DE463144C - Maschine zur Herstellung elektrischer Leiter mit gleichfoermig verteilter induktiverBelastung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen, welche zum Aufbringen eines band- oder drahtförmigen, zur induktiven Belastung dienenden Materials auf einen Draht bestimmt sind. Da die Permabilität eines solchen, aus magnetisierbaren Stoff bestehenden Bandes in hohem Grade durch mechanischen Beanspruchungen beeinträchtigt wird, muß dafür gesorgt werden, daß beim Aufwickeln des Bandes die Zugspannung gleichmäßig groß bleibt.

Um die Trägheit des Vorratshaspels beim Anlassen zu überwinden und plötzliche Steigerungen der Zugspannung im Bande zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, eine durch Zentrifugalkraft betriebene Kupplung zur selbsttätigen Regelung der an die Vorratshaspel abgegebenen Triebkraft vorzusehen, so daß sich die Spannung des von der

ao Haspel auf den Draht abspulenden Materials selbsttätig regeln läßt.

Nach der Erfindung sind jedoch Mittel vorgesehen, mit welchen der Arbeiter während des Wickelvorganges die Zugspannung des

ö5 Wickelgutes regeln kann. Dies kann durch Veränderung der an die Vorratshaspel abgegebenen Triebkraft geschehen, indem eine unter Zugriff des Arbeiters stehende Kupplung Verwendung findet, die zwischen der Vorratshaspel und der Triebspindel, durch welche der zu umwickelnde Draht läuft, angeordnet ist.

Abb. ι ist eine vordere Teilansicht eines Wickelkopfes nach der Erfindung, der zum Wickeln eines Bandes in Schraubenwindungen auf einen wandernden Draht bestimmt ist.

Abb. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt.

Abb. 3 ist ein vergrößerter, senkrechter Schnitt der Abb. 2 in Teilansicht, der zwisehen den Reibscheiben 28, 29 geführt und von links nach rechts gesehen ist.

Abb. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines einstellbaren Anschlages, der zum Einstellen des Triebwerkes auf vorher bestimmte Zugspannungen benutzt wird.

Abb. S ist eine vordere Teilansicht einer anderen Ausführungsform eines Wickelkopfes, der zur Bewicklung eines wandernden Drahtes mit Draht in Schraubenwindungen bestimmt ist.

Abb. 6 ist eine seitliche Teilansicht davon im Schnitt.

Auf der Zeichnung in Abb. 2 bedeutet 10

einen Teil des Wickelmaschinengestelles mit einer davon ausgehenden Triebspindel ii, welche durch eine Kuppelvorrichtung mit der Haupttriebwelle (nicht dargestellt) der Maschine verbunden ist. Die Spindel ist auf einem Teil (nicht dargestellt) des Gestelle gelagert und mit einer längs durchlaufenden Bohrung 12 versehen, durch welche ein Draht 13, der besponnen werden soll, hindurchläuft. An der Spindel 11 ist durch einen Keil 14 eine geflanschte Büchse 15 mit einem ringartigen Gliede 16 befestigt. Die Büchse 15 und das Glied 16 bilden den sogenannten Wickelkopf. Am linken Ende der Spindel 11 ist ein Schwungrad (nicht dargestellt), angebracht, das dazu dient, unzuträgliche Beschleunigungen des Wickelkopfes zu verhindern, wenn die Spindel angetrieben wird. Die den Ring 16 tragende Büchse 15 wird an einer Längsverschiebung auf der Spindel 11 durch eine Spannmutter 19 verhindert, die am rechten Ende der Büchse 1S auf die Spindel aufgeschraubt ist. Das gegenüberliegende Ende der Büchse steht mit einer Unterlegscheibe 20 in Eingriff, die sich gegen einen an der Spindel 11 ausgebildeten Absatz anlehnt. Vor der Büchse 15 ist auf der Spindel durch einen Keil 21 (Abb. 3) eine zweite Büchse 22 mit einem ringförmigen Flansch 23 drehbar befestigt. Frei drehbar auf dem Umfang der Büchse 22, und zwar an ihren beiden Enden, liegen Kugellager 24 und 25.

Um die Kugellager 24 und 25 dreht sich

eine Büchse 27, die als Haspelträger dient.

Die Büchse 27 wird von der Spindel 11 durch eine Reibungskupplung in Drehung versetzt, die aus mehreren umschichtig angeordneten, zwischen gegenüberstehenden Endflächen des Kugellagers 24 und des Flansches 23 gelagerten Ringscheiben 28 und 29 besteht.

Nach Abb. 3 ist jede Ringscheibe 28 an ihrem inneren Umfang mit vier gleich weit entfernten Kerben oder Keilnuten 30 versehen; die Büchse 22 hat an ihrem äußeren 45- Umfange vier gleich weit entfernte Keilnuten 31 in der Nähe der linken Seitenfläche des Flansches 23. In den Keilnuten 31 werden Keile 32 gehalten, die auch in die Keilnuten 30 der Scheiben 28 eingreifen und zur Ubermittlung einer Drehbewegung von der Büchse 22 auf die Scheiben 28 dienen. Die Scheiben 29 sind an ihrer äußeren Umrandung je mit vier gleich weit entfernten Keilnuten 35 versehen, in welche Keile 36 (s. Abb. 3) hineinragen. Die Keile 36 werden in Keilnuten 37 gehalten, die an der Außenfläche der Büchse 27 ausgebildet sind. Die Keile 32 und 36 passen in die Keilnuten 30 und 31 bzw. 35 und 37 mit genügendem Spiel, um eine Längsbewegung der Scheiben 28 und 29 gegenüber der Spindel 11 zuzulassen. Die linke Fläche der äußeren Bahn des Kugellagers 25 stützt sich wieder gegen einen Absatz 38, der an der Büchse 27 ausgebildet ist, und sie wird gegen diesen Absatz durch einen an der Büchse 27 befindlichen Bund 39 angedrückt.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Haspel 40, welche einen Vorrat von Metallband 41, beispielsweise Permalloyband, trägt, auf der Büchse 27 angeordnet und zur Drehbewegung mit ihr durch einen Keil (nicht dargestellt) verbunden. Mit ihrer linken Seitenfläche liegt die Haspel 40 an einem Flansch 42 der Büchse 27 an und wird durch drei gleich weit entfernte Drücker 44 daran gehindert, in waagerechter Richtung von der Büchse 27 abzurutschen. Die Drücker sind hin und her beweglich in Taschen 45 angeordnet, die in dem Bunde 39 ausgebildet sind. Die Drücker werden je durch eine unterhalb des Drückers in der Tasche 45 gelagerte Druckfeder 46 nach außen gedrückt. Ein Nockenring 47 steht in Eingriff mit den Drückern 44, damit diese gleichzeitig gehandhabt werden können, wenn die Spule 40 abgenommen wird. Der Nockenring ist drehbar auf einem zylindrischen Teil 48 eines Nippels 49 angebracht, der auf das Ende der Spindel 11 aufgeschraubt ist.

Nunmehr werden Mittel beschrieben, die go dazu dienen, die Scheiben 28 und 29 in Eingriff zu bringen und die Drehgeschwindigkeit der Scheiben 29 gegenüber den Scheiben 28 und folglich die Geschwindigkeit der Haspel 40 zu ändern. Die Geschwindigkeit ändert sich gegenüber der Spindel 11, welche den Wickelkopf unmittelbar treibt, und infolgedessen ändert sich die auf das Band wirkende Zugspannung, während dieses auf den Draht 13 aufgewickelt wird.

Von der Außenfläche der Spindel 11 wird zwischen dem Kugellager 24 und der Buchse 15 eine Stoßscheibe 52 gleitend getragen, welche vier gleich weit entfernte, federbelastete Druckkolben 53 aufweist. Diese greifen an ihren äußeren Enden an der linken Fläche des Kugellagers 24 nachgiebig ein; die gegenüberliegende Fläche des Kugellagers wird in ähnlicher Weise durch vier Druckkolben 54 gehalten, welche in Büchsen 55 (s. Abb. 3) geführt werden. Die Büchsen liegen in Taschen des Flansches 23 der Büchse 22. Die auf die Kolben 54 einwirkenden Federn ■ haben, wenn sie zusammengedrückt werden, größere Kraft als die den Kolben 53 zugeordneten Federn; der Zweck dieser Einrichtung wird sich noch aus der weiteren Beschreibung ergeben. Wie bei 56 (Abb. 3) anegeben, sind die Scheiben 28 an ihrer inneren Fläche eingekerbt, um ein genügendes Spiel zwischen der Büchse 55 und den Scheiben zu schaffen, damit die Längsbewegung

der Scheiben möglich ist. Ein entsprechendes Spiel ist ebenfalls zwischen den inneren Flächen der Scheiben 29 und den Büchsen 55 zu dem gleichen Zwecke vorgesehen.
Auf vier gleich weit entfernten Stiften 59, die an ihrem linken Ende in dem Gestell 10 befestigt sind und deren einer in Abb. 2 zu sehen ist, ist ein Bund 60 gleitend angebracht, der an seiner Außenfläche Linksgewinde 6x trägt. Auf die Außenfläche des Bundes 60 ist eine Mutter 62 aufgeschraubt, welche ringsum eine schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 63 hat, in die an einer Stelle ein federbelasteter Kolben 64 und an einem anderen Punkte ein fester Daumen 65 (in Abb. 1 punktiert gezeichnet) ragt. Der Kolben 64 und Daumen 65 sitzen an dem Gestell 10 und dienen dazu, eine Längsbewegung der Mutter 62 bei ihrer Drehung auf dem mit Gewinde versehenen Bund 60 zu verhindern. Der Kolben 64 und Daumen 65 dienen auch noch einem anderen Zwecke, der noch beschrieben wird. An der Mutter 62 ist ein Hebel oder Handgriff 66 befestigt, durch den sie auf dem Bund 60 gedreht werden kann, und es ist leicht ersichtlich, daß beim Drehen der Mutter 62 entgegen dem Sinne des Uhrzeigers (Abb. 1) auf dem Bunde 60 dieser seitlich, d. h. in einer zur Achse der Spindel 11 parallelen Richtung, bewegt wird. Die seitliche Bewegung des Bandes 60 wird auf die Stoßscheibe 52 durch die folgenden Mittel übertragen: In einer kreisförmigen Ausnehmung 69 in dem Bund 60 liegt eine Druckunterlegscheibe 70, die aus einem beliebigen Lagermaterial besteht, und in Eingriff mit ihrer rechten Seitenfläche steht eine Druckscheibe Ji, die einen kreisrunden Flansch 72 trägt. An dem Bund 60 ist durch Schrauben (nicht dargestellt) ein Ring 73 befestigt; die rechte Seitenfläche der Mutter 62, der Ring 73 und die Druckscheibe 71 liegen in einer senkrechten Ebene. Der Ring 73 dient dazu, die Druckscheibe 71 und den Bund 60 als eine Einheit zusammenzuhalten. Die Stoßscheibe 52 ist an der Druckscheibe 71 durch drei gleich weit entfernte Schrauben 75 befestigt, von denen eine dargestellt, in die Scheibe 71 an einem Ende verschraubt ist und mit dem Kopf am entgegengesetzten Ende in einer Flucht mit der rechten Fläche der Scheibe 52 liegt. Die Schrauben 75 sind zwischen den Scheiben 52 und 71 von Büchsen j6 umgeben, und es ist ersichtlich, daß ein seitlicher Druck der Scheibe 71, entsprechend einer gleichen Bewegung des Bundes 60, über die Büchsen 76 auf die Scheibe 52 übertragen wird.

Es sind weiter Mittel vorgesehen, um die Reibscheiben 28 und 29 einzustellen, so daß eine vorher bestimmte Triebkraft auf die Spule 40 ausgeübt werden kann, welche, wie im folgenden erläutert wird, die auf das Band während seiner Aufwicklung ausgeübte Spannung bestimmt. Diese Vorrichtung soll nun beschrieben werden. In der Schwalbenschwanznut 63 der Mutter 62 werden, wie aus der Einzelansicht Abb. 4 klar ersichtlich ist, ein Paar Anschläge JJ und 78 (s. Abb. 1) einstellbar gehalten, welche bei der Drehung der Mutter 62 durch die Bedienung des Handgriffes 66 entgegen dem Sinne des Uhrzeigers bzw. im Sinne des Uhrzeigers den Betrag der Bewegung des Handgriffes begrenzen; der Anschlag Jj kommt mit einem Gehäuse 79 des ortsfesten federbelasteten Kolbens 64 in Eingriff, während der Anschlag 78 für gewöhnlich mit dem Daumen 65 (s. Abb. 1) in Eingriff steht. Der Anschlag JJ wird zur Einstellung der Scheiben benutzt, um eine maximale Triebkraft zu liefern, wenn der Wickelkopf zunächst in Bewegung gesetzt wird, während der Anschlag 78 benutzt: wird, um zwischen den Scheiben eine nur geringfügige Reibung herzustellen, nachdem der Wickelkopf die erwünschte Geschwindigkeit erreicht hat. Ein entsprechender Maßstab oder Satz von Teilungen 80, der am Umfang der Mutter 62 (Abb. 2) aufgetragen ist, dient dazu, die richtige Einstellung der Anschlage Jj und 78 in der Nut 63 zu erleichtern, während die richtige Stellung der Anschläge JJ und 78 gegenüber dem Maßstab 80 für verschiedene Reibungsdrücke zwischen den Scheiben 28 und 29 vorher durch Versuch ermittelt wird.

Bisweilen hat es sich beim Betriebe der Maschine als wünschenswert herausgestellt, eine zwischen dem höchsten und tiefsten Grenzwert liegende Triebkraft auf die Scheiben auszuüben, in welchem Falle der federbelastete Kolben 64, der gegen die Wandung der Nut 63 drückt, dazu dient, die Mutter und den Handgriff in der Einstellungslage zu halten.

Der Ring 16 trägt an seiner rechten Seitenfläche in der Nähe seines Umfangs mehrere frei drehbare Führungswalzen 83, über welche das Band von der Vorratsspule 40 aus geführt wird. Das Band verläuft dann nach einer Führungsrolle 84, die zweckmäßig von der ortsfesten Achse der obersten Führungswalze getragen wird. Die Führungsrolle 84 ist in einem solchen Winkel eingestellt, daß das Band in dem gewünschten Winkel nach dem Draht 13 geführt wird. Jede Walze 83 ist mit einem Schutzstift 85 versehen, der verhindern soll, daß das Band von der Führungswalze abrutscht, was sich unter gewissen Betriebsbedingungen ereignen könnte. Gegengewichte (nicht dargestellt) sind auf dem Ring 16 an Punkten angebracht, welche

diametral den Rollen 84 gegenüberliegen; sie können auch an anderen Stellen angeordnet sein, was durch öffnungen 87 ermöglicht wird, so daß der Wickelkopf in an sich bekannter Weise richtig ausgewuchtet werden kann.

Der Wickelkopf, der die Büchse 15, den Ring 16, die Walze 83, die Führungsrolle 84 und den Nippel 49 umfaßt, und ein Spill ίο (nicht dargestellt) zum Ziehen des Drahtes durch den Wickelkopf sind miteinander gekuppelt, so daß das Verhältnis zwischen ihren Umdrehungszahlen in der Minute konstant ist. Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Wickelkopfes mit der verbesserten regelbaren Bandspannvorrichtung ist folgende:

Der zu umspinnende Draht 13 kann der übliche Unterseekabelleiter sein; er wird von einer Liefertrommel (nicht dargestellt) durch die Bohrung 12 der Spindeln über den Nippel 49 nach dem Spill (nicht dargestellt) abgezogen. Der Draht läuft in mehreren Schlägen um das Spill und dann zu einer Aufwickelrolle (nicht dargestellt). Eine' Spule 40 mit Band 41 wird eingelegt und an der Büchse 27 befestigt. Das Ende des Bandes wird dann über die Waken 83 und die Rollen 84 in den Nippel 49 geführt, worauf es in einigen Schlagen um den Draht herumgelegt wird. Die Maschine ist nun zum Betriebe bereit. Beim Anlassen wird der Handgriff 66 zunächst vorwärts bewegt, bis der Anschlag 78 (Abb. 1) · auf das Gehäuse 79 (Abb. 2) trifft. Die Stellung des Gehäuses 79 bestimmt die gewünschte maximale Reibung zwischen den Scheiben 28 und 29. Die Hauptkupplung (nicht dargestellt) der Maschine wird dann allmählich eingerückt, wobei sich die Spindel 11 dreht, so daß in der vorher beschriebenen Weise über die Scheiben 28 und 29 die Spule 40 mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit wie der Wickelkopf gedreht wird. Die Spule 40 läuft in derselben Richtung, wie durch den Pfeil in Abb. ι angegeben ist, bis der Wickelkopf seine volle Geschwindigkeit erreicht hat. Der Zweck dieser gesteigerten Triebkraft an der Spule beim Beginn des Wickelvorganges besteht darin, die Trägheit einer mit Metallband schwer belasteten Spule zu überwinden. Die Spule wird dadurch in Umdrehung mit dem Wickelkopf mit allmählicher Beschleunigung gesetzt, bis sie ihre volle Geschwindigkeit erreicht, so daß die bekannte »Voreilung« der Spule verhütet wird, die ein Verwickeln des Bandes verursachen kann.

Wenn der Draht 13 durch den Wickelkopf

infolge der Drehung des Spills vorgetrieben wird, läuft die Spule 40 in dem Uhrzeiger entgegengesetzten Sinne mit dem Wickelkopf, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit um, wie sich aus dem Zuge des Bandes von der Spule her im Sinne des Uhrzeigers ergibt. Dieser Unterschied in der Geschwindigkeit oder diese Schlüpfung zwischen der Spule und dem Wickelkopf liefert die Zugspannung des Bandes, und es ist ersichtlich, daß durch Steigerung der auf die Spule wirkenden Triebkraft die Spannung am Bande entsprechend zu- oder abnimmt.

Wenn der Wickelkopf seine volle Geschwindigkeit erreicht, bewegt der Arbeiter den Handgriff 66 allmählich in seine Ruhestellung zurück, wo, wie auf der Zeichnung dargestellt ist, der Anschlag gegen den Daumen 65 anliegt. Wie schon beschrieben, wird die Reibung zwischen den Scheiben 28 und 29 auf diese Weise auf einen eingestellten Minimalwert herabgesetzt. In dieser Laufstellung soll die auf die Spule ausgeübte Triebkraft ausreichend sein, um eine Spannung von annähernd 0,23 kg anzulegen.

Wenn ein Arbeiter das Band auf dem umsponnenen Draht beobachtet, nachdem dieser den Nippel 49 verlassen hat, kann er durch Beobachtung der Straffheit des Bandes unmittelbar feststellen, ob die richtige Spannung vorhanden ist. Ist das Band >zu lose, so wird der Handgriff vorwärts bewegt, so daß der Antrieb der Spule verstärkt wird und infolgedessen die Spannung am Bande ebenfalls wächst.

Eine abgeänderte Ausführungsform eines Wickelkopfes ist in Abb. 5 und 6 veranschaulicht, die insbesondere zum Aufbringen von feinem Draht in Schraubenwindungen auf einen stärkeren Draht geeignet ist. Die Drahtspule 40 wird von der Spindel 11 aus durch eine Reibungskupplung in einer ähnlichen Weise angetrieben, wie es in Verbindung mit dem Wickelkopf nach Abb. 1 und 2 beschrieben wurde, so daß die Spannung am Drahte während dessen Aufwicklung leicht geregelt werden kann. Der Draht wird von der Vorratsspule aus über eine Reihe frei drehbarer, von der Kopf büchse 15 getragener Führungswalzen 90 geführt; er verläuft weiter nach einer Führungsrolle 91, die von einem Halter 92 getragen wird. Der Halter sitzt auf der Innenwandung einer Schutz- no hülse 93, welche mit dem Umfang der Wikkelkopfbüchse 15 verbunden, und damit drehbar ist. Von der Führungsrolle 91 aus wird der Draht über eine zweite Rolle 94, die auch von dem Halter 92 getragen wird, geführt und läuft dann durch ein Führungsöhr oder über einen Haken 95, der auf der Spindel in der Nähe ihrer Achse und des Drahtes 13 gehalten wird. Dort wird der Belastungsdraht beim Betriebe des Wickelkopfes in der oben beschriebenen Weise schraubenförmig auf den vorrückenden Leiterdraht gewunden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:
   I. Maschine zur Herstellung elektrischer Leiter mit gleichförmig verteilter induktiver Belastung, gekennzeichnet durch eine hohle, den zu umwickelnden Draht konzentrisch umschließende Spindel (11), welche den Wickelkopf unmittelbar und die das Belastungsband enthaltende Trommel (40) unter Vermittlung einer Reibungskupplung (28, 29) unabhängig vom Gewicht des Belastungsmaterials so antreibt, daß durch jederzeit während des Betriebes einstellbare Schaltmittel der Reibungsdruck der Kupplung zwischen zwei Grenzwerten nach Maßgabe der erforderlichen Zugspannung im Belastungsbande verändert werden kann.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung aus einer Anzahl Reibungsscheiben (28, 29) und weiteren, diesen benachbarten und mit der Spindel (11) bzw. mit der Haspel (40) fest verbundenen Scheiben besteht, und daß der Reibungsdruck durch eine einstellbare Einrichtung (52, 53, 60, 66) geregelt wird.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch reibungverringern.de Lager (24, 25) zwischen der Haspel und der Spindel.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen