EP0222427B1

EP0222427B1 - Einrichtung zum reversierenden Verseilen (SZ-Verseilung) mindestens eines Verseilelements eines Kabels um ein Zentralelement

Info

Publication number: EP0222427B1
Application number: EP86201740A
Authority: EP
Inventors: Hugo Cramer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Philips Gloeilampenfabrieken NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Nexans Deutschland GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1985-10-12
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1991-09-11
Anticipated expiration: 2006-10-08
Also published as: EP0222427A2; ATE67336T1; EP0222427A3; DE3536488A1; DE3681406D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum reversierenden Verseilen (SZ-Verseilung) mindestens eines Verseilelements eines Kabels um ein Zentralelement, mit einer mit wechselnder Drehrichtung angetriebenen Verseilscheibe und mit einer feststehenden Standscheibe, durch deren zentrale Bohrung das Zentralelement und durch deren kreisförmig am Umfang angeordneten Führungsöffnungen die Verseilelemente geführt sind, und mit zwischen Standscheibe und Verseilscheibe angeordneten, im Takte der Reversierfrequenz in gleicher Richtung wie die Verseilscheibe bis zu einem stufenweise zur Standscheibe hin abnehmenden Drehwinkel angetriebenen Verlegescheiben, durch deren Mittelbohrung das Zentralelement und durch deren kreisförmig am Umfang angeordnete Führungsbohrungen die Verseilelemente gezogen sind.
Eine derartige Einrichtung ist durch die DE-A 18 11 176 bekannt. Dabei werden aufgetrommelte Verseilelemente durch Führungsbohrungen der Standscheibe zu der mit wechselnder Drehrichtung angetriebenen Verseilscheibe gezogen. Zwischen Standscheibe und Verseilscheibe werden die Verseilelemente im Raum um das Zentralelement von einer rechtsdrehenden Umschlingung über eine gerade, gestreckte Lage in eine linksdrehende Umschlingung gewendelt. Der Umschlingungsverlauf wird durch eine Mehrzahl von zwischen Standscheibe und Verseilscheibe gleichmäßig verteilten, mit gleicher Drehrichtung aber unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetriebenen Legescheiben vorgegeben. Deshalb befindet sich zwischen Standscheibe und Verseilscheibe ein sich im Takt der Reversierfrequenz zwischen einem Minimum (bei gestreckter Lage) und einem Maximum (bei Drehrichtungsumkehr) ändernde Umschlingungslänge der Verseilelemente. Das hat zur Folge, daß die Verseilelemente bei konstanter Abzugsgeschwindigkeit aus der Verseilscheibe mit pulsierender Geschwindigkeit durch die Standscheibe gleiten. Bei direktem Abzug der Verseilelemente von Vorratstrommeln würden Beschleunigungskräfte zu hohen Zugbelastungen der Verseilelemente führen.
Zur Vergleichmäßigung dieser Zugkräfte können entweder die Vorratstrommeln mit wechselnder Drehzahl angetrieben sein, oder durch zwischen den Vorratstrommeln und der Standscheibe befindliche Längenkompensatoren werden abwechselnd Längen der Verseilelemente gespeichert und abgegeben, so daß auf die Vorratstrommeln nur die mittlere Geschwindigkeit einwirkt. Der Aufwand für den Antrieb der wuchtigen Vorratstrommeln oder für Längenkompensatoren ist erheblich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die Längenschwankungen der zwischen Standscheibe und Verseilscheibe pulsierend gespeicherten Abschnitte der Verseilelemente verringert werden.
Die Lösung gelingt dadurch, daß die Verlegescheiben mit im wesentlichen gleicher Drehgeschwindigkeit, jedoch um einen stufenweise zur Standscheibe hin abnehmenden Drehwinkel in der Weise angetrieben sind, daß während jeder Halbperiode der reversierenden Verseilung (Rechtsverseilung oder Linksverseilung) die Drehung der der Verseilscheibe benachbarten Verlegescheibe um einen bestimmten Drehwinkel β und die der folgenden Verlegescheibe um einen Drehwinkel gleicher Größenordnung gegenüber der vorhergehenden verzögert mit der Drehung beginnen.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung wird der Längenunterschied zwischen maximal und minimal gespeicherter Länge auf einen Bruchteil reduziert. Dabei wird gleichzeitig die Pulsierfrequenz erhöht. Deshalb können die vorgeschalteten Längenkompensatoren, welche nur noch eine erheblich geringere Länge speichern müssen, wesentlich einfacher aufgebaut sein.
Es ist besonders vorteilhaft, daß die Verlegescheiben zu der Standscheibe und zu der Verseilscheibe sowie zueinander gleich beabstandet sind und daß die Verzögerungsdrehwinkel β zwischen benachbarten Scheiben gleich sind. Dieser Winkel β sollte dabei größer als 270^o und kleiner als 300^o sein.
Zur Vermeidung von Schwingungen der Verlegescheiben und zur Verhinderung vorzeitiger Drehungen infolge der tangentialen Kräfte der durchgezogenen Verseilelemente ist es empfehlenswert, daß die Verlegescheiben zumindest während der Stillstandszeiten gebremst sind. Die zeitliche Steuerung der Bremsen ist vorteilhaft vom Reversierantrieb synchronisiert.
Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Figur 1: zeigt eine Längsansicht, teilweise geschnitten, einer erfindungsgemäß gestalteten Einrichtung zur SZ-Verseilung.
Figur 2: zeigt den zeitlichen Verlauf der Pulsationen der zwischen der Standscheibe und Verlegescheibe gespeicherten Längen eines Verseilelements.

In Figur 1 sind zwei Verseilelemente 1 und 2 angedeutet, welche von nicht dargestellten Vorratstrommeln über die Verteilerwalze 3 abgezogen werden. Sie werden hinter der Topscheibe 4 um ein von der Vorratstrommel 5 abgezogenes Zentralelement 6 mit wechselnder Schlagrichtung verseilt und danach mittels der Abbindeeinrichtung 7 mit einem Halteband 8 umwickelt. Das fertige Verseilelement 9 wird mit konstanter Geschwindigkeit abgezogen und aufgewickelt.
Vom Getriebemotor 10 wird die Verseilscheibe 11 gemeinsam mit der Topscheibe 4 im Beispiel über den Zahnriemen 12 abwechselnd links- und rechtsdrehend angetrieben, so daß sich in bekannter Weise eine sogenannte SZ-Verseilung ergibt. Die Verseilelemente 1 und 2 werden zwischen den Führungsbohrungen 13 der feststehenden Standscheibe 14 und den entsprechenden Führungsbohrungen der Verseilscheibe 11 durch sieben Verlegescheiben 15 bis 21 in vorgegebener geordneter Führung um das Zentralelement 6 gewendelt, so daß sie das Zentralelement abwechselnd mit Rechtsdrall und mit Linksdrall umschlingen. Die Verseilelemente 1 und 2 sind durch Führungsbohrungen 22 der Verlegescheiben geführt, die ebenso wie die Führungsbohrungen der Standscheibe 14 und der Verseilscheibe 11 kreisförmig am Umfang der Scheiben verteilt sind. Beim Wechsel von einer ersten Drallrichtung zur entgegengesetzten sind sämtliche Verlegescheiben 15 bis 21 jeweils um ihren Maximalen Drehwinkel in der ersten Drallrichtung gedreht. Dabei ist der Drehwinkel der der Verseilscheibe 11 benachbarten Verlegescheibe 21 am größten und um den Differenzwinkel β kleiner als der Verdrehwinkel der Verseilscheibe 11. Die Drehwinkel der in Richtung zur Standscheibe 14 folgenden Verlegescheiben 20 bis 15 sind um jeweils einen gleichen Differenzwinkel β kleiner als der Drehwinkel in Richtung zur Verseilscheibe 11 benachbarten Verlegescheibe.
Der Antrieb der Verlegescheiben 15 bis 21 erfolgt durch den Getriebemotor 10 über eine Reihe von Freiwinkelkupplungen 23 bis 29, deren Kupplungshälften 30 und 31 jeweils um einen Freiwinkel β frei gegeneinander drehbar sind. Erst danach wird ein Drehmoment über die aneinanderschlagenden Mitnehmernocken 32 und 33 übertragen. Der Freiwinkel β ist um die Winkelbreiten der Mitnehmernocken 33 kleiner als 360^o.
Bei einer extremen Lage der Verlegescheiben, nämlich beim Wechsel von einer Verseilrichtung in die andere, sind sämtliche Freiwinkelkupplungen 23 bis 29 in drehmomentschlüssigem Eingriff. Danach wechselt die Verseilscheibe 11 ihre Drehrichtung. Sie dreht sich zunächst um den Freiwinkel β, während die Verlegescheiben 15 bis 21 ihre Winkellage beibehalten. Erst wenn sich die Mitnehmernocken der Freiwinkelkupplung 23 nach Ausschöpfung des Freiwinkels β wieder tangential berühren, beginnt auch und zunächst nur die Verlegescheibe 21 zudrehen. Nach einem weiteren Freiwinkel β wird dann auch die Verlegescheibe 20 angetrieben. In entsprechender Weise werden jeweils um die Freiwinkel β verzögert die nachfolgenden Verlegescheiben 15 gedreht. Wenn auch die letzte Verlegescheibe 15 um etwa den Winkel β gedreht wurde, gibt der Fühler 34 über die Auswertschaltung 35 dem Motor 36 den Befehl zur Drehrichtungsumkehr. Der beschriebene Bewegungsablauf der Verlegescheiben wiederholt sich dann in umgekehrter Drehrichtung.
Den Kupplungshälften 31 zugeordnete Bremsen 37 sorgen dafür, daß die Verlegescheiben 15 bis 21 nicht schwingen oder vorzeitig infolge des Zugs der Verseilelemente 1 und 2 gedreht werden. Die Einschaltung der Bremsen 37 wird synchron zu den Umdrehungen des Motors 36 gesteuert.
In Figur 2 ist der Verlauf der zwischen Standscheibe 14 und Verseilscheibe 11 gespeicherten Differenzlänge Δl über der Zeit t dargestellt. Die gespeicherte Gesamtlänge ergibt sich als Summe einer konstanten Länge und deren Differenzlänge Δl. Die Kennlinie 38 erhält man bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung, während sich bei einer Einrichtung nach dem Stand der Technik die Kennlinie 39 ergeben würde. Mit t₁ ist die Dauer der Linksverseilung und mit t_r die der Rechtsverseilung bezeichnet. Nach dem Stand der Technik ergäbe sich ein Maximalwert ΔLo der Differenzlänge Δl, welcher etwa um den Faktor 2(n+1)/tl (n=Anzahl der Verlegescheiben) größer als der entsprechende Wert Δl₁ bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist. Gleichzeitig ist die Schwankungfrequenz um den Faktor n vergrößert. Die Minima der Kennlinie 38 stellen sich jeweils dann ein, wenn die Verseilelemente zwischen zwei benachbarten Verlegescheiben (z.B. 18 und 19 in Figur 1) gerade und gestreckt verlaufen, während die Maxima jeweils beim Anfang bzw. beim Ende der Freidrehung einer Freiwinkelkupplung gemessen werden.
Im Verlaufe der Freidrehung zweier Kupplungshälften 30 und 31 einer Freiwinkelkupplung (z.B. 26) werden zunächst bis zur Mittellage nach einer Drehung um den Winkel β/2 (wie in Figur 1 zwischen 18 und 19) die Differenzlänge Δl₁ abgegeben und bei der Weiterdrehung bis zum Winkel β wieder aufgenommen. Dieser Vorgang wiederholt sich in gleicher Weise zwischen je zwei der weiteren Verlegescheiben.
Den geringen verbleibenden Längenschwankungen Δl₁ gemäß der Kennlinie 38 können durch den Längenkompensator 40 kompensiert werden welcher von den Getriebemotor 10 beispielsweise mittels eines Exzentergetriebes 41 derart gesteuert ist, daß die in ihm gespeicherten Zusatzlängen zeitlich den entgegengesetzten Verlauf zur Kennlinie 38 haben.

Claims

Einrichtung zum reversierenden Verseilen (SZ-Verseilung) mindestens eines Verseilelements (1,2) eines Kabels um ein Zentralelement (6), mit einer mit wechselnder Drehrichtung angetriebenen Verseilscheibe (11) und mit einer feststehenden Standscheibe (14), durch deren zentrale Bohrung das Zentralelement (6) und durch deren kreisförmig am Umfang angeordneten Führungsöffnungen (13) die Verseilelemente (1,2) geführt sind, und mit zwischen Standscheibe (14) und Verseilscheibe (11) angeordneten, im Takte der Reversierfrequenz in gleicher Richtung wie die Verseilscheibe (11) bis zu einem stufenweise zur Standscheibe hin abnehmenden Drehwinkel angetriebenen Verlegescheiben (15 bis 21), durch deren Mittelbohrung das Zentralelement und durch deren kreisförmig am Umfang angeordnete Führungsbohrungen (22) die Verseilelemente (1,2) gezogen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegescheiben (15 bis 21) mit im wesentlichen gleicher Drehgeschwindigkeit, jedoch um einen stufenweise zur Standscheibe (14) hin abnehmenden Drehwinkel in der Weise angetrieben sind, daß während jeder Halbperiode (t₁ bzw. t_r) der reversierenden Verseilung (Rechtsverseilung oder Linksverseilung) die Drehung der der Verseilscheibe (11) benachbarten Verlegescheibe (21) um einen bestimmten Drehwinkel β und die der folgenden Verlegescheiben (20) bis (15) um einen Drehwinkel gleicher Größenordnung gegenüber der vorhergehenden (21) bis (16) verzögert mit der Drehung beginnen.
Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegescheiben (15 bis 21) zu der Standscheibe (14) und zu der Verseilscheibe (11) sowie zueinander gleich beabstandet sind, und daß die Verzögerungsdrehwinkel β zwischen benachbarten Scheiben gleich sind.
Einrichtung nach Anpruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilelemente (1, 2) zwischen Standscheibe (14) und der Verteilerwalze (3) über einen Kompensator (40) geführt sind, durch welchen der Führungsweg der Verseilelemente der (1, 2) im Takte des Drehbeginns der Verlegescheiben periodisch verlängert wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede folgende Verlegescheibe (29 bis 15) von der vorhergehenden (21 bis 16) bzw. die erste Verlegescheibe (21) von der Verseilscheibe (11) über eine Freiwinkelkupplung (23) bis (29) angetrieben ist, deren Kupplungshälften (30, 31) in einem Freiwinkelbereich β frei gegeneinander drehbar sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Freiwinkel β größer als 270^o und kleiner als 300^oist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegescheiben (15 bis 21) zumindest während der Stillstandsphasen durch zeitabhängig gesteuerte Bremsen (37) gebremst sind.
Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Steuerung der Bremsen (37) vom Reversierantrieb (10, 36) sychronisiert ist.