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Verseilmaschine mit Rückdrehung für elektrische
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oder optische Kabel und Leitungen Die Erfindung liegt auf dem Gebiet
der Verseilung elektrischer und optischer Kabel und Leitungen und behandelt den
konstruktiven Aufbau einer Verseilmaschine, die mit Rückdrehung arbeitet und zur
Verseilung von einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden torsionsempfindlichen
oder torsionselastischen Verseilelementen vorgesehen ist.
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Die Verseilelemente elektrischer und optischer Kabel müssen in bestimmten
Fällen mit Rücksicht auf mechanische und/oder übertragungstechnische Eigenschaften
möglichst torsionsfrei verseilt werden. Dies gilt insbesondere für Koaxialkabel,
für symmetrische Nachrichtenkabel mit hohlraumisolierten Adern, für mechanisch hochbeanspruchte
Starkstromleitungen sowie für Kabel mit Lichtwellenleitern. Eine Verseilung mit
hundertprozentiger Rückdrehung der Verseilelemente erfolgt beispielsweise derart,
daß in einem Verseilkorb angeordnete Vorratsbehälter für die Verseilelemente bei
einer Umdrehung des Verseilkorbes eine Umdrehung um ihre eigene Längsachse ausführen.
Bei modernen Verseilmaschinen sind die Vorratsbehälter für die Verseilelemente bezüglich
der Verseilachse stillstehend angeordnet und die Verseilung erfolgt mit einer hinter
dem Verseilnippel angeordneten Verseileinrichtung, in aller Regel mit einer umlaufenden
Abzugeinrichtung, die mit einer umlaufenden Aufwickeleinrichtung kombiniert ist.
In diesem Fall führen die Vorratsbehälter zum Zwecke der Rückdrehung ebenfalls eine
Drehbewegung bezüglich der Längsachse des ablaufen-
den Verseilelementes
aus. Diese Drehbewegung kann unabhängig von der Drehbewegung der Verseileinrichtung
gewählt werden, so daß das MaB der Rückdrehung während des Verseilvorganges einstellbar
oder änderbar ist Kabel und Leitungsfertigung", VEB Verlag Technik Berlin, 1976,
Seiten 187, 188, 208; Zeitschrift "Draht", 1974, Heft 11, Seite 650).
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An sich sind zur Verseilung von Verseilelementen elektrischer und
optischer Kabel Verseilmaschinen bekannt, die zu einer Verseilung mit abschnittsweise
wechselnder Drallrichtung (SZ-Verseilung) führen. Bei derartigen Verseilmaschinen
ergibt sich die resultierende SZ-Verdrillung in aller Regel aus der Uberlagerung
eInes ersten und wenigstens eines zweiten Verseilvorganges, die sich am Eingang
und am Ausgang der Verseileinrichtung oder in zwe f zwei aufeinanderfolgenden Verseilstrecken
abspielen (Zeitschrift "Drahtwelt", 1977, Heft 6, Seite 209 ff.). Ein wesentlicher
Vorteil der SZ-Verseilmaschinen besteht darin, daß diese mit anderen Fertigungseinrichtungen
(nachfolgende Verseilstufe; Ummantelungslinie) kombiniert werden können.
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Ausgehend von einer Verseilmaschine mit Rückdrehung, bei der die Vorratsbehälter
für die Verseilelemente bezüglich der Verseilachse feststehend angeordnet sind und
bei der hinter dem Verseilnippel eine um die Verseilachse umlaufende Verseileinrichtung
angeordnet ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zum Verseilen von torsionsempfindlichen
oder torsionselastischen, einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Verseilelementen
elektrischer oder optischer Kabel und Leitungen eine Verseilmaschine zu schaffen,
die zu einer SZ-Verseilung der Verseilelemente führt und auf einfache Weise eine
Rückdrehung der Verseilelemente gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
die unmittelbar hinter dem Verseilnippel angeordnete Verseileinrichtung mit in Abständen
wechselnder Drehrichtung (nr, nl) und/oder Drehzahl (n1, n2) umläuft und daß sowohl
der freie Abstand der raumfest angeordneten Vorratsbehälter vom Verseilnippel als
auch der freie Abstand der Verseileinrichtung von der nächsten, hinter der Verseileinrichtung
angeordneten, den Verseilverband in Umfangsrichtung torsionshemmend erfassenden
Vorrichtung (Umlenkeinrichtung, Abzug- und/oder Aufwickeleinrichtung) größer ist
als die Länge Lu, die sich aus der Beziehung n1 -n2 nr +nl Lu = 2 . v . s oder Lu
= 2 . s Lu ergibt, wobei s > 3 ist und die Anzahl der Umdrehungen der Verseileinrichtung
je Drehrichtung oder Drehzahlstufe bedeutet und v die Abzugsgeschwindigkeit der
Verseilmaschine ist.
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Bei einer derart ausgebildeten Verseilmaschine werden die Verseilelemente
primär im Bereich zwischen dem Verseilnippel und der Verseileinrichtung verseilt.
Die an sich hinter der Verseileinrichtung wirksame Verdrillung wird mit Hilfe einer
nachgeschalteten Ausgleichsstrecke, in der der Verseilverband frei durch die Luft
geführt wird, zumindest teilweise unterdrückt. Gleichzeitig wird durch die für jedes
Verseilelement vor dem Verseilnippel vorgesehene Ausgleichsstrecke eine Rückdrehung
bis maximal 100 % erreicht. Dabei ist charakteristisch, daß für die Rückdrehung
keine besondere Drehbewegung der Vorratsbehälter notwendig ist, sondern daß sich
die Rückdrehung unter der Einwirkung der wechselnden Drehbewegung der Verseileinrichtung
im Zusammenwirken mit den Ausgleichsstrecken bestimmter Länge ergibt, wenn
diese
genügend lang sind. Um eine Rückdrehung von 90 bis 100 % zu erzielen, sollten die
Längen L1, L2 der Ausgleichsstrecken dabei jeweils ein geradzahliges Vielfaches
oder wenigstens das Fünffache der Länge Lu betragen. Die Länge Lu entspricht im
übrigen dem Abstand der Umkehrstellen der Drallrichtung im Verseilverband.
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Hinsichtlich der Wirksamkeit der gemäß der Erfindung vorgesehenen
Rückdrehung geht die Erfindung davon aus, daß sich die von der Verseileinrichtung
auf den Verseilverband ausgeübte Drehung durch den Verseilnippel und die dem Verseilnippel
vorgeschaltete Verseil-, Loch-oder Legscheibe hindurch in eine Drehung der einzelnen
Verseilelemente bis hin zu den Vorratsbehältern fortsetzt. Dies ist in aller Regel
nur dann ausreichend gewährleistet, wenn der Einlaufwinkel der Verseilelemente in
den Verseilnippel genügend flach ist und die Führungslöcher der Verseilscheibe geeignet
dimensioniert und ausgestaltet sind. Um jedoch Reibungsverluste in den Aderführungen
der Verseilscheibe vollständig auszuschalten, ist es zweckmäßig, vor dem Verseilnippel
bzw.
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unmittelbar vor der dem Verseilnippel zugeordneten Verseil-, Loch-
oder Legscheibe für jedes Verseilelement einen Verseilkopf (Twister) anzuordnen,
der synchron mit der Verseileinrichtung umläuft.
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Ausführungsbeispiele der neuen Verseilmaschine sind in den Figuren
1 bis 4 dargestellt.
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Die in den Figuren schematisch wiedergegebenen Vorrichtungen bestehen
im wesentlichen aus Konstruktionselementen, wie sie dem Fachmann vertraut sind,
wie Vorratsbehälter, Verseilscheibe, Verseilnippel, Verseilkopf, Umlenkrolle, Abzugeinrichtung,
Extruder, Wasserkühl-
strecke und Aufwickeleinrichtung. Daher wird
auf eine konstruktive Darstellung dieser Aggregate verzichtet.
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Die in Fig. 1 dargestellte Verseilmaschine dient zur Verseilung von
drei isolierten, flexiblen elektrischen Leitern 2 mit kreisrundem Querschnitt, die
nach ihrer Verseilung die Seele 6 einer mechanisch hochbeanspruchbaren flexiblen
Leitung bilden. Die isolierten Leiter 2 laufen hierzu tangential von raumfest angeordneten
Spulen 1 ab und werden über die Legscheibe 3 dem Verseilnippel 4 zugeführt. Unmittelbar
hinter dem Verseilnippel 4 ist der mit abschnittsweise wechselnder Drehrichtung,
aber gleicher Drehzahl nO umlaufende Verseilkopf 5 angeordnet, bei dem es sich beispielsweise
um einen Raupenbandabzug handelt. Dieser Verseilkopf umfaßt die isolierten Leiter
von außen kraftschlüssig und verseilt sie miteinander. Hinter dem Verseilkopf 5
ist zunächst ein Haltewendelspinner 7 angeordnet, mit dem sichergestellt wird, daß
die miteinander verseilten Adern im Bereich der Umkehrstellen der Drallrichtung
nicht auseinanderfallen. Im weiteren Verlauf wird der Verseilverband 6 huber die
Umlenkscheibe 8 geführt, die bezüglich der Torsion oder Verdrehung des Verseilverbandes
einen Festpunkt darstellt, d. h. die den Verseilverband in Umfangsrichtung torsionshemmend
erfaßt. Hierbei kann es sich um eine weitere Abzugeinrichtung oder auch um eine
Aufwickeleinrichtung handeln. Gegebenenfalls kommt aber auch eine reine Umlenkung
in Betracht, um den Verseilverband 6 einer weiteren Fertigungseinrichtung zuzuführen.
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Der Haltewendelspinner 7, der ein Aufseilen des Verseilgutes im Bereich
der Drallwechselstellen verhindern soll, kann wahlweise auch zwischen dem Verseilnippel
4 und dem Verseilkopf 5 angeordnet sein.
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Wie bereits erwähnt, wird die Verseilung der isolierten Leiter 2 durch
die Drehbewegung des Verseilkopfes 5 herbeigeführt, wobei dieser Verseilkopf mit
abschnittsweise wechselnder Drehrichtung umläuft. Um mit dem Verseilkopf 5 sowohl
die Verseilung der Verseilelemente als auch eine annähernd hundertprozentige Rückdrehung
der Verseilelemente zu erreichen, sorgt man dafür, daß die Verseilelemente mit Hilfe
des Verseilkopfes im wesentlichen nur einmal verseilt werden. Aus diesem Grunde
ist hinter dem Verseilkopf 5 die Ausgleichsstrecke L2 vorgesehen, die in ihrer Länge
so bemessen ist, daß die in diesem Bereich von dem Verseilkopf 5 ausgeübte Verdrehung
des Verseilverbandes im Ergebnis unterdrückt wird. Dies läßt sich dann erreichen,
wenn die Drehrichtung des Verseilkopfes in zeitlichen Abständen gewechselt wird,
die wesentlich kürzer sind als die Durchlaufzeit eines Längselementes des Verseilverbandes
6 durch die Ausgleichsstrecke L2. Mit anderen Worten: die Länge der Ausgleichsstrecke
L2 richtet sich nach der Länge eines Abschnittes gleichbleibender Drallrichtung
des mit dem Verseilkopf 5 verseilten Verseilverbandes 6. Die Länge L2 beträgt daher
wenigstens das Dreifache, vorzugsweise wenigstens das Funffache des Abstandes der
Umkehrstellen der Drallrichtung.
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Zur Erzielung einer annähernd vollständigen Rückdrehung sind die Ablaufspulen
1 der isolierten Leiter 2 mit Abstand zum Verseilnippel 4 angeordnet. Der freie
Abstand, d. h. diejenige Länge, auf der die isolierten Leiter frei durch die Luft
geführt werden, entspricht dabei der Länge L1. Für diesen freien Abstand gelten
im wesentlichen die gleichen Randbedingungen wie für den Abstand L2, um eine vollständige
oder annähernd vollständige Rückdrehung der isolierten Leiter 2 zu gewährleisten.
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Die Rückdrehung vollzieht sich dabei in der Weise, daß infolge der
langen Ausgleichs strecke L1 sich jede Ader
pro Umdrehung des Verseilkopfes
5 einmal im Flhrungsnippel der Lochplatte 3 dreht. Da auch die Länge L1 sehr viel
größer ist als diejenige Länge, die einen Längsabschnitt eines isolierten Leiters
während eines Abschnittes gleichbleibender Drehrichtung des Verseilkopfes 5 durchläuft,
kann sich im Bereich der Strecke L1 niemals ein stationärer Zustand einstellen,
der die Rückdrehung behindern würde.
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In Sonderfällen, wo die im Bereich der Ausgleichsstrecke L2 wirksame
Verdrehung des Verseilverbandes im Ergebnis nur teilweise unterdrückt zu werden
braucht, die Verseilelemente im fertigen Verband jedoch trotzdem eine angenähert
hundertprozentige Rückdrehung aufweisen sollen, wählt man die Abstände L1, L2 so,
daß sie jeweils ein geradzahliges Vielfaches - beispielsweise. das Doppelte - der
Länge Lu ergeben. Unter dieser Bedingung heben sich die Torsionsvorgänge in den
Verseilelementen in den Abschnitten L1 und L2 im Ergebnis gegenseitig auf.
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Gemäß Fig. 2 kann man die Verseilmaschine mit einer Ummantelungsanlage
kombinieren. Zu diesem Zweck ist hinter der Umlenkscheibe 8 der Extruder 9 angeordnet,
dem das Kühlbecken 10 und die Aufwickeleinrichtung 11 nachgeschaltet sind. Auch
in diesem Fall ist die Länge der Ausgleichsstrecke L2 durch den Abstand zwischen
Verseilkopf 5 und Umlenkscheibe 8 gegeben.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Extruder
9 und die Kühleinrichtung 10 in die Ausgleichsstrecke L2 integriert. Der torsionshemmende
Festpunkt hinter dem Verseilkopf 5 wird dabei durch den Auflaufpunkt des Verseilverbandes
auf der Aufwickeleinrichtung 11 gebildet.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, das in seiner
grundsätzlichen Anordnung dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entspricht, ist für
jeden isolierten elektrischen Leiter 2 vor der Lochscheibe 3 ein Twister 12 angeordnet,
der synchron mit dem Verseilkopf 5 umläuft. Hierdurch wird erreicht, daß die von
dem Verseilkopf 5 rückwärts ausgeübte Verdrehung der einzelnen Adern unabhängig
von den in der Lochscheibe 3 wirkenden Reibungskräften vollständig in die Ausgleichsstrecken
L1 hineinwirkt.
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4 Figuren 3 Patentansprüche
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