EP0505515B1

EP0505515B1 - Rotierender aufwickler für verseilgut

Info

Publication number: EP0505515B1
Application number: EP91913982A
Authority: EP
Inventors: Rüdiger Lange
Original assignee: Stolberger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Stolberger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: WO1992007136A1; PL295027A1; RU2052373C1; JPH05502700A; EP0505515A1; ATE129301T1; DE59106732D1; DE4032936A1; PL167680B1; ES2080329T3

Description

Die Erfindung betrifft einen rotierenden Aufwickler für Verseilgut entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aufwickler der vorstehend bezeichneten Art werden für große Wickeltrommeln zum Aufwickeln von relativ dickem Seilgut, wie beispielsweise Kabel, verwendet. Derartige Aufwickler werden mit relativ geringen Drehzahlen betrieben, da sich im Betrieb unkontrollierte Massenunwuchten ergeben, insbesondere dann, wenn die Wickeltrommel annähernd voll ist und jeweils die halbe Bewicklungsbreite der Wickeltrommel erreicht ist. Die hierbei auftretenden Massenunwuchten erzeugen Kräfte, die je nach der Dicke des aufzuwickelnden Verseilgutes zwischen 20 bis 50% des gesamten Trommelgewichtes betragen können. Der Betrieb mit höheren Drehzahlen war wegen der auftretenden Unwuchtkräfte bisher auch deshalb nicht möglich, weil wegen des großen Rotordurchmessers dieser mit seiner als Laufring ausgebildeten Außenseite auf Tragrollen aufliegend auf dem Maschinengestell drehbar gelagert ist, so daß beim Überschreiten einer gewissen Grenzdrehzahl der Rotor unter dem Einfluß der Unwuchtkräfte beginnt von den Laufrollen abzuheben. Durch die Anordnung eines Gegengewichtes zur Verlegegabel hat man eine Minderung der Unwuchten zu erreichen versucht (US-A 2 763 979, US-A-3 024 588). Der hierzu erforderliche Antrieb war jedoch so schwer und kompliziert, daß eine nennenswerte Steigerung nicht zu erreichen war.
Der Erfindung liegt nun, ausgehend von der US-A-3 024 588, die Aufgabe Zugrunde, einen Aufwickler der vorstehend bezeichneten Art so zu verbessern, daß höhere Drehzahlen möglich sind und damit eine höhere Verseil- und Wickelleistung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Rotor ein steuerbarer elektrischer Stellmotor gelagert ist, der mit Übertragungsmitteln für die Bewegung von Verlegegabel und Gegengewicht verbunden ist, und daß am Rotor jeweils im Endbereich der Bewegung der Verlegegabel zugeordnete Schaltelemente zur Umsteuerung der Drehrichtung des Stellmotors angeordnet sind. Durch die Anordnung eines derartigen Gegengewichtes, das gegenläufig zur Verlegegabel geführt wird, werden zunächst einmal die im Aufwickler selbst vorhandenen Unwuchten reduziert. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn das Gegengewicht wuchtgleich zur Verlegegabel ausgebildet ist und somit, bezogen auf die Rotordrehachse, gleichgroße Fliehkräfte entstehen. Die Anordnung wird hierbei bevorzugt so vorgesehen, daß der Massenschwerpunkt der Verlegegabel einerseits und der Massenschwerpunkt des Gegengewichtes andererseits in bezug auf die Rotordrehachse für jede Stellung der Verlegegabel diametral angeordnet sind, so daß der Wickler in sich weitgehend selbst gewuchtet ist und somit gegenüber den bisher gebräuchlichen Aufwicklern eine höhere Betriebsdrehzahl für den Rotor vorgegeben werden kann. Dadurch, daß der Stellmotor für die gegenläufige Bewegung von Verlegegabel und Gegengewicht auf dem Rotor selbst angeordnet ist, ergibt sich eine wesentliche Reduzierung der Rotormasse, da hier komplizierte und nur im Bereich des Außenumfanges des Rotors zu führende Übertragungsgestänge entfallen. Durch die bevorzugte Ausführung des Stellmotors als Elektromotor vereinfacht sich auch die Übertragung der Antriebsenergie, die in einfacher Weise über Schleifringe, die am Rotor befestigt sind, zwischen Gestell und Rotor angebracht werden kann. Die erforderliche Umsteuerung der Drehrichtung des Motors kann dann in einfacher Weise dadurch bewirkt werden, daß jeweils im Endbereich der Bewegung der Verlegegabel am Rotor Schaltelemente, beispielsweise in Form von Endlagen-Umschalter angeordnet werden können, die durch die Verlegegabel betätigt werden, wenn der betreffende Seilstrang an der Endscheibe der Kabeltrommel aufläuft. Um mit einem derartigen Aufwickler Kabeltrommeln unterschiedlicher Breite bewickeln zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Betätigungsmittel der Endlagen-Umschalter in radialer Richtung, bezogen auf die Rotordrehachse, einstellbar sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß der Stellmotor im Bereich der Rotordrehachse am Rotor angeordnet ist. Der Stellmotor ist hierbei vorzugsweise so am Rotor angeordnet, daß seine Drehachse koaxial, zumindest jedoch achsparallel zur Rotordrehachse ausgerichtet ist. Die Anordnung des Stellmotors im Bereich der Rotordrehachse hat nicht nur den Vorteil, daß die Masse des Stellmotors mit möglichst geringem radialen Abstand zur Rotordrehachse sich befindet und damit das Massenträgheitsmoment des Rotors möglichst gering gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Lagerbelastung des mit dem Rotor umlaufenden Stellmotors durch die auf ihn einwirkenden Fliehkräfte gering gehalten werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gegengewicht gegenläufig und parallel zur Verlegegabel an der Verlegeeinrichtung vorzugsweise gleitend geführt ist. Hierdurch ergibt sich eine definierte gegenläufige Bewegung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Übertragungsmittel durch ein biegsames, undehnbares Zugmittel gebildet werden, das mit der Verlegegabel und deren Gegengewicht fest verbunden und über am Rotor angeordnete randseitige Umlenkrollen sowie eine im Bereich der Rotorachse angeordnete, mit dem Stellmotor verbundene Umlenkungseinrichtung geführt ist. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß das Zugmittel durch einen Zahnriemen gebildet wird. Mit Hilfe eines derartigen Übertragungsmittels läßt sich in einfacher Weise und mit geringem Gewicht die Übertragung der Kräfte vom Stellmotor auf Verlegegabel und Gegengewicht bewerkstelligen. Die bevorzugte Verwendung eines Zahnriemens gewährleistet eine schlupffreie Kraftübertrgung zwischen Stellmotor und Zugmittel, wobei sich die hohe Zugfestigkeit bei geringem Gewicht, das ein Zahnriemen aufweist, besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Reduzierung der anzutreibenden Rotormasse auswirkt.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verlegegabel um die Rotorachse schwenkbar an der Verlegeeinrichtung angeordnet und das Gegengewicht als Verlängerung der Verlegegabel über die Rotordrehachse hinaus ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß auf die Verlegeeinrichtung keine zusätzlichen Biegekräfte einwirken, da sich die durch die Verlegegabel einerseits und das zugehörige Gegengewicht andererseits wirksamen Fliehkräfte unmittelbar in einem Bauteil gegenseitig kompensieren. Der weitere Vorteil besteht darin, daß für die gegenläufige Bewegung des Gegengewichtes kein zusätzlicher Übertragungsmittel erforderlich sind, da der Stellmotor unmittelbar im Bereich der Rotorachse mit der Verlegegabel verbunden werden kann. Durch die Zwischenschaltung eines entsprechend sperrend ausgebildeten Getriebes kann erreicht werden, daß die in Umfangsrichtung auf die Verlegegabel und das Gegengewicht einwirkenden Beschleunigungskräfte nicht zu einer Beeinflussung der Geschwindigkeit der Verlegebewegung führen, so daß sich hier die Konstruktion ebenfalls vereinfacht. Auch die Verwendung eines Zusatzgewichtes wird vereinfacht, da durch die Stellung der Verlegegabel relativ zur Wickeltrommel zugleich auch die Position der sich beim Ausbau einer Wickellage bildenden zusätzlichen Unwucht feststellen läßt. Die Verstellung des Zusatzgewichtes kann dann beispielsweise über eine einfache Kurvensteuerung an der Schwenkachse der Verlegegabel mechanisch abgegriffen werden.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß am Maschinengestell ein Näherungsschalter angeordnet ist, der mit dem Rotor zusammenwirkt und der mit dem Antrieb des Rotors in der Weise verschaltet ist, daß beim Abheben des Rotors von seinen Laufrollen der Rotorantrieb abgeschaltet wird. Durch diese Maßnahme ist in einfacher Weise sichergestellt, daß bei einem Überschreiten einer durch unkompensierte Massenunwuchten bedingten Grenzdrehzahl eine Sicherheitsabschaltung erfolgt. Der Näherungsschalter kann hierbei durch einen magnetisch-induktiven Fühler gebildet werden, der bei einer Veränderung des Abstandes zwischen dem am Maschinengestell befestigten Fühler und dem Laufring des Rotors ein entsprechendes Schaltsignal auslöst. Statt eines derartigen berührungslosen Systems kann aber auch ein Tastschalter vorgesehen werden, dessen Tastarm unmittelbar am Laufring des Rotors anliegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß am Maschinengestell wenigstens ein Schwingungsaufnehmer zur Messung der durch Unwuchten des Rotors erzeugten Schwingungen angeordnet ist, der mit einer Regeleinrichtung zur Änderung der Drehzahl des Rotorantriebs verbunden ist. Mit Hilfe eines derartigen Schwingungsaufnehmers, der als Beschleunigungs-, Kraft- oder Wegmesser ausgebildet sein kann, ist es möglich, bei Vorgabe eines oberen Grenzwertes für die Amplitude zu Beginn der Verseilreise den Rotor auf seine maximal zulässige Drehzahl zu beschleunigen und dann mit zunehmender Bewicklung der Wickeltrommel und den mit zunehmendem Wickeldurchmesser sich ergebenden größeren Unwuchten über die Signale der Schwingungsaufnehmer die Drehzahlen fortlaufend zu reduzieren. Hierdurch ist eine optimale Produktionsgeschwindigkeit des Aufwicklers möglich. Die Abhängigkeit der Drehzahl der Wickeltrommel von der sich verändernden Drehzahl des Rotors wird in üblicher Weise durch einen bei derartigen Aufwicklern ohnehin verwendeten Rechner bewirkt, der ausgehend von der Zulaufgeschwindigkeit des Verseilgutes und bei gegebener Rotordrehzahl die Drehzahl des Wickeltrommelantriebes regelt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß am Rotor wenigstens ein um die Rotordrehachse in der Drehebene bewegbares Ausgleichsgewicht angeordnet ist, das mit seiner Fliehkraftwirkung in Richtung der Wickeltrommelachse jeweils in Abhängigkeit von der jeweiligen Teilbelegung einer Wickellage mit Verseilgut verstellbar ist. Mit Hilfe dieser Anordnung gelingt es, die sich zu Beginn jeder neuen Wickellage aufbauende, mit Fertigstellung der Wickellage wieder verschwindende, durch das Verseilgut bedingte, in Größe und Richtung wechselnde Unwucht, zumindest teilweise zu kompensieren, so daß der Rotor insgesamt eine geringere Restunwucht aufweist, was wiederum höhere Drehzahlen als bisher zuläßt. Durch eine gesteuerte Verschiebung dieses Ausgleichsgewicht ist es dann darüber hinaus möglich, die sich jeweils beim Aufbau einer Wickellage anwachsende und dann wieder abnehmende Unwucht weitestgehend auszukompensieren. Diese gesteuerte Verstellung kann entweder rein mechanisch-geometrisch von der Stellung des Verseilgutes in der Verlegegabel und der Verlegegabel zur Trommel abgegriffen werden oder aber über eine Messung der vom Rotor ausgeübten Unwucht mit Hilfe eines entsprechend steuerbaren Zusatzantriebes erfolgen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ausgleichsgewicht als Doppelgewicht ausgebildet ist, wobei die beiden Teilgewichte gegeneinander verschwenkbar sind. Durch diese Maßnahme ist in einfacher Weise der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die ausschließlich in Richtung der Wickeltrommeldrehachse verlaufende, durch den Wickelvorgang selbst entstehende, jedoch in Größe und Richtung jeweils wechselnde Unwucht ausgeglichen werden kann. Dies geschieht dadurch, daß die beiden Ausgleichsgewichte aus eine Grundstellung heraus, in der sie in bezug auf die Rotordrehachse diametral zueinander angeordnet sind, gegeneinander verschwenkt werden, so daß die beiden gegeneinander gerichteten Fliehkräfte der Ausgleichsgewichte nunmehr eine resultierende Kraft bilden. Die Auslenkung erfolgt jeweils in Richtung auf die Seite der Wickeltrommel, die dem beginnenden Wickellagenaufbau abgekehrt ist. Diese Anordnung erlaubt es ferner, mit zunehmendem Wickeldurchmesser jeweils die Winkellage der beiden Ausgleichsgewichte zueinander zu verändern, um durch die resultierende Gegenkraft die durch den Wickelvorgang selbst entstehende Wuchtkraft zu kompensieren. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß die Verstellung der beiden Teilgewichte gegeneinander über die Bewegung der Verlegegabel erfolgt.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Stirnansicht eines rotierenden Aufwicklers mit Aufsicht auf die Wickeltrommel,
Fig. 2: eine Seitenansicht der Anordnung gem. Fig. 1,
Fig. 3: in einer Stirnansicht schematisch eine Ausführung der Verlegeeinrichtung,
Fig. 4: eine andere Ausführungsform für die Verlegeeinrichtung,
Fig. 5: eine Ansicht einer teilbewickelten Wickeltrommel.

In Fig. 1 ist in einer Stirnansicht ein rotierender Aufwickler dargestellt, der im wesentlichen aus einem antreibbaren Rotor 1 besteht, in dem eine Wickeltrommel 2 dreh- und antreibbar gelagert ist, wobei die Drehachse 3 der Wickeltrommel 2 quer zur Rotordrehachse 4 ausgerichtet ist. Der Rotor 1, der in seinem Aufbau anhand von Fig. 2 noch näher erläutert werden wird, ist mit einem Laufring 5 versehen, der sich auf Tragrollen 6, vorzugsweise auf je einer Wippe angeordneten Doppeltragrollen abgesützt, die an einem Maschinengestell 8 befestigt sind.
Wie Fig. 2 in einer Seitenansicht zeigt, ist der Laufring 5 an einem gabelförmigen Gestell 9 befestigt, das mit seinem dem Laufring 5 abgekehrten Ende 10 rohrförmig ausgebildet ist und in einem Lagerbock 11 gelagert ist. Das von einem hier nicht näher dargestellten feststehenden oder rotierenden Ablauf ablaufende Verseilgut 12 wird durch einen im Lagerbock 11 angeordneten, in das rohrförmige Ende 10 des gabelförmigen Gestells 9 hineinragenden Verseilnippel geführt und durch diesen vom Antrieb der Wickeltrommel 2 hindurchgezogen. Da gleichzeitig der Rotor 1 um die Rotordrehachse 4 über einen hier nicht näher dargestellten Antrieb gedreht wird, wird das vom Ablauf zulaufende Verseilgut 12 bei gleichzeitigem Aufwickeln verseilt. Die Drehzahl des Rotors 1 und die Drehzahl der Wickeltrommel 2 sind hierbei über eine hier nicht näher dargestellte Regeleinrichtung so aufeinander abgestimmt, daß unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Zunahme des Wickeldurchmessers eine konstante Schlaglänge beim Verseilen eingehalten wird.
Für die saubere, lagenweise Verlegung des Verseilgutes auf der Wickeltrommel ist immer eine Verlegeeinrichtung erforderlich, die im wesentlichen, wie Fig. 3 zeigt, aus einer parallel zur Trommeldrehachse 3 auf einer Gleitführung 13 über einen entsprechenden Antrieb hin- und hergeführten Verlegegabel 14 besteht. Der Massenschwerpunkt der Verlegegabel 14 liegt einseitig zur Rotordrehachse 4, wobei noch hinzu kommt, daß dieser Massenschwerpunkt S seine Lage und auch seinen radialen Abstand zur Rotordrehachse 4 während des Verlegevorganges verändert. Diese konstruktive Besonderheit verstärkt zusätzlich bei den bisher verwendeten rotierenden Aufwicklern die beim Verlegevorgang auf der Wickeltrommel selbst sich bildenden Unwuchten.
Bei dem rotierenden Aufwickler der vorliegenden Konstruktion ist nun ein Gegengewicht 15 angeordnet, dessen Masse und Geometrie so bemessen ist, daß es hinsichtlich seines Masseschwerpunktes wuchtgleich zur Verlegegabel ist. Das Gegengewicht seinerseits ist auf einer Gleitführung 16 parallel zur Trommelwickelachse 3 verschiebbar und zwar jeweils gegenläufig zur Bewegung der Verlegegabel 14. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daS der Masseschwerpunkt S des Gegengewichtes 15 den gleichen Abstand zur Trommeldrehachse 3 aufweist und zugleich in jeder Stellung der Verlegegabel 14 und des Gegengewichtes 15 zueinander in bezug auf die Rotordrehachse 4 diametral liegen. Mit Hilfe dieser Anordnung ist der Aufwickler selbst schon von seiner Konstruktion her in sich weitgehend ausgewuchtet, so daß schon hier höhere Drehzahlen möglich sind, die nur durch die sich zu Beginn jeder Wickellage auf der Wickeltrommel 2 bildenden Unwuchten begrenzt werden.
Auf einer diametral am Rotor 1 mit dem gabelförmigen Teil des Gestelles 9 verbundenen Quertraverse ist in unmittelbarer Nähe der Rotordrehachse 4 und achsparallel hierzu ausgerichtet, ein elektrischer Stellmotor 26 befestigt, der in üblicher Weise über eine Schleifringübertragung mit elektrischer Antriebsenergie versorgt wird. Der Antriebsmotor 26 ist über ein Zwischenzahnrad 27 mit einem Umlenkrad 28 verbunden, das ebenfalls auf der Quertraverse und achsparallel zur Rotorachse 4 angeordnet ist. Jeweils im Endbereich der Gleitführung 13 für die Verlegegabel 14 und der Gleitführung 16 für das Gegengewicht 15 sind Umlenkrollen 29 am Gestell angeordnet. Über eine entsprechende Antriebsrolle 30 am Stellmotor 26, die Umlenkrolle 28 sowie die außenliegenden Umlenkrollen 29 ist nun in der dargestellten Weise ein Übertragungsmittel 31 in Form eines biegsamen, undehnbaren Zugmittels, vorzugsweise eines Zahnriemens, angeordnet. Das Zugmittel 31 ist hier jeweils mit der Verlegegabel 14 und dem Gegengewicht 15 fest verbunden, so daß bei entsprechender Drehrichtung des Stellmotors 26 die Verlegegabel 14 und das Gegengewicht 15 zwangsweise und schlupffrei gegenläufig bewegt werden. Am Gestell 9 sind nun Endlagen-Umschalter 32 und 33 im Bereich der Gleitführung 13 angeordnet, die über einstellbare Stellfinger 34 und 35 an der Verlegegabel betätigbar sind, wenn diese jeweils ihre Endstellung in bezug auf die eingelegte Kabeltrommelgröße erreicht hat. Über die Endlagen-Umschalter 32 bzw. 33 wird dann jeweils die Drehrichtung des Stellmotors 30 umgesteuert.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, die darin besteht, daß eine armförmig ausgebildete Verlegegabel 17 um eine im Rotor 1 gleichachsig angeordnete Achse 18 über einen entsprechenden Antrieb hin- und herschwenkbar gelagert ist. Das zugehörige Gegengewicht 19 ist dann in einfacher Weise als Verlängerung der Verlegegabel 17 ausgeführt. Da bei dieser Ausbildung gewährleistet ist, daß in jeder Betriebsstellung der Verlegegabel die Verbindungslinie des Massenschwerpunktes der Verlegegabel einerseits und des Gegengewichtes andererseits die Rotordrehachse 4 schneidet, ist es auch möglich, den Massenschwerpunkt des Gegengewichtes 19 dichter an die Rotordrehachse 4 heranzulegen. Hierdurch wird das Gleichgewicht zwischen Verlegegabel 17 und Gegengewicht 19 nicht beeinträchtigt. Auch diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Massenträgheitsmoment des Rotors insgesamt, in das auch die Masse der Verlegeeinrichtung eingeht, durch das Gegengewicht nicht nennenswert vergrößert wird, so daß die für Anfahr- und Bremsvorgänge erforderlichen Beschleunigungskräfte durch diese Maßnahme nicht vergrößert werden. Wie in Fig. 4 schematisch angedeutet, kann ein Stellmotor mit entsprechend ausgebildetem Übertragungsgetriebe mit der schwenkbaren Verlegegabel 17 verbunden werden.
Während bei den bisher üblichen Drehzahlen der durch den Antrieb der Wickeltrommel auf das Verseilgut ausgewirkte Zug ausreichte, um ein "Ausballonieren" des Verseilgutes zwischen dem Verseilnippel einerseits und der Wickeltrommel andererseits unter dem Einfluß der Fliehkräfte zu unterbinden, ist es insbesondere bei dünnerem Verseilgut mit geringerer Eigensteifigkeit bei den möglichen höheren Drehzahlen geboten, wie in Fig. 2 angedeutet, eine Stützeinrichtung 20 vorzusehen, die zweckmäßigerweise mit der Verlegegabel 14 bzw. 17 verbunden ist und gegen die sich das Verseilgut von innen her anlegen kann. Da sich die Winkellage des Verseilgutes 12 mit zunehmendem Wickeldurchmesser gegenüber der Rotordrehachse 4 ändert, ist diese zweckmäßigerweise an der Verlegegabel 14 zu führen. Um auch hier zu einer einwandfreien Wuchtung zu kommen, ist es zweckmäßig, wenn entsprechend am im wesentlichen baugleich ausgebildeten Gegengewicht 15 eine Blindstützeinrichtung 20' als Gegengewicht angeordnet ist, das in gleicher Weise seine Winkellage verändert wie die Stützführung 20.
Auch für die Anordnung einer derartigen Stützführung ist die Ausführungsform gem. Fig. 4 mit schwenkbarer Verlegegabel vorteilhaft, da sich während des Verlegevorganges die Orientierung des an der Stützführung anliegenden Verseilgutes zueinander nicht ändert. Die Blindführung 20' kann bei der Ausführungsform gem. Fig. 4 als zusätzliches verschiebbares Gewicht ausgebildet werden. Sowohl bei der Ausführungsform für die Verlegegabel mit Gegengewicht gem. Fig. 3 als auch bei der Ausführungsform der Verlegegabel mit Gegengewicht gem. Fig. 4 ist es bei einer Anordnung der Stützführung zweckmäßig, wenn die Stützführung selbst und ihr Gegengewicht unmittelbar miteinander verbunden sind, so daß die Stützführung 20 und die Blindführung 20' sich unabhängig von anderen Bauteilen jeweils wuchtmäßig ausgleichen.
Die während des Verlegevorganges auftretenden, durch das Verseilgut auf der Wickeltrommel 2 entstehenden und wieder verschwindenden wechselnden Unwuchten sind anhand von Fig. 5 näher dargestellt. Bei einer Rotation der Wickeltrommel 2 um die Rotordrehachse 4 befindet sich die Wickeltrommel 2 jeweils in ausgewuchtetem Zustand, wenn eine Wickellage vollständig belegt ist. Mit Beginn einer neuen Wickellage wird die Wickeltrommel 2 in bezug auf die Rotordrehachse 4 einseitig mit einer zusätzlichen Masse beladen, so daß sich der Masseschwerpunkt der Wickeltrommel 2 in Richtung der Trommeldrehachse 3 zur Seite hin verschiebt und dementsprechend mit Zunahme der Bewicklung in Richtung des Pfeiles 21 eine resultierende Unwuchtkraft R in Gegenrichtung entsteht. Die Unwuchtkraft wächst zunächst an. Da sich jedoch mit zunehmender Vollendung der jeweiligen Wickellage der Gesamtschwerpunkt wieder in Richtung auf die Rotordrehachse 4 zurückverlegt und mit Vollendung der Wickellage die Anordnung wieder drehsymmetrisch ist, wächst die Unwuchtkraft R zunächst an und ist mit Vollendung der Wickellage wieder gleich Null, ohne daß hierbei die Unwuchtkraft ihre Richtung ändert. Mit Aufbau einer neuen Wickellage, die nunmehr von der anderen Wickeltrommelseite her beginnt, entsteht eine Unwuchtkraft in Gegenrichtung. Da nunmehr die Wickellage jedoch insgesamt einen größeren Abstand e zur Rotordrehachse 4 einnimmt, wird die jeweils entstehende und wieder verschwindende Unwuchtkraft von Lage zu Lage größer. Dementsprechend kann trotz der vorgesehenen Auswuchtung der Verlegeeinrichtung die maximal zulässige Drehzahl nur geringfügig erhöht werden, da die infolge der Bewicklung sich ergebenden ständig wechselnden Massenunwuchten bei relativ dicken Kabeln erhebliche Wuchtkräfte erzeugen. Um hier nun eine weitere Erhöhung der Wickelleistung zu erreichen, sind am Maschinenfundament 8 ein oder mehrere Schwingungsaufnehmer 22 angeordnet, die je nach Konstruktion des Maschinengestells als Kraftmesser, Beschleunigungsmesser oder Wegmesser ausgebildet sein können. Da die höchstzulässige, aus der Wicklung entstehende Unwuchtkraft R und damit die höchstzulässige Drehzahl vorherbestimmbar ist, kann die Anordnung nun so getroffen werden, daß mit den als Kraftmesser ausgebildeten Schwingungsaufnehmern 22 verbundene Regeleinrichtungen diese höchstzulässige Wuchtkraft als maximale Obergrenze vorgegeben wird. Dementsprechend kann dann zu Beginn der Verseilreise der Rotor 1 auf seine konstruktionsbedingte höchstzulässige Drehzahl hochgefahren werden, die dann jeweils stufenweise bei Erreichen der vorgegebenen maximal zulässigen Wuchtkraft kontinuierlich oder stufenweise reduziert wird, so daß, bezogen auf die gesamte Verseilreise, insgesamt mit einer höheren Durchschnittsdrehzahl operiert wird und dementsprechend infolge der über die vorgegebene Schlaglänge bestehende Verknüpfung zwischen Rotordrehzahl und Wickeltrommeldrehzahl eine höhere Produktionsgeschwindigkeit erzielt wird.
Bei einer Ausführungsform mit einer um eine zentrale Achse 18 verschwenkbaren Verlegegabel 17, wie sie anhand von Fig. 4 dargestellt ist, besteht nun darüber hinaus noch die Möglichkeit, die infolge der Bewicklung entstehenden wechselnden Unwuchten auch noch auszukompensieren. Ordnet man nämlich auf dem Lagerzapfen 18 zwei in bezug auf die Rotordrehachse 4 diametral angeordnete Stellgewichte 23, 24 gleicher Größe symmetrisch an und bildet diese gegeneinander verschwenkbar aus, so läßt sich die wechselnde Massenunwucht R ausgleichen. In der Ausgangslage, d.h. bei leerer Wickeltrommel liegen die beiden Ausgleichsgewichte 23, 24 in bezug auf die Rotordrehachse 4 genau diametral und auch im rechten Winkel zur Trommeldrehachse 3 einander gegenüber. Wird nun die Verlegegabel 17 mit Beginn einer neuen Wickellage von der Trommelaußenseite beginnend verschwenkt, so werden über eine entsprechende Stellmechanik die beiden Ausgleichsgewichte 23, 24 über die Schwenkbewegung der Verlegegabel 17 in der gleichen Bewegungsrichtung ausgelenkt, so daß die sich aus den beiden Fliehkräften F_a bildende resultierende Ra der Unwuchtkraft R entgegengerichtet ist. Die Verstellmechanik ist hierbei zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß in der weiteren Schwenkbewegung der Verlegegabel 17 entsprechend der Verminderung der Wuchtkraft R die beiden Ausgleichsgewichte 23, 24 wieder in ihre Ausgangslage zurück verschwenkt werden. Mit Beginn der neuen Wickellage werden dann die Ausgleichsgewichte 23, 24 entsprechend der gegenläufigen Bewegung der Verlegegabel 17 in die andere Richtung verschwenkt.
Da die mit den Ausgleichsgewichten 23, 24 zu erzeugende Gegenkraft R_a bei vorgegebener Bemessung der Ausgleichsgewichte allein von der Winkelstellung der beiden Gewichte zueinander abhängig ist und andererseits der Abstand der jeweiligen Wickellage zur Rotordrehachse 4 unmittelbar an der Verlegegabel abgreifbar ist, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Auslenkung der beiden Ausgleichsgewichte 23, 24 aus ihrer Grundstellung mit zunehmender Bewicklung zu vergrößern, so daß bis zur vollständigen Bewicklung der Wickeltrommel die durch den Wickelvorgang selbst entstehenden wechselnden Wuchtkräfte R nahezu vollständig auskompensiert werden können. Damit ist eine weitere Erhöhung der Rotordrehzahl möglich, wobei zusätzlich eine Reduzierung der Rotordrehzahl während der ganzen Seilreise praktisch nicht erforderlich ist. Die Schwingungsaufnehmer 22 haben hier dann lediglich Sicherungsfunktion.
Bei der Bemessung der Gegengewichte zu der Verlegegabel in den verschiedensten Ausführungsformen können diese massegleich sein, da hier Verlegegabel und Gegengewicht in bezug auf die Rotordrehachse 4 in der gleichen Drehebene liegen. Bei der Bemessung der Ausgleichsgewichte 23, 24, mit der die durch den Wickelvorgang selbst auftretenden wechselnden Wuchtkräfte auskompensiert werden sollen, muß jedoch berücksichtigt werden, daß die durch den Wickelvorgang entstehenden Wuchtkräfte im Kreuzungspunkt der Rotordrehachse 4 mit der Wickeltrommeldrehachse 3 angreifen, während die über die Ausgleichsgewichte 23, 24 angreifenden Fliehkräfte und damit die hieraus abgeleitete resultierende Gegenkraft R_a im Bereich der Verlegeeinrichtung am Rotor 1 angreift und dementsprechend bei der Auslegung die unterschiedlichen Hebelmomente in bezug auf den Ständer 11 der Wuchtkraft R und der Ausgleichskraft R_a zu berücksichtigen sind.
Zusätzlich zu der über die mit den Schwingungsaufnehmern 22 verbundenen Regeleinrichtung vorgesehenen Drehzahlbegrenzung ist nun als Sicherheitseinrichtung am Maschinengestell 8 ein Näherungsschalter 25 vorgesehen, der beispielsweise aus einem elektromagnetischen Sensor besteht und der mit dem Laufring 5 des Rotors zusammenwirkt. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Induktion des Näherungsschalters 25 über den im Normalfall konstanten Abstand zwischen dem Sensor 25 und der Laufringoberfläche bestimmt ist. Sollte jedoch aufgrund eines Regelfehlers die Rotordrehzahl die maximal zulässige Drehzahl überschreiten, so daß unter dem Einfluß von Wuchtkräften der Rotor 1 von den Tragrollen abhebt, dann ändert sich die Induktion des Näherungsschalters 25, so daß über eine entsprechende Schalteinrichtung der Rotorantriebsmotor sofort abgeschaltet und die Bremse aktiviert wird.
Die Energieversorgung für den Wickelantrieb der Wickeltrommel 2 sowie für die Verlegeeinrichtung einschließlich aller zusätzlichen Steuer- und Meßvorgänge erfolgt über einen im Bereich des Ständers 11 angeordneten, hier nicht näher dargestellten Schleifring.
Die Anordnung der anhand von Fig. 5 beschriebenen Ausgleichsgewichte ist jedoch nicht auf die Ausführungsform der Verlegegabel gemäß Fig. 4 beschränkt. Da auch bei einer Verlegeeinrichtung, wie sie anhand von Fig. 2 und 3 beschrieben wurde, jeweils der Bereich der Rotordrehachse 4 zur freien Verfügung steht, können auch bei einer derart ausgebildeten Verlegeeinrichtung derartige, gegeneinander verschwenkbare Ausgleichsgewichte angeordnet werden. Die Betätigung kann auch hier vorzugsweise über die Verlegegabel 14 erfolgen, da mit Beginn des Aufbaus einer neuen Wickellage die Ausgleichsgewichte in die gleiche Richtung ausgelenkt werden müssen, in der sich auch die Verlegegabel 14 selbst bewegt.
Die Anordnung derartige Teilgewichte hat darüber hinaus den Vorteil, daß diese sich während des Betriebes selbst in die Grundstellung zurückstellen, so daß hier keine zusätzliche Rückstellkraft aufzubringen ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, jedes Ausgleichsgewicht für sich wiederum aus zwei Teilgewichten auszubilden, die gegeneinander verstell- und festlegbar sind. Eine derartige Anordnung erlaubt es in einfacher Weise, die im Betrieb wirksame Größe eines jeden Ausgleichsgewichts noch zusätzlich zu verändern, um so die Anordnung an unterschiedliche Dicken des aufzuwickelnden Verseilgutes anpassen zu können.

Claims

Aufwickler für Verseilgut, der einen mit einem Antriebsmotor verbundenen Rotor (1) aufweist und der auf einem Maschinengestell (8) gelagert ist und in dem eine Wickeltrommel (2) drehbar gelagert ist, die mit einem Antriebsmotor verbunden ist und deren Drehachse (3) quer zur Rotordrehachse (4) ausgerichtet ist, und der mit einer Verlegeeinrichtung für das aufzuwickelnde Verseilgut (12) versehen ist, die eine parallel zur Wickeltrommeldrehachse (3) bewegbare Verlegegabel (14; 17) und ein Gegengewicht (15; 19) zur Verlegegabel (14; 17) aufweist, das gegenläufig zur Verlegegabel (14; 17) an der Verlegeeinrichtung bewegbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (1) ein steuerbarer elektrischer Stellmotor (26) gelagert ist, der mit Übertragungsmitteln (31) für die Bewegung von Verlegegabel (14; 17) und Gegengewicht (15; 19) verbunden ist und daß am Rotor jeweils im Endbereich der Bewegung der Verlegegabel (14; 17) zugeordnete Schaltelemente (32, 33) zur Umsteuerung der Drehrichtung des Stellmotors (26) angeordnet sind.
Aufwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (26) im Bereich der Rotordrehachse (4) am Rotor (1) angeordnet ist.
Aufwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (15; 19) wuchtgleich zur Verlegegabel (14; 17) ausgebildet ist.
Aufwickler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (15) gegenläufig und parallel zur Verlegegabel (14) an der Verlegeeinrichtung vorzugsweise gleitend geführt ist.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel (31) durch ein biegsames, undehnbares Zugmittel gebildet werden, das mit der Verlegegabel (14) und dem Gegengewicht (15) fest verbunden und über am Rotor (1) angeordnete randseitige Umlenkrollen (29) sowie eine um Bereich der Rotordrehachse (4) angeordnete und mit dem Stellmotor (26) verbundene Umlenkungseinrichtung (28) geführt ist.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel durch einen Zahnriemen gebildet wird.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegegabel (17) als Schwenkarm ausgebildet ist, der um die Rotordrehachse (4) schwenkbar am Rotor (1) gelagert ist, daß das Gegengewicht (19) als radiale Verlängerung des Schwenkarms über die Rotordrehachse (4) hinaus ausgebildet ist und daß der Stellmotor mit dem Schwenkarm in Verbindung steht.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (1) wenigstens ein um die Rotordrehachse (4) in der Drehebene bewegbares Ausgleichsgwicht (23, 24) angeordnet ist, das mit seiner Fliehkraftwirkung in Richtung der Wickeltrommelachse (3) jeweils in Abhängigkeit von der jeweiligen Teilbelegung der Wickellage mit Verseilgut (12) einstellbar ist.
Aufwickler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht als Doppelgewicht (23, 24) ausgebildet ist, wobei die beiden Teilgewichte (23, 24) gegeneinander verschwenkbar sind.
Aufwickler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Ausgleichsgewichte (23, 24) über die Bewegung der Verlegegabel (14; 17) erfolgt.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem auf Laufrollen am Maschinengestell gelagerten Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell (8) ein Näherungsschalter (25) angeordnet ist, der mit dem Rotor (1) zusammenwirkt und der mit dem Antrieb des Rotors (1) in der Weise verschaltet ist, daß beim Abheben des Rotors (1) von seinen Laufrollen (6) der Rotorantrieb abgeschaltet wird.
Aufwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell wenigstens ein Schwingungsaufnehmer (22) zur Messung der durch Unwuchten des Rotors (1) erzeugten Schwingungen angeordnet ist, der mit einer Regeleinrichtung zur Änderung der Drehzahl des Rotorantriebs verbunden ist, durch die die Drehzahl des Rotors in Abhängigkeit von der Amplitude der erzeugten Schwingungen abnehmend so geregelt wird, daß ein vorgegebener Maximalwert der Amplitude nicht überschritten wird.