DE19603931A1 - Vorrichtung zur SZ-Verseilung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine SZ-Verseilvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, verwendbar, um elektrische und/oder optische Verseilselemente miteinander zu verseilen. Um die Biegefähigkeit solcher aus mehreren Verseilelementen bestehenden Kabel zu verbessern, werden die Verseilelemente in einem kontinuierlichen Prozeß miteinander verdrillt. Der Grad der Verdrillung ist dabei durch eine geeignete Schlaglänge festzulegen. Unter einer Schlaglänge versteht man die Länge, über der ein Verseilelement sich einmal vollständig um 360° um die anderen Verseilelemente herumgewunden hat. Zur Verdrillung der Verseilelemente werden sogenannte Verseilmaschinen verwendet. Die Drallrichtung wird als S-Richtung oder als Z-Richtung bezeichnet, je nachdem, ob die Verseilelemente rechtshändig oder linkshändig miteinander verdrillt werden. Es hat sich herausgestellt, daß es produktionstechnisch und ökonomisch günstiger ist, wenn die Drallrichtung bei der Herstellung in gewissen Abständen gewechselt wird, anstatt über die gesamte Kabellänge hinweg die Drallrichtung beizubehalten.

Für hochwertige SZ-Verseilungen ist es erforderlich, den Bereich, in dem von S-Verseilung auf Z-Verseilung umgestellt wird, kurz zu halten. Dieser Bereich, der auch als Drallwechselstelle bezeichnet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß dort die Verseilelemente parallel zur Strangachse liegen. Eine Parallellage der Verseilelemente über eine längere Strecke hinweg wirkt sich nachteilig auf die Biegsamkeit des Kabels aus. Weiterhin ist es wünschenswert, den Abstand zwischen den einzelnen Drallwechselstellen möglichst groß zu machen. Diese zwei Erfordernisse lassen sich nur schwer miteinander in Einklang bringen. Das Erfordernis nach kurzen Drallwechselstellen legt die Verwendung sogenannter Verseilscheiben nahe, deren Rotationsrichtung sich rasch ändern läßt. Das zweite Erfordernis läßt sich am besten erfüllen ohne die Verwendung von Verseilscheiben.

Der Nachteil bei der Verwendung einer Verseilscheibe liegt darin, daß die Verseilscheibe die Verseilelemente auch in dem Bereich verseilt, der zwischen der Verseilscheibe und dem der Zuführung der Verseilelemente dienenden Kabeltrommeln liegt. Dadurch entstehen dort bereits nach wenigen Umdrehungen der Verseilscheibe große Reibungskräfte, die die Verseilelemente beschädigen können. Die Zahl der Umdrehungen der Verseilscheibe zwischen den Drallwechseln ist somit sehr begrenzt. Bei gegebener Schlaglänge ist der Abstand zwischen den Drallwechselstellen entsprechend gering.

Wird hingegen auf die Verwendung einer Verseilscheibe verzichtet, so sind die Drallwechselstellen so lang, daß, wie oben erläutert, darunter die Biegefähigkeit des Kabels leiden kann.

Verseilmaschinen mit Verseilscheiben können verbessert werden, indem man im Bereich vor der Verseilscheibe Einrichtungen anbringt, die die Reibungskräfte zwischen den verdrillten Verseilelementen verringern. Eine Möglichkeit für eine solche Einrichtung besteht in der Verwendung zusätzlicher Verseilscheiben, die die Rotation in kontrollierter Weise über eine längere Distanz hinweg verteilen. Weiterhin ist bekannt, jedes Verseilelement in einer eigenen Röhre zu führen, die zwischen einer beweglichen Verseilscheibe und einer nicht rotierbaren Verseilscheibe befestigt ist. Dennoch entstehen auch bei diesen Lösungen erhebliche Reibungskräfte, so daß die Zahl der Umdrehungen zwischen den Drallwechselstellen begrenzt bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die mit den bekannten Lösungen verbundenen Nachteile zu überwinden und insbesondere durch Lösung des Reibungsproblems den Abstand zwischen den Drallwechselstellen zu vergrößern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer Verseilvorrichtung, die nach den Prinzipien der Erfindung konstruiert worden ist. Die wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung sind in vereinfachter Form dargestellt. Die Vorrichtung befindet sich in einem Zustand, bevor die Verseilung der Verseilelemente beginnt.

Fig. 2 zeigt eine Verseilvorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Zustand während des Verseilvorgangs.

Fig. 3 ist eine räumliche, vereinfachte Darstellung einer besonders vorteilhaften Anordnung, die in Verbindung mit einer Verseilvorrichtung, wie sich in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, verwendet werden kann.

Einander entsprechende Bestandteile sind in den Zeichnungen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Bestandteil der in Fig. 1 und 2 dargestellten Verseilvorrichtung ist eine zylindrische Trommel 10 aus transparentem Kunststoff. Zur Lagerung der zylindrischen Trommel 10 werden Kugellager 12 verwendet, wie sie vereinfacht in Fig. 1 dargestellt sind. Aufgrund dieser Lagerung kann die Trommel 10 um ihre Längsachse herum rotieren. In der Trommel 10 ist quer zu ihrer Längsachse eine Verseilscheibe 14 angebracht, die die Trommel 10 in zwei Abschnitte unterteilt. In der Verseilscheibe 14 sind zwei Führungslöcher 16 vorgesehen, durch die die entsprechenden Verseilelemente 18, 20 geführt werden. Die Verseilelemente 18, 20 werden zur Verseilvorrichtung über einen Verseilnippel 22 geführt, der in der Nähe der Öffnung 24 der Trommel 10 montiert ist. Die Verseilscheibe 14 ist, wie durch die Pfeile 30, 32 dargestellt, innerhalb der Trommel 10 in beiden Richtungen beweglich. Die Befestigung der Verseilscheibe 14 in der Trommel 10 ist so durchgeführt, daß die Verseilscheibe 14 synchron mit der Trommel 10 rotiert. In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Synchronisation dadurch ermöglicht, daß die Verseilscheibe 14 durch eine Führungsschiene 34 geführt wird. Die Führungsschiene 34 erstreckt sich über die gesamte Länge der Trommel 10 und wird von einer passenden Aussparung 36 im Rand der Verseilscheibe 14 umfaßt. An dem dem Verseilnippel 22 abgewandten Ende 26 der Trommel 10 befindet sich eine weitere Verseilscheibe 38, die fest mit der Trommel 10 verbunden ist.

In dieser festen Verseilscheibe 38 sind ebenfalls zwei Führungslöcher 40 vorgesehen, durch die die Verseilelemente 18, 20 geführt werden. Die beiden Verseilscheiben 14, 38 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Die den Abschluß der Trommel darstellende feste Verseilscheibe 38 kann auch in anderer Weise ausgeführt sein und beispielsweise einen Aufbau haben, der in einem Punkt endet. Dies ist in den Figuren nicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Verseilvorrichtung in einem Zustand, bevor die Verseilung beginnt. Folglich sind die Verseilelemente zu beiden Seiten der Verseilscheibe 14 unverdrillt.

Es sei nun angenommen, daß die Verseilelemente 18, 20 in Richtung des mit dem Referenzzeichen 42 versehenen Pfeils gezogen werden. Gleichzeitig werde die Röhre 10 durch einen in den Abbildungen nicht dargestellten Motor angetrieben, und zwar in - aus der Ziehrichtung 42 gesehen - linkshändiger Richtung. Aufgrund der Führungsschiene 34 folgt nicht nur die feste Verseilscheibe 38, sondern auch die Verseilscheibe 14 der Bewegung der Röhre 10. In Fig. 2 ist dargestellt, wie nach einigen Umdrehungen auf der Vorderseite der Verseilscheibe das gewünschte verseilte Kabel 46 entsteht. Auf der Rückseite der Verseilscheibe 14 entsteht ebenfalls ein verseilter Abschnitt 44. Durch die bei der Verseilung entstehenden Kräfte wird die Verseilscheibe 14 in Richtung des Pfeiles 32 gedrückt. Einer von außen angelegten externen Kraft bedarf es hierzu nicht. Nach einer vorher festgelegten Anzahl von Umdrehungen wechselt die Rotationsrichtung der Röhre 10 und damit auch die Rotationsrichtung der beiden Verseilscheiben 14 und 38. Die Verseilung in Abschnitt 46 wechselt dann von S-Richtung in Z-Richtung. Die beiden Verseilelemente 18, 20 werden bei diesem Drallwechsel mit Hilfe bekannter Vorrichtungen relativ zueinander fixiert, um ein Entseilen zu verhindern.

Im verseilten Abschnitt 44 auf der Rückseite der Verseilscheibe sind die Verseilelemente nicht fixiert, so daß sich bei einem Wechsel der Rotationsrichtung hier die Verseilelemente wieder entseilen. Auch während der Entseilung wird die Verseilscheibe 14 weiter in Richtung des Pfeiles 32 vorwärts getrieben, da die Verseilelemente 18, 20 unverändert in Verseilrichtung 42 gezogen werden. Wenn sich der verseilte Abschnitt 44 vollständig entseilt hat, d. h. die Verseilelemente 18, 20 sich nicht mehr berühren, so wird die Verseilscheibe 14 mit Hilfe einer externen Kraft dazu gebracht, sich rückwärts in Richtung des Pfeils 30 zu bewegen. Auf eine Möglichkeit, eine derartige Kraft auf die Verseilscheibe 14 auszuüben, wird unten eingegangen.

Auch nach dem vollständigen Entseilen des Abschnitts 44 wird die Rotationsrichtung beibehalten, so daß sich der Abschnitt 44 erneut verseilt. Damit beginnt der Prozeß von neuem. Der Schlag der Verseilelemente 18, 20 und des herzustellenden Seilabschnittes 46 wechselt bei jeder Änderung der Rotationsrichtung der Röhre 10. Damit wird eine gleichmäßige Verseilung erzielt, denn die Führungslöcher 40 in der festen Verseilscheibe 38 können sich in seitlicher Richtung nicht bewegen.

Es sei bemerkt, daß für das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel die Verseilabschnitte 18, 20 auf der Rückseite der Verseilscheibe 14 miteinander verklemmt sind. Die verdrillten Verseilelemente 18, 20 erzeugen somit selbst die Kraft, die benötigt wird, um die Verseilscheibe 14 in Richtung des Pfeiles 32 vorwärts zu bewegen. Diese von den verdrillten Verseilelementen erzeugte Kraft benötigt somit weder eine Zeitsynchronisation, noch irgendwelche anderen Antriebsmittel, um die Verseilscheibe 14 in Richtung des Pfeils 32 zu bewegen. Das Verklemmen der Verseilelemente 18, 20 und die damit verbundene Bewegung der Verseilscheibe 14 ist abhängig von der Steifheit der Verseilelemente 18, 20.

Bei der Verseilung steifer Verseilelemente 18, 20, wird sich die Verseilscheibe 14 bereits nach wenigen Umdrehungen verschieben, wohingegen bei der Verseilung biegsamer Verseilelemente 18, 20 die Bewegung der Verseilscheibe 14 erst nach mehreren Umdrehungen einsetzt.

Das Zurückschieben der Verseilscheibe 14 in Richtung des Pfeils 30 kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Die Kraft, die bei der Zurückführung der Verseilscheibe 14 aufzubringen ist, kann dabei zeitlich konstant sein. Bei Verwendung einer konstanten Rücktreibekraft wird die Geschwindigkeit der Verseilscheibe 14 davon abhängen, wie weit die Verseilelemente 18, 20 im Abschnitt 44 bereits entseilt sind. Die Geschwindigkeit wird normalerweise niedrig sein, solange die Verseilelemente 18, 20 noch teilweise verseilt sind. Sobald die Verseilelemente 18, 20 vollständig entseilt sind, wird sich die Verseilscheibe 14 mit deutlich höherer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils 30 zurückbewegen. Wie auch die Vorwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 32, so wird auch die Rückwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 30 entscheidend von der Steifheit der verwendeten Verseilelemente bestimmt.

Eine konstante Kraft auf die Verseilscheibe 14 kann beispielsweise durch ein Überdrucksystem ausgeübt werden, wie es in Fig. 3 vereinfacht dargestellt ist. Durch ein Einlaßventil 48, welches am Austrittsende 26 der Trommel angebracht ist, wird Luft in die Trommel geblasen. Der sich zwischen den Verseilscheiben einstellende Überdruck führt dazu, daß auf die Scheibe 14 eine Kraft in Richtung des Pfeils 30 ausgeübt wird. Eine Bewegung der Verseilscheibe 14 erfolgt erst, wenn der Zustand der Verseilelemente im Abschnitt 44 dies zuläßt, d. h. die Verseilelemente sich zu entseilen beginnen.

Durch in der Trommelwand angebrachte Luftaustrittslöcher kann der Überdruck zwischen den beiden Verseilscheiben während der Rückwärtsbewegung der Verseilscheibe 14 eingestellt werden. Die Rücklaufgeschwindigkeit der Verseilscheibe 14 läßt sich somit kontrollieren.

Die vorstehend beschriebene SZ-Verseilungsvorrichtung ist mit guten Ergebnissen getestet worden. Bei der Verwendung einer 4 m langen Trommel ist es mit der beschriebenen Vorrichtung möglich, 3 Verseilelemente mit einem Querschnitt von 0,75 mm² so zu verseilen, daß mindestens 35 Verseilschläge in jeder Richtung aufeinander folgen. Der Abstand zwischen den Drallwechselstellen wird durch die Länge der Trommel bestimmt. Bei einer 4 m langen Trommel beträgt der Abstand zwischen den 3 Drallwechselstellen mehr als 4 m.

Die Trommel 10 und die Verseilscheiben 14, 38 sollten vorzugsweise aus einem sehr leichten Material, z. B. Kunststoff hergestellt werden, da dann die gesamte rotierende Masse klein ist. Die Trommel 10 kann dann durch einen Motor angetrieben werden, der selbst eine kleine rotierende Masse besitzt. Dies ermöglicht es, rasch zwischen der S- und der Z-Richtung umzuschalten mit der Folge, daß die Drallwechselstellen kurz sind. Dies ist eine wichtige Anforderung bei der SZ-Verseilung.

Es sei bemerkt, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung innerhalb des durch die folgenden Ansprüche abgesteckten Rahmens modifiziert werden können. So können beispielsweise die Verseilscheiben durch andere Verseilelemente ersetzt werden, die nicht scheibenförmig sind. Weiterhin können die Verseilelemente mittels Ösen geführt werden, die auf geeignete Weise innerhalb der Trommel angebracht sind.

Die Kraft, die zum Zurückführen der beweglichen Verseilscheibe 14 aufzubringen ist, kann alternativ aufgebracht werden durch verschiedene Federtypen oder durch die Erdbeschleunigung. Schließlich ist es möglich, die vorstehend erwähnte Kunststoffröhre durch eine andere geeignete Anordnung zu ersetzen, die eine Synchronisation zwischen den beiden Verseilscheiben ermöglicht.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur SZ-Verseilung von Verseilelementen, mit zwei Verseilmitteln (14, 38), die an der Eingangs- und an der Ausgangsseite (24, 26) der Vorrichtung senkrecht zu deren Längsachse positioniert sind, und die in einer wählbaren Richtung rotieren können, so daß eine S-Verseilung oder eine Z-Verseilung der Verseilelemente erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Eingangseite der Vorrichtung befindliche Verseilmittel (14)

• - verschiebbar ist entlang der Längsachse der Vorrichtung,
• - mit der Rotation des Verseilmittels (38) auf der Ausgangsseite der Vorrichtung synchronisiert ist,
• - in Verseilrichtung (42) vorwärts getrieben wird durch die Kraft, die bei der Verdrillung der Verseilelemente (18, 20) erzeugt wird
• - und in entgegengesetzter Richtung (30), d. h. gegen die Verseilrichtung (42), getrieben wird durch eine von außen wirkende Kraft, sofern der Verseilzustand der Verseilelemente (18, 20) dies zuläßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilmittel (14, 38) in einer Trommel (10) befestigt sind, die um ihre Längsachse rotieren kann und in der das bewegliche Verseilmittel (14) sich in beide Richtungen entlang der Längsachse bewegen kann, wobei die Verseilmittel (14, 38) synchron mit der Trommel (10) rotieren können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Verseilmittel (38) aus einer die Trommel abschließenden Wand besteht oder einen Teil einer solchen Trommelwand darstellt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel (10) in deren Längsrichtung mindestens eine nach innen weisende Führungsschiene (34) oder eine ähnliche Vorrichtung angebracht ist, die von entsprechenden Aussparungen (36) am Rand des in Längsrichtung verschiebbaren Verseilmittels umfaßt wird, so daß das verschiebbare Verseilelement (14) in Längsrichtung geführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) aus Kunststoff besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilmittel (14, 38) scheibenförmig sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Verseilmittel (14, 30) aus Kunststoff besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) eine zylindrische Form hat.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft, die zum Zurücktreiben des in axialer Richtung beweglichen Verseilmittels (14) benötigt wird, durch eine Anordnung erzeugt wird (48), die den Druck zwischen den zwei Verseilmitteln (14, 38) durch Zufuhr von Luft erhöht.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) in ihrer Längsrichtung mit Luftauslaßlöchern (50) versehen ist, die den Druck in Abhängigkeit vom Abstand der Verseilmittel (14, 38) reguliert.