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Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Seilen auf Seiltrommeln,
insbesondere für Tiefbohranlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln
von Seilen auf Seiltrommeln und eine Seiltrommel zum Auf- und Abwickeln von Drahtseilen,
elektrischen Kabeln, Hanfseilen u. dgl.
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Die Erfindung kann zum Aufwickeln von Seilen und Kabeln jeder Art
dienen, sie ist jedoch besonders geeignet in Verbindung mit Erdölbohrungen. In diesem
Industriezweig werden Stahlkabel in großem Maße zum Herabsenken und Heraufholen
schwerer Gegenstände in und aus Bohrlöchern verwendet. Diese Gegenstände sind oft
von ganz erheblichem Gewicht, wobei die Bohrlöcher mehrere tausend Meter tief sein
können. Es ist daher ein Drahtseil von großer Länge und Widerstandsfähigkeit erforderlich,
das den hohen Beanspruchungen standhält. Ursprünglich wurden diese Drahtseile unregelmäßig
auf Seiltrommeln gewickelt, was eine häufige Verklemmung und Verwicklung des Drahtseils
zur Folge hatte. Wenn das Aufwickeln des Seils auf die Trommel ungeregelt erfolgt,
wird die volle Kapazität der Trommel nicht ausgenutzt; das Seil verläuft oft schräg
über die Trommel hinweg und häuft sich an den Enden derselben an, woraus Verwirrungen
des Seils und als Folge davon ein Scheuern und eine geringe Lebensdauer des Seils
resultieren.
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Die erste geregelte Aufwicklung des Seils wurde dadurch erreicht,
daß auf der Trommel eine über deren ganze Länge gehende, durchlaufende, schraubenlinienförmige
Rille angebracht wurde. Dies ergab eine vollständige Ausnutzung der Trommel für
die
erste aufgewickelte Lage. Das Seil hat aber immer noch die Tendenz, sich an den
Enderi der Trommel anzuhäufen, und die zweite und die folgenden Lagen erfolgten
mehr oder weniger verwickelt wie zuvor.
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Ein weiterer Schritt zur Regelung des Rufwickelns war die Anordnung
von Stoßleisten oder Überleitgliedern an jedem Ende der Trommel, um die Richtung
der Bewegung des Seils umzukehren, wenn es sich dem Ende der Trommel näherte. Dieses
Mittel verringerte etwas die Anhäufungen des Seils an den Trommelenden, jedoch erfolgte
die Wicklung der zweiten und der folgenden Lagen in unregelmäßiger Weise, was oft
ein Scheuern des Seils zur Folge hatte. Da das Seil vollständig schraubenlinienförmig
aufgewickelt wurde, mußte außerdem jede Windung der zweiten und der folgenden Lagen
notwendigerweise zwei Windungen der vorhergehenden Lage in zwei unregelmäßigen und
unkontrollierten Bewegungen kreuzen. Dies verursachte ein übermäßiges Scheuern und
Abbiegen des Seils. Bei einem unter hoher Spannung stehenden Seil, wie es bei Erdölbohrungen
verwandt wird, muß das Abbiegen des Seils auf ein Minimum beschränkt werden, da
es einen außerordentlich schädlichen Einfluß auf das Seil hat, und ebenso müssen
die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen auf ein Minimum beschränkt werden.
Ein unter hoher Spannung stehendes Seil arbeitet sich unweigerlich in derartige
Zwischenräume hinein und verursacht dadurch Verklemmungen und ein Scheuern des Seils.
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Die Nachteile einer durchlaufenden, schraubenlinienförmigen Wicklung
wurden später durch Anordnung einer kombinierten Schrauben- und Parallelrille auf
der Trommel überwunden, d. h. einer Rille, deren einer Teil parallel zu den Trommelflanschen
und deren anderer Teil schraubenlinienförmig verläuft. Diese Rille war durchlaufend
von einem Trommelende zum andern ausgebildet, wobei sie eine Mehrzahl von Malen
um die Trommel herumlief. Der Einfachheit halber soll diejenige Länge einer Rille,
die erforderlich ist, um einmal um die Trommel herumzulaufen, ein »Kreislauf« der
Rille genannt werden. Der größere Teil eines Kreislaufes der Rille war parallel
zu den Trommelflanschen angeordnet, und der Rest verlief schräg zu den Flanschen.
Die schrägen oder schraubenlinienförmigen Teile der Rille lagen alle in einer Reihe
oder in der gleichen Fläche, und an jedem Ende der Trommel waren Füllstücke oder
überleitglieder in einer Linie mit den schraubenlinienförmigen Teilen angeordnet.
Bei dieser Konstruktion wird das Seil sowohl in den ersten als auch in den folgenden
Lagen in einem kombinierten Schrauben- und Parallelweg auf die Trommel aufgewickelt.
Darüber hinaus kreuzt jede Windung der zweiten und der folgenden Lagen zwei Windungen
der vorhergehenden Lage in im wesentlichen der gleichen Zone wie die Kreuzungen
der vorhergehenden Lage, wodurch die Abbiegung und das Scheuern des Seils verringert
werden. Die vorhergehenden Seillagen sind jedoch in erster Linie verantwortlich
für die Einleitung der Umkehrbewegung des Seils am Ende der zweiten und der- folgenden
Lagen. Als Folge davon erscheinen leere Stellen an den Trommelenden, insbesondere
in der dritten und den folgenden Lagen, und wenn das Seil durch Abnutzung im Durchmesser
verringert ist. Ferner wird keine genügende Regelung der Länge des schraubenlinienförmigen
Teiles jeder Windung erzielt, der zum Überleiten oder Kreuzen über die entsprechenden
Windungen der vorhergehenden Lage benutzt wird. Infolgedessen nimmt die Breite der
Kreuzungszone in dem Maße zu, als die Zahl der Lagen anwächst, so daß die gewünschte
Wirkung des Systems mit der Anzahl der Lagen abnimmt.
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Unter »System« im vorstehenden Absatz ist die Aufrechterhaltung einer
minimalen Kreuzungslänge (Länge des schraubenlinienförmigen Teiles) jeder Windung
des Seils auf der Seiltrommel zu verstehen. Beim Aufwickeln eines Drahtseils auf
eine Trommel ist es erwünscht, den überwiegenden Teil jeder Windung in einem zu
den Flanschen parallelen Wege aufzuwickeln; das Seil liegt dann regelmäßiger auf
der Trommel, wobei die Aufnahmefähigkeit der Trommel erhöht wird, und wobei durch
kontrollierte, fortlaufende Rillenbildung das Verklemmen und Scheuern des Seils
auf ein Minimum herabgesetzt wird. Der wesentliche Faktor, von dem die beim Aufwickeln
eines Seils auf eine Trommel für das Überkreuzen (Übergang zur nächsten Seilrille)
erforderliche Seillänge abhängt, ist die Stärke des Seils. Die »Kreuzungslänge«
des Seils soll daher in der zweiten und den folgenden Lagen im wesentlichen 'die
gleiche sein wie in der ersten Lage. Wenn die Kreuzungslänge in der zweiten und
den folgenden Lagen zunimmt, wie bei dem vorstehend besprochenen Verfahren, sinkt
die Leistungsfähigkeit des Aufspulverfahrens.
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Ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß das Seil so auf die Trommel gewickelt wird, daß die Kreuzungslänge jeder Windung
in allen Lagen auf der Trommel die gleiche ist. Die Kreuzungslänge der zweiten,
dritten und jeder folgenden Seillage ist daher die gleiche wie die der ersten Lage;
die Steigung des schraubenlinienförmigen Teiles jeder Windung ist ebenfalls stets
die gleiche. Das Seil wird in einem kombinierten Schrauben- und Parallelweg auf
die Trommel gewickelt, wobei der schraubenlinienförmige Teil jeder Windung das Überkreuzen
bewirkt. Die Länge des schraubenlinienförmigen Teils jeder Windung wird sowohl -
auf einem Minimum gehalten, als auch stets an einer vorherbestimmten Stelle der
Trommel ausgeführt. Der größte Teil der Länge jeder Windung verläuft daher parallel
zu den Flanschen der Trommel, wodurch eine saubere und gleichmäßig gesteuerte Rillenbildung
(Bildung der Rillen zwischen zwei nebeneinanderliegenden Windungen zur Aufnahme
der nächstfolgenden Seillage) auf der Trommel erzielt wird. Ferner liegen die schraubenlinienförmigen
Teile jeder Windung stets an der gleichen Stelle des Umfanges der Trommel, um die
Möglichkeit von leeren
Stellen auf ein Minimum zu beschränken. Im
Ergebnis schafft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren einer kontrollierten,
fortschreitenden Aufwicklung, bei dem die Kreuzungslänge der Windungen gleichmäßig
und zwangläufig gesteuert ist.
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Darüber hinaus benutzt die vorliegende Erfindung vorgeformte, bogenförmige
Führungsteile, die auf die Trommel aufgesetzt werden können, und die eine gleichmäßige
und genaue Aufwicklung auf derselben gewährleisten und dadurch eine gesteuerte,
fortschreitende Aufwicklung ermöglichen. Die Führungsteile können von verschiedener
Größe und für verschiedene Kabelstärken austauschbar sein. Die vorgeformten Führungsteile
haben teils schraubenlinienförmige, teils parallele Richtung, wobei die schraubenlinienförmigen
Teile das Überkreuzen in der beschriebenen Weise bewirken.
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Einige Ausführungsbeispiele der Seiltrommel nach der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i ist eine Seitenansicht einer Seiltrommel in einem frühen Herstellungsstadium.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. i. Fig. 3 ist eine
Seitenansicht der in Fig. i dargestellten Trommel in einem späteren Herstellungsstadium.
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Fig. ¢ ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3. Fig. 5 ist eine
Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Ansicht auf beide Enden eines der Endstücke
(Hebestück), das auf die Trommel nach Fig. i bis q. aufgesetzt wird.
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht und eine Ansicht auf beide Enden des
anderen Endstückes (des Anfangsstückes), das auf die Trommel nach Fig. i bis .a.
aufgesetzt wird.
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Fig.7 ist eine Seitenansicht der fertigen Seiltrommel.
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Fig. 8 ist ein Teil eines Schnittes, entsprechend Fig. q., jedoch
mit eingesetztem Anfangsstück.
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Fig. 9 ist ein teilweiser Schnitt, entsprechend Fig. 4., jedoch in
Richtung auf das andere Ende gesehen, mit eingesetztem Hebestück.
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Fig. fo ist ein teilweiser Schnitt nach Linie io-io der Fig. 7.
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Fig. i i ist ein teilweiser Schnitt nach Linie i i-i i der Fig. 7.
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Fig. 12 ist eine Seitenansicht der fertigen Seiltrommel, auf die eine
einzelne Lage des Seils gewickelt ist, wobei ein Teil des Seils der Deutlichkeit
halber fortgelassen ist.
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Fig. 13 ist eine Ansicht wie Fig. i2, die die Anordnung der weiteren
Seillagen auf der Trommel zeigt.
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Fig. 14 ist ein teilweiser Schnitt durch das Anfangsende der Trommel,
der die Anordnung der mehrfachen Seillagen auf der Trommel zeigt.
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Fig. 15 ist ein Schnitt wie Fig. i4., jedoch durch das andere Ende
der Seiltrommel.
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Fig. 16 ist eine Ansicht auf das Ende und beide Seiten einer Stoßleiste.
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Fig. 17 ist eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform
der Seiltrommel, bei der einige Teile der Deutlichkeit halber fortgelassen wurden.
Fig. 18 ist eine Seitenansicht einer der gerillten, gebogenen Leisten, die bei einer
Trommel nach Fig. 17 zur Anwendung gelangen.
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Fig. i9 ist eine Ansicht der in Fig. 18 dargestellten Leiste von unten.
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Fig. 2o ist eine Seitenansicht einer zweiten Art der gerillten Leisten,
die bei der Trommel nach Fig. 17 zur Anwendung gelangen.
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Fig. 2i ist eine Ansicht auf die Leiste der Fig. 2o von unten.
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Fig. 22 ist eine Endansicht der in Fig. 18 bis 2r dargestellten Leisten.
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Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht einer der in Fig. 17 verwandten
Endleisten.
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Fig. 24 ist ein vergrößerter Grundriß des an der anderen Seite einer
Trommel nach Fig. 17 verwandten Endstückes.
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Fig. 25 ist eine vergrößerte Endansicht des in Fig. 24. dargestellten
Endstückes.
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Fig. 26 ist ein Schnitt nach Linie 26-26 der Fig. 17, der verschiedene,
in Fig. 17 fortgelassene Teile darstellt.
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Fig. 27 ist ein Schnitt nach Linie 27-27 der Fig. 17.
Fig.
28 ist ein vergrößerter Grundriß einer der Stoßleisten, die bei einer Seiltrommel
nach Fig. 17
zur Anwendung gelangen.
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Fig. 29 ist eine Endansicht der in Fig. 28 dargestellten Stoßleiste.
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In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 18 eine Seiltrommel
mit dem bekannten, zylindrischen Trommelkörper 2o und Bremsflanschen 22 und 2q.,
die gleichachsig an beiden Seiten der Trommel befestigt sind. Die Trommel ist derart
gelagert (nicht dargestellt), daß sie um ihre Längsachse gedreht Werden kann. Die
Innenwand des Flansches 24. hat eine Öffnung26 (Fig.2), die im wesentlichen mit
dem Umfang des Trommelkörpers 2o abschneidet. An der Innenwand des Flansches 24
sind zwei Blöcke 28 parallel zueinander an die gegenüberliegenden Seiten der öffnung
26 angebracht, die das Kabelende in der weiter unten beschriebenen Weise halten.
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Die Außenfläche des Trommelkörpers 2o hat eine Reihe von Rillen 30.
Jede der Rillen 30 läuft parallel zu den Flanschen 22 und 2q. und geht einmal um
die Trommel herum. Die Rillen 30 können in irgendeiner bekannten Weise hergestellt
werden. Beispielsweise können die Rillen 30 gegossen oder eingedreht sein
oder sie können dadurch erzielt werden, daß gerillte Leisten auf dem Trommelkörper
2o befestigt werden, wie dies ebenfalls an sich bekannt ist. Im vorliegenden Beispiel
sei angenommen, daß die Rillen 3o entweder gegossen oder in den Trommelkörper 2o
eingedreht sind, was jedoch keine Beschränkung auf diese Ausführung darstellen soll.
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Der nächste Arbeitsgang bei der Herstellung der Trommel 18 besteht
darin, daß, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Teil des Trommelkörpers fortgeschnitten
wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird ein rechteckiger, bis zu den beiden
Enden des Trommelkörpers 2o reichender Streifen der Rillen 3o derart entfernt, daß
eine glatte Fläche 32 entsteht.
Der Radius der Fläche 32 ist etwa
gleich dem Radius am Grunde der Rillen 30, wie aus Fig. 4 ersichtlich. Die eine
Kante 34 des Streifens 32 reicht bis zum Ende der Öffnung 26. Von der Kante 34 erstreckt
sich der Streifen 32 unter der Öffnung 26 hindurch über den Trommelkörper 2o bis
zur anderen Kante 36. Wo die Rillen 3o an den Kanten 34 und 36 beginnen, sind sie
nach außen. abgeschrägt, wie aus Fig. 4 zu ersehen, um die Reibung des auf die Trommel
18 gewickelten Seils zu verringern. Der Streifen 32 begrenzt die sogenannte »Steuerzone«,
d. h. die Zone, in welcher das Seil schraubenlinienförmig zu der nächsten Rille
übergeleitet wird. Die Breite der Steuerzone hängt von der Seilstärke ab und- schwankt
etwa zwischen 15 und 5oofo des Umfanges des Trommelkörpers 2o.
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Ein Füllstück 38 (Fig. 5, 7 und 9) ist an einem Ende der Steuerzone
32 in geeigneter Weise an dem Trommelkörper befestigt, beispielsweise durch Schweißen.
Das Füllstück 38 ist der Länge nach gebogen, um sich dem Querschnitt der Zone 32
anzupassen, und bedeckt die ganze Breite dieser Zone (Fig. 9). Wie aus Fig. 5 ersichtlich,
ist die äußere Fläche (die linke Fläche der Fig: 7) flach, so daß sie sich glatt
an die innere Fläche 4o des Flansches 22 anlegt. Die innere Fläche 41 des Füllstücks
38 ist von ihrem unteren Ende 42 nach ihrem oberen Ende 43 hin nach außen abgeschrägt.
Darüber hinaus hat die Umgangsfläche des Füllstücks 38 eine allmählich flacher werdende
Rille 44, die sich von dem unteren, stärkeren Ende 42 des Füllstücks bis auf etwa
ein Drittel seiner Länge erstreckt. Am unteren Ende 42 hat die Rille 44 gleiche
Breite und Tiefe wie die zugehörige Rille 30. Weiter nach oben hin wird die Rille
44 flacher und schmaler, bis sie ganz verschwindet.
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Ein weiteres Füllstück 46 (Fig.. 6, 7 und 8) ist am anderen Ende der
Steuerzone 32 an dem Trommelkörper 2o befestigt. Das Füllstück 46, im folgenden
»Anfangsfüllstück« genannt, ist ebenfalls der Länge nach gekrümmt, um sich dem Querschnitt
der Steuerzone 32 anzupassen, und reicht ebenfalls über die ganze Breite dieser
Zone 32 (Fig. 8). Die äußere Fläche 47 des Anfangsfüllstücks 46 ist im wesentlichen
flach, um sich glatt gegen die innere Fläche des Flansches 24 zu legen. Die äußere
Fläche 47 hat jedoch gegenüber der Öffnung 26 eine allmählich flacher werdende Rille
49, die den Durchtritt des Seils durch die Öffnung 26 gestattet; wie weiter unten
näher beschrieben. Die innere Fläche 5o des Füllstücks 46 ist vom oberen Ende 51
nach dem unteren Ende 52 hin nach außen abgeschrägt.
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Die Füllstücke 38 und 46 sind daher entgegengesetzt gerichtet und
einander gegenüber ängeordnet, so daß ihre inneren Flächen 41 und 5o sich in der
gleichen Richtung erstrecken. Die dicken Enden 42 und 51 der Füllstücke 38 und 46
sind etwa gleich der Breite der Rillen 3o, die ihrerseits gleich dem Durchmesser
des auf die Trommel 18 zu windenden Seils ist. Die Stärke jedes der Füllstücke 38
und 46 ist daher im wesentlichen gleich dem Seildurchmesser. Eine Steuerleiste 54
(Fig. 7, 10, 11 und 16) ist an der inneren Fläche 48 des Flansches 24 im wesentlichen
gegenüber dem dünneren, unteren Ende 52 des Anfangsfüllstücks 46 befestigt. Die
Außenfläche 55 der Leiste 54 ist flach, um sich der Fläche 48 anzuschmiegen; alle
Kanten der Leiste 54 sind nach innen hin abgeschrägt. Die Leiste 54 ist von solcher
Länge, daß sie sich von der Umfangsfläche des Anfangsfüllstücks 46 bis etwa zur
Außenkante des Bremsflansches 24 erstreckt. Die Leiste 54 ist parallel zu einer
gedachten Linie angeordnet, die vom Zentrum des Flansches 24 zur Mitte des Anfangsfüllstücks
46 geht; diese Linie ist in Fig. io mit a-a bezeichnet.
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Eine ähnliche Leiste 56 (Fig. 7 und r i) ist an der Innenfläche 4o
des Flansches 22 befestigt. Die Leiste 56 ist parallel zu einer gedachten Linie
b-b (Fig. ii) angeordnet, die durch die Mitte des Flansches 22 und die Mitte des
Füllstücks 38 geht. Die Projektion der Leisten 54 und 56 auf die Ebene eines der
Flansche 22 und 24 zeigt, daß die Leisten 54 und 56 parallel zueinander angeordnet
sind, und daß ihr Abstand in der Projektion im wesentlichen gleich der Breite der
Steuerzone 32 ist. In der Tat begrenzen die Leisten 54 und 56 im Endergebnis die
Breite der Steuerzone von den Innenflächen der Flansche 22 und 24 aus nach innen.
Diese Beziehung geht aus der Betrachtung der Fig: io und i i zusammengenommen klar
hervor.
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Um das Seil 6o (Fig. 12) auf die Seiltrommel 18 zu winden, wird zunächst
das Ende 62 des Seils an der Rille49 des Anfangsfüllstücks46 durch die Öffnung 26
zwischen die Blöcke 28 geführt. Alsdann wird eine geeignete Klammer 64 an dem Ende
62 befestigt, die an den Blöcken 28 anliegt und das Seil in dieser Stellung festhält.
Der Rest des Seils wird dann quer zur Längsachse der Trommel 18 ausgelegt und vorzugsweise
unter Spannung gelhalten.
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Wenn die Trommel 18 sich zu drehen beginnt, legt sich das Seil 6o
in die erste Rille 3o neben dem Flansch 24 und wird daher über die ganze Länge dieser
ersten Rille 30 in eine mit dem Flansch 24 parallele Lage gebracht. Beim
weiteren Drehen der Trommel 18 kommt das Seil 6o mit der inneren, gebogenen Fläche
5o des Anfangsfüllstücks 46 in Berührung. Hierbei berührt es zunächst das untere,
dünne Ende 52 des Füllstücks 46 am einen Ende 36 der Steuerzone 32. Das Endstück
46 drückt dabei das Seil 6o in einem schraubenlinienförmigen Weg von dem Flansch
24 ab. Während der ersten Windung kommt das Seil 6o nicht in Berührung mit der Steuerleiste
54, sondern es kommt von der ersten Rille 3o aus direkt in Berührung mit dem Füllstück
46. Die innere Fläche 5o des Füllstücks 46 ist sanft gekrümmt oder abgeschrägt,
so daß sie das Seil 6o mit einem Mindestmaß von Reiben oder Scheuern von dem Bremsflansch
24 abdrückt. Es ist zu beachten, daß die Querbewegung des Seils 6o sich lediglich
innerhalb der Steuerzone 32 vollzieht. Am stärkeren, oberen Ende 51 des Füllstücks
46 ist das Seil in eine solche Stellung. gebracht, daß es sich in die vom Bremsflansch
24 aus gerechnet zweite Rille legt.
eine weitere Drehung der Trommel
18 bewirkt, daß das Seil 6o der zweiten Rille 30 folgt und eine zweite Windung
um den Trommelkörper 2o herum bildet. Sobald die zweite Windung des Seils die zweite
Rille 30 verläßt, berührt das Seil den schrägen oder schraubenlinienförmigen
Teil der ersten Windung und wird durch diesen schrägen Teil ebenfalls von dem Bremsflansch
a4 in einem schraubenlinienförmigen Weg abgedrückt. Am Ende der zweiten Windung
befindet sich das Seil gegenüber der dritten Rille 3o. Auch hier hat sich die Querverschiebung
lediglich innerhalb der Steuerzone 32 vollzogen; die Querbewegung der zweiten Windung
war durch den schraubenlinienförmigen Teil der ersten Windung bewirkt worden. Die
Steuerzone 32 ist glatt und trägt keine Rillen. Bei weiterer Drehung der Trommel
18 wird das Seil 6o nacheinander in die folgenden Rillen 30 gelegt, wobei
ein Teil jeder Windung durch die vorhergehende Windung in einem schraubenlinienförmigen
Weg in die nächste Rille herübergedrückt wird. Das Seil füllt schließlich die ganze
Länge des Trommelkörpers 2o, wobei der größte Teil einer jeden Windung parallel
zu den Trommelflanschen liegt.
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Kurz vor Beendigung der letzten Windung der ersten Lage des Seils
6o läuft dieses auf die Rille 44 (Fig. 5) des Hebestücks 38 auf. Hierdurch wird
es um die Stärke des Füllstücks 38 angehoben, also über die Höhe der ersten Lage
hinaus. Wenn das Seil 6o den höchsten Punkt des Füllstücks 38 erreicht hat, berührt
es die Steuerleiste 56 und wird durch sie von dem Flansch 22 abgedrückt. Die Stärke
der Steuerleiste 56 braucht nur so groß zu sein, daß das Seil 6o beginnt, sich von
dem Flansch 22 zu entfernen. Sobald es einmal beginnt, sich in dieser Richtung zu
bewegen, fällt es von selbst in die zu dem Flansch parallele Rille 66 zwischen den
letzten beiden Windungen der ersten Lage. In diesem Punkt ist die letzte Windung
der ersten Lage beendet, und es beginnt die erste Windung der zweiten Lage. Das
Seil 6o wird also auf die Höhe der zweiten Lage gehoben und gleichzeitig in einer
der ersten entgegengesetzten, schraubenlinienförmigen Bewegung innerhalb der Steuerzone
32 seitwärts abgedrückt.
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Das Seil 6o legt sich nun weiter in die parallele Rille 66 und bildet
dabei den größeren Teil der ersten Windung der zweiten Lage. Sobald diese erste
Windung die untere Begrenzungskante 36 der Steuerzone 32 erreicht, wird sie durch
den gehobenen, schraubenlinienförmigen Teil der letzten Windung der ersten Lage
von dem Flansch 22 abgedrückt. Dieser schräge Teil drückt das Ende der ersten Windung
der zweiten Lage in die parallele Rille 68 zwischen der drittletzten und der zweitletzten
Windung der ersten Lage hinein. Das Seil legt sich nun in die Rille 68 und beginnt
die zweite Windung der zweiten Lage. Am Schluß dieser zweiten Windung sowie der
folgenden Windungen wird das Seil innerhalb der Steuerzone 32 wieder in einem schraubenlinienförmigen
Weg in die nächste Rille herübergedrückt, so daß die Wicklung gleichmäßig über den
Trommelkörper 2o hin fortschreitet. Der größere Teil einer jeden Windung verläuft
auch hier parallel zu den Flanschen 22 und a4 in den durch die erste Seillage gebildeten
Rillen. Der Rest einer jeden Windung (innerhalb der Steuerzone 32) geht in der beschriebenen
Weise schraubenlinienförmig zur nächsten Rille über.
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Die letzte Windung der zweiten Lage (vgl. Fig. 13) folgt der
parallelen Rille 70 zwischen der ersten und zweiten Windung der ersten Lage
über den größeren Teil der Windung hin. Sobald jedoch die letzte Windung der zweiten
Lage eine Stellung etwas oberhalb (in Fig. 13) der Steuerleiste 54 erreicht
hat, wird der Zwischenraum zwischen dem schraubenlinienförmigen Teil der vorletzten
Windung der zweiten Lage und dem Flansch 24 zu klein, um das Seil aufzunehmen. Das
Seil wird daher von dem Umfang des Trommelkörpers 2o weggedrückt, also gehoben,
wobei es die Innenfläche 48 des Flansches 24 berülhrt. Das Seil 6o läuft nun in
der Rille zwischen der letzten Windung der zweiten Lage und dem Flansch 24 und bildet
dabei die erste Windung der dritten Lage. Kurz bevor die erste Windung der dritten
Lage beendet ist, berührt das Seil 6o die Steuerleiste 54, die es von dem Bremsflansch
24 abdrückt. Das Seil 6o wird daher innerhalb der Steuerzone 32 in der gleichen
Richtung wie die erste Lage abgedrückt, so daß es in die Rille zwischen der letzten
und der vorletzten Windung der zweiten Lage fällt, wobei es die erste Windung der
dritten Lage beginnt. Die zweite und die folgenden Windungen der dritten Lage werden
durch den schraubenlinienförmigenTeil der vorhergehenden Windung in der gleichen
Richtung abgelenkt, so daß sich ein gleichmäßiges Fortschreiten der Wicklung über
den Trommelkörper 2o hin ergibt.
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Ein Teil jeder Windung jeder ungeraden Seillage auf der Trommel 18
wird innerhalb der Steuerzone 32 schraubenlinienförmig von dem Bremsflansch 24 abgedrückt.
Umgekehrt wird ein Teil einer jeden Windung jeder geraden Lage innerhalb der Steuerzone
32 schraubenlinienförmig in der entgegengesetzten Richtung von dem Flansch 22 abgelenkt.
Die Steuerleisten 54 und 56 drücken das Seil von dem jeweiligen Bremsflansch ab,
bewirken dabei die Umkehrbewegung des Seils und verhüten eine Anhäufung des Seils
an den Enden des Trommelkörpers 2o.
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Wie oben erwähnt, sind es die Steuerleisten 54 und 56, die die Begrenzung
der Steuerzone 32 über den ganzen Wickelraum hin bestimmen. Da jede Windung den
schraubenlinienförmigen Teil ihrer Bewegung in einer parallel zur Trommelachse durch
die Leiste 54 gelegten Linie beginnt, kann die Leiste 54 als dasjenige Element angesehen
werden, das den Beginn der Steuerzone bestimmt. Da ferner die schraubenlinienförmige
Bewegung einer jeden Windung im wesentlichen in einer durch die Leiste 56 gelegten
Linie beendet wird, kann die Leiste 56 als dasjenige Element betrachtet werden,
das das Ende der Steuerzone 32 bestimmt. Diese relativen Stellungen der Leisten
54 und 56 sowohl als auch ihr gleichbleibender Abstand in Umfangsrichtung
ist
ein außerordentlich wichtiger Faktor zur Erzielung einer guten und gleichmäßigen
Wicklung auf der Trommel 18. Als Breite der Steuerzone 32 wird vorzugsweise der
geringste Abstand gewählt, über den ein Seil der verwandten Stärke ohne Nachteil
um ein Maß abgebogen werden kann, das seiner Seilstärke entspricht. Der Zweck dieser
Maßnahme ist der, soviel als möglich von jeder Windung parallel zu den Flanschen
zu führen, woraus sich eine gleichmäßige Wicklung ergibt, und nur die kleinstmögliche
Länge einer jeden Windung dazu zu benutzen, das Seil seitlich über die Trommel 18
zu führen. Die Leisten 54 und 56 gestatten die Aufrechterhaltung einer konstanten,
schraubenlinienförmigen Länge für jedeWindung einer jeden Lage auf der Trommel 18.
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Bei einer Seilaufwickelvorrichtung nach der Erfindung muß der Abstand
zwischen den Flanschen der Trommel gleich dem Mehrfachen des Durchmessers des benutzten
Seils sein. Die Anordnung der Steuer- oder Stoßleisten 54 und 56 parallel zu einer
Linie (a-a bzw. b-b in Fig. ro und zz), die durch die Mitte eines jeden Endstückes
geht, gewährleistet eine gleichmäßige Länge der Schrägführung jeder Windung in allen
Wickellagen des Seils auf der Trommel. Die Länge der Steuerzone bei Beginn der ersten
Seillage ist ausreichend für ein Minimum an Schrägführung und bleibt in allen Wickellagen
des Seils konstant.
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Fig. 17 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Seiltrommel nach
der Erfindung. Die Seiltrommel 8o enthält einen zylindrischen Trommelkörper 81 mit
Bremsflanschen 82 und 83 an ihren Enden. Die Trommel 8o ist in geeigneten Stützen
oder Lagern (nicht dargestellt) derart gelagert, daß sie in bekannter Weise um die
Längsachse des Trommelkörpers 81 gedreht werden kann. An der Innenseite des Flansches
83 ist in der Nähe des Trommelkörpers 81 eine Öffnung 84 zur Aufnahme des Endes
des (nicht dargestellten) Seils angeordnet, das auf die Trommel aufgewickelt werden
soll.
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Eine Mehrzahl von gleichbreiten, gebogenen Leisten 85 und 86 ist mit
ihren Enden aneinanderstoßend auf dem Trommelkörper 81 befestigt: Jede der Leisten
85 und 86 hat an ihrem äußeren Umfang eine Rille 87, wie aus Fig. 22 zu ersehen.
Die Leisten stoßen derart aneinander, daß sie eine fortlaufende Rille um den Trommelkörper
8r herum bilden; dabei verlaufen einige Teile dieser Rille parallel zu den Flanschen
82 und 83, und andere Teile im Winkel zu den Flanschen. Zwei der Leisten 85 und
eine der Leisten 86 zusammen ergeben einen Umlauf um den Trommelkörper 81.
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Die Leisten 85 sind kreisförmig derart gebogen (s. Fig. z8), daß sie
an dem Trommelkörper 81 anliegen, und der Länge nach gerade, so daß sie den parallelen
Teil der erwähnten Rillen bilden. Eine Leiste 85 ist an dem oberen Teil (d. h. dem
in Fig. 17 oberen Teil) neben dem Flansch 83 derart an dem Trommelkörper 81 befestigt,
daß ihr eines Ende sich gegenüber der Öffnung 84 befindet. Das in der Nähe der Öffnung
84 befindliche Ende dieser oberen Leiste 85 ist bei 88 bogenförmig ausgeschnitten,
um das Aufwickeln des Seils zu erleichtern. Eine weitere Leiste 85 (auf der in Fig.
17 abgewandten Seite der Trommel) ist in Fortsetzung der ersten Leiste 85 an dem
Trommelkörper 81 befestigt und reicht um den unteren Teil des Trommelkörpers herum
bis zu einem Punkt, der ein gewisses Stück unterhalb der Öffnung 84 liegt. Die übrigen
Leisten 85 sind in ähnlicher Weise an dem oberen und unteren Teil des Trommelkörpers
81 befestigt. Alle oberen und alle unteren Leisten verlaufen daher über den ganzen
Trommelkörper hin parallel zueinander und zu den Flanschen. Eine Öffnung go (Fig.
rg) in der Mitte und Schlitze gz an den Enden der Leisten 85 dienen zur Erleichterung
des Anschweißens der Leisten. Eine Abschrägung 92, zwischen den Seitenflächen und
der Innenfläche der Leisten 85 erleichtert weiter ihre Anbringung an dem Trommelkörper
81.
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Die Leisten 86 sind ebenfalls kreisförmig gebogen (Fig. 2o), so daß
sie sich dem Trommelkörper 81 anpassen. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie auf
den restlichen Teil des Umfanges des Trommelkörpers 81 zwischen die Enden der Leisten
85 passen. Darüber hinaus sind die Leisten 86 in Querrichtung um einen Abstand,
der ihrer Breite entspricht, abgebogen. Die Rille 87einer der Leisten 86 paßt daher
gegen die Rille 87 der ersten, neben dem Flansch 83 befindlichen unteren Leiste
85 und gegen die Rille 87 der vom Flansch 83 aus zweiten, oberen Leiste 85. Die
übrigen Leisten 86 verbinden die übrigen oberen und unteren Leisten 85 in ähnlicher
Weise über die ganze Länge des Trommelkörpers hin. Auf diese Weise bilden die Leisten
85 und 86 eine fortlaufende Rille, die sich über die ganze Länge des Trommelkörpers
81 erstreckt.
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Wie aus Fig. 17 und 2z zu ersehen, ist jede der Leisten 86 derart
gebogen, daß plötzliche Änderungen der Richtung der Rille 87 vermieden werden. Das
obere Ende jeder Leiste 86 verläuft gerade und parallel zu den Flanschen 82 und
83 sowie zu den Leisten 85. Unterhalb des geraden Teils ist jede der Leisten 86
in sanfter Krümmung abgebogen und dann in entgegengesetzter Krümmung zurückgebogen,
so daß sie in ein gerades unteres Ende ausläuft, das zu dem oberen geraden Ende
parallel ist. Die Form der Leisten 86 kann daher (im Grundriß der Fig. 2r gesehen)
als eine flache S-Kurve angesehen werden, wobei die- gekrümmten Teile mit dem größtmöglichen
Krümmungsradius ausgeführt sind und in die gegeneinander versetzten, geraden, parallelen
Enden auslaufen. Wie weiter unten näher ausgeführt, ist die Länge jeder der Leisten
86 so kurz als möglich und vorzugsweise geringer als der halbe Umfang des Trommelkörpers
81. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform nehmen die Leisten 86
etwa 15 bis :2o 0/e des Umfanges des Trommelkörpers 81 ein. Schlitze
93 an den Enden der Leisten 86 erleichtern das Anschweißen an den Trommelkörper
81. Darüber hinaus ist zwischen jeder Seite und der Innenfläche der Leisten 86 eine
Abschrägung 94 vorgesehen, die das Anbringen der Leisten 86 an dem Trommelkörper
81 erleichtert.
Ein bogenförmig ausgebildetes Füllstück 95 (Fig.
17 und 23), im folgenden auch Anfangsfüllstück genannt, ist an dem Trommelkörper
81 zwischen dem Flansch 83 und der angrenzenden Rillenleiste 86 befestigt. Die innere
Fläche 96 des Anfangsfüllstücks 95 ist derart gekrümmt, daß sie mit der Krümmung
der Leisten 86 übereinstimmt, während die Außenseite flach ist, um sich der inneren
Fläche des Flansches 83 anzupassen. Zwischen der äußeren Fläche 97 und dem inneren
Umfang des Füllstücks 95 ist eine kleine Abschrägung 98 vorgesehen, um die Anbringung
des Füllstücks auf dem Trommelkörper 81 neben dem Flansch 83 zu erleichtern, insbesondere
wenn der Flansch 83 mit dem Trommelkörper 81 verschweißt ist. Das obere dicke Ende
99 'des Füllstücks 95 schneidet mit den oberen Enden der Leisten 86 ab, und
das untere dünne Ende ioo des Füllstücks 95
befindet sich neben dem oberen
Ende des unteren geradlinigen Stücks der angrenzenden Leiste 86, wie aus Fig. 17
zu ersehen. Das Füllstück 95 ist aus den noch darzulegenden Gründen etwas dicker
als die Leisten 86, so daß es etwas über diese hinausragt, wie aus Fig. 26 zu ersehen.
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Ein Endfüllstück ioi (Fig. 17, 24 und 25) ist zwischen dem Flansch
82 und der angrenzenden Leiste 86 an dem Trommelkörper befestigt. Das Endfüllstück
ioi enthält einen im wesentlichen keilförmig ausgebildeten Körper 1o2, dessen innere
Fläche 103 entsprechend der Form der Leisten 86 gekrümmt ist, und dessen äußere
Fläche 104 flach ist, um sich der Innenfläche des Flansches 82 anzupassen. Eine
kleine Abschrägung io5 ist zwischen der Seitenfläche 104 und der inneren Umfangsfläche
des Körpers 102 vorgesehen. Das dicke Ende io6 des Körpers io2 endet in gleicher
Linie wie die unteren Enden der Leisten 86 und hat eine verlaufende Rille
107, die die Fortsetzung der Rille 87 der angrenzenden Leiste 85 bildet.
Die Tiefe der Rille 107 nimmt entlang des Körpers 102 ab und endet aus den
noch darzulegenden Gründen bei io8 über der Höhe der Leisten 86.
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Oben auf dem Körper io2 ist ein vertikaler Flansch iog angeordnet,
der mit der Außenfläche io4 des Körpers io2 abschneidet. Das untere Ende i io des
Flansches iog befindet sich in der Nähe des Endes io8 der Rille io6. Die innere
Fläche 111 des Flansches iog ist von seinem Ende iio aus leicht nach innen, zu den
Leisten 86 hin, gekrümmt, um das auf dem Körper 102 liegende Seil in der weiter
unten beschriebenen Weise zu führen. Die Innenfläche 1 i i geht bis etwa zur Mitte
des Füllstücks ioi nach innen, im wesentlichen bis zur Mittellinie der Rille 107,
und verläuft dann bis zum Ende 112 des Flansches iog parallel zur Seitenfläche 104
des Körpers io2. Das obere Ende 112 der Fläche 11i ist abgeschrägt, um alle scharfen
Kanten zu vermeiden und ein Scheuern des von der Trommel 8o ablaufenden Seils zu
verhüten.
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Zwei bogenförmige Stoßleisten 113 (Fig. 27, 28 und 29) sind im Abstand
voneinander auf der inneren Fläche des Flansches 82 radial außerhalb des Füllstücks
ioi befestigt. Die in Fig. 17 unteren Enden 114 der Stoßleisten 113 befinden sich
im wesentlichen in der gleichen radialen Linie wie das untere Ende iio des Flansches
io9. Die äußere Fläche i 15 der Stoßleisten i 13 ist flach und "schmiegt sich der
Innenfläche des Flansches 82 an, während die innere Fläche 116 in Längsrichtung
keilförmig ausgebildet ist (Fig.28) und nach beiden Enden der Füllstücke hin konvergiert.
Darüber hinaus ist die innere Fläche 116 in vertikaler Richtung gekrümmt oder gerundet,
wie aus Fig. 29 zu ersehen. Die Stoßleisten 113 bewirken daher, daß ein Seil, das
mit ihnen in Berührung kommt, allmählich abgebogen wird, so daß die Möglichkeit
eines Scheuerns des Seils auf ein Minimum herabgesetzt wird.
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Ferner sind auf der Innenfläche des Bremsflansches 83 zwei bogenförmige
Stoßleisten 117 (Fig. 26) gegenüber dem Anfangsfüllstück 95 im Abstand voneinander
befestigt. Die unteren Enden 118 der Stoßleisten 117 befinden sich im wesentlichen
auf der gleichen radialen Linie wie das untere Ende ioo des Füllstücks 95. Die Stoßleisten
117 sind ebenso ausgebildet wie die oben beschriebenen Stoßleisten 113.
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Die Arbeitsweise der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 17 bis
29 ist ähnlich derjenigen der eingangs beschriebenen Ausführungsform.Während der
ersten Drehung der Trommel wird das Seil in die Rille 87 der Leisten 85 geleitet,
die an dem Flansch 83 anliegen; kurz vor Beendigung der ersten Trommelumdrehung
tritt das Seil in die Rille 87 der Leiste 86 ein, wo es nach links in die Rille
87 der zweiten parallelen Leiste 85 abgebogen wird. Diese Abbiegung erfolgt in einem
schraubenlinienförmigen Weg, um die Umkehrbewegung des Seils auf ein Minimum herabzusetzen
und das Aufwickeln zu erleichtern. Beim weiteren Aufwinden des Seils wird dieses
abwechselnd von den Rillen der Leisten 85 und 86 aufgenommen, um das Seil über die
ganze Länge des Trommelkörpers in einem kombinierten, parallelen und schraubenlinienförmigen
Weg zu führen. Der schräge Teil einer jeden Windung der ersten Lage erfolgt dabei
stets auf dem gleichen Teil des Umfanges der Trommel 81, wodurch die sogenannte
Anfangssteuerung der fortschreitenden Rillenbildung beim Aufwickeln erzielt wird.
Das Endfüllstück ioi und die schräge Fläche i i 1 des Flansches i og erleichtern
die Umkehr der Schrägführung für die zweite Seillage, so daß die erste Windung der
zweiten Lage in die nächste parallele Rille zwischen den Windungen der ersten Lage
geführt wird, im wesentlichen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform. Bei
den folgenden Seillagen erfolgt die Führung und fortschreitende Rillenbildung im
wesentlichen in der gleichen Weise.
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Aus dem Gesagten geht hervor, daß durch die vorliegende Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwinden von Seilen auf Seiltrommeln geschaffen
ist, die ohne Rücksicht auf die Zahl der auf die Trommel aufgewickelten Lagen eine
zwangläufige, fortschreitende Steuerung des aufgewundenen Seils gewährleistet, wobei
das Seil bei der Umkehrbewegung jeweils nur zwei vorhergehende
Lagen
kreuzt, und wodurch der Winkel der Kreuzung von einem scharfen Winkel zu einem solchen
von geringerer Neigung verringert wird. Die Umkehrbewegung des Seils ist weniger
plötzlich, da das Seil gehoben und nur ein kurzes Stück über den Umfang bewegt wird,
bevor es eine Steuerleiste berührt, wodurch die Abbiegung verlängert und daher sanfter
gemacht wird. Weiter wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufwinden
von Seilen geschaffen, bei der eine Steuerzone zum Abbiegen des Seils in der einen
Richtung vorgesehen ist und bei der dann die Richtung der Abbiegung in der folgenden
Barüberliegenden Lage des Seils umgekehrt wird. Dieses Merkmal der Umkehr der Abbiegung
wird auch in den folgenden Seillagen beibehalten, und zwar stets innerhalb der gleichen
Steuerzone. Nachdem das erste Anfangsfüllstück die zweite Windung des Seils in ihre
Läge geführt hat, werden die übrigen Windungen stets mit der gleichen Steigung ausgelegt,
da das Seil selbst als fortlaufendes Führungsstück oder als fortgesetztes Anfangsfüllstück
über den Trommelkörper hin wirkt.