DE624237C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Einstellen und Aufrechterhalten der Steigung beim Bewickeln von elektrischen Leitern, Kabeln und allgemein von langgestreckten, zylindrischen oder prismatischen Koerpern mit schraubenfoermig verlaufenden Baendern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen und Aufrechterhalten der Steigung beim Bewickeln von elektrischen Leitern, Kabeln und allgemein von langgestreckten, zylindrischen oder prismatischen Körpern mit schraubenförmig verlaufenden Bändern.

Im folgenden ist aus Gründen der Einfachheit der zu bewickelnde Körper als Kabel bezeichnet, wie er auch immer ausgestaltet sei, und es ist von Band in der Einzahl gesprochen, obwohl die Maschine auch als Mehrfachmaschine ausgebildet sein kann, derart, daß sie gleichzeitig mehrere Bänder aufwickelt, und schließlich hat man die Scheibe oder die Scheiben des zum Bewickeln dienenden Werkstoffes als Bandscheibe bezeichnet.

Bei den bekannten Bandumwickelmascbinen für elektrische Leiter wird das Band in einer Schraubenlinie aufgewickelt, deren Ganghöhe und Steigungswinkel veränderlich ist. Die Gangh öhe ist durch die Einrichtung der Maschine bestimmt. Sie hängt ab von der Beziehung zwischen der Abziehgeschwindigkeit des Kabels und der Geschwindigkeit, mit der man die Bandscheibe sich um das Kabel drehen läßt.

Der Steigungswinkel α ist eine Funktion der Ganghöhe p und des Durchmessers d des Kabels. Er ist bestimmt durch die Formel

tga -—

Bei den früher verwendeten Maschinen ließ man das Band unmittelbar von der Bandscheibe zum Kabel laufen, ohne es vorher über eine Führungsrolle gleiten zu lassen. -Der Steigungswinkel bestimmt sich dabei durch die Befestigung des Bandscheibenhalters derart, daß die Mittellinie desvon der Bandscheibe ablaufenden, auf das Kabel auflaufenden Bandes unter einem Winkel α zu jeder Geraden geneigt ist, die in der Ebene der Mittellinie dieses Bandteiles senkrecht auf der durch den Auflaufmittelpunkt gehenden Mantelseitenlinie des Kabels steht. Bei der Abnahme des Durchmessers der Bandscheibe verändert sich jedoch (wächst) dauernd der Winkel, der von den obengenannten Geraden gebildet wird, so daß er nicht mehr dem von der obigen Formel bestimmten Wert entspricht; dieser Umstand erfordert folglich eine Berichtigung der Einstellung des Bandscheibenhalters. Da es nun nicht möglich ist, diese Einstellung fortlaufend zu berichtigen, d. h. sie derart stetig zu ändern, daß sie der Änderung des Bandscheibendurchmessers angenähert folgt, so hat man dabei die Stellung des Bandscheibenhalters von Zeit zu Zeit geändert. Dieses Verfahren ist jedoch sehr unbequem und ungenau.

Eine Vervollkommnung erfuhr das Verfahren dadurch., daß man eine Vorrichtung in Form eines zur Drehachse der Bandscheibe parallelen Zwischenzapfens zur Führung des Bandes vorsah, um auf diese Weise die Unabhängigkeit

der BandscHeibeneihstellung. von dem Bandscheibendurchmesser zu erzielen.

Die Einstellung des Bandscheibenhalters hängt indessen von dem Wicldungssteigungswinkel ab, d. h. von dem Kabeldurchmesser und der Wickelganghöhe, so daß jede Änderung einer dieser Größen eine Berichtigung der Stellung des Bandscheibenhalters erfordert. Man hat bereits versucht, diese Bauart soweit wie ίο möglich zu vereinfachen, indem man die beweglichen Organe der Vorrichtung auf einige Führungszapfen oder -rollen beschränkt hat, wobei der Bandscheibenträger dagegen in einer bestimmten Stellung festgehalten wird. Die sich hieraus ergebenden baulichen Schwierigkeiten verminderten jedoch den Wert der erreichten Verbesserung.

Die letzte Verbesserung ist durch den sogenannten Tangentialwickler erzielt worden; selbst bei dieser verbesserten Vorrichtungsart muß man die Bandscheibe je nach der Breite des Bandes und dem Kabeldurchmesser einstellen.

Mit Hilfe der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung wird der Steigungswinkel α des Bandes in völlig^elbsttätiger Weise unabhängig gemacht von sämtlichen veränderlichen Größen, γοη denen er abhängt, nämlich von der Ganghöhe, dem Kabeldurchmesser, dem Bandscheibendurchmesser, der Bandbreite und schließlich von der Stellung, welche die Drehachse der Bandscheibe in bezug auf die Kabelachse einnehmen kann.

- Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann angewendet werden bei der üblichen sich drehenden Tragscheibe der Bandumwickelvorrichtungen, bei welcher durch die Scheibenmitte die Abzugsachse des Kabels hindurchgeht.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein auf dem Bandwege unmittelbar vor dem zu bewickelnden Körper angeordnetes Bandführungsglied mit zwei starr verbundenen Führungen, bestehend aus einer Rolle mit fester Achse oder einem Zapfen und einer zweiten Rolle, deren Achse in einer zu der Achse der ersten Rolle ^parallelen und zu einer die beiden- Rollen in Längsmitte tangierenden Achse senkrechten Ebene A-B frei drehbar ist.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite 5o^- Führungsrolle in einem Ringe so gelagert, daß ihre Achse parallel zur Ringebene A-B liegt und daß die Ringachse die Führungsrolle in Längsmitte berührt, während der Ring in einem zweiten, zu dem ersten konzentrischen Ringe drehbar gelagert ist, der seinerseits mit dem Halter der Bandscheibenzapfen starr zusammenhängt, und daß das erste Führungsglied mit der Achse der Führungsrolle parallel zur Bandscheibenachse angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die in dem Ringe gelagerte Führungsrolle so angeordnet, daß ihre Achse parallel zur Ringebene A-B liegt und daß die Ringachse die Führungsrolle in Längsmitte berührt, während der Ring in einem zweiten, zu dem ersten konzentrischen Ringe drehbar gelagert ist, der seinerseits an einem Halter befestigt ist, welcher eine Drehung des ganzen Führungsgliedes um eine zur Ringebene A-B parallele und zur Verbindungstangente der Längsmitten der Führungen senkrecht stehende Achse ermöglicht, und daß die an dem Führungsglied, vorzugsweise in Form eines Rollenpaares oder einer Zapfengabel, vorhandene erste Bandführung achsparallel zu der Rolle an dem Ring starr befestigt ist.

Durch die Erfindung werden die Bauart und die Herstellung der Vorrichtung wesentlich vereinfacht.

Während bei den bekannten Ausführungsformen von Umwickelmaschinen eine von Hand zu betätigende Einstellvorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, die Mittelebene der Bandscheibe bei Änderungen der Bandbreite zu verstellen, ist gemäß der Erfindung eine Einstellvorrichtung vorgesehen, "welche die Wirkungsweise der Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen des Steigungswinkels ebenfalls von der Breite des Bandes unabhängig macht. Diese Einstellvorrichtung besteht aus einer auf den Bandscheibenzapfen aufgeschobenen Hülse, auf deren beiden außen mit Rechts- und Linksgewinde versehenen Enden zwei Anschlagscheiben für die Bandscheibe derart aufgeschraubt sind, daß sie bei Drehung der Hülse von der zu deren Längsachse senkrechten und durch den Mittelpunkt der Ringe der selbsttätigen Neigungsvorrichtung gehenden Mittelebene gleich weit entfernt sind. Folglich erfahren bei Drehung der Hülse die beiden Spulenanschlagscheiben stets gleiche Axialverschiebungen von der oder gegen die Mittelebene. Die Mittelebene der Bandscheibe, deren jeweiliger Breite entsprechend die beiden Spulenanschlagscheiben eingestellt werden, wird folglich stets mit obengenannter Mittelebene zusammenfallen.

Außerdem ermöglicht die Erfindung den Betrieb der Wickelmaschine unabhängig von der Richtung der Bandscheibenachse und der Kabel- "° achse, die jedoch auch miteinander zusammenfallen können.

Der letztere Fall könnte auch beispielsweise bei Wickelmaschinen für Gummibänder ausgeführt werden. Schließlich ergibt sich noch die Möglichkeit, auch die Richtung der Bandscheibenachse in bezug auf die Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen des Steigungswinkels ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise des Wicklers zu verändern. *

Einige Ausführungsformen der erfindungs- ~ gemäßen Vorrichtung zum selbsttätigen Ein-

stellen des Steigungswinkels sind auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigen: Abb. ι eine Ausführungsform der Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen des Steigungswinkeis in Vorderansicht,
Abb. 2 einen Grundriß,
Abb. 3 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung, Abb. 4 einen Grundriß einer anderen Ausführungsform der selbsttätigen Steigungswinkel-

xo einstellvorrichtung,

Abb. 5 eine schematische Ansicht dieser Einstellvorrichtung,

Abb. 6 eine ebenfalls in.Richtung der Kabelachse gesehene schematische Ansicht einer anderen Stellung der selbsttätigen Steigungswinkeleinstellvorrichtung,

Abb. 7 die die Bandscheibe tragende Hülse in Einzeldarstellung, ·

Abb. 8, 9 und 10 in waagerechter Projektion einige Sonderfälle der RichtungseinsteUung der selbsttätigen Steigungseinstellvorrichtung in bezug auf die Abzugsachse des Kabels und die Bandscheibenachse,
Abb. 11 eine Seitenansicht der Abb. 10,

Abb. 12 und 13 in Seiten- und in Vorderansicht bauliche Einzelheiten der in Abb. 1 bis 3 veranschaulichten selbsttätigen Einstellvorrichtung und

Abb. 14 und 15 ebenfalls in geschnittener Seiten- und in Vorderansicht bauliche Einzelheiten der in den Abb. 4bis6 dargestellten selbsttätigen Steigungswinkeleinstellvorrichtung.

Gemäß der in den Abb. 1, 2 und 3, 12, 13 veranschaulichten Ausführungsform ist ein Arm 1 in geeigneter Weise mittels eines seiner Enden auf dem Zapfen 2 der Bandscheibe 6 befestigt. Die selbsttätige Steigungseinstellvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer mit dem Ring 31 verbundenen zylindrischen, um eine Achse 41 drehbaren Rolle 4. Der Ring 31 kann sich frei in einem zweiten Ringe 3 drehen, der an dem Halter 1 befestigt und so mit der die Bandscheibe tragenden, sich drehenden Scheibe a verbunden ist. Ferner ist ein Zapfen oder eine Rolle 5 vorgesehen und gleichfalls an dem Halter ι befestigt und mit der die Bandscheibe tragenden Scheibe α verbunden, derart, daß die Mittellinie des Bandes 7, während es sich von der Bandscheibe 6 abwickelt, um sich um das Kabel c zu wickeln, indem es über die Rollen 4 und 5 gleitet, angenähert mit der Drehachse des Ringes 31 zusammenfällt. Letzterer dreht sich in einer zur Achse der Rolle 5 parallelen Ebene A-B und um eine mit der Bandmitte zusammenfallenden Achse 42, welche die Rolle 5 und die Rolle 4 in ihren Längsmitten berührt. Die einzige Strecke, auf der das Band eine Teilverdrehung um seine Mittellinie erfährt, ist das zwischen den Rollen 4 und 5 eingeschlossene Stück.

Die Rollen 4 und 5 können ebensowohl Zapfen wie Rollen sein. Es ist zweckmäßig, den Abstand zwischen den beiden Rollen 4 und 5 so groß zu machen, wie es der verfügbare Raum zuläßt.

Das sich von der Bandscheibe 6 abrollende und sich auf das Kabel c aufwickelnde Band 65 verändert durch seine Spannung selbsttätig die Richtung der beweglichen Rolle 4, bis diese sich unter einer bestimmten Neigung in bezug auf die Achse des Kabels einstellt, wobei die Neigung ' in einem bestimmten Verhältnis zu der Ganghöhe -p und dem Durchmesser d des Kabels steht. Die durch den Zapfen 5 gebildete Zwischenauflage des Bandes ermöglicht also, daß die Vorrichtung bei einer gegebenen Steigung der Schraubenlinie unabhängig von dem Durchmesser der Bandscheibe wirkt.

Bei der in den Abb. 4, 5, 6 und 7, 14, 15 dargestellten Ausführungsform ist der fest angeordnete Zapfen ersetzt durch eine Gabel 5, die an dem gleichen Ringe 31 befestigt ist, an dem die Rolle 4 der selbsttätigen Steigungseinstellvorrichtung angeordnet ist. Dabei läßt man das aus diesen Ringen 3 und 31 bestehende Ganze sich um eine Achse 53 frei drehen, die parallel zum Kabel verläuft und zur gemeinsamen Achse 42 der beiden Ringe 3, 31 senkrecht steht. Man erhält auf diese Weise einen doppelten Vorteil, d. h. erstens einen Vorteil hinsichtlich der Wirkungsweise, weil das Band 7 die dem Neigungswinkel α entsprechende erforderliche Teil-Verdrehung auf einer längeren Strecke erfährt. Diese Strecke ist in diesem Falle begrenzt durch den Punkt, an dem sich das Band von der Bandscheibe 6 trennt, und durch die Gabel 5; der Abstand dieses Punktes von der Gabel 5 ist nun aus leicht ersichtlichen baulichen Gründen größer als der zwischen dem Zapfen 5 (Abb. 3) und der Rolle 4. Der weiter erzielte Vorteil besteht in der verbesserten Bauart, weil die ganze Vorrichtung in einem einzigen Organ vereinigt ist und die Anbringung und der erförderliche Raum auf der die Bandscheibe tragenden Scheibe a dabei erheblich verbessert werden.

Bei dieser Ausführungsform wird der Neigungswinkel· α unabhängig von drei Veranderliehen, nämlich von der Ganghöhe, dem Kabeldurchmesser und dem Bandscheibendurchmesser, infolge der Vereinigung der Drehbewegung des Ringes 31 mit der mit ihm gemeinsamen Rolle 4 einerseits und mit derjenigen des Ringes 3 gemeinsam mit 31 und 4 andererseits um die Achse 53.

Um ferner die Wirkungsweise der selbsttätigen Neigungsvorrichtung von der Bandbreite unabhängig zu machen und dadurch der Bedingung zu genügen, daß die Mittellinie des Bandes sich in der gemeinsamen Mitte der konzentrischen .Ringe 3 und 31 abrollt, wird erfindungsgemäß die in Abb. 7 dargestellte besondere Vorrichtung verwendet.

Die Vorrichtung, die man als selbsttätige Bandscheibenzentrierung bezeichnen könnte,

besteht im wesentlichen aus einem Bandscheibenzapfen 2 und aus einer Hülse 9, welche auf den Bandscheibenzapfen lose aufgesteckt ist. Die beiden Enden der Hülse 9 sind außen mit Rechts- und Linksgewinde versehen. Auf diese Gewinde ist je eine Anschlagscheibe 1 bzw. 21 aufgeschraubt, deren gleicher Abstand von der ' zu den parallelen Flächen des Ringes 31 (Abb. 4) senkrechten und durch die Mitte des Ringes hindurchgehenden Ebene dauernd aufrechterhalten wird. Führungsstifte 8 verbinden während der Drehung der Hülse die beiden Anschlagscheiben zwangsläufig miteinander. Ein geriffelter Antriebsknopf 10 ist an der Hülse vorgesehen und dient zu ihrer Drehung. Eine Mutter. 11 verhindert ein Herabfallen der Hülse vom Bandscheibenzapfen 2. Durch diese einstellbare Vorrichtung wird die Bandscheibe ohne Rücksicht auf die zur Verwendung kommende Bandbreite in einer solchen Lage befestigt, daß die Bandscheibenmitte stets an der gleichen Stelle sich befindet.

In den Abb. 8, 9, 10 und 11 ist veranschaulicht, daß die selbsttätige Steigungseinstellvorrichtung gemäß der Erfindung sich selbsttätig der Bandneigung anpaßt, wie auch immer die Richtung der Bandscheibendrehachse in bezug auf die selbsttätige Neigungseinstellvorrichtung gewählt ist.

Insbesondere ist in der Abb. 8 die in den Abb., 5 und 6 veranschaulichte Bauform der selbsttätigen Steigungseinstellvorrichtung wieT dergegeben, wenn die Mittelebene der Bandscheibe 6 durch die Achse des Kabels c geht, während die Längsachse der selbsttätigen SteigungseinsteUrolle 4 in einer zur Bandscheibenachse parallelen Ebene drehbar ist.

Die Abb. 9 stellt die bauliche Ausführung der in den Abb. 1, 2 und 3 veranschaulichten selbsttätigen Steigungseinstellvorrichtung dar. Hierbei geht die Mittelebene der Bandscheibe 6 ebenfalls durch die Achse des Kabels c, während die Drehebene der Achse der selbsttätigen Steigungseinstellrolle 4 parallel zur Achse' der Bandscheibe 6 und senkrecht zur Kabelachse ist.

In den Abb. 10 und 11 ist die selbsttätige Neigungsemstellvorrichtung gemäß den Abb. 4,5 und 6 in einer Lage dargestellt, bei der die Achse der Bandscheibe 6 parallel zur Achse des Kabels c ist, während das Band, bevor es in die Vorrichtung zur selbsttätigen Steigungseinstellung eintritt, über einen ersten Zapfen 52, dessen Achse parallel zur Achse der Bandscheibe ist, und einen zweiten Zapfen 51, dessen Achse parallel zur Drehachse der selbsttätigen NeigungseinsteUrolle ist, läuft, wobei die.Richtung der genannten Drehebene beliebig sein kann. Außer den hier dargestellten sind noch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, vorausgesetzt, daß die Bedingung erfüllt wird, daß die Bandstrecke zwischen dem letzten Führungsteil und der selbsttätigen Steigungseinstellvorrichtung angenähert senkrecht zu der Drehebene der beiden Ringe der selbsttätigen Ein-Stellvorrichtung steht.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum selbsttätigen Einstellen und Aufrechterhalten der Steigung beim Bewickeln von elektrischen Leitern, Kabeln und allgemein von langgestreckten, zylindrischen oder prismatischen Körpern mit schraubenförmig verlaufenden Bändern, gekennzeichnet durch ein auf dem Bandwege unmittelbar vor dem zu bewickelnden Körper angeordnetes Bandführungsglied mit zwei starr verbundenen Führungen, bestehend aus einer Rolle (5) mit fester Achse oder einem Zapfen und einer zweiten Rolle (4), deren Achse (41) in einer zu der Achse der ersten Rolle (5) parallelen und zu einer die beiden Rollen (4, 5) in Längsmitte tangierenden Achse (42) senkrechten Ebene (A-B) frei drehbar ist (Abb. 1, 2, 3, 9, 12 und 13).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle (4) in einem Ringe (31) so gelagert ist, daß ihre Achse (41) parallel zur Ringebene (A-B) liegt und daß die Ringachse (42) die Füh- go rungsrolle in Längsmitte berührt, während der Ring (31) in einem zweiten, zu dem ersten konzentrischen Ringe (3) drehbar gelagert ist, der seinerseits mit der Tragscheibe (a) der Bandscheibenzapfen starr zusammenhängt, und daß das Führungsglied mit der Achse der Führungsrolle (5) parallel zur Bandscheibenachse angeordnet ist (Abb. 12, 13).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle (4) in einem Ringe (31) so gelagert ist, daß ihre Achse (41) parallel zur Ringebene (A-B) liegt und daß die Ringachse (42) die Führungsrolle (4) in Längsmitte berührt, während der Ring (31) in einem zweiten, zu dem ersten konzentrischen Ringe (3) drehbar gelagert ist, der seinerseits an einem Halter befestigt ist, welcher eine Drehung des ganzen Führungsgliedes um eine zur Ringebene (A-B) parallele und auf der Verbindungstangente (42) der Längsmitten der Führun-

   . gen (4, 5) senkrecht stehende Achse (53) ermöglicht, und daß die an dem Führungsglied, vorzugsweise in Form eines Rollenpaares oder einer Zapfengabel, vorhandene erste Bandführung achsparallel zu der Rolle (4) an dem Ring (31) starr befestigt ist (Abb. 4, 5, 6, 8, 10, 11, 14 und 15).
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bandscheibenzapfen (2) eine außen mit Rechts- und Linksgewinde versehene fest-

   stellbare Hülse (9) drehbar aufgesteckt ist, auf deren Enden je eine Anschlagscheibe (1, 21) in gleichem Abstande von der Bandscheibenmitte aufgeschraubt ist, und die Scheiben (1, 21) durch Führungsstifte (8) oder ähnliche Verbindungsstücke zwangsläufig miteinander verbunden sind und bei Drehung der Hülse ständig in gleichem Abstande von der Mittelebene der Bandscheibe gehalten werden (Abb. 7).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen