DE3934605A1

DE3934605A1 - Mechanical scanning of every stranding element - passing to fixed standing nipple by lateral feeler acting on strain gauge

Info

Publication number: DE3934605A1
Application number: DE3934605A
Authority: DE
Inventors: Lothar Werwitzke; Wolfram Dipl Ing Klebl; Rainer Bruenn
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-04-18

Abstract

In a method for the stranding or coiling up of threads or filament (1) in which the threads are withdrawn from a stock and brought together at a nipple where the force of pull is controlled, every stranding element (1) separately by a feeler (7). The force exerted by each thread is converted by a strain gauge system (8) in electrical pulses for supervision and control. ADVANTAGE - The feeder scans evary stranding element separately for supervision and control.

Description

Gegenstand der Hauptanmeldung ist ein Verfahren zum Verseilen und Aufseilen von Verseilelementen, wie Drähte, Fäden, elektrische Leiter, Adern und dergleichen, bei dem die Verseilelemente von Vorräten abgezogen und mittels einer umlaufenden Verseilvorrichtung in einem Festpunkt (Verseilnippel) zusammengeführt werden, und bei dem im Zuführungsbereich zum Festpunkt eine Zugkraftregelung und/oder -überwachung erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, unabhängig von den Abzugsgeschwindigkeiten während der Fertigung sowie der Art der Verseilelemente für einen gleichmäßigen Verseil- oder Aufseilvorgang zu sorgen. Die Grundüberlegung ist hier nämlich die, daß die Zugkraft im Verseilnippel mit entscheidend ist für die lagerichtige Anordnung der Verseilelemente im verseilten Strang sowie für die Gleichmäßigkeit der Bedeckung, wenn ein durchlaufender Strang, etwa die Seele eines elektrischen Kabels, mit einer Drahtlage umseilt wird.The main application concerns a procedure for Stranding and stranding of stranding elements, such as wires, Threads, electrical conductors, wires and the like, at where the stranding elements are deducted from inventories and by means of a rotating stranding device in one Fixed point (stranding nipple) are merged, and at the one in the feed area to the fixed point Traction control and / or monitoring takes place. To this Way it is possible regardless of the Take-off speeds during production as well as Type of stranding elements for even stranding or roping up. The basic consideration is namely here that the tensile force in the stranding nipple with is decisive for the correct arrangement of the Stranding elements in the stranded strand as well as for the Uniformity of coverage when running through Strand, such as the soul of an electrical cable a wire layer is roped.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatentes und sieht vor, daß die Verseilelemente jedes für sich während des Zulaufens auf den Festpunkt und bei gleichzeitiger Bewegung in Umfangsrichtung nacheinander mechanisch abgetastet und die hierbei erfolgte örtliche Änderung der Ausgangsstellung der Tastvorrichtung zur Anzeige gebracht und/oder als Eingangsgröße für einen Regelkreis verwendet wird. Diese Maßnahme, die in gleicher Weise für Einzeldrähte aber auch für gefachte Verseilelemente in Frage kommt, ist problemlos bei allen Arten von Verseilmaschinen durchführbar. Die mit der Erfindung ermittelten Werte können entweder dem Maschinenführer beispielsweise über geeignete Bildschirme zur Anzeige gebracht werden, damit so eine Nachregelung der Zugspannung in dem einen oder anderen Draht oder Verseilelement vorgenommen werden kann, die ermittelten Werte können aber auch unmittelbar dazu verwendet werden, die mit den Verseilelementen bestückten Vorratsspulen entsprechend der geforderten Zugspannung zum Augenblick der Verseilung abzubremsen oder gesondert anzutreiben. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß z. B. Drahtrisse unmittelbar vor dem Verseilen festgestellt werden können und damit kurzfristig für Abhilfe gesorgt werden kann.The present invention is concerned with a Improvement of the subject of the main patent and see before that the stranding elements each separately during the Running towards the fixed point and at the same time Movement in the circumferential direction one after the other mechanically sampled and the local change of the Initial position of the feeler displayed and / or used as an input variable for a control loop becomes. This measure, in the same way for Single wires but also for folded stranded elements in Question comes is easily with all types of Stranding machines feasible. The one with the invention determined values can either the machine operator for example via suitable screens for display brought so that a readjustment of the Tension in one or the other wire or Stranding element can be made, the determined However, values can also be used directly to the supply spools equipped with the stranding elements according to the required tension at the moment to slow down the stranding or to drive it separately. A Another advantage is that z. B. Wire cracks can be determined immediately before stranding and can thus be remedied at short notice.

Unabhängig davon, wie und für welche Zwecke die nach der Erfindung ermittelten Werte gemessen bzw. ausgewertet werden, ist entscheidend für die Erfindung die mechanische Abtastung jedes einzelnen Verseilelementes unmittelbar vor dem Einlauf dieser Elemente in den Verseilpunkt.Regardless of how and for what purposes the after the Values determined according to the invention are measured or evaluated mechanical is decisive for the invention Sampling each individual stranding element immediately before the entry of these elements into the stranding point.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung erwiesen, bei der ein Tastfühler verwendet wird, der raumfest gelagert ist und den vorbeigeführten Verseilelementen zugestellt werden kann. Von den in den Verseilelementen wirksamen Zugkräften erfolgt eine Auslenkung des Tastfühlers, die unmittelbar auf ein Dehnungsmeßstreifen- System bekannter Art einwirkt. Hiermit erzeugte Spannungsimpulse können verstärkt und z. B. auf einem geeigneten Bildschirm zur Anzeige gebracht werden, so daß bei entsprechender Synchronisierung mit der Anzahl und Folge der Verseilelemente in Umfangsrichtung, etwa einer Verseilscheibe, anhand eines stehenden Bildes fortlaufend die für die Verseilung der Einzelelemente wesentliche Zugspannung überwacht werden kann.A device for Proven implementation of the method according to the invention, where a touch probe is used that is fixed in space is stored and the passing stranding elements can be delivered. Of those in the stranding elements effective tractive forces are deflected Probe, which directly on a strain gauge Known system acts. Generated with this Voltage pulses can be amplified and e.g. B. on a suitable screen for display brought, so that with appropriate Synchronization with the number and sequence of Stranding elements in the circumferential direction, for example one Stranding washer, based on a standing image the essential for stranding the individual elements Tension can be monitored.

Die Übersetzung der Auslenkung des zustellbaren Tastfühlers kann selbstverständlich auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise in Weiterführung des Erfindungsgedankens dadurch, daß die Auslenkung des Tastfühlers unmittelbar auf einen federbelasteten Spiegel einwirkt, dessen Verdrehung mittels optischer Signale kontrolliert wird.The translation of the deflection of the deliverable Touch probes can of course also be used in other ways take place, for example in continuation of Invention idea in that the deflection of the Touch sensor directly on a spring-loaded mirror acts, its rotation by means of optical signals is checked.

Eine andere Variante zur Durchführung des Erfindungsgedankens ist die, daß die Auslenkung des den Verseilelementen zustellbaren Tastfühlers durch eine induktive oder auch kapazitive Kopplung mit einem Anzeigegerät dargestellt wird.Another variant for carrying out the The idea of the invention is that the deflection of the Push-button sensors that can be set by a inductive or capacitive coupling with one Display device is shown.

Die Erfindung sei anhand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3.

Die Fig. 1 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung das Wesen der Erfindung. Von nicht dargestellten umlaufenden Vorratstrommeln oder -spulen werden Verseilelemente, beispielsweise die Adern elektrischer Kabel oder Drähte 1, abgezogen und dem Verseilnippel 2 zugeführt. Im dargestellten Fall weist dieser Verseilnippel eine Bohrung 3 auf, durch die eine nicht dargestellte Kabelseele hindurchgeführt werden kann, auf die dann die Drähte 1 zum Zwecke einer konzentrischen Bedeckung der Seele aufgeseilt werden. Für den gleichmäßigen Einlauf der Drähte 1 in den Verseilnippel 2 sorgt die Loch- oder Führungsscheibe 4, die an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt eine der Anzahl der Drähte 1 entsprechende Anzahl von Bohrungen aufweist. Die Erfindung sieht nun vor, daß in dem Zuführungsbereich 5 zum Verseilnippel 2 (Festpunkt) eine Zugkraftregelung und/oder -überwachung erfolgt. Diesem Zweck dient eine raumfest gelagerte Tastvorrichtung 6, die im wesentlichen aus dem Tastfühler 7 sowie dem sogenannten Biegebalken 8 besteht. Der Tastfühler 7, etwa in Form einer Halbkugel, tastet den durch die Drähte 1 zwischen der Führungsscheibe 4 und dem Verseilnippel 2 gebildeten Konus fortlaufend ab, indem der Tastfühler an jedem einzelnen Draht oder anderem Verseilgut anliegt. Die in Pfeilrichtung hierbei erfolgende Auslenkung ist dann ein Maß für die in jedem Einzeldraht wirksame Zugspannung. Die von jedem Verseilelement erzeugte mechanische Kraft wird dann mittels des Biegebalkens 8, das ist ein Dehnungsmeßstreifen-System, in elektrische Impulse umgewandelt, die dann optisch dargestellt oder gleich zur Überwachung bzw. Steuerung in entsprechenden Regelkreisen herangezogen werden können. Fig. 1 illustrates the nature of the invention in a schematic representation. Stranding elements, for example the wires of electrical cables or wires 1 , are withdrawn from revolving supply drums or spools, not shown, and fed to the stranding nipple 2 . In the case shown, this stranding nipple has a bore 3 through which a cable core (not shown) can be passed, onto which the wires 1 are then roped for the purpose of concentrically covering the core. The perforated or guide disk 4 , which has a number of holes corresponding to the number of wires 1, is uniformly distributed on its circumference for the uniform entry of the wires 1 into the stranding nipple 2 . The invention now provides that in the feed area 5 to the stranding nipple 2 (fixed point) there is traction control and / or monitoring. This purpose is served by a fixed-position sensing device 6 , which essentially consists of the feeler 7 and the so-called bending beam 8 . The feeler 7 , approximately in the form of a hemisphere, continuously scans the cone formed by the wires 1 between the guide washer 4 and the stranding nipple 2 by the feeler resting on each individual wire or other stranded material. The deflection occurring in the direction of the arrow is then a measure of the tensile stress effective in each individual wire. The mechanical force generated by each stranding element is then converted into electrical impulses by means of the bending beam 8 , which is a strain gauge system, which can then be shown optically or used for monitoring or control in corresponding control loops.

Die Tastvorrichtung 6 ist im Festpunkt verstellbar gelagert, damit bei räumlicher Änderung "des von den Drähten 1 gebildeten Konus durch Änderung des Abstandes zwischen Verseilnippel 2 und Führungsscheibe 4 bzw. bei Durchmesseränderungen von Führungsscheibe 4 und Verseilnippel 2 der Tastfühler 7 der örtlichen Änderung der Drahtführung angepaßt", d. h. auf den Konus zu oder von diesem wieder wegbewegt werden kann. So kann der jeweils optimale Arbeitsbereich der Tastvorrichtung 6 ermittelt werden.The feeler 6 is adjustably mounted in the fixed point, so that when the "cone formed by the wires 1 changes spatially by changing the distance between the stranding nipple 2 and the guide washer 4 or when the diameter of the guide washer 4 and the stranding nipple 2 changes, the touch probe 7 is adapted to the local change in the wire guide ", ie can be moved towards or away from the cone. In this way, the optimum working range of the feeler device 6 can be determined.

In der Fig. 2 ist das Ergebnis einer solchen Messung der Zugspannung in den einzelnen Verseilelementen dargestellt. Im konkreten Fall handelt es sich um elf Drähte 1, die zur Aufseilung auf eine durchlaufende Kabelseele verwendet werden. Die mittels des Tastfühlers 7 und des Biegebalkens 8 ermittelten Zugspannungswerte für die einzelnen Drähte eins bis elf zeigt das Diagramm der Fig. 2. Dabei ist leicht erkennbar, daß der Wert für die Zugspannung des von einem festlegbaren Fixpunkt aus gesehen ersten Drahtes wesentlich unter dem Wert der übrigen Drähte liegt. In diesem Fall ist es unerläßlich, die entsprechende Vorratsspule oder -trommel entsprechend abzubremsen, damit die Zugspannung in diesem Draht auf den Wert der übrigen ansteigt. Das dargestellte Diagramm kann als stehendes Bild für den Maschinenführer der Anlage verwendet werden, in dem entsprechend der Anzahl der eingesetzten Verseilelemente, beispielsweise der Drähte, unmittelbar das Verhältnis der Zugspannungen in den einzelnen Drähten ermittelt und entsprechend eine Korrektur veranlaßt werden kann. Dieses Diagramm gibt aber auch dem Abnehmer einer solchen Anlage die Möglichkeit der Überprüfung, ob die Maschine einwandfrei läuft, d. h. die Ablaufspulen bzw. Abzugseinrichtungen korrekt eingestellt sind.In FIG. 2 shows the result of such a measurement of the tensile stress is illustrated in the single stranded elements. In the specific case, there are eleven wires 1 , which are used for the stranding on a continuous cable core. The diagram of FIG. 2 shows the tensile stress values for the individual wires one to eleven determined by means of the feeler 7 and the bending beam 8. It can easily be seen that the tensile stress value of the first wire seen from a definable fixed point is significantly below the value of the remaining wires. In this case it is essential to brake the corresponding supply spool or drum accordingly so that the tension in this wire increases to the value of the rest. The diagram shown can be used as a standing picture for the machine operator of the system, in which, depending on the number of stranding elements used, for example the wires, the ratio of the tensile stresses in the individual wires can be determined directly and a correction can be initiated accordingly. However, this diagram also gives the purchaser of such a system the possibility of checking whether the machine is running properly, ie the pay-off spools or take-off devices are set correctly.

Zur Automatisierung des Fertigungsablaufes kann es mitunter jedoch zweckmäßig sein, die von dem Tastfühler 7 und dem Biegebalken 8 oder einem entsprechend anderen Wandler ermittelten Werte als Eingangsgröße für einen elektrischen Regelkreis zu verwenden, der automatisch dafür sorgt, daß die dem jeweiligen Verseilelement zugeordnete Ablaufspule oder -trommel entsprechend gebremst oder angetrieben wird.To automate the production process, it can sometimes be useful to use the values determined by the feeler 7 and the bending beam 8 or a corresponding other transducer as an input variable for an electrical control circuit, which automatically ensures that the payout spool assigned to the respective stranding element or drum is braked or driven accordingly.

Eine solche Ausführungsform der Erfindung zeigt die Fig. 3 anhand eines Blockschaltbildes. Die von dem Biegebalken 8, d. h. dem Dehnungsmeßstreifen-System in Form einer mechanisch elektrischen Umwandlung erzeugten Spannungssignale werden in dem Verstärker 9 verstärkt und auf der Anzeigevorrichtung 10, etwa einem Oszilloskop oder einem geeeigneten Personal Computer dargestellt. Dies wäre der bereits dargestellte Fall, wenn die Anzeige lediglich dazu dienen soll, das Bedienungspersonal der Maschinenanlage über die Zugspannungen in den einzelnen Drähten fortlaufend zu unterrichten und bei Abweichung von vorgegebenen Sollwerten in dem einen oder anderen Draht unmittelbar eingreifen zu können. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit des Einsatzes der Erfindung ergibt sich dann, wenn wie in der Fig. 3 ebenfalls veranschaulicht, die vom Verstärker 9 weitergegebenen Spannungssignale dem Regelverstärker 11 für die Bremskraft zugeführt werden, der dann automatisch unter Berücksichtigung der am Potentiometer 12 eingestellten Bremskraftvorgabe für eine Neueinstellung bzw. Korrektur der jedem Draht 1 zugeordneten Elektromagnetbremse 13 sorgt.Such an embodiment of the invention is shown in FIG. 3 using a block diagram. The voltage signals generated by the bending beam 8 , ie the strain gauge system in the form of a mechanical-electrical conversion, are amplified in the amplifier 9 and displayed on the display device 10 , for example an oscilloscope or a suitable personal computer. This would be the case already described if the display was only intended to continuously inform the operating personnel of the machine system about the tensile stresses in the individual wires and to be able to intervene directly in one or the other wire in the event of a deviation from predetermined target values. Another advantageous possibility of using the invention is obtained if, as also illustrated in FIG. 3, the voltage signals passed on by the amplifier 9 are fed to the control amplifier 11 for the braking force, which then automatically takes into account the braking force specification set on the potentiometer 12 for a Readjustment or correction of the electromagnetic brake 13 assigned to each wire 1 ensures.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach im Aufbau und problemlos zu handhaben, dadurch, daß die Tastvorrichtung unmittelbar an die frei geführten Verseilelemente, z. B. einfache oder gefachte Drähte, angreift, ist die Messung der Zugspannung ohne Verfälschung durch irgendwelche Führungsrollen, Tänzeranordnungen und dergleichen möglich.The device according to the invention is particularly simple in Structure and easy to handle, in that the Touch device directly to the freely guided Stranding elements, e.g. B. simple or folded wires, attacks, the tension measurement is without Falsification by any leadership role, Dancer arrangements and the like possible.

Führungsscheibe 4, Verseilnippel 2 sowie Abtastvorrichtung 6 können auch baulich zu einer Einheit zusammengefaßt und als sogenannter Verseilkopf beliebigen Verseilvorrichtungen vorgeschaltet werden. Beim Ablauf von gefachten Leitern z. B., d. h. mehreren gleichzeitig aufgewickelten Leitern auf eine Vorratsspule, bringt dann ein solcher Verseilkopf einen ausreichenden Ausgleich für unterschiedlich lang aufgebrachte Leiter auf der Ablaufspule. Ist der jeweilige Leiter jedoch zu lang, so daß mit einem Reißen gerechnet werden muß, kann der Verseilkopf, entsprechend der Erfindung ausgebildet, eine Abschaltung der Einrichtung bewirken.Guide disc 4 , stranding nipple 2 and scanning device 6 can also be structurally combined to form a unit and connected upstream of any stranding device as a so-called stranding head. When drained ladders z. B., ie several simultaneously wound conductors on a supply spool, such a stranding head then provides sufficient compensation for conductors of different lengths applied to the supply spool. However, if the respective conductor is too long, so that a break must be expected, the stranding head, designed in accordance with the invention, can cause the device to be switched off.

Claims

1. A method for stranding and stranding stranding elements, such as wires, threads, electrical conductors, wires and the like, in which the stranding elements are withdrawn from supplies and brought together in a fixed point (stranding nipple) by means of a rotating stranding device, and in the feed area to the fixed point a tractive force control and / or monitoring takes place, according to patent .......... (application P 38 12 994.9), characterized in that the stranding elements each individually during the approach to the fixed point and with simultaneous movement in the circumferential direction sequentially mechanically scanned and the local change in the starting position of the pushbutton device that is carried out is displayed and / or used as an input variable for a control loop.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the display for each stranding element is used for crack monitoring.

3. The method according to claim 1, characterized in that the determined change to measure the Braking force of the respective supply coil of the Stranding element and for regulating the tension is used.

4. Device for performing the method according to Claim 1 or one of the following, characterized by one that can be delivered to the stranding elements Tactile probe, the deflection of which directly affects one Strain gauge acts.

5. Device for performing the method according to Claim 1 or one of the following, characterized by one that can be delivered to the stranding elements Tactile probe, the deflection of which directly affects one spring-loaded mirror acts.

6. Device for performing the method according to Claim 1 or one of the following, characterized by one that can be delivered to the stranding elements Touch probe, the deflection of which by an inductive or capacitive coupling with a display device can be represented.