DE3802631C2

DE3802631C2 -

Info

Publication number: DE3802631C2
Application number: DE3802631A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Gavrilovic Chromov; Aleksandr Petrovic Sevastopol Su Vetrov; Nikolaj Ivanovic Drozdov; Viktor Ivanovic Lepin; Vasilij Gavrilovic Moskau/Moskva Su Nikitin
Original assignee: SEVASTOPOL'SKIJ PRIBOROSTROITEL'NYJ INSTITUT SEVASTOPOL' SU
Current assignee: SEVASTOPOL'SKIJ PRIBOROSTROITEL'NYJ INSTITUT SEVASTOPOL' SU
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1990-10-31
Also published as: GB2214942A; DE3802631A1; FR2626904B1; FR2626904A1; GB2214942B; GB8802270D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischen verseilten Erzeugnissen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 12 09 484 bekannt.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von dünnen Stahlseilen für den Einsatz in Fernsteuerungsgeräten und -systemen sowie von Metallkorden für gummitechnische Fabrikate.

Die nach dem aus der GB-PS 12 09 484 bekannten Verfahren arbeitende Verseilmaschine hat zwei Läufer, deren erster die erzwungene schraubenförmige Bewegung der zu verseilenden Elemente in die Bildungszone des Erzeugnisses bewirkt und deren zweiter sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die etwa die Hälfte der Drehgeschwindigkeit des ersten Läufers beträgt, und der die gekrümmte Bahn für den Vorschub des Erzeugnisses auf die Auflauftrommel erzwingt. Die Trommel ist innerhalb des zweiten Läufers auf einem unbeweglichen Wagen gelagert. Bei diesem Verfahren kann sich das verseilte Erzeugnis bei seinem Vorschub auf der gekrümmten Bahn unter der Wirkung der Spannkraft nicht frei um seine Längsachse drehen. Deswegen wickelt sich das verseilte Erzeugnis aufgrund der Differenz der Drehgeschwindigkeiten beider Läufer am Anfang der gekrümmten Bahn etwa zur Hälfte auf und kehrt am Ende in die Ausgangsstellung zurück. Dadurch wird eine ungleichmäßige Spannung verschiedener Drahtlagen im Fertig erzeugnis ausgeschlossen.

Beim Vorschub des verseilten Erzeugnisses auf der gekrümmten Bahn in halb entflochtenem Zustand werden jedoch die lockeren Verseilelemente, insbesondere die Drähte der äußeren Lage, gegenüber den inneren Elementen verschoben und verlieren ihre ursprüngliche Schraubenform. Infolgedessen treten struktu relle Fehler auf, die bei der Rückkehr des verseilten Erzeug nisses in die Ausgangslage nicht behoben werden, was die Qualität des Erzeugnisses verschlechtert. Deshalb beschränkt sich der Einsatz dieses bekannten Verfahrens im wesentlichen auf die Fertigung von mehrdrähtigen Kabeln aus plastisch verformbaren Werkstoffen (Aluminium, Kupfer und dergl.).

Aus der Druckschrift DE-PS 20 37 607 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen verseilten Erzeugnissen bekannt, bei dem einem Bündel von Verseilelementen eine schraubenförmige Bewegung erteilt wird, wobei diese von Vorratsspulen abgezogen werden und ihnen im Verseilpunkt eine erzwungene schraubenförmige Bewegung erteilt wird (im nachfolgenden wird dieser Arbeitsgang als Schlag bezeichnet), wonach die Aufwindung des sich um die eigene Achse drehenden Erzeugnisses auf eine Auflauftrommel geschieht.

In der zugehörigen Verseilmaschine sind die Vorratsspulen an einem gemeinsamen ortsfesten Rahmen montiert. Dies gestattet eine kompakte Bauart unter Anordnung der Vorratsspulen in minimaler Entfernung von dem Verseilpunkt. Deswegen haben diese Verseilmaschinen gegenüber den weit bekannten Rohr-Ver seilmaschinen den Vorteil geringerer Abmessungen und niedri geren Metallaufwands, was insbesondere der Fertigung von mehrdrähtigen dünnen Seilen und Kabeln zugute kommt.

Um bei dem bekannten Verfahren das sich um die eigene Achse drehende verseilte Erzeugnis auf die Auflauftrommel aufzu winden, muß die Aufwickelvorrichtung der Verseilmaschine mit der Geschwindigkeit gedreht werden, die der Drehgeschwindig keit des verseilten Erzeugnisses in dessen Bildungszone gleich ist. Zum Läufer der Aufwickelvorrichtung gehört eine Reihe von Bauteilen (die Seilführungsvorrichtung, die aus tauschbare Auflauftrommel, das verseilte Fertigerzeugnis), die nicht fein ausgewuchtet werden können und die zulässige Drehgeschwindigkeit des Läufers wesentlich begrenzen. Deshalb sind die Maschinen dieser Art von verhältnismäßig niedriger Leistung.

Aus der GB-PS 9 63 424 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen verseilten Erzeugnissen im Doppelschlagver fahren bekannt, bei dem aufeinanderfolgen der Abzug eines Bündels von Verseilelementen von Vorratsspulen, ein erster Schlag dieser Elemente zu einem vorverseilten Erzeugnis, der Vorschub des vorverseiltenErzeugnisses zur Auflauftrommel auf einer gekrümmten Bahn, deren Anfang und Ende in der gleichen Achse gelegen sind, derart, daß die Bewegung des vorverseilten Erzeugnisses am Ende der gekrümmten Bahn entgegen gesetzt zur Bewegung am Anfang der Bahn gerichtet ist, ein nochmaliger Schlag des vorverseilten Erzeugnisses durch Drehung des auf der gekrümmten Bahn befindlichen Abschnittes dieses Erzeugnisses um die den Anfang und das Ende der ge krümmten Bahn verbindende Achse und das Aufwinden des ver seilten Erzeugnisses auf die Auflauftrommel durch Erzeugen einer Spannkraft. Dabei ist die Drehgeschwindigkeit des Abschnittes des Erzeugnisses auf dem Abschnitt der gekrümmten Bahn seiner Drehgeschwindigkeit auf dem Abschnitt des anfäng lichen Schlages gleich. In der Verseilmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens verschiebt ein Läufer mit Führungselementen das verseilte Erzeugnis auf der gekrümmten Bahn. Die Auflauf trommel ist innerhalb des Läufers auf einem Wagen gelagert, der während des Betriebs der Verseilmaschine unbeweglich bleibt. Dadurch erübrigt sich die Auswuchtung der Elemente der Aufwickelvorrichtung, wodurch die höchstzulässige Dreh geschwindigkeit des Läufers steigt. Außerdem kann man nach diesem Verfahren das Erzeugnis um zwei Schlaglängen in einer Läuferumdrehung (zweifacher Schlag) verseilen. Dadurch besitzen die Verseilmaschinen dieser Art die höchste Leistungsfähigkeit.

Nachteilig bei dieser Verseiltechnik ist jedoch, daß das vorverseilte Erzeugnis während des nochmaligen Schlags einer Torsionsverformung ausgesetzt wird. Dabei dehnen sich die Verseilelemente der äußeren Lagen, während die der inneren Lagen schrumpfen. Falls mehrlagige dünne verseilte Erzeugnisse gefertigt werden, kann es bei diesem Arbeitsgang zum Bruch von Verseilelementen, zum Austritt der inneren Elemente auf die Oberfläche des Erzeugnisses und zur Krümmung der Längsachse des Erzeugnisses kommen. Deswegen beschränkt sich der Einsatz dieses bekannten Verfahrens hauptsächlich auf die Fertigung von einlagigen, nur aus drei bis vier Verseilelementen bestehenden Erzeugnissen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von metallischen verseilten Erzeugnissen zu entwickeln, bei dem die Qualität dieses Erzeugnisses verbessert ist.

Ausgehend von der GB-PS 12 09 484 wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß das verseilte Erzeugnis während seiner Bewegung auf der gekrümmten Bahn von der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft entlastet wird, indem unmittelbar vor dem Aufwinden des Erzeugnisses auf die Auflauf trommel eine Bremskraft in einem Bereich von etwa 50 % bis etwa 96 % vom Wert der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft auf dieses einwirkt.

Die Entlastung des verseilten Erzeugnisses von der Spannkraft auf dem Abschnitt seiner Bewegung auf der gekrümmten Bahn und im genannten Maße gemeinsam mit der erzwungenen schrauben förmigen Bewegung des Erzeugnisses in der Verseilungszone erlaubt eine spontane, durch eigene Torsionssteifigkeit bewirkte Drehung des Erzeugnisses um die eigene Achse, wodurch das Aufdrehen (Torsionsverformung) des Erzeugnisses und das Auftreten von strukturellen Fehlern ausgeschlossen sind. Die Qualität des verseilten Erzeugnisses verbessert sich wesentlich.

Es wurde experimentell festgestellt, daß bei einem Wert der Bremskraft, der viel kleiner als 50% des Wertes der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft des Erzeugnisses ausmacht, die Drehung des Erzeugnisses um die eigene Achse auf der gekrümmten Bahn unbeständig wird. Das bedeutet, daß das Seil wegen der Reibung im Bereich seiner Be wegung auf der gekrümmten Bahn periodisch an einer Drehung um die eigene Achse gehindert und einer Torsionsverformung in der der Verseilrichtung entgegengesetzten Richtung ausgesetzt wird. Dabei werden die äußeren Drähte gelockert, gegeneinander verschoben und verlieren ihre ursprüngliche Schraubenform. Dies führt dann zu periodischen strukturellen Fehlern in dem Fertigerzeugnis, d.h. die Qualität des Erzeugnisses verschlechtert sich. Nachdem die Torsionsverformung des Erzeugnisses den Wert erreicht hat, bei dem das innere Torsionsmoment dem Grenzwert des von den Reibungskräften erzeugten Torsionsmomentes gleich ist, beginnt sich das verseilte Erzeugnis um seine eigene Achse zu drehen. Die Torsionsverformung und das innere Torsionsmoment vermindern sich, und der beschrie bene Vorgang wiederholt sich.

Bei einem Wert der Bremskraft, der viel größer als 96% des Wertes der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft des verseilten Erzeugnisses ist, ist mit einer ungleichmäßigen Drehung der über eine Reibkupplung ange triebenen Auflauftrommel zu rechnen. Dies verhindert dann eine regelmäßige (geordnete) Aufwindung des verseilten Erzeugnisses auf die Auflauftrommel.

Bei kurzzeitiger Verlangsamung der Drehung oder bei einem Stehenbleiben der Auflauftrommel tritt im Bereich der gekrümmten Bewegungsbahn eine unzulässige Seillose auf, die zur Bildung einer mit umlaufenden Schlaufe am Ausgang aus der Verseilungszone führt. Wird diese Schlaufe ausreichend groß, so besteht sogar die Gefahr des Hängenbleibens an benachbarten Maschinenteilen, zum Reißen des Erzeugnisses und somit zur Außerbetriebsetzung oder gar Beschädigung der Verseilmaschine führen würde.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt dagegen die Herstellung von metallischen verseilten Erzeugnissen hoher Qualität ohne Schwierigkeiten oder Gefahren.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. Diese zeigt schematisch den Ablauf des vorge schlagenen Verfahrens.

Ein Bündel von Verseilelementen 1 wird von an einer orts festen Speisevorrichtung 2 angeordneten Vorratsspulen (nicht gezeigt) in die Bildungszone des verseilten Erzeugnisses abgezogen. Das verseilte Erzeugnis 3 wird gebildet, indem dem Bündel von Verseilelementen 1 eine schraubenförmige Be wegung aufgezwungen wird. Das verseilte Erzeugnis 3 wird zu einer Auflauftrommel 4 vorgeschoben, und zwar auf einer ge krümmten Bahn, deren Anfang und Ende in der gleichen Achse liegen, wobei die Bewegung am Ende der Bahn entgegengesetzt zur Bewegung am Anfang der Bahn gerichtet ist.

Bei diesem Bewegungsablauf wird der auf der gekrümten Bahn befindliche Abschnitt des Erzeugnisses 3 zwangsweise um die den Anfang und das Ende der Bahn verbindende Achse gedreht, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die etwa die Hälfte der Drehgeschwindigkeit des Erzeugnisses 3 in seiner Bildungs zone beträgt. Das fertige Erzeugnis 3 wird auf die Auflauf trommel 4 unter der von dieser erzeugten Spannkraft aufgewun den. Unmittelbar vor dem Aufwinden auf die Auflauftrommel 4 wird das verseilte Erzeugnis 3 einer Bremskraft ausgesetzt.

Die erzwungene schraubenförmige Bewegung des Bündels von Verseilelementen 1 in der Bildungszone des verseilten Er zeugnisses 3 erfolgt mittels eines sich mit einer Drehzahl n drehenden Abzugswerkes 5 vom Band- oder Kettentyp. Die ge krümmte Bewegungsbahn des Erzeugnisses 3 kommt mittels einea gebogenen rohrförmigen Führungselementes 6 einer zügigen (knickfreien) Biegungsform zustande, das auf zwei Stützen 7 gelagert ist und mit einer Drehzahl von n/2 rotiert. Die Auflauftrommel 4 ist an einem Träger 8 gelagert, der zwischen den Stützen 7 auf Wälzlagern 9 frei aufgehängt ist und un beweglich bleibt. Vor der Auflauftrommel 4 ist auf dem Träger 8 eine Bremsvorrichtung 10 angeordnet, durch welche das verseilte Erzeugnis 3 einer Bremskraft ausgesetzt wird. Diese Bremsvorrich tung 10 kann eine beliebige geeignete Ausführung aufweisen.

Die Bremsung des verseilten Erzeugnisses 3 unmittelbar vor dem Aufwinden auf die Auflauftrommel 4 vermindert die Spannung des Erzeugnisses 3 bei dessen Bewegung innerhalb des rohrförmigen Führungselementes 6 bis zu einem solchen Grade, daß eine spontane Drehung des verseilten Erzeugnisses 3 die eigene Achse inner halb des rohrförmigen Führungselementes 6 mit einer Geschwindig keit n/2 gewährleistet wird. Dadurch wird das verseilte Erzeugnis 3 im Bereich zwischen der Bildungszone und der Auflauftrommel 4 keiner Torsionsverformung ausgesetzt, wodurch das Auftreten struk tureller Fehler ausgeschlossen wird, d.h. die Qualität des ver seilten Erzeugnisses verbessert sich.

Der Wert der auf das verseilte Erzeugnis wirkenden Bremskraft wird in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften dieses Er zeugnisses und den Kenndaten der Verseilmaschine in einem Be reich von etwa 50% bis etwa 96% von der durch die Auflauftrom mel erzeugten Spannkraft eingestellt. Der obere Grenzwert der Bremskraft ist zu bevorzugen. Jedoch ist es in der Nähe von diesem Wert möglich, daß infolge periodischen Stehenbleibens der Auf lauftrommel, die normalerweise über eine Reibkupplung angetrie ben wird, das Erzeugnis nicht gleichmäßig und qualitätsmäßig nicht einwandfrei auf die Auflauftrommel aufgewickelt wird. Bei dem unteren Grenzwert der Bremskraft wird die spontane Drehung des verseilten Erzeugnisses auf der gekrümmten Bewegungsbahn unbe ständig, und es treten strukturelle Fehler im verseilten Fertig erzeugnis auf.

Beispiel 1

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein Stahlseil durch ein fachen Schlag aus neunzehn Drähten des Durchmessers 0,03 mm her gestellt. Das Verfahren wird auf einer Verseilmaschine durchge führt, die ein Streckwerk und einen Läufer mit rohrförmigen Führungselement enthält, innerhalb dessen eine Auflauftrommel und Bremsvorrichtung auf einem Wagen angeordnet sind. Die Drehzahl des Abzugswerkes beträgt n = 4000 U/min, die Drehzahl des rohrförmigen Führungselementes beträgt n/2 = 2000 U/min. Das Seil wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt. Dabei wird der Bremskraftwert auf 50% des Wertes der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft eingestellt.

Im Fertigseil sind über dessen ganze Länge keine struk turellen Fehler vorhanden, und in freiem Zustand dreht sich das Seil nicht um seine Achse und behält die geradli nige Form bei.

Beispiel 2

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein Stahlseil durch zweifachen Schlag aus sieben vorverseilten, aus je sieben Drähten des Durchmessers 0,07 mm bestehenden Litzen herge stellt. Das Verfahren wird auf einer Verseilmaschine, die der in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist, durchgeführt. Dabei wird die Bremskraft auf 96% des Wertes der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft eingestellt. Im Fertig seil sind über dessen ganze Länge keine strukturellen Fehler vorhanden, und in freiem Zustand dreht sich das Seil nicht um seine Achse und behält seine geradlinige Form bei.

Beispiel 3

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein metallischer Kord durch zweifachen Schlag aus sieben Litzen hergestellt, deren jede zwei Drähte des Durchmessers 0,15 mm enthält. Das Verfahren wird auf einer Verseilmaschine durchgeführt, die der in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist. Dabei wird die Bremskraft auf 80% des Wertes der durch die Auflauftrommel erzeugten Spannkraft eingestellt.

Im Fertigseil sind über dessen ganze Länge keine strukturellen Fehler vorhanden, und in freiem Zustand dreht sich das Seil nicht um seine Achse und behält seine geradlinige Form bei.

Auf die beschriebene Weise können Drähte verschiedenen Durchmessers zu Seilen verschiedener Ausführungen ge schlagen werden, wobei dünne Stahlseile und metallische Korde im Vordergrund stehen. Dabei können mehrdrähtige Ziebänke und fortschrittliche Schlagtechnologien einge setzt werden und die Selbskosten der Seilproduktion um 6 bis 12% gesenkt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von metallischen verseilten Erzeug nissen durch:
Abzug eines Bündels von Verseilelementen (1) von Vorratsspulen in die Bildungszone des verseilten Erzeugnisses (3),
Bildung des Erzeugnisses (3) durch eine erzwungene schrauben förmige Bewegung des Bündels von Verseilelementen (1),
Vorschub des Erzeugnisses (3) zu einer Auflauftrommel (4) auf einer gekrümmten Bahn, deren Anfang und Ende in der gleichen Achse liegen, derart, daß die Bewegung des verseilten Erzeugnisses (3) am Ende der Bahn entgegengesetzt zur Bewegung am Anfang der Bahn gerichtet ist,
eine erzwungene Drehung des auf der gekrümmten Bahn befindlichen Abschnitts des verseilten Erzeugnisses (3) um die den Anfang und das Ende dieser Bahn verbindende Achse mit einer Ge schwindigkeit, die etwa die Hälfte der Drehgeschwindigkeit des verseilten Erzeugnisses (3) in dessen Bildungszone beträgt,
und Aufwindung des Erzeugnisses (3) auf die Auflauftrommel (4) unter Erzeugung einer Spannkraft,
dadurch gekennzeichnet, daß das verseilte Erzeugnis während seiner Bewegung auf der gekrümmten Bahn von der durch die Auflauftrommel (4) erzeugten Spannkraft entlastet wird, indem unmittelbar vor dem Aufwinden des Erzeugnisses (3) auf die Auflauftrommel (4) eine Bremskraft in einem Bereich von etwa 50% bis etwa 96% vom Wert der durch die Auflauftrommel (4) erzeugten Spannkraft auf dieses einwirkt.