DE102013015442A1 - Winding head drive for a winding machine and open segment motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wickelkopfantrieb (100, 200) für eine Wickelmaschine zum Bewickeln bzw. Bündeln von länglichen Gegenständen, wie von Kabeln und Kabelsträngen, mit einem Band von einer Zufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkopfantrieb (100, 200) einen Stator (110, 210) und einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Rotor (120, 220) mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei der Rotor (120, 220) innerhalb eines im Wesentlichen zylindrischen Innenraums des Stators (110, 210) angeordnet ist, und wobei der Stator (110, 210) elektromagnetisch erregbare Spulen (114, 214) und Mittel (112, 212) zur Lagerung des Rotors (120, 220) aufweist.The invention relates to a winding head drive (100, 200) for a winding machine for winding or bundling elongate objects, such as cables and cable strands, with a belt from a supply, characterized in that the winding head drive (100, 200) has a stator (110 , 210) and a substantially hollow cylindrical rotor (120, 220) having an inner diameter, wherein the rotor (120, 220) is disposed within a substantially cylindrical inner space of the stator (110, 210), and wherein the stator (110, 210) electromagnetically excitable coils (114, 214) and means (112, 212) for supporting the rotor (120, 220).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wickelkopfantrieb für eine Wickelmaschine zum Bewickeln bzw. Bündeln von länglichen Gegenständen, wie von Kabeln und Kabelsträngen, mit einem Band von einer Zufuhr und einen offenen Segmentmotor, der einen Stator mit einem im Wesentlichen zylindrischen Innenraum und einen im Innenraum des Stators angeordneten Rotor umfasst.The invention relates to a winding head drive for a winding machine for winding or bundling elongated objects, such as cables and cable strands, with a belt from a supply and an open segment motor, which has a stator with a substantially cylindrical interior and one inside the stator Rotor includes.
Für eine bessere Übersichtlichkeit von Kabeln und eine Erhöhung der Sicherheit von Kabeln und Kabelsträngen, wie insbesondere des Brandschutzes, werden Kabel und Kabelstränge in der Technik mit Bandmaterial bewickelt. Weitere Anwendungen von bewickelten Kabeln und Kabelbündeln sind die elektromagnetische Verträglichkeit bzw. der EMV-Schutz und der Vibrations- bzw. Klapperschutz. Mit Hilfe des Bandmaterials werden dabei nicht nur einzelne Kabel zu Kabelbündeln bewickelt, um eine bessere Übersichtlichkeit zu erzielen, sondern es wird auch die Sicherheit erhöht, da bei unübersichtlich angeordneten Kabeln, insbesondere Schwelbrände oft zu spät erkannt werden. Das zum Bewickeln von Kabeln verwendete Bandmaterial kann zur Verbesserung des Brandschutzes aus flammenhemmenden Materialien gefertigt sein.For a better clarity of cables and an increase in the safety of cables and cable strands, in particular fire protection, cables and cable strands are wrapped in the technology with tape material. Further applications of wound cables and cable bundles are the electromagnetic compatibility or the EMC protection and the vibration or rattle protection. With the help of the strip material not only individual cables are wound into bundles of cables in order to achieve a better clarity, but it is also increased security, since in cluttered cables, especially smoldering fires are often detected too late. The strip material used to wind cables may be made of flame retardant materials to improve fire safety.
Da der Bedarf an Verkabelungen, beispielsweise aufgrund von zunehmend mit elektronischen Bauteilen ausgestatteten Fahrzeugen in der Automobilindustrie, den Computernetzwerken oder Telekommunikationseinrichtungen ständig zunimmt, wurde das Bewickeln von Kabeln und anderen länglichen Gegenständen durch den Einsatz von speziellen Wickelmaschinen vereinfacht. Eine handbetriebene Bandagiervorrichtung wurde beispielsweise in der Druckschrift
Mit Hilfe eines Antriebsriemens von einem externen Motor angetriebene Wickelköpfe von Wickelmaschinen sind in der Technik ebenfalls bekannt. Ein herkömmlicher riemenangetriebener Wickelkopf mit offener Bauform ist in der
Der Wickelkopf weist neben einem hohlen Innenbereich für spezifische Konfigurationsmöglichkeiten an Wickeltechniken eine Segmentöffnung auf, in welche die zu bewickelnden Kabel in den Innenbereich des Wickelkopfs eingeführt werden können und somit die Kabel auch in zentralen Abschnitten bewickelt werden können.The winding head has, in addition to a hollow inner area for specific configuration options on winding techniques, a segment opening into which the cables to be wound can be introduced into the inner region of the winding head and thus the cables can also be wound in central sections.
Die Antriebseinheit umfasst einen Elektromotor
Die
Konventionelle Wickelkopfantriebe weisen aufgrund ihres Riemenantriebs Nachteile auf. Nicht nur beim Einsatz von Flach- oder Keilriemen, sondern auch bei Verwendung eines Zahnriemens müssen Reibungsverluste in Kauf genommen werden. Neben der Reibung treten Dehnungseffekte des Zahnriemens auf, die ebenfalls zur Verringerung der Energieeffizienz führen. Riemenantriebe sind ferner empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Staub, Verschmutzungen oder Flüssigkeiten. Darüber hinaus nehmen der separat in der Nähe des Wickelkopfes angeordnete Elektromotor, sowie die erforderlichen Umlenkvorrichtungen für den Transmissionsriemen zusätzlichen Raum ein. Schließlich muss aus Sicherheitsgründen der Umlaufbereich des Transmissionsriemens durch ein Gehäuse geschützt werden, welches zusätzlichen Platzbedarf erfordert und das Gewicht der Wickelmaschine erheblich erhöht.Conventional winding head drives have disadvantages due to their belt drive. Not Only when using flat or V-belts, but also when using a toothed belt friction losses must be accepted. In addition to the friction occur stretching effects of the timing belt, which also lead to the reduction of energy efficiency. Belt drives are also sensitive to external influences such as dust, dirt or liquids. In addition, the separately arranged in the vicinity of the winding head electric motor, as well as the required deflection devices for the transmission belt take additional space. Finally, for safety reasons, the circulation area of the transmission belt must be protected by a housing which requires additional space and considerably increases the weight of the winding machine.
Ein weiterer Nachteil von herkömmlichen Wickelmaschinen mit einem Riemenantrieb ist der mit dem Betrieb einhergehende unvermeidbare Lärmpegel, der für das Bedienpersonal bei Einsatz größerer Maschinen im industriellen Maßstab einen Gehörschutz erforderlich machen kann.Another disadvantage of conventional winding machines with a belt drive is the unavoidable noise level associated with operation, which may require hearing protection for operators using larger machines on an industrial scale.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wickelkopfantrieb für eine Wickelmaschine verfügbar zu machen, welcher einerseits energieeffizient betrieben werden kann und welcher andererseits besonders platzsparend aufgebaut ist. Zusätzlich soll auch die Arbeitssicherheit gegenüber einem Riemenantrieb erhöht werden und die Wartungsanforderungen des Antriebs gesenkt werden. Aufgabe ist ferner, einen Wickelkopfantrieb zur Verfügung zu stellen, der selbst bei höheren Drehzahlen eine Laufruhe gewährleistet, sodass auch bei längerer Exposition des Bedienpersonals auf einen Gehörschutz verzichtet werden kann.It is therefore an object of the present invention to make available a winding head drive for a winding machine, which on the one hand can be operated energy-efficiently and which, on the other hand, has a particularly space-saving design. In addition, the safety against a belt drive should be increased and the maintenance requirements of the drive should be reduced. The object is also to provide a winding head drive available, which ensures smooth running even at higher speeds, so that even with prolonged exposure of the operating personnel to ear protection can be dispensed with.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Wickelkopfantrieb für eine Wickelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den Merkmalen des Kennzeichens von Anspruch 1 und einen offenen Segmentmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Bevorzugte Ausgestaltungen und Ausführungsformen des Wickelkopfantriebs ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15. Bevorzugte Ausgestaltungen und Ausführungsformen des offenen Segmentmotors ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche 17 bis 26.This object is achieved by a winding head drive for a winding machine according to the preamble of claim 1 with the features of the characterizing part of claim 1 and an open segment motor according to the preamble of claim 16 with the features of claim 16. Preferred embodiments and embodiments of the winding head drive will be apparent from of the dependent claims 2 to 15. Preferred embodiments and embodiments of the open segment motor will be apparent from the dependent claims 17 to 26.
Nach Anspruch 1 ist ein Wickelkopfantrieb für eine Wickelmaschine zum Bewickeln bzw. Bündeln von länglichen Gegenständen, wie Kabeln und Kabelsträngen, mit einem Band von einer Zufuhr vorgesehen, welcher derart ausgestaltet ist, dass der Wickelkopfantrieb einen Stator und einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Rotor mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei der Rotor innerhalb eines im Wesentlichen zylindrischen Innenraums des Stators angeordnet ist, und wobei der Stator elektromagnetisch erregbare Spulen und Mittel zur Lagerung des Rotors aufweist.According to claim 1, a winding head drive for a winding machine for winding or bundling of elongated objects, such as cables and cable strands, provided with a tape from a supply, which is designed such that the winding head drive a stator and a substantially hollow cylindrical rotor having an inner diameter wherein the rotor is disposed within a substantially cylindrical interior of the stator, and wherein the stator has electromagnetically excitable coils and means for supporting the rotor.
Durch die Integration des Antriebs in den Wickelkopf kann der Transmissionsriemen ersatzlos entfallen. Dadurch werden die mit der Verwendung eines Transmissionsriemens einhergehenden Probleme wie Wartungsintensität, Laufgeräusche und Energieverluste beseitigt. Der erfindungsgemäße Wickelkopfantrieb kann außerdem platzsparend aufgestellt werden und bietet dennoch aufgrund der zylindrischen Ausnehmung des Rotors ausreichend Platz für kundenspezifische Lösungen zum Bewickeln von Kabeln oder Kabelsträngen. Die Arbeitssicherheit wird ebenfalls erhöht, da sich bei einem Wickelkopfantrieb nach Anspruch 1 nur jene Bestandteile der Wickelmaschine drehen, von denen der Bediener auch erwartet, dass sie sich drehen. Insoweit ist die Rotationsbewegung eine unmittelbare Voraussetzung für das Bewickeln der Kabel bzw. Kabelstränge. Ein Transmissionsriemen hingegen, der nicht in einem geschlossenen Gehäuse betrieben wird, kann von einem unaufmerksamen oder abgelenkten Bediener der Wickelmaschine leicht übersehen werden, sodass aufgrund der hohen Umlaufgeschwindigkeiten schwere Arbeitsunfälle zu beklagen sein können. Der Wickelkopfantrieb nach Anspruch 1 kann darüber hinaus auch über längere Zeit ohne Gehörschutzmaßnahmen bedient werden, da der sich im Inneren des Stators drehende Rotor mit dem zuzuführenden Band besonders laufruhig bei mittleren Drehzahlen von beispielsweise 1200 U/min zu betreiben ist.By integrating the drive in the winding head of the transmission belt can be omitted without replacement. This eliminates the problems associated with the use of a transmission belt, such as maintenance intensity, running noise and energy losses. The winding head drive according to the invention can also be set up to save space and yet offers sufficient space for customer-specific solutions for winding cables or cable strands due to the cylindrical recess of the rotor. Safety at work is also increased, since in a winding head drive according to claim 1 only those components of the winding machine rotate, of which the operator also expects that they rotate. In that regard, the rotational movement is an immediate prerequisite for winding the cable or cable strands. In contrast, a transmission belt which is not operated in a closed housing can easily be overlooked by an inattentive or distracted operator of the winding machine, so that, due to the high rotational speeds, serious accidents at work can be lamentable. The winding head drive according to claim 1 can also be operated for a long time without hearing protection measures, since the rotor rotating inside the stator with the supplied tape is particularly quiet to operate at average speeds of, for example, 1200 U / min.
Bevorzugt ist ein Wickelkopfantrieb, bei dem Stator und Rotor jeweils in einem Segment ihres Hohlkörpers offen sind und vorzugsweise der Innenraum des Rotors mit dem zweiten Innendurchmesser frei konfigurierbar ist.A winding head drive is preferred in which the stator and the rotor are each open in a segment of their hollow body and preferably the interior of the rotor with the second inner diameter is freely configurable.
Eine offene Bauweise des Wickelkopfantriebs mit jeweils einem offenen Segmentabschnitt des Rotor oder Stators ermöglicht das Bewickeln von länglichen Gegenständen und insbesondere von Kabeln bzw. Kabelsträngen nicht nur ausgehend von den Kabelenden, sondern auch, beispielsweise abschnittsweise in zentralen Bereichen der zu bewickelnden länglichen Gegenstände.An open design of the winding head drive, each with an open segment portion of the rotor or stator allows the winding of elongate objects and in particular of cables or cable strands not only starting from the cable ends, but also, for example, in sections in central areas of the elongated objects to be wound.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lagerung des Stators als Rollenlager ausgestaltet ist und Lagerrollen aufweist, welche vorzugsweise zwischen den elektromagnetisch erregbaren Spulen angeordnet sind.It can be provided that the bearing of the stator is designed as a roller bearing and has bearing rollers, which are preferably arranged between the electromagnetically excitable coils.
Rollenlager bieten eine besonders preisgünstige Lagerung, die Laufrollen sind dabei mit den vorgesehenen Rotoren und deren Erregungsmitteln, wie Permanentmagnete, kompatibel, da sie weniger magnetisch induzierbare Masse aufweisen, als beispielsweise ein Kugellager.Roller bearings offer a particularly inexpensive storage, the rollers are compatible with the rotors and their excitation means, such as permanent magnets, as they are less having magnetically inducible mass, such as a ball bearing.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die elektromagnetisch erregbaren Spulen des Stators als Polschuhe ausgestaltet sind.It can also be provided that the electromagnetically excitable coils of the stator are designed as pole pieces.
Polschuhe stellen eine einfach aufgebaute Form für die Spulen des Stators dar. Außerdem sind die Polschuhe einfach herzustellen und im Stator des Wickelkopfantriebs anzuordnen, wodurch sie besonders preisgünstig sind.Pole shoes represent a simply constructed form for the coils of the stator. In addition, the pole pieces are easy to manufacture and arrange in the stator of the winding head drive, whereby they are particularly inexpensive.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die elektromagnetisch erregbaren Spulen und die Lagerrollen abschnittsweise am Innen- oder Außenumfang des Stators abwechselnd bzw. alternierend angeordnet sind, vorzugsweise symmetrisch. Deren Zahl ist beispielsweise geradzahlig (z. B. 6, 8,12 Lagerrollen), insbesondere sind acht Lagerrollen (112, 212) vorgesehen.In addition, it can be provided that the electromagnetically excitable coils and the bearing rollers are arranged in sections alternately or alternately on the inner or outer circumference of the stator, preferably symmetrically. Their number is, for example, even (eg 6, 8, 12 bearing rollers), in particular eight bearing rollers (112, 212) are provided.
Durch die alternierende Anordnung von Lagerrollen und den elektromagnetisch erregbaren Spulen wird ein besonders kompakter und damit platzsparender Aufbau des Stators ermöglicht. Für die Lagerung des Rotors sind durch die Spulen beabstandete Lagerrollen ausreichend. Für die Erzeugung der Drehbewegung des innenlaufenden Rotors reichen bereits wenige Spulen des Stators, insbesondere Polschuhe aus, um ein umlaufendes elektromagnetisches Feld auf den Rotor auszuüben und eine Drehbewegung des Rotors zu initiieren.Due to the alternating arrangement of bearing rollers and the electromagnetically excitable coils a particularly compact and thus space-saving design of the stator is possible. For the storage of the rotor spaced by the coils bearing rollers are sufficient. For the generation of the rotational movement of the internal rotor already sufficient a few coils of the stator, in particular pole pieces to exert a rotating electromagnetic field on the rotor and to initiate a rotational movement of the rotor.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Stator und Rotor des Wickelkopfantriebs eine geschlossene Bauform aufweisen.It may further be provided that the stator and rotor of the winding head drive have a closed design.
Die geschlossene Bauform ermöglicht zwar keine Bewicklung von länglichen Gegenständen in deren zentralen Abschnitten, sondern verlangt eine Bewicklung, die an den Kabelenden einsetzt, ist aber preisgünstiger herzustellen. Außerdem liegt bei der geschlossenen Bauform eine ausgeglichene Gewichtsverteilung beim Rotor vor.Although the closed design does not allow winding of elongate objects in their central portions, but requires a winding that begins at the cable ends, but is cheaper to manufacture. In addition, in the closed design, there is a balanced weight distribution in the rotor.
Bevorzugt ist auch, dass der Rotor mindestens einen Permanentmagneten und/oder elektromagnetisch erregbare Spulen aufweist.It is also preferred that the rotor has at least one permanent magnet and / or electromagnetically excitable coils.
Mit einem Permanentmagneten lässt sich ein für die Anwendung von Wickelverfahren zum Bewickeln von Kabeln ausreichendes Drehmoment des Rotors erzielen. Von Vorteil ist dabei auch, dass ein Rotor mit einem Permanentmagneten nicht seinerseits mit Energie versorgt werden muss.With a permanent magnet can be achieved for the application of winding method for winding cables sufficient torque of the rotor. It is also advantageous that a rotor with a permanent magnet does not have to be supplied with energy in turn.
Bevorzugt ist außerdem, dass der Rotor Permanentmagneten aufweist, die am äußeren radialen Umfang des Rotors angeordnet sind und vorzugsweise in den ringförmigen Kern des Rotors eingelassen sind oder ganz oder teilweise erhaben auf dem Rotor aufgesetzt angeordnet sind.It is also preferred that the rotor has permanent magnets, which are arranged on the outer radial circumference of the rotor and are preferably embedded in the annular core of the rotor or wholly or partially raised mounted on the rotor.
Ein umlaufender oder fast vollständig umlaufender Permanentmagnet des Rotors kann besonders gut durch das von den Spulen oder Polschuhen des Stators erzeugte elektromagnetische Feld angetrieben werden.A rotating or almost completely rotating permanent magnet of the rotor can be driven particularly well by the electromagnetic field generated by the coils or pole pieces of the stator.
Besonders bevorzugt ist dabei, dass die Lagerrollen des Stators Aussparungen zur Aufnahme der am Rotor angeordneten Permanentmagneten aufweisen.It is particularly preferred that the bearing rollers of the stator have recesses for receiving the permanent magnets arranged on the rotor.
Aussparungen der Lagerrollen zur Aufnahme der am Rotor ganz oder teilweise erhaben angebrachten Permanentmagnete ermöglichen einerseits eine besonders preiswerte Herstellung des Rotors mit außen angebrachten Permanentmagneten, andererseits können die Permanentmagnete des Rotors – trotz der Lagerrollen – in eine unmittelbare räumliche Nähe zu den Spulen oder Polschuhen des Stators gebracht werden.Recesses of the bearing rollers for receiving the rotors mounted wholly or partially sublime permanent magnets allow on the one hand a particularly inexpensive production of the rotor with externally mounted permanent magnets, on the other hand, the permanent magnets of the rotor - in spite of the bearing rollers - in an immediate spatial proximity to the coils or pole pieces of the stator to be brought.
Bevorzugt ist ferner, dass der aus Stator und Rotor bestehende elektrische Antrieb als Servomotor ausgelegt ist und vorzugsweise entweder positions-, geschwindigkeits- oder momentengeregelt regelbar ist.It is further preferred that the existing of the stator and rotor electric drive is designed as a servomotor and is preferably either position, speed or torque controlled.
Mit einem Servomotor kann eine besonders präzise Bewicklung von länglichen Gegenständen und insbesondere von Kabeln und Kabelsträngen erfolgen. Es lassen sich unter anderem genaue Drehwinkel des Bewicklungsvorgangs einstellen. Durch Einstellen der genauen Position, Geschwindigkeit oder des Drehmoments kann ein besonders homogener Bewicklungsvorgang gewährleistet werden.With a servomotor, a particularly precise wrapping of elongated objects and in particular of cables and cable strands can take place. Among other things, precise angles of rotation of the winding process can be set. By setting the exact position, speed or torque, a particularly homogeneous Bewicklungsvorgang can be ensured.
Es kann überdies vorgesehen sein, dass der Wickelkopfantrieb eine Sensoreinheit oder Winkelgeber zum Auslesen des Drehwinkels und/oder der Drehgeschwindigkeit aufweist.It may also be provided that the winding head drive has a sensor unit or angle encoder for reading the angle of rotation and / or the rotational speed.
Mit Hilfe eines Sensors kann der zu bewickelnde längliche Gegenstand oder der bereits bewickelte längliche Gegenstand abgetastet werden. An markierten Positionen des länglichen Gegenstands oder des Wickelbandes kann ein automatisierter Stopp des Wicklungsvorgangs durch den Sensor eingeleitet werden. Der Bediener braucht dann nicht auf eine bestimmte Position des zu bewickelnden länglichen Gegenstandes zu achten und zieht einfach nach dem automatischen Anhalten des Wicklungsvorgangs den bewickelten länglichen Gegenstand aus der Wickelmaschine mit einem exakten Bewicklungsergebnis.With the aid of a sensor, the elongated object to be wound or the already wound elongate object can be scanned. At marked positions of the elongate article or wrapping tape, an automated stop of the winding process by the sensor may be initiated. The operator then does not need to pay attention to a particular position of the elongate object to be wound, and simply, after automatically stopping the winding operation, pulls the wound elongate object from the winding machine with an accurate wrapping result.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Wickelkopfantrieb eine integrierte Bremseinrichtung aufweist. An advantageous embodiment provides that the winding head drive has an integrated braking device.
Eine integrierte Bremseinrichtung des Wickelkopfantriebs ermöglicht eine gegenüber einem Servomotor ohne Bremsfunktion gesteigerte Präzision des Bewicklungsvorgangs.An integrated braking device of the winding head drive allows a comparison with a servo motor without brake function increased precision of Bewicklungsvorgangs.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der aus Stator und Rotor bestehende elektrische Antrieb als Schrittmotor, Synchronmotor oder Drehstrommotor ausgelegt ist.In addition, it can be provided that the existing of stator and rotor electric drive is designed as a stepper motor, synchronous motor or three-phase motor.
Ein Schrittmotor, Synchronmotor oder Drehstrommotor stellen günstige und energieeffiziente Alternativen für einen elektrischen Antrieb dar.A stepper motor, synchronous motor or three-phase motor are cheap and energy-efficient alternatives for an electric drive.
Besonders vorteilhaft ist auch, dass der elektrische Antrieb in einem Bereich zwischen 100 U/min bis 3000 U/min betreibbar ist, insbesondere zwischen 1000 U/min und 2000 U/min, wobei vorzugsweise etwa 1200 U/min als mittlere Umdrehungszahl vorgesehen ist.It is also particularly advantageous that the electric drive is operable in a range between 100 U / min to 3000 U / min, in particular between 1000 U / min and 2000 U / min, wherein preferably about 1200 U / min is provided as the average number of revolutions.
Umdrehungszahlen in einem Bereich zwischen 100 U/min und 3000 U/min ermöglichen eine Vielzahl an möglichen Wickelverfahren für die unterschiedlichsten Kabel oder Kabelstränge im Hinblick auf deren Durchmesser und Flexibilität. Außerdem lassen sich somit die verschiedensten Bandmaterialien für die Wickelverfahren verwenden. Zwischen 1000 U/min und 1500 U/min, insbesondere bei etwa 1200 U/min liegt ein optimaler Bereich im Hinblick auf die Bewicklungsgeschwindigkeit und die erzielbare Präzision der Bewicklung bzw. Bündelung vor.Rotation speeds in the range between 100 rpm and 3000 rpm enable a variety of possible winding processes for a wide variety of cables or cable strands with regard to their diameter and flexibility. In addition, a variety of strip materials can thus be used for the winding process. Between 1000 rpm and 1500 rpm, in particular at about 1200 rpm, there is an optimum range with regard to the winding speed and the achievable precision of the winding or bundling.
Besonders bevorzugt ist auch, dass die Zufuhr des Bandes als Bandrolle ausgestaltet ist, die vorzugsweise im oder am Rotor positionierbar ist, wobei weiter vorzugsweise ein Ausgleichsgewicht vorgesehen ist.It is also particularly preferred that the supply of the tape is designed as a roll of tape, which is preferably positionable in or on the rotor, wherein more preferably a balance weight is provided.
Eine am Rotor angebrachte Bandrolle oder Bandtrommel ermöglicht eine effiziente Zufuhr des Wickelbandes. Das Ausgleichsgewicht verhindert eine Unwucht aufgrund des Gewichts der Bandrolle und von dessen Halterung an einem Arm des Rotors. Typische Bandmaterialien sind beispielsweise Isoliermaterialien aus feuerfesten Kunststoffen, beispielsweise Perfluoro-Alkoxyalkan (PFA), Polyamide (PA), Nitril-Kautschuk, Polyethylen, Polypropylen, Polyurethane oder PVC, welche mit Flammschutzmitteln versetzt oder beschichtet sind. Neben den Bandmaterialien aus den zuvorgenannten Kunststoffen können auch Textilgewebebänder, Filzbänder, Schaumstoffbänder oder Metallbänder, wie beispielsweise Aluminiumbänder verwendet werden.An attached to the rotor reel or drum allows an efficient supply of the winding tape. The balance weight prevents imbalance due to the weight of the tape roll and from its support on an arm of the rotor. Typical strip materials are for example insulating materials made of refractory plastics, for example perfluoroalkoxyalkane (PFA), polyamides (PA), nitrile rubber, polyethylene, polypropylene, polyurethanes or PVC, which are mixed or coated with flame retardants. In addition to the strip materials made of the aforementioned plastics, it is also possible to use textile woven tapes, felt tapes, foam tapes or metal tapes, for example aluminum tapes.
Nach Anspruch 16 ist ein offener Segmentmotor vorgesehen, der einen Stator mit einem im Wesentlichen zylindrischen Innenraum und einen im Innenraum des Stators angeordneten Rotor umfasst, welcher derart ausgestaltet ist, dass der Rotor im Wesentlichen hohlzylindrisch ist, und der Stator elektromagnetisch erregbare Spulen und Mittel zur Lagerung des Rotors aufweist, wobei Stator und Rotor jeweils in einem Segment ihres Hohlkörpers offen sind.According to claim 16, an open segment motor is provided which comprises a stator having a substantially cylindrical interior space and a rotor arranged in the interior of the stator, which is designed such that the rotor is substantially hollow cylindrical, and the stator electromagnetically excitable coils and means for Has storage of the rotor, wherein stator and rotor are each open in a segment of its hollow body.
Ein offener Segmentmotor ermöglicht unter anderen das Einführen von länglichen Gegenständen in den Innenraum des Rotors für Arbeits- und Herstellungsverfahren, welche das Drehmoment des offenen Segmentmotors beispielsweise zum Aufbringen von Beschichtungen oder zur Oberflächenbearbeitung nutzen. Durch eine Integration des Elektromotors in den unmittelbaren Arbeitsbereich kann überdies ein Transmissionsriemen entfallen, dessen Verwendung mit Nachteilen, wie erhöhte Wartungsanforderungen, laute Betriebsgeräusche oder eine geringere Energieeffizienz behaftet ist.An open segment motor, among other things, allows the insertion of elongate objects into the interior of the rotor for working and manufacturing processes that utilize the torque of the open segment motor, for example, for applying coatings or for surface treatment. By integrating the electric motor in the immediate work area, moreover, a transmission belt can be omitted, the use of which is associated with disadvantages such as increased maintenance requirements, loud operating noise or lower energy efficiency.
Die Vorteile der bevorzugten Ausgestaltungen und Ausführungsformen des offenen Segmentmotors ergeben sich aus den entsprechenden Ausgestaltungen und Ausführungsformen des Wickelkopfantriebs für eine Wickelmaschine.The advantages of the preferred embodiments and embodiments of the open segment motor result from the corresponding configurations and embodiments of the winding head drive for a winding machine.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die auf die folgenden Figuren eingeht. Es zeigen:Further preferred embodiments and further developments of the invention will become apparent from the following figures and the description of embodiments of the invention, which addresses the following figures. Show it:
Die in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren angeführten Merkmale und Aussagen beziehen sich auf Ausführungsformen der Erfindung und sind insbesondere nicht als Einschränkungen des beanspruchten Wickelkopfantriebs aufzufassen.The features and statements cited in the following description of the figures relate to embodiments of the invention and in particular are not to be regarded as limitations of the claimed winding head drive.
Stator
Grundsätzlich sind auch andere Typen von Elektromotoren bei einem erfindungsgemäßen direktangetriebenen Wickelkopf möglich, dies sind insbesondere ein Schrittmotor, ein Synchronmotor oder ein Drehstrommotor.In principle, other types of electric motors are possible with a direct-drive winding head according to the invention, these are in particular a stepper motor, a synchronous motor or a three-phase motor.
Eine schematische Darstellung des Schnitts entlang der Linie A-A aus
Der obere und untere Bereich der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Wickelkopfantrieb (offene Ausführungsform)Winding head drive (open embodiment)
- 110110
- Statorstator
- 112112
- Lagerrollebearing roller
- 112a112a
- Achse der LagerrolleAxle of the bearing roller
- 112b112b
- Kontaktbereich der LagerrolleContact area of the bearing roller
- 112c112c
- Aussparung der LagerrolleRecess of the bearing roller
- 114114
- Spule (Polschuh)Coil (pole piece)
- 116116
- Abdeckung des StatorsCover of the stator
- 118118
- offenes Segment des Statorsopen segment of the stator
- 120120
- Rotor (Laufring)Rotor (race)
- 122122
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 128128
- offenes Segment des Rotorsopen segment of the rotor
- 200200
- Wickelkopfantrieb (geschlossene Ausführungsform)Winding head drive (closed embodiment)
- 210210
- Statorstator
- 212212
- Lagerrollebearing roller
- 212a212a
- Achse der LagerrolleAxle of the bearing roller
- 214214
- Spule (Polschuh)Coil (pole piece)
- 220220
- Rotor (Laufring)Rotor (race)
- 300300
- offener Wickelkopf mit Riemenantrieb nach dem Stand der Technikopen winding head with belt drive according to the prior art
- 310310
- Statischer äußerer Ring des WickelkopfsStatic outer ring of the winding head
- 312312
- Lagerrollebearing roller
- 320320
- Laufring des WickelkopfsRace of the winding head
- 350350
- externer Elektromotor (Servomotor)external electric motor (servomotor)
- 380380
- Antriebsriemendrive belts
- 382382
- Umlenkrolleidler pulley
- 384384
- Spannrolleidler
- 400400
- geschlossener Wickelkopf mit Riemenantrieb nach dem Stand der Technikclosed winding head with belt drive according to the prior art
- 410410
- Statischer äußerer Ring des WickelkopfsStatic outer ring of the winding head
- 420420
- Laufring des WickelkopfsRace of the winding head
- 450450
- externer Elektromotorexternal electric motor
- 480480
- Antriebsriemendrive belts
- 482482
- Umlenkrolleidler pulley
- 484484
- Spannrolleidler
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 3604509 C2 [0003] DE 3604509 C2 [0003]
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