DE3300246C2

DE3300246C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rundkabels aus einem mehradrigen Flachbandkabel

Info

Publication number: DE3300246C2
Application number: DE19833300246
Authority: DE
Inventors: Joachim 4797 Schlangen Burchart; Heinz H. Dr. 4790 Paderborn Hohmann
Original assignee: Nixdorf Computer Corp
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1983-01-05
Filing date: 1983-01-05
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3300246A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Rundkabels mit einer Mehrzahl von Leitern wird ein mehradriges Flachbandkabel (24) mit gleichförmigem Abstand zwischen seinen Windungen auf einen Dorn (10) gewickelt. Der gebildete Wickel wird in axialer Richtung kontinuierlich zum freien Ende des Dornes (10) hin verschoben und vor seinem Ablaufen von dem freien Dornende mit einem Kabelmantel umhüllt. Der Dorn (10) weist an seinem Umfang einen schraubenförmigen Steg (18) auf, in dessen Windungen das Flachbandkabel (24) eingelegt wird. Durch Drehung des Dornes bei Festhalten des Wickels wird dieser kontinuierlich in Achsrichtung vom Dorn (10) abgeschoben. Der Flachbandkabelvorrat (22) befindet sich auf einem Träger (20), der mit gleicher Drehrichtung und gleicher Winkelgeschwindigkeit wie der Dorn (10) umläuft. Für eine zweite Kabellage findet sich ein zweiter Kabelvorrat (30) auf einem weiteren um den Dorn (10) koaxial rotierenden Träger (28), der mit gegenüber dem Dorn (10) entgegengesetzter Drehrichtung und höherer Winkelgeschwindigkeit umläuft. Der Dorn (10) weist einen axialen Kanal (40) auf, durch den von einer Füllmittelstation (38) Füllmittel zur Bildung eines elastischen Kabelkernes durch den Dorn (10) hindurch in den ummantelten Wickel eingefüllt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rundkabels mit einer Mehrzahl von Adern, wobei mindestens ein mehradriges Flachbandkabel schraubenförmig aufgewickelt und mit einem Mantel umhüllt wird.

Aus der DE-OS 27 15 585 ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt bei dem zur Herstellung eines mehradrigen Rundkabels ein mehradriges Flachbandkabel schraubenförmig um einen Kern gewickelt wird. Dabei werden die Windungen des Flachbandkabels jc weils so nebeneinander angeordnet, daß sie miteinander verbunden werden können. Ein nach diesem bekannten Verfahren hergestelltes Rundkabel ist relativ steif, so daß es sich nur schlecht biegen läßt.

Ferner ist aus der DE-OS 25 25 915 ein Verfahren zur

Herstellung einer schlauchförmigen elektrischen Leitung bekannt bei dem ein mit einer Metallschicht versehenes Kunststoffband schraubenförmig auf einen Dorn gewickelt wird. Die einzelnen Windungen werden an den aneinanderstoßenden Kanten miteinander verbun den, wonach das resultierende schlauchförmige Gebilde von dem Dorn abgezogen wird. Das ganze Verfahren läßt sich kontinuierlich durchführen. Diese Leitung mit ihrer einzigen zylindrischen stromführenden Bahn hat den Nachteil, daß sie beim Biegen einknickt Selbst

so wenn man annimmt, daß diese Knickstellen durch die Elastizität des Kunststoffträgers des Leiters wieder ausgeglichen werden, wenn das Leiterrohr wieder gerade gebogen wird, so ist doch die Leiterschicht im Bereich der Knickstellen extrem rißgefährdet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das einfach durchzuführen ist und die Herstellung eines mehradrigen Rundkabels mit hoher Flexibilität und Stabilität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Flachbandkabel mit gleichförmigem Abstand zwischen seinen Windungen auf einen sich drehenden, mit einem Steg versehenen Dorn gewickelt wird, daß der gebildete Wickel in axialer Richtung kontinuierlich zum freien Ende des Domes hin unter Beibehaltung des Abstandes zwischen den Windungen zwangsweise abgezogen wird und daß der Wickel vor seinem Ablaufen von dem freien Dornende mit dem Kabelmantel umhüllt

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wird

Da die Windungen des Flachbandkabels in dem gebildeten Wickel einen Abstand voneinander besitzen, können sie sich beim Biegen des Kabels zumindest in einem gewissen Ausmaß relativ zueinander bewegen, wodurch die Biegefähigkeit des gebildeten Rundkabels erheblich erhöht wird. Ein solches Rundkabel '^t auch dann noch biegsam, wenn zwei Flachkabel mit gegenläufigem Wicklungssinn übereinander gewickelt werden.

Vorzugsweise wird das Mantelmaterial im plastischen Zustand άδϊ den Wickel aufgebracht und anschließend verfestigt Unter Umständen kann es zumindest teilweise in die Fugen zwischen die einzelnen Windungen eindringen und hält diese fest Bei ausreichender Elastizität des Mantelmaterials wird die relative Beweglichkeit der Windungen des Wickels und damit die Biegefähigkeit des gebildeten Rundkabels durch das Mantelmaterial kaum beeinträchtigt Auf der anderen Seite übt das Mantelmaterial aufgrund seiner Elastizität eine Rückstellkraft aus, wenn das Kabel beim Biegen eingeknickt sein sollte.

Vorzugsweise wird jedoch zum Verhindern eines Einknickens des Kabels der ummantelte Wickel mit einem einen biegsamen Kern bildenden Füllmaterial gefüllt Gegenüber dem bekannten Verfahren hat dies den Vorteil, daß der Kern nicht vorgefertigt werden muß und daß ein wesentlich weicherer Kern verwendet werden kann als dies beim bekannten Verfahren der Fall ist Da bei dem bekannten Verfahren das Flachbandkabel auf den Kern gewickelt wird, muß dieser eine erhebliche Steifigkeit besitzen, um die Durchmesserkonstanf. des entstehenden Rundkabels zu gewährleisten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen der Wickel auf einem starren Dorn gebildet, während das Füllmaterial lediglich das Einknicken des Kabels verhindern soll bzw. eine Rückstellkraft aufbringt, die eingeknickte Stellen wieder nach außen drückt Hierzu reicht es, wenn der ummantelte Wickel mindestens über einen Teil seines Hohlraumquerschnittes beispielsweise mit elastischem Kunststoff ausgeschäumt wird. Der Kern braucht aber nicht aus einem zusammenhängenden Material zu bestehen. Es können beispielsweise auch treibmittelhaltige Kunslstoffkörner eingeführt werden, die nach dem Einbringen sich aufblähen. Zweckmäßigerweise werden die Kunststoffkörner dabei mindestens teilweise miteinander verschmolzen oder verklebt, so daß sie nicht herausricscln können, wenn das Kabel an einer beliebigen Stelle abgeschnitten wird. Es kann gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, Kunststoffkörner zu verwenden, die eine klettenartige Oberfläche besitzen und somit mechanisch aneinander hängen.

Vorzugsweise wird das Füllmaterial durch den Dorn hindurch geführt, so daß das ganze Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit einem drehbar gelagerten Wickeldorn und einem Drehantrieb für diesen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn auf seinem Umfang einen schraubenförmigen Steg aufweist, dessen Steigung mindestens annähernd gleich der Breite des aufzuwickelnden Flachbandkabels ist, daß mindestens ein koaxial zum Wickeldorn mit gleicher Drehrichtung und Wickelgeschwindigkeit wie dieser umlaufender Träger für einen Flachbandkabel-Vorrat vorgesehen ist und daß im Bereich des freien Dornendes eine Vorrichtung zum Ummanteln des gebildeten Wickels angeordnet ist, die den Wickel an einer Drehung zusammen mit dem Wickeldorn hindert.

Der Steg auf dem Dorn gLrantiert einen gleichbleibenden Abstand zwischen den Windungen. Der am Mitdrehen mit dem Wickeldorn gehinderte Wickel wird, durch die Drehung des Domes und die Schraubenwirkung des Steges in axialer Richtung von dem Dorn heruntergeschoben. Wird dabei der Flachbandkabel-Vorrat mit gleicher Drehrichtung und Wickelgeschwindigkeit wie der Dorn gedreht, so wird stets soviel Material am lagerseitigen Ende des Domes auf diesen aufgewikkelt, wie am freien Ende des Domes abläuft Dabei wird der Wickel nicht auf Zug belastet Da der Wickel selbst keine Drehung ausführt, kann er ohne weiteres in einer beispielsweise extruderartigen Ummantelungsvorrichtung mit einem Kabelmantel versehen werden.
Um eine zweite Kabellage mit gegenläufigem Drehsina aufbringen zu können, kann ein zweiter koaxial zum Wickeldom, jedoch mit gegenüber diesem entgegengesetztem Drehsinn umlaufender Träger vorgesehen sein, der einen weiteren Flachbandkabel-Vorrat trägt Die Winkelgeschwindigkeit des entgegengesetzt umlaufenden Trägers wird bestimmt von der Breite des Flachbandkabels und der Steigung der aufzubringenden Wickellage. Selbstverständlich können nach diesem Verfahren auch Isolier- und Abschirmfolien oder ähnliches aufgebracht werden.

Um den entstehenden ummantelten Wickel mit einem flexiblen Kern versehen zu können, weist der Dom mindestens einen achsparallelen durchgehenden Kanal auf, der an dem lagerseitigen Ende des Wickeldornes mit einer Zuführeinrichtung für ein Kabelfüllmaterial verbindbar ist. Das Kabelfüllmaterial kann in der oben beschriebenen Weise von einem Schaumstoff oder auch von treibmittelhaltigen Kunststoffkörnern oder dergleichen gebildet sein. Um eine Schaumstoffbildung oder eine Reaktion des Treibmittels innerhalb des Domes zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn der Dorn an einen Kühlmittelkreislauf anschließbare Kühlmittelkanäle aufweist, die sich beispielsweise achsparallel über die gesamte Dornlänge erstrecken. Die Aktivierung des Füllmaterials zur Bildung eines zusammenhängenden Kernes kann auch in der Ummantelungsvorrichtung erfolgen, wenn diese beispielsweise eine Heizvorrichtung aufweist, um die Kunststoffschaumbildung oder das Aufblähen der Kunststoffkörner thermisch zu aktivieren.

Das Füllmaterial braucht sich nicht über den gesamten Querschnitt des ummantelten Wickels zu erstrekken. Beispielsweise kann der Dorn im Bereich der Austrittsöffnung des Füllmaterialkanales an dessen Wand Rippen aufweisen, so daß der entstehende Kern einen sternförmigen Querschnitt besitzt und nur mit den Spitzen der Sternzacken an dem ummantelten Wickel anliegt. Dies erhöht die Flexibilität des Rundkabels, ohne seine Knickfestigkeit zu beeinträchtigen, wobei gleichzeitig noch Platz vorhanden ist, um gegebenenfalls weitere Leiter, Glasfasern oder Verstärkungsdrähte innerhalb des Wickels zu führen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung weiden anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Rundkabels aus einem schraubenförmig aufgewickelten Flachbandkabel,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das freie Ende des Wickeldorns,

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Darstellung durch eine abgewandelte Ausführungsform des Wickeldornes und

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F i g. 4 einen Schnitt längs Linien IV-IV in F i g. 3.

In F i g. 1 erkennt man einen Dorn 10, der in einem Lager 12 drehbar gelagert ist und über ein schematisch angedeutetes Getriebe 14,16 von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung her in Richtung des Pfeiles P antreibbar ist Der Dorn trägt auf seinem Umfang einen schraubenförmig verlaufenden Steg 18, der sich jedoch nicht notwendigerweise über die gesamte Dornlänge hin erstrecken muß.

Auf einem koaxial zum Dorn 10 angeordneten ersten Ringträger 20 ist eine Vorratsrolle 22 eines mehradrigen Flachbandkabels 24 drehbar gelagert. Der Ringträger 20 kann unabhängig von dem Wickeldorn 10 gelagert und antreibbar sein. Vorzugsweise ist er jedoch beispielsweise über Speichen 26 drehfest mit dem Wickeldorn 10 verbunden, so daß er zusammen mit diesem verdreht wird.

Auf einem zweiten koaxial zum Wickeldorn 10 angeordneten Ringträger 28 ist eine zweite Vorratsrolle 30 für ein zweites mehradriges Flachbandkabel 32 drehbar gelagert. Die Lagerung des Ringträgers 28 ist nicht dargestellt. Der zweite Ringträger 28 wird beispielsweise über einen Zahnkranz an seinem Außenumfang und ein Antriebsritzel 34 von einem nicht dargestellten Antrieb her in Richtung des Pfeiles Q angetrieben und zwar mit einer Winkelgeschwindigkeit, die von der Breite des Flachbandkabels 32 und der Steigung dieser Wickellage abhängt.

Der Wickeldorn 10 ragt mit seinem freien Ende in eine blockförmig dargestellte Ummantelungsstation 36, in welcher der noch auf dem Wickeldorn 10 befindliche Wickel mit einem Mantelmaterial versehen wird, das dann noch innerhalb der Ummantetungsstation 36 beispielsweise durch Wärmeeinwirkung verfestigt oder vulkanisiert wird.

Am lagerseitigen Ende des Wickeldornes 10 befindet sich eine nur schematisch dargestellte Füllstation 38 zur Zuführung eines Füllmaterials, das in den Hohlraum des gebildeten ummantelten Wickels eingeführt werden soll, um beim Biegen des Kabels das Entstehen von bleibenden Knicken zu verhindern. Um das Füllmaterial von der Füllstation 38 in den entstehenden ummantelten Wickel zu bringen, weist der Wickeldorn 10 einen durchgehenden axialen Kanal 40 auf (Fig.2). Dieser Kanal 40 ist von zwei koaxialen Kühlmittelkanälen 42 und 44 umgeben, die nahe dem freien Ende des Wickeldornes 10 miteinander verbunden sind und an ihren lagerseitigen Enden an einen nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind. Der Zweck dieser Maßnahme wird bei der folgenden Erläuterung der Arbeitsweise der ernndungsgemäßen Vorrichtung noch klarer.

Zur Bildung des Rundkabels wird das Flachbandkabel 24 an der dargestellten Stelle an den Dorn angelegt, so daß es in die von dem schraubenförmigen Steg 18 gebildeten Gänge einläuft Die Breite des Steges 18 entspricht dem gewünschten Abstand zwischen den einzelnen Windungen des Flachbandkabels 24 und seine Höhe ist höchstens gleich der Dicke des Flachbandkabels 24, so daß das zweite Flachbandkabel 32 gegenläufig auf die erste Kabellage aufgewickelt werden kann, ohne die Stegoberfläche 18 zu berühren. Werden nun der Wikkeldorn 10 zusammen mit dem Träger 20 in Richtung des Pfeiles ^und der Träger 28 in Richtung des Pfeiles Q mit — bei Übereinstimmung der Breite der Flachbandkabel 24 und 32 und gleicher Steigung beider Lagen — der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der Wickeldorn 10 gedreht so läuft der gebildete Wickel in Richtung auf die Ummantelungsstation 36, sofern man ihn an einem Drehen hindert. Gleichzeitig wird soviel Kabel neu gewickelt, wie vom Wickeldorn 10 abläuft. Bevor der Wickel von dem Wickeldorn 10 abläuft, wird er beispielsweise mit einer plastischen Mantelmasse be-

schichtet, die dabei zumindest noch so weit verfestigt wird, daß sich der Wickel beim Herunterschieben von dem Wickeldorn 10 nicht mehr aufdrehen kann. In den ummantelten Wickel strömt aus der öffnung des Kanales 40 in dem Wickeldorn 10 Füllmaterial, beispielsweise ein treibmittelhaltiger Kunststoff, der unter der Einwirkung von Wärme in der Ummantelungsstation 36 aufschäumt und den Hohlraum des ummantelten Wickels mit einem elastischen Kunststoffschaum füllt. Um das Schäumen des Materials noch innerhalb des Kanales 40 des Wickeldornes 10 zu verhindern, wird das Material innerhalb des Wickeldornes 10 durch das die Kanäle 42 und 44 durchströmende Kühlmittel gekühlt. Gleichzeitig sorgt dieses Kühlmittel dafür, daß die Reibungswärme abgeführt wird, die durch das Gleiten des Wickels auf dem Wickeldorn 10 entsteht.

Das fertige ummantelte und gegebenenfalls mit einem flexiblen Kern gefüllte Rundkabel verläßt die Ummantelungsstation 36 durch eine Austrittsöffnung 46.
Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsvariante des Wickeldornes 10. Dieser weist in seinem vorderen Ende eine Austrittsdüse 48 auf, die an ihrem Innenumfang sternförmig angeordnete Rippen 50 trägt. Der beim Ausströmen durch diese Düse 48 gebildete Füllmaterialkern hat einen sternförmigen Querschnitt und liegt nur mit den Spitzen seiner Sternzacken an der Innenumfangsfläche des ummantelten Wickels an.

Die Ummantelungsstation 36 kann verschiedene Aufgaben erfüllen. Zum einen kann sie in der beschriebenen Weise einen Mantel extrudieren und eine Verbindung des Mantelmaterials mit dem Wickel bewirken. Es ist jedoch auch denkbar, daß anstelle des zweiten Flachbandkabels 32 oder zusätzlich zu diesem ein Mantelmaterial aufgewickelt wird, dessen Windungen dann in der Ummantelungsstation 36 miteinander verschweißt werden. Auch können innerhalb der Ummantelungsstation 36 die Zwischenräume zwischen den Flachbandkabel ausgefüllt oder diese auf andere Weise miteinander verklebt werden. Die Ummantelungsstation 36 kann beispielsweise durch thermische Einwirkung als Reaktions-

auslöser für das Aufschäumen von zugefühi tem Kunststoffmaterial oder das Zusammenbacken von Kunststoffkörnern dienen. Auch kann sie als Station dienen, die beispielsweise eine am Eingang des Füllmittelkanales 40 eingeleitete Kunststoffreaktion innerhalb des Füllmaterials abschließt, wenn dieses den Füllmittelkana! 40 verlassen hat

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

33 OO 246 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Rundkabels mit einer Mehrzahl von Adern, wobei mindestens ein mehradriges Flachbandkabel schraubenförmig aufgewickelt und mit einem Mantel umhüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachbandkabel (24) mit gleichförmigem Abstand zwischen seinen Windungen auf einen sich drehenden, mit einem Steg (18) versehenen Dorn (10) gewickelt wird, daß der gebildete Wickel in axialer Richtung kontinuierlich zum freien Ende des Domes (10) hin unter Beibehaltung des Abstandes zwischen den Windungen zwangsweise abgezogen wird und daß der Wickel vor seinem Ablaufen von dem freien Dornende mit dem Kabelmantel umhüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Flachbandkabel (24, 32) mit gegenläufigem Wicklungssinn übereinander gewickelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelmaterial in plastischem Zustand auf den Wickel aufgebracht und anschließend verfestigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ummantelte Wikkel mit einem einen biegsamen Kern bildenden Füllmaterial gefüllt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ummantelte Wickel mindestens über einen Teil seines Hohlraumquerschnittes mit elastischem Kunststoff ausgeschäumt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den ummantelten Wickel treibmittelhaltige Kunststoffkörner eingeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffkörner mindestens teilweise miteinander verschmolzen oder verklebt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmaterial Kunststoffkörner mit klettenartiger Oberfläche verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial durch den Dorn (10) zugeführt wird.

10. Vorrichtung zur Herstellung eines Rundkabels aus mindestens einem schraubenförmig aufgewikkelten Flachbandkabel, umfassend einen drehbar gelagerten Wickeldorn und einen Drehantrieb für diesen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn (10) auf seinem Umfang einen schraubenförmigen Steg (18) aufweist, dessen Steigung mindestens annähernd gleich der Breite des aufzuwickelnden Flachbandkabels (24) ist, daß mindestens ein koaxial zum Wickeldorn (10) mit gleicher Drehrichtung und Winkelgeschwindigkeit wie dieser antreibbarer Träger (20) für einen Flachbandkabel-Vorrat (22) vorgesehen ist und daß im Bereich des freien Dornendes eine Vorrichtung (36) zum Ummanteln des gebildeten Wickels angeordnet ist, die den Wickel an einer Drehung mit dem Wickeldorn hindert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer koaxial zum Wickeldorn (10), jedoch mit gegenüber diesem entgegengesetztem Drehsinn umlaufender Träger

(28) für einen weiteren Flachbandkabel-Vorrat (30) vorgesehen ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn (10) mindestens einen achsparallelen durchgehenden Kanal (40) aufweist, der an dem Lagerende des Wickeldorns (10) mit einer Zuführeinrichtung (38) für ein Kabelfüllmaterial verbindbar ist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

12, dadurch gekennzeichnet daß der Wickeldorn (10) an einen Kühlmittelkreislauf anschließbare Kühlmittelkanäle (42,44) aufweist

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

13, dadurch gekennzeichnet daß die Ummantelungsvorrichtung (36) eine Heizeinrichtung aufweist

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis

14, dadurch gekennzeichnet daß der Wickeldorn (10) im Bereich der Austrittsöffnung des Füllmaterialkanals (40) an der Wand desselben Rippen (50) aufweist