EP0336052B1 - Einrichtung zum wendelförmigen Aufbringen von band- oder fadenförmigem Material auf langgestrecktes Gut - Google Patents

Einrichtung zum wendelförmigen Aufbringen von band- oder fadenförmigem Material auf langgestrecktes Gut Download PDF

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EP0336052B1
EP0336052B1 EP89100326A EP89100326A EP0336052B1 EP 0336052 B1 EP0336052 B1 EP 0336052B1 EP 89100326 A EP89100326 A EP 89100326A EP 89100326 A EP89100326 A EP 89100326A EP 0336052 B1 EP0336052 B1 EP 0336052B1
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Rainer Brünn
Walter Baar
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Kabelmetal Electro GmbH
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Kabelmetal Electro GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H81/00—Methods, apparatus, or devices for covering or wrapping cores by winding webs, tapes, or filamentary material, not otherwise provided for
    • B65H81/06—Covering or wrapping elongated cores
    • B65H81/08—Covering or wrapping elongated cores by feeding material obliquely to the axis of the core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
    • H01B13/0858—Details of winding apparatus; Auxiliary devices
    • H01B13/0866—Brakes or tension regulating means

Definitions

  • the present invention relates to a device for the helical application of tape or thread-like material to elongated material, in which this material is unwound from supply spools, which are arranged with their axes parallel to the axis of the material and rotatably mounted together about this axis, each supply spool is additionally drivable about its own axis.
  • Devices of the generic type are also referred to as tangential spinners, they serve, for example, to enclose elongated material, such as electrical cables or lines, pipes or tube bundles, with a holding spiral.
  • This holding helix can be a plastic band which is applied in one or more layers, and a corresponding tensile thread can also be used, which takes over the function of a holding helix.
  • holding coils in the form of metallic strips often take on the function of a contact or transverse conductive helix in the manufacture of cables and wires, for example when a layer of metallic wires covers the cable core for shielding purposes.
  • the holding helixes can also have different profile shapes from the band or thread shape, preferably with a low height, so braids or fabrics can be used, for. B. also a so-called.
  • Lattice fabric which is cut into a ribbon shape to the elongated goods are wrapped around.
  • a device has already been provided for applying steel strips to pipes of large diameter for the purpose of banding (DE-PS 26 45 838), in which the supply spools are controlled by auxiliary motors for winding the strips.
  • a device which is movably inserted at the construction site in the longitudinal direction of the respective pipe length, it is important to wind up the steel strips to be applied under the same tensions, so that a pure torque without bending occurs on the pipe.
  • Another known device serves the same purpose, in which the winding device is guided along the pipeline to be wound and at the same time is moved helically around the pipeline. Here the tape supply rolls run automatically.
  • the invention is therefore based on the object Regardless of the band or thread material as well as the outer shape of this winding material, but also without prejudice to high production speeds, it is possible to find a way to make the helical application of band or thread material easy.
  • a separate drive motor with control unit is directly assigned to each supply spool and is rotatably mounted together with the associated supply spool about the axis of the material passing through.
  • the control unit assigned to each drive motor makes it possible to adapt the speed of each supply reel to the particular circumstances, which are predetermined, for example, by the strip material, the strip shape or also by the respective lay length of the strip running off the respective supply reel.
  • a speed-controlled drive motor is particularly advantageous.
  • the device according to the invention is expediently designed so that a hollow shaft is used as a carrier for the supply spools and the drive motors through which the material is guided. This allows reliable, reliable production without the material having to be cut when changing the bobbin.
  • a particularly advantageous use of a device designed according to the invention results for the implementation of a known method (DE-PS 29 46 248), in which the continuous stranding, with alternating direction of twist, of electrical cables or lines made of solid wires or wires of larger cross section made up of individual wires, the veins are individually stripped from spatially stored supplies, merged into a bundle (bundle) at a first stranding point and then stranded in a stretched state within the specified stretch while traveling through a predetermined distance, which is delimited by a second stranding point.
  • the material is stored in a stretched state along a defined, shorter route and, after leaving the first stranding point, the bundle is non-positively embraced and held on a length that is only a fraction of the storage length.
  • the stretch of the bundle is stranded between the first stranding point and the holder and this stranded stretch during the passage of the storage length in this stranded state is kept free of rotation before the bundle is released from the holder to the second stranding point after the stranded wires have been released, and the strands merged into a bundle (bundle) in the first stranding point immediately after leaving the stranding point as a bundle are continuously wrapped together with one or more holding helixes running out of supplies.
  • the helix (s) and the twist are placed simultaneously so that the helix is wound onto a twisted bundle of wires.
  • the holding spiral thus fixes the strand bundle.
  • a drive motor (not shown) and the hollow shaft 6, which is connected to the supply coils 4 and 5 in a fixed manner and through which the energy cable 1 is continuously moved, is used.
  • the speed-controlled drive motors 7 and 8 are provided according to the invention, which drive the supply spools 4 and 5 via the belt drives 9 and 10, respectively.
  • the drive motors 7 and 8, like the supply spools, are fixed in space on the rotating hollow shaft 6, ie they rotate together with the supply spools 4 and 5.
  • the control units 11 and 12 assigned to each supply spool are fixed in space, and the current can be transmitted via slip rings.
  • the setpoint generator 13 (14) is set such that the distance a from the infrared transmitter 15 (16) is displayed and the corresponding signals are supplied to the respective control unit 11 (12). If the tension in band 2 (3) changes, for example due to an increase in the production speed or the decreasing winding radius of the strip material stored in the supply reel 4 (5), then the roller 17 (18) becomes counter to the force of the spring 19 (20 ) moved to the roll 21 (22). Accordingly, the element 23 (24) rigidly connected to the roller 17 (18) moves in the direction of the arrow, i. H. the distance a corresponding to the target value of the tensile stress increases.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum wendelförmigen Aufbringen von band- oder fadenförmigem Material auf langgestrecktes Gut, bei der dieses Material von Vorratsspulen abgewickelt wird, die mit ihren Achsen parallel zur Achse des Gutes angeordnet und gemeinsam um diese Achse drehbar gelagert sind, wobei jede Vorratsspule zusätzlich um ihre eigene Achse drehantreibbar ist.
  • Einrichtungen der gattungsgemäßen Art werden auch als Tangentialspinner bezeichent, sie dienen beispielsweise dazu, langgestrecktes Gut, wie elektrische Kabel oder Leitungen, Rohre oder Rohrbündel mit einer Haltewendel zu umgeben. Diese Haltewendel kann ein Kunststoffband sein, das in einer oder mehreren Lagen aufgebracht wird, ebenso kann ein entsprechend zugfester Faden verwendet werden, der die Funktion einer Haltewendel übernimmt. Haltewendeln in Form metallischer Bänder übernehmen darüberhinaus bei der kabel- und Leitungsherstellung oft die Funktion einer Kontakt- oder Querleitwendel, beispielsweise dann, wenn eine Lage aus metallischen Drähten die Kabelseele zu Schirmzwecken überdeckt. Werden besonders hohe Anforderungen an die Zugfestigkeit gestellt, wird man zu entsprechenden Werkstoffen, beispielsweise auf Basis Polytetrafluorethylen, Polyamid und dergl. übergehen. Die Haltewendeln können im übrigen auch von der Band- bzw. Fadenform abweichende Profilformen, vorzugsweise mit geringer Höhe, aufweisen, so sind Geflechte oder Gewebe einsetzbar, z. B. auch ein sog. Gittergewebe, das in Bandform geschnitten, um das langgestreckte Gut herumgewickelt wird.
  • Zum Aufbringen von Stahlbändern auf Rohre großen Durchmessers zum Zwecke der Bandierung hat man bereits eine Einrichtung vorgesehen (DE-PS 26 45 838), bei der zum Aufwickeln der Bänder die Vorratsspulen über Hilfsmotoren gesteuert werden. Bei einer solchen Einrichtung, die an der Baustelle in Längsrichtung der jeweiligen Rohrlänge bewegbar eingeführt ist, kommt es darauf an, die aufzubringenden Stahlbänder unter gleichen Spannungen aufzuwickeln, damit am Rohr ein reines Drehmoment ohne Biegung entsteht.
  • Dem gleichen Zweck dient eine andere bekannte Vorrichtung (DE-OS 29 51 030), bei der die Wickelvorrichtung längs der zu bewickelnden Rohrleitung geführt und dabei gleichzeitig wendelförmig um die Rohrleitung herum bewegt wird. Hier laufen die Bandvorratsrollen selbsttätig mit.
  • Vom gesamten Aufbau her ist der Einsatz solcher Einrichtungen für die Fertigung elektrischer Kabel mit den hier erwarteten Fertigungsgeschwindigkeiten sowie Qualitätsanforderungen fragwürdig.
  • Mit zunehmender Fertigungsgeschwindigkeit und wegen der Vielzahl unterschiedlicher Materialien, die wendelförmig um das langgestreckte Gut herumgelegt werden, ergeben sich selbst bei in der Kabeltechnik üblichen Einrichtungen immer wieder Schwierigkeiten beim Ablauf des Band- oder Fadenmaterials von den Vorratsspulen. So kommt es beim Abwickeln immer wieder vor, daß bei Abnahme des Wickeldurchmessers auf dem Kern der Vorratsspulen das abzuwickelnde Band sich zwischen Spulenflansch und noch vorhandenen Wickellagen einzieht und damit verklemmt, so daß es zu einem Bandriß kommt.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unabhängig vom Band- oder Fadenmaterial sowie von der äußeren Form dieses Wickelgutes, aber auch unbeschadet hoher Fertigungsgeschwindigkeiten, eine Möglichkeit zu finden, das wendelförmige Aufbringen band- oder fadenförmigen Materials problemlos zu gestalten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch, daß jeder Vorratsspule ein gesonderter Antriebsmotor mit Regeleinheit unmittelbar zugeordnet und gemeinsam mit der zugehörigen Vorratsspule um die Achse des durchlaufenden Gutes drehbar gelagert ist. Durch die jedem Antriebsmotor zugeordnete Regeleinheit ist es möglich, die Drehzahl jeder Vorratsspule den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen, die beispielsweise durch das Bandmaterial, die Bandform oder auch durch die jeweilige Schlaglänge des von der jeweiligen Vorratsspule ablaufenden Bandes vorbestimmt sind. Ein drehzahlgeregelter Antriebsmotor ist besonders vorteilhaft.
  • Die Einrichtung nach der Erfindung ist zweckmäßig so ausgebildet, daß als Träger für die Vorratsspulen und die Antriebsmotoren eine Hohlwelle dient, durch die das Gut geführt ist. Dies erlaubt eine betriebssichere kontinuierliche Fertigung, ohne daß das Gut bei einem Spulenwechsel geschnitten werden müßte.
  • Ein besonders vorteilhafter Einsatz einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ergibt sich für die Durchführung eines bekannten Verfahrens (DE-PS 29 46 248), bei dem zur kontinuierlichen, mit wechselnder Schlagrichtung erfolgenden Verseilung von elektrischen Kabeln oder Leitungen aus massiven oder aus Einzeldrähten aufgebauten Adern größeren Querschnitts, die Adern einzeln von raumfest gelagerten Vorräten abgezogen, in einem ersten Verseilpunkt zu einem Bündel (Bund) zusammengeführt und anschließend während des Durchlaufens einer vorgegebenen Strecke, die von einem zweiten Verseilpunkt begrenzt wird, in gestrecktem Zustand innerhalb der vorgegebenen Strecke verseilt werden. Innerhalb der genannten Strecke wird das Gut längs einer definierten kürzeren Strecke in gestrecktem Zustand gespeichert und das Bündel nach Verlassen des ersten Verseilpunktes auf einer Länge, die nur einen Bruchteil der Speicherlänge beträgt, allseitig kraftschlüssig umfaßt und gehalten. Während des Haltens wird die Strecke des Bündels zwischen dem ersten Verseilpunkt und der Halterung verseilt und diese verseilte Strecke während des Durchlaufens der Speicherlänge weiterhin in diesem verseilten Zustand verdrehungsfrei gehalten, bevor das Bündel nach Freigabe der verseilten Adern aus der Halterung dem zweiten Verseilpunkt zugeführt wird, und die in dem ersten Verseilpunkt zu einem Bündel (Bund) zusammengeführten Adern unmittelbar nach Verlassen des Verseilpunktes als Bündel gemeinsam mit einer oder mehreren von Vorräten ablaufenden Haltewendeln fortlaufend umwickelt werden. Das Auflegen der Haltewendel (n) und die Verdrillung erfolgen gleichzeitig, so daß die Haltewendel auf ein verdrilltes Aderbündel aufgewickelt wird. Die Haltewendel fixiert somit das Verseilbündel.
  • Die Erfindung sei an Hand des in der Fig. dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Zum wendelförmigen Umlegen der verseilten Adern eines elektrischen Energiekabels 1 beispielsweise mit den Bändern 2 und 3 werden diese von den Vorratsspulen 4 und 5 dadurch abgewickelt, daß die Vorratsspulen, deren Achsen parallel zur Kabellängsachse verlaufen, um das Energiekabel 1 umlaufen. Hierzu dient ein nicht dargestellter Antriebsmotor sowie die mit den Vorratsspulen 4 und 5 raumfest verbundene Hohlwelle 6, durch die das Energiekabel 1 kontinuierlich hindurchbewegt wird.
  • Um Bandrisse beim Wickelvorgang zu vermeiden oder Abrisse von fadenförmigem Material, wenn es z. B. beim Abwickelvorgang zu einem Festklemmen des Bandes oder Fadens im Spulenbereich kommt, sind erfindungsgemäß die drehzahlgeregelten Antriebsmotoren 7 und 8 vorgesehen, die die Vorratsspulen 4 und 5 über die Riementriebe 9 bzw. 10 antreiben. Die Antriebsmotoren 7 und 8 sind ebenso wie die Vorratsspulen auf der umlaufenden Hohlwelle 6 raumfest gelagert, d. h. sie laufen zusammen mit dieser und den Vorratsspulen 4 und 5 um. Gegenüber diesem bewegten System sind die jeder Vorratsspule zugeordneten Regeleinheiten 11 und 12 raumfest gelagert, die Stromübertragung kann über Schleifringe erfolgen.
  • Zu Beginn der Fertigung, d. h. bei gefüllten Vorratsspulen 4 und 5 ist der Sollwertgeber 13 (14) so eingestellt, daß der Abstand a vom Infrarotgeber 15 (16) angezeigt und das entsprechende Signale der jeweiligen Regeleinheit 11 (12) zugeführt wird. Ändert sich nun die Zugspannung im Band 2 (3), bedingt etwa durch Erhöhung der Fertigungsgeschwindigkeit oder durch den abnehmenden Wickelradius des in der Vorratsspule 4 (5) gespeicherten Bandmaterials, dann wird die Rolle 17 (18) entgegen der Kraft der Feder 19 (20) auf die Rolle 21 (22) zubewegt. Entsprechend bewegt sich das mit der Rolle 17 (18) starr verbundene Element 23 (24) in Pfeilrichtung, d. h. der dem Sollwert der Zugspannung entsprechende Abstand a vergrößert sich. Diese Änderung des Abstandes führt zu einer Änderung der Ausgangsspannung des Infrarotgebers 15 (16), die an die Regeleinheit 11 (12) weitergegeben wird. Bei einer Abweichung vom Sollwert nach einem Soll-/Istwert-Vergleich wird ein entsprechendes Steuersignal an den Drehzahlregler für den Antriebsmotor 7 (8) gegeben. Nach einem Drehzahlvergleich wird dann die Drehzahl der Vorratsspule 4 (5) erhöht, bis die Zugspannung im Band 2 (3) soweit herabgesetzt ist, daß die Rolle 17 (18) sich in Pfeilrichtung soweit von der Rolle 21 (22) entfernt hat, daß der dem Sollwert entsprechende Abstand a wieder erreicht ist. Zur Verbesserung dieses Regelvorganges, der es gestattet, daß dem Wickelvorgang stets ausreichend Wickelmaterial zur Verfügung gestellt wird, können sog. Tachomaschinen 25 und 26 vorgesehen sein.

Claims (2)

1. Einrichtung zum wendelförmigen Aufbringen von band-oder fadenförmigem Material (2, 3) auf langgestrecktes Gut (1), bei der dieses Material (2, 3) von Vorratsspulen (4, 5) abgewickelt wird, die mit ihren Achsen parallel zur Achse des Gutes (1) angeordnet und gemeinsam um diese Achse drehbar gelagert sind, wobei jede Vorratsspule (4, 5) zusätzlich um ihre eigene Achse drehantreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorratsspule (4, 5) ein gesonderter Antriebsmotor (7, 8) mit Regeleinheit (11, 12) unmittelbar zugeordnet und gemeinsam mit der zugehörigen Vorratsspule (4, 5) um die Achse des durchlaufenden Gutes (1) drehbar gelagert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger für die Vorratsspulen (4, 5) die Antriebsmotoren (7, 8) sowie die Regeleinheiten (11, 12) eine Hohlwelle (6) dient, durch die das Gut geführt ist.
EP89100326A 1988-04-08 1989-01-10 Einrichtung zum wendelförmigen Aufbringen von band- oder fadenförmigem Material auf langgestrecktes Gut Expired - Lifetime EP0336052B1 (de)

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