DE19508928A1 - Verseilmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Verseilung. Es ist be­ kannt, daß eine Metallschnur aus einer Mehrzahl von Einzel­ drähten gebildet wird, die nach verschiedenen geometrischen Konfigurationen verdrallt bzw. verseilt werden. Diese Konfi­ gurationen werden durch geeignete permanente Verformungen stabilisiert, die an den Einzeldrähten hervorgerufen werden.

Die Erfindung betrifft im speziellen eine Einfach-Verseilma­ schine, bestehend aus einem mit einer Welle versehenen ge­ schlossenen Verseilrotor und einer in diesem angeordneten Auf-/Abwickelspule, einem Antrieb für den Verseilrotor sowie einem Antrieb für die Auf-/Abwickelspule, bei der das zu ver­ seilende Gut von Ablaufspulen abgezogen und der Auf- /Abwickelspule über mindestens ein an dem Verseilrotor ange­ ordnetes Führungsmittel zugeführt wird.

Derartige Einfach-Verseilmaschinen mit geschlossenem Verseil­ rotor sowie Einfach-Verseilmaschinen mit offenem Verseilrotor sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Der offene Verseilrotor der Einfach-Verseilmaschine ist ein­ seitig gelagert und mit einem Antrieb für den Verseilrotor verbunden. Durch die Antriebswelle des Verseilrotors wird über Umlenkrollen das von Ablaufspulen abgezogene zu versei­ lende Gut einer Aufwickelspule zugeführt, die mit einem wei­ teren Antrieb verbunden ist. Die drehzahlgeregelte Spule so­ wie der Spulenantrieb einschließlich Lagerung sind auf einem Kugelführungssystem angeordnet. Durch die Hin- und Herbewe­ gung (Traversierung) des gesamten Systems in Richtung der Spulenachse wird das verseilte Gut gleichmäßig auf die tra­ versierende Spule aufgewickelt.

Unter anderem durch die einseitige Lagerung sowohl des Ver­ seilrotors als auch der Aufwickelspule sind Einfach-Verseil­ maschinen mit offenem Verseilrotor in der Höchstdrehzahl und damit ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt.

Auch die aus dem Stand der Technik bekannten Einfach-Verseil­ maschinen mit geschlossenem Verseilrotor und darin angeordne­ ter Aufwickelspule sind in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt.

Eine an dem geschlossenen Verseilrotor traversierende Rolle wickelt das verseilte Gut gleichmäßig auf die Aufwickelspule auf. Für das Verlegen der Umlenkrolle ist ein gesonderter An­ trieb erforderlich. Bedingt durch die große Masse des außen am Verseilrotors mitgeführten Vorlegeantriebs ist auch bei einer solchen Einfach-Verseilmaschine die Höchstdrehzahl des Verseilrotors begrenzt. Die durch den Vorlegeantrieb einsei­ tige Belastung des Verseilrotors muß durch entsprechende Ge­ gengewichte auf der gegenüberliegenden Seite des Verseilro­ tors ausgeglichen werden. Diese zusätzliche, nutzlose Masse erfordert stärker dimensionierte Bauteile, insbesondere ver­ stärkte Wellenlager und Antriebe, bei gleichzeitig beschränk­ ter Höchstdrehzahl.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einfach-Verseilmaschine mit ge­ schlossenem Verseilrotor zu schaffen, die ohne konstruktiven Mehraufwand höhere Drehzahlen verkraften kann und damit lei­ stungsfähiger ist.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, die ro­ tierenden Massen an dem Verseilrotor zu verringern und gleichzeitig eine für hohe Drehzahlen ausreichende Lagerung der Auf-/Abwickelspule innerhalb des geschlossenen Verseilro­ tors sicherzustellen.

Im einzelnen wird diese Aufgabe bei einer Einfach-Verseilma­ schine der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Auf-/Abwickelspule in Richtung der Welle (axial) innerhalb des Verseilrotors beweglich und jedes Führungsmittel gestell­ fest an dem Verseilrotor angeordnet ist.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung fallen die Massen für den Antrieb des Führungsmittels an dem Verseilrotor weg, so daß dort geringere Fliehkräfte wirken und infolgedessen höhere Drehzahlen möglich sind. Der für die axiale Beweglich­ keit der Auf-/Abwickelspule erforderliche Antrieb verursacht wegen seiner Anordnung in der Nähe der Drehachse der Auf- /Abwickelspule nur geringe Fliehkräfte. Aufgrund der erfin­ dungsgemäßen Maßnahme lassen sich bei einem Durchmesser der Auf-/Abwickelspule von 1000 mm anstelle der üblicherweise möglichen 450 U/min^-1 bis zu 1000 U/min^-1 realisieren.

Eine konzentrisch zu der Welle für den Verseilrotor angeord­ nete Welle, die die Auf-/Abwickelspule antreibt und zugleich die Bewegungen in axialer Richtung auf die Auf-/Abwickelspule überträgt ist raumsparend und einfach im Aufbau.

Der Antrieb hierfür befindet sich vorzugsweise außerhalb des Verseilrotors und dreht mit der Welle für die Auf- /Abwickelspule und weist ein mit der Welle kämmendes Räderge­ triebe auf. Eine elegante Lösung zur Übertragung der axialen Bewegung auf die drehende Welle erhält man durch ein Aus­ gleichsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Für die Hin- und Herbewegung der Auf-/Abwickelspule ist es dann le­ diglich erforderlich, eines der ortsfest angeordneten Ab­ triebsglieder zu beschleunigen oder zu verzögern.

Das grundsätzlich bei Verseilmaschinen bestehende Problem, daß für den Verseilrotor und die Auf-/Abwickelspule unter­ schiedliche und dazu noch veränderliche Drehzahlen erforder­ lich sind, kann beispielsweise mit zwei getrennten Antrieben oder aber auch durch zwischengeschaltete Getriebe oder elek­ tromagnetische Überträger zwischen den Wellen gelöst werden. Derartige Lösungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und bedürfen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kei­ ner näheren Erläuterung. Die Ausführungen sollen jedoch ver­ deutlichen, was mit dem Oberbegriffsmerkmal "einem Antrieb für den Verseilrotor sowie einem Antrieb für die Auf- /Abwickelspule" gemeint ist.

Um nach dem Auf- oder Abwickeln die Spule einfach und pro­ blemlos entnehmen zu können, ist die Welle der Auf- /Abwickelspule auf deren Breite unterbrochen und die Auf- /Abwickelspule zwischen den Stirnseiten der Wellenenden lös­ bar verspannt.

Ein besonders fester Halt der Auf-/Abwickelspule zwischen den beiden Wellenenden läßt sich bei der erfindungsgemäß traver­ sierenden Welle dadurch erzielen, daß in dem einen Wellenende eine vorzugsweise mittels Druckluft angetriebene, über die Breite der Unterbrechung verschiebliche, in dem Wellenende gelagerte Achse angeordnet ist, die durch eine entsprechende Öffnung in der Auf-/Abwickelspule geführt in ein Gegenlager des anderen Wellenendes greift. Das Herausrutschen der Achse aus dem Gegenlager dieses speziell auf die Erfindung abge­ stimmten Spannsystems verhindert beispielsweise einen sich in dem Gegenlager festkrallender Konus. Der Spannmechanismus nimmt das Gegenlager mit und gewährleistet einen festen Halt der Auf-/Abwickelspule und ermöglicht damit das problemlose Traversieren der Spule innerhalb des Bügels.

Alternativ kann die Auf-/Abwickelspule mit einem Spannmechanismus mit den Merkmalen der Ansprüche 8, 9 auf einfache Art und Weise zwischen den Wellenenden der Spulenwelle verspannt werden. Da die für das Verspannen erforderlichen Elemente außerhalb der drehenden Maschinenteile angeordnet sind, ist die Handhabung bei dieser Ausführungsform einfacher. Außerdem läßt sich die Bewegung der Auf-/Abwickelspule in axialer Richtung ebenfalls an nicht rotierenden Teilen bewerkstelligen, wenn die Übertragungselemente zur Spulenwelle entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 8 ausgestaltet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles des näheren erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die insgesamt mit (1) bezeichnete Verseilmaschine besteht im wesentlichen aus einem geschlossenen Verseilrotor (2), einer den Verseilrotor (2) tragenden Welle (3) sowie einer Auf- /Abwickelspule (4), die von einer weiteren Spulenwelle (5) getragen wird.

Auf die Welle (3) wirkt ein Antrieb (6) für den Verseilrotor (2). Die Spulenwelle (5) wird über einen Antrieb (7) in Rota­ tion versetzt. Ein ebenfalls auf die Spulenwelle (5) wirken­ der Vorlegeantrieb (8) bewegt die Auf-/Abwickelspule (4) in axialer Richtung der konzentrisch zueinander angeordneten Wellen (3, 5).

Über an dem Verseilrotor (2) angeordnete Umlenkrollen (9a, 9b, 9c) wird das Verseilgut (11) der Auf-/Abwickelspule (4) zugeführt bzw. von ihr weggeführt, je nach Einsatzzweck der Verseilmaschine.

Der Antrieb (6) des Verseilrotors (2) besteht im einzelnen aus einem Elektromotor (12), der über ein Getriebe (13) die Welle (3) in Rotation versetzt. Zwar ist in der Zeichnung le­ diglich ein letztes Getrieberad gezeigt, daß auf die hohle Welle (3) des Verseilrotors (2) wirkt, in der Praxis werden jedoch regelmäßig zwei solcher letzten Räder auf der Welle (3) angeordnet und zwar jeweils eins auf beiden Seiten des Verseilrotors (2).

Der Antrieb (7) für die Aufwickelspule weist im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls einen Elektromotor (14) sowie ein Getriebe (15) auf, dessen letztes Rad auf die Spulenwelle (5) wirkt.

Der nur schematisch angedeutete Vorlegeantrieb (8) dreht mit der rotierenden Spulenwelle (5). Die Stromzuführung zu dem in der Zeichnung nicht gezeigten Elektromotor für den Vorlegean­ trieb (8) erfolgt über Schleifringe. Das letzte Rad des Vor­ legeantriebs (8) greift in ein in die Welle (5) integriertes Zahnstangensegment (17), das entsprechend der Länge des er­ forderlichen Verschiebeweges (18) der Auf-/Abwickelspule (4) (im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 75 cm), dimensioniert ist. Die innerhalb der hohlen Welle (3) für den Verseilrotor (2) axial verschiebliche Spulenwelle (5) weist in ihrem Inne­ ren einen Druckluftzylinder (21) auf, der über einen Kolben (22) auf eine längsverschiebliche Achse (23) wirkt. Mit Hilfe des Druckluftzylinder (21) ist die verschiebliche Achse (23) zwischen den Wellenenden (23, 24) der Spulenwelle (5) beweg­ lich. Die verschiebliche Achse (20) wird durch eine ent­ sprechende Öffnung in der Auf-/Abwickelspule (4) geführt und greift in ein Gegenlager (25) des Wellenendes (24). Die ver­ schieblichen Achse (20) verkrallt sich im Widerlager (25) und nimmt dieses mit. Die zwischen dem Lager (25) und dem Lager (26) verspannte Spule vermeidet Vibrationen der Welle (5) weitgehend.

Die erfindungsgemäße Verseilmaschine arbeitet wie folgt:
Das in der Fig. 1 nicht dargestellte zu verseilende Gut wird von ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellten Ablaufspu­ len abgezogen. Mindestens zwei Drähte werden an dem Verseil­ punkt (27) miteinander verseilt und über die Umlenkrollen (9a, 9b, 9c), die mit dem Verseilrotor (2) rotieren, der Auf­ wickelspule (4) zugeführt und auf diese aufgewickelt. Hierzu wird das Verseilgut durch die mitrotierende Welle (3) des Verseilrotors (2) teilweise hindurchgeführt. Die erforderli­ che gleichmäßige Verlegung des verseilten Gutes auf der Auf- /Abwickelspule bzw. das gleichmäßige Abziehen des verseilten Gutes ermöglicht der Vorlegeantrieb (8), der die Spulenwelle (5) elektronisch geregelt in Abhängigkeit der Abzugsgeschwin­ digkeit sowie der Wellendrehzahl die Auf-/Abwickelspule hin- und herbewegt. Die Umlenkrollen könne aufgrund dieser Maßnah­ men fest an dem Verseilrotor angeordnet werden, was die an­ sonsten erforderlichen Massen für einen Vorlegeantrieb für die Umlenkrollen erspart, was höhere Drehzahlen, geringere Vibrationen und damit eine höhere Leistungsausbeute sowie ei­ ne längere Lebensdauer der Verseilmaschine zur Folge hat.

Insbesondere der Spannmechanismus, mit dem die Auf- /Abwickelspule (4) zwischen den Wellenenden (23, 24) ver­ spannt wird, sorgt darüber hinaus für einen vibrationsfreien und sicheren Betrieb der Verseilmaschine (1). Die traversie­ rende Welle (5) ist in der Hohlwelle (3) des Verseilrotors (2) längsbeweglich angeordnet.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen lediglich in der Anordnung des Vorlegeantriebs sowie des Spannmechanismus, um die Wellenenden 23, 24 gegeneinander zu verspannen. In der Funktion übereinstimmende Bauteile sind daher in Fig. 2 mit denselben Positionsnummern wie in Fig. 1 bezeichnet.

Bei der Verseilmaschine nach Fig. 2 ragt die konzentrisch in der Welle (3) für den Verseilrotor angeordnete Spulenwelle (5) beidseitig über die Welle (3) hinaus. Jedes freie Spulenwellenende (28) ist drehbeweglich, jedoch in Richtung der Spulenwelle (5) formschlüssig mit einem Übertragungselement (29) verbunden. Die beiden Übertragungselemente (29) sind gegeneinander mittels eines Spannstabs (31) verspannbar. Hierzu besitzt das in Fig. 2 rechts gezeigte Übertragungselement (29) eine Spannbacken (32) aufweisende Hülse (33). Das andere Übertragungselement (29) ist fest mit dem Spannstab (31) verbunden. Durch lösen bzw. verspannen der Übertragungselemente läßt sich mit dieser Ausführungsform auf einfache Art und Weise die Auf- /Abwickelspule zwischen den Spulenenden (23, 24) lösen oder befestigen.

Auf das rechts in Fig. 2 gezeigte Übertragungselement (29) wirkt ein Antrieb (34) für die Bewegung der Auf- /Abwickelspule (4) in axialer Richtung.

Der Antrieb (34) umfaßt einen auf eine Spindel (35) wirkenden Getriebemotor (36). Die Spindel (35) ist mit dem Übertragungselement (29) verbunden und überträgt deren Hin- und Herbewegung auf das Übertragungselement (29) und damit auf die Spulenwelle (5).

Claims (9)

1. Einfach-Verseilmaschine, bestehend aus einem mit einer Welle versehenen geschlossenen Verseilrotor und einer in diesem angeordneten Auf-/Abwickelspule, einem Antrieb für den Verseilrotor sowie einem Antrieb für die Auf- /Abwickelspule, bei der das zu verseilende Gut von Ab­ laufspulen abgezogen und der Auf-/Abwickelspule über min­ destens ein an dem Verseilrotor angeordnetes Führungsmit­ tel zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Auf-/Abwickelspule (4) in Richtung der Welle (3, 5) (axial) innerhalb des Verseilrotors (2) beweg­ lich ist
• - und jedes Führungsmittel (9a, 9b, 9c) gestellfest an dem Verseilrotor angeordnet ist.

2. Verseilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine konzentrisch zu der Welle (3) für den Ver­ seilrotor angeordnete Welle (5) die Auf- /Abwickelspule (4) antreibt und
• - zugleich über diese Welle (5) die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung übertragen wird.

3. Verseilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Antrieb (8) außerhalb des Verseilrotors be­ findet.

4. Verseilmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) mit der Welle (5) dreht und ein mit der Welle kämmendes Rädergetriebe aufweist.

5. Verseilmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb der Welle (5) über ein Aus­ gleichsgetriebe erfolgt, mit einem Ausgleichsgetrieberad auf der Welle (5) und zwei ortsfesten, dem Ausgleichsge­ trieberad zugeordneten Abtriebsgliedern, die mit dem Aus­ gleichsgetrieberad nach Art eines Planetengetriebes käm­ men.

6. Verseilmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der Auf-/Abwickelspule (4) auf deren Breite unterbrochen ist und die Auf- /Abwickelspule zwischen den Stirnseiten der Wellenenden (23, 24) verspannt ist.

7. Verseilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Wellenende (23) eine vorzugsweise mit­ tels Druckluft angetriebene, über die Breite der Unter­ brechung verschiebliche, in dem Wellenende gelagerte Achse (20) angeordnet ist, die durch eine entsprechende Öffnung in der Auf-/Abwickelspule (4) geführt in ein Ge­ genlager (25) des anderen Wellenendes (24) greift, so daß ein fester Halt der Auf-/Abwickelspule (4) zwischen den beiden Wellenenden gewährleistet ist.

8. Verseilmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrisch in der Welle (3) für den Verseilrotor angeordnete Spulenwelle (5) beidseitig über die Welle (3) hinausragt, jedes freie Spulenwellenende drehbeweglich, jedoch in Richtung der Spulenwelle (5) formschlüssig mit einem Übertragungselement verbunden ist, die beiden Übertragungselemente gegeneinander verspannbar sind und auf mindestens eines der Übertragungselemente ein Antrieb für die Bewegung der Auf-/Abwickelspule in axialer Richtung wirkt.

9. Verseilmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen auf eine Spindel wirkenden Getriebemotor umfaßt und die Spindel mit dem Übertragungselement verbunden ist.