DE3101126C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln von fadenförmigem Wickelgut, insbesondere Kabeln, auf einem einen trommelartigen Wickelkern und End­ flanschen aufweisenden Spulenkörper gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist bspw. aus der US-PS 15 04 005 bekannt, wo es insbesondere zum Wickeln von Transfor­ matorspulen, Erregerspulen und dergl. verwendet wird. Um einen einwandfreien, ungestörten Wicklungsaufbau zu erzielen, müssen die Übergangsbereiche, in denen das Wickelgut von der einen in die nächstfolgende Windung übergeleitet wird, möglichst exakt ausgebil­ det und insbesondere über die gesamte axiale Spulen­ länge bei allen nebeneinanderliegenden Windungen genau auf die gleiche kleine Umfangslänge beschränkt sein. Bei dünnem, biegsamem Wickelgut, bspw. lackisolierten Kupferdrähten, wie sie für elektrische Geräte verwen­ det werden, wird die Ausbildung der exakt definierten Übergangsbereiche dadurch erleichtert, daß sich das Wickelgut benachbarter Windungen aneinander anschmiegt und sich ohne weiteres auch mit verhältnismäßig klei­ nem Krümmungsradius abbiegen kann. Bei schwerer zu handhabendem Wickelgut, bspw. Kabeln, wie es ebenfalls nach einem solchen Verfahren gewickelt wird (JP-OS 52-64 680, DE-OS 25 25 762) ist es aber auf die erwähnte Weise praktisch kaum mehr möglich, exakt definierte Übergangsbereiche zwischen benachbarten Windungen zu erzeugen. Schon nach wenigen Windungen der ersten Wickellage ist der Übergangsbereich zunehmend ver­ wischt, so daß die nachfolgenden Windungen in dieser Lage tatsächlich spiralförmig aufgewickelt werden, was gerade vermieden werden muß. Wenn nämlich eine Wickellage einen ungleichmäßigen oder spiralförmigen Aufbau aufweist, kann die darüberliegende nächst­ folgende Wickellage keinen gleichmäßigen Aufbau mehr aufweisen, mit dem Ergebnis, daß es zu einem zickzackförmigen Verlauf der Windungen in den höheren Wickellagen und damit zu einer nachhaltigen Störung des Wickelaufbaus kommen kann.

Die von einer unkorrekten Ausbildung der Übergangs­ bereiche beim Aufwickeln des Wickelgutes herrühren­ den Schwierigkeiten wurden bspw. in der US-PS 27 32 150 bereits erkannt. Zur Abhilfe wird aber zu einem besonders gestalteten Spulenkörper Zuflucht genommen, dessen Wickel­ kern besondere Führungseinrichtungen in Gestalt von zweckentsprechend gestalteten Vertiefungen und Rillen trägt. Das bedeutet aber, daß normale Spulenkörper, deren Wickelkern eine glatte zylindrische Oberfläche aufweist, nicht mehr verwendet werden können. Grund­ sätzlich Gleiches gilt auch für ein aus der US-PS 32 72 454 bekanntes ähnliches Wickelverfahren.

Schließlich ist noch aus der DE-OS 24 41 090 eine automatische Kabelwickelvorrichtung bekannt, bei der allerdings das Kabel nicht nach einem gattungsgemäßen Verfahren, sondern in jeder Lage in Gestalt einer über die Länge des Spulenkernes gleichmäßig durch­ gehenden Zylinderspirale aufgewickelt wird, was einen grundsätzlich anderen Wickelkörperaufbau ergibt. Um zu vermeiden, daß bei diesem Wickel­ körperaufbau beim Übergang von einer Wickellage in die nächstfolgende mehrere übereinanderliegende, an dem Flansch des Spulenkörpers anliegende Windungen entstehen, d. h., um zu erreichen, daß das Kabel, welches beginnt, auf die bereits in die nächste Wickel­ lage angestiegene Windung am Flansch anliegend aufzu­ steigen, von dieser Windung herabgleitet und an­ schließend an diese Windung seitlich angedrückt wer­ den kann, wird einem dem Kabel über einen Traversier­ arm während der Drehbewegung des Spulenkörpers die zur Bildung der nach Art einer gleichmäßig durch­ gehenden Zylinderspirale gewickelten Wickellagen erforderliche Axialbewegung vermittelnden Traver­ sierblock bei der Annäherung an einen der Flansche des Spulenkörpers eine schnelle Vor- und Zurückbe­ wegung erteilt. Diese Hin- und Herbewegung erfolgt jedoch in jeder Wickellage, außer in der ersten, nur ein einziges Mal während der Bildung der zweiten Windung. Bei einem solchen Wickelverfahren, bei dem die Kabelwindungen zylinderspiralig eng aneinander­ liegend aufgewickelt werden, hängt es von unver­ meidbaren Einflußgrößen, wie insbesondere der Toleranz des Kabeldurchmessers und des Flanschen­ abstandes des Spulenkörpers sowie allen unvermeid­ baren Schwankungen und Zufälligkeiten des Wickel­ vorganges selbst ab, nach wieviel Spulenkörperum­ drehungen und in welcher Spulenkörperdrehwinkel­ stellung der Übergang aus einer Wickellage in die nächste Wickellage erfolgt. Hinzu kommt, daß die Windungen der jeweils durch Zylinderspiralen gebildeten, übereinanderliegenden Wickellagen sich kreuzen. Es läßt sich deshalb beim Aufwickeln des Wickelguts auf eine fertige Wickellage häufig nicht vermeiden, daß ein Teil der soeben sich neu bilden­ den Windung von der vorherigen benachbarten Windung sich löst und in einen Teil der darunterliegenden, von zwei benachbarten Windungen begrenzten rillen­ förmigen Vertiefung fällt. Damit ist aber die Zylinder­ spirale endgültig zerstört, und es kommt zu einem zick­ zackförmigen Verlauf der weiteren Windung und somit insgesamt zu einem unregelmäßigen Wickelkörperauf­ bau.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, das ein­ gangs genannte Wickelverfahren zu verbessern, so daß beim geordneten Aufbringen auch von schwierig zu wickelndem Wickelgut, bspw. Kabeln, auf einen Spulen­ körper mit glattem Wickelkern die insbesondere von den Übergangsbereichen zwischen benachbarten Windungen einer Wickellage ausgehende Gefahr des Auftretens von Unregelmäßigkeiten des Wickelkörperaufbaus auf ein Minimum rduziert wird und damit die Notwendigkeit entfällt, den Aufwickelvorgang selbst durch eine eigene Person fortlaufend überwachen und korrigieren zu lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Wickelverfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Zur Erzeugung des Übergangsbereiches zwischen be­ nachbarten Windungen einer Wickellage wird dabei dem Wickelgut zusätzlich zu der innerhalb einer Lage immer gleichgerichteten schrittweisen Bewegung entsprechend dem Windungsabstand eine kurzhubige, schnelle, hin- und hergehende Bewegung erteilt. Diese gewährleistet, daß das Wickelgut an definierten Stellen aus der jeweiligen Windung in den Übergangsbereich und aus diesem heraus in die neue Windung gezwungen wird und die dazu erforder­ lichen Richtungsänderungen ausführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Übergangsbereiche, in Umfangsrichtung der Trommel gesehen, exakt definiert ausfallen, so daß auch bei viellagigen Wicklungen ein exakter Wicklungsaufbau gewährleistet ist.

Weiterbildungen des neuen Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Kabeltrommel mit teilweise aufgewickelter erster Kabellage, in der Draufsicht, unter Ver­ anschaulichung des ringförmigen Teiles der Windungen,

Fig. 2 die Kabeltrommel nach Fig. 1, in einer um 180° weitergedrehten Stellung, unter Veran­ schaulichung des Übergangsbereiches der letzten und der vorletzten Windung, in einer entsprechenden Darstellung,

Fig. 3 die Kabeltrommel nach Fig. 2, unter Veran­ schaulichung des Übergangsbereiches der letzten und der vorletzten Windung der ersten Lage, in einer entsprechenden Dar­ stellung,

Fig. 4 eine Abwicklung der ersten Lage der Kabel­ trommel nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Abwicklung der ersten beiden Lagen der Kabeltrommel nach Fig. 1,

Fig. 6 die Abwicklung nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI der Fig. 5, in einer Seiten­ ansicht und in schematischer Darstellung,

Fig. 7 eine Abwicklung der ersten Lage einer Kabel­ trommel mit unregelmäßigem rechtem Endflansch, und

Fig. 8 eine Abwicklung der in einer abgewandelten Aus­ führungsform gewickelten ersten Lage einer Kabeltrommel mit einem unregelmäßigen rechten Endflansch.

In den in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei­ spielen ist das Wickelverfahren anhand des Aufwickelns eines Kabels auf eine Kabeltrommel veranschaulicht, die den Spulenkörper bildet. Grundsätzlich kann das Verfahren naturgemäß zum Aufwickeln von beliebigem fadenförmigem Wickelgut verwendet werden, also für Seile, Drähte, Fäden und dergl.

Die in den Fig. 1 bis 3 als Spulenkörper dargestellte Kabeltrommel 1 weist einen trommelartigen zylindrischen Wickelkern 2 auf, auf den endseitig zwei kreisförmige Endflansche 3, 4 in bekannter Weise aufgesetzt sind. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Endflanschinnen­ flächen in parallelen Ebenen liegen, die rechtwinklig zu der bei 5 angedeuteten Trommellängs- oder -drehachse verlaufen. Die Abweichungen der Endflanschinnenflächen von dieser rechtwinkligen Anordnung sind klein im Ver­ gleich zu dem Durchmesser des aufzuwickelnden Kabels 6, das in diesem Falle das Wickelgut darstellt.

Beim Aufwickeln des Kabels 6 ist die Kabeltrommel 1 durch nicht weiter dargestellte, an sich bekannte Antriebsmittel angetrieben, so daß sie um ihre Längs- oder Drehachse 5 umläuft, wobei ihrem Wickelkern 2 das Kabel 6 über eine Führungseinrichtung 7 zugeleitet wird, die aus zwei Führungsrollen 8 besteht, welche in ent­ sprechenden, ebenfalls nicht veranschaulichten Lager­ teilen der Führungseinrichtung gelagert sind. Während des Aufwickelvorgangs wird zwischen der Führungsein­ richtung 7 und der Kabeltrommel 1 eine Relativ­ bewegung erzeugt, die derart gesteuert ist, daß die einzelnen Windungen des Kabels 6 in bestimmter Weise nebeneinander auf den Wickelkern 2 bzw. auf die jeweils darunterliegende Lage aufgebracht werden, wie dies im einzelnen noch erläutert werden wird.

Der Aufwickelvorgang beginnt mit dem Aufbringen der ersten Lage 9 auf den Wickelkern 2, was in den Fig. 1 bis 3 veranschaulicht ist. Das Kabel 6 wird dabei derart aufgewickelt, daß sich die aus Fig. 4 er­ sichtliche Abwicklung ergibt, anhand derer das Wickelverfahren für die erste Lage erläutert werden kann:

Der Anfang 10 des Kabels 6 wird durch eine Öffnung im Wickelkern 2 oder in dem rechten, bei 3 (in Fig. 4) mit seiner Innenfläche strichpunktiert schematisch an­ gedeuteten Endflansch in das Innere der Spulen­ trommel 1 eingeführt. Das Kabel 6 ist durch seine stark ausgezogene Mittellinie 11 und die beiden die Außenumrisse angebenden dünnen Linien 6 a dar­ gestellt. Durch entsprechende Steuerung der Relativ­ bewegung zwischen der Führungseinrichtung 7 und der Kabeltrommel 1 sind die einzelnen Windungen über den größten Teil ihres Umfanges mit ihrer Mittel­ linie jeweils einer den Wickelkern 2 umschließenden kreisringförmigen endlosen Kurve 12 folgend aufge­ wickelt. In einem genau vorausbestimmten Bereich, dem bei 13 angedeuteten Übergangsbereich, ist das Kabel 6 von einer Windung sodann in die benachbarte Windung der gleichen Lage übergeleitet. Die erste Windung 14 der ersten Lage 9 verläuft mit ihrer Mittellinie 11 in einem Abstand 15 von der zuge­ ordneten Endflanschinnenfläche 3 der etwa gleich dem Durchmesser des Kabels 6 ist, was be­ deutet, daß sich zwischen der Endflanschinnenfläche 3 und der ersten Windung außerhalb des Übergangsbe­ reiches 13 ein freier Raum 16 ergibt, dessen Breite etwa gleich dem halben Kabeldurchmesser ist. Die ge­ schlossenen Kreisringkurven 12, denen die Mittellinie 11 der einzelnen Windungen außerhalb des Übergangs­ bereiches 13 folgt, liegen in parallelen Ebenen, die im Abstand zueinander jeweils rechtwinklig zu der Trommellängs- oder drehachse 5 verlaufen und parallel zu den Endflanschinnenflächen 3, 4 ausgerichtet sind. Die einzelnen Windungen liegen nicht eng aneinander gepreßt nebeneinander; der Abstand zwischen den Mittellinien 11 benachbarter Windungen ist vielmehr derart gewählt, daß er bei möglichst kleinem Zwischenraum zwischen be­ nachbarten Windungen mit Sicherheit größer ist als das größte an dem Kabel innerhalb des Toleranz­ bereiches zu erwartende oder gemessene Ausmaß ist. Außerdem ist der Abstand der Mittellinien 11 der benachbarten Windungen über die axiale Länge der ersten Lage 9 derart gesteuert, daß die letzte Windung 17 einen möglichst geringen Abstand von der benachbarten Endflanschinnenfläche 4 auf­ weist, auf die die Lage 9 beim Aufwickeln hinge­ wachsen ist.

Am Ende der letzten Windung 17 der ersten Lage 9 verengt sich innerhalb der Übergangszone 13 der Zwischenraum zwischen der Endflanschinnenfläche 4 und dem Übergang des Kabels aus der vorletzten Windung 18 bei 190 keilförmig. Der Ort, an dem dies geschieht, ist durch die Lage der Übergangsbereiche 13 für die Steuerung der Führungseinrichtung 7 aus­ reichend genau vorausbestimmt. Ungefähr über die erste Hälfte des Übergangsbereiches 13 wird das Kabel 6 noch auf der Ebene seines ringförmigen Ab­ schnittes geführt, so daß es seine Lage in axialer Richtung noch nicht ändert. Etwa in der Mitte des Übergangsbereiches 13 beginnt sodann der Übergang in den ringförmigen Abschnitt der ersten Windung 19 (Fig. 6) der zweiten Lage 20, die in Fig. 5 dadurch angedeutet ist, daß die Mittellinien 11 a der Windungen der zweiten Lage 20 gestrichelt eingezeichnet sind.

Wie aus Fig. 6 zu ersehen, ist die erste Windung 19 der zweiten Lage um den halben Windungsabstand gegenüber der letzten Windung 17 der ersten Lage 9 versetzt, was bedeutet, daß sie sich außerhalb des Übergangsbereiches 13, d. h. über den größten Teil ihres Umfangs, in dem sie wieder mit ihrer Mittel­ linie einer kreisringförmigen Kurve 12 folgt, in die rinnenartige Vertiefung 21 einlegt, die von der Umfangsfläche der letzten und der vorletzten Windung 17 bzw. 18 der ersten Lage 9 begrenzt ist.

Etwa am Beginn des Übergangsbereiches 13 der ersten Lage 9 wird das Kabel 6 aus dem ringförmigen Ab­ schnitt der ersten Windung 19 in der gleichen Weise wie bei der ersten Lage 9 in einem Übergangs­ bereich in den ringförmigen Abschnitt der zweiten Windung 22 der zweiten Lage 20 überführt, worauf die zweite Lage in entsprechender Weise weiter gewickelt wird. Da der Windungsabstand der gleiche ist wie in der ersten Lage, legen sich alle Windungen der zweiten Lage 20 - außer der letzten Windung 23 - in die rillenförmigen Vertiefungen 21, die auf der Oberfläche der ersten Lage 9 vorhanden sind. Die letzte Windung 23 ist in dem ringförmigen Abschnitt außerhalb des Übergangsbereiches 13 einseitig seit­ lich durch die Endflanschinnenfläche 3 und die erste Windung 14 der ersten Lage 9 abgestützt, wie dies insbesondere aus Fig. 6 zu ersehen ist.

Innerhalb des Übergangsbereiches 13 wird sodann, ähnlich wie im Bereiche der letzten Windung 17 der ersten Lage 9, das Kabel 6 aus der letzten Windung 23 der zweiten Lage 20 in die nicht mehr weiter veran­ schaulichte erste Windung der nächstfolgenden Lage überführt. Dies wird aus Fig. 5 deutlich, wo an der Stelle A die die Mittellinie 11 a der letzten Windung 23 der zweiten Lage 20 andeutende gestrichelte Linie in die volle Linie 11 übergeht, welche ab hier nicht nur die Mitellinie des Kabels der ersten Lage 9, sondern auch der dritten, fünften, siebten usw. Lage darstellt. Entsprechend gibt die gestrichelte Linie 11 a die Mittel­ linie der Kabelwindungen in der zweiten, vierten, sechsten usw. Lage an.

In Fig. 5 liegen die Übergangsbereiche 13 der beiden Lagen 9, 20 am Umfang des Spulenwickels der Einfachheit halber übereinander; sie sind durch zwei gerade, achs­ parallele Linien 24, 25 begrenzt. In der Regel werden die Übergangsbereiche 13 der einzelnen Lagen aber nicht genau übereinander gelegt, sondern winkelmäßig gegen einander versetzt, um damit größere Unrundheiten des Spulenwickels zu vermeiden. An den Übergangsbereichen 13 ist der Lagenabstand nämlich etwas größer als im Bereiche der ringförmigen Abschnitte der Windungen. Durch den winkelmäßigen gegenseitigen Versatz der Übergangsbereiche 13 wird eine Addition dieser Unrund­ heitsfehler vermieden.

Dabei kann es zweckmäßig sein, abweichend von den Ab­ wicklungen nach den Fig. 4, 5 die Übergangsbereiche nicht durch die zur Horizontalen parallelen Geraden 24, 25, sondern durch zwei Schraubenlinien zu begrenzen, welche in den Fig. 4, 5 dann ebenfalls als zwei parallele Geraden erscheinen würden, die unter einem bestimmten spitzen Winkel schräg zu der Hori­ zontalen sich erstrecken würden.

Das anhand der Fig. 4 bis 6 beschriebene Verfahren setzt voraus, daß etwaige Abweichungen der Trommel­ flanschinnenflächen 3, 4 von entsprechenden rechtwinklig zur Trommellängs- oder Drehachse 5 verlaufenden Ebenen gering im Verhältnis zum Kabeldurchmesser sind. Wenn diese Voraussetzung nicht mehr zutrifft, kann die Aufwicklung des Kabels 6 in der aus Fig. 7 oder Fig. 8 ersichtlichen Weise erfolgen:

Es sei angenommen, daß die rechte Endflanschinnen­ fläche 3 in der strichpunktiert angegebenen Weise in der Abwicklung verläuft, während die linke End­ flanschinnenfläche 4 wie vorher in einer rechtwinklig zu der Längs- oder Drehachse 5 sich erstreckenden Ebene liegt. Die einzelnen Windungen der veranschau­ lichten ersten Lage sind jeweils nur durch die Mittellinie 11 des Kabels 6 veranschaulicht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die Windungen derart auf den Wickelkern 2 aufgetragen, daß außerhalb des Übergangsbereiches 13 das Verhält­ nis der Abstände der Mittellinie zu den Endflansch­ innenflächen 3, 4 für jede Windung jeweils konstant ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist die Anordnung derart getroffen, daß eine bestimmte Anzahl der den beiden Endflanschinnenflächen 3, 4 am nächsten liegenden Windungen der ersten Lage - im vorliegenden Fall die beiden Windungen 27, 28 - außerhalb des Übergangsbereiches 13 mit konstantem, möglichst kleinem Abstand ihrer Mittellinie 11 zu der zugeordneten Endflanschinnen­ fläche 3 bzw. 4, d. h. dieser folgend, aufgebracht wird, während die dazwischenliegenden Windungen derart auf­ gewickelt werden, daß außerhalb des Übergangsbereiches 13 das Verhältnis der Abstände ihrer Mittellinien 11 zu den Mittellinien 11 der in konstantem Abstand zu den Endflanschinnenflächen 3, 4 verlaufenden Windungen konstant ist.

Um den Beginn der ersten Windung 14 der ersten Lage 9 (Fig. 4) in dem dem Kabeldurchmesser ent­ sprechenden Abstand 15 ihrer Mittellinie 11 von der Endflanschinnenfläche 3 zu erleichtern, können verschiedene Maßnahmen getroffen sein:

Wenn der Kabelanfang 10 durch eine Öffnung des Endflansches 3 gesteckt ist, kann ein Klotz 30 an dem Wickelkern 2 oder an dem Endflansch 3 be­ festigt sein, der den Abstand vorgibt. Anstelle eines Klotzes 30 können in dem Raum 16 auch mehrere längs des Umfangs verteilte solche Klötze angeordnet sein. Auch ist es denkbar, eine von der Endflanschaußenseite her durch den Endflansch 3 hindurchgeführte Spindel 31 mit einer Backe 32 vorzusehen, die axial verstellbar ist, um damit eine einfache Anpassung an ver­ schiedene Kabeldurchmesser zu ermöglichen. Der Klotz oder die Klötze 30 kann bzw. können auch mit Schnellwechseleinrichtungen versehen sein, um einen raschen Austausch zu ermöglichen.

Wird der Kabelanfang 10 durch den Wickelkern 2 in das Innere der Spulentrommel 1 geführt, so kann eine Zentriereinrichtung, die in der Durchlaß­ öffnung angebracht und gegebenenfalls verstellbar ist, zum Einsatz kommen. Schließlich ist es noch denkbar, eine in Trommelachsrichtung verschiebbare Spannvorrichtung zur Befestigung des Kabelanfanges auf der Mantelfläche des Wickelkernes 2 zu verwenden, die im einzelnen nicht weiter dargestellt ist.

Wenn die vorletzte Windung der zweiten Lage 20 (Fig. 6) aufgebracht wird, kann bei hoher Windungs­ spannung die Gefahr auftreten, daß die erste Windung 14 der unteren Lage 9 nach rechts, d. h. auf die Endflanschinnenfläche 3, zu gedrückt wird und ausweicht. Um dies zu verhüten, kann es zweckmäßig sein, den Zwischenraum 16 zwischen der ersten Windung 14 und der Endflanschinnen­ fläche 3 durch Klötze 30 oder ein Ringsegment­ teil auszufüllen. Dabei können die Klötze 30 bzw. das Ringsegmenteil wiederum axial verstell­ bar sein. Sollen Kabel 6 mit sehr verschiedenen Durchmessern auf einer Kabeltrommel aufgewickelt werden, so kann die radiale Höhe der Klötze 30 oder des Ringsegmentteiles über dem Wickelkern 2 mit zunehmendem Abstand von der Endflanschinnen­ fläche 3 größer gemacht werden, da sie bei dünneren Kabeln 6 wesentlich unter dem Kabel­ durchmesser bleiben muß, während sie bei dickeren Kabeln 6 nicht unter dem halben Kabeldurchmesser bleiben darf. Dies kann durch Auflage der Klötze 30 auf schiefen Ebenen oder des Ringsegmentteiles auf einer Kegelfläche erreicht werden.

Eine gleichmäßige axiale Verstellung des Ring­ segmentteiles kann durch auf dem Umfang verteilte Schraubensegmente erzwungen werden. In diesem Falle wird das Ringsegmentteil zur Verstellung in Umfangs­ richtung auf dem Wickelkern 2 verdreht.

Um die Windungen in der im vorstehenden erläuterten Weise aufzuwickeln, muß zwischen der Führungsein­ richtung 7 und der Kabeltrommel 1 in Trommelachs­ richtung, abhängig von der Trommeldrehung, eine Relativbewegung erzeugt werden. Diese Bewegung setzt sich zusammen aus einer innerhalb einer Lage immer gleichgerichteten schrittweisen Be­ wegung entsprechend dem Windungsabstand und einer schnelleren hin- und hergehenden kurzhubigen Be­ wegung zur Erzeugung des Übergangsbereiches 13 von einer Windung in die nächste (vergl. Fig. 2), sowie gegebenenfalls einer zusätzlichen Bewegung zum Aus­ gleich von Kabeltrommelfehlern im Bereiche der End­ flansche 3, 4, wie dies anhand der Fig. 7, 8 erläutert wurde.

Grundsätzlich kann die Relativbewegung zwischen der Führungseinrichtung 7 und der Kabeltrommel 1 durch axiale Verschiebung der Kabeltrommel 1 oder der Führungseinrichtung 7 erzeugt werden. Wenn die Führungseinrichtung 7 nicht aus der Mittellinie der vorgeschalteten Kabelzufuhreinrichtung heraus bewegt werden soll, ist es zweckmäßiger, die Kabeltrommel zu verschieben. Je höher aber die Wickelgeschwindig­ keit wird, desto schneller müssen auch die Kabel­ trommel 1 und die Führungseinrichtung 7 gegeneinander bewegt werden, und desto höher werden die durch ungleich­ förmige Bewegungen erzeugten Massenkräfte. Bei hohen Wickelgeschwindigkeiten wird deshalb folgendermaßen vorgegangen:

Die immer schwerer werdende Kabeltrommel 1 wird in der Regel schrittweise oder etwa gleichförmig ent­ sprechend dem Fortschritt der sich neu bildenden Windungen axial bewegt. Die Führungseinrichtung 7 führt lediglich die erforderlichen schnellen Hin- und Herbewegungen zur Erzeugung des Übergangsbe­ reiches 13 und gegebenenfalls zum Ausgleich etwaiger Ungenauigkeiten der Endflanschinnenflächen um die Mittellinie der vorgeschalteten Kabelzufuhrein­ richtung aus.

Die beschriebenen Bewegungen werden von einer Steuerungseinrichtung gesteuert, welcher zumindest der Abstand der Endflanschinnenflächen und die größte zu erwartende oder gemessene Durchmesserab­ messung des Kabels 6 in Kabeltrommelachsrichtung ein­ gegeben werden. Um das Bewegungsprogramm zu errechnen, erhält die Steuerungseinrichtung fortlaufend In­ formationen zumindest über den ausgeführten Dreh­ winkel der Kabeltrommel, und zwar beginnend mit der Winkellage des Anfanges der ersten Windung 14 der ersten Lage 9.

Die Steuerungseinrichtung errechnet den kleinst­ möglichen Windungsabstand, der sich aus den beiden Bedingungen ergibt, daß die Mittellinie 11 der ersten Windung im Abstand des Kabeldurchmessers von der ihr benachbarten Endflanschinnenfläche 3 steht, während die letzte Windung 17 der ersten Lage an der ihr benachbarten Endflanschinnenfläche 4 anliegend verläuft. Bei dieser Berechnung ist in der Regel die Vergrößerung der Kabelbreite in Trommelachsrichtung im Übergangsbereich von einer Windung in die nächstfolgende zu beachten.

Anhand dieses Rechenergebnisses wird zusammen mit der Kabelbreite und anderen festen vorgegebenen Parametern, beispielsweise bestimmten physikalischen Eigenschaften des Kabels, von der Steuerungsein­ richtung die Länge des Übergangsbereiches 13 in Umfangsrichtung sowie alle daraus sich ergebenden Größen bis zu dem Programm der Relativbewegung zwischen der Kabeltrommel 1 und der Führungsein­ richtung 7, abhängig von der Kabeltrommeldrehung, berechnet.

Als wichtige Information für dieses Programm wird der Durchmesser des Wickelkernes 2 der Steuerein­ richtung eingegeben, um für die erste Lage 9 die Lage und die Länge des Übergangsbereichs 13 der einzelnen Windungen in Gestalt eines entsprechenden Winkelbereiches zu bestimmen. Für die höheren Wicklungslagen kann die Steuerungseinrichtung den Lagedurchmesser berechnen und gegebenenfalls anhand von Meßergebnissen, beispielsweise für die Kabelgeschwindigkeit und die Kabeltrommel­ drehzahl, korrigieren.

Schließlich können zu den eingegebenen Informationen noch Angaben über die Abweichungen der Endflansche 3, 4 von senkrecht auf der Längs- oder Drehachse 5 stehenden Ebenen gehören, die dann in dem Bewegungs­ programm zur Erzielung des Windungsverlaufes ent­ sprechend den Fig. 7, 8 benutzt werden.

Wie aus den Fig. 1, 2 zu ersehen, bereitet das Auf­ wickeln der ersten Lage keine Schwierigkeiten, solange das zulaufende Kabel 6 nicht von dem End­ flansch 3, auf den die Lage hinwächst, behindert wird. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, kann aber zu­ mindest im Übergangsbereich 13 von der vorletzten Windung 18 in die letzte Windung 17 und gegebenen­ falls auch schon bei einigen früheren Übergangs­ bereichen das Kabel 6 wegen des Endflansches 3 nicht in dem für die Ausbildung des Übergangsbe­ reiches 13 erforderlichen Winkel zugeführt werden. Das Aufbringen der letzten Windungen 17, 18 ist aber in der Praxis trotzdem ohne weiteres möglich, weil in diesem Falle die jeweils bereits aufgebrachte vorige Windung die Bildung des Übergangsbereiches 13 unterstützt.

Unter besonders ungünstigen Umständen, insbesondere bei sehr hohen Reibungskoeffizienten der Kabelober­ flächen gegeneinander, besteht die Gefahr, daß das Kabel zu früh in die nächste Lage ansteigt. Um dies zu vermeiden, kann es notwendig sein, bei Annäherung des Kabels an einen Endflansch eine zusätzliche Stütz­ einrichtung zu benutzen, die in Fig. 3 bei 33 angedeutet und dort bspw. in Gestalt einer Rolle ausgebildet ist.

Claims (6)

1. Verfahren zum Aufwickeln von fadenförmigem Wickelgut, insbesondere Kabeln, auf einen einen trommelartigen Wickelkern und Endflansche aufweisenden Spulenkörper, bei dem das Wickelgut in einzelne, nebeneinanderlie­ gende Windungen geordnet, jeweils lageweise auf den Wickelkern derart aufgebracht wird, daß das Wickelgut in jeder Windung über den größten Teil des Windungs­ umfanges mit seiner Mittellinie einer den Wickelkern umschließenden, ringförmigen, endlosen Kurve folgend aufgewickelt und sodann in einem vorbestimmten, einen kleinen Teil des Windungsumfanges ausmachenden Über­ gangsbereich mittels einer zwischen dem umlaufenden Spulenkörper und dem beim Aufwickeln diesem zulaufen­ den, geführten Wickelgut erzeugten, innerhalb einer Lage immer gleichgerichteten Schrittbewegung ent­ sprechend dem Windungsabstand zu der jeweils daneben­ liegenden Windung der gleichen Lage übergeleitet wird und das Wickelgut aus der letzten Windung der ersten Lage innerhalb des Übergangsbereiches nach außen in die zweite Lage geführt und dort zu entsprechenden Windungen aufgewickelt wird, die außerhalb ihres Übergangsbereiches jeweils in von je zwei nebenein­ anderliegenden Windungen der ersten Lage begrenzten rillenartigen Vertiefungen liegen, worauf nach der Fertigstellung dieser Lage bei weiteren Lagen das Wickelgut aus der jeweils letzten Windung einer Lage innerhalb des Übergangsbereiches in die je­ weils nächstfolgende Lage übergeleitet wird, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Bildung jedes Übergangsbereiches zwischen dem umlaufenden Spulenkörper und dem diesem beim Aufwickeln zulaufenden geführten Wickelgut zusätzlich zu der Schrittbewegung eine schnelle hin- und hergehende, kurzhubige Be­ wegung in Richtung der Spulenkörperlängsachse erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übergangsbereiche in einer Lage durch zwei mit der Spulenkörperlängs­ achse achsparallele Geraden begrenzt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsbereiche in einer Lage durch zwei Schraubenlinien begrenzt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsbereiche benachbarter Lagen winkel­ mäßig gegeneinander versetzt sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Windung der Übergangsbereich ausgehend von einem ringförmigen Windungsteil erzeugt wird, bei dem das Verhältnis der Abstände seiner Mittellinie von den beiden End­ flanschinnenflächen längs der von der Mittellinie beschriebenen Kurve konstant ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Lage anschließend an die beiden Endflansche bei wenigstens je einer Windung der Übergangsbereich ausgehend von einem ringförmigen Windungsteil erzeugt wird, dessen Mittellinie in konstantem Abstand zu der jeweils zugeordneten Endflanschinnenfläche verläuft und daß bei den dazwischenliegenden Windungen die Er­ zeugung des Übergangsbereiches jeweils ausgehend von einem ringförmigen Windungsteil erfolgt, bei dem das Verhältnis der Abstände seiner Mittellinie zu den Mittellinien der in kon­ stantem Abstand zu den Endflanschinnenflächen verlaufenden ringförmigen Windungsteile konstant ist.