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Vorrichtung zum Umspinnen eines langgestreckten Gegenstandes
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umspinnen eines
in seiner Längsrichtung bewegten, langgestreckten Gegenstandes mit einem Band, das
auf einer drehbar gelagerten Spule aufgewickelt und über mindestens zwei Umlenkstellen
von der Spule zu dem zu umspinnenden Gegenstand geführt ist.
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Derartige Vorrichtungen mit Bandspinnern werden insbesondere bei der
Herstellung von elektrischen Kabeln verwendet. Mit dem Band werden dabei einzelne
Leiter, Gruppen von Leitern oder auch ganze Kabelseelen umsponnen. Die Umspinnung
dient einerseits der Kennzeichnung und andererseits auch zum Zusammenhalt des umsponnenen
Gegenstandes. Ein spezielles Anwendungsgebiet sind Starkstromkabel mit einem aus
ceanderförmig, d. h. also mit wechselnder Schlagrichtung, aufgebrachten Einzeldrähten
bestehenden Schutzleiter, der durch ein aufgesponnenes Band zusammengehalten wird.
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Für die unterschiedlichen Anwendungsfälle werden auch unterschiedliche
Bänder verwendet. So ist es beispielsweise üblich, Papierbänder oder aun Kunststoffbänder
aus relativ dünnem Folienmaterial einzusetzen. In allen Fällen sollen die Bänder
nach dem Umspinnen fest auf dem umsponnenen Gegenstand auf liegen, so daß für ihre
Aufbringung eine bestimmte Zug spannung vorgegeben ist. Durch mögliche Unwuchten
innerhalb der Fertigungsvorrichtung, durch schwankende Durchmesser des zum umwickelnden
Gegenstandes oder durch die Drehung der Spule sowie durch Wickelfehler kann es geschehen,
daß die auf das Band einwirkende Zugspannung erhöht wird, insbesondere schlagartig
erhöht wird, so daß das Band reißt. Die Fertigungsanlage muß dann so schnell wie
möglich angehalten werden, damit das Band wieder geflickt werden kann.
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Es sind auch Vorrichtungen bekannt geworden, bei welchen die Spule,
auf der das Band aufgewickelt ist, mittels eines Elektromotors angetrieben wird.
Hierzu wird beispielsweise ein Drehstrommotor mit einer Magnetkupplung verwendet.
Die Einhaltung der erforderlichen Zugspannung für das Band kann damit zwar verbessert
werden, jedoch ist auch eine solche Vorrichtung gegenüber schlagartigen Erhöhungen
der Zugspannung weiterhin empfindlich, so daß auch mit dieser Vorrichtung ein Bandriß
nicht ausgeschlossen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem
Bandspinner anzugeben, die bei einfachem Aufbau sicherstellt, daß das Band auch
bei ruckartigen Belastungen nicht reißt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten
Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Umlenkstellen als Umlenkrollen ausgebildet
sind, von denen mindestens eine, in Bezug auf diese Umlenkrolle selbst, in radialer
Richtung unter Einwirkung einer Federkraft verstellbar ist.
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Die Federkraft, welche auf mindestens eine der Umlenkrollen einwirkt,
kann leicht auf die spezifischen Werte der Vorrichtung und insbesondere des Bandes
eingestellt werden. Als Parameter für die Auswahl der hierfür zu verwendenden Einrichtung
werden u. a. die Zugfestigkeit des Bandes und die Abzugsgeschwindigkeit desselben
von der Spule vorgegeben. So ist es beispielsweise leicht mög-lich, mit einer $gralfeder
die auf die Umlenkrolle einwirkende Federkraft durch einfache Längung oder Kürzung
der Feder auf gewünschte Bedingungen einzustellen. Diese Bedingungen lassen sich
auch mit einer pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtung leicht einstellen, die
zur Erzeugung der Federkraft eingesetzt werden können. Weiterhin kann die Federkraft
auch durch eine Einrichtung erzeugt werden, die fliehkraftabhängig ist, wobei auch
hier durch entsprechende Wahl der Masse eines Fliehkraftkörpers eine entsprechende
Einstellung vorgegeben werden kann.
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Durch die Verwendung einer elastisch federnd verstellbaren Umlenkrolle
ist mit großer Sicherheit gewährleistet, daß das zu verarbeitende Band nicht mehr
reißen kann. Bei einer Erhöhung der Zug spannung wird die bewegliche Umlenkrolle
entgegen der Federkraft ausgelenkt, und zwar je nach Erhöhung der Zugkraft mehr
oder weniger stark. Die federnd verstellbare Umlenkrolle wirkt dadurch wie eine
Art Speicher. Sie verkürzt durch ihre Auslenkung zwischen den beiden Festpunkten
des Bandes, das sind der Ablaufpunkt von der Spule und der Auflaufpunkt auf den
zu umwickelnden Gegenstand, die Länge des Bandes und verhindert so, daß die Erhöhung
der Zugspannung bis zu einem dieser Festpunkte weitergeht. Ein Bandriß ist dadurch
vermieden. Wenn die Zugspannung wieder geringer wird, geht die Umlenkrolle wieder
in ihre Ausgangsstellung zurück.
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Durch die Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich der weitere Vorteil,
daß an der beweglichen Umlenkrolle eine Skala angebracht werden kann, deren Einteilung
der Charakteristik der eingesetzten Federkraft entspricht, so daß bei einer Auslenkung
der Umlenkrolle aus ihrer Ruhestellung das
Maß der Erhöhung der
Zugspannung direkt abgelesen werden kann.
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Beim Überschreiten einer bestimmten Marke kann damit die Fertigungsvorrichtung
angehalten werden, ohne daß es zum Bandriß gekommen ist. Ein eventuell vorliegender
Fehler, wie beispielsweise ein Wickelfehler, kann dann schnellstens behoben werden
und die Vorrichtung kann ohne Zusatzarbeiten wieder in Gang gesetzt werden.
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Es ist weiterhin möglich, mit der beweglichen Umlenkrolle eine Einrichtung
zu koppeln, die eine elektrische Ausgangsgröße liefert. Diese Ausgangsgröße kann
zur Steuerung eines Elektromotors verwendet werden, der die Spule zusätzlich antreibt,
auf welcher das Band aufgewickelt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum
Umspinnen von langgestreckten Gegenständen.
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Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Vorrichtung nach der Erfindung mit
einer Einrichtung zur Erzeugung der Federkraft in vergrößertem Maßstab.
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Mit 1 ist ein sogenannter Flyer bezeichnet, welcher zum Aufspinnen
eines Bandes auf einen durch ihn hindurchgeführten langgestreckten Gegenstand dient.
Ein solcher Gegenstand ist beispielsweise ein elektrisches Kabel, auf das in der
folgenden Beschreibung, stellvertretend auch für alle anderen zu umspinnenden Gegenstände,
Bezug genommen wird.
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Das elektrische Kabel 2 wird in Richtung des Pfeiles 3 durch den Flyer
1 hindurchgezogen. An dem Flyer 1 ist außerdem konzentrisch zum Kabel 2 eine Spule
4 angebracht, auf welcher ein Band 5 aufgewickelt ist, das um das Kabel 2 herumgesponnen
werden soll. Diese Ausfürhungsform eines Bandspinners wird als Zentralspinner bezeichnet.
Das Band 5 wird von der Spule 4 abgezogen, über Umlenkrollen 6, 7, 8 und 9 zum Kabel
2 geführt und um dasselbe herumgewickelt.
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Von den Umlenkrollen ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Umlenkrolle 8 in radialer Richtung bewegbar angeordnet. Sie wird durch eine
Feder 10 ständig in ihre dargestellte Ausgangsstellung gezogen, in welcher die auf
das Band 5 einwirkende Zugspannung gerade die gewünschte Größe hat.
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Für das Aufbringen des Bandes 5 auf das Kabel 2 wird der Flyer 1 mit
allen Umlenkrollen 6 bis 9 um das Kabel herumgedreht, wodurch auch das Band 5 von
der Spule 4 abgewickelt wird. Die Spule 4 kann zusätzlich angetrieben werden, damit
mit abnehmendem Wickeldurchmesser des Bandes 5 ein Ausgleich geschaffen wird und
nicht zusätzlich Zugbelastungen auf das Band einwirken.
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Die genauere Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung mit
einer Einrichtung zur Erzeugung der Federkraft geht beispielsweise aus der vergrößerten
Darstellung in Fig. 2 hervor: Das von der Umlenkrolle 6 kommende Band 5 wird bei
der Vorrichtung nach Fig. 2 über die bewegliche Umlenkrolle 8 und die beiden auf
festen Achsen angeordneten Umlenkrollen 9 und 11 zum Kabel 2 geführt. Die Umlenkrolle
8 ist in Richtung des Doppelpfeiles 12, d. h. also, in radialer Richtung, hin und
her bewegbar, und zwar unter Einwirkung der Feder 10, die über ein Zugseil 13 an
der Umlenkrolle 8 angreift. Hierzu ist das Zugseil 13 über eine Rolle 14 geführt.
Für den Fall, daß die auf das Band 5 einwirkende Zugspannung dem gewünschten Wert
entspricht, befindet sich die Umlenkrolle 8 mit ihrem Anschlagkörper 15 beispielsweise
am rechten Rand des Schlitzes 16.
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In der in Fig. 2 dargestellten Position ist die Umlenkrolle 8 bereits
aus ihrer Ausgangsstellung ausgelenkt. Die auf das Band 5 einwirkende Zugspannung
ist dementsprechend erhöht und die Umlenkrolle 8 wurde dadurch entgegen der Wirkung
der Feder 10 bewegt. Hierdurch wird der Weg zwischen der Umlenkrolle 8 und der Spule
4, von welcher das Band abgewickelt wird, verkürzt, so daß die Abwickelgeschwindigkeit
gleich bleibt.
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Schwankungen der Zugspannung können auf diese Weise so ausgeglichen
werden, daß das Band 5 insbesondere auch bei ruckartigen Belastungen nicht reißt.
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Statt der in der Zeichnung dargestellten Feder 10 können auch andere
Mechanismen eingesetzt werden, die eine Federkraft erzeugen können. Das ist beispielsweise
durch eine Pneumatik oder durch eine Hydraulik realisierbar. Genauso gut kann aber
auch eine Fliehkraftanordnung verwendet werden.
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Die Feder 10 ist verstellbar, so daß ihre Federkraft auf unterschiedliche
Materialien des Bandes 5 und unterschiedliche Zugspannungen eingestellt werden kann.
Hierzu kann beispielsweise am Flyer 1 eine Einrichtung 17 mit Löchern 18 angebracht
sein, in welche jeweils ein mit der Feder verbundener Stift 19 eingesteckt werden
kann. Die Feder kann dadurch gegenüber ihrer in Fig. 2 dargestellten Position mit
kürzester Länge verlängert werden, so daß die Zug spannung erhöht wird. Die Verstellung
der Federkraft bei einer Hydraulik und einer Pneumatik ist durch entsprechende Maßnahmen
ebenfalls leicht möglich.
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Die verstellbare Umlenkrolle 8 bietet noch den weiteren Vorteil, daß
eine Erhöhung der Zugspannung angezeigt und gemessen werden kann. Hierzu kann an
dem Schlitz 16 eine Skala 20 angebracht werden, an welcher die Größe der auf das
Band 5 wirkenden Zugspannung abgelesen werden kann. Es kann dafür an der Umlenkrolle
8 ein Zeiger 21 angebracht werden, welcher an der Skala 20 entlangläuft. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel befindet sich der Zeiger 21 gerade am zweiten großen Strich
der Skala 20.
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Diese Möglichkeit zur Messung der Zugspannung erleichert auch die
Einstellung der Federkraft.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Zentralspinner angegeben.
Dieser Zentralspinner hat den Vorteil, daß er besonders einfach ausgewuchtet werden
kann. Allerdings kann jeweils nur ein Band um das Kabel 2 gewickelt werden. Die
Vorrichtung nach der Erfindung ist auch für alle anderen Ausführungsformen von Bandspinnern
einsetzbar, wobei dann für jede Spule bzw. jedes Band ein eigener Mechanismus mit
Feder einzusetzen ist. Beim Einbau der Einrichtung mit der Feder ist jeweils auch
darauf zu achten, daß der Einfluß von Fliehkräften
ausgeschlossen
wird, sofern nicht die Fliehkraf-t selbst zur Erzeugung der Federkraft verwendet
wird. Hierzu wird die Feder 10, so wie in Fig. 1 dargestellt, vorzugsweise parallel
zum Kabel 2 beansprucht. In diesem Fall erfolgt auch die radiale Verstellung der
Umlenkrolle 8 parallel zum Kabel 2.
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Die Anzahl der Umlenkrollen für das Band 5 zwischen Spule 4 und Kabel
2 ist an sich beliebig. Sie wird zweckmäßig so niedrig wie möglich gewählt, damit
nicht zu viel Masse mit dem Flyer 1 gedreht werden muß. Selbstverständlich können
von diesen Umlenkrollen auch mehr als eine elastisch federnd, in radialer Richtung
verstellbar im Flyer 1 angeordnet sein.
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