DE3636638A1 - Vorrichtung zum umseilen eines materialstranges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umseilen eines kontinuierlich durchlaufenden Materialstranges, insbesondere zum Herstellen eines Schirmes für ein Kabel, mit wenigstens zwei in parallelen Drehebenen gegenläufig rotierenden Spulenträgern, auf denen konzentrisch zum Materialstrang jeweils mehrere Spulen mit Seilfäden gelagert sind, wobei von jeder Spule mindestens ein Seilfaden zum Verseilpunkt geführt ist.

Der Begriff "Fäden" bezeichnet unabhängig von dem jeweils zu verwendenden Material das von den Spulen abgezogene Verseilgut, aus dem die den Materialstrang umhüllende Verseilung aufgebaut wird. Es kann sich hierbei um Drähte, Filamente oder dgl. aus Metall, Kunststoff, Textilmaterial usw. handeln.

Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art sind bekannt. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die beiden nach Art einer SZ-Verseilung gegenläufig sich überkreuzenden Faden­ lagen nicht miteinander verbunden sind und daher durch eine zusätzliche Umwicklung zumindest im Endbereich festgelegt werden müssen. Dieser Nachteil kann nur durch das technisch sehr viel aufwendigere und sehr viel langsamere Umflechten behoben werden, bei dem über Kurven angesteuerte Hebelsysteme verwendet werden, wobei nach Art der Klöppeltechnik die jeweils zulaufenden Fäden von einem Hebel zum anderen über­ geben werden und die Fäden hierbei übereinandergehoben werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit die Vorteile des Umseilens und des Umflechtens kombiniert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dem Verseilpunkt zugekehrte vordere Spulenträger mit Fadenhebe­ mitteln in Form eines in der Drehebene umlaufenden, in sich geschlossenen Führungsschlitz versehen ist, der, bezogen auf den radialen Abstand zum durchlaufenden Materialstrang, an den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Spulen ab­ wechselnd außen und innen vorbeiführt und daß die von dem hinteren Spulenträger abgezogenen Fäden durch den Führungs­ schlitz hindurchgeführt sind. Bei einem derartigen System werden die vom hinteren Spulenträger zulaufenden Fäden gleitend auf dem Schlitz geführt und abwechselnd über und unter den vom vorderen Spulenträger zulaufenden jeweils benachbarten Faden bzw. Fadengruppe auf dem Materialstrang verlagert. Durch eine entsprechende Gestaltung der Kontur des Führungsschlitzes, in Umfangsrichtung gesehen, kann die auf die Verlegung des Fadens sich auswirkende unter­ schiedliche Kraft in Umfangsrichtung ausgeglichen werden, die, bezogen auf die Drehrichtung, bei einem "Ansteigen" auf der Führungskurve gegen die Drehrichtung des hinteren Spulenträgers auf den Faden einwirkt und bei dem anschließen­ den "Abfallen" in Richtung auf die Drehachse geringer ist. Die Fäden können hierbei unmittelbar auf den entsprechend geformten, polierten Kanten des Führungsschlitzes laufen oder aber in besonderen Führungsösen gehalten werden, wie sie aus der Spinntechnik bekannt sind und die längs einer Kante des Führungsschlitzes geführt werden. Die Führung erfolgt zweckmäßigerweise über die innenliegende Kante des Führungs­ schlitzes, da infolge der Fliehkraft die Führungsöse nach außen getrieben wird. Zur Erhöhung der Dichte der aufzubrin­ genden Fadenlagen können, wie an sich bekannt, auf jeder Spule mehrere Fäden aufgewickelt sein, die dann von der jeweiligen Spule entsprechend der vorgegebenen Verlegung auf der Spule fächerartig dem Verseilpunkt zulaufen. Hier­ durch gelingt es, wenigstens einen Teil der einen Fadenlage durch die Fäden der anderen Lage einzubinden, so daß bei­ spielsweise an einem Kabelende der so gebildete Schirm nicht vollständig abfallen kann sondern nach Art eines Flechtwerks gehalten wird.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorge­ sehen, daß der Führungsschlitz jeweils an wenigstens zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Spulen abwechselnd außen und innen vorbeiführt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der vordere Spulenträger gehäuseförmig ausgebildet ist und den hinteren Spulenträger umschließt und daß der vordere Spulenträger mit den Antrieb verbunden ist und zu­ gleich den Antrieb für den hinteren Spulenträger bildet. Die gehäuseförmige Ausbildung des vorderen Spulenträgers erlaubt es in einfacher Weise, einen die Spulen abwechselnd in radialer Richtung über- bzw. untergreifenden Führungs­ schlitz zu bilden, und zwar dadurch, daß ein innerer, die in bezug auf den Führungsschlitz innenliegenden Spulen tragen­ den Gehäuseteil und einen in bezug auf den Führungsschlitz außenliegenden Spulen tragenden Gehäuseteil gebildet wird, wobei beide Gehäuseteile im Bereich der Drehebene der genann­ ten beiden Spulengruppen den Führungsschlitz begrenzen. Zum Ausgleich von Abstandstoleranzen ist es hierbei zweckmäßig, wenn bei einer im Führungsschlitz geführten Fadenöse diese nur an einer Kante des Führungsschlitzes gehalten ist.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen Spulen des hinteren Spulenträgers mit jeweils einem Fadenführer verbunden sind, der mit seinem freien Ende durch den Führungsschlitz hindurchragt. Mit Hilfe eines derartigen Fadenführers wird erreicht, daß der bzw. die zum Verseilpunkt zulaufenden Fäden noch vor dem Durchtritt durch den Führungsschlitz axial in Richtung auf den Verseilpunkt ausgerichtet durch den Führungsschlitz hindurchlaufen. Die beim Ablaufen von der Spule durch die Bewicklung bewirkte Hin- und Herbewegung des Fadens wird hierbei durch den Fadenführer aufgenommen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Fadenführer soweit durch den Führungsschlitz hindurchragen kann, daß sein freies Ende jeweils den Spulenkörper des vorderen Spulenträgers überragt, so daß die Fäden unter einem steilen Winkel zum Verseilpunkt zulaufen können, d.h. der Verseilpunkt kann dicht an den vorderen Spulenträger gelegt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn von jeder Spule mehrere parallele Fäden abgezogen werden. Durch den steilen Zulauf zum Verseil­ punkt werden die einzelnen, im Bereich des Fadenführers im wesentlichen parallel geführten Fäden in einem geordneten "Fächer" im Verseilpunkt zugeführt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgese­ hen, daß der Fadenführer vorzugsweise gleichachsig zu der zugehörigen Spule am Spulenträger angelenkt ist. In zweckmäs­ siger Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgese­ hen, daß die Spulen des hinteren Spulenträgers jeweils mit einer verstellbaren Spulenbremse versehen sind und daß die Spulenbremse über den Fadenführer gesteuert wird. Hierdurch ist es möglich, die von dem hinteren Spulenträger zum Verseil­ punkt zulaufenden Fäden praktisch mit konstanter Zugspannung zum Verseilpunkt zu führen, da die Spulenbremse über den Fadenführer unmittelbar in Abhängigkeit von der jeweiligen radialen Entfernung des Führungsschlitzes zum Materialstrang eine mehr oder weniger starke Bremskraft aufbringt. Der Fadenführer ist zweckmäßigerweise über ein Führungselement und vorzugsweise an einer Kante des Führungsschlitzes gehalten.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung im Vertikal­ schnitt,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine erste Ausfüh­ rungsform für den Führungsschlitz im vorderen Spulenträger,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine zweite Ausfüh­ rungsform für den Führungsschlitz im vorderen Spulenträger,

Fig. 4 in einer Seitenansicht ein Ausführungs­ beispiel für einen Fadenführer,

Fig. 5 eine Aufsicht auf den Fadenführer gem. Fig. 4.

Ein Materialstrang 1, beispielsweise ein Kabel, wird von einer Trommel 2 abgezogen und über eine Umlenkrolle 3 vertikal durch eine Umseilvorrichtung 4 hindurchgeführt, auf der der Materialstrang mit einer aus einer Vielzahl von Fäden 5, 6 gebildeten Ummantelung versehen wird. Die Fäden 5, 6 werden hierbei in einem Verseilpunkt 7 auf das Kabel aufgebracht, wobei der Verseilpunkt 7 bei einem steilen Fadenzulauf, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen hier nicht näher gekennzeichneten Umlenkring festgelegt ist. Der so "flecht­ umseilte" Materialstrang 1 wird dann über einen Abzug 8 zu einer hier nicht näher dargestellten Wickelvorrichtung geführt. Die sogenannte Schlaglänge der aus sich überkreuzen­ den Fäden gebildeten Umseilung wird bestimmt durch das Ver­ hältnis von Durchlaufgeschwindigkeit des Materialstranges einerseits und der Drehzahl der Spulenträger der Umseilvor­ richtung 4 andererseits.

Die Umseilvorrichtung 4 wird im wesentlichen durch zwei Spulenträger gebildet und zwar durch den dem Verseilpunkt 7 zugekehrten vorderen Spulenträger 9 und den in einer dazu parallelen Drehebene gegenläufig rotierenden hinteren Spulenträger 10.

Der vordere Spulenträger 9 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen äußeren Trägerteil 9′ und einen inneren Träger­ teil 9′′ auf. Beide Trägerteile sind in einem Gestell 11 gela­ gert und über zwei parallele Antriebsritzel 12 eines Antriebs­ motors 13 zwangläufig und in gleicher Drehrichtung angetrieben.

Auf der dem Verseilpunkt 7 zugekehrten Stirnfläche 14′ bzw. 14′′ tragen beiden Spulenträgerteile 9′, 9′′ eine Vielzahl von Spulen 15′ bzw. 15′′, auf denen die zum Verseilpunkt 7 geführten Fäden 5 aufgespult sind.

Die beiden Spulenträgerteile 9′ und 9′′ sind im Bereich der Stirnfläche 14′ bzw. 14′′ durch einen Führungsschlitz 16 von­ einander getrennt, dessen Kontur für zwei mögliche Ausführungs­ formen in Fig. 2 bzw. Fig. 3 in einer Stirnansicht erkennbar ist. Dieser Führungsschlitz ist so geführt, daß er, bezogen auf den radialen Abstand zum durchlaufenden Materialstrang an den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Spulen 15′ bzw. 15′′ abwechselnd außen und innen vorbeiführt.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 3 ist der Führungsschlitz 16 so gestaltet, daß er jeweils an zwei aufeinanderfolgenden Spulen abwechselnd innen und außen vorbeiführt.

Der vordere, gehäuseartig ausgebildete Spulenträger 9 umfaßt den Spulenträger 10, der seinerseits auf einem in den Spulen­ träger 9 hineinragenden Teil 17 des Ständers 11 gelagert ist. Der hintere Spulenträger 10 ist mit der gleichen Anzahl an Spulen 18 versehen, wie der vordere Spulenträger 9, von denen die Fäden 6 zum Verseilpunkt 7 ablaufen. Die Fäden 6 des hinteren Spulenträgers 10 sind hierbei durch den Füh­ rungsschlitz 16 im vorderen Spulenträger 9 hindurchgeführt, so daß bei einer gegenläufigen Drehung von Spulenträger 9 und Spulenträger 10 die Fäden 6 abwechselnd über und unter den Fäden 5 auf dem Materialstrang 1 im Flechtpunkt 7 zur Auflage kommen, so daß sich hier entsprechend überkreuzende Fadenlagen nach Art eines Flechtwerks bilden. Der innere Spulenträger 9′′ ist hierbei mit einem Zahnkranz 19 versehen, der über ein Ritzel 20 den mit einer Innenverzahnung versehe­ nen Spulenträger 10 antreibt. Der Durchmesser des Zahnkranzes 19 ist hierbei so in bezug auf die mit den Antriebsritzeln 12 im Eingriff stehenden Antriebszahnkränze 21 des Spulenträ­ gers 9 so bemessen, daß sie die gleiche Drehzahl aufweisen, jedoch gegenläufig drehen.

Die von den Spulen 18 zum Verseilpunkt abgezogenen Fäden 6 können unmittelbar über die den Führungsschlitz 16 begren­ zende Kante geführt werden, wenn der Verseilpunkt 7 in ausrei­ chendem Abstand zur Umseilvorrichtung 4 liegt, d.h. die Fäden insgesamt unter einem spitzen Winkel im Verseilpunkt zusammen­ laufen. In der dargestellten Ausführungsform mit sehr steilem Zulauf der Fäden 6 zum Verseilpunkt wie in Fig. 1 dargestellt, wird den Spulen 18 jeweils ein schwenkbarer Fadenführer 22 (hier strichpunktiert dargestellt) zugeordnet, der durch den Führungsschlitz 16 soweit hindurchragt, daß der Faden 6 im Bereich der äußeren Umführung um die Spulen 15′′ frei über diese ablaufen kann.

Ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen Fadenführer ist in Fig. 4 und Fig. 5 näher dargestellt. Wie in Fig. 5 in einer Aufsicht zu sehen, ist der Fadenführer 22 gabelför­ mig ausgebildet und jeweils gleichachsig zur zugehörigen Spule 18 am hinteren Spulenträger 19 schwenkbar gelagert. Das freie Ende 23 ist rohr- oder rinnenförmig ausgebildet und, wie der Schnitt in Fig. 4 zeigt, durch den Führungs­ schlitz 16 hindurchgeführt und über ein Führungselement 24 an der Innenkante des inneren Spulenträgerteils 9′′ geführt. Bei einer Drehung des Spulenträgers 9 in Richtung des Pfeiles 25 einerseits und der Drehung des Spulenträgers 10 in Rich­ tung des Pfeiles 26 andererseits (Fig. 5) ergibt sich dann entsprechend der vorgegebenen Kontur des Führungsschlitzes 16, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, die in Fig. 1 angedeutete Auf- und Abbewegung des Fadenführers 22, mit dem der Faden 6, bezogen auf den radialen Abstand außen bzw. innen an den Spulen 15′, 15′′ des vorderen Spulenträgers 9 vorbeigeführt wird.

Durch eine Einlaufführung 27 am Fadenführer 22 wird sicherge­ stellt, daß der entsprechend der Verlegung auf der Spule 18 mit wechselndem Winkel zulaufende Faden 6 in axialer Richtung durch den Führungsschlitz 16 hindurchgeführt wird. In gleicher Weise kann auch die Führung von mehreren parallel auf eine Spule aufgewickelten Fäden 6 vorgenommen werden, wobei durch eine entsprechend mit mehreren Durchlauföffnungen bzw. Führungsrollen versehene Einlaufführung 27 für eine Parallelführung der zulaufenden Fäden im Bereich des Führungs­ schlitzes Sorge getragen wird.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, ändert sich entsprechend dem radialen Abstand des Führungsschlitzes 16 zur Drehachse, die identisch ist mit dem durchlaufenden Materialstrang, auch die zum Verseilpunkt 7 vom freien Ende des Fadenführers 22 laufende Fadenlänge. Um nun den hierdurch bedingten Zugspannungswechsel auszugleichen, sind die Spulen 18 mit üblichen Spulenbremsen versehen, die im vorliegenden Fall über die Schwenkbewegung des Fadenführers 22 in der Weise angesteuert werden, daß bei einer Schwenkbewegung radial nach außen die Bremskraft reduziert und bei der gegenläufigen Bewegung radial nach innen die Bremskraft erhöht wird, so um ein dem Schwungmoment des Spulenkörpers entgegenwirkendes Gegenmoment zu dem sich reduzierenden Fadenzug aufzubauen. Zweckmäßigerweise werden hier berührungslose Magnetbremsen eingesetzt, beispielsweise Magnetbremsen mit Permanentmagneten, wobei über die Schwenk­ bewegung des Fadenführers die wirksame Spaltweite des Brems­ magneten vergrößert bzw. verkleinert wird.

Anstatt die Schwenkbewegung des Fadenführers 22 über den Führungsschlitz 16 zu steuern, besteht bei der angegebenen zweiteiligen Bauweise für den vorderen Spulenträger 9 auch die Möglichkeit, die Schwenkbewegung durch einen gesonderten Schwenkantrieb zu bewirken, so daß anstelle eines Führungs­ schlitzes ein sehr viel größerer Freiraum zwischen den aufein­ anderfolgenden Spulen 15′ und 15′′ des vorderen Spulenträgers möglich ist. Der Schwenkantrieb kann beispielsweise gebildet werden durch eine mit dem inneren Trägerteil 9′′ verbundene Steuerkurve 28, die über eine am Fadenführer 22 angelenkte Steuerstange 29 entsprechend der Steuerkontur die Schwenkbe­ wegung des Fadenführers 22 erzeugt. Die Steuerstange 29 steht hierbei zweckmäßigerweise mit der Steuerkurve 28 so in Verbin­ dung, daß die Schwenkbewegung in beiden Richtungen zwangsweise erfolgt, um so Resonanzerscheinungen, wie sie bei einer Feder­ ankoppelung auftreten können, vermieden werden.

Der Einsatz der beschriebenen Vorrichtungen ist nicht auf eine vertikale Ausrichtung der Drehachse beschränkt. Auch eine geneigte oder eine horizontale Ausrichtung ist möglich.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Umseilen eines kontinuierlich durchlaufenden Materialstranges, insbesondere zum Herstellen eines Schirmes für ein Kabel, mit wenigstens zwei in parallelen Drehebenen vorzugsweise gegenläufig rotierenden Spulenträgern, auf denen konzentrisch zum Materialstrang jeweils mehrere Spulen mit Fäden gelagert sind, wobei von jeder Spule mindestens ein Faden zum Verseilpunkt geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Verseilpunkt (7) zugekehrte vordere Spulenträger (9) mit Fadenhebemitteln in Form eines in der Drehebene in Umfangsrichtung verlaufenden, in sich geschlossenen Führungs­ schlitzes (16) versehen ist, der, bezogen auf den radialen Abstand zum durchlaufenden Materialstrang (1) an den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Spulen (15′, 15′′) abwechselnd außen und innen vorbeiführt, und daß die von dem hinteren Spulenträger (10) abgezogenen Fäden (6) durch den Führungsschlitz (16) hindurchgeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (16) an wenigstens jeweils zwei in Umfangs­ richtung aufeinanderfolgenden Spulen (15′, 15′′) außen und innen vorbeiführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Spulenträger (9) gehäuseförmig ausgebildet ist und den hinteren Spulenträger (10) umschließt, und daß der vordere Spulenträger (9) mit dem Antrieb (13) verbunden ist und zugleich den Antrieb für den hinteren Spulenträger (10) bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulen (18) des hinteren Spulenträgers (10) mit jeweils einem Fadenführer (22) verbun­ den sind, der mit seinem freien Ende durch den Führungs­ schlitz (16) hindurchreicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (22) vorzugsweise gleichachsig zu den zuge­ hörigen Spulen (18) am Spulenträger (10) angelenkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (18) des hinteren Spulenträgers (10) mit einer verstellbaren Spulenbremse verbunden sind, und daß die Spu­ lenbremse über den Fadenführer (22) gesteuert wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (22) über ein Führungs­ element (24) im Führungsschlitz (16) gehalten ist.

8. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Spulenträger (9) zweiteilig ausgebildet ist und einen äußeren Trägerteil (9′) und einen inneren Trägerteil (9′′) aufweist, daß an beiden Trägerteilen (9′, 9′′) in einer Drehebene und auf einer Umfangs­ linie jeweils abwechselnd am inneren und am äußeren Träger­ teil Spulen (15′, 15′′) gelagert sind, daß auf dem inneren Trägerteil (9′) der hintere Spulenträger (10) drehbar und gegenläufig angetrieben gelagert ist, daß am hinteren Spulen­ träger (10) jeweils im Bereich einer Spule (18) ein Faden­ führer (22) radial schwenkbar angelenkt ist, dessen freies Ende durch den Zwischenraum zwischen innerem und äußerem Trägerteil (9′, 9′′) hindurchragt und der über einen Schwenk­ antrieb (28) in Abhängigkeit von der Relativebewegung der beiden Spulenträger (9, 10) zueinander hin- und herschwenk­ bar ausgebildet ist.