DE102012003078A1

DE102012003078A1 - Schnellverseilmaschine

Info

Publication number: DE102012003078A1
Application number: DE201210003078
Authority: DE
Inventors: Günter Franz; Gerhard Zeitz; Markus Haack; Dirk Ziem
Original assignee: SKET VERSEILMASCHB GmbH; SKET VERSEILMASCHINENBAU GmbH
Current assignee: SKET VERSEILMASCHB GmbH; SKET VERSEILMASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: DE102012003078B4

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Schnellverseilmaschine (1), mit einem umlaufenden Verseilkörper (2), und mit wenigstens einem konzentrisch zur Rotationsachse (5) des Verseilkörpers (2) angeordneten und in besagter Rotationsachse (5) mittels zumindest einer Lagerachse (9, 10) am Verseilkörper (2) relativ zu diesem drehbar gelagerten Spulenträger (6), der seinerseits wiederum wenigstens eine an demselben drehbar gelagerte Ablaufspule (11) für langgestrecktes Verseilgut (12) aufweist. Vorteilhaft ist dem Spulenträger (6) eine Rückdreheinheit (17) zugeordnet, die durch wenigstens eine in der gemeinsamen Rotationsachse (5) des Verseilkörpers (2) und des Spulenträgers (6) auf der zumindest einen Lagerachse (9, 10) des Spulenträgers (6), am Spulenträger (6) und/oder am Verseilkörper (2) drehgelagerte Gewichtsmasse (16) nach Art eines Gegengewichts mit einem Massenschwerpunkt „S” unterhalb der gemeinsamen Rotationsachse (5) gebildet ist, wobei die Gewichtsmasse (16) über zumindest einen Elektromotor (18, 18') drehmomentabstützend mit dem Spulenträger (6) wirkverbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellverseilmaschine, mit einem umlaufenden Verseilkörper, und mit wenigstens einem konzentrisch zur Rotationsachse des Verseilkörpers angeordneten und in besagter Rotationsachse mittels zumindest einer Lagerachse am Verseilkörper relativ zu diesem drehbar gelagerten Spulenträger der seinerseits wiederum wenigstens eine an demselben drehbar gelagerte Ablaufspule für langgestrecktes Verseilgut aufweist, wobei dem Spulenträger eine Rückdreheinheit zur Verstellung einer maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule bei stillstehendem Spulenträger ablaufenden Verseilgutes zugeordnet ist, und wobei die besagte Verstellung der Rückdrehung durch Rotation des Spulenträgers samt Ablaufspule um die Rotationsachse in die eine oder andere Drehrichtung bewirkbar ist.
Der Verseilprozess ist eine Verformung langgestreckten Verseilgutes, wie insbesondere Drähte, Litzen und/oder Adern (hier weiter ohne Einschränkung der generellen Gültigkeit als Verseilgut oder Drähte bezeichnet), durch Biegung und Torsion. Durch die Wahl des Verseilverfahrens und der Verseilmaschine kann die Torsionsverformung reduziert werden. Insbesondere für die Verseilung von Stahl-Drähten verwendet man aus diesem Grunde Verseilverfahren mit einer Rückdrehung der Drähte. Die leistungsfähigsten Maschinen mit einer Rückdrehung von 360° pro Schlaglänge sind Schnellverseilmaschinen, insbesondere sogenannte Rohr-Schnellverseilmaschinen, deren Verseilkörper durch ein umlaufendes Rohr gebildet ist. Die hierbei vorgesehene Aufnahme der das Verseilgut tragenden Ablaufspulen in sogenannten „pendelnden” Spulenträgern bzw. Spulenrahmen im Rohrzentrum ist eine konstruktiv einfache Lösung und erlaubt sehr hohe Rohrdrehzahlen. Die besagte „pendelnde” Lagerung wird dadurch erreicht, dass der Schwerpunkt des Spulenträgers unterhalb der Rotationsachse des Verseilkörpers angeordnet ist. Dabei wird insbesondere eine mit dem Spulenträger um die besagte Rotationsachse des Verseilkörpers drehfest verbundene Gewichtsmasse bzw. ein Gegengewicht zur Anwendung gebracht (vgl. z. B. DE 27 24 419 C2 ). Das Gegengewicht sollte dabei vorteilhafterweise eine derart hohe Masse aufweisen, dass eine Rotationsbewegung des Spulenträgers und vorzugsweise auch eine pendelnde Hin- und Her-Bewegung desselben weitestgehend vermieden ist.
Die Rohr-Schnellverseilmaschinen sind insbesondere aufgrund ihrer hohen Rotordrehzahlen respektive Verseilgeschwindigkeiten besonders in den ersten Verseilstufen die dominierende Ausrüstung in jedem Drahtseilwerk. Die Rückdrehung von exakt 360° pro Schlaglänge führt aber in der Praxis besonders bei großen Schlagwinkeln, wie sie im letzten Verseilprozess von Stahlseilen, dem Seilschlagen gewählt werden, nicht zum torsionsfreien Verformungszustand. Dieser ergibt sich bei einer mit dem „cos α” nach der Bedingung „R = 2π·cos α” korrigierten Rückdrehung „R”. Deshalb werden für diesen qualitätsbeeinflussenden, letzten Verseilprozess nicht Rohr-Schnellverseilmaschinen, sondern Korbverseilmaschinen mit variabler Rückdrehung „R” (beispielsweise R = 2π ± 1% bis 10%) zum Einsatz gebracht, bei denen die Rückdrehachsen der Spulenträger parallel oder schräg zur Mitten- bzw. Rotationsachse des Verseilkorbes angeordnet sind ( DE 929 346 C , DD 0153 268 A1 ). Korbverseilmaschinen mit dieser Eigenschaft sind im Vergleich zu Rohr-Schnellverseilmaschinen sehr kostenintensive und langsam laufende Maschinen. Beispielsweise kann eine 6-spulige Maschine der Größe 630 (630 = 630 mm Spulendurchmesser) als Korbverseilmaschine mit Umlaufgeschwindigkeiten des Verseilkorbes von 80–100 U min^–1, die Rohr-Schnellverseilmaschine jedoch mit Umlaufgeschwindigkeiten des Verseilrohres von 600–1000 U min^–1 drehen.
Seitens der Seilhersteller besteht der Bedarf nach kostengünstigen, schnelldrehenden Verseilmaschinen, demgemäß Schnellverseilmaschinen, die in ihren Rückdreheigenschaften so ausgerüstet sind, dass sie eine im Bereich von „R 2π ± 1% bis 10%” variabel einstellbare Rückdrehung „R” des Verseilgutes bieten, ohne die Vorteile der hohen Verseildrehzahl und des einfachen konstruktiven Aufbaus aufzugeben.
Eine Schnellverseilmaschine mit variabler Rückdrehung ist bereits aus der DE 1 047 678 A bekannt. Sie verfügt über Rückdreheinheiten, die ihrerseits durch je einen Elektromotor gebildet sind, welcher einen Spulenträger antreibt. Der Elektromotor respektive dessen Statur ist am Gehäuse des Verseilkörpers, hier als Umlaufkörper bezeichnet, befestigt. Der Läufer respektive Rotor ist mit dem Spulenträger verbunden. Demgegenüber können auch der Stator am Spulenträger und der Rotor am Verseilkörper befestigt sein. Um die Lage der Spulenträger im Raume beizubehalten, müssen diese bei jeder Drehung des umlaufenden Verseilkörpers um 360° zurückgedreht werden. Dies wird dadurch erreicht, dass sowohl der Hauptantriebsmotor des Verseilkörpers als auch der Spulenträgermotor mit einem Tachodynamometer versehen sind. Diese liefern bei ihrem Umlauf einen Kontrollstrom an eine Regelanlage, in welcher der durch den Kontrollstrom gegebene Messwert der Drehzahl mit einem Sollwert verglichen wird. Dadurch ergibt sich ein Regelimpuls, durch den die Drehzahl konstant gehalten wird. Darüber hinaus kann die Regelanlage durch ein Potentiometer von Hand so beeinflusst werden, dass sich eine Änderung des Drehzahlsollwertes für jeden Spulenträgermotor ergibt, so dass die Rückdrehung jedes Spulenträgers im positiven oder negativen Sinne geändert werden kann. Eine Schnellverseilmaschine mit derartigen Rückdreheinheiten ist äußerst kompliziert und kostenintensiv. Da sich entweder der Stator oder der Rotor des Elektromotors einer jeden Rückdreheinheit im rotierenden System bzw. Fliehkraftfeld befindet und mit der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit des Verseilkörpers rotiert, unterliegen diese erheblichen Fliehkräften, woraus erhöhter Verschleiß an insbesondere Lagerungen zu verzeichnen ist. Die Lagerungen müssen eine entsprechende Auslegung erfahren, welche insbesondere mit erhöhten Materialkosten und/oder erhöhtem Bauraum einhergeht. Ferner wird die Steuerung der Spulenträgermotoren als äußerst kompliziert eingeschätzt. Im Falle eines etwaigen Defekts des Spulenträgermotors besteht die Gefahr, dass der Spulenträger mit der Rotationsgeschwindigkeit des Verseilkörpers dreht und sich die Ablaufspule samt Verseilgut äußerst nachteilig vom Spulenträger lösen und hohen Schaden verursachend geschossartig aus dem Verseilkörper austreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiter verbesserte Schnellverseilmaschine der eingangs formulierten Gattung zu schaffen, welche unter der Voraussetzung des sicheren Betreibens der Verseilmaschine mit im Hinblick auf den Stand der Technik geringerem maschinen- und regelungstechnischen Aufwand eine bedarfsgerechte Verstellung der Rückdrehung des von zumindest einer Ablaufspule ablaufenden Verseilgutes ermöglicht.
Ausgehend von einer Schnellverseilmaschine, mit einem umlaufenden Verseilkörper, und mit wenigstens einem konzentrisch zur Rotationsachse des Verseilkörpers angeordneten und in besagter Rotationsachse mittels zumindest einer Lagerachse am Verseilkörper relativ zu diesem drehbar gelagerten Spulenträger, der seinerseits wiederum wenigstens eine an demselben drehbar gelagerte Ablaufspule für langgestrecktes Verseilgut aufweist, wobei dem Spulenträger eine Rückdreheinheit zur Verstellung einer maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule bei stillstehendem Spulenträger ablaufenden Verseilgutes zugeordnet ist, und wobei die besagte Verstellung der Rückdrehung durch Rotation des Spulenträgers samt Ablaufspule um die Rotationsachse in die eine oder andere Drehrichtung bewirkbar ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rückdreheinheit durch wenigstens eine in der gemeinsamen Rotationsachse des Verseilkörpers und des Spulenträgers auf der zumindest einen Lagerachse des Spulenträgers, am Spulenträger und/oder am Verseilkörper drehgelagerte Gewichtsmasse nach Art eines Gegengewichts mit einem Massenschwerpunkt „S” unterhalb der gemeinsamen Rotationsachse gebildet ist, welche über zumindest einen Elektromotor drehmomentabstützend mit dem Spulenträger wirkverbunden ist.
Durch diese Maßnahme ist zur Ermöglichung einer bedarfsgerechten Verstellung der Rückdrehung des Verseilgutes wenigstens einer Ablaufspule vorteilhaft zumindest ein an sich bekannter elektromotorischer Antrieb mit einer „pendelnden” Lagerung des Spulenträgers in der Rotationsachse des Verseilkörpers unter Vermittlung besagten Antriebs kombiniert. Die Rückdreheinheit, gebildet durch zumindest einen Elektromotor und wenigstens eine Gewichtsmasse, bleibt weitestgehend unbeeinflusst von den hohen Umlaufgeschwindigkeiten des Verseilkörpers und kann dementsprechend kostengünstig ausgelegt werden, da sie sich außerhalb des Fliehkraftfeldes des Verseilkörpers befindet. Allein durch Betreiben des zumindest einen Elektromotors, dessen Drehmoment gegen die wenigstens eine Gewichtsmasse abgestützt ist, kann die Verstellung der Rückdrehung des Verseilgutes durch Rotation des Spulenträgers in die eine oder andere Drehrichtung bewirkt werden.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach weist der zumindest eine Elektromotor bekanntermaßen einen Stator und einen Rotor auf, wobei entweder der Stator am Spulenträger und der Rotor an der Gewichtsmasse oder der Rotor am Spulenträger und der Stator an der Gewichtsmasse mittel- oder unmittelbar befestigt oder abgestützt sind. Ist der Stator am Spulenträger und der Rotor an der Gewichtsmasse angeordnet, ist beispielsweise die Versorgung des Elektromotors mit Elektroenergie vereinfacht; im umgekehrten Fall wäre noch eine Übertragung besagter Elektroenergie mittels Schleifringe zur Gewichtsmasse erforderlich. Ist der mit einer relativ hohen Masse behaftete Stator an der Gewichtsmasse befestigt, kann dieser vorteilhaft gleichzeitig zur Erzielung der für das System erforderlichen Gewichtsmasse (Gesamtmasse) beitragen. Beide Varianten bieten demgemäß bestimmte Vorteile, die den Fachmann in die Lage versetzen, je nach dem, welcher Vorteil favorisiert wird, zu wählen. Weiter vorteilhaft kann dem zumindest einen Elektromotor eine Getriebeanordnung zugeordnet sein, vermittels derer im Zusammenwirken mit dem Elektromotor die Verbindung zwischen dem Spulenträger und der Gewichtsmasse erreicht wird. Besagte Getriebeanordnung ermöglicht die Verwendung eines kostengünstigen und mit hohen Drehzahlen betriebenen Elektromors, der überwiegend eine geringe Eigenmasse aufweist und dessen hohe Antriebsdrehzahl auf eine weit geringere Abtriebsdrehzahl übersetzt werden kann. Die Getriebeanordnung kann dabei in einer bevorzugten Ausführungsform einen kostengünstigen Zugmitteltrieb umfassen, der überdies eine geringe Eigenmasse aufweist. Weiterhin kann dem wenigstens einen Elektromotor und/oder der Getriebeanordnung vorteilhaft eine Feststellvorrichtung zur drehfesten, jedoch lösbaren Verbindung des Spulenträgers mit der zumindest einen Gewichtsmasse zugeordnet sein. Eine solche Feststellvorrichtung, beispielsweise eine an sich bekannte Motorbremse, kann dann erforderlich sein, wenn zur Gewährleistung einer 100%igen (360°) Rückdrehung der Spulenträger feststehen muss, der Spulenträger samt Ablaufspule in sich ausgewuchtet ausgebildet ist und das Selbsthemmungsvermögen des Elektromotors und/oder der Getriebeanordnung nicht ausreichen. Des Weiteren ist die zumindest eine Gewichtsmasse bevorzugt derart ausgelegt, dass sie in jedem Betriebszustand des Verseilkörpers, des Spulenträgers und des zumindest einen Elektromotors, gegebenenfalls einhergehend mit einer Rotationsbewegung des Spulenträgers um besagte Rotationsachse, ihre momentabstützende Lage mit einem Massenschwerpunkt unterhalb der Rotationsachse des Verseilkörpers und des Spulenträgers beibehält. Durch diese Maßnahme ist für jeden Betriebszustand der Verseilmaschine verhindert, dass die Gewichtsmasse in nachteiliger Weise selbst in Rotation versetzt wird. Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann der Verseilkörper durch ein an sich bekanntes umlaufendes Verseilrohr, durch einen an sich bekannten umlaufenden Verseilkäfig oder durch einen oder mehrere an sich bekannte umlaufende Verseilbügel gebildet sein, wodurch ein breites Anwendungsfeld bezüglich der erfindungswesentlichen Rückdreheinheit gegeben ist. Wie die Erfindung noch vorsieht, kann der wenigstens eine Elektromotor elektrisch oder berührungslos mit einer speicherprogrammierbaren Steuer- und Regeleinheit verbunden sein, vermittels welcher komfortabel die gewünschte Rückdrehung des Verseilgutes einstellbar, auch während des Verseilprozesses veränderbar sowie überwachbar ist. So kann der zumindest eine Elektromotor in Abhängigkeit der aktuellen Umlaufgeschwindigkeit des Verseilkörpers vorteilhaft derart betreibbar sein, dass ausgehend von der maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule bei stillstehendem Spulenträger ablaufenden Verseilgutes eine Verstellung der Rückdrehung des Verseilgutes von etwa ±1–10%, vorzugsweise etwa ±5–6% bewirkbar ist. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise in Abhängigkeit vom aktuell zu verzeichnenden Werkstoff des zu verarbeitenden Verseilgutes in weiten Grenzen auf die Qualität des zu fertigenden Verseilverbandes Einfluss genommen werden. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Spulenträger der Schnellverseilmaschine einzeln, in Gruppen oder in ihrer Gesamtheit bezüglich der gewünschten Verstellung der Rückdrehung betätigbar respektive deren Elektromotoren ansteuerbar sind. Auch diese Maßnahme ermöglicht es, komfortabel auf die Qualität des zu fertigenden Verseilverbandes Einfluss zu nehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 äußerst schematisch eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schnellverseilmaschine mit einem rohrförmigen Verseilkörper und einer Mehrzahl innerhalb desselben axial hintereinander angeordneter Spulenträger mit je einer Ablaufspule,
2 eine Detailansicht eines Abschnitts der Schnellverseilmaschine nach 1, mit einem Spulenträger, und
3 im Hinblick auf 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Spulenträgers der Schnellverseilmaschine.
1 zeigt zunächst eine Schnellverseilmaschine 1 mit einem im Betrieb derselben umlaufenden Verseilkörper 2, der vorliegend rohrförmig ausgebildet ist. Der Verseilkörper 2 respektive das durch denselben gebildete Verseilrohr ist einenends, d. h. antriebsseitig (links der Zeichnungsfigur 1) in einem Antriebständer 3 mittels eines an sich bekannten und demgemäß im Detail nicht näher dargestellten Wälzlagers sowohl radial als auch axial abgestützt und mittels eines an sich bekannten und demgemäß nicht näher dargestellten Antriebs, insbesondere Elektroantriebs drehangetrieben. In Abhängigkeit der Länge des Verseilkörpers 2 sind ein oder mehrere weitere Lagerständer 4 als Loslager vorgesehen, die ausschließlich der radialen Abstützung des Verseilkörpers 2 dienen.
Konzentrisch zur Rotationsachse 5 des rohrförmigen Verseilkörpers 2 sind innerhalb desselben mehrere axial hintereinander angeordnete Spulenträger 6 vorgesehen. Die Spulenträger 6 sind ihrerseits in besagter Rotationsachse 5 relativ zum Verseilkörper 2 drehbar gelagert. Der Verseilkörper 2 verfügt insoweit über axial gegenüberliegende Querstege 7 oder Querwände mit je einem Wälzlager 8 in denen jeweils eine mit einem Spulenträger 6 drehfest verbundene Lagerachse 9, 10 drehgelagert ist. Innerhalb eines jeden Spulenträgers 6 ist eine Ablaufspule 11 für langgestrecktes Verseilgut 12, insbesondere für einen Draht, eine Litze oder eine Ader, drehbar gelagert. Die Drehachse 13 der Ablaufspule 11 ist vorliegend orthogonal zur Rotationsachse 5 des Verseilkörpers 2 und des Spulenträgers 6 angeordnet. Während des Betriebs der Schnellverseilmaschine 1 wird das jeweils von den Ablaufspulen 11 ablaufende bzw. mittels eines an sich bekannten, nicht zum unmittelbaren Erfindungsgegenstand gehörenden und demgemäß nicht zeichnerisch dargestellten Abzuges abgezogene Verseilgut 12 zunächst zur Mitte des rohrförmigen Verseilkörpers 2 durch entsprechende Führungsbohrungen 14 (3) in der Lagerachse 10 hindurch und dann zur Außenseite des Verseilkörpers 2 geführt. Danach wird das Verseilgut 12 entlang der Außenseite des Verseilkörpers 2 mittels an sich bekannter, nicht zeichnerisch dargestellter Führungsnippel zum Verseilpunkt 15 der Schnellverseilmaschine 1 geleitet sowie innerhalb des Verseilpunktes 15 bestimmungsgemäß verseilt und gelangt schließlich über besagten Abzug zu einem ebenfalls an sich bekannten und demgemäß nicht zeichnerisch dargestellten Aufwickler der Schnellverseilmaschine 1.
Wie bereits einleitend ausgeführt, können nach dem Stand der Technik ( DE 27 24 419 C2 ) die Spulenträger 6 innerhalb des Verseilkörpers 2 sozusagen „pendelnd” gelagert sein, indem der Schwerpunkt des Spulenträgers 6 mittels einer zusätzlichen Gewichtsmasse 16, insbesondere in Form eines Gegengewichtes, unterhalb der Rotationsachse 5 des Verseilkörpers 2 bzw. des Spulenträgers 6 angeordnet wird. Die Gewichtsmasse 16 ist dabei derart ausgefegt, dass Rotationsbewegungen des Spulenträgers 6 samt Ablaufspule 11 während des Betreibens der Schnellverseilmaschine 1 bzw. dessen rohrförmigen Verseilkörpers 2 verhindert sind, Aufgrund des demgemäß im Betrieb der Schnellverseilmaschine 1 stillstehenden Spulenträgers 6 ist maschinen- und verfahrenstechnisch bedingt eine weitestgehend 100%ige (360°) Rückdrehung des von der jeweiligen Ablaufspule 11 ablaufenden Verseilgutes 12 zu verzeichnen, wodurch vorteilhaft Torsionsverformungen desselben vermieden werden sollen. Die Rückdrehung von 360° pro Schlaglänge führt erfahrungsgemäß in der Praxis besonders bei großen Schlagwinkeln, wie sie im letzten Verseilprozess von Stahlseilen, dem Seilschlagen gewählt werden, nicht zum torsionsfreien Verformungszustand.
Die vorgeschlagene und in den 1 bis 3 dargestellte Schnellverseilmaschine 1 ermöglicht neben einer weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des Verseilgutes 12 eine davon abweichende, vorzugsweise in vorbestimmten Grenzen variabel einstellbare Rückdrehung des Verseilgutes 12, indem vorliegend einem jeden Spulenträger 6 der Schnellverseilmaschine 1 eine Rückdreheinheit 17 zur Verstellung einer maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von den Ablaufspulen 11 bei stillstehenden Spulenträgern 6 ablaufenden Verseilgutes 12 zugeordnet ist.
Die Rückdreheinheit 17 ist entgegen dem Stand der Technik vorteilhafterweise nicht mehr im Fliehkraftfeld des umlaufenden Verseilkörpers 2 der Schnellverseilmaschine 1 angeordnet und somit auch nicht mehr den herkömmlich zu verzeichnenden hohen Beanspruchungen infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeiten des Verseilkörpers 2 ausgesetzt. Die Grundidee der Verstellung der Rückdrehung durch Rotation des jeweiligen Spulenträgers 6 samt Ablaufspule 11 um die Rotationsachse 5 in die eine oder andere Drehrichtung wird jedoch beibehalten.
Zur Bewerkstelligung der besagten variabel einstellbaren Rückdrehung des Verseilgutes 12 ist die Rückdreheinheit 17 zum einen durch wenigstens eine in der gemeinsamen Rotationsachse 5 des Verseilkörpers 2 und des Spulenträgers 6 bevorzugt auf einer der Lagerachsen 9, 10, vorliegend auf der ablaufseitig des Verseilgutes 12 angeordneten Lagerachse 10 des Spulenträgers 6 drehgelagerte Gewichtsmasse 16 nach Art eines Gegengewichts mit einem Massenschwerpunkt „S” gebildet, der seinerseits unterhalb der gemeinsamen Rotationsachse 5 angeordnet ist. Zum anderen ist zumindest ein Elektromotor 18 vorgesehen, der wiederum drehmomentabstützend mit dem Spulenträger 6 wirkverbunden ist. Der Elektromotor 18 kann nach Art einer an sich bekannten Synchron- oder Asynchronmaschine ausgebildet sein. Statt auf einer der Lagerachsen 9, 10 kann besagte Gewichtsmasse 16 innerhalb der Rotationsachse 5 selbstverständlich auch unmittelbar am Spulenträger 6 oder am Verseilkörper 2 respektive an einem Quersteg 7 desselben drehgelagert sein. Eine Kombination besagter Lagerungsmöglichkeiten ist durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst (nicht zeichnerisch dargestellt).
Gemäß dem in den 1 und 2 äußerst schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein einziger Elektromotor 18 vorgesehen, dessen an sich bekannter und demgemäß im Detail nicht näher dargestellter Stator üblicherweise über das denselben tragende Motorgehäuse 19 am Spulenträger 6 befestigt ist. Der Rotor des Elektromotors 18 ist über eine Getriebeanordnung 20 mit der auf der Lagerachse 10 drehgelagerten Gewichtsmasse 16 wirkverbunden. Die besagte Getriebeanordnung 20 ist vorliegend durch einen Zugmitteltrieb mit einer ersten am Rotor befestigten Riemenscheibe 21 und einer zweiten koaxial zur Rotationsachse 5 angeordneten und mit der Gewichtsmasse 16 drehfest verbundenen Riemenscheibe 22 gebildet. Die Riemenscheiben 21, 22 sind untereinander mittels eines Treibriemens 23 (3), beispielsweise eines Zahnriemens oder Keilriemens, wirkverbunden.
Statt besagtem Zugmitteltrieb ist auch jedwede andere an sich bekannte geeignete Getriebeanordnung 20 zur Übertragung und gegebenenfalls Über- vorzugsweise Untersetzung eines vom Elektromotor 18 auf vorliegend die Gewichtsmasse 16 zu überfragendes Drehmoment denkbar und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst. So kann die Getriebeanordnung 20 auch ein an sich bekanntes Zahnradgetriebe umfassen. Ferner kann der Elektromotor 18 selbst als an sich bekannter Getriebemotor ausgebildet sein, bei dem das Getriebe in das Motorgehäuse 19 integriert ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
Bevorzugt ist der Spulenträgers 6 samt Ablaufspule 11 und Elektromotor 18 derart ausgelegt, dass derselbe sich in einem in sich ausgewuchteten Zustand befindet, welches mittels an sich bekannter Ausgleichsgewichte bewerkstelligt werden kann (nicht zeichnerisch dargestellt). Ein mit Ablaufspule 11 und Elektromotor 18 bestückter und in seiner Gesamtheit in sich ausgewuchteter Spulenträger 6 ermöglicht bei Bedarf eine leichte Drehung desselben um die Rotationsachse 5.
Die in 3 dargestellte Schnellverseilmaschine 1 unterscheidet sich zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass statt nur eines Elektromotors 18 zwei radial gegenüberliegend angeordnete Elektromotoren 18, 18' Verwendung finden, die ihrerseits über eine gemeinsame Getriebeanordnung 20 mit Treibriemen 23 mit der Gewichtsmasse 16 wirkverbunden sind. Durch diese Maßnahme ist zum einen das Auswuchten des Spulenträgers 6 vereinfacht. Zum anderen wird ein auf den Spulenträger 6 mittels der Elektromotoren 18, 18' bei Bedarf aufzubringendes Drehmoment auf besagte Elektromotoren 18, 18' gleichmäßig verteilt, wodurch diese mit einer geringeren Leistung ausgelegt werden und in der Folge leichter bauen können, woraus wiederum insbesondere Kosteneinsparungen resultieren. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf einen oder zwei Elektromotoren 18, 18' sondern erfasst auch eine Rückdreheinheit 17, die mehr als zwei, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte Elektromotoren 18, 18', ... aufweist (nicht zeichnerisch dargestellt).
Die Versorgung des/r Elektromotors/en 18, 18' mit elektrischer Energie von außerhalb der Schnellverseilmaschine 1 erfolgt gemäß den 1 bis 3 mittels an sich bekannter Schleifringstrukturen 24. Demgegenüber kann es auch angezeigt sein und ist durch die Erfindung mit erfasst, eine separate Versorgung der Elektromotoren 18, 18' mit elektrischer Energie mittels Akkumulatoren vorzusehen, die am Spulenträger 6 angeordnet sind und vorteilhaft gleichzeitig einen Unwuchtausgleich bewirken können (nicht zeichnerisch dargestellt). Ebenso kann es von Vorteil sein, derartige Akkumulatoren gleichzeitig als Gewichtsmasse 16 zu verwenden. Dies macht insbesondere dann Sinn, wenn gemäß einer weiteren, hier nicht näher dargestellten Ausgestaltungsvariante der Schnellverseilmaschine 1 ein oder mehrere Elektromotoren 18, 18' statt am Spulenträger 6 an der Gewichtsmasse 16 fest angeordnet und im Sinne der Erfindung gleichwirkend über besagte Getriebeanordnung 20 mit dem Spulenträger 6 wirkverbunden sind. Das Aufladen der Akkumulatoren kann im Stillstand der Schnellverseilmaschine 1 oder auch nach bereits bewährter Technik drahtlos mittels beispielsweise Magnetspulen erfolgen, die eine drahtlose Übertragung des Ladestroms von außerhalb der Schnellverseilmaschine 1 zum innerhalb des drehenden Systems derselben angeordneten Akkumulator ermöglichen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 in ihrer Funktion beschrieben.
Gesetzt den Fall, die Schnellverseilmaschine 1 soll mit 100%iger (360°) Rückdrehung des zu verseilenden Verseilgutes 12 arbeiten, so ist es erforderlich, dass die Spulenträger 6 während des Verseilvorganges weitestgehend stillstehen („pendelnde” Lagerung) bzw. in ihrer einmal eingestellten Lage verharren. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass der oder die Elektromotoren 18, 18' derart ständig bestromt werden, dass diese über die Getriebeanordnung 20 eine drehfeste Verbindung zwischen dem jeweiligen Spulenträger 6 und der zugeordneten Gewichtsmasse 16 bewirken. Eine Relativbewegung zwischen denselben ist vermieden. Ist man bestrebt, den Bedarf an Elektroenergie zu mindern, kann diese Wirkung auch erzielt werden, indem dem Elektromotor 18, 18' und/oder der Getriebeanordnung 20 eine elektrisch oder elektromechanisch oder auch rein mechanisch betriebene Feststellvorrichtung 25 zugeordnet wird, die ihrerseits besagte Relativbewegung verhindert (vgl. insbes. 1 und 2). So kann besagte Feststellvorrichtung 25 beispielgebend durch eine an sich bekannte und demgemäß hier im Detail nicht näher dargestellte Motorbremse gebildet sein, die beispielsweise federbelastet ist und bei stromlosem Elektromotor 18, 18' einfällt und einen Form- und/oder Reibschluss zwischen dem Stator und dem Rotor des Elektromotors 18, 18' realisiert. Wird der Elektromotor 18, 18' bestromt, wird besagte Motorbremse z. B. elektromagnetisch wieder gelöst. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagte Motorbremse sondern erfasst jedwede an sich bekannte geeignete Feststellvorrichtung 25.
Soll demgegenüber die Schnellverseilmaschine 1 mit einer sich in der Praxis als wünschenswert herausgestellten variablen Rückdrehung des Verseilgutes 12 betrieben werden, ist es angezeigt, mittels des/der Elektromotors/en 18, 18' den Spulenträger 6 in Abhängigkeit der gewünschten Änderung der Rückdrehung in die eine oder andere Drehrichtung in Bewegung zu setzen. In der Praxis wird derzeit ausgehend von der maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule 11 bei stillstehendem Spulenträger 6 ablaufenden Verseilgutes 12 in Form von Stahldraht eine Verstellung der Rückdrehung des Verseilgutes 12 von etwa ±1–10%, vorzugsweise etwa ±5–6% favorisiert.
Dreht der Verseilkörper 2 beispielsweise mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 600 U min^–1, so wird/werden der/die Elektromotor/en 18, 18' derart betrieben, dass der Spulenträger 6 mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 60 U min^–1 in die eine oder andere Richtung rotiert (±10%), um den gewünschten Effekt auf das Verseilgut 12 bezüglich zu vermeidender oder zu bewirkender Torsionsverformungen desselben zu erzielen.
Dreht sich der Spulenträger 6, der gemäß 3 bevorzugt als geschlossener Rahmen ausgebildet ist, verharrt die Gewichtsmasse 16 in ihrer Lage und dient als Momentstütze für den/die Elektromotor/en 18, 18' bzw. den Spulenträger 6. Die Gewichtsmasse 16 ist, für den Fachmann leicht nachvollziehbar, derart ausgelegt, dass diese in jedem Betriebszustand des Verseilkörpers 2, des Spulenträgers 6 und des wenigstens einen Elektromotors 18, 18', gegebenenfalls einhergehend mit einer Rotationsbewegung des Spulenträgers 6 um die Rotationsachse 5 infolge gewünschter variabler Rückdrehung des Verseilgutes 12 ihre momentabstützende Lage mit einem Massenschwerpunkt „S” unterhalb der Rotationsachse 5 des Verseilkörpers 2 und des Spulenträgers 6 immer beibehält.
Unter variabler Rückdrehung wird insbesondere auch eine variable Verstellung der Rückdrehung während eines Verseilvorganges verstanden. D. h., der/die Elektromotor/en 18, 18' sind auch während des eigentlichen Verseilbetriebs entsprechend ansteuerbar. Realisiert wird dieses mittels einer elektrisch über besagte Schleifringstruktur 24 oder berührungslos, beispielsweise per Funk, mit dem/n Elektromotor/en 18, 18' verbundene speicherprogrammierbare Steuer- und Regeleinheit 26, die ihrerseits beispielsweise in Abhängigkeit einer aktuell gemessenen Umlaufgeschwindigkeit des Verseilkörpers 2, des Werkstoffs des aktuell zu verarbeitenden Verseilgutes 12 und dgl. mehr Steuersignale 27 zur Ansteuerung des/der Elektromotor/en 18, 18' generiert.
Des Weiteren ermöglicht besagte speicherprogrammierbare Steuer- und Regeleinheit 26 die unterschiedlichsten Ansteuerungen der Elektromotoren 18, 18' aller Spulenträger 6 der Schnellverseilmaschine 1. So können die Spulenträger 6 der Schnellverseilmaschine 1 sowohl einzeln als auch in Gruppen oder in ihrer Gesamtheit bezüglich der gewünschten Verstellung der Rückdrehung drehantreibbar respektive deren Elektromotoren 18, 18' ansteuerbar sein. Beispielsweise kann ein Teil des miteinander zu verseilenden Verseilgutes 12 mit einer Rückdrehung von 360° pro Schlaglänge, ein anderer Teil jedoch mit einer davon abweichenden Rückdrehung verarbeitet werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele befassen sich im Wesentlichen mit einer Schnellverseilmaschine 1 mit einem umlaufenden rohrförmigen Verseilkörper 2. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diesen konkret beschriebenen Typ einer Schnellverseilmaschine 1, sondern erfasst auch an sich bekannte Schnellverseilmaschinen 1, die statt eines rohrförmigen Verseilkörpers 2 einen umlaufenden Verseilkörper 2 in Form eines umlaufenden Verseilkäfigs oder in Form einer oder mehrerer umlaufender Verseilbügel aufweisen (nicht zeichnerisch dargestellt). All diesen Schnellverseilmaschinen 1 ist jedoch gemein, dass diese eine oder mehrere konzentrisch zur Rotationsachse 5 des Verseilkörpers 2 angeordnete und in besagter Rotationsachse 5 am Verseilkörper 2 relativ zu diesem drehbar gelagerte Spulenträger 6 aufweisen. Auch diesen Spulenträgern 6 kann die vorstehend im Detail beschriebene erfindungswesentliche Rückdreheinheit 17 zur Verstellung einer maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule 11 bei stillstehendem Spulenträger 6 ablaufenden Verseilgutes 12 zugeordnet sein.
Schließlich werden mit vorstehenden Ausführungsbeispielen im Wesentlichen Elektromotoren 18, 18' vorgeschlagen, die ihrerseits radial außerhalb der Rotationsachse 5 am Spulenträger 6 befestigt sind und demgemäß einen Unwuchtausgleich bedingen. Um diesem Umstand zu begegnen, kann als Elektromotor 18, 18' auch ein elektromotorischer Direktantrieb mit einem koaxial zur Rotationsachse 5 angeordneten rotationssymmetrischen Primärteil (Statur) und/oder Sekundärteil (Rotor) ausgebildet sein, wobei entweder das Primärteil mit dem Spulenträger 6 und das Sekundärteil mit der Gewichtsmasse 16 oder umgekehrt drehfest verbunden sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
Bezugszeichenliste

1: Schnellverseilmaschine
2: Verseilkörper
3: Antriebsständer
4: Lagerständer
5: Rotationsachse (Verseilkörper 2/Spulenträger 6)
6: Spulenträger
7: Querstege (Verseilkörper 2)
8: Wälzlager
9: Lagerachse
10: Lagerachse
11: Ablaufspule
12: Verseilgut
13: Drehachse (Ablaufspule 11)
14: Führungsbohrung (Lagerachse 10)
15: Verseilpunkt
16: Gewichtsmasse
17: Rückdreheinheit
18, 18': Elektromotor
19: Motorgehäuse
20: Getriebeanordnung
21: Riemenscheibe
22: Riemenscheibe
23: Treibriemen
24: Schleifringstruktur
25: Feststellvorrichtung
26: Steuer- und Regeleinheit
27: Steuersignale
„S”: Massenschwerpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2724419 C2 [0002, 0017]
DE 929346 C [0003]
DD 0153268 A1 [0003]
DE 1047678 A [0005]

Claims

Schnellverseilmaschine (1), mit einem umlaufenden Verseilkörper (2), und mit wenigstens einem konzentrisch zur Rotationsachse (5) des Verseilkörpers (2) angeordneten und in besagter Rotationsachse (5) mittels zumindest einer Lagerachse (9, 10) am Verseilkörper (2) relativ zu diesem drehbar gelagerten Spulenträger (6), der seinerseits wiederum wenigstens eine an demselben drehbar gelagerte Ablaufspule (11) für langgestrecktes Verseilgut (12) aufweist, wobei dem Spulenträger (6) eine Rückdreheinheit (17) zur Verstellung einer maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule (11) bei stillstehendem Spulenträger (6) ablaufenden Verseilgutes (12) zugeordnet ist, und wobei die besagte Verstellung der Rückdrehung durch Rotation des Spulenträgers (6) samt Ablaufspule (11) um die Rotationsachse (5) in die eine oder andere Drehrichtung bewirkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückdreheinheit (17) durch wenigstens eine in der gemeinsamen Rotationsachse (5) des Verseilkörpers (2) und des Spulenträgers (6) auf der zumindest einen Lagerachse (9, 10) des Spulenträgers (6), am Spulenträger (6) und/oder am Verseilkörper (2) drehgelagerte Gewichtsmasse (16) nach Art eines Gegengewichts mit einem Massenschwerpunkt „S” unterhalb der gemeinsamen Rotationsachse (5) gebildet ist, welche über zumindest einen Elektromotor (18, 18') drehmomentabstützend mit dem Spulenträger (6) wirkverbunden ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (18, 18') einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei entweder der Stator am Spulenträger (6) und der Rotor an der Gewichtsmasse (16) oder der Rotor am Spulenträger (6) und der Stator an der Gewichtsmasse (16) mittel- oder unmittelbar befestigt oder abgestützt sind.
Schnellverseilmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Elektromotor (18, 18') eine Getriebeanordnung (20) zugeordnet ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (20) vorzugsweise einen Zugmitteltrieb umfasst.
Schnellverseilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Elektromotor (18, 18') und/oder der Getriebeanordnung (20) eine Feststellvorrichtung (25) zur drehfesten, jedoch lösbaren Verbindung des Spulenträgers (6) mit der wenigstens einen Gewichtsmasse (16) zugeordnet ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gewichtsmasse (16) derart ausgelegt ist, dass sie in jedem Betriebszustand des Verseilkörpers (2), des Spulenträgers (6) und des zumindest einen Elektromotors (18, 18'), gegebenenfalls einhergehend mit einer Rotationsbewegung des Spulenträgers (6) um besagte Rotationsachse (5), ihre momentabstützende Lage mit einem Massenschwerpunkt „S” unterhalb der Rotationsachse (5) des Verseilkörpers (2) und des Spulenträgers (6) beibehält.
Schnellverseilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verseilkörper (2) durch ein umlaufendes Verseilrohr, durch einen umlaufenden Verseilkäfig oder durch einen oder mehrere umlaufende Verseilbügel gebildet ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Elektromotor (18, 18') elektrisch oder berührungslos mit einer speicherprogrammierbaren Steuer- und Regeleinheit (26) verbunden ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Elektromotor (18, 18') in Abhängigkeit der aktuellen Umlaufgeschwindigkeit des Verseilkörpers (2) derart betreibbar ist, dass ausgehend von der maschinen- und verfahrenstechnisch bedingten weitestgehend 100%igen (360°) Rückdrehung des von der Ablaufspule (11) bei stillstehendem Spulenträger (6) ablaufenden Verseilgutes (12) eine Verstellung der Rückdrehung des Verseilgutes (12) von etwa ±1–10%, vorzugsweise etwa ±5–6% bewirkbar ist.
Schnellverseilmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenträger (6) der Schnellverseilmaschine (1) einzeln, in Gruppen oder in ihrer Gesamtheit bezüglich der gewünschten Verstellung der Rückdrehung drehantreibbar respektive deren Elektromotoren (18, 18') ansteuerbar sind.