Bei einer Verseilmaschine drehen sich die Abwickelspulen um die Kabelachse, während das Kabel mit kontrollierter Geschwindigkeit vorwärts gezogen wird. Bei jeder Umdrehung werden die ankommenden Drähte spiralförmig um das bereits an der Legeplatte gesammelte Bündel gewickelt, und das Verhältnis zwischen Zuggeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit legt die Schlaglänge fest – den einzigen Wert, der darüber entscheidet, ob der fertige Leiter flexibel, rund und elektrisch wiederholbar ist.
Alles andere an der Maschine dient dazu, dieses Verhältnis zu schützen: gleichmäßige Abwickelspannung, ein starrer Rotor oder Käfig, eine Schließmatrize, die den Verseilpunkt definiert, und eine Aufnahme, die den fertigen Leiter aufwickelt, ohne ihn zu dehnen. Wenn Sie diese vier Aufgaben verstehen, können Sie beurteilen, ob eine Verseilmaschine für Ihr Kabel geeignet ist.
Was eine Verseilmaschine macht: Eine Arbeitsdefinition
Bei einer Verseilmaschine handelt es sich um eine Kabelherstellungsanlage, die zwei oder mehr Drähte oder isolierte Adern von rotierenden Vorratsspulen entnimmt und sie zu einer spiralförmigen Anordnung mit einer definierten Schlaglänge und einer definierten Schlagrichtung verlegt.
Es ist nicht dasselbe wie ein Buncher. Ein Bündeler zieht Drähte ohne Rückdrehung zusammen und lässt sie ihre eigene Lage finden. Das ist schnell und kostengünstig und für kurze flexible Leitungen völlig ausreichend. Ein Verseiler steuert die Helix gezielt: Jeder Draht hat eine bekannte Position, eine bekannte Verdrillungsrate und eine bekannte Richtung. Diese Kontrolle ist der Grund, warum verseilte Leiter ihre Rundheit behalten, warum Datenpaare ihre elektrische Symmetrie behalten und warum sich der zehnte Kilometer Leiter genauso verhält wie der erste.
Unabhängig von der Maschinengröße ändern sich die mechanischen Aufgaben nie: Drehen Sie den Vorrat, halten Sie die Spannung gleichmäßig, schließen Sie die Drähte an einem festen Punkt und wickeln Sie das Ergebnis auf, ohne es zu verformen. Die Unterschiede zwischen den Maschinentypen sind lediglich unterschiedliche Antworten auf die Frage, wie man die Versorgung drehen kann, ohne den Draht zu belasten.
Der Arbeitszyklus, Schritt für Schritt
Der Zyklus läuft in einer festen Reihenfolge ab und jede Phase schränkt die nächste ein. Wenn eine Stufe instabil ist, verschiebt sich die Schlaglänge, obwohl sich die Motorgeschwindigkeit nicht geändert hat.
- Lohn und Spannung. Die Spulen der Drähte bleiben im Rotor, Bogen oder Käfig montiert. Die Spannung wird durch mechanische Reibung, pneumatische Bremsen oder Tänzerrollen gehalten und bleibt in der Praxis von der vollen bis zur leeren Spule innerhalb weniger Prozent des eingestellten Wertes.
- Drehung. Der Rotor dreht sich mit einer eingestellten Drehzahl. Eine Einzelbogenmaschine fügt pro Umdrehung eine Drehung hinzu. Eine Doppelbogenmaschine trägt zwei Spulen auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors, sodass eine Umdrehung zwei Drehungen hinzufügt und sich die Leistung bei gleicher Geschwindigkeit ungefähr verdoppelt.
- Schließen. Alle Drähte laufen an einer Legeplatte oder einem Schließwerkzeug stromabwärts des Rotors zusammen. Der Abstand zwischen der letzten Führung und diesem Schließpunkt bestimmt, wie allmählich die Drähte zur Helix gebogen werden und damit wie stark der Leiter bearbeitet wird.
- Aufnahme. Eine Winde zieht den Strang mit Schnurgeschwindigkeit und eine Spule wickelt ihn unter kontrollierter Spannung auf. Die Traktion wird in der Regel durch einen Abzug und nicht durch die Rolle selbst gewährleistet, so dass sich der Rollendurchmesser nicht auf die Schlagrichtung auswirkt.
- Rückendrehung. Bei Rückzwirnmaschinen dreht sich jede Spule auch um ihre eigene Achse in die entgegengesetzte Richtung. Dadurch wird ein Großteil der Torsion, die durch die Verseilung in jedem einzelnen Draht entsteht, aufgehoben, was verhindert, dass sich isolierte Paare und feine flexible Leiter nach dem Verlassen der Matrize wehren.
Die Arithmetik, die es zusammenhält, ist kurz. Die Schlaglänge in Millimetern entspricht der Liniengeschwindigkeit in mm pro Minute geteilt durch Drehungen pro Minute, und Drehungen pro Minute entsprechen der Rotordrehzahl multipliziert mit der Anzahl der Bögen. Eine 1250er Doppelbogenmaschine erzeugt bei 600 U/min 1200 Drehungen pro Minute; Bei 60 m/min bzw. 60.000 mm/min ergibt das eine Schlaglänge von 50 mm. Wenn Sie eine der beiden Zahlen ändern, ändert sich auch die Lage – weshalb Geschwindigkeitsrampen beim Anfahren eine häufige Ursache für weiche oder unebene Abschnitte sind.
Schlaglänge, Schlagrichtung und Back Twist: Die Parameter, auf die es ankommt
Nur eine Handvoll Einstellungen ändern tatsächlich den Dirigenten und sie interagieren. Die meisten Strandungsprobleme entstehen dadurch, dass man einen verstellt, ohne die anderen zu beobachten.
| Parameter | Was es kontrolliert | Praktischer Hinweis |
|---|---|---|
| Schlaglänge | Die Distanz, die das Kabel während einer vollständigen Drehung zurücklegt | Kurze Schlaglänge erhöht die Flexibilität und Lebensdauer; Die lange Verlegung verringert Verluste und Übersprechen in Datenkabeln |
| Richtung verlegen | Ob die Helix links (S) oder rechts (Z) verläuft | Entgegengesetzte Lagenrichtungen auf aufeinanderfolgenden Schichten verhindern, dass sich der Leiter aufdreht, und erleichtern den Anschluss |
| Back-Twist-Verhältnis | Wie viel Gegendrehung erhält jede Spule? | Zu wenig hinterlässt eine Resttorsion; Zu viel kann den Strang in der Matrize lockern |
| Rotorgeschwindigkeit | Drehungen pro Minute, daher Leistung bei einer bestimmten Liniengeschwindigkeit | Begrenzt durch Spulenmasse, Luftwiderstand und Lagerqualität und nicht durch den Antrieb |
| Liniengeschwindigkeit | Die Durchzugsgeschwindigkeit durch die Maschine | In Kombination mit rpm definiert es Lay; Rampen müssen auf den Rotor abgestimmt sein |
| Pay-off-Spannung | Drahtposition innerhalb der Litze | Ungleichmäßige Spannung führt zu Vogelkäfigbildung, Durchmesserschwankungen und Kernvorsprüngen |
| Füllfaktor und Chipgröße | Wie eng die Drähte im Querschnitt angeordnet sind | Verdichtete Leiter haben typischerweise einen Durchmesser von etwa 0,9; Eine übergroße Matrize lässt den Strang locker |
Funktionsweise der wichtigsten Verseilmaschinentypen
Der Maschinentyp ergibt sich aus drei Fragen: Wie groß ist der Leiter, wie flexibel muss er sein und wie viel Leistung wird benötigt. Das Funktionsprinzip ist bei allen identisch; Lediglich die Art und Weise, wie die Spulen transportiert werden, ändert sich.
Doppelbogenverseiler: zwei Drehungen pro Umdrehung
Bei einer Doppelbogenmaschine sitzen die Spulen in einem bogenförmigen Rotor. Jede halbe Umdrehung des Bogens befördert eine Spule um die Kabelachse, sodass eine volle Umdrehung zwei Drehungen liefert. Aus diesem Grund dominieren diese Maschinen bei mittleren und feinen Leitern, wo es auf die Leistung ankommt: Eine 1250-Doppelbogen-Verseilmaschine kann sehr hohe Verdrillungsraten erreichen und gleichzeitig den Drahtweg sanft halten. Der Nachteil besteht darin, dass der Bogen präzise ausbalanciert werden muss, da sich bei hoher Geschwindigkeit jede Unwucht sofort in Form von Schlaglängenschwankungen und Spannungsschwankungen bemerkbar macht.
1250 Doppelbogen-Verseilmaschine für die Kabelseelenproduktion Die Doppelbogen-Verseilmaschine 1250 verdrillt Leiter und Fasern zu Kabeladern und liefert zwei Drehungen pro Umdrehung mit ausgeglichener Spannung für mittlere und feine Drähte. Produkt anzeigen → Back-Twist-Pair-Verseiler: Entwickelt für Daten und flexible Kerne
Eine Back-Twist-Pair-Verseilmaschine dreht jede Spule gegen die Richtung des Hauptrotors. Die einzelnen isolierten Adern kommen daher nahezu ohne gespeicherte Torsion am Schließpunkt an, was bei LAN- und Datenkabeln, Roboterarmkabeln und Schleppkettenkabeln am wichtigsten ist. Es gibt horizontale und vertikale Versionen, da die Werkstattaufteilung und der Kabelweg entscheiden, welche Maschine passt: Eine horizontale Maschine eignet sich für lange, gerade Abnahmestrecken, während ein vertikaler Rahmen Platz spart und leichte, feine Kerne handhabt. Wenn Sie das Rückdrehungsverhältnis falsch einstellen, öffnet sich das Paar entweder nach der Matrize oder dreht sich im nächsten Vorgang wieder um sich selbst.
Horizontale/vertikale Back-Twist-Pair-Verseilmaschine für Datenkabel Eine Rückdreh-Abwickel- und Paarverdrillmaschine für isolierte Datenkabeladern; Die Gegenrotation reduziert die gespeicherte Torsion vor dem Schließen und unterstützt Cat-5/6- und HDMI 2.1-Funktionen. Produkt anzeigen → Planetenverseilmaschinen: viele Spulen, minimale Belastung
Ein Planetenverseiler trägt seine Spulen in einem großen Käfig, der sich als Ganzes dreht, sodass jede Spule eine feste Ausrichtung relativ zum Kabel behält. Der Drahtweg ist lang und sanft, genau das, was große Stromleiter, sektorförmige Leiter und Stahl- oder Aluminiumdrahtsätze benötigen. Die Maschine ist langsamer als eine Bogenverseilmaschine, verarbeitet aber schwere Spulen, große Querschnitte und Materialien, die keine starke Biegung vertragen. Dies ist auch die übliche Wahl, wenn der Strang metallurgisch ungestört bleiben muss.
Planetenverseilmaschine für komplexe Präzisionskabel Planetenverseilmaschine mit käfigmontierten Spulen für schonende Drahtführung, geeignet für große Stromleiter und komplexe Präzisionskabel, die geometrische Symmetrie und ein geringes Restdrehmoment erfordern. Produkt anzeigen → Ausleger-Einzelverseilmaschinen und Dreifachverseilmaschinen füllen die Lücken an beiden Enden des Sortiments. Eine freitragende Einzelverseilmaschine ist kompakt und lässt sich leicht einfädeln, was für kurze Auflagen und häufige Umrüstungen geeignet ist. Eine Dreifachverseilmaschine führt drei Verdrillungsvorgänge in einem einzigen Durchgang durch die Maschine durch. Dies ist eine praktische Möglichkeit, einen dichten, kompakten Leiter herzustellen, ohne das Kabel durch drei separate Leitungen zu verlegen.
Das dahinter stehende Funktionsprinzip wird hier ausführlicher erläutert umfassende Anleitung zu Kabelverseilmaschinen , einschließlich der Interaktion der Schlaglänge mit jeder Maschinenfamilie.
Wenn die Arbeitsparameter schief gehen
Die meisten Verseilungsfehler lassen sich auf eine von fünf Ursachen zurückführen, und das Symptom weist in der Regel direkt auf die Ursache hin.
- Vogelkäfig, Wenn sich Drähte zwischen der Matrize und dem Aufwickler öffnen, bedeutet dies fast immer, dass die Abzugsspannung ungleichmäßig ist oder eine Spule schleift.
- Lose oder weiche Abschnitte in einem ansonsten guten Leiter entstehen normalerweise durch eine Geschwindigkeitsrampe während des Startvorgangs oder durch eine Spule, die ihr Ende erreicht hat und die Spannung verloren hat.
- Ungleichmäßige Schlaglänge entlang der Rolle deutet auf einen Schlupf der Spindel, einen verschlissenen Abzugsriemen oder eine Aufwickelspannung hin, die mit steigender Spulenfüllung zunimmt.
- Aufdrehen des Leiters nach dem Stanzen weist auf eine zu geringe Rückdrehung oder eine Schlagrichtung hin, die der nachfolgenden Schicht entgegenwirkt.
- Abgeflachte oder markierte Drähte sind ein Matrizenproblem: eine zu enge Schließmatrize, eine eingekerbte Führung oder ein Drahtpfad, der sich in der Nähe des Rotors zu stark biegt.
Anpassen der Maschine an das von Ihnen gebaute Kabel
Das gleiche Prinzip führt je nach Kabel zu sehr unterschiedlichen Maschinen. Dies ist der Teil, den es wert ist, mit Ihrer eigenen Produktliste zu vergleichen, bevor Sie etwas angeben.
| Kabel oder Leiter | Typische Konfiguration | Warum es passt |
|---|---|---|
| Roboterarm und Schleppkettenkabel | Back-Twist-Pair-Verseilmaschine, kurzer Schlag, hohes Back-Twist-Verhältnis | Flexible Kerne benötigen eine geringe Resttorsion, um Millionen von Biegezyklen zu überstehen |
| LAN- und Datenkabel | Back-Twist-Pair-Verseilmaschine mit enger Schlagtoleranz | Die Paargeometrie muss stabil bleiben, um Übersprechen und Impedanzdrift zu verhindern |
| Automobil- und EV-Kabel | Doppelbogenverseilmaschine mit Verdichtungsmatrize | Hohe Leistung bei mittleren Querschnitten, gleichbleibender Durchmesser für die Isolierung |
| Sektorleiter des Stromkabels | Planetenstrander mit großem Käfig | Schwere Spulen und große Querschnitte benötigen einen langen, schonenden Drahtweg |
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Verseilen und Bündeln?
Beim Verseilen werden sowohl Schlaglänge als auch Schlagrichtung bewusst gesteuert, sodass die Leitergeometrie definiert und wiederholbar ist. Durch das Bündeln können die Drähte ihre eigene zufällige Lage ohne Rückdrehung einnehmen, was schneller und kostengünstiger ist, aber zu einem weniger runden und weniger vorhersehbaren Leiter führt.
Wie berechne ich die Schlaglänge?
Teilen Sie die Liniengeschwindigkeit durch Drehungen pro Minute. Da eine Doppelbogenmaschine zwei Drehungen pro Umdrehung hinzufügt, beträgt ihre effektive Drehung pro Minute das Doppelte der Rotordrehzahl – bedenken Sie diesen Faktor, bevor Sie zwei Maschinen auf dem Papier vergleichen.
Warum entdrillt sich ein mehrdrähtiger Leiter, nachdem er die Matrize verlassen hat?
Die Drähte tragen immer noch eine gespeicherte Torsion durch die Verdrehung. Durch die Rückwärtsdrehung wird das meiste davon entfernt. Wenn sich die Litze öffnet oder zurückspringt, erhöhen Sie das Rückdrehverhältnis schrittweise und überprüfen Sie die Schlagrichtung der folgenden Schicht.
Kann eine Verseilmaschine sowohl starre als auch flexible Leiter verarbeiten?
Nur in Grenzen. Eine Rückdrehmaschine kann beides betreiben, aber die Schlaglänge und das Rückdrehverhältnis, die Sie für ein flexibles Kabel benötigen, unterscheiden sich stark von denen für einen kompakten Stromleiter. In der Praxis teilen die meisten Anlagen die Arbeit zwischen einer Back-Twist-Pair-Verseilmaschine und einer Bogen- oder Planetenmaschine auf, anstatt bei einer Maschine Kompromisse einzugehen.
Das Funktionsprinzip einer Verseilmaschine ändert sich nie: Drehen Sie den Vorrat, halten Sie die Spannung gleichmäßig, schließen Sie die Drähte an einem bekannten Punkt und ziehen Sie das Ergebnis mit einer Geschwindigkeit ab, die den Schlag fixiert. Was sich ändert, ist die Art und Weise, wie die Spulen transportiert werden, und diese einzelne Designentscheidung bestimmt die Leitergrößen, Materialien und Flexibilitätsgrade, die eine Maschine bedienen kann. Passen Sie diese Entscheidung zunächst an Ihre Kabelliste an, und die Parametereinstellungen werden zu einer Frage der routinemäßigen Abstimmung und nicht mehr zum Rätselraten.
Newtopp baut seit 2004 Kabelausrüstung und umfasst Extrusions-, Verseil- und Bandagierlinien von einem Fertigungsstandort aus. Dies hilft, wenn ein Leiter von der Verseilmaschine in den nächsten Prozess laufen muss, ohne dass Toleranzen zwischen den Lieferanten schwanken.
