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Verseileinrichtung für Verseilmaschinen,
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insbesondere Vorverdrall- und Abzugeinrichtung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Verseileinrichtung für Verseilmaschinen, insbesondere eine Vorverdrall-
und Abzugeinrichtung als Vorschaltgerät für Ein- oder Mehrfachschlagmaschinen, mit
einem drehangetriebenen Rotortragrahmen und einer quer zur Dreh- und Längsachse
des Rotortragrahmens an diesem gelagerten, drehangetriebenen Abzugscheibe, bei der
die Seilelemente an einer Eintrittsverseilstelle in der Längsachse dem Rotortragrahmen
zugeführt und das Seil am Rotortragrahmen zur Abzugscheibe und nach deren Umschlingung
durch die Längsachse aus dem Rotortragrahmen geführt wird.
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Herkömmliche Einfachschlagmaschinen bieten zwar den Vorteil der höchsterreichbaren
Verseilqualität, sie sind aber im Vergleich zu den gängigen Doppelschlagmaschinen
erheblich zu langsam. Die bekannten Doppelschlagmaschinen sind dagegen im wesentlichen
nur in ihrer Produktionsgeschwindigkeit den Einfachschlagmaschinen um ein Vielfaches
überlegen. Die sehr gefragten drei- oder mehrlagigen Litzen aus 16 oder mehr blanken
Drähten können im Einfachlag sehr viel schonender, gleichmäßiger und dünner, vor
allem mit wesentlich kleineren Schwankungen des Außendurchmessers gefertigt werden
als im Doppelschlag. Die materialschonende Behandlung im Einfachschlag vermeidet
übermäßiges Dehnen, das zu einer Verhärtung der Drähte und somit zum Abfall der
elektrischen Leitfähigkeit führen wdrde. Die wesentlich kleineren Litzendurchmesser-Toleranzen
erlauben beträchtlich ge-
ringere Manteldicken bei der Isolation
mit Kunststoff oder Gummi. Je nach dem Aufbau der Litze - bedingt durch Drahtzahl
und Drahtdurchmesser - beträgt der Mehraufwand an Isolationsmaterial im Doppelschlag
gegenüber dem Einfachschlag in praktisch gemessenen Fällen über 19,5% bis maximal
27,8% (Vergl. Drahtwelt 7 - 1977, S. 271).
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Es ist nun bekanntgeworden, daß die Qualität einer Verlitzung mit
Doppelschlagmaschinen ganz besonders dann erhöht wird, wenn vor dem Eingang des
Doppelschlagflügels ein Vorverdrallgerät angebracht wird, welches die Litze direkt
mit der Sollgeschwindigkeit von zwei Schlägen pro ein Doppelschlag-Umlauf antreibt.
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Wird dieses Vorverdrallgerät auch gleichermaßen als Abzugsorgan ausgebildet,
so liefert es auch die Zugkraft zur Uberwindung des Gesamtwiderstandes aller Bremsspannungen
der Einzeldraht-Spulen. Die in der Doppelschlagmaschine dann nur noch zum Aufwickeln
weitergeführte Litze wird so beträchtlich entlastet.
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Eine besonders für die Fertigung von mehrlagigen Starkstromlitzen
geeignete Verseileinrichtung als Vorverdrall- und Abzugseinrichtung muß daher a)
eine möglichst gleichmäßige und dünne Litze liefern können, um zu beträchtlichen
Einsparungen an Isoliermaterial zu kommen, b) trotz hochtouriger Doppelschlag-Produktionsgeschwindigkeit
so materialschonend vorverlitzen, daß ein übermäßiges Dehnen und Verhärten des Verseilgutes
verhindert und somit z.B. ein Abfallen der elektrischen Leitfähigkeit der Starkstromlitze
vermieden wird.
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Es kommt hierbei nicht darauf an, daß eine im Einfachschlag vorverseilte
Litze ohne teilweise Zwischenauf-
seilung durch eine Doppelschlagmaschine
hindurch auf die Aufwickelspule geleitet wird. Ausschlaggebend ist, daß im Einfachschlag-Vorverdrallgerät
der gesamte Seilschlag (als doppelter Einfachschlag) ausgeführt wird, so daß für
sämtliche inneren bis äußeren Drahtlagen die Je richtigen, für den doppelten und
fertigen Seilschlag benötigten Drahtlängen gezogen werden. Daß die allein auf Doppelschlagmaschinen
geschlagenen Litzen grundsätzlich nicht so gleichmäßig und so dünn ausfallen liegt
daran, daß bei der Doppelschlagmaschine ohne Vorverdrallgerät am Eingang der Maschine
nur für den ersten, also noch einfachen Seilschlag, die passenden Drahtlängen gezogen
werden können. Die zunächst noch von Lage zu Lage passend -also ausgeglichen - einlaufenden
Drahtlängen stimmen für den nachfolgenden zweiten Schlag überhaupt nicht mehr, weil
dann die inneren gegenüber den äußeren Drahtlagen einen verhältnismäßig zu großen
Längenüberschuß haben.
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Der bei mehrlagigen Seilen von äußeren zu inneren Lagen, d.h. zum
Kerndraht hin zunehmende relative Längenüberschuß tendiert zu Schlaufenbildungen
und führt somit zu Schwankungen bzw. Vergrößerungen des Seildurchmessers.
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Das geschilderte Verfahren konnte sich bis heute schon deswegen nicht
durchsetzen, weil die Geschwindigkeit der danach entwickelten neuen Doppelschlagmaschinen
sprunghaft vervielfältigt wurde. Es sind bislang keine im Einfachschlag arbeitenden
Vorverdrall- und Abzugseinrichtungen bekannt geworden, die wie erforderlich, doppelt
schnell zu den heutigen Doppelschlagmaschinen umlaufen.
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Zur Erfüllung nur der unter a) genannten Forderungen werden in der
industriellen Praxis bereits sogenannte Vorverdralleinrichtungen eingesetzt (vergleiche
nDrahtwelt" 7/1977, Seite 270 Bild 7 und Seite 271, 4. bis 6.
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Absatz des Aufsatzes "Vergleich der Verfahren Einfach-und DoppelschlagverlitzungW
von A.C. Osman). Diese Einrichtungen laufen zwar schnell um, sie weisen Jedoch nur
simple Schleppscheiben ohne eigene Abzugswirkung auf. Die Litze muß hierbei vom
Abzug in der Doppelschlagmaschine her auch durch die Vorverdrall-Einrichtung hindurchgezogen
werden. Die Zugspannung in der Litze wird nach Verlassen der Drallvorrichtung nicht
etwa wesentlich herabgesetzt, sondern durch die in der Vorrichtung zusätzlich erzeugte
und von ihr nicht kompensierte Fliehkraftwirkung sogar noch beträchtlich erhöht.
Für eine materialschonende Vorverlitzung im Hochgeschwindigkeitsbetrieb ist eine
angetriebene und mehrfach von der Litze umschlungene Abzugsscheibe unerläßlich.
Nach dem bekannten Euler'schen Umschlingungsgesetz wird nämlich die Seilspannung
auf der Abzugsscheibe sehr schnell abgebaut, so daß die Spannkraft im ablaufenden
Seiltrum nach der Abzugs scheibe wesentlich kleiner ist als im auflaufenden Seiltrum.
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Der Antrieb einer Abzugsscheibe, die zugunsten einer materialschonenden
Seilführung mit ihrer Drehachse quer zur Schlagrotorachse gelagert ist, wird nun
bei höheren Schlagdrehzahlen zu einem bislang nicht gelösten Problem.
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Für hochtourige Doppelschlag-Produktionsgeschwindigkeit sind die bekannten
Vorverdrall- und Abzugeinrichtungen der eingangs angegebenen Art (z.B. AT-PS 286
833) schon deswegen ungeeignet, weil der übliche Antrieb der Abzugsscheibe über
einen völlig exentrisch zur Maschinendrehachse gelagerten Zahnriementrieb erfolgt.
Das komplette Zahnriemengetriebe ist dabei außerhalb des als Rahmenträger ausgebildeten
Schlagrotors angeordnet. Für eine gängige Ausftihrungsgröße mit einem Abzugscheibendurchmesser
von beispielsweise 180 mm, entsprechenden Rahmenträgerabmessungen und einer Schlagrotordrehzahl
von 4000 oder mehr Umdrehungen pro Minute würde eine derartige Bauweise zu einer
unerträglichen Fliehkraftbelastung des Rotortragrahmens führen. Zudem ergäbe sich
daraus eine
völlig indiskutable kurze Lebensdauer der beteiligten
Wälzlager.
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Für den schnellen Betrieb ergibt sich nun eine weitere wesentliche
Schwierigkeit: Eine Abzugscheibe, die außer um ihre Drehachse gleichzeitig auch
um die dazu senkrechte Drehachse des Rotortragrahmens drehangetrieben wird, ist
ein geführter Kreisel, der von seinem Führungsrahmen (Rotortragrahmen) zu einer
Präzessionsdrehung gezwungen wird. Die erzwungene Präzession ruft als Wirkung von
Trägheitskräften eine starke Kreiselwirkung hervor, das Kreiselmoment.
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Je schneller nun die Rotation um die Kreisel- sowie um die Präzessionsachse
und Je größer das Massenträgheitsmoment, desto beträchtlicher sind die Kreiselkräfte,
mit denen sich der Kreisel der Richtungsänderung seiner Drehachse widersetzt. Desto
größer ist dann aber auch die Belastung des Rotortragrahmens, wenn er diese Kräfte
selbst ertragen muß.
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Die geschilderten Schwierigkeiten hinsichtlich der Auswirkung der
Kreiselkräfte sowie der Fliehkräfte stehen bei Jeder Anwendung von Verseileinrichtungen
der eingangs angegebenen Art der Erzielung der gewünschten hohen Drehgeschwindigkeiten
und damit Schlagzahlen entgegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verseileinrichtung
der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die insbesondere als Vorverdrall- und
Abzugeinrichtung als Vorschaltgerät für Ein- oder Mehrfachschlagmaschinen und insbesondere
für Doppelschlagmaschinen eingesetzt werden kann und bei der die gewünschten besonders
hohen Drehgeschwindigkeiten und damit Schlagzahlen erreicht werden können, ohne
daß die geschilderten nachteiligen Wirkungen
der Kreisel- und der
Fliehkräfte ein untragbares Maß erreichen. Es soll somit der Rotortragrahmen auch
bei höchstmöglichen Drehgeschwindigkeiten und Scllagzahlen von den Wirkungen der
Kreisel- und Fliehkräfte möglichst ganz, Jedenfalls weitestgehend entlastet werden.
Dabei soll eine möglichst einfache, kompakte und vor allem betriebssichere Einrichtung
mit hoher Lebensdauer erzielt werden. Dabei soll vor allem den Schwierigkeiten bei
der Gestaltung und Lagerung der Abzugscheibe in dieser Hinsicht begegnet werden.
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Dies wird nach der Erfindung vor allem dadurch erreicht, daß auf der
Drehachse der Abzugscheibe koaxial zu ihr ein im entgegengesetzten Drehsinn angetriebenes
Rotationselement drehbar gelagert ist und die Gestalt, die Abmessungen, die Massen
und/oder die Drehgeschwindigkeiten der Abzugscheibe und des Rotationselements sowie
der mit ihnen umlaufenden Bauelemente derart gewählt sind, daß das Jeweilige Produkt
aus Massenträgheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit der gegeneinander umlaufenden
Baueinheiten wenigstens angenähert gleich groß ist, und daß die Abzugscheibe und
das Rotationselement mit Hilfe jeweils einer zugeordneten Hohlwelle auf der gemeinsamen
Drehachse gelagert sind und die Hohlwellen zusätzlich gegen die zum Rotortragrahmen
gerichteten Fliehkräfte an der gemeinsamen Drehachse drehbar gelagert abgestützt
sind und daß das Produkt aus der Gesamtmasse der der Abzugscheibe zugeordneten Bauelemente
und dem Abstand von deren gemeinsamqem Schwerpunkt von der Längsachse des Rotortragrahmens
wenigstens angenähert gleich dem Produkt aus der Gesamtmasse der dem Rotationselement
zugeordneten Bauelemente und dem Abstand von deren gemeinsamem Schwerpunkt von der
Längsachse des Rotortragrahmens bemessen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Einführung eines gegenläufigen Rotationselements
und die gegenseitige Bemessung der nunmehr gegenläufig umlaufenden Baueinheiten
wird das von der die Abzugscheibe enthaltenden Baueinheit erzeugte Kreiselmoment
mit den daraus resultierenden Kreiselkräften kompensiert durch das mit Hilfe der
das Rotationselement enthaltenden gegenläufig umlaufenden Baueinheit erzeugte Kreiselmoment,
so daß die geschilderten starken und schädlichen Kreiselkräfte nicht auf den Rotortragrahmen
zur Wirkung kommen. Durch die erfindungsgemäße Abstützung von Abzugscheibe und Rotationselement
auf der jeweils zum Rotortragrahmen gerichteten Seite wird ein geschlossener Kraftfluß
innerhlab beider Baueinheiten über die Drehachse erzielt, so daß in Verbindung mit
der erfindungsgemäßen Bemessung der jeweiligen Gesamtmassen und deren Schwerpunktabständen
(Summe aller statischen Massenmomente gleich Null) auch die geschilderten nachteiligen
starken Fliehkräfte nicht mehr zur Auswirkung auf den Rotortragrahmen kommen. Dadurch
ist es möglich, ohne die geschilderten, durch die Kreisel- und Fliehkräfte erzeugten
Schwierigkeiten, die Verseileinrichtung mit sehr hohen und insbesondere den für
die Verwendung als Vorverdrall- und Abzugeinrichtung gewünschten Drehzahlen zu betreiben.
Es können also Rotortragrahmen und Abzugscheibe außerordentlich hohe Drehzahlen
auch im Dauerbetrieb erfahren. Es hat sich gezeigt, daß mit einer Verseileinrichtung
nach der Erfindung über 4000 Seilschläge pro Minute im Dauerbetrieb erzeugt werden
können, so daß nunmehr mit einer derartigen Verseileinrichtung die eingangs geschilderten
Schwierigkeiten bei der Litzen- und/oder Seilherstellung bewältigt werden können.
Der Rotortragrahmen dient hinsichtlich der Abzugscheibe lediglich zur räumlichen
Fixierung der gesamten Abzugeinheit, eine weitere Belastung des Schlagrotors findet
durch die Kompensation der Kreiselmomente sowie durch den geschlossenen Kraftfluß
für die Fliehkräfte nicht mehr oder in gering-
stem Maß statt.
Die Jeweils einander kompensierenden Gestaltungen, Abmessungen, Massen und Drehgeschwindigkeiten
der beiden gegenläufigen Baueinheiten innerhalb des Abzugsystems können Je nach
dem Anwendungsfall und nach der Gestalt und Auslegung des Rotortragrahmens sowie
der Verseilaufgabe gewählt werden. Die äußere drehbare AbstUtzung der Hohlwellen
erfolgt in einfacher Weise zweckmäßig durch kombinierte Radial- und Axiallager.
Es ergibt sich durch die erfindungsgemäße Gestaltung eine einfache und sehr kompakte
Gesamtanordnung, die ebenfalls der Erzielung der gewünschten hohen Drehgeschwindigkeiten
besonders förderlich ist.
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Für die Erzeugung hoher Drehzahlen ohne untragbare Belastung des Rotortragrahmens
ist die Gestaltung der gegenläufigen Antriebe für die Abzugscheibe und das gegenläufige
Rotationselement von besonderer Bedeutung. Einghierfür besonders günstige Bauweise
mit entsprechenden Kompensationswirkungen wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung
dadurch erzielt, daß die Abzugscheibe und das Rotationselement Jeweils über einen
auf der zum Rotortragrahmen gelegenen Riementrieb mit Riemenscheibe, insbesondere
Zahnriementrieb, drehangetrieben sind und am Seilaustrittsende des Rotortragrahmens
ein Planetengetriebe derart angeordnet ist, daß das Sonnenrad um die Längsachse
des Rotortragrahmens drehbar mit einer das Seil aufnehmenden Antriebshohlwelle im
Seilaustrittsende des Rotortragrahmens gelagert und die gegenläufigen, als Riemenscheiben
ausgebildeten Planetenräder auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert sind, die parallel
zur Drehachse von Abzugscheibe und Rotationselement verläuft, und daß die Planetenräder
mit ihren umlaufenden Bauelementen in Gestalt, Abmessung, Masse und/oder Drehgeschwindigkeiten
derart bemessen sind, daß das Jeweilige Produkt aus Massenträgheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit
der
gegeneinander umlaufenden Baueinheiten wenigstens angenähert
gleich groß ist, und an ihrer gemeinsamen Drehachse gegen die zum Rotortragrahmen
gerichteten Fliehkräfte drehbar gelagert abgestützt sind, wobei wiederum kombinierte
Radial- und Axiallager Verwendung finden können. Sonnenrad und Planetenräder weisen
die miteinander kämmenden Kegelradverzahnungen auf, an die sich bei den Planetenrädern
die Jeweilige Riemenscheibe anschließt. Das zum Antrieb herangezogene Planetengetriebe
weist infolge seiner erfindungsgemäßen Anordnung bereits prinzipiell einen außerordentlich
symmetrischen Aufbau auf, und es wird ohne Zwischenschaltung weiterer Antriebselemente
über die Planetenräder bereits die gegenläufige Antriebsbewegung für die Abzugscheibe
und das gegenläufige Rotationselement erzeugt. Der Grundaufbau des Planetengetriebes
führt wiederum zu einer symmetrischen Anordnung gegenüber dem Rotortragrahmen. Die
Kreiselmomente der Planetenräder und der mit ihnen umlaufenden Bauelemente sind
kompensiert, die Fliehkräfte sind wiederum in geschlossenem Kraftfluß durch die
gemeinsame Drehachse aufgehoben und wefen durch die anhand der Abzugeinheit beschriebene
entsprechende Bemessung der Jeweiligen Gesamtmassen und deren Schwerpunktabständen
(Summe aller statischen Massenmomente gleich Null) gleich groß bemessen, so daß
insgesamt auch bei diesem Antrieb der Rotortragrahmen von den Wirkungen der Kreiselkräfte
und der Fliehkräfte ganz oder weitestgehend entlastet wird.
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Eine für die kompakte Bauweise einerseits und für die gewünschte Kompensationswirkung
für die Kreiselmomente und vor allem für die Fliehkräfte andererseits vorteilhafte
Ausgestaltung und Anordnung wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch
erreicht, daß die Abzugscheibe unddas gegenläufige Rotationselement Jeweils aus
einem
scheibenförmigen Befestigungsflansch und einem daran seitlich
vorstehenden, zum Jeweils anderen Befestigungsflansch gerichteten Umfangsringkörper
bestehen, wobei der Umfangsringkörper der Abzugscheibe die Wickelfläche (den Ziehring)
für das Seil bildet und der Umfangsringkörper des Rotationselements den Umfangsringkörper
der Abzugscheibe untergreift. Die Abzugscheibe und das Rotationselement laufen somit
weitestgehend ineinander und können daher dicht aneinander gerückt werden, was die
Kompensationswirkung für die Fliehkräfte fördert. Durch die Gestaltung als am scheibenförmigen
Befestigungsflansch angeordnete Umfangsringkörper lassen sich für die Kompensationswirkung
besonders günstige Formgebungen erreichen und die Jeweils erforderlichen Massen
gedrängt ineinander unterbringen. Insbesondere wird die die Hauptmasse des gegenläufigen
Rotationselement bildende Masse des zugehörigen Umfangsringkörpers von dem Umfangsringkörper
der Abzugscheibe weitestgehend eingeschlossen, was der Kompensation der Fliehkräfte
ganz besonders förderlich ist.
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Werkstoffe, Gestalt und Querschnittsformen der Umfangsringkörper und
auch der Befestigungsflansche können für die gewünschte Kompensationswirkung einerseits
und für die gewünschte kompakte Bauweise andererseits optimal gewählt werden. Durch
das Ineinanderschachteln der gegenläufigen Bauelemente wird ferner eine Verkürzung
der gesamten Abzugeinrichtung erzielt, was wiederum zur Herabsetzung der zu kompensierenden
Fliehkräfte führt.
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Eine im Hinblick auf die geschilderten Kompensationswirkungen und
gewünschten kompakten Anordnungen zweckmäßige Bauweise wird in weiterer Ausbildung
der Erfindung dadurch erzielt, daß die Abzugscheibe und das Rotationselement und
deren zugehörige ringförmige Riemenscheibe jeweils auf der zugehörigen Hohlwelle
befestigt sind und Jede Hohlwelle an ihrer zur Rotortragrahmen gelegenen
Stirnfläche
an einem Zuganker durch ein kombiniertes Radial- und Axiallager drehbar abgestützt
ist, Jeder Zuganker in eine gemeinsame, die Drehachse bildende Tragachse koaxial
eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist und daß jeder Zuganker mit der zugewandten
Rotortragrahmenwandung verbunden ist. Mit sowohl einfach gestalteten wie auch einfach
montierbaren Bauelementen wird somit eine den geschlossenen Kraftfluß bildende Baueinheit
der gesamten Abzugeinrichtung geschaffen, die dann mit einfachen Verbindungsmitteln
an der Rotortragrahmenwandung fixiert wird.
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Um in geeigneten Anwendungsfällen auch mittig eine sorgfältige drehbare
Abstützung zu erzielen, können in weiterer Ausbildung der Erfindung die Hohlwellen
an ihrem zur Längsachse des Rotortragrahmens gerichteten Ende über ein Radial- oder
ein kombiniertes Radial- und Axiallager an einem mittigen Bund der Tragachse abgestützt
sein.
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Für die Montage der so geschaffenen Baueinheit sind zweckmäßig die
Zuganker mit einer in Längsrichtung justierbaren Schraubverbindung in der Rotortragrahmenwandung
befestigt.
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Für die Bewältigung der Seilführung bei den erzielbaren hohen Drehgeschwindigkeiten
ist es ferner von Vorteil, wenn das Seil am Rotortragrahmen über eine Vielzahl von
an dessen Innenwandung gelagerten Seilführungsrollen geführt ist. Ferner ist es
für die Erzielung der gewünschten hohen Drehzahlen und Schlagzahlen vorteilhaft,
wenn der Rotortragrahmen als rotationssymmetrischer, insbesondere zylindrischer,
Trommelhohlkörper ausgebildet ist.
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Für die erfindungsgemäße, vorstehend geschilderte AbstUtzung der Planetenräder
und ihrer umlaufenden Bauelemente im Antriebssystem kann die erfindungsgemäße, anhand
der Lagerung der Abzugscheibe und des Rotationselements beschriebene Ausbildung
der Lagerung über Zuganker an der
gemeinsamen Drehachse ebenfalls
mit entsprechendem Vorteil eingesetzt werden.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Verseileinrichtung nach der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen Fig. 1
eine weitestgehend schematisch gehaltene Seitenansicht der Verseileinrichtung nach
der Erfindung mit geschnittenem Rotortragrahmen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch
die Abzugeinrichtung der Verseileinrichtung nach Fig. 1 mit Abzugscheibe und gegenläufigem
Rotationselement.
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Ein rotationssymmetrisch, nämlich zylindrisch ausgebildeter Rotortragrahmen
1 ist beidendig um seine Längsachse drehbar in einem geeigneten Maschinengestell
gelagert, das bei 2 angedeutet ist. An seinem einen Ende wird der Rotortragrahmen
1 über ein Antriebsrad oder eine Antriebsscheibe 3 zur Drehung um seine Längsachse
angetrieben, z.B. durch einen geeigneten Riementrieb, wie durch den Pfeil 4 angedeutet
ist. Die Antriebsscheibe 3 bildet zugleich die Eintrittsverseilstelle 5 für die
Seilelemente 6, die zum Seil 7 verdrallt werden. Das Seil 7 wird durch die hohle
Lagerwelle 8 des Rotortragrahmens hindurch in diesen geführt und über eine Vielzahl,
am Rotortragrahmen innen gelagerten Seilrollen 9 zur Abzpoheibe geführt, die allgemein
mit 10 bezeichnet ist. Nach Umschlingung der Abzugscheibe wird das Seil über eine
weitere Mehrzahl von Seilrollen 9, die an der Innenwandung des Rotortragrahmens
1 gelagert sind, zur Längsachse des Rotortragrahmens 1 zurück und durch die hohle
Lagerwelle 11 in noch zu beschreibender Weise nach außen geführt. Das zur Lagerwelle
11 gerichtete Ende des Rotortragrahmens 1 wird im folgenden als Seilaustrittsende
des Rotortrag-
rahmens bezeichnet.
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Wie anhand Fig. 2 noch im einzelnen beschrieben wird, ist die Abzugscheibe
10 mit ihren zugehörigen Bauelementen auf einer gemeinsamen Drehachse 12 drehbar
gelagert derart, daß sich die mit ihr umlaufenden Bauelemente zu einer Seite des
Rotortragrahmens hin erstrecken, in Fig.
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1 nach oben.
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Auf der gleichen gemeinsamen Drehachse 12 ist ferner ein gegenüber
dem Drehsinn der Abzugscheibe 10 gegenläufig drehangetriebenes Rotationselement
drehbar gelagert, das in Fig. 1 allgemein mit 13 bezeichnet ist. Die mit dem Rotationselement
13 umlaufenden Bauelemente sind zur anderen Seite der Drehachse hin angeordnet,
in Fig. 1 nach unten gerichtet.
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Mit der Abzugscheibe 10 ist eine Riemenscheibe 14 verbunden, mit dem
Rotationselement 13 eine Riemenscheibe 15.
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Für den gegenläufigen Rotationsantrieb von Abzugscheibe 10 mit 14
und Rotationselement 13 mit 15 dient ein am Seilaustrittsende des Rotortragrahmens
1 angeordnetes Planetengetriebe. Das Sonnenrad 16 ist um die Längsachse des Rotortragrahmens
1 drehbar mit Hilfe einer Hohlwelle 17 in der hohlen Lagerwelle 11 des Rotortragrahmens
1 drehbar gelagert und wird angetrieben über eine geeignete Antriebsscheibe 18,
z.B. einen durch den Pfeil 19 angedeuteten Riementrieb. Durch das Sonnenrad 16 und
seine Hohlwelle 17 ist das Seil 7 nach außen geführt. Mit dem Sonnenrad (Kegelrad)
16 kämmen die beiden Planetenräder (Kegelräder) 20 und 21, die somit, wie die eingezeichneten
Pfeile andeuten, gegenläufig drehangetrieben werden. Die Planetenräder 20 und 21
sind auch als Riemenscheiben ausgebildet und stehen über die Riemen, insbesondere
Zahnriemen 22 mit den Riemenscheiben 14 und 15 der Abzugscheibe 10 und des Rotationselements
13 in An-
triebsverbindung. Die Planetenräder 20 und 21 sind.auf
einer gemeinsamen Drehachse 23 drehbar gelagert. Die Drehachsen 12 und 23 sind mit
geeigneten Befestigungsmitteln drehfest in der Rotortragrahmenwandung befestigt,
wie Jeweils bei 24 zunächst schematisch wiedergegeben ist.
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Erfindungsgemäß sind die Gestalt, die Abmessungen, die Massen und/oder
die Drehgeschwindigkeiten der Abzugscheibe 10 und des Rotationselements 13 sowie
der mit ihnen umlaufenden Jeweiligen Bauelemente derart gewählt, daß das Jeweilige
Produkt aus Massenträgheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit der gegeneinander umlaufenden
Baueinheiten wenigstens angenähert gleich groß ist. Ferner ist das Produkt aus der
Gesamtmasse der der Abzugscheibe 10 zugeordneten Bauelemente und dem Abstand von
deren gemeinsamem Schwerpunkt von der Längsachse des Rotortragrahmens 1 wenigstens
angenähert gleich dem Produkt aus der Gesamtmasse der dem Rotationselement 13 zugeordneten
Bauelemente und dem Abstand von deren gemeinsamem Schwerpunkt von der Längsachse
des Rotortragrahmens 1, was bedeutet, daß die Summe der statischen Massenmomente
gleich Null ist. Eine entsprechende Bemessungsregel gilt für die Planetenräder 20
und 21 mit ihren mit ihnen gemeinsam umlaufenden Bauelementen als gegenläufig umlaufende
Baueinheiten. Im Ausführungsbeispiel werden die Planetenräder 20 und 21 und die
Riemenscheiben 14 und 15 und damit die Abzugscheibe 10 und das Rotationselement
13 mit jeweils gleichen, jedoch gegensinnigen Drehzahlen angetrieben, wobei eine
geeignete Untersetzung zwischen Planetenrad 20 und Riemenscheibe 14 und Planetenrad
21 und Riemenscheibe 15 gewählt werden kann.
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Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel die konstruktive Ausgestaltung
des die Abzugeinrichtung betreffenden Teils der Verseileinrichtung.
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Die allgemein mit 10 bezeichnete Abzugscheibe besteht aus einem scheibenförmigen
Befestigungsflansch 25 und einem an deren äußeren Umfang angeordneten Umfangsringkörper
26, der die Wickelfläche oder den Ziehring für das umschlingende Seil bildet. Der
Befestigungsflansch 25 ist gemeinsam mit der zugehörigen Riemenscheibe 14 durch
geeignete Schraubverbindung 27 mit dem Flansch einer zugehörigen Hohlwelle 28 fest
verbunden. Diese Hohlwelle 28 ist drehbar auf der gemeinsamen, als Tragachse ausgebildeten
Drehachse 12 drehbar gelagert, und zwar zur Mitte hin über ein Radiallager 29, das
sich an einem mittigen Bund 30 der Drehachse 12 abstützt, und auf der zum Rotortragrahmen
1 gelegenen Seite über ein kombiniertes Radial-und Axiallager 31. Das Lager 31 stützt
sich gegen den groß ausgelegten Kopf eines Zugankers 32 ab, der koaxial in die Dreh-
und Tragachse 12 eingeschraubt ist, wie Fig.
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2 zeigt. Es ist somit die gesamte umlaufende Baueinheit 25,26,14,28
in axialer Richtung gegen den Zuganker 32 abgestützt.
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Das allgemein mit 13 bezeichnete Rotationselement besteht ebenfalls
aus einem scheibenförmigen Befestigungsflansch 33 und einem an deren äußeren Umfang
angeordneten Umfangsringkörper 34, der, wie Fig. 2 deutlich zeigt, den Umfangsringkörper
26 der Abzugscheibe 10 untergreift, es sind also Rotationskörper 13 und Abzugscheibe
10 ineinander geschachtelt. Mit Hilfe einer geeigneten Verschraubung 35 sind der
Befestigungsflansch 33 des Rotationselements 13 und die zugehörige Riemenscheibe
15 mit einer Hohlwelle 36 fest verbunden. Die Hohlwelle 36 ist an ihrem zur Mitte
gelegenen Ende über ein Radiallager 37 auf der gemeinsamen Dreh- und Tragachse 12
gelagert, wobei sich das Lager 37 am Bund 30 der Dreh- und Tragachse 12 abstützt.
An dem zur Rotortragrahmenwandung gelegenen Ende ist die Hohlwelle 36 über ein kombiniertes
Radial- und
Axiallager 38 auf der gemeinsamen Dreh- und Tragachse
12 gelagert. Das Lager 38 stützt sich in axialer Richtung an dem groß bemessenen
Kopf eines Zugankers 39 a: , der, wie Fig. 2 deutlich zeigt, in die gemeinsame Dreh-
und Tragachse 12 eingeschraubt ist und, wie auch der Zuganker 32, gegen Drehung
z.B. durch einen Stift 40 oder dergleichen gesichert ist. Auch die gegenläufig drehbare
Baueinheit aus 33,34,15,36 ist somit durch den Zuganker 39 in axialer Richtung drehbar
auf der gemeinsamen Dreh-und Tragachse 12 abgestützt.
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Die gemeinsame Dreh- und Tragachse 12 ist über die beiden Zuganker
32 und 39 durch eine geeignete justierbare Schraubvorrichtung, die allgemein mit
24 bezeichnet ist, mit dem Rotortragrahmen verbunden, wie Fig. 2 deutlich zeigt.
Die Pfeile 41 deuten die gegenläufige Antriebs-und damit Drehbewegung der Abzugscheibe
10 mit ihren zugehörigen Bauelementen und des gegenläufigen Rotationselements 13
mit seinen mitlaufenden Bauelementen an.
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Die anhand Fig. 2 hinsichtlich der Abzugeinrichtung beschriebene besondere
Lagerung über die Hohlwelle, die kombinierten Radial- und Axiallager und die Zuganker
wird in entsprechender Weise bei der Lagerung der Planetenräder 20 und 21 auf ihrer
gemeinsamen Drehachse 23 angewandt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Abzugscheibe 10 mit
ihren umlaufenden Bauelementen und das gegenläufige Rotationselement 13 mit seinen
umlaufenden Bauelementen mit gegensinnwer, jedoch gleicher Drehgeschwindigkeit angetrieben.
Zur Erzielung der eingangs geschilderten Kompensation der Kreiselmomente kann jedoch
auch bei entsprechender Wahl der Gestalt, der Abmessungen und der Massen der gegensinnig
umlaufenden Baueinheiten gegenläufige, jedoch unterschiedliche Drehgeschwindig-
keit
angewandt werden. Fig. 2 zeigt auch besonders deutlich, daß für die Erzielung der
geschilderten Kommen sationswirkung insbesondere die Gestalt, die Abmessungen und
die Masse, das heißt also auch der Werkstoff; des Umfangsringkörpers 34 des Rotationselements
13 in besonders anpassungsfähiger Weise gewählt werden kann. Entsprechendes gilt
auch für die Jeweiligen kennzeichnenden Daten des Umfangsringkörpers 26 der Abzugscheibe
10, der den Ziehring für das Seil bildet. Fig. 2 macht deutlich, daß durch geeignete
nasymmetrischen Wahl der kennzeichnenden Daten die gewünschte Kompensationswirkung
erzielt werden kann. Ebenso macht Fig, 2 deutlich, daß die gesamte Abzugeinrichtung
hinsichtlich ihrer Fliehkräfte einen geschlossenen Kraftfluß über die gemeinsame
Dreh-und Tragachse 12 aufweist, so daß sämtliche auftretende Fliehkräfte innerhalb
dieses geschlossenen Systems aufgenommen werden und sich auf den Rotortragrahmen
1 nicht auswirken können.