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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrillen von Drähten mit mindestens einer Verdrillwelle, auf der axial Trommeln drehbar abgestützt sind, von welchen die Drähte abziehbar und zu einem drehfest mit der Verdrillwelle gekoppelten Verdrillkopf geführt werden.
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Aus der
DE 42 31 588 C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Sie weist einen Rahmen auf, in dem eine Verdrillwelle abgestützt ist. Auf dieser Verdrillwelle sind Trommeln mit aufgewickelten Drähten koaxial hintereinander abgestützt. Jeder dieser Trommeln ist ein Drahtabnahmearm zugeordnet, der den Draht über drei Umlenkrollen in das Innere der Verdrillwelle führt. Diese ist zu diesem Zweck hohl ausgebildet. Innerhalb der Verdrillwelle werden die einzelnen Drähte axial zu einem Verdrillkopf geführt, in dem sie radial zusammenlaufen. Durch Drehen der Verdrillwelle um deren Achse werden die Drähte miteinander verdrillt. Als nachteilig werden an diesem Stand der Technik der hohe Aufwand der Drahtabnahmearme und die sehr komplizierte Drahtführung angesehen. Um eine sichere Führung der Drähte in den Umlenkrollen zu gewährleisten, müssen die einzelnen Trommeln sehr präzise zur Drehung angetrieben werden. Dies wird entweder über Reibradgetriebe oder über Einzelmotoren bewerkstelligt. Damit ergibt sich ein recht hoher baulicher Aufwand, der die gesamte Vorrichtung sehr kostenintensiv macht. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ergibt sich aus dem hohen Rüstaufwand, da jeder einzelne Draht umständlich um drei Umlenkrollen geführt und durch den Hohlraum der Verdrillwelle gefädelt werden muss. Außerdem können die einzelnen Trommeln nicht einfach ausgetauscht werden, da die dazwischen liegenden Drahtabnahmearme ein axiales Abziehen der Trommeln verhindern. Bei einem Wechsel der Konfektionierung müssen daher die restlichen Drähte von den Trommeln vollständig abgewickelt und neue Drähte aufgewickelt werden. Dies ist ein erheblicher Rüstaufwand, so dass diese Vorrichtung nur für einen Dauerbetrieb sinnvoll einsetzbar ist, bei dem verdrillte Drähte in sehr großen Mengen mit gleichbleibender Konfektionierung herzustellen sind. Diese Druckschrift bildet den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen verringerten Rüstaufwand auszeichnet und dadurch auch für individualisierte Produktionschargen sinnvoll einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit den folgenden Merkmalen gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Verdrillen von Drähten. Hier und im Folgenden ist unter dem Begriff „Draht“ ein beliebiges, langgestrecktes und biegsames Werkstück zu verstehen. Dieses kann beispielsweise ein elektrischer Draht aus Vollmaterial oder Litzen, mit und ohne Isolierung, eine Koaxialleitung, Metalldraht, Kunststoffstab, ein Fasermaterial wie Glasfaser, Karbonfaser, Naturfaser oder Kunststofffaser sein. Diese Aufzählung ist lediglich beispielhaft und nicht abschließend zu verstehen. Die Vorrichtung weist mindestens eine drehbare Verdrillwelle auf, die vorzugsweise von einem Motor zur Drehung angetrieben ist. In einfachen Fällen ist auch eine Drehung der mindestens einen Verdrillwelle von Hand möglich. Auf dieser mindestens einen Verdrillwelle sind axial Trommeln drehbar abgestützt, auf denen die Drähte aufgewickelt sind. Diese Trommeln halten einen Vorrat des Drahtes für den Verdrillvorgang. Die Trommeln sind dabei relativ zur mindestens einen Verdrillwelle drehbar, so dass sich die Drähte bedarfsgerecht für den Verdrillvorgang von den Trommeln abwickeln können. Die Trommeln können grundsätzlich zur Drehung angetrieben sein, für den Erfindungsgegenstand ist dies jedoch nicht erforderlich. Es ist auch daran gedacht, die Trommeln in Reibkontakt mit der mindestens eine Verdrillwelle zu halten, um die Trommeln zu bremsen und den von der Trommel abgewickelten Draht zu spannen. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht notwendig und lediglich optional. An der mindestens einen Verdrillwelle ist mindestens ein Verdrillkopf drehfest abgestützt, der den eigentlichen Verdrillvorgang durchführt. In diesem mindestens einen Verdrillkopf werden die Drähte zusammengeführt und durch das Mitdrehen des mindestens einen Verdrillkopfs mit der mindestens einen Verdrillwelle verdrillt. Um die Handhabung der Vorrichtung zu vereinfachen, ist zwischen mindestens einer der Trommeln und dem mindestens einen Verdrillkopf mindestens eine Scheibe vorgesehen. Hier und im Folgenden ist unter dem Begriff „Scheibe“ jeder beliebige Körper zu verstehen, der drehfest mit der mindestens einen Verdrillwelle verbunden ist und sich so weit radial erstreckt, dass er mindestens einen der Drähte erfassen kann. Die Scheibe kann von einem zylindrischen Körper gebildet sein, dies ist jedoch nicht notwendig. Insbesondere kann die Scheibe beliebig gestaltete Ausnehmungen aufweisen, nur von einzelnen Streben oder Rohren gebildet sein oder ähnlich wie bei einem Fahrrad von Speichen gebildet sein, die ein Hohlrad halten. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft und nicht abschließend zu verstehen. Diese mindestens eine Scheibe ist drehfest mit der mindestens einen Verdrillwelle verbunden, so dass diese zwangsläufig mit der mindestens einen Verdrillwelle dreht. Eine axiale Verschiebbarkeit der mindestens einen Scheibe ist optional möglich. Diese mindestens eine Scheibe weist an ihrem Außenumfang mindestens eine Nut auf, in der mindestens einer der Drähte geführt ist. Der mindestens eine Draht ist daher im Bereich der mindestens einen Scheibe mit der mindestens einen Verdrillwelle in Bezug auf deren Drehung synchronisiert. Auf diese Weise wird erreicht, dass exakt die erforderliche Menge an Draht pro Zeit abgewickelt wird, die für den Verdrillvorgang benötigt wird. Der Draht selbst wird dabei außerhalb der mindestens einen Verdrillwelle zum Verdrillkopf geführt, was das Aufrüsten der Vorrichtung erheblich vereinfacht. Der mindestens eine Draht muss im Bereich der Trommeln und Scheiben nicht eingefädelt werden. Es reicht vielmehr aus, den mindestens einen Draht außenseitig in die mindestens eine Nut der mindestens einen Scheibe zu drücken. Ein Einfädeln ist dann höchstens im Bereich des mindestens einen Verdrillkopfs erforderlich, was durch eine entsprechend kurze Bauweise des mindestens einen Verdrillkopfs jedoch einfach gehalten werden kann. Wenn sich die Konfektionierung der zu verdrillenden Drähte verändert, beispielsweise wenn statt vier nur drei Drähte zu verdrillen sind oder Drähte mit anderen Farben benutzt werden sollen, kann die Vorrichtung sehr einfach an diese neuen Vorgaben angepasst werden. Es müssen lediglich nicht benötigte Drähte aus dem mindestens einen Verdrillkopf herausgezogen und zusätzlich benötigte Drähte in den mindestens einen Verdrillkopf eingeführt werden. Ist mindestens eine der Trommeln leer und wird für den Verdrillvorgang benötigt, so kann diese sehr einfach ausgetauscht werden. Hierzu werden der Verdrillkopf und anschließend die Scheiben mit den Trommeln axial abgezogen. Anschließend werden die neuen Trommeln mit den dazwischen liegenden Scheiben wieder auf die mindestens eine Verdrillwelle aufgesteckt. Dies ist sehr einfach durchzuführen, so dass sich Umrüstzeiten erfreulich kurz halten und folglich auch Verdrillaufträge mit geringerem Umfang rentieren.
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Zur Verbesserung der Führung des mindestens einen Drahtes ist es außerdem vorteilhaft, wenn zwischen jeder der Trommeln mindestens eine Scheibe vorgesehen ist. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale Führungswirkung der Drähte.
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Zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Verdrillergebnisses ist es günstig, wenn die mindestens eine Scheibe mehrere der Nuten aufweist, die über deren Umfang verteilt sind. Damit können die einzelnen Drähte mit unterschiedlichen Phasenwinkeln dem mindestens einen Verdrillkopf zugeführt werden, was sich positiv auf das Verdrillergebnis auswirkt. Vorzugsweise sind die Nuten gleichmäßig über den Scheibenumfang verteilt.
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Zur weiteren Verbesserung der Verdrillwirkung ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Verdrillkopf mindestens eine Kabelführung aufweist, welche mit der mindestens einen Nut axial fluchtet. Diese mindestens eine Kabelführung sorgt für eine saubere Zuführung des mindestens einen Kabels zum Verdrillpunkt innerhalb des Verdrillkopfes. Außerdem ergibt sich auf diese Weise ein geschmeidiger Lauf des mindestens einen Kabels, was Störungen der Kabelzuführung unwahrscheinlich macht.
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Zur Erzielung eines möglichst einfachen Aufbaus ist es außerdem vorteilhaft, wenn im mindestens einen Verdrillkopf mindestens ein Gleitkanal zur Umlenkung mindestens eines der Drähte vorgesehen ist. Ein Gleitkanal hat gegenüber Rollen zwar einen etwas erhöhten Reibungswiderstand, er bietet jedoch den Vorteil, dass sich ein sehr einfacher und damit störsicherer Aufbau ergibt. Insbesondere ist es bei Gleitkanälen unwahrscheinlicher, dass das mindestens eine Kabel den vorgesehenen Pfad verlässt, was bei Umlenkrollen oftmals der Fall ist. Dieser Gleitkanal bildet dann vorzugsweise die oben bereits erwähnte Kabelführung.
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Zur weiteren Verbesserung des Verdrillergebnisses ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Gleitkanal nahe einer Drehachse der mindestens einen Verdrillwelle endet. Auf diese Weise ergibt sich eine definierte geometrische Zuordnung des mindestens einen Kabels zum Verdrillpunkt, so dass das mindestens eine Kabel während des Verdrillvorgangs keine ungewollten Freiheitsgrade mehr besitzt.
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Um die Vorrichtung an unterschiedliche Kabel anpassen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Gleitkanal verstellbar ist. So ist es beispielsweise bei hoch biegsamen Litzenkabeln wichtig, das Kabel bis sehr nahe zum Verdrillpunkt zu führen. Bei starren Kabeln ist es dagegen wichtiger, dieses nur um große Radien umzulenken, um die vom Umbiegen hervorgerufenen Reibungskräfte klein zu halten.
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Vorzugsweise ist dem mindestens einen Verdrillkopf mindestens eine Abzugsvorrichtung nachgeordnet, um ein gleichmäßiges Abziehen des verdrillten Drahtes zu ermöglichen. Um außerdem zu erreichen, dass die Verdrillung die gleiche Periode und damit den gleichen Schlag aufweist, ist die Geschwindigkeit, mit der die mindestens eine Abzugsvorrichtung den verdrillten Draht abzieht, mit einer Drehzahl der mindestens einen Verdrillwelle synchronisiert.
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Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
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Die einzige Figur zeigt eine räumliche Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 zum Verdrillen von Drähten 2. Die Vorrichtung 1 weist einen Motor 3 auf, der eine Verdrillwelle 4 zur Drehung antreibt. Der Motor 3 kann dabei von beliebiger Bauart sein. Vorzugsweise wird ein Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe eingesetzt.
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An der Verdrillwelle 4 ist eine axial verlaufende, durchgehende Mitnehmernut 5 eingeformt, die zur Drehmomentübertragung dient. Auf der Verdrillwelle 4 sind Trommeln 6 frei drehbar abgestützt, auf die jeweils einer der Drähte 2 aufgewickelt ist. Im Bereich der Abstützung der Trommeln 6 sind nicht dargestellte Reibungsbremsen vorgesehen, die einer relativen Drehbewegung zwischen den Trommeln 6 einerseits und der Verdrillwelle 4 andererseits entgegenwirken und damit beim Abziehen des Drahtes 2 diesen auf Spannung halten.
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Zwischen den Trommeln 6 sind Scheiben 7 vorgesehen, welche von der Verdrillwelle 4 durchsetzt sind. Hierzu weisen die Scheiben 7 eine zentrale Bohrung 8 auf, in der ein Mitnehmer 9 eingeformt ist. Dieser Mitnehmer 9 greift in die Mitnehmernut 5 der Verdrillwelle 4 ein, wodurch die Scheibe 7 drehfest mit der Verdrillwelle 4 verbunden ist. Damit dreht die Scheibe 7 mit der exakt gleichen Rotationsgeschwindigkeit wie die Verdrillwelle 4. Die Scheiben 7 haben jeweils über den Umfang verteilte Nuten 10, welche zur Führung der Drähte 2 dienen. Diese Nuten 10 sind dabei gleichmäßig über den Umfang der Scheiben 7 verteilt und relativ zueinander fluchtend ausgebildet. Der Draht 2 wird von jeder der Trommeln 6 abgezogen und durch die Nuten 10 der Scheiben 7 axial geführt, was die Aufrüstung der Vorrichtung 1 einfach gestaltet.
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An einem freien Ende 11 der Verdrillwelle 4 ist ein Verdrillkopf 12 drehfest gehalten. Auch der Verdrillkopf 12 weist einen entsprechenden Mitnehmer 9 auf, der die drehfeste Anbindung an die Verdrillwelle 4 sicherstellt. Im Verdrillkopf 12 sind Kabelführungen 13 vorgesehen, welche motorseitig mit den Nuten 10 der Scheiben 7 fluchten. Endseitig sind diese Kabelführungen 13 nahe an einen Verdrillpunkt 14 herangeführt, an dem die einzelnen Kabel 2 miteinander verdrillt werden. Die Kabelführungen 13 sind dabei als Gleitkanäle 15 ausgebildet.
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Infolge der Rotation der Verdrillwelle 4 werden die Kabel 2 miteinander verdrillt. Die Länge einer Verdrillperiode - auch Schlag genannt - ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen der Abzugsgeschwindigkeit einerseits und der Drehzahl der Verdrillwelle 4 andererseits. Um diesen Schlag konstant zu halten, ist eine Abzugsvorrichtung 20 vorgesehen, die aus zwei von Umlenkrollen 21 umgelenkten Bändern 22 gebildet ist. Diese Bänder werden gegeneinander gepresst und erfassen auf diese Weise den verdrillten Draht 23. Wenigstens eine der Umlenkrollen 21 ist von einem Motor 24 angetrieben. Um den Schlag konstant zu halten, ist hierzu eine Steuerung 25 vorgesehen, die die Drehzahl des Motors 24 entsprechend der Drehzahl des Motors 3 einstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Draht
- 3
- Motor
- 4
- Verdrillwelle
- 5
- Mitnehmernut
- 6
- Trommel
- 7
- Scheibe
- 8
- zentrale Bohrung
- 9
- Mitnehmer
- 10
- Nut
- 11
- freies Ende
- 12
- Verdrillkopf
- 13
- Kabelführung
- 14
- Verdrillpunkt
- 15
- Gleitkanal
- 20
- Abzugsvorrichtung
- 21
- Umlenkrolle
- 22
- Band
- 23
- verdrillter Draht
- 24
- Motor
- 25
- Steuerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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