WO2016198464A1 - Verseileinheit für eine verseilmaschine und korb für eine verseileinheit - Google Patents

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WO2016198464A1
WO2016198464A1 PCT/EP2016/063056 EP2016063056W WO2016198464A1 WO 2016198464 A1 WO2016198464 A1 WO 2016198464A1 EP 2016063056 W EP2016063056 W EP 2016063056W WO 2016198464 A1 WO2016198464 A1 WO 2016198464A1
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WO
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stranding
cage
basket
frame
unit
Prior art date
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PCT/EP2016/063056
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel DEYERLER
Jörg Wenzel
Original Assignee
Leoni Kabel Holding Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2017563591A priority patent/JP6590953B2/ja
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    • D07B3/00—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material
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    • D07B3/06—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the supply reels rotate about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the component strands away from the supply reels in fixed position and are spaced radially from the axis of the machine, i.e. basket or planetary-type stranding machine
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B7/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, rope- or cable-making machines; Auxiliary apparatus associated with such machines
    • D07B7/02—Machine details; Auxiliary devices
    • D07B7/04—Devices for imparting reverse rotation to bobbin- or reel cages
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    • D07B2207/4004—Unwinding devices
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    • D07B2401/00—Aspects related to the problem to be solved or advantage
    • D07B2401/40—Aspects related to the problem to be solved or advantage related to rope making machines
    • D07B2401/406—Increasing speed

Definitions

  • the invention relates to a stranding unit for a stranding machine, with a stranding axis and with a cage in which at least one basket is arranged, for receiving a coil with stranded material wound thereon. Furthermore, the invention relates to a basket for a stranding unit.
  • a corresponding stranding machine is also referred to as Korbverseilmaschine.
  • Exemplary embodiments are described in EP 0 407 855 A1 and DE 2 1 15 249.
  • stranding usually several strands are stranded together by means of a stranding machine, for example to a cable or a rope.
  • the strands are typically twisted about a stranding axis while simultaneously being conveyed in the direction of this stranding axis, ie in a stranding or production direction along the stranding axis or tapering towards it.
  • the strands are provided by a stranding unit comprising a number of spools on which the strands are wound as a tow.
  • each coil is inserted into a basket, which has a so-called yoke for holding the coil.
  • the basket is typically additionally moved in a circular path around the stranding axis in order to achieve the required rotational movement.
  • two rotational movements are generated: on the one hand, a rotation of the spool about a spool axis, for unwinding of the strand material, and on the other hand a rotation of the spool on a circular path about the stranding axis.
  • several baskets are regularly combined in a cage, which is also referred to as a drum, and distributed in a direction of rotation around the stranding axis around.
  • the individually unwound strands are finally brought together on a stranding nipple which is downstream of the stranding in the stranding.
  • the stranding unit is additionally preceded by an unwinder, which provides a core inlet, which is fed through the stranding unit to the stranding nipple and around which the individual strands are stranded.
  • an unwinder which provides a core inlet, which is fed through the stranding unit to the stranding nipple and around which the individual strands are stranded.
  • a plurality of stranding units and stranding nipples can also be arranged one behind the other in the stranding direction, in which case the stranding material produced on a stranding nipple is fed to a subsequent stranding unit as the core inlet.
  • the production speed in length per time is limited in stranding machines essentially due to the forces occurring in the various rotational movements. Due to the sometimes high weight of the strand material on the coils and the circular movement of the baskets arise in operation, among other things, strong centrifugal forces in the radial direction to the stranding axis. The strands conveyed out of the stranding unit and to the stranding nipple are also subjected to corresponding centrifugal forces. Furthermore, the rotation especially at high speeds leads to heavy loads on the baskets and the yokes, with the risk of deformation or damage.
  • EP 0 407 855 A2 describes a basket twisting machine with a support tube running along the stranding axis, on which a plurality of support plates for holding coil carriers are arranged. To increase the operating speed is proposed to connect the support plates on longitudinal webs firmly together and in this way to increase the rigidity of the overall arrangement. Such a stranding machine can then be operated at higher speeds.
  • the stranding unit should be operable during stranding with the highest possible speed and have the greatest possible production speed in the production of stranded material. Furthermore, a correspondingly suitable basket for a stranding unit should be specified.
  • the object is achieved by a stranding unit for a stranding machine with the features of claim 1 and by a stranding unit for a stranding machine with the features of claim 22.
  • Advantageous embodiments, developments and variants are the subject of the dependent claims.
  • the object is further achieved by a basket with the features according to claim 21.
  • the statements in connection with the stranding apply mutatis mutandis to the basket and vice versa.
  • the stranding unit is designed for use in a stranding machine and has a stranding axis, which in particular is also a stranding axis of the stranding machine and along which production of stranded material takes place.
  • the stranding unit has a cage in which at least one basket, preferably a plurality of baskets, are arranged, for receiving in each case a coil with strand material wound thereon. In operation, this stranded material is unwound from the bobbins and stranded by means of the stranding machine for stranding.
  • the stranding unit has a frame with a frame, which is in a circumferential direction around the stranding axis around the cage, in particular completely encircling, wherein the cage is mounted on the frame by means of a number of frame bearing elements and is rotatable about the stranding axis.
  • the cage is rotatably mounted on the frame and preferably mounted exclusively on the frame, wherein in particular an additional shaft in the direction of the stranding axis is dispensed with.
  • the cage is with the The frame is connected in a fixed manner and during operation the cage rotates in the frame around the stranding axis.
  • the baskets are arranged in the cage such that they are arranged in the direction of the stranding axis at approximately the same longitudinal position as the frame bearing elements.
  • the centrifugal forces which occur during the rotation of the cage and the baskets are then in a particularly optimal manner directly in the radial direction, i. transmitted perpendicular to the stranding axis over the frame bearing elements on the frame.
  • Another advantage of the invention is then in particular that the frame due to its arrangement outside the cage is almost arbitrarily solid and therefore particularly stable interpretable and expediently also designed to accommodate particularly high forces.
  • the frame is formed by a number of steel rings encircling the stranding axis, which are subsequently fastened to the frame. The frame then surrounds the cage and in particular the baskets arranged therein in full. Overall, therefore, deviates from conventional concepts for driving the cage and the baskets and the arrangement of the baskets.
  • the shaft of the stranding unit which is otherwise arranged in the center and runs along the stranding axis, is also significantly smaller in dimension.
  • a wave is used with respect to conventional waves significantly reduced diameter.
  • the stranding unit then has a drive motor which drives the cage and outside the frame, in particular laterally thereof is arranged. This results in more free space in the center of the cage, so that the baskets can be arranged closer to the stranding axis compared to conventional stranding units and are expediently arranged, as a result of which the radius of the turning circle of the baskets during operation is reduced.
  • the centrifugal forces are reduced during operation of the stranding, so that advantageously a higher speed and thus a higher production speed is possible.
  • the frame and the frame connected thereto are fixed and immovable and form a receptacle for the moving parts of the stranding unit.
  • the cage is mounted in the frame and is rotated in operation around the stranding axis in order to realize the stranding required for stranding twisting of the strand.
  • the baskets are connected to the cage in such a way that during a rotation of the cage the baskets are moved on one or more turning circles around the stranding axis.
  • the stranding axis also runs in a stranding or production direction, in which the extruded material is conveyed and generally the production of Verseilguts from the extruded material takes place.
  • the stranding unit then has a front side, which lies in the stranding direction behind the stranding unit and on which the extruded material emerges from the stranding unit and is expediently fed to a stranding nipple.
  • the stranding unit In the stranding direction in front of the stranding unit, the stranding unit then correspondingly has a back on which, for example, a centrally guided core inlet is supplied as the core for the stranding material.
  • the basket preferably all baskets, are rotatably mounted in the cage about a respective longitudinal axis of the basket, which runs parallel to the stranding axis.
  • the coils mounted in the baskets are also rotatable about a coil axis, which likewise runs parallel to the stranding axis and in particular also coaxially with the longitudinal axis of the basket. This longitudinal alignment of the different axes of rotation results in operation a particularly optimal force on the individual components of the stranding unit.
  • the centrifugal forces occurring during operation act on any axes, namely the basket longitudinal axis and the coil axis only in the radial direction and not straight in the axial direction, ie along the respective axis. Therefore, the occurring centrifugal forces are particularly evenly distributed during operation, so that a correspondingly uniform loading of the components takes place and deformation or even damage due to changing load is avoided.
  • a further advantage results for a coil used in a basket then further characterized in that act on the wound strand only radial forces and thereby slipping of the strand in the direction of the coil axis is prevented in a particularly simple manner.
  • the coil which has a coil core and spool flanges, is thereby also protected, since the extruded material does not slide back and forth on the spool core and, in particular, the dynamic loads on the spool core and the spool flanges are thereby reduced.
  • the frame bearing elements each have a number of frame rollers for supporting the cage. These frame rollers are firmly positioned with respect to the frame, so that the cage rolls during operation on these frame rollers.
  • the cage preferably has, on the outside, a corresponding cage running surface on which the frame rollers are seated.
  • the cage running surface is designed to be convex and thus sits particularly safe in the axial direction in correspondingly concave profiled frame rollers.
  • a frame bearing element comprises two frame rollers, which are combined by means of an articulated arm to form a roller unit, which is then attached to the frame.
  • the stranding unit preferably also comprises at least two frames with corresponding frame bearing elements, which are positioned at different longitudinal positions along the stranding axis.
  • Such a framework then forms a cylindrical cage space extending along the stranding axis, in which the cage is rotatably arranged. The frame thus encloses the cage in particular completely at least in the radial direction.
  • the frame bearing elements are suitably fastened in each case by means of an eccentric pin on the frame.
  • the frame bearing elements are displaced in a limited manner in a radial plane perpendicular to the stranding axis, so that any manufacturing tolerances of the frame or the cage when inserting the same in the frame are easily compensated.
  • a particularly smooth running of the cage and thus particularly uniform forces are achieved during operation.
  • the frame in a lower region below the stranding axis is expediently more densely covered with frame bearing elements than in an upper region.
  • the downwardly acting weight forces are taken into account, which are absorbed in an improved manner by the frame due to the denser occupation of frame bearing elements in this lower region.
  • the upper region of the frame then correspondingly less frame bearing elements are arranged, since only acting in operation centrifugal forces must be absorbed.
  • the stranding is done regularly with a so-called reverse rotation, ie that the baskets are rotated in Gegenrehsinn to the cage, so that the baskets do not rotate relative to the frame just, but only on the appropriate turning circles.
  • the basket is also mounted on the cage by means of a number of cage bearing elements, in particular cage rollers, which are arranged around the cage in the circumferential direction.
  • the individual baskets are mounted on the outside circumference with respect to the cage, just as the cage is mounted on the outside of the frame.
  • the cage bearing elements are expediently designed to be similar to the frame bearing elements and preferably as rolling units, which are then mounted correspondingly by means of an eccentric pin on the cage.
  • several cage bearing elements are formed as rolling units, each with in particular two cage rollers, against which rolls the basket during operation.
  • the cage expediently has a number of cage discs, which are arranged at different longitudinal positions along the stranding axis and perpendicular thereto and each having a particular circular Korbausinstituung into which the basket is inserted.
  • the stranding unit comprises as many cage discs as frames, so that each frame is assigned exactly one cage disc, which is arranged in this frame, so that at different length positions in each case a cage disc and a peripheral frame are arranged.
  • two cage disks are correspondingly arranged at two length positions, which are then surrounded by two frames.
  • the baskets inserted into the cage then extend in particular at least over the gap formed by the cage disks, preferably in such a way that the coils are arranged in the baskets in this intermediate space, whereby an optimum force transmission in the radial direction then takes place during operation.
  • the cage discs act in combination with the cage and frame bearing elements in particular as an intermediary between the cage and the baskets and form in particular load or force-transmitting elements. In operation, due to the rotation of the cage on a respective basket, a centrifugal force directed outward with respect to the stranding axis acts.
  • the cage bearing elements are expediently arranged closer together in the outer region of the cage with respect to the stranding axis than in an inner region.
  • the cage bearing elements can advantageously be delivered individually according to the available force and space requirements, i. the number of actually acting on the cage cage bearing elements is adjustable, in particular due to the attachment over eccentric bolt in a particularly simple manner. Furthermore, the above-described construction with eccentric mounting of the cage bearing elements is also advantageously self-centering. The same applies mutatis mutandis to the frame bearing elements.
  • a particularly optimal transmission of centrifugal forces results in an advantageous development in particular in that the frame bearing elements along the stranding axis are arranged at certain longitudinal positions and the cage bearing elements at substantially the same longitudinal positions.
  • the cage bearing elements and the frame bearing elements are thus arranged, so to speak, at the same height along the stranding axis.
  • This is based on the idea to realize the shortest possible power flow paths.
  • the forces transmitted from the basket to the cage in the radial direction are passed on directly to the frame in the radial direction.
  • a mechanical load in the axial direction, ie in the direction of the stranding axis, is thereby reduced in a particularly efficient manner. In particular, bending moments acting on the frame are avoided particularly effectively.
  • cage bearing elements and frame bearing elements are arranged one behind the other in the radial direction.
  • the following is understood to mean, in particular, at substantially the same longitudinal positions that there is at most a slight offset between the cage bearing elements and the frame bearing elements in the direction of the stranding axis, wherein an at most small offset corresponds in particular to a width of the bearing elements.
  • cage bearing elements and frame bearing elements are arranged offset at a certain longitudinal position at most by the width of the frame bearing elements and / or cage bearing elements from each other.
  • the cage in particular its cage disks, preferably additionally have a number of strand bushings for passing through a corresponding number of strands, which originate, for example, from a further stranding unit connected upstream of the stranding unit or from a corresponding preceding unwinder.
  • the basket comprises a tube which extends along the longitudinal axis of the basket as well as around it and into which yoke is inserted.
  • the yoke is used in particular for receiving the coil, which is then surrounded in the inserted state of the tube.
  • the tube has, in particular, a closed lateral surface, whereby in operation possibly unfavorable air turbulences are avoided by a rotation of the basket.
  • the tube does not serve to guide the strand material, but instead forms a stabilizing exoskeleton of the basket.
  • the tube has, just like the cage, a front side and a rear side, wherein the extruded pulp runs out in particular via the front side.
  • the tube is preferably made of a carbon fiber or glass fiber reinforced plastic, also referred to as CFK or GFK manufactured.
  • CFK carbon fiber or glass fiber reinforced plastic
  • the tube has on the outside, ie on the lateral surface, expediently a number of bearing tracks along which guided the cage bearing elements are.
  • the bearing tracks thus serve in particular for the storage of the basket on the cage. In this way, a particularly secure hold is ensured even in the direction of the basket longitudinal axis.
  • the bearing tracks are designed for this purpose as in particular concave roller tracks on the lateral surface of the tube and this run around in particular full circumference, so that correspondingly complementarily shaped cage rollers are guided along these runways.
  • the tube then preferably comprises two bearing tracks, which are arranged in the direction of the basket longitudinal axis at different length positions, so that the basket is mounted so a total of two length positions in the cage.
  • the yoke preferably has at least one, but preferably two bearing rings, each with a circumferential, conical bearing surface, which rest positively in the inserted state of the yoke on the inside conical yoke bearing surfaces of the tube.
  • the contact surfaces and yoke bearing surfaces thus each form annular surfaces, which are employed with respect to the basket longitudinal axis at a certain angle, to form in this way a part of a conical surface.
  • In the inserted state of the yoke in the basket then lie in each case a contact surface and a yoke bearing surface to each other and generate in this way a positioning of the yoke.
  • a loading of the basket with a coil then takes place in particular such that the coil is placed on the yoke and the yoke is then inserted into the tube, so that the contact surfaces and the yoke bearing surfaces lie positively against each other.
  • the bearing tracks are arranged in the radial direction of the Korbl Kunststoffsachse outwardly behind a respective contact surface, that is arranged in particular without axial offset and at substantially the same longitudinal positions.
  • this results in a particularly optimal force flow in the radial direction through the contact surfaces and bearing tracks arranged directly behind one another in this direction.
  • the forces absorbed by the yoke bearing surfaces become direct passed in the radial direction to the mounted on the outside of the tube bearing tracks and from there also directly in the radial direction of the cage bearing elements. In this way, an axial load on the tube is avoided particularly efficiently.
  • the conical bearing surfaces are expediently designed tapering in the same direction towards the longitudinal axis of the basket.
  • the yoke is then preferably inserted into the front side of the tube, for example from the back of the stranding unit. Particularly in combination with the basket longitudinal axis aligned in the direction of the stranding axis, this results in a particularly uncomplicated loading of the baskets with extruded material.
  • a backup of the yoke in the tube in the axial direction is preferably carried out by means of a clamping lever, which is then arranged for example on the back of the basket and by means of which the yoke is clamped reversibly in the tube. Due to the simple rear accessibility then needs to change a coil only the clamping lever solved to take out the yoke from the tube and the coil to be replaced accordingly.
  • the yoke preferably has a coil holder, which is also located for positioning the coil within the tube in a region between the two contact surfaces.
  • a coil holder which is also located for positioning the coil within the tube in a region between the two contact surfaces.
  • the coil holder expediently has two conical clamping heads, wherein only one of the clamping heads with respect to the yoke and along the basket longitudinal axis is displaceable.
  • the clamping heads By means of the clamping heads, the coil is then axially clamped in the yoke and fixed.
  • the conical clamping heads engage in correspondingly suitable recesses on the end faces of the coil.
  • the displaceable clamping head for example via a thread, in particular a fine thread, rotatable and displaceable along the basket longitudinal axis.
  • the displaceable clamping head in a particularly simple manner on the front side of the basket, in particular the rear side of the stranding accessible.
  • the other chuck advantageously does not need to be accessible, a locking of the coil is carried out expediently only by means of the displaceable clamping head.
  • At least one, preferably two pull-out rails are arranged on the tube, which enable a reversible insertion and removal of the yoke from the tube and in the direction of the longitudinal axis of the basket.
  • the yoke is then in particular to the rear, i. the back of the tube extendable and then attached to the yoke coil then easily replaceable.
  • An elaborate disassembly of the yoke and separation from the cage is advantageously not required here. Instead, to change first, a release of the clamping lever, then take off the yoke from the tube, finally releasing the coil holder and replacing the coil.
  • the basket preferably has a deflection mechanism for the extruded from the coil strand material, which also deflects the strand material against bending in the direction of an end face of the basket, in particular in the direction of the front of the stranding.
  • a deflection mechanism for the extruded from the coil strand material which also deflects the strand material against bending in the direction of an end face of the basket, in particular in the direction of the front of the stranding.
  • the deflection mechanism therefore comprises a number of deflection elements, for example deflection rollers, by means of which the extruded material is guided and deflected, however, there is no further deflection in a deflection around a specific deflection axis in a specific deflection direction in the entire deflection mechanism an opposite direction.
  • deflection elements for example deflection rollers
  • the deflection mechanism suitably comprises a dancer guide, with a dancer which is displaceable in the stranding direction.
  • the dancer comprises an adjusting element, by means of which at least one of the deflecting elements is displaceable in the stranding direction, and whereby a path length difference for the continuous material passing through the deflecting mechanism is adjustable.
  • a pneumatic cylinder is suitable, which has a particularly well adjustable piston compressive force which is substantially constant over the entire adjustment range of the actuating element. Due to the high speed of the basket during operation, however, a supply of such a control element with compressed air is difficult.
  • the actuator is designed as a magnetic spring, as a linear motor or as an exchangeable compression spring package.
  • the expected length fluctuations during unwinding of the material to be stranded are so small that an adjusting element with traction force which is not constant along the adjustment range can still be used with sufficient accuracy and is also used.
  • the coupling mechanism in this case has a coupling, which in turn has two wheels, namely a frame wheel rolling on the frame and a basket wheel driving the basket.
  • the two wheels are firmly connected to each other via an intermediate shaft.
  • the intermediate wave is led special parallel to the stranding and preferably passed through a wall of the cage and stored on this.
  • the intermediate shaft is passed through a respective cage disc and also mounted on this, so in operation together with the cage around the stranding axis rotates around.
  • the clutch then comprises two non-rotatably connected wheels, one wheel as a frame wheel is in operative connection with the fixed frame and the cage wheel with the basket.
  • the two wheels are dimensioned according to their diameter and the ratio of the diameter to each other suitably.
  • the frame wheel is formed as a sprocket and runs on a chain which is attached to the frame.
  • the chain is mounted in particular on the inside of the frame, for example via flanged lugs.
  • the chain is also used here as a static component, this is not subject to the usual restrictions in operation, for example, in terms of centrifugal forces or maximum speeds.
  • the chain is a particularly inexpensive bolt chain.
  • the basket wheel is designed as a pulley and drives a belt which rotates around the basket and engages a tooth contour, which is externally attached to the basket.
  • the tooth contour is already formed during the manufacture of the tube on this, that is made in one piece with the tube.
  • the size ratio of the basket wheel to the frame wheel is then calculated taking into account the diameter Sers of the basket and the diameter of the cage accordingly chosen such that there is a preferably vanishing relative rotational movement with respect to the frame for the cage, so a translation of one.
  • the stranding unit has at least one guide element for guiding the strand material to the stranding nipple.
  • the guide element is arranged in the stranding behind the cage, ie on the front and expediently runs in operation with the unwound extruded material to achieve the lowest possible relative movement of the strand against the guide element.
  • the guide element has a guide surface which is made of such a material which generates the least possible friction in contact with the material of the strand material.
  • the guide element is present in particular a preferably revolving support element and serves primarily to avoid damage to the strand by its own weight at a centrifugal load. The guide element is therefore in particular not a straight sheave
  • the object is further achieved by a basket having the features according to claim 21.
  • the basket has a tube which extends along and along a longitudinal axis of the basket and into which a yoke is inserted, for receiving a spool with stranded material wound thereon, wherein a deflection mechanism for the extruded material is arranged at the end, for unwinding in the lateral direction concerning the coil. Due to the frontal arrangement of the deflection of the basket in the radial direction builds little, which can significantly reduce the rotation of the basket during operation and equipped with a corresponding basket stranding unit is operated at a much higher speed.
  • the yoke is used in particular on the front side in the tube, in particular on the opposite end face of the deflection mechanism of the tube.
  • the coil is accessible in a particularly simple manner via the corresponding end face and replaceable.
  • the yoke is pulled out of the tube on the back, for removing or inserting the coil and the deflection mechanism is arranged on the front side, so that the strand is unwound in operation front side and the deflection mechanism when changing the coil is not in the way.
  • the deflection mechanism is a part of the yoke and therefore pulled out of the tube together with this, whereby a threading of the strand material in the deflection mechanism when inserting a coil is significantly simplified.
  • FIG. 3 shows a detail of the stranding machine and a basket in a rear view
  • FIG. 6a - 6c various views of a coupling mechanism of the stranding machine.
  • FIGS. 1 a - 1 b a stranding machine 2 is shown in different views.
  • 1 a shows the stranding machine 2 in a perspective rear view
  • FIG. 1 b shows a perspective front view
  • FIG. 1 c shows a side view
  • FIG. 1 d again shows a perspective rear view and in the extended state.
  • the stranding machine 2 comprises a frame 4 to which a frame 6 is fixed, in which a cage 8 is rotatably mounted is.
  • a number of four baskets 10 are arranged, which are rotatably mounted with respect to the cage 8.
  • the baskets 10 serve to receive bobbins 12 with extruded material 14 wound thereon.
  • the stranding unit 2, or more precisely the cage 8, is driven by a drive motor 15 arranged outside and laterally of the frame.
  • the stranded product 14 is unwound from the reels 12 by means of the stranding unit 2 and fed in a stranding direction V to a stranding point P at which the strands 14 are stranded into a stranded material 16.
  • a stranding nipple (not shown here) is arranged at the stranding point P in particular.
  • the stranding unit 2 shown here comprises a number of strand feedthroughs 17 for passing strands 14 which are unwound in front of the stranding unit 2, e.g.
  • One of the strand feedthroughs 17 is guided centrally along the stranding axis VA and here serves in particular for feeding a strand 14 as a core inlet, which is e.g. from an upstream, not shown here Abler is provided.
  • the cage 8 When the strands 14 are stranded, the cage 8 is rotated in a circumferential direction UR about a stranding axis VA, which extends in the stranding direction V. By rotation of the cage 8, the baskets 10 are moved on a turning circle DK about the stranding axis VA.
  • the stranding is carried out additionally with a so-called reverse rotation, wherein in addition to the rotation of the baskets 10 around the stranding axis VA around each of the baskets 10 is additionally rotated about its own Korbl Kunststoffsachse KA.
  • the rotation of a respective basket 10 takes place about its longitudinal axis KA, in particular in the opposite direction to the direction of rotation of the cage 8 in the frame 6.
  • the cage 8 comprises a plurality of cage discs 18, which can be seen particularly clearly in Fig. 1 c.
  • the cage discs 18 each have basket recesses 20, in which the baskets 10 are inserted.
  • the cage 8 formed in this way is completely surrounded in the circumferential direction UR by the frame 6, which is formed in the embodiment shown by a number of rings 22.
  • These rings 22 are here in particular designed as steel rings, which are fastened to the frame 4 and are arranged at different length positions L1, L2 along the stranding axis VA and in this way enclose a gap 24 in which the cage 8 is arranged.
  • the baskets 10 are then inserted into the cage 8 in such a way that the coils 14 are arranged in the intermediate space 24 between the two outermost longitudinal positions L1, L2.
  • the storage of the cage 8 in the frame 6 and the baskets 10 in the cage 8 takes place in the embodiment shown here by means of a number of frame bearing elements 26 and cage bearing elements 28. These are particularly clearly visible in Fig. 2 and Fig. 3.
  • the frame bearing elements 26 and the cage bearing elements 28 are advantageously designed identically here, namely as rolling units 30, each having a number of two rollers 32, which are attached to an articulated arm 34 and an eccentric pin 36 on the frame 6 and the cage 8.
  • the rollers 32 each have a concave tread, which rolls on a correspondingly convex counter surface in operation.
  • correspondingly convexly formed cage running surfaces 38 are formed on the outer circumference, while the baskets 10 each have a number of convex bearing tracks 40 circumferentially.
  • the baskets 10 are mounted by means of the cage-bearing elements 28 at a number of length positions L3 and the cage 8 is mounted on the frame 6 at a number of length positions L4 which substantially correspond to the length positions L3.
  • a respective length position L3 with respect to a respective length position L4 only a small offset VL, which here corresponds to a width B of the bearing elements 26, 28, ie in particular approximately a width of the rollers 32.
  • the frame bearing elements 26 are arranged in a lower region U of the stranding unit 2 more densely than in an upper region O. This can be seen in particular in FIG. 1a.
  • the basket bearing elements 28 are arranged in the radial direction R to the outside particularly dense receiving the centrifugal forces acting outwardly denser than the stranding axis VA out. This is also particularly evident in Fig. 1 a but also in Fig. 3 can be seen.
  • a basket 10 is shown in a perspective sectional view, which has a tube 42, in which a yoke 44 is inserted, for receiving a coil 12, not shown here.
  • the tube 42 extends along the basket longitudinal axis KA and comprises a number of pull-out rails 46, via which the yoke 44 in the direction of the basket longitudinal axis KA hineinschiebbar in the tube 42 and can be pulled out of this. This pushing in and out takes place in particular on the back side of the tube 42, ie on the rear side RS of the stranding unit 2.
  • FIG. 5 the tube 42 with the yoke 44 is shown in the inserted state. Clearly visible in FIG.
  • the bearing tracks 40 arranged on a lateral surface 45, that is to say on the outer circumference of the tube 42, for unrolling the basket 10 on the cage bearing elements 28. Also clearly recognizable is the configuration which is convex in cross section. Starting from the KorblNicolsachse KA and in the radial direction R outwardly are formed in front of the bearing tracks 40 on the inside of the tube 42 at this conical Jochlager vom 48 for positive storage of the yoke 44. For this purpose, the yoke 44 has a corresponding number of bearing rings 49, with outwardly facing conical abutment surfaces 50. The form-fitting arrangement is clearly visible in particular in FIG.
  • the contact surfaces 48, 50 are set at an angle W in order to be correspondingly conical and to allow an optimal positive locking.
  • the contact surfaces 48, 50 are set in the same direction to the longitudinal axis KA out, so that a rear insertion is possible.
  • a clamping lever 52 is arranged for locking the same, by means of which the yoke 44 is clamped in the tube 42.
  • the yoke 44 comprises a coil receiving 54, which here has two in the direction of the basket longitudinal axis KA spaced conical clamping heads 56, between which the coil 14 is then clamped.
  • the coil receptacle 54 is arranged between the contact surfaces 50 such that an inserted coil 14 is positioned between them and thus any radially with respect to the coil 14 acting centrifugal forces in an optimal manner via the contact surfaces 48, 50 initially on the cage bearing elements 28 on the cage. 8 and from there via the frame bearing elements 26 finally transferred to the frame 6.
  • Any axial forces, ie forces in the direction of the basket longitudinal axis KA and the stranding axis V are thereby reduced to a minimum.
  • the rear clamping head 56 is also here by means of a thread 57 along the Korbl Kunststoffsachse movable to clamp a coil 14 very safe. Due to the rear arrangement of this adjustable clamping head 56, this is also particularly easily accessible from the rear side RS of the stranding unit 2.
  • the stock 14 is unwound from a respective spool 12 in the radial direction R and then deflected by a deflection mechanism 58 in the direction of stranding V and front side, that is conveyed out of the basket 10 via a front side S of the tube 42.
  • the deflection mechanism 58 comprises a number of deflection elements 60, which are designed here as rollers.
  • the deflection of the strand 14 takes place by means of the deflection mechanism 58 against bending, in order to avoid excessive mechanical stress of the strand 14.
  • the deflection elements 60 each have a deflection axis UA, around which the strand material 14 is deflected in each case, wherein in the entire deflection mechanism 58 no deflection takes place in different directions about respective deflection axes UA with the same direction around.
  • the deflection mechanism 58 comprises a dancer guide 62 with an actuating element 64 in order to ensure a length compensation of the possibly unevenly unwound strand 14 during operation.
  • the adjusting element 64 is in particular designed such that a length compensation takes place in the direction of the basket longitudinal axis KA.
  • the stranding 2 has a coupling mechanism 66 between the frame 6 and the baskets 10, which is clearly visible in Figs. 6a - 6c.
  • this coupling mechanism 66 By means of this coupling mechanism 66, the rotation of the cage 8 is translated relative to the frame 6 in a rotation of the basket 10 relative to the cage 8.
  • These wheels 70, 72 are rotatably connected to the intermediate shaft 68, so that there is a fixed translation.
  • the basket wheel 70 rolls in operation on the frame 6, in the embodiment shown here on a chain 74 which is attached to one of the rings 22 of the frame 6.
  • the basket wheel 72 then drives one of the baskets 10 via a belt 76.
  • the ratio of the clutch 67 results inter alia from the ratio of the diameter D1, D2 of the wheels 70, 72.
  • the ratio is selected such that the ratio is one and thus results in a reverse rotation of the basket 10 such that a respective basket 10 is moved relative to the frame 4 of the stranding unit 2 only on the turning circle DK, but is not itself rotated relative to the frame 4.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Unwinding Of Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verseileinheit (2) für eine Verseilmaschine, mit einer Verseilachse (VA) und mit einem Käfig (8), in welchem eine Anzahl von Körben (10) angeordnet ist, zur Aufnahme einer Anzahl von Spulen (12) mit darauf aufgewickeltem Stranggut (14). Die Verseileinheit (2) ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gestell (4) angeordnet ist, mit einem Rahmen (6), welcher in einer Umlaufrichtung (UR) um die Verseilachse (VA) herum den Käfig (8) umläuft, wobei der Käfig (8) am Rahmen (6) mittels einer Anzahl von Rahmenlagerelementen (26) gelagert und um die Verseilachse (VA) herum drehbar ist. Durch die umfängliche Lagerung werden Zentrifugalkräfte im Betrieb besonders effizient verteilt und vom Rahmen (6) aufgenommen. In einer vorteilhaften Weiterbildung werden auch mehrere Körbe (10) innerhalb des Käfigs (8) in ähnlicher Weise gelagert. Desweiteren ist die Verseileinheit (2) insgesamt derart konstruiert, dass diese mit besonders hoher Drehzahl betrieben werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Korb (10) für eine Verseileinheit (2).

Description

Beschreibung
Verseileinheit für eine Verseilmaschine und Korb für eine Verseileinheit
Die Erfindung betrifft eine Verseileinheit für eine Verseilmaschine, mit einer Verseilachse und mit einem Käfig, in welchem zumindest ein Korb angeordnet ist, zur Aufnahme einer Spule mit darauf aufgewickeltem Stranggut. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Korb für eine Verseileinheit.
Eine entsprechende Verseilmachine wird auch als Korbverseilmaschine bezeichnet. Ausführungsbeispiele sind in der EP 0 407 855 A1 und der DE 2 1 15 249 beschrieben.
Beim Verseilen werden üblicherweise mehrere Stränge mittels einer Verseilmaschine miteinander verseilt, beispielsweise zu einem Kabel oder einem Seil. Dabei erfolgt typischerweise eine Verdrehung der Stränge miteinander um eine Verseilachse bei gleichzeitiger Förderung in Richtung dieser Verseilachse, d.h. in einer Verseil- oder Produktionsrichtung entlang der Verseilachse oder auf diese zulaufend. Die Stränge werden von einer Verseileinheit bereitgestellt, welche eine Anzahl von Spulen aufweist, auf denen die Stränge als Stranggut aufgewickelt sind. Üblicherweise ist jede Spule in einen Korb eingesetzt, welcher zur Halterung der Spule ein sogenanntes Joch aufweist. Beim Abspulen wird der Korb typischerweise zusätzlich auf einer Kreisbahn um die Verseilachse herum verfahren, um die erforderliche Verdrehbewegung zu erzielen. Es werden also zwei Drehbewegungen erzeugt: zum Einen eine Drehung der Spule um eine Spulenachse, zum Abwickeln des Strangguts, und zum Anderen eine Drehung der Spule auf einer Kreisbahn um die Verseilachse. Weiterhin sind regelmäßig mehrere Körbe in einem Käfig, der auch als Trommel bezeichnet wird, zusammenfasst und in einer Umlaufrichtung um die Verseilachse herum verteilt angeordnet. Die einzeln abgespulten Stränge werden schließlich an einem Verseilnippel zusammengeführt, welcher der Verseileinheit in Verseilrichtung nachgeschaltet ist. Zuweilen ist der Verseileinheit zusätzlich ein Abwickler vorgeschaltet, welcher einen Kerneinlauf bereitstellt, der durch die Verseileinheit hindurch dem Verseilnippel zugeführt wird und um welchen herum die einzelnen Stränge verseilt werden. Je nach Ausführungsform können auch mehrere Verseileinheiten und Verseilnippel in Verseilrichtung hintereinander angeordnet sein, wobei dann das an einem Verseilnippel erzeugte Verseilgut einer nachfolgenden Verseileinheit als Kerneinlauf zugeführt wird.
Die Produktionsgeschwindigkeit in Länge pro Zeit ist bei Verseilmaschinen im Wesentlichen aufgrund der bei den diversen Drehbewegungen auftretenden Kräfte begrenzt. Aufgrund des mitunter hohen Gewichtes des Strangguts auf den Spulen und der Kreisbewegung der Körbe entstehen im Betrieb unter Anderem starke Zentrifugalkräfte in radialer Richtung zur Verseilachse. Auch die aus der Verseileinheit heraus und zum Verseilnippel geförderten Stränge unterliegen entsprechenden Zentrifugalkräften. Weiterhin führt die Drehbewegung insbesondere bei hohen Drehzahlen zu starken Belastungen an den Körben und den Jochen, mit der Gefahr einer Verformung oder Beschädigung.
In der EP 0 407 855 A2 ist beispielsweise eine Korbverseilmaschine beschrieben, mit einem entlang der Verseilachse verlaufenden Tragrohr, an dem mehrere Tragschilde zur Halterung von Spulenträgern angeordnet sind. Zur Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit wird vorgeschlagen, die Tragschilde über Längsstege fest miteinander zu verbinden und auf diese Weise die Steifigkeit der Gesamtanordnung zu erhöhen. Eine solche Verseilmaschine kann dann mit höheren Drehzahlen betrieben werden.
In der DE 2 1 15 349 ist eine Korbverseilmaschine beschrieben, bei welcher die Drehachsen der Spulen, d.h. die Spulenachsen, parallel zur Verseilsachse ausgerichtet sind. Durch Aufteilen in mehrere Spulenfelder zu je lediglich zwei Spulen, wird weiterhin der Drehkreis der Körbe möglichst gering gehalten. Dadurch sind die auftretenden Zentrifugalkräfte geringer und es ist eine entsprechende Steigerung der Drehzahl und damit der Produktionsgeschwindigkeit möglich.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Verseileinheit für eine Verseilmaschine anzugeben. Die Verseileinheit soll beim Verseilen mit einer möglichst hohen Drehzahl betreibbar sein und eine möglichst große Produktionsgeschwindigkeit bei der Produktion von Verseilgut aufweisen. Desweiteren soll ein entsprechend geeigneter Korb für eine Verseileinheit angegeben werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verseileinheit für eine Verseilmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Verseileinheit für eine Verseilmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 22. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Korb mit den Merkmalen gemäß Anspruch 21. Die Ausführungen im Zusammenhang mit der Verseileinheit gelten sinngemäß auch für den Korb und umgekehrt.
Die Verseileinheit ist zur Verwendung in einer Verseilmaschine ausgebildet und weist eine Verseilachse auf, welche insbesondere auch eine Verseilachse der Verseilmaschine ist und entlang welcher eine Produktion von Verseilgut erfolgt. Die Verseileinheit weist einen Käfig auf, in welchem zumindest ein Korb, vorzugsweise mehrere Körbe, angeordnet sind, zur Aufnahme jeweils einer Spule mit darauf aufgewickeltem Stranggut. Im Betrieb wird dieses Stranggut von den Spulen abgespult und mittels der Verseilmaschine zum Verseilgut verseilt. Erfindungsgemäß weist die Verseileinheit ein Gestell auf mit einem Rahmen, welcher in einer Umlaufrichtung um die Verseilachse herum um den Käfig insbesondere vollständig umlaufend ausgebildet ist, wobei der Käfig am Rahmen mittels einer Anzahl von Rahmenlagerelementen gelagert und um die Verseilachse herum drehbar ist. Mit anderen Worten: Der Käfig ist drehbar am Rahmen gelagert und bevorzugterweise ausschließlich am Rahmen gelagert, wobei insbesondere auf eine zusätzliche Welle in Richtung der Verseilachse verzichtet ist. Der Käfig ist dabei mit dem Gestell fixierend verbunden und im Betrieb rotiert der Käfig im Rahmen um die Verseilachse.
Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass im Betrieb auftretende Zentrifugalkräfte in verbesserter Weise aufgenommen und verteilt werden und die Gefahr von Verformungen einzelner Komponenten der Verseileinheit im Betrieb vermieden oder zumindest verringert wird. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Lagerung des Käfigs nicht wie üblich mit einer zentralen Welle erfolgt, sondern aus dem Zentrum heraus und an den Umfang des Käfigs verlagert ist. Durch die vorteilhaft vollumfängliche Ausgestaltung des Rahmens nimmt dieser im Betrieb in allen Richtungen senkrecht zur Verseilachse gerichtete Zentrifugalkräfte in optimaler Weise auf. Vorteilhafterweise sind dabei die Körbe im Käfig derart angeordnet, dass diese in Richtung der Verseilachse an in etwa gleicher Längenposition wie die Rahmenlagerelemente angeordnet sind. Die bei der Drehung des Käfigs und der Körbe auftretenden Zentrifugalkräfte werden dann in besonders optimaler Weise direkt in radialer Richtung, d.h. senkrecht zur Verseilachse hin über die Rahmenlagerelemente auf den Rahmen übertragen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht dann insbesondere darin, dass der Rahmen aufgrund von dessen Anordnung außerhalb des Käfigs nahezu beliebig massiv und damit besonders stabil auslegbar ist und zweckmäßigerweise auch entsprechend zur Aufnahme besonders hoher Kräfte ausgebildet ist. Beispielsweise wird der Rahmen durch eine Anzahl von die Verseilachse umlaufenden Stahlringen gebildet, welche im Weiteren an dem Gestell befestigt sind. Der Rahmen umgibt dann den Käfig und insbesondere auch die darin angeordneten Körbe vollumfänglich. Insgesamt wird also von herkömmlichen Konzepten zum Antrieb des Käfigs und der Körbe sowie zur Anordnung der Körbe abgewichen.
Aufgrund der oben beschriebenen äußeren und umfänglichen Lagerung des Käfigs ist auch die ansonsten im Zentrum angeordnete und entlang der Verseilachse verlaufende Welle der Verseileinheit deutlich geringer dimensionierbar. Vorzugsweise wird daher eine Welle mit gegenüber herkömmlichen Wellen deutlich reduziertem Durchmesser verwendet. Bevorzugterweise wird sogar gänzlich auf eine Welle verzichtet und die Verseileinheit weist dann einen Antriebsmotor auf, welcher den Käfig antreibt und außerhalb des Rahmens, insbesondere seitlich davon angeordnet ist. Dadurch ergibt sich im Zentrum des Käfigs mehr Freiraum, so dass die Körbe im Vergleich zu herkömmlichen Verseileinheiten näher an der Verseilachse angeordnet werden können und zweckmäßigerweise auch angeordnet sind, wodurch der Radius des Drehkreises der Körbe im Betrieb verringert wird. Hierdurch sind wiederum die Zentrifugalkräfte im Betrieb der Verseileinheit verringert, so dass auf vorteilhafte Weise eine höhere Drehzahl und somit eine höhere Produktionsgeschwindigkeit möglich ist.
Im Betrieb der Verseileinheit sind das Gestell und der mit diesem verbundene Rahmen fest und unbeweglich und bilden eine Aufnahme für die bewegten Teile der Verseileinheit. Der Käfig ist im Rahmen gelagert und wird im Betrieb um die Verseilachse herum gedreht, um die zur Verseilung benötigte Verdrehbewegung des Strangguts zu realisieren. Dabei sind die Körbe mit dem Käfig derart verbunden, dass bei einer Rotation des Käfigs die Körbe auf einem oder mehreren Drehkreisen um die Verseilachse herum verfahren werden. Die Verseilachse verläuft zudem in einer Verseil- oder auch Produktionsrichtung, in welcher das Stranggut gefördert wird und generell die Produktion des Verseilguts aus dem Stranggut erfolgt. Die Verseileinheit weist dann eine Vorderseite auf, welche in Verseilrichtung hinter der Verseileinheit liegt und auf welcher das Stranggut aus der Verseileinheit austritt und zweckmäßigerweise einem Verseilnippel zugeführt wird. In Verseilrichtung vor der Verseileinheit weist die Verseileinheit dann entsprechend eine Rückseite auf, auf welcher beispielsweise ein zentral geführter Kerneinlauf als Kern für das Verseilgut zugeführt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Korb, vorzugsweise sind alle Körbe, in den Käfig um eine jeweilige Korblängsachse drehbar gelagert, welche parallel zur Verseilachse verläuft. Dabei sind insbesondere auch die in den Körben gelagerten Spulen um eine Spulenachse drehbar, welche ebenfalls parallel zur Verseilachse verläuft und insbesondere auch koaxial zur Korblängsachse. Durch diese Längsausrichtung der verschiedenen Drehachsen ergibt sich im Betrieb eine besonders optimale Krafteinwirkung auf die einzelnen Komponenten der Verseileinheit. In besonders geeigneter Weise wirken hierbei die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte auf jegliche Achsen, nämlich die Korblängsachse und die Spulenachse lediglich in radialer Richtung und gerade nicht in axialer Richtung, d.h. entlang der jeweiligen Achse. Daher sind im Betrieb die auftretenden Zentrifugalkräfte besonders gleichmäßig verteilt, so dass auch eine entsprechend gleichmäßige Belastung der Komponenten erfolgt und eine Verformung oder gar Beschädigung aufgrund wechselnder Belastung vermieden wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich für eine in einen Korb eingesetzte Spule dann weiterhin dadurch, dass auch auf das aufgewickelte Stranggut lediglich radiale Kräfte wirken und dadurch ein Verrutschen des Strangguts in Richtung der Spulenachse auf besonders einfache Weise verhindert wird. Auch die Spule, welche einen Spulenkern und Spulenflansche aufweist, wird hierdurch ebenfalls geschont, da das Stranggut nicht auf dem Spulenkern hin und her rutscht und dadurch insbesondere die dynamischen Belastungen auf die den Spulenkern und die Spulenflansche reduziert sind.
Zur drehbaren Lagerung des Käfigs im Rahmen sind grundsätzlich verschiedene Ausführungen geeignet, beispielsweise eine Lagerung mittels Kugellager, Gleitlager oder auch Magnetlager, mit entsprechend geeigneten Kugeln oder Magnetspulen als Rahmenlagerelemente. In einer besonders einfachen und geeigneten Ausführungsform weisen die Rahmenlagerelemente jedoch jeweils eine Anzahl von Rahmenrollen auf, zur Lagerung des Käfigs. Diese Rahmenrollen sind bezüglich des Rahmens fest positioniert, so dass also der Käfig im Betrieb über diese Rahmenrollen abrollt. Dazu weist der Käfig vorzugsweise außenumfänglich eine entsprechende Käfiglauffläche auf, an welcher die Rahmenrollen ansitzen.
Zweckmäßigerweise ist die Käfiglauffläche dabei konvex ausgeführt und sitzt somit auch in axialer Richtung besonders sicher in entsprechend konkav profilierten Rahmenrollen ein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Rahmenlagerelement zwei Rahmenrollen, die mittels eines Gelenkarms zu einer Rolleinheit zusammen- gefasst sind, welche dann am Rahmen befestigt ist. Mehrere solcher Rolleinheiten sind dann in Umfangsrichtung um den Käfig herum verteilt am Rahmen befestigt. Vorzugsweise umfasst die Verseileinheit zudem zumindest zwei Rahmen mit entsprechenden Rahmenlagerelementen, welche an unterschiedlichen Längspositionen entlang der Verseilachse positioniert sind. Ein solcher Rahmen bildet dann einen sich entlang der Verseilachse erstreckenden zylinderförmigen Käfigraum, in welchem der Käfig drehbar angeordnet ist. Der Rahmen schließt somit den Käfig insbesondere vollständig zumindest in radialer Richtung ein.
Um eine besonders einfache sowie genaue Ausrichtung des Käfigs bezüglich des Rahmens zu ermöglichen, sind die Rahmenlagerelemente geeigneterweise jeweils mittels eines Exzenterbolzens am Rahmen befestigt. Dadurch sind die Rahmenlagerelemente in eingeschränkter Weise in einer Radialebene senkrecht zur Verseilachse verschiebbar, so dass eventuelle Fertigungstoleranzen des Rahmens oder des Käfigs beim Einsetzen desselben in den Rahmen auf einfache Weise ausgleichbar sind. Durch entsprechende Justage der Rahmenlagerelemente werden dann ein besonders ruhiger Lauf des Käfigs und somit besonders gleichmäßige Kräfte im Betrieb erzielt.
Da der Käfig, die Körbe sowie das darin angeordnete Stranggut üblicherweise ein nicht zu vernachlässigendes Eigengewicht aufweisen, ist der Rahmen in einem unteren Bereich unterhalb der Verseilachse zweckmäßigerweise dichter mit Rahmenlagerelementen besetzt als in einem oberen Bereich. Dadurch wird insbesondere den nach unten wirkenden Gewichtskräften Rechnung getragen, welche aufgrund der dichteren Besetzung mit Rahmenlagerelementen in diesem unteren Bereich in verbesserter Weise vom Rahmen aufgenommen werden. Im oberen Bereich des Rahmens sind dann entsprechend weniger Rahmenlagerelemente angeordnet, da hier lediglich im Betrieb wirkende Zentrifugalkräfte aufgenommen werden müssen.
Um Torsionsspannungen im fertigen Verseilgut zu vermeiden, erfolgt die Verseilung regelmäßig mit einer sogenannten Rückdrehung, d.h. dass die Körbe jeweils im Gegendrehsinn zum Käfig gedreht werden, so dass sich die Körbe relativ zum Rahmen gerade nicht verdrehen, sondern lediglich auf den entsprechenden Drehkreisen verfahren werden. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist insbesondere zur Realisierung einer solchen Rückdrehung auch der Korb am Käfig mittels einer Anzahl von Käfiglagerelementen, insbesondere Käfigrollen, gelagert, welche in Umfangsrichtung um den Korb herum angeordnet sind. Mit anderen Worten: auch die einzelnen Körbe sind bezüglich des Käfigs außenumfänglich gelagert, wie auch der Käfig am Rahmen außenumfänglich gelagert ist. Dadurch ergibt sich auf vorteilhafte Weise eine entsprechend gleichmäßige Verteilung von Zentrifugalkräften bei Drehung, insbesondere Rückdrehung des Korbes bezüglich des Käfigs. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft mit der oben beschriebenen Ausgestaltung mit Korblängsachsen, welche parallel zur Verseilachse verlaufen.
Die Käfiglagerelemente sind zweckmäßigerweise gleichartig zu den Rahmenlagerelementen ausgeführt und vorzugsweise als Rolleinheiten, welche dann entsprechend mittels eines Exzenterbolzens am Käfig angebracht sind. In analoger Weise sind dann mehrere Käfiglagerelemente als Rolleinheiten mit jeweils insbesondere zwei Käfigrollen ausgebildet, gegen welche der Korb im Betrieb abrollt.
Insbesondere zur Aufnahme der Körbe weist der Käfig zweckmäßigerweise eine Anzahl von Käfigscheiben auf, welche an verschiedenen Längspositionen entlang der Verseilachse und senkrecht zu dieser angeordnet sind und jeweils eine insbesondere kreisförmige Korbausnehmung aufweisen, in welche der Korb eingesetzt ist. Bevorzugterweise umfasst die Verseileinheit genauso viele Käfigscheiben wie Rahmen, so dass jedem Rahmen genau eine Käfigscheibe zugeordnet ist, welche in diesem Rahmen angeordnet ist, so dass an verschiedenen Längenpositionen jeweils eine Käfigscheibe und ein diese umlaufender Rahmen angeordnet sind. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Verseileinheit sind entsprechend an zwei Längenpositionen zwei Käfigscheiben angeordnet, welche dann von zwei Rahmen umgeben werden. Die in den Käfig eingesetzten Körbe erstrecken sich dann insbesondere zumindest über den von den Käfigscheiben gebildeten Zwischenraum, vorzugsweise derart, dass die Spulen in den Körben in diesem Zwischenraum angeordnet sind, wodurch dann im Betrieb ein optimaler Kraftübertrag in radialer Richtung erfolgt. Die Käfigscheiben wirken in Kombination mit den Käfig- und Rahmenlagerelementen insbesondere als Vermittler zwischen dem Käfig und den Körben und bilden dabei insbesondere last- oder kraftübertragende Elemente. Im Betrieb wirkt aufgrund der Drehung des Käfigs auf einen jeweiligen Korb eine Zentrifugalkraft, welche bezüglich der Verseilachse nach außen gerichtet ist. Zur besonders optimalen Aufnahme dieser Zentrifugalkraft im Betrieb sind daher die Käfiglagerelemente zweckmäßigerweise im äußeren Bereich des Käfigs bezüglich der Verseilachse dichter beieinander angeordnet als in einem inneren Bereich. Zusätzlich ergibt sich daraus insbesondere der Vorteil, dass im inneren Bereich entsprechend weniger Käfiglagerelemente angeordnet sind, so dass die Körbe insgesamt näher an die Verseilachse heran gesetzt werden können und zweckmäßigerweise auch sind, sodass deren Drehkreis im Betrieb vorteilhaft verringert ist.
Die Käfiglagerelemente können vorteilhafterweise entsprechend den vorliegenden Kraft- und Bauraumanforderungen individuell zugestellt werden, d.h. die Anzahl der tatsächlich am Käfig angreifenden Käfiglagerelemente ist einstellbar, insbesondere aufgrund der Anbringung über Exzenterbolzen auf besonders einfache Weise. Desweiteren ist die oben beschriebene Konstruktion mit exzentrischer Anbringung der Käfiglagerelemente auf vorteilhafte Weise auch selbstzentrierend. Gleiches gilt sinngemäß auch für die Rahmenlagerelemente.
Eine besonders optimale Übertragung von Zentrifugalkräften ergibt sich in einer vorteilhaften Weiterbildung insbesondere dadurch, dass die Rahmenlagerelemente entlang der Verseilachse an bestimmten Längspositionen angeordnet sind und die Käfiglagerelemente an im Wesentlichen denselben Längspositionen. Die Käfiglagerelemente und die Rahmenlagerelemente sind somit sozusagen auf gleicher Höhe entlang der Verseilachse angeordnet. Dem liegt die Überlegung zugrunde, möglichst kurze Kraftflusspfade zu realisieren. Dadurch werden dann im Betrieb die vom Korb auf den Käfig in radialer Richtung übertragenen Kräfte direkt in radialer Richtung an den Rahmen weitergereicht. Eine mechanische Belastung in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Verseilachse, wird dadurch auf besonders effiziente Weise reduziert. Insbesondere werden Biegemomente, welche auf den Rahmen wirken besonders effektiv vermieden. Dabei werden vorliegend solche Biegemomente insbesondere nicht lediglich kompensiert, sonder aufgrund der speziellen Anordnung von vornherein vermieden. An einer gegebenen Längsposi- tion sind dann Käfiglagerelemente und Rahmenlagerelemente in radialer Richtung hintereinander angeordnet. Dabei wird unter an im Wesentlichen denselben Längspositionen insbesondere verstanden, dass in Richtung der Verseilachse ein höchstens geringer Versatz zwischen Käfiglagerelementen und Rahmenlagerelementen vorliegt, wobei ein höchstens geringer Versatz insbesondere einer Breite der Lagerelemente entspricht. Beispielsweise sind Käfiglagerelemente und Rahmenlagerelemente an einer bestimmten Längsposition höchstens um die Breite der Rahmenlagerelemente und/oder Käfiglagerelemente voneinander versetzt angeordnet.
Der Käfig, insbesondere dessen Käfigscheiben, weisen vorzugsweise zusätzlich eine Anzahl von Strangdurchführungen auf zum Hindurchführen einer entsprechenden Anzahl von Strängen, die beispielsweise von einer der Verseileinheit vorgeschalteten weiteren Verseileinheit oder von einem entsprechend vorgeschalteten Abwickler ausgehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Korb ein Rohr, welches sich entlang der Korblängsachse sowie um diese herum erstreckt und in welches in Joch eingesetzt ist. Das Joch dient dabei insbesondere zur Aufnahme der Spule, die dann in eingesetztem Zustand von dem Rohr umgeben ist. Das Rohr weist insbesondere eine geschlossene Mantelfläche auf, wodurch im Betrieb möglicherweise ungünstige Luftverwirbelungen durch eine Rotation des Korbes vermieden werden. Das Rohr dient insbesondere gerade nicht der Führung des Strangguts, sondern bildet vielmehr ein stabilisierendes Exoskelett des Korbs. Das Rohr weist wie auch der Käfig eine Vorderseite und eine Rückseite auf, wobei insbesondere über die Vorderseite das im Betrieb abgespulte Stranggut ausläuft. In einer besonders leichten und robusten Ausgestaltung des Korbes ist das Rohr vorzugsweise aus einem kohlefaser- oder glasfaserverstärkten Kunststoff, auch als CFK bzw. GFK bezeichnet, gefertigt. Zum Beladen eines der Körbe mit einer Spule wird diese zunächst auf das Joch und anschließend in das Rohr eingesetzt.
Das Rohr weist außenseitig, d.h. auf dessen Mantelfläche, zweckmäßigerweise eine Anzahl von Lagerbahnen auf, entlang derer die Käfiglagerelemente geführt sind. Die Lagerbahnen dienen somit insbesondere zur Lagerung des Korbes am Käfig. Auf diese Weise ist ein besonders sicherer Halt auch in Richtung der Korblängsachse gewährleistet. Beispielsweise sind die Lagerbahnen hierzu als insbesondere konkave Rollbahnen auf der Mantelfläche des Rohres ausgebildet und umlaufen dieses insbesondere vollumfänglich, so dass entsprechend komplementär ausgebildete Käfigrollen entlang dieser Rollbahnen geführt sind. Für eine besonders sichere Lagerung umfasst das Rohr dann vorzugsweise zwei Lagerbahnen, die in Richtung der Korblängsachse an verschiedenen Längenpositionen angeordnet sind, so dass der Korb insgesamt also an zwei Längenpositionen im Käfig gelagert ist.
Insbesondere zur Fixierung und Halterung des Jochs im Rohr weist das Joch vorzugsweise zumindest einen, bevorzugterweise jedoch zwei Lagerringe mit jeweils einer umlaufenden, konischen Anlagefläche auf, die in eingesetztem Zustand des Jochs formschlüssig an innenseitigen konischen Jochlagerflächen des Rohres anliegen. Die Anlageflächen und Jochlagerflächen bilden somit jeweils ringförmige Flächen, welche bezüglich der Korblängsachse in einem bestimmten Winkel angestellt sind, um auf diese Weise einen Teil einer Kegelmantelfläche zu bilden. In eingesetztem Zustand des Jochs im Korb liegen dann jeweils eine Anlagefläche und eine Jochlagerfläche aneinander an und erzeugen auf diese Weise eine Positionierung des Jochs. Ein Beladen des Korbes mit einer Spule erfolgt dann insbesondere derart, dass die Spule auf das Joch aufgesetzt wird und das Joch dann in das Rohr eingesetzt wird, so dass die Anlageflächen und die Jochlagerflächen formschlüssig aneinander anliegen.
Bevorzugterweise sind die Lagerbahnen in radialer Richtung von der Korblängsachse nach außen weisend hinter einer jeweiligen Anlagefläche angeordnet, d.h. insbesondere ohne axialen Versatz und an im Wesentlichen gleichen Längspositionen angeordnet. In ähnlicher Weise wie oben bereits im Zusammenhang mit den Käfiglagerelementen und den Rahmenlagerelementen beschrieben, ergibt sich auf diese Weise ein besonders optimaler Kraftfluss in radialer Richtung durch die in dieser Richtung direkt hintereinander angeordneten Anlageflächen und Lagerbahnen. Die von den Jochlagerflächen aufgenommenen Kräfte werden direkt in radialer Richtung an die auf der Außenseite des Rohres angebrachten Lagerbahnen weitergegeben und von dort ebenfalls direkt in radialer Richtung an die Käfiglagerelemente. Auf diese Weise wird eine axiale Belastung des Rohres besonders effizient vermieden.
Um eine besonders einfache Beladung oder Bestückung des Korbes mit Stranggut zu ermöglichen sind die konischen Anlageflächen zweckmäßigerweise in gleicher Richtung zur Korblängsachse hin zulaufend ausgebildet. Das Joch wird dann vorzugsweise stirnseitig in das Rohr eingesetzt, beispielsweise von der Rückseite der Verseileinheit aus. Insbesondere in Kombination mit der in Richtung der Verseilachse ausgerichteten Korblängsachse ergibt sich dadurch eine besonders unkomplizierte Beladung der Körbe mit Stranggut. Eine Sicherung des Jochs im Rohr in axialer Richtung erfolgt vorzugsweise mittels eines Spannhebels, der dann beispielsweise rückseitig am Korb angeordnet ist und mittels dessen das Joch im Rohr reversibel festgespannt ist. Durch die einfache rückseitige Zugänglichkeit braucht dann zum Wechsel einer Spule lediglich der Spannhebel gelöst, das Joch aus dem Rohr herausgenommen und die Spule entsprechend ausgetauscht zu werden.
Zur Aufnahme der Spule weist das Joch vorzugsweise eine Spulenhalterung auf, die auch zur Positionierung der Spule innerhalb des Rohres in einem Bereich zwischen den beiden Anlageflächen liegt. Durch diese Anordnung der Spule zwischen den Anlageflächen ist insbesondere die Kraftübertragung von beim Abwickeln der Spule entstehenden Zentrifugalkräften über die Anlageflächen auf die Jochlagerflächen deutlich verbessert. Die Anlageflächen sind also in Randbereichen und stirnseitig einer auf das Joch aufgesetzten Spule angeordnet.
Zum Einspannen der Spule weist die Spulenhalterung zweckmäßigerweise zwei konische Spannköpfe auf, wobei lediglich einer der Spannköpfe bezüglich des Jochs und entlang der Korblängsachse verschiebbar ist. Mittels der Spannköpfe wird dann die Spule axial im Joch eingespannt und fixiert. Die konischen Spannköpfe greifen dabei in entsprechend geeignete Ausnehmungen auf den Stirnseiten der Spule ein. Durch Verschiebung des verschiebbaren Spannkopfes ist dann die Spule festspannbar. Dabei ist der verschiebbare Spannkopf beispielsweise über ein Gewinde, insbesondere ein Feingewinde, drehbar und entlang der Korblängsachse verschiebbar. Zweckmäßigerweise ist der verschiebbare Spannkopf auf besonders einfache Weise über die Stirnseite des Korbes, insbesondere rückseitig der Verseileinheit zugänglich. Der andere Spannkopf braucht dagegen vorteilhafterweise nicht zugänglich zu sein, eine Arretierung der Spule erfolgt zweckmäßig lediglich mittels des verschiebbaren Spannkopfes.
Um einen Spulenwechsel besonders einfach zu gestalten, ist am Rohr zumindest eine, vorzugsweise sind zwei Auszugsschienen angeordnet, welche ein reversibles Ein- und Ausziehen des Jochs aus dem Rohr und in Richtung der Korblängsachse ermöglichen. Das Joch ist dann insbesondere nach hinten, d.h. rückseitig aus dem Rohr ausziehbar und eine auf das Joch aufgesetzte Spule dann entsprechend einfach austauschbar. Eine aufwändige Demontage des Jochs und Trennung vom Käfig ist hierbei vorteilhafterweise nicht erforderlich. Stattdessen erfolgt zum Wechseln zunächst ein Lösen des Spannhebels, dann ein Ausziehen des Jochs aus dem Rohr, schließlich ein Lösen der Spulenhalterung und Austauschen der Spule.
Aufgrund der Längsausrichtung der Spule ist es insbesondere nicht möglich, das Stranggut im Betrieb direkt in Verseilrichtung abzuspulen. Daher weist der Korb vorzugsweise einen Umlenkmechanismus für das von der Spule abgespulte Stranggut auf, welcher das Stranggut zudem gegenbiegungsfrei in Richtung einer Stirnfläche des Korbes, insbesondere in Richtung der Vorderseite der Verseileinheit umlenkt. Beim Umlenken wird das Stranggut notwendigerweise in eine oder mehrere Richtungen verbogen, beispielsweise beim Umlenken mittels einer Umlenkrolle, wobei auf vorteilhafte Weise jedoch die mechanische Belastung des Strangguts dadurch reduziert wird, dass ein Zurückbiegen, also ein Gegenbiegen, gerade nicht erfolgt, d.h. das Umlenken gegenbiegungsfrei ist. Der Umlenkmechanismus umfasst daher eine Anzahl von Umlenkelementen, beispielsweise Umlenkrollen, mittels welcher das Stranggut geführt und umgelenkt wird, jedoch erfolgt bei einer Umlenkung um eine bestimmte Umlenkachse in einer bestimmten Umlenkrichtung im gesamten Umlenkmechanismus keine weitere Umlenkung in einer entgegengesetzten Richtung. Mit anderen Worten: Im gesamten Umlenkmechanismus wird auf ein Umbiegen des Strangguts in zwei zueinander antiparallelen Richtungen verzichtet.
Um auf besonders einfache Weise einen Längenausgleich beim Abspulen des Strangguts zu kompensieren, umfasst der Umlenkmechanismus geeigneterweise eine Tänzerführung, mit einem Tänzer, der in Verseilrichtung verschiebbar ist. Dazu umfasst der Tänzer ein Stellelement, mittels welchem zumindest eines der Umlenkelemente in Verseilrichtung verschiebbar ist, und wodurch ein Weglängenunterschied für das durch den Umlenkmechanismus laufende Stranggut einstellbar ist.
Grundsätzlich ist als Stellelement einer solchen Tänzer-Lage-Regelung ein Pneumatikzylinder geeignet, der eine besonders gut einstellbare Kolbendruckkraft aufweist, welche über den gesamten Einstellbereich des Stellelements im Wesentlichen konstant ist. Aufgrund der hohen Drehzahl des Korbes im Betrieb ist allerdings eine Versorgung eines solchen Stellelements mit Druckluft schwierig. In einer geeigneten Alternative ist daher das Stellelement als Magnetfeder, als Linearmotor oder als ein austauschbares Druckfederpaket ausgebildet. Vorteilhafterweise sind die zu erwartenden Längenschwankungen beim Abspulen des Stranggutes derart gering, dass auch ein Stellelement mit entlang des Einstellbereichs nicht konstanter Zugkraft noch mit hinreichender Genauigkeit verwendbar ist und auch verwendet wird.
Insbesondere zur Realisierung der oben erwähnten Rückdrehung ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Korb mittels eines Kopplungsmechanismus an den Käfig gekoppelt, zur Rückdrehung des Korbes bei einer Drehung des Käfigs. Der Kopplungsmechanismus weist hierbei eine Kupplung auf, die wiederum zwei Räder aufweist, nämlich ein am Rahmen abrollendes Rahmenrad und ein den Korb antreibendes Korbrad. Dabei sind die beiden Räder über eine Zwischenwelle fest miteinander verbunden. Auf diese Weise erfolgt eine Übersetzung der Drehung des Käfigs relativ zum Rahmen auf eine Drehung des Korbes innerhalb des Käfigs mit einer insbesondere festen Übersetzung. Die Zwischenwelle ist dabei insbe- sondere parallel zur Verseilrichtung geführt und vorzugsweise durch eine Wand des Käfigs hindurchgeführt sowie an diesem gelagert. Insbesondere in Kombination mit der Ausgestaltung des Käfigs mittels einer Anzahl von Käfigscheiben ist die Zwischenwelle durch eine jeweilige Käfigscheibe hindurchgeführt und auch an dieser gelagert, wird also im Betrieb gemeinsam mit dem Käfig um die Verseilachse herum rotiert. Die Kupplung umfasst dann zwei drehfest miteinander verbundene Räder, wobei das eine Rad als Rahmenrad mit dem feststehenden Rahmen in Wirkverbindung steht und das Käfigrad mit dem Korb.
Zur vollständigen Vermeidung einer Relativdrehung des Korbes, d.h. zur Realisierung einer optimalen Rückdrehung, erfolgt eine Drehung des Korbes mit einer Übersetzung von eins. Dazu sind die beiden Räder hinsichtlich deren Durchmessers und des Verhältnisses der Durchmesser zueinander entsprechend geeignet dimensioniert.
In einer besonders kostengünstigen sowie robusten Ausgestaltung ist das Rahmenrad als Kettenrad ausgebildet und läuft an einer Kette ab, die am Rahmen befestigt ist. Hierbei ist die Kette insbesondere innenseitig am Rahmen angebracht, beispielsweise über Flanschlaschen. Durch Verwendung einer Kette ist es zudem möglich, auf ein entsprechend den Anforderungen möglicherweise besonders groß ausfallendes Verzahnungsprofil am Rahmen zu verzichten. Da die Kette hierbei zudem als statisches Bauteil eingesetzt ist, unterliegt diese im Betrieb auch nicht den üblichen Einschränkungen beispielsweise hinsichtlich Zentrifugalkräften oder maximaler Drehzahlen. Vorzugsweise ist die Kette eine besonders kostengünstige Bolzenkette.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Anbindung der Kopplung an den Korb an dessen Außenseite, d.h. auf der Mantelfläche des Rohres. Vorzugsweise ist dann das Korbrad als Riemenrad ausgebildet und treibt einen Riemen an, welcher den Korb umläuft und an einer Zahnkontur angreift, die außenseitig am Korb angebracht ist. Zweckmäßigerweise ist die Zahnkontur bereits bei der Fertigung des Rohres an diesem ausgebildet, also einstückig mit dem Rohr hergestellt. Das Größenverhältnis von Korbrad zu Rahmenrad ist dann unter Berücksichtigung des Durchmes- sers des Korbes und des Durchmessers des Käfigs entsprechend derart gewählt, dass sich für den Käfig eine vorzugsweise verschwindende Relativdrehbewegung bezüglich des Rahmens ergibt, also eine Übersetzung von eins.
Beim vorderseitigen Austreten des Strangguts aus der Verseileinheit unterliegt das Stranggut aufgrund der Drehbewegung entsprechenden Zentrifugalkräften. Diese werden in einer bevorzugten Weiterbildung dadurch aufgefangen, dass die Verseileinheit zumindest ein Führungselement aufweist, zur Führung des Strangguts zum Verseilnippel. Dabei ist das Führungselement in Verseilrichtung hinter dem Käfig, also auf dessen Vorderseite angeordnet und läuft zweckmäßigerweise im Betrieb mit dem abgespulten Stranggut mit, um eine möglichst geringe Relativbewegung des Strangguts gegen das Führungselement zu erzielen. Um verbleibende Reibkräfte zu minimieren und entsprechend einen Verschleiß des Stranggutes beim Entlangführen am Führungselement möglichst weit zu reduzieren, weist das Führungselement eine Führungsfläche auf, die aus einem solchen Material gefertigt ist, welches im Kontakt mit dem Material des Strangguts eine möglichst geringe Reibung erzeugt. Das Führungselement ist vorliegend insbesondere ein vorzugsweise mitlaufendes Stützelement und dient vorrangig zur Vermeidung einer Beschädigung des Strangguts durch dessen Eigengewicht bei einer Fliehkraftbelastung. Das Führungselement ist daher insbesondere gerade keine Vor- verseilscheibe
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Korb mit den Merkmalen gemäß Anspruch 21. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus dem oben bereits Gesagten. Der Korb weist ein Rohr auf, welches sich entlang einer Korblängsachse sowie um diese herum erstreckt und in welches ein Joch eingesetzt ist, zur Aufnahme einer Spule mit darauf aufgewickeltem Stranggut, wobei stirnseitig ein Umlenkmechanismus für das Stranggut angeordnet ist, zum Abspulen desselben in seitlicher Richtung bezüglich der Spule. Durch die stirnseitige Anordnung des Umlenkmechanismus baut der Korb in radialer Richtung besonders wenig auf, wodurch sich der Drehkreis des Korbes beim Betrieb deutlich Verringern lässt und die mit einem entsprechenden Korb ausgestattete Verseileinheit mit einer deutlich höheren Drehzahl betreibbar ist. Das Joch ist insbesondere stirnseitig in das Rohr eingesetzt, insbesondere auf der dem Umlenkmechanismus gegenüberliegenden Stirnfläche des Rohres. Dadurch ist die Spule auf besonders einfache Weise über die entsprechende Stirnfläche zugänglich und auswechselbar. Vorzugsweise ist das Joch rückseitig aus dem Rohr ausziehbar, zum Herausnehmen oder Einsetzen der Spule und der Umlenkmechanismus ist vorderseitig angeordnet, sodass das Stranggut im Betrieb vorderseitig abgespult wird und der Umlenkmechanismus beim Wechseln der Spule nicht im Wege ist. Zweckmäßigerweise ist der Umlenkmechanismus ein Teil des Jochs und daher zusammen mit diesem aus dem Rohr herausziehbar, wodurch ein Einfädeln des Strangguts in den Umlenkmechanismus bei Einsetzen einer Spule deutlich vereinfacht ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 a - 1 d eine Verseileinheit für eine Verseilmaschine in verschiedenen Ansichten,
Fig. 2 einen Nahansicht der Umfangslagerung der Verseilmaschine,
Fig. 3 ausschnittsweise die Verseilmachine und einen Korb in einer Rückansicht,
Fig. 4 den Korb mit ausgezogenem Joch in einer perspektivischen Schnittansicht,
Fig. 5 das Joch in einer Schnittansicht, und
Fig. 6a - 6c diverse Ansichten eines Kupplungsmechanismus der Verseilmaschine.
In den Fig. 1 a - 1 b ist eine Verseilmaschine 2 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 1 a die Verseilmaschine 2 in einer perspektivischen Rückansicht, die Fig. 1 b in einer perspektivischen Vorderansicht, die Fig. 1 c in einer Seitenansicht und die Fig. 1 d wiederum in einer perspektivischen Rückansicht und in ausgezogenem Zustand. Die Verseilmaschine 2 umfasst ein Gestell 4, an welchem ein Rahmen 6 befestigt ist, in welchem ein Käfig 8 drehbar gelagert ist. In diesem Käfig 8 ist wiederum eine Anzahl von hier vier Körben 10 angeordnet, welche bezüglich des Käfigs 8 drehbar gelagert sind. Die Körbe 10 dienen dabei zur Aufnahme von Spulen 12 mit darauf aufgewickeltem Stranggut 14. Angetrieben wird die Verseileinheit 2, genauer gesagt der Käfig 8, von einem außerhalb und seitlich des Rahmens angeordneten Antriebsmotor 15.
Im Betrieb wird mittels der Verseileinheit 2 das Stranggut 14 von den Spulen 12 abgespult und in einer Verseilrichtung V einem Verseilpunkt P zugeführt, an welchem die Stränge 14 zu einem Verseilgut 16 verseilt werden. Dazu ist am Verseilpunkt P insbesondere ein hier nicht näher dargestellter Verseilnippel angeordnet. Zusätzlich weist die hier gezeigte Verseileinheit 2 eine Anzahl von Strangdurchführungen 17 auf, zur Durchführung von Strängen 14, welche vor der Verseileinheit 2 abgespult werden, z.B. von einer vorgeschalteten weiteren Verseileinheit 2. Eine der Strangdurchführungen 17 ist zentral entlang der Verseilachse VA geführt und dient hier insbesondere der Zuführung eines Strangs 14 als Kerneinlauf, welcher z.B. von einem vorgeschalteten, hier nicht gezeigten Abwickler bereitgestellt wird.
Bei der Verseilung der Stränge 14 erfolgt eine Drehung des Käfigs 8 in einer Um- laufrichtung UR um eine Verseilachse VA, welche sich in Verseilrichtung V erstreckt. Durch Drehung des Käfigs 8 werden die Körbe 10 auf einem Drehkreis DK um die Verseilachse VA verfahren. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verseilung zusätzlich mit einer sogenannten Rückdrehung, wobei zusätzlich zur Drehung der Körbe 10 um die Verseilachse VA herum jeder der Körbe 10 zusätzlich um eine jeweils eigene Korblängsachse KA gedreht wird. Dabei erfolgt die Drehung eines jeweiligen Korbes 10 um dessen Korblängsachse KA insbesondere im Gegensinn zur Drehrichtung des Käfigs 8 im Rahmen 6.
Insgesamt werden im Betrieb der Verseileinheit 2 daher hier drei unterschiedliche Drehbewegungen ausgeführt, nämlich erstens das Abspulen des Strangguts 14 von einer jeweiligen Spule 12, zweitens die Drehung eines jeweiligen Korbes 10 um dessen Korblängsachse KA und drittens das Verfahren der Körbe 10, insbesondere deren Korblängsachsen KA auf einen Drehkreis DK um die Verseilachse VA. In der hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform sind dabei sämtliche Drehachsen parallel zueinander ausgerichtet. Insbesondere weisen die Spulen 12 jeweils eine Spulenachse auf, welche einer jeweiligen Korblängsachse KA entspricht. Die Korblängsachsen KA erstrecken sich dann in Verseilrichtung V und parallel zur Verseilachse VA. Aufgrund dieser Anordnung wirken die beim Drehen erzeugten Zentrifugalkräfte lediglich als Radialkräfte auf die einzelnen Bauteile der Verseilmaschine und nicht als Axialkräfte.
Der Käfig 8 umfasst mehrere Käfigscheiben 18, welche besonders deutlich in Fig. 1 c zu erkennen sind. Die Käfigscheiben 18 weisen jeweils Korbausnehmungen 20 auf, in welche die Körbe 10 eingesetzt sind. Der auf diese Weise gebildete Käfig 8 ist vollumfänglich in Umfangsrichtung UR vom Rahmen 6 umgeben, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel von einer Anzahl von Ringen 22 gebildet wird. Diese Ringe 22 sind hier insbesondere als Stahlringe ausgeführt, die am Gestell 4 befestigt sind und an unterschiedlichen Längenpositionen L1 , L2 entlang der Verseilachse VA angeordnet sind und auf diese Weise einen Zwischenraum 24 einschließen, in welchem der Käfig 8 angeordnet ist. Die Körbe 10 sind dann derart in den Käfig 8 eingesetzt, dass die Spulen 14 im Zwischenraum 24 zwischen den beiden äußersten Längenpositionen L1 , L2 angeordnet sind.
Die Lagerung des Käfigs 8 im Rahmen 6 sowie der Körbe 10 im Käfig 8 erfolgt in der hier gezeigten Ausführungsform mittels einer Anzahl von Rahmenlagerelementen 26 bzw. Käfiglagerelementen 28. Diese sind besonders deutlich in der Fig. 2 bzw. Fig. 3 erkennbar. Die Rahmenlagerelemente 26 und die Käfiglagerelemente 28 sind hier vorteilhaft gleichartig ausgebildet, nämlich als Rolleinheiten 30, welche jeweils eine Anzahl von hier zwei Rollen 32 aufweisen, die an einem Gelenkarm 34 und über einen Exzenterbolzen 36 am Rahmen 6 bzw. am Käfig 8 befestigt sind. Dabei weisen die Rollen 32 hier jeweils eine konkave Lauffläche auf, die im Betrieb auf einer entsprechend konvexen Gegenfläche abrollt. Dazu sind insbesondere an den Käfigscheiben 18 außenumfänglich entsprechend konvex ausgebildete Käfiglaufflächen 38 ausgebildet, während die Körbe 10 jeweils umfänglich eine Anzahl von konvexen Lagerbahnen 40 aufweisen. Wie besonders in Fig. 1 c deutlich erkennbar ist, sind die Körbe 10 mittels der Käfiglagerelemente 28 an einer Anzahl von Längenpositionen L3 gelagert und der Käfig 8 am Rahmen 6 an einer Anzahl von Längenpositionen L4, welche im Wesentlichen den Längenpositionen L3 entsprechen. Dabei weist eine jeweilige Längenposition L3 bezüglich einer jeweiligen Längenposition L4 lediglich einen geringen Versatz VL auf, der hier einer Breite B der Lagerelemente 26, 28, d.h. insbesondere in etwa einer Breite der Rollen 32 entspricht. Durch diese Positionierung der Lagerelemente 26, 28 in radialer Richtung R hintereinander, ist im Betrieb der Verseileinheit 2 ein optimaler Kraftfluss in radialer Richtung R gewährleistet und eine Belastung in axialer Richtung, d. h. in Verseilrichtung V besonders stark reduziert.
Um zusätzlich in optimaler Weise Gewichtskräfte aufzunehmen, sind die Rahmenlagerelemente 26 in einem unteren Bereich U der Verseileinheit 2 dichter angeordnet als in einem oberen Bereich O. Dies ist insbesondere in Fig. 1 a erkennbar. In ähnlicher Weise sind zur besonders optimalen Aufnahme der nach außen wirkenden Zentrifugalkräfte die Korblagerelemente 28 in radialer Richtung R nach außen hin dichter angeordnet als zur Verseilachse VA hin. Auch dies ist besonders deutlich in Fig. 1 a aber auch in Fig. 3 erkennbar. Durch die reduzierte Verwendung von Käfiglagerelementen 28 nahe der Verseilachse VA ist es zudem möglich, die Körbe 10 besonders dicht zur Verseilachse VA hin anzuordnen und dadurch den Radius des Drehkreises DK und somit auch die im Betrieb entstehenden Zentrifugalkräfte vorteilhaft zu reduzieren.
In Fig. 4 ist in einer perspektivischen Schnittansicht ein Korb 10 gezeigt, welcher ein Rohr 42 aufweist, in welches ein Joch 44 eingesetzt ist, zur Aufnahme einer hier nicht dargestellten Spule 12. Das Rohr 42 erstreckt sich entlang der Korblängsachse KA und umfasst eine Anzahl von Auszugsschienen 46, über welche das Joch 44 in Richtung der Korblängsachse KA in das Rohr 42 hineinschiebbar und aus diesem herausziehbar ist. Dieses Heraus- und Hineinschieben erfolgt insbesondere rückseitig des Rohres 42, d. h. auf der Rückseite RS der Verseileinheit 2. In Fig. 5 ist das Rohr 42 mit dem Joch 44 in eingeschobenem Zustand dargestellt. Deutlich erkennbar sind in Fig. 4 die auf einer Mantelfläche 45, d.h. außenumfänglich des Rohres 42 angeordneten Lagerbahnen 40, zum Abrollen des Korbes 10 an den Käfiglagerelementen 28. Ebenfalls deutlich erkennbar ist die im Querschnitt konvexe Ausgestaltung. Ausgehend von der Korblängsachse KA und in radialer Richtung R nach außen hin sind vor den Lagerbahnen 40 innenseitig des Rohres 42 an diesem jeweils konische Jochlagerflächen 48 ausgebildet, zur formschlüssigen Lagerung des Jochs 44. Dazu weist das Joch 44 eine entsprechende Anzahl von Lagerringen 49 auf, mit nach außen weisenden konischen Anlageflächen 50. Die formschlüssige Anordnung ist insbesondere in Fig. 5 deutlich erkennbar. Die Anlageflächen 48, 50 sind dabei in einem Winkel W angestellt, um entsprechend konisch ausgebildet zu sein und einen optimalen Formschluss zu ermöglichen. Insbesondere sind die Anlageflächen 48, 50 in gleicher Richtung zur Korblängsachse KA hin angestellt, so dass ein rückwärtiges Einsetzen möglich ist. Um ein ungewolltes Herausfallen des Jochs 44 im Betrieb zu vermeiden, ist zur Arretierung desselben ein Spannhebel 52 angeordnet, mittels dessen das Joch 44 im Rohr 42 festgespannt wird.
Zur Aufnahme einer Spule 14 umfasst das Joch 44 eine Spulenaufnahme 54, welche hier zwei in Richtung der Korblängsachse KA beabstandete konische Spannköpfe 56 aufweist, zwischen denen die Spule 14 dann eingespannt wird. Die Spulenaufnahme 54 ist dabei derart zwischen den Anlageflächen 50 angeordnet, dass eine eingesetzte Spule 14 zwischen diesen positioniert ist und somit jegliche auch bezüglich der Spule 14 radial wirkenden Zentrifugalkräfte in optimaler Weise über die Anlageflächen 48, 50 zunächst über die Käfiglagerelemente 28 auf den Käfig 8 und von dort über die Rahmenlagerelemente 26 schließlich auf den Rahmen 6 übertragen werden. Jegliche axialen Kräfte, d. h. Kräfte in Richtung der Korblängsachse KA sowie der Verseilachse V werden dabei auf ein Minimum reduziert. Der rückseitige Spannkopf 56 ist hier zudem mittels eines Gewindes 57 entlang der Korblängsachse verfahrbar um eine Spule 14 besonders sicher einzuspannen. Durch die rückseitige Anordnung dieses einstellbaren Spannkopfs 56 ist dieser zudem besonders leicht von der Rückseite RS der Verseileinheit 2 zugänglich. Im Betrieb wird das Stranggut 14 von einer jeweiligen Spule 12 in radialer Richtung R abgespult und anschließend über einen Umlenkmechanismus 58 in Verseilrichtung V umgelenkt und vorderseitig, d.h. über eine Stirnseite S des Rohres 42 aus dem Korb 10 herausgefördert. Dazu umfasst der Umlenkmechanismus 58 eine Anzahl von Umlenkelementen 60, welche hier als Rollen ausgebildet sind. Die Umlenkung des Strangs 14 erfolgt dabei mittels des Umlenkmechanismus 58 gegenbiegungsfrei, um eine zu starke mechanische Belastung des Strangguts 14 zu vermeiden. Mit anderen Worten: die Umlenkelemente 60 weisen jeweils eine Umlenkachse UA auf, um welche herum das Stranggut 14 jeweils abgelenkt wird, wobei im gesamten Umlenkmechanismus 58 kein Umlenken in unterschiedlichen Richtungen um jeweilige Umlenkachsen UA mit gleicher Richtung herum erfolgt. Zusätzlich umfasst der Umlenkmechanismus 58 eine Tänzerführung 62 mit einem Stellelement 64, um im Betrieb einen Längenausgleich des möglicherweise ungleichmäßig abgespulten Strangguts 14 zu gewährleisten. Das Stellelement 64 ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass ein Längenausgleich in Richtung der Korblängsachse KA erfolgt.
Zur Realisierung einer zusätzlichen Drehung des Korbes 10 und insbesondere einer Rückdrehung wie eingangs beschrieben, weist die Verseileinheit 2 einen Kopplungsmechanismus 66 zwischen dem Rahmen 6 und den Körben 10 auf, welcher in den Fig. 6a - 6c deutlich erkennbar ist. Mittels dieses Kopplungsmechanismus 66 wird die Drehung des Käfigs 8 relativ zum Rahmen 6 in eine Drehung des Korbes 10 relativ zum Käfig 8 übersetzt. Dazu weist der Kopplungsmechanismus 66 für hier jeden der Körbe 10 eine Kupplung 67 auf, mit einer Zwischenwelle 68, welche am Käfig 8, genauer an einer der Käfigscheiben 18 gelagert ist und an welcher zwei Räder 70, 72 angebracht sind, nämlich ein Rahmenrad 70 und ein Korbrad 72. Diese Räder 70, 72 sind drehfest mit der Zwischenwelle 68 verbunden, so dass sich eine feste Übersetzung ergibt.
Das Korbrad 70 rollt im Betrieb am Rahmen 6 ab, in der hier gezeigten Ausgestaltung an einer Kette 74, welche an einem der Ringe 22 des Rahmens 6 befestigt ist. Das Korbrad 72 treibt dann über einen Riemen 76 einen der Körbe 10 an. Da- zu ist auf der Mantelfläche 45 des zugehörigen Rohrs 42 außenseitig eine Zahnkontur 78 ausgebildet. Das Übersetzungsverhältnis der Kupplung 67 ergibt sich unter Anderem aus dem Verhältnis der Durchmesser D1 , D2 der Räder 70, 72. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis derart gewählt, dass die Übersetzung eins ist und sich somit eine Rückdrehung des Korbes 10 derart ergibt, dass ein jeweiliger Korb 10 bezüglich des Gestells 4 der Verseileinheit 2 lediglich auf dem Drehkreis DK verfahren wird, jedoch selbst nicht relativ zum Gestell 4 gedreht wird.

Claims

Ansprüche
Verseileinheit (2) für eine Verseilmaschine, mit einer Verseilachse (VA) und mit einem Käfig (8), in welchem zumindest ein Korb (10) angeordnet ist, zur Aufnahme einer Spule (12) mit darauf aufgewickeltem Stranggut (14),
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gestell (4) angeordnet ist, mit einem Rahmen (6), welcher in einer Umlaufrichtung (UR) um die Verseilachse (VA) herum und um den Käfig (8) umlaufend angeordnet ist, wobei der Käfig (8) am Rahmen (6) mittels einer Anzahl von Rahmenlagerelementen (26) gelagert und um die Verseilachse (VA) herum drehbar ist.
Verseileinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korb (10) in dem Käfig (8) um eine Korblängsachse (KA) drehbar gelagert ist, welche parallel zur Verseilachse (VA) verläuft.
Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmenlagerelemente (26) jeweils eine Anzahl von Rahmenrollen (32) aufweisen, zur Lagerung des Käfigs (8).
Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmenlagerelemente (26) jeweils mittels eines Exzenterbolzens (36) am Rahmen (6) befestigt sind.
Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein unterer Bereich (U) des Rahmens (6) unterhalb der Verseilachse (VA) dichter mit Rahmenlagerelementen (26) besetzt ist, als ein oberer Bereich (O), zur Aufnahme von Gewichtskräften.
6. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korb (10) am Käfig (8) mittels einer Anzahl von Käfiglagerelementen (28), insbesondere Käfigrollen (32), gelagert ist, welche in Umfangsrich- tung (UR) um den Korb (10) herum angeordnet sind.
7. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Käfig (8) eine Anzahl von Käfigscheiben (18) aufweist, die senkrecht zur Verseilachse (VA) angeordnet sind und jeweils eine Korbausneh- mung (20) aufweisen, in welche der Korb (10) eingesetzt ist.
8. Verseileinheit (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Käfiglagerelemente (28) in einem äußeren Bereich bezüglich der Verseilachse (VA) des Käfigs (10) dichter beieinander angeordnet sind, als in einem inneren Bereich, zur Aufnahme von Zentrifugalkräften im Betrieb.
9. Verseileinheit (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmenlagerelemente (26) entlang der Verseilachse (VA) an bestimmten Längspositionen (L4) angeordnet sind und die Käfiglagerelemente (28) an im Wesentlichen denselben Längspositionen (L3).
10. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korb (10) ein Rohr (42) umfasst, welches sich entlang der Korblängsachse (KA) sowie um diese herum erstreckt und in welches ein Joch (44) eingesetzt ist, zur Aufnahme der Spule (12).
1 1.Verseileinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (42) außenseitig eine Anzahl von Lagerbahnen (40) aufweist, entlang derer die Käfiglagerelemente (28) geführt sind, zum Lagern des Korbs (10) am Käfig (8).
12. Verseileinheit (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Joch (44) zumindest einen, vorzugsweise zwei Lagerringe (49) mit jeweils einer umlaufenden, konischen Anlagefläche (50) aufweist, die in eingesetztem Zustand formschlüssig an innenseitigen, konischen Jochlagerflächen (48) des Rohrs (42) anliegen.
13. Verseileinheit (2) nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerbahnen (40) in radialer Richtung (R) von der Korblängsachse (KA) nach außen weisend hinter einer jeweiligen Anlagefläche (50) angeordnet sind.
14. Verseileinheit (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Joch (44) eine Spulenhalterung (54) aufweist, zur Aufnahme der Spule (12) und zu deren Positionierung innerhalb des Rohrs (42) in einem Bereich zwischen den beiden Anlageflächen (50).
15. Verseileinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spulenhalterung (54) zwei konische Spannköpfe (56) aufweist, zum Einspannen der Spule (12), wobei lediglich einer der Spannköpfe (56) bezüglich des Joch (44)s und entlang der Korblängsachse (KA) verschiebbar ist.
16. Verseileinheit (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass am Rohr (42) zumindest eine Auszugsschiene (46) angeordnet ist, zum reversiblen Ein- und Ausziehen des Joch (44)s aus dem Rohr (42) und in Richtung der Korblängsachse (KA).
17. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korb (10) einen Umlenkmechanismus (58) für das von der Spule (12) abgespulte Stranggut (14) aufweist, welcher das Stranggut (14) ge- genbiegungsfrei in Richtung einer Stirnfläche (S) umlenkt.
18. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Korb (10) mittels eines Kopplungsmechanismus (66) an den Käfig (8) gekoppelt ist, zur Rückdrehung des Korbes (10) bei einer Drehung des Käfigs (8), mit einer Kupplung (67), die zwei Räder (70, 72) aufweist, nämlich ein am Rahmen (6) abrollendes Rahmenrad (70) und ein den Korb (10) antreibendes Korbrad (72), wobei die beiden Räder (70, 72) über eine Zwischenwelle (68) fest miteinander verbunden sind.
19. Verseileinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rahmenrad (70) als Kettenrad ausgebildet ist und an einer Kette (74) abläuft, die am Rahmen (6) befestigt ist.
20. Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese zumindest ein Führungselement, insbesondere Stützelement, aufweist, zur Führung des Strangguts (14) zu einem Verseilnippel.
21. Korb (10), insbesondere für eine Verseileinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Rohr (42), welches sich entlang einer Korblängsachse (KA) sowie um diese herum erstreckt und in welches ein Joch (44) eingesetzt ist, zur Aufnahme einer Spule (12) mit darauf aufgewi- ckeltem Stranggut (14), wobei stirnseitig ein Umlenkmechanismus (58) für das Stranggut (14) angeordnet ist, zum Abspulen desselben in seitlicher Richtung bezüglich der Spule (12).
22. Verseileinheit (2) für eine Verseilmaschine, mit einer Verseilachse (VA) und mit einem Käfig (8), in welchem zumindest ein Korb (10) angeordnet ist, zur Aufnahme einer Spule (12) mit darauf aufgewickeltem Stranggut (14), wobei ein Gestell (4) angeordnet ist, mit einem Rahmen (6), welcher in einer Umlaufrichtung (UR) um die Verseilachse (VA) herum und um den Käfig (8) umlaufend ausgebildet ist, wobei der Käfig (8) am Rahmen (6) mittels einer Anzahl von Rahmenlagerelementen (26) gelagert und um die Verseilachse (VA) herum drehbar ist, wobei der Korb (10) in dem Käfig (8) um eine Korblängsachse (KA) drehbar gelagert ist, welche parallel zur Verseilachse (VA) verläuft, wobei der Korb (10) am Käfig (8) mittels einer Anzahl von Käfiglagerelementen (28), insbesondere Käfigrollen (32), gelagert ist, welche in Umfangsrichtung (UR) um den Korb (10) herum angeordnet sind.
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