DE19508928C2 - Einfach-Verseilmaschine - Google Patents

Description

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

Die Erfindung betrifft eine Einfach-Verseilma­ schine, bestehend aus einem mit einer Welle versehenen ge­ schlossenen Verseilrotor und einer in diesem in Richtung der Welle innerhalb des Verseilrotors beweglich angeordneten Auf- /Abwickelspule, einem Antrieb für den Verseilrotor sowie einem Antrieb für die Auf-/Abwickelspule, bei der das zu ver­ seilende Gut von Ablaufspulen abgezogen und der Auf- /Abwickelspule über an dem Verseilrotor gestellfest angeord­ nete Führungsmittel zugeführt wird, wobei eine konzentrisch zu der Welle für den Verseilrotor angeordnete Welle die Auf- /Abwickelspule antreibt und zugleich über diese Welle die Be­ wegung der Auf-/Abwickelspule in axialer Richtung übertragen wird.

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

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

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

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

Eine an dem geschlossenen Verseilrotor traversierende Umlenk­ rolle wickelt das verseilte Gut gleichmäßig auf die Auf­ wickelspule auf. Für das Verlegen der Umlenkrolle ist ein ge­ sonderter Antrieb erforderlich. Bedingt durch die große Masse des außen am Verseilrotors mitgeführten Vorlegeantriebs ist auch bei einer solchen Einfach-Verseilmaschine die Höchstdrehzahl des Verseilrotors begrenzt. Die durch den Vor­ legeantrieb einseitige Belastung des Verseilrotors muß durch entsprechende Gegengewichte auf der gegenüberliegenden Seite des Verseilrotors ausgeglichen werden. Diese zusätzliche, nutzlose Masse erfordert stärker dimensionierte Bauteile, insbesondere verstärkte Wellenlager und Antriebe, bei gleichzeitig beschränkter Höchstdrehzahl.

Aus der DE 31 11 872 A1 ist eine Einfach-Verseilmaschine mit geschlossenem Verseilrotor bekannt, die keinen am Verseilro­ tor angeordneten Vorlegeantrieb für die Umlenkrolle benötigt. Um das verseilte Gut gleichmäßig auf die Aufwickelspule auf­ zuwickeln, wird dieselbe ständig in Achsrichtung über ihre gesamte Breite hin und her bewegt. Durch diese Maßnahme in Verbindung mit der "starren" Abstützung der Aufwickelspule sind höhere Drehzahlen der Maschine und damit eine höhere Produktionsgeschwindigkeit möglich.

Ausgehend von einer Verseilmaschine, wie sie sich aus der DE 31 11 872 A1 ergibt, liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Anordnung vorzuschlagen, die ein einfaches Lösen/ Befestigen der Auf-/Abwickelspule sowie einen vibra­ tionsfreien und sicheren Betrieb der Verseilmaschine gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Einfach-Verseilmaschine der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die konzentrisch in der Welle für den Verseilrotor angeordnete Spulenwelle beidseitig über die Welle hinausragt, jedes freie Spulen­ wellenende drehbeweglich, jedoch in Richtung der Spulenwelle formschlüssig mit einem Übertragungselement verbunden ist, die beiden Übertragungselemente gegeneinander verspannbar sind und auf mindestens eines der Übertragungselemente ein Antrieb für die Bewegung der Auf-/Abwickelspule in axialer Richtung wirkt.

Auf einfache Art und Weise wird die Auf-/Abwickelspule mit dem erfindungsgemäßen Spannmechanismus zwischen den Wellen­ enden der Spulenwelle verspannt. Da die für das Verspannen erforderlichen Elemente außerhalb der drehenden Maschinentei­ le angeordnet sind, ist die Handhabung bei dieser Ausfüh­ rungsform einfacher. Außerdem läßt sich die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung ebenfalls an nicht rotie­ renden Teilen bewerkstelligen.

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

Eine weitere Lösung der patentgemäßen Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der Auf-/Abwickelspule auf deren Breite unterbrochen ist und die Auf-/Abwickelspule zwischen den Stirnseiten der Wellenenden verspannt ist und daß in dem einen Wellenende eine angetrie­ bene, über die Breite der Unterbrechung verschiebliche, in dem Wellenende gelagerte Achse angeordnet ist, die durch eine entsprechende Öffnung in der Auf-/Abwickelspule geführt in ein Gegenlager des anderen Wellenendes greift, so daß ein fester Halt der Auf-/Abwickelspulen zwischen den beiden Wellenenden gewährleistet ist.

Der Antrieb der Achse erfolgt vorzugsweise mittels Druckluft. Das Heraus­ rutschen der Achse aus dem Gegenlager dieses erfindungsgemä­ ßen Spannsystems verhindert beispielsweise ein sich in dem Gegenlager festkrallender Konus. Der Spannmechanismus nimmt das Gegenlager mit und gewährleistet einen festen Halt der Auf-/Abwickelspule und ermöglicht damit das problemlose Tra­ versieren der Spule innerhalb des Bügels.

Eine elegante Lösung zur Übertragung der axialen Bewegung auf die drehende Welle erhält man durch ein Ausgleichsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Für die Hin- und Herbewe­ gung der Auf-/Abwickelspule ist es lediglich erforderlich, eines der ortsfest angeordneten Abtriebsglieder zu beschleu­ nigen oder zu verzögern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen des näheren erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ver­ seilmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Verseilmaschine.

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

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

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

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

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

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

Die Verseilmaschine arbeitet wie folgt:

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

Der Spannmechanismus, mit dem die Auf-/Abwickelspule (4) zwi­ schen den Wellenenden (23, 24) verspannt wird, sorgt für ei­ nen vibrationsfreien und sicheren Betrieb der Verseilmaschine (1). Die traversierende Welle (5) ist in der Hohlwelle (3) des Verseilrotors (2) längsbeweglich angeordnet.

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

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

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

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

Claims (6)

1. Einfach-Verseilmaschine, bestehend aus einem mit einer Welle versehenen geschlossenen Verseilrotor (2) und einer in diesem in Richtung der Welle (3, 5) innerhalb des Ver­ seilrotors (2) beweglich angeordneten Auf-/Abwickelspule (4), einem Antrieb (6) für den Verseilrotor sowie einem Antrieb (7) für die Auf-/Abwickelspule, bei der das zu verseilende Gut von Ablaufspulen abgezogen und der Auf- /Abwickelspule über an dem Verseilrotor gestellfest ange­ ordnete Führungsmittel (9a, 9b, 9c) zugeführt wird, wobei eine konzentrisch zu der Welle (3) für den Verseilrotor angeordnete Welle (5) die Auf-/Abwickelspule (4) antreibt und zugleich über diese Welle (5) die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrisch in der Welle (3) für den Verseilrotor angeordnete Spulenwelle (5) beidseitig über die Welle (3) hinausragt, jedes freie Spulenwellenende (28) drehbeweglich, jedoch in Richtung der Spulenwelle (5) formschlüssig mit einem Übertragungs­ element (29) verbunden ist, die beiden Übertragungsele­ mente (29) gegeneinander verspannbar sind und auf min­ destens eines der Übertragungselemente ein Antrieb (34) für die Bewegung der Auf-/Abwickelspule (4) in axialer Richtung wirkt.

2. Verseilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der Auf-/Abwickelspule (4) auf deren Breite unterbrochen ist und die Auf-/Abwickelspule zwischen den Stirnseiten der Wellenenden (23, 24) verspannt ist.

3. Verseilmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb (34) für die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung einen auf eine Spindel (35) wirkenden Getriebemotor (36) umfaßt und die Spindel mit dem Übertragungselement (29) verbunden ist.

4. Einfach-Verseilmaschine, bestehend aus einem mit einer Welle versehenen geschlossenen Verseilrotor (2) und einer in diesem in Richtung der Welle (3, 5) innerhalb des Ver­ seilrotors (2) beweglich angeordneten Auf-/Abwickelspule (4), einem Antrieb (6) für den Verseilrotor sowie einem Antrieb (7) für die Auf-/Abwickelspule, bei der das zu verseilende Gut von Ablaufspulen abgezogen und der Auf- /Abwickelspule über an dem Verseilrotor gestellfest ange­ ordnete Führungsmittel (9a, 9b, 9c) zugeführt wird, wobei eine konzentrisch zu der Welle (3) für den Verseilrotor angeordnete Welle (5) die Auf-/Abwickelspule (4) antreibt und zugleich über diese Welle (5) die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Welle (5) der Auf-/Abwickelspule (4) auf deren Breite unterbrochen ist und die Auf-/Abwickelspule zwi­ schen den Stirnseiten der Wellenenden (23, 24) verspannt ist und
• - daß in dem einen Wellenende (23) eine angetriebene, über die Breite der Unterbrechung verschiebliche, in dem Wellenende gelagerte Achse (20) angeordnet ist, die durch eine entsprechende Öffnung in der Auf-/Abwickelspule (4) geführt in ein Gegenlager (25) des anderen Wellenendes (24) greift, so daß ein fester Halt der Auf- /Abwickelspule (4) zwischen den beiden Wellenenden gewährleistet ist.

5. Verseilmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) für die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung mit der Welle (5) dreht und ein mit der Welle kämmendes Rädergetriebe auf­ weist.

6. Verseilmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) für die Bewegung der Auf- /Abwickelspule in axialer Richtung über ein Aus­ gleichsgetriebe erfolgt, mit einem Ausgleichsgetrieberad auf der Welle (5) und zwei ortsfesten, dem Ausgleichsge­ trieberad zugeordneten Abtriebsgliedern, die mit dem Aus­ gleichsgetrieberad nach Art eines Planetengetriebes käm­ men.