EP0932165B1 - Vorrichtung zum Herstellen einer Kabelverseilung - Google Patents

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EP0932165B1
EP0932165B1 EP98890019A EP98890019A EP0932165B1 EP 0932165 B1 EP0932165 B1 EP 0932165B1 EP 98890019 A EP98890019 A EP 98890019A EP 98890019 A EP98890019 A EP 98890019A EP 0932165 B1 EP0932165 B1 EP 0932165B1
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EP
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disc
stranding
storage disks
elastic element
laying
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Rosendahl Maschinen GmbH
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    • 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
    • H01B13/02—Stranding-up
    • H01B13/0235—Stranding-up by a twisting device situated between a pay-off device and a take-up device
    • H01B13/0257—Stranding-up by a twisting device situated between a pay-off device and a take-up device being a perforated disc

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a cable stranding of stranding elements with alternating direction of impact with the features of the preamble of claim 1.
  • the rotatably mounted storage discs are driven by rigid countershafts with different ratios.
  • the respective translation ie the rotational speed of the individual storage disks, depends on the lengthwise position in the storage path.
  • the disadvantage arises from relatively large masses to be accelerated when changing the direction of rotation. As a result, the turning points on the rope produced are undesirably long or therefore the working speeds must be limited.
  • the invention is therefore the object of developing a device of the type mentioned so that the disadvantages of the prior art are avoided as much as possible.
  • the torsionally flexible connection does not have to carry the entire stranding line with the storage disks and thus has to absorb substantially lower tensile forces, and consequently can be optimally dimensioned with respect to its torsional or bending behavior.
  • the torsionally flexible connection can therefore be taken into account in the best possible manner, without having to take into account their load bearing capacity, in accordance with the required bending or torsional behavior.
  • the stranding machine according to the invention can be optimally adapted to the respective application.
  • the invention designed to the effect that the torsionally flexible connection is a central, elastic element, preferably made of plastic, which is rotatably connected to the Verseilusion and the storage discs and fixed to the fixed, wire inlet side guide is rigidly fixed and or that the central elastic element is a coil spring.
  • a torsion shaft with a large energy storage capacity can be made to assist the strand pulley drive motor during braking and acceleration.
  • a stranding machine according to the invention is shown schematically, in which on a machine frame 17, a rigid inlet disc 5, a plurality of rotatably mounted in bearings 18 storage discs 4 (it is only one shown), and a rotatably mounted in a bearing 19 Verseilusion 3 are stored ,
  • the Verseilusion 3 is driven by means of an electric motor 6 via a on the shaft 20 of the Electric motor 6 rotatably mounted pinion 21 and a toothed belt 22 which engages in a arranged on the outer circumference of the stranding disc 3 ring gear 23.
  • the rod-shaped element 7 can of course also be made hollow.
  • the element 7 need not, as shown in Fig. 1, over the entire stranding be in one piece, but may also be composed of several individual parts.
  • the stranded product 1 is such as 3, passed through bores 8 in the inlet disk 5, the storage disks 4 and the stranding disk 3, and then passed through a stranding nipple 2, followed by stranding, e.g. a plastic sleeve is extruded.
  • the number of holes 8 in the discs 3, 4, 5 depends on the number of stranding elements 1 to be stranded in each case.
  • FIG. 2 an alternative embodiment of a torsionally flexible connection in the form of a coil spring 9 is shown, through which a central stranding element 10 is guided.
  • the Verseilsorption 3 and the storage discs 4 are rotatably connected to the coil spring 9.
  • the rest of the construction of the stranding machine substantially corresponds to that shown in Fig. 1, wherein the rotational movement is transmitted from the stranding disc 3 to the storage discs 4 but by means of a coil spring 8, which will usually have a less steep spring core line of the torsion, as the rod-shaped , torsionally flexible connection 7 of FIG. 1.
  • the torsionally elastic connection in the form of a cable 11 is executed, which is guided eccentrically to the axis of rotation 25 of the discs 3, 4 through holes 15 in the discs 3, 4, 5.
  • the rope 11 is rigidly fixed, e.g. by means of a knot 26, whereas it is fastened or prestressed in the region of the inlet disk 5 (seen in the stranding direction in front of the inlet disk 5) by means of a tension spring 12 on a stationary abutment 28.
  • the storage disks 4 in the embodiment shown in FIG. four regularly distributed in the circumferential direction holes 8 for stranding 1, as well as a central bore 27 for a central stranding element 10. Furthermore, a bore 15 for the torsionally elastic connection in the form of the cable 11 is provided on the stranding disc 4 eccentrically.
  • a node 26 is also provided as an alternative to the attachment of the cable 11 shown in Fig. 4 on the inlet disc 5, so that the cable 16 is not stretched by the force of a spring 12, but by its internal tension.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which the torsionally flexible connection is designed in the form of a torsion band 14 which is guided through correspondingly rectangular or slit-shaped recess 13 in the stranding discs 4 and through the inlet disc 5 and the stranding disc 3.
  • the torsion band 14 is also held under tension in a manner not shown in the drawings.
  • the recess 13 is arranged eccentrically to the axis of rotation 25 of the stranding disk 4 so that a stranding element 10 can be guided through a central bore 27. If there is no need for a central stranding element 10, the recess 13 or the torsion strip 14 can naturally also be guided centrally through the disks 3, 4, 5.
  • Eccentrically guided, torsionally elastic connections as shown in Figs. 4 to 7, have the advantage that the rotational forces on the storage discs 4 not only by the torsional forces of this compound, but also by tensile forces and bending forces of the compound be supported, it should always be ensured that the difference in the rotational angle of two adjacent storage discs 180 ° or not significantly exceeds, since the tensile force in the stranding 1 can increase so far at too large differential angles, that this is a fraction of a stranding leads.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Kabelverseilung aus Verseilelementen mit wechselnder Schlagrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
  • Bei bekannten, gattungsgemäßen Vorrichtungen sind die drehbar gelagerten Speicherscheiben über starre Vorgelegewellen mit unterschiedlichen Übersetzungen angetrieben. Die jeweilige Übersetzung, also die Drehgeschwindigkeit der einzelnen Speicherscheiben, richtet sich nach der längenmäßigen Position in der Speicherstrecke. Der Nachteil ergibt sich aus relativ großen, beim Drehrichtungswechsel zu beschleunigenden Massen. Dadurch werden die Wendestellen am erzeugten Seil unerwünscht lang bzw. müssen deshalb die Arbeitsgeschwindigkeiten begrenzt werden.
  • Aus der EP 0 582 802 A1 und der EP 0 031 081 A1 sind Einrichtungen bekannt, bei welchen die Speicherscheiben an einem oder mehreren zugfesten, gespannten Tragelementen, z.B. Seilen, befestigt sind. Dadurch kann zwar die Massenträgheit klein gehalten werden, dafür treten aber drehzahlabhängige Querschwingungen (Resonanzen) des gesamten Drallspeichers auf, so dass auch damit große Arbeitsleistungen bzw. hohe Drehzahlen schwierig zu realisieren sind.
  • Aus der WO 95/15567 A ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der die Speicherscheiben in Wälzlagern gelagert und entweder nur von den Verseilelementen oder von zusätzlichen, außermittig durch Löcher in den Speicherscheiben geführte elastische Elemente in Drehung versetzt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik soweit wie möglich vermieden werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
  • Da bei der vorliegenden Erfindung lediglich die Verseilscheibe angetrieben wird, können die erheblichen Reibungs- und Trägheitskräfte der Antriebe für die Speicherscheiben vermieden werden. Durch den Umstand, dass die einzelnen Speicherscheiben drehbar gelagert sind, wird auch vermieden, dass die ganze Verseilstrecke zu schwingen beginnt, wie dies bei den Vorrichtungen gemäß der EP 0 581 802 A1 und der EP 0 031 081 A1 der Fall ist. Darüber hinaus ergibt sich gegenüber diesen Vorrichtungen noch der weitere Vorteil, dass die drehelastische Verbindung nicht die gesamte Verseilstrecke mit den Speicherscheiben zu tragen und somit wesentlich geringere Zugkräfte aufzunehmen hat, und in der Folge hinsichtlich ihres Torsions- bzw. Biegeverhaltens optimal dimensioniert werden kann. Die drehelastische Verbindung kann daher ohne ihre Tragfähigkeit besonders berücksichtigen zu müssen, entsprechend dem benötigten Biege- bzw. Torsionsverhaltens bestmöglich ausgebildet werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Verseilmaschine optimal an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden.
  • Obwohl die Speicherscheiben durch ihre Lagerung mit zusätzlichen Reibungs- und Trägheitskräften belastet sind, hat sich gezeigt, dass dennoch sehr hohe oder sogar noch höhere Drehzahlen als mit den in der EP 0 581 802 A1 und der EP 0 031 081 A1 beschriebenen Vorrichtungen möglich sind, da der erwähnte Nachteil hinsichtlich der höheren Masse- und Reibungskräfte durch eine bessere Gestaltung der drehelastischen Verbindung mehr als ausgeglichen werden kann, da die drehelastische Verbindung keine tragende Funktion für die Speicherscheiben mehr aufweisen muss.
  • Erfindungsgemäß kann man z.B. für kleine Seilabmessungen, die sehr kurze Wendestellen bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten haben sollen, die Erfindung dahingehend ausgestalten, dass die drehelastische Verbindung ein zentrales, elastisches Element, vorzugsweise aus Kunststoff, ist, das mit der Verseilscheibe und den Speicherscheiben drehfest verbunden und an der feststehenden, drahteinlaufseitigen Führung starr festgesetzt ist und oder dass das zentrale, elastische Element eine Schraubenfeder ist. Bei diesen Ausführungsformen kann eine Torsionswelle mit großer Energiespeicherkapazität hergestellt werden, um den Antriebsmotor für die Verseilscheibe bei Bremsen und Beschleunigen zu unterstützen.
  • Bei langsamer laufenden Maschinen für größere Kabeldimensionen ist dies weniger wichtig, dafür muss die Torsionsverbindung häufig so ausgeführt werden, dass Sie auch sehr viele Speicherscheiben antreiben kann, so dass das fertige Verseilgut mit jeweils vielen Schlägen hintereinander in einer Drehrichtung ausgeführt werden kann.
  • In solchen Fällen bewähren sich Ausführungsformen der Erfindung, die z.B. wie in den Ansprüchen 5 und 6 definiert ausgeführt sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer drehelastischen Verbindung in Form eines stabförmigen Elementes,
    • Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer drehelastischen Verbindung in Form einer Schraubenfeder,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2,
    • Fig. 4 eine nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallende Ausführungsform einer drehelastischen Verbindung in Form eines exzentrisch geführten Seiles,
    • Fig. 5 eine Seitenansicht von Fig. 4,
    • Fig. 6 eine Ansicht in Achsrichtung auf eine Speicherscheibe mit einem exzentrisch geführten Torsionsband, welches eine nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallende Ausführungsform zeigt, und
    • Fig. 7 eine ebenfalls nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallende, alternative Ausführungsform zu Fig. 4, bei der das Seil nicht durch Federkraft, sondern unter Eigenspannung gespannt ist.
  • In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Verseilmaschine dargestellt, bei der an einem Maschinenrahmen 17 eine starre Einlaufscheibe 5, mehrere in Lagern 18 drehbar gelagerte Speicherscheiben 4 (es ist lediglich eine dargestellt), sowie eine in einem Lager 19 drehbar gelagerte Verseilscheibe 3 gelagert sind. Angetrieben wird die Verseilscheibe 3 mit Hilfe eines Elektromotors 6 über ein auf der Welle 20 des Elektromotors 6 drehfest gelagerten Ritzels 21 und eines Zahnriemens 22, der in einen am Außenumfang der Verseilscheibe 3 angeordneten Zahnkranz 23 eingreift.
  • Die Drehbewegung der mit wechselnder Drehrichtung angetriebenen Verseilscheibe 3 wird mit Hilfe einer drehelastischen Verbindung in Form eines stabförmigen Elementes 7 auf die Speicherscheiben 4 übertragen. Das stabförmige Element 7, das in der Drehachse 25 der Verseilscheibe 3 und der Speicherscheiben 4 liegt, ist z.B. über Keile 24 drehfest mit der Verseilscheibe 3, den Speicherscheiben 4 und der Einlaufscheibe 5 verbunden. Da die Verseilscheibe 3 mit wechselnder Drehrichtung angetrieben wird und die Einlaufscheibe 5 starr ist, wird das stabförmige Element 7 abwechselnd in die eine und andere Richtung verdreht, wobei der Drehwinkel der einzelnen Speicherscheiben 4 von der Einlaufscheibe 5 zur Verseilscheibe 3 hin zunimmt.
  • Falls auch ein zentrales Verseilelement 10 (Fig. 2) mitverseilt werden soll, kann das stabförmige Element 7 natürlich auch hohl ausgeführt sein. Das Element 7 muss nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, über die gesamte Verseilstrecke einteilig sein, sondern kann auch aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein.
  • Das Verseilgut 1 wird, wie z.B. in Fig. 3 zu sehen ist, durch Bohrungen 8 in der Einlaufscheibe 5, den Speicherscheiben 4 und der Verseilscheibe 3 geführt und anschließend durch einen Verseilnippel 2 geführt, wonach auf die Verseilung z.B. eine Kunststoffhülse aufextrudiert wird.
  • Die Anzahl der Löcher 8 in den Scheiben 3, 4, 5 hängt von der Anzahl der jeweils zu verseilenden Verseilelemente 1 ab.
  • In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform einer drehelastischen Verbindung in Form einer Schraubenfeder 9 dargestellt, durch welche ein zentrales Verseilelement 10 geführt ist. Die Verseilscheibe 3 und die Speicherscheiben 4 sind drehfest mit der Schraubenfeder 9 verbunden. Der übrige Aufbau der Verseilmaschine entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten, wobei die Drehbewegung von der Verseilscheibe 3 auf die Speicherscheiben 4 aber mittels einer Schraubenfeder 8 übertragen wird, die in der Regel eine weniger steile Federkernlinie der Torsion aufweisen wird, als die stabförmige, drehelastische Verbindung 7 von Fig. 1.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die drehelastische Verbindung in Form eines Seiles 11 ausgeführt, das exzentrisch zur Drehachse 25 der Scheiben 3, 4 durch Bohrungen 15 in den Scheiben 3, 4, 5 geführt ist. An der Verseilscheibe 3 ist das Seil 11 starr befestigt, z.B. mittels eines Knotens 26, wogegen es im Bereich der Einlaufscheibe 5 (in der Verseilrichtung gesehen vor der Einlaufscheibe 5) mittels einer Zugfeder 12 an einem ortsfesten Widerlager 28 befestigt bzw. vorgespannt ist.
  • Wie in Fig. 5 zu sehen ist, weisen die Speicherscheiben 4 bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform z.B. vier regelmäßig in Umfangsrichtung verteilte Bohrungen 8 für Verseilelemente 1, sowie eine zentrale Bohrung 27 für ein zentrales Verseilelement 10 auf. Des weiteren ist an der Verseilscheibe 4 exzentrisch eine Bohrung 15 für die drehelastische Verbindung in Form des Seiles 11 vorgesehen.
  • In Fig. 7 ist als Alternative zur in Fig. 4 dargestellten Befestigung des Seiles 11 an der Einlaufscheibe 5 ebenfalls ein Knoten 26 vorgesehen, so dass das Seil 16 nicht durch die Kraft einer Feder 12, sondern durch seine innere Zugspannung gespannt ist.
  • In Fig. 6 schließlich ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die drehelastische Verbindung in Form eines Torsionsbandes 14 ausgeführt ist, das durch entsprechend rechteckig bzw. schlitzförmig ausgeführte Ausnehmung 13 in den Verseilscheiben 4 und durch die Einlaufscheibe 5 und die Verseilscheibe 3 geführt ist. Das Torsionsband 14 wird auf in den Zeichnungen nicht dargestellte Weise ebenfalls unter Zugspannung gehalten.
  • Wie in Fig. 6 zu sehen ist, ist die Ausnehmung 13 außermittig zur Drehachse 25 der Verseilscheibe 4 angeordnet, damit ein Verseilelement 10 durch eine zentrale Bohrung 27 geführt werden kann. Falls kein Bedarf nach einem zentralen Verseilelement 10 besteht, kann die Ausnehmung 13 bzw. das Torsionsband 14 natürlich auch mittig durch die Scheiben 3, 4, 5 geführt sein.
  • Exzentrisch geführte, drehelastische Verbindungen, wie Sie in den Fig. 4 bis 7 dargestellt sind, weisen den Vorteil auf, dass die Drehkräfte auf die Speicherscheiben 4 nicht nur durch die Torsionskräfte dieser Verbindung, sondern auch durch Zugkräfte und Biegekräfte der Verbindung unterstützt aufgebracht werden, wobei immer gewährleistet sein sollte, dass die Differenz der Drehwinkel zweier benachbarter Speicherscheiben 180° nicht oder nicht wesentlich übersteigt, da sich die Zugkraft in den Verseilelementen 1 bei zu großen Differenzwinkeln so weit erhöhen kann, dass dies zum Bruch eines Verseilelementes 1 führt.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Herstellen einer Kabelverseilung aus Verseilelementen (1) mit wechselnder Schlagrichtung, wobei sich zwischen einer mit wechselnder Drehrichtung angetriebenen Verseilscheibe (3) und einer drahteinlaufseitigen, feststehenden Einlaufscheibe (5) mit Bohrungen (8) zur Aufnahme der zu verseilenden Einzeldrähte (1) mehrere, ebenfalls mit Bohrungen (8) versehene, in Lagern (18) drehbar gelagerte Speicherscheiben (4) befinden, wobei nur für die Verseilscheibe (3) ein Antrieb (6) vorgesehen ist, und wobei zwischen der Verseilscheibe (3) und den Speicherscheiben (4) eine drehelastische Verbindung (7,9) besteht, über welche die Speicherscheiben (4) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die drehelastische Verbindung ein zentrales, elastisches Element (7) ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisches Element (7) mit der Verseilscheibe (3) und den Speicherscheiben (4) drehfest verbunden und an der feststehenden, drahteinlaufseitigen Führung (8) starr verbunden ist und vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale, elastische Element ein Hohlelement (7) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale elastische Element (7) ein stabförmiges Element ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale, elastische Element eine Schraubenfeder (9) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (7, 9) zugelastisch ist und an den beiden Endstellen unter Zugspannung festgelegt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (7, 9) mit Federn oder Druckmittelzylindern unter Zugspannung gehalten wird.
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