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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen
Herstellen einer dehnbaren, schraubenförmig gewundenen elektrischen Leitung mit
einer oder mehreren miteinander verseilten oder verlitzten, gegeneinander isolierten
Adern und einem Mantel aus einem Natur- oder Synthesekautschuk oder Kunststoff,
bei dem die Leitung schraubenförinig auf einen Träger gewickelt, in diesem Zustand
erwärmt, danach abgekühlt und schließlich abgewickelt wird.
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Zum kontinuierlichen Herstellen dehnbarer, schraubenförmig gewundener
Leitungen ist- durch die USA.-Patentschrift2525285 ein Verfahren bekanntgeworden,
bei dem die Leitung ohne Zuhilfenahme eines Trägers aufgewickelt, danach zur Vulkanisation
oder Vernetzung erwärmt und hierauf abgekühlt wird. Im weiteren Verlauf des Verfahrens
wird die Leitung unter Umkehrung ihres Wickelsinns umgewickelt. Das Aufwickeln der
Leitung geschieht mittels, dreier um ihre Achse rotierender Walzen. Diese Walzen
sind um 120' gegeneinander versetzt, haben jede eine einer Schraube nachgebildete
Oberfläche und sind so angeordnet, daß die Leitung schraubenförinig in den durch
die Walzen gebildeten inneren Zwickel gewickelt wird. Nach Verlassen der Walzen
wird die schraubenförmig C undene Leitun- einem um seine Achse rotierentDew
C
den Rohr, in dem die Leitung vulkanisiert oder vernetzt wird, und
schließlich einem feststehenden 90'-Rohrkrümmer zugeführt, in dem die schraubenförmig
gewundene Leitung unter Umkehrung ihres Wickelsinns umgewickelt wird. über eine
Abzugsvorrichtung verläßt die fertige Leitung die Einrichtung. Nachteilig bei diesem
bekannten Verfahren ist die mangelnde Führung der Leitung während des Aufwickelns
durch die Walzen, so daß es geschehen kann, daß die Leitung in dem von den Walzen
gebildeten Zwickel unregelmäßig oder überhaupt nicht aufgewickelt wird. Zudem hat
sich gezeigt, daß bei bestimmten Mantelmischungen durch die Walzen Abdrücke auf
der Leitung entstehen, die die Leitung unbrauchbar machen können. Schließlich kann
es geschehen, daß die schraubenförmig gewickelte Leitung in dem 90'-Rohrkrümmer
ohne Umkehrung ihres Wickelsinns weiterwandert, so daß eine Umwicklung hinterher
von Hand erfolgen muß, da andernfalls die erforderliche Rückstellkraft nicht erhalten
wird.
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Durch die USA.-Patentschrift 2 575 747 ist weiterhin eine Vorrichtung
bekanntgeworden, bei welcher die Leitung auf einem um seine Längsachse rotieren-,den,
glatten, als Träger dienenden Dorn aufgewickelt und die Leitung auf diesem Dom durch
eine in die .einzelnen Windungen der Leitung eingreifende, fest--stehende Zahnstange
vorwärts bewegt wird. Der rotierende Dorn ist in einer Vulkanisier- oder Vernetzungskammer
angeordnet, so daß das Material der Leitung während der Vorwärtsbewegung auf dem
Dorn vulkanisiert oder vernetzt wird. Am Dornende wird die Leitung abgewickelt und
ohne Umkehrung des Wickelsinns auf einen zweiten, um seine Achse rotierenden, glatten
Dorn, auf dem die Leitung wiederum durch eine in die einzelnen Windungen der Leitung
eingreifende feststehende Zahnstange -voAäit#'be'wegt Wird#.aufgewickelt, an dessen
Ende die fertige Leitung entnommen werden kann. Die Leitung steht hierbei vom Beginn
bis zum Ende des Fertigungsprozesses unter einer Zugspannung, durch die die erforderliche
Federkraft der dehnbaren, schraubenförmig gewundenen Leitung erzeugt wird, so daß
auf ein Umwickeln unter Umkehrung des Wickelsinns verzichtet werden kann. Es hat
sich jedoch gezeigt, daß sich durch die in die einzelnen Windungen der Leitung eingreifenden,
feststehenden Zahnstangen, insbesondere während der Vulkanisation oder der Vernetzung,
Verdrückungen des Leitungsquerschnitts ergeben, die die Leitung unbrauchbar machen
können.
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Des weiteren ist durch die deutsche Auslegeschrift 1 125 025
schon ein Verfahren zur Herstellung einer dehnbaren elektrischen Leitungsschnur
bekanntgeworden, bei dem die Leitungsschnur auf einen Dorn aufgewickelt und nach
einer Wärmebehandlung unter Umkehrung des Wickelsinns auf einen kleineren Durchmesser
und erhöhte Windungszahl und danach auf den richtigen Durchmesser und die richtige
Windungszahl umgewickelt wird. Mit diesem bekannten Verfahren lassen sich nur Leitungsschnüre
relativ kleiner Längen herstellen, und das Verfahren ist durch die vielen Wickelvorgänge
recht aufwendig und unwirtschaftlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mittels dessen eine dehnbare, schraubenförmig gewundene elektrische Leitung kontinuierlich
automatisch, in beliebigem Querschnitt schnell und einfach herstellbar ist. Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß die Leitung auf den sich kontinuierlich durch die einzelnen
Behandlungszonen bewegenden, strangförmig ausgebildeten Träger aufgewickelt wird
und nach Verlassen der Behandlungszonen# mittels eines sich um seine Längsachse
drehenden Domes, welcher vertikal und tangential zu dem Träger verläuft und um diesen
rotiert, wieder abgewickelt wird.
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Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Leitung regelmäßig
schraubenförmig gewunden wird und es während der Fertigung auch bleibt, da keinerlei
Kräfte auf die einzelnen Windungen der Leitung ausgeübt werden, daß keine Verdrükkungen
des Leitungsquerschnitts oder sonstige Beschädigungen der Leitung auftreten und
daß durch einfache Wahl des Strangquerschnitts jede dehnbare, schraubenförinig gewundene
Leitung beliebiger geometrischer Abmessungen hergestellt werden kann.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch die Herstellung mehrerer
dehnbarer, schraubenfönnig gewundener Leitungen gleicher oder unterschiedlicher
Abmessungen in einem Arbeitsgang möglich, indem die Leitungen neben- und/oder übereinander
auf den Strang gewickelt werden. Bei mehreren übereinandergewickelten Leitungen
können zur Vermeidung des Verklebens dieser Leitungen, während des Vulkanisations-
oder Vernetzungsprozesses zwischen die einzelnen Lagen der Leitungen Folien gewickelt
werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden an Hand eines in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i
g. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung zur Herstellung einer dehnbaren, schraubenförmig gewundenen Leitung,
F i g. 2 eine Vorderansicht einer Abwickelvorrichtung und F i g. 3
eine Seitenansicht derselben.
Die einzelnen Elemente der Vorrichtung
sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einem in sich geschlossenen
Kreis angeordnet. Mit dem Spinner 1, der eine Spule 2 mit der noch nicht
schraubenförmig gewundenen Leitung 3 a enthält, wird diese Leitung auf einen
endlos umlaufenden Strang 4 aufaewickelt. Die so aufgewickelte schraubenförmig gewundene
Leitung 3 b durchläuft mit dem Strang 4 eine Heizstrecke 5, in der
das Isoliermaterial der Leitung vulkanisiert oder vernetzt wird. Über eine Umlenkrolle
6 gelangt die Leitung 3 b in eine Kühlstrecke 7, die
im übrigen bei Verwendung geeigneter Mantelmischungen auch entfallen kann. In der
Abwickelvorrichtung 8 wird die schraubenförmig gewundene Leitung
3 b abgewickelt und über einen Dorn 9 entnommen. Der Strang
4 gelangt zu einer weiteren Umlenkrolle 10, die als Abzug arbeitet, und danach
durch einen aus einzelnen Rollen 12 bestehenden Speicher 11 wieder zum Spinner
1.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der Spinner 1 auch mehrere Spulen
2 mit verschiedenen Leitungen 3 a
tragen kann, die alle gleichzeitig
- neben und/oder übereinander - auf den Strang 4 aufgewickelt werden.
Bei mehr als einer auf dem Strang 4 befindlichen Leitung ist es dann aber erforderlich,
mehrere Abwickelvorrichtungen hintereinander anzuordnen und am zweckmäßigsten die
einzelnen Abwickelvorrichtungen miteinander zu koppeln. Die Herstellung mehrerer
Leitungen in einem Durchlauf hat den Vorteil, daß bei gleicher Fertigungsgeschwindigkeit
der Ausstoß der Einrichtung erhöht werden kann.
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In den F i g. 2 und 3 ist die Abwickelvorrichtung
8
genauer dargestellt, welche aus dem nahezu senkrecht zur Achse des Stranges
4 verlaufenden Dorn 9
besteht, der über ein Lager 13 auf einem Träger
14 befestigt ist. Der Träger 14 ist über ein Kugellager 15
in der Halterung
16 gelagert. Am Träger 14 ist ein Zahnrad 17 angeflanscht, das über
ein Zahnrad 18
von dem Antriebsmotor 19 angetrieben wird. Zum Antrieb
des Doms 9 um seine Längsachse steht dieser über zwei Kegelräder 20 und ein
Zahnrad 21 mit einem innenverzahnten Abwälzrad 22, das an der Halterung
16 befestigt ist, in Verbindung. Dreht sich nun der Dom 9 um die Strangachse,
so wird synchron über das Abwälzrad 22, das Zahnrad 21 und die Kegelräder 20 auch
der Dom 9 um seine Längsachse gedreht. Um eine einwandfreie Abwicklung der
Leitung 3 b vom Strang 4 zu gewährleisten, ist der Dom 9 in einer
Buchse 23 geführt, die an ihrem strangseitigen Ende eine Führung 24 für die
Leitung 3 b besitzt. Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht,
ist der Dorn 9 tangential zum Strang 4 angeordnet.
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Um die für eine Rückstellung der Leitung erforderliche Federkraft
zu erzeugen, kann die Leitung 3 b
unter Umkehrung ihres Wickelsinns
von dem Strang 4- abgewickelt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Leitung
3 a während des Aufwickelns auf den Strang 4 zu verdrallen
und dann ohne Umkehrung ihres Wickelsinns von dem Strang abzuwickeln. In Sonderfällen,
in denen besonders hohe Federkräfte notwendig sind, beispielsweise bei dehnbaren,
schraubenförmig gewundenen Starkstromleitungen, kann die Leitung 3
a während des Aufwickelns auf den Strang 4 verdrallt und unter Umkehrung ihres
Wickelsinns vom Strang abgewikkelt werden.
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Für den die Leitung aufnehmenden Strang 4 könneu am Anfang und am
Ende der Vorrichtung Ab-bzw. Aufwickelböcke vorgesehen werden,- von denen der Strang
ab- bzw. auf die der Strang aufgewickelt wird. Mit Vorteil -wird der Strang jedoch,
wie aus Fig. 1 ersichtlich, als ein die einzelnen Elemente der Vorrichtung
endlos durchlaufender Strang 4 ausgebildet, was besonders geringe Rüstzeiten und
eine von der Stranglänge unabhängige Fertigung ergibt. Der Stran94 besteht am zweckmäßigsten
aus einem Stahlseil, das mit einem Kunststoffüberzug, beispielsweise mit Neoprene,
Polyurethan oder Polytetrafluoräthylen, beschichtet ist. Der Strang kann auch ganz
oder teilweise aus einem Heizleiter bestehen, so daß die Länge der Heizstrecke
5 vermindert werden kann, was besonders dann von Vorteil ist, wenn der für
die Vorrichtung benötigte Platz beschränkt ist.
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Der Speicher 11 ist zur Konstanthaltung der Zugspannung im
Strang 4 vorgesehen und kann auch die durch die Erwärmung in der Heizstrecke
5 und durch die Abkühlung in der Kühlstrecke 7 hervorgerufene Längenänderung
des Stranges 4, insbesondere bei Fertigungsbeginn, ausgleichen.
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Die Abwickelvorrichtung 8 zum Abwickeln der Leitung
3 b vom Strang 4 arbeitet wie folgt: Der Dorn 9, der in zur Spinnerumlaufrichtung
entgegengesetzter Richtung um den Strang 4 rotiert, wickelt die schraubenförmig
gewundene Leitung 3 b
vom Strang 4 und fördert sie durch die Drehbewegung
um seine Längsachse von der Strangachse weg. Je nachdem, wie die schraubenförmig
gewundene Leitung 3 b zu Beginn auf den Dorn 9 gewickelt wird,
und je nachdem, in welcher Richtung der Dorn um seine Längsachse umläuft, kann erreicht
werden, daß das Abwickeln der Leitung 3 b vom Strang 4 auf den Dom
9 mit oder ohne Unikehrung des Wicklungssinns geschieht. Da andererseits
der Spinner 1 die Leitung 3 a mit oder ohne Rückdrehung
auf den Strang 4 aufwickeln kann, ergeben sich - wie bereits erwähnt
- folgende Möglichkeiten zur Erzielung der gewünschten Federkraft der dehnbaren,
schraubenförmig gewundenen Leitung: a) Aufwickeln der Leitung auf den Strang mit
Rückdrehung, Abwickeln der Leitung unter Umkehrung des Wicklungssinnes;
b) Aufwickeln der Leitung auf den Strang ohne Rückdrehung, Abwickeln der
Leitung ohne Umkehrung des Wicklungssinnes; c) Aufwickeln der Leitung auf den Strang
ohne Rückdrehung, Abwickeln der Leitung unter Umkehrung des Wicklungssinnes.
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Im Fall a) wird dann die erforderliche Federkraft in bekannter Weise
durch die Umkehrung des Wickelsinns beim Abwickelvorgang erreicht. Im Fall
b) wird die Federkraft durch Aufwickeln der Leitung ohne Rückdrehung auf
den Strang erzeugt, da die Leitung beim Aufwickeln ohne Rückdrehung in sich verdrallt.
Der Fall c) beinhaltet die Addition der Fälle a) und b), wie oben bereits
dargelegt wurde. Welche der drei Möglichkeiten Verwendung findet, hängt von den
an die Leitung gestellten Anforderungen ab: im Fall a) ergibt sich eine mittlere,
im Fall b) eine große und im Fall c) eine maximal mögliche Federkraft.
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Die Erzeuaung der Drehbeweaungen des Doms 9 um die Strangachse
und um seine Längsachse kann durch einen Antriebsmotor erfolgen, der einmal mit
dem den Dorn 9 aufnehmenden Träger 14 und zum anderen mit dem Dorn selbst
kraftschlüssig verbunden
ist. Zur reibungslosen Abwicklung der
Leitung 3 b vom Strang 4 st der Dorn 9 in der Buchse
23
P 0 führt, die an ihrem strangseitigen Ende eine Füh -rung für die
Leitung besitzt. Schließlich kann es zweckmäßig sein, an jeder Abwickelvorrichtung
eine die Leitung in abgepaßte Längen trennende Schneidvorrichtung ianzuordnen.