtung, die aus den Verdrehungsvorrichtungen und der Speichereinrichtung besteht, als Vorverseileinrichtung und die mit freiem

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Abstand angeordnete Umseiischeibe als Nachverseileinrichtung bezeichnet. Dann enthält die Vorverseileinrichtung den Haupt-SZ-Speicher, dessen Größe durch den gewünschten Drallwechselabstand im Verseilgut bestimmt wird. Diese Vorverseileinrichtung kann relativ einfach mit Antrieben mäßiger Leistungsfähigkeit aufgebaut sein, wobei sich relativ lange unverseilte Abschnitte an den Drallwechselstellen ergeben. In der Nachverseileinrichtung sorgt eine einzige, abwechselnd rechts und links angetriebene Umseiischeibe für eine präzise Ausbildung der Drallwechselstellen und für konstante Schlaglängen in den S- und Z-Abschnitten. Dadurch, daß die Umseiischeibe mit freiem Abstand zum letzten Verseilpunkt oder zum letzten die Verseilelemente von außen kraftschlüssig erfassenden und verdrehenden Teil der Verdrehungsvorrichtung angeordnet ist, ist der Umseilscheibe ein gestreckter Speicher vorgeschaltet, der zeitweise ebensoviel Verseilschläge aufnehmen muß, wie von der Nachverseileinrichtung zusätzlich erzeugt werden sollen.

Bei der neuen Verseilmaschine muß der Aufwand für schnelle Antriebsmittel, kurze Abstände usw. nur einmal in der Nachverseileinrichtung aufgebracht werden. Dadurch erhält man einen kostengünstigen Maschinenaufbau.

Beispielsweise sei angenommen, bei einer SZ-Verseilmaschine, die aus einem konzentrierten, rotierenden Längenspeicher besteht, wie er aus der DE-AS 15 15 730 bekannt ist und der eine Speicherkapazität von etwa 250 Verseilschlägen aufweist, gehen jeweils beim Wechsel der Drehrichtung drei Verseilschläge in der einen und in· der anderen Richtung verloren. Durch die nachgeschaltete Verseileinrichtung müßten dann jeweils 6 Verseilschläge innerhalb eines Abschnittes gleichbleiben-

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VPA 79 P 4708 BRD der Drallrichtung nachträglich erzeugt werden. Eine etwas größere Anzahl von Verseilschlägen müßte nachträglich erzeugt werden, wenn die SZ-Verseilung mit Hilfe umlaufender Verseilbügel erfolgt, wie es aus der DE-PS 16 65 536 bekannt ist.

d) Weitere Ausgestaltungen

Wenn im Rahmen der neuen SZ-Verseilvorrichtung als Vo rverseileinrichtung Verseilbügel verwendet werden, die einen Zwischenspeicher umfliegen, so empfiehlt es sich, die Nachverseileinrichtung am Ausgang des zweiten Verseilbügels anzuordnen und vorzugsweise in diesen Verseilbügel zu integrieren. Hierbei ist in der Weise vorzugehen, daß die Umseiischeibe der Nachverseileinrichtung unmittelbar vor dem letzten Verseilpunkt angeordnet ist und daß die der Umseiischeibe vorgeschaltete Ausgleichsstrecke im Anschluß an die letzte Umlenkung des Verseilgutes innerhalb des Verseilbügels angeordnet ist. In diesem Fall kann die Drehbewegung der Umseilscheibe der Nachverseileinrichtung synchron mit der Drehbewegung der Verseilbügel geändert werden. Hierbei ist die der Umseiischeibe vorgeschaltete Ausgleichsstrecke bei der Speicherkapazität der gesamten Verseil- einrichtung zu berücksichtigen.

Besonders vorteilhaft läßt sich die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Nachverseileinrichtung dann verwenden, wenn sie in Kombination mit einer Vorverseileinrichtung verwendet wird, wie sie in der DE-ANM P 29 00 729.2 beschrieben ist und bei der ein an sich gestreckter Speicher in mehrere parallel angeordnete Speicherteilstrecken unterteilt ist, die untereinander über 180°-Umlenkeinrichtungen miteinander verbunden sind. Bei dieser bereits vorgeschlagenen SZ-Verseil-

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einrichtung ist am Anfang und am Ende jeder Speicherteilstrecke je ein rotierender Verseilkopf angeordnet. Im Rahmen der Erfindung kann in eine solche Vorverseileinrichtung die Nachverseileinrichtung in der Weise integriert werden, daß die Umseiischeibe in den letzten Verseilkopf, d. h. in den am Ende der letzten Speicherteilstrecke angeordneten rotierenden Verseilkopf integriert ist. In diesem Fall wirkt die letzte Speicherteilstrecke gleichzeitig als Ausgleichsstrecke für die Umseiischeibe.

e) Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiele einer gemäß der Erfindung ausgebildeten SZ-Verseilvorrichtung sind in den Figuren 1 bis 5 dargestellt. Im Anschluß an eine schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt Fig. 2 die mit einer Umseilscheibe ausgerüstete Nachverseileinrichtung, während Fig. 3 eine SZ-Verseilvorrichtung mit feststehendem Speicher und umlaufenden Verseilbügeln sowie integrierter Nachverseileinrichtung darstellt. Die Figuren 4 und 5 zeigen eine als gefalteter Linearspeicher ausgebildete SZ-Verseileinrichtung mit nachgeschalteter bzw. integrierter Nachverseileinrichtung.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die SZ-Verseilung von Verseilelementen 1 zu einer Verseileinheit 5. Hierbei werden die Verseilelemente zunächst mittels der Haupt- bzw. Vorverseileinrichtung 2 zum Strang 4 SZ-verseilt. Hinter der Hauptverseileinrichtung 2 ist die Nachverseil- oder Korrekturverseileinrichtung 3 angeordnet, die allein die Aufgabe hat, Fehler in der Sollgeometrie des Verseilverbandes 4 in den S- und Z-Abschnitten sowie an den dazwischenliegenden Drallwechselstellen zu beseitigen. Bei einer derartigen

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Aufteilung der SZ-Verseilung in eine Vorverseilung und eine Nachverseilung brauchen an die Vorverseileinrichtung 2 weniger harte Forderungen hinsichtlich der geometrischen Abstände zwischen feststehenden und rotierenden Verseilköpfen gestellt zu werden; es können auch bestimmte Umseilvorgänge an feststehenden Umlenkungen innerhalb der Verseilvorrichtung in Kauf genommen werden. Auch die sonst möglichst zu verändernden Verfahrensparameter wie insbesondere die Drehzahl und/ oder die Drehrichtung der Verseilvorrichtung können langsamer geändert werden, wodurch sich der Antriebsaufwand und die stoßartige Belastung vieler Maschinenelemente verringern.

Nur in der Korrektur- bzw. Nachverseileinrichtung 3 muß das dort nur einmal vorhandene Verseil- bzw. Umseilwerkzeug zwischen eng benachbarten Punkten schnell umgesteuert werden, wodurch sich der gesamte Maschinenaufwand stark vermindert.

Die SZ-Verseileinrichtung 2 ist somit als Vorverseileinrichtung anzusehen, mit der beispielsweise 99 % der notwendigen S- und Z-Verseilschläge mit mäßigen Genauigkeitsanforderungen erzeugt werden. Die Verseil-' einrichtung 3 arbeitet als Nachverseileinrichtung und erzeugt die restlichen Prozent an Verseilschlägen in der Umgebung der Drallwechselstellen und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Verseilschläge.

Das dargestellte Verseilprinzip läßt sich insbesondere dann leicht verwirklichen, wenn die zu verseilenden Verseilelemente 1 bei dem Verseilprozeß nicht oder nur vernachlässigbar wenig plastisch verformt werden, wie dies insbesondere bei flexiblen elektrischen Leitungen vorausgesetzt werden kann.

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Fig. 2 zeigt die konstruktive Ausgestaltung der Nachvers eil einrichtung 3. Diese besteht aus der mit wechselnder Drehrichtung und konstanter Drehzahl umlaufenden Umseiischeibe 7, der auf der einen Seite ein Verseilnippel 6 (Aufseilnippel) und auf der anderen Seite der Verseilnippel 8 zugeordnet ist. Für das von links nach rechts durch die Nachverseileinrichtung durchlaufende Verseilgut ist vor dem Verseilnippel 6 die Ausgleichsstrecke a angeordnet, auf der sich die rückwärts von der Umseiischeibe 7 ausgeübten Verdrillungen verteilen können. Diese Ausgleichsstrecke a soll mindestens so viel Schlaglängen aufnehmen können, wie von der Umseilvorrichtung zusätzlich erzeugt werden.

Die Drehrichtung der Umseiischeibe 7 wird immer dann gewechselt, wenn die Mitte einer Drallwechselstelle die Umseiischeibe durchläuft. Ihre Drehzahl wird an die Sollschlaglänge des die Vorverseileinrichtung verlassenden Stranges 4 angepaßt.

Die einzelnen Verseilelemente 1 werden»nach Passieren der Umseiischeibe 7 im Verseilnippel 8 zu der endgültigen SZ-Verseileinheit 5 zusammengefaßt und erhalten dabei präzise ihre endgültige Schlaglänge s, die durch die Abzugsgeschwindigkeit des Verseilverbandes und die Drehzahl der Umseiischeibe gegeben ist.

In der endgültig verseilten SZ-Einheit 5 wird die Länge der Drallwechselstellen allein durch die Umsteuergeschwindigkeit der Umseiischeibe 7 und durch die Entfernung zwischen dem Verseilnippel 8 und dem nächsten Festpunkt 10 bestimmt, der hier beispielsweise durch eine Abzugsscheibe gebildet wird.

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VPA 79 P 4708 BRD Die Länge der rückwärtigen Ausgleichsstrecke bzw. Speicherstrecke a richtet sich nach der Zahl von Verseilschlägen, die mit der Korrektureinrichtung nachträglich erzeugt werden müssen. Diese Länge würde bei einer endgültigen SZ-Schlaglänge von 0,3 m wenigstens 1,5 m, bei einer endgültigen SZ-Schlaglänge von 0,1 m wenigstens 0,5 m betragen. Beispielsweise sei agenommen, daß die Vorverseileinrichtung 2 in Fig. 1 jeweils 500 m lange S- und Z-Abschnitte der Schlaglänge s = 0,1 m bewirkt.

Im Idealfall würde jeder S- bzw. Z-Abschnitt demnach 5000 Verseilschläge enthalten. Aus Gründen eines einfachen gemeinsamen Antriebs mögen in der Umgebung der Drallwechselstellen durch relativ lange Umsteuerzeiten der Verdrehungsvorrichtung jeweils + 50 Verseilschläge verlorengehen. Diese Verseilschlage werden in der Nachverseileinrichtung 3 nachgeholt, wozu eine Speicherstrecke a von etwa 2 bis 10 m Länge erforderlich ist. Die genaue Länge wird experimentell bestimmt und richtet sich nach der Schlaglänge, die man innerhalb der Speieherstrecke a zuläßt.

Die Speicherstrecke a und die Umseiischeibe 7 bewirken auch, daß Verseilungleichmäßigkeiten ausgeglichen werden, die sich beispielsweise in der Vor- bzw. Hauptverseileinrichtung unter dem Einfluß torsionshemmender Umlenkungen ergeben.

Ein Ausführungsbeispiel einer kompletten Vor- und Nachverseileinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei erfolgt die Vorverseilung der Verseilelemente 1 mit Hilfe von Verseilbügeln 20 und 21, die in bekannter Weise einen feststehenden Zwischenspeicher 19 großen Speicherinhalts umfliegen (s. DE-PS 16 65 536). Unmittelbar vor dem letzten Verseilpunkt 9 der SZ-Verseileinrichtung ist die Nachverseileinrichtung, bestehend

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VPA 79 P 4708 BRD aus dem Aufseilnippel 6, der Umseiischeibe 7 und dem Verseilnippel 8 sowie der Ausgleichsstrecke a, angeordnet. Die Ausgleichsstrecke a entspricht dabei dem Abstand der letzten Umlenkrolle 22 innerhalb des Verseilbügeis 21 zum Aufseilnippel 6.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine SZ-Verseilmaschine, bei der die in Fig. 2 dargestellte Nachverseileinrichtung mit einer Hauptverseileinrichtung kombiniert ist, wie sie in der DE-ANM P 29 OO 729.2 beschrieben ist und bei der ein an sich gestreckter Speicher in mehrere in den Ebenen a bis d parallel angeordnete Speicherteilstrecken unterteilt ist, wobei die einzelnen Speicherteilstrecken durch Umlenkeinrichtungen miteinander aufeinanderfolgend verbunden sind. Der derart gebildete gefaltete Linearspeicher besteht im wesentlichen aus zwischen den beiden Verseilpunkten 10 und 17 angeordneten Verseilköpfen 11, 12, 15 und 16 sowie den Umlenkeinrichtungen 14 und den geradlinigen Führungen 13. Dabei sind die Verseilköpfe in den vertikalen Ebenen A und B angeordnet. Die Nachverseileinrichtung, die wiederum aus dem Aufseilnippel 6, der Umseiischeibe 7 und dem Verseilnippel 8 sowie dem Verseilpunkt 9 besteht, ist im Abstand a hinter dem letzten Verseilpunkt (Abzugscheibe) 17 angeordnet. Unmittelbar dahinter ist ein Extruder 19 angeordnet, mit dem auf die Verseileinheit 5 ein Kunststoffmantel aufgebracht wird.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist die aus Aufseilnippel 6, Umseiischeibe 7 und Verseilnippel 8 bestehende Nachverseileinrichtung in die Hauptverseileinrichtung integriert, wobei der in Fig. 4 dargestellte Verseilkopf 12 durch die Nachverseileinrichtung ersetzt ist. In dieser Variante bildet die letzte

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VPA 79 P 4708 BRD Speicherteilstrecke zwischen dem Verseilkopf 16 in der Ebene d und dem Aufseilnippel 6 gleichzeitig die Ausgleichsstrecke a.

3 Ansprüche
5 Figuren

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Leerseite

Claims

VPA 79 P 4708 BRD Pat ent ansprüche

1. Vorrichtung zum SZ-Verseilen von Verseilelementen elektrischer Kabel und Leitungen zu einer SZ-Verseileinheit, bestehend aus einer oder mehreren zwischen einem ersten und einem letzten Verseilpunkt angeordneten, mit stufenweise wechselnder Drehzahl oder Drehrichtung umlaufenden Verdrehungsvorrichtungen und aus einer zwischen dem ersten und dem letzten Verseilpunkt angeordneten, von der Verdrehungsvorrichtung getrennten oder in diese integrierten Speichereinrichtung für die wenigstens ein erstes Mal verseilten Verseilelemente, wobei die Speichereinrichtung eine sehr große Speicherkapazität von mehr als 50 m oder mehr als 200 Verseilschlagen aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar Tainter oder vor dem letzten Verseilpunkt (9,17) eine mit wechselnder Drehrichtung antreibbare, von den SZ-verseilten Verseilelementen (1) durchlaufene Umseiischeibe (7) mit einem oder zwei zugeordneten Verseilnippeln (6,8) angeordnet ist, deren freier Abstand (a) zum letzten Verseilpunkt (17) oder deren freier Abstand zum letzten, die Verseilelemente von außen kraftschlüssig erfassenden und verdrehenden Teil (22,16) der Verdrehungsvorrichtung wenigstens das Fünffache der resultierenden SZ-Schlaglänge beträgt, deren Drehzahl gleich ist der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehzahlstufen der umlaufenden Verdrehungsvorrichtung (20,21; 11,15, 16,12)

und deren Drehrichtung im gleichen Rhythmus wie die Drehbewegung der Verdrehungsvorrichtung bzw. mit dem gleichen Rhythmus wie der Wechsel von

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- 2 - VPA 79 P 4708 BRD einer Drehzahlverkleinerung auf eine Drehzahlvergrößerung der Verdrehungsvorrichtung oder umgekehrt änderbar ist.

2. SZ-Verseilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein feststehendes Speicherelement innerhalb zraLer rotierender Verseilbügel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Umseiischeibe (7) am Ausgang des zweiten Verseilbügels (21) angeordnet ist.

3. SZ-Verseilvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine an sich geradlinige Speicherstrecke in mehrere parallel angeordnete Speicherteilstrecken unterteilt ist, wobei am Anfag und am Ende jeder Speicherteilstrecke ein rotierender Verseilkopf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Umseiischeibe (7) in den letzten Verseilkopf (12) integriert ist.

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