B e s c h r e i b u n g

Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2015 001 430.7 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verlitzmaschine zur Herstellung einer Litze aus einer Mehrzahl von, vorzugsweise metallischen, Drähten. In der Verlitzmaschine werden mehrere solcher Drähte durch Verdrillen miteinander verlitzt, d. h. zu einer Litze verarbeitet. Die Drähte sind dabei vorzugsweise aus einer Kupferlegierung gefertigt, besonders bevorzugt aus einer Kupfer- Magnesium- oder Kuper-Zinn-Legierung, beispielsweise mit einem Anteil von 0,2 oder 0,3 % Magnesium bzw. Zinn, oder ebenso vorzugsweise aus einer Kupfer-Silber-Legierung.

Eine Verlitzmaschine der betrachteten Art weist eine Verlitzvorrichtung zur Verlitzung der Drähte auf.

Vorzugsweise weist die Verlitzvorrichtung einen umlaufenden Rotor auf, welcher einen lang gestreckten, nach radial außen gekrümmten und an seinen beiden Enden drehbar gelagerten Rotorbügel aufweist. Die Mehrzahl der Drähte wird dem Rotor zugeführt und über den Rotorbügel geleitet, wodurch eine Verdrillung der Drähte an einem oder an mehreren Verlitzpunkten erfolgt. . .

Vorzugsweise weist die Verlitzmaschine eine drehbar gelagerte Abziehscheibe zum Abziehen der Litze von der Verlitzvorrichtung auf. Vorzugsweise wird die Abziehscheibe angetrieben, um die benötigte Zugspannung zum Abziehen der Litze zu erzeugen.

Nach dem Abziehen der Litze von der Verlitzvorrichtung wird die Litze vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Wickelvorrichtung auf eine Spule aufgewickelt oder aber direkt weiterverarbeitet. Falls die Litze auf eine Spule aufgewickelt wird, weist diese im Allgemeinen einen zylindrischen Spulenkern zur Bewicklung mit der Litze sowie an den beiden Enden des Spulenkerns je einen scheibenförmigen Flansch auf, um zu verhindern, dass die Wicklungen vom Spulenkern abrutschen. Während der Bewicklung mit der Litze rotiert die Spule im Allgemeinen um die Längsachse des Spulenkerns (im Folgenden kurz als "Spulenachse" bezeichnet).

Insbesondere bei Verlitzmaschinen der oben beschriebenen Bauart mit einem Rotorbügel, welche als Doppelschlag-Verlitzmaschinen betrieben werden, sind ggf. die Abziehscheibe und ggf. auch die Wickelvorrichtung und die Spule zum Aufwickeln der Litze vorzugsweise innerhalb des Rotationsvolumens des Rotorbügels, d. h. innerhalb des Raumes, um den herum der Rotorbügel rotiert, angeordnet. Daher steht für die Abziehscheibe, die Wickelvorrichtung und/oder Spule nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung. Die Spulenachse kann dabei im Wesentlichen rechtwinklig zur Rotorachse, im Wesentlichen parallel zur Rotorachse oder auch in einer anderen Winkelstellung gegenüber der Rotorachse angeordnet sein. Die Litze tritt vorzugsweise entlang der Rotorachse aus dem Rotor aus.

Bei der hergestellten Litze ergibt sich das Problem, dass diese einen Drall sowie Torsionsspannungen aufweisen kann, d. h. die Litze neigt im unbelasteten Zustand dazu, sich zu biegen, sich zu "kringeln" sowie zu "Überschlägen", d. h. zu Schlingenbildungen. . .

Dies ist bei der Weiterverarbeitung der Litze problematisch, insbesondere beim Aufwickeln auf eine Spule, beim Konfektionieren und beim Crimpen, d. h. beim Festklemmen von Steckverbindern an der Litze. Erschwert wird dadurch außerdem das Extrudieren, d. h. das Umgießen der Litze mit einer Kunststoffisolierung in einem Extrusionsverfahren. Insbesondere behindern die genannten Phänomene beim Extrudieren den Einsatz von sogenannten Tütenabläufen, welche kontinuierlich arbeiten, anstelle von rotierenden Tangentialabläufen, welche nicht kontinuierlich arbeiten und nur eine deutlich kleinere Vorschubgeschwindigkeit der Litze erlauben.

Schließlich reduzieren der Drall und die Torsionsspannungen in der Litze die mögliche Biegewechselzahl, d. h. die Anzahl von Biegewechselzyklen, welche ohne Materialermüdung oder -versagen durchführbar sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verlitzmaschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Litze anzugeben, sodass die hergestellte Litze höchstens einen geringen Drall und geringe Torsionsspannungen aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Verlitzmaschine und das Verfahren zur Herstellung einer Litze gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass der Drall und die Torsionsspannungen in der Litze durch Strecken der Litze reduziert werden können, insbesondere auch durch ein mehrfaches Biegen der Litze in verschiedene Richtungen, wobei vorzugsweise auf die Litze eine mechanische Zugspannung aufgebracht wird. Gleichzeitig sollte die Litzenführung derart gestaltet sein, dass keine zusätzlichen Belastungen oder Spannungen auf die Litze einwirken können, welche den Drall oder die Torsionsspannungen der Litze erhöhen. . .

In der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Litze sind daher verschiedene Maßnahmen verwirklicht, die dieser Erkenntnis Rechnung tragen.

Eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine sieht neben der Verlitzvorrichtung eine erste drehbar gelagerte Umschlingungsrolle, auf deren Umfang eine oder mehrere erste umlaufende Umschlingungsbahnen angeordnet sind, und eine zweite drehbar gelagerte Umschlingungsrolle, auf deren Umfang eine oder mehrere zweite umlaufende Umschlingungsbahnen angeordnet sind, vor. Dabei sind die erste und die zweite Umschlingungsrolle dazu vorgesehen, von der Litze entlang der ersten Umschlingungsbahnen bzw. entlang der zweiten Umschlingungsbahnen jeweils wenigstens teilweise umschlungen zu werden. Weder in einer Projektion entlang der Achse der ersten Umschlingungsrolle noch in einer Projektion entlang der Achse der zweiten Umschlingungsrolle überschneidet sich eine der ersten Umschlingungsbahnen mit einer der zweiten Umschlingungsbahnen. Die Litze kann derart geführt werden, dass sie jede erste und jede zweite Umschlingungsbahn jeweils wenigstens teilweise durchläuft.

Die Umschlingungsbahnen sind vorzugsweise umlaufende, kreisförmige Nuten, Rillen oder beidseitig durch sich in radialer Richtung erhebende Stege begrenzte Flächen auf dem Umfang der jeweiligen Umschlingungsrolle, in denen die Litze geführt werden kann.

Bei jeder Biegung der Litze entlang einer Umschlingungsbahn werden dann der Drall und die Torsionsspannungen in der Litze wie gewünscht reduziert und somit die Litze "begradigt". Eine hinreichend große Anzahl von Umschlingungsbahnen auf den beiden Umschlingungsrollen wirkt somit als eine Art "Torsionssperre" auf die Litze. Werden die Radien der Umschlingungsrollen und damit die Biegeradien der Litze auf den Umschlingungsbahnen groß genug gewählt, werden auch Beschädigungen der Litze, insbesondere Drahtbrüche oder -abrisse, aufgrund von zu starken Biegungen vermieden. Derartige Beschädigungen können bei zu starkem Biegen insbesondere bei relativ harten Drähten auftreten, insbesondere bei aus den oben genannten Kupferlegierungen gefertigten Drähten, da solche Legierungen eine relativ geringe Dehnfähigkeit, beispielsweise unter 3 %, aufweisen können. Gleichzeitig ergibt sich auf diese Weise eine kompakte Anordnung der Umschlingungsrollen, welche insbesondere einen sehr kleinen Abstand voneinander haben können, wodurch sich die Anordnung auch leicht innerhalb des Rotationsvolumens des Rotorbügels unterbringen lässt. In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit zwei Umschlingungsrollen sind genau eine erste und genau eine zweite Umschlingungsbahn vorhanden.

Durch eine Erhöhung der Anzahl der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen kann die auf die Litze ausgeübte Streckwirkung vervielfacht und damit verstärkt werden.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit zwei Umschlingungsrollen sind alle ersten und zweiten Umschlingungsbahnen in im Wesentlichen zueinander parallelen Ebenen angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine besonders gerade Litzenführung bei der Umschlingung der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle durch die Litze entlang der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen erreichen. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführung liegen die parallelen Ebenen, in denen die ersten und die zweiten Umschlingungsbahnen angeordnet sind, in einer zu diesen Ebenen senkrechten Richtung abwechselnd hintereinander. In diesem Fall verlaufen die Umschlingungen der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen durch die Litze vorzugsweise entsprechend abwechselnd von einer ersten Umschlingungsbahn in einer ersten Ebene zu einer zweiten Umschlingungsbahn in einer zu der ersten Ebene unmittelbar benachbarten zweiten Ebene und umgekehrt. Auf diese Weise kann die Auslenkung der Litze in der zu den Ebenen senkrechten Richtung besonders klein gehalten werden.

Gibt es dagegen genau eine erste und genau eine zweite Umschlingungsbahn, so ist es zweckmäßig, dass diese im Wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.

Die Umschlingungsrollen können jedoch auch mit zueinander schrägen Achsen angeordnet sein. In diesem Fall können sich die Achsen der Umschlingungsrollen entweder schneiden, d. h. die Achsen liegen in einer Ebene, oder die Achsen schneiden sich nicht, d. h. sie liegen nicht in einer Ebene und sind somit windschief zueinander.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit zwei Umschlingungsrollen ist die erste oder die zweite Umschlingungsrolle gleichzeitig eine Abziehscheibe zum Abziehen der Litze von der Verlitzvorrichtung. Durch diese Doppelfunktion der ersten oder der zweiten Umschlingungsrolle ergibt sich eine Ersparnis an Bauteilen und Bauraum. Falls eine der Umschlingungsrollen gleichzeitig eine Abziehscheibe ist, wird die andere Umschlingungsrolle auch Abheberolle genannt.

Es ist aber auch möglich, dass die Verlitzmaschine eine von der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle verschiedene Abziehscheibe aufweist, wodurch sich flexiblere Gestaltungsmöglichkeiten ergeben, insbesondere eine räumliche Trennung und/oder verschiedene räumliche Orientierungen der Abziehscheibe einerseits und der beiden Umschlingungsrollen andererseits. . .

Eine weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine sieht neben der Verlitzvorrichtung eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln der Litze auf eine Spule vor, wobei die Wickelvorrichtung eine Verlegeeinrichtung, die entlang einer zur Spulenachse parallelen Verfahrachse verfahren werden kann, und eine Mehrzahl von drehbar gelagerten Umlenkrollen aufweist, welche dazu vorgesehen sind, von der Litze jeweils wenigstens teilweise umschlungen zu werden, wobei die Litze derart geführt werden kann, dass sie während des Wickelvorgangs zu jedem Zeitpunkt auf jede der Umlenkrollen im Wesentlichen in der Rotationsebene der Umlenkrolle aufläuft und/oder von jeder der Umlenkrollen im Wesentlichen in der Rotationsebene der Umlenkrolle abläuft.

Dies wird vorzugsweise dadurch bewirkt, dass die Rotationsebenen von je zwei im Verlauf der Litze aufeinander folgenden Umlenkrollen - falls diese Rotationsebenen nicht ohnehin identisch sind - sich in derjenigen Geraden schneiden, in der die Litze zwischen den beiden Umlenkrollen verläuft.

Durch das Auflaufen auf und/oder das Ablaufen von einer Umlenkrolle in deren Rotationsebene wird verhindert, dass die Litze dabei seitliche Drehbewegungen ausführt, die den Drall oder die Torsionsspannungen in der Litze erhöhen könnten. Solche seitlichen Drehbewegungen wirken sich besonders negativ auf die Litze aus, wenn der Auflauf- bzw. Ablaufwinkel der Litze gegenüber der Rotationsebene der Umlenkrolle sehr groß ist, beispielsweise dann, wenn die verfahrbare Verlegeeinrichtung sich nahe einem Ende des Spulenkerns befindet.

In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit einer Wickelvorrichtung kann die Litze innerhalb der Wickelvorrichtung derart geführt werden, dass sie beim Auflaufen auf die Verlegeeinrichtung parallel zur Spulenachse verläuft. Dann hat die Litze in jeder Verfahrstellung der verfahrbaren Verlegeeinrichtung denselben Auflaufwinkel gegenüber dieser, da deren Verfahrachse ebenfalls parallel zur Spulenachse verläuft. Dies erleichtert eine Anordnung derjenigen Umlenkrolle in der Verlegeeinrichtung, auf die die Litze zuerst aufläuft, in der Weise, dass die Litze in der Rotationsebene dieser Umlenkrolle auf diese aufläuft.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit einer Wickelvorrichtung ist wenigstens eine der Umlenkrollen so angebracht, dass ihre Achse schwenkbar ist. Dadurch ist es möglich, einen sich zeitlich ändernden räumlichen Litzenverlauf zu realisieren, wobei weiterhin zu jedem Zeitpunkt das Auflaufen der Litze auf bzw. das Ablaufen der Litze von jeder Umlenkrolle in deren Rotationsebene gewährleistet ist.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Umlenkrolle mit schwenkbarer Achse an der Verlegeeinrichtung angeordnet. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführung ist die Schwenkung der Achse der wenigstens einen Umlenkrolle in Abhängigkeit von der Verfahrstellung der Verlegeeinrichtung entlang der Verfahrachse steuerbar. Vorzugsweise erfolgt diese Steuerung wenigstens teilweise mechanisch und besonders vorzugsweise rein mechanisch. Durch die Schwenkung der Achse der Umlenkrolle ändert sich entsprechend auch der Neigungswinkel der Rotationsebene dieser Umlenkrolle. Durch eine geeignete Steuerung der Schwenkung der Achse lässt sich daher erreichen, dass die Rotationsebene der Umlenkrolle immer den richtigen Winkel hat, damit die Litze während des Wickelvorgangs zu jedem Zeitpunkt auf die vorherige und/oder nachfolgende Umlenkrolle im Wesentlichen in der Rotationsebene der Umlenkrolle aufläuft bzw. von dieser abläuft. Die Wickelvorrichtung ist damit automatisch Winkel ausrichtend.

Auf diese Weise kann während des Wickelvorgangs der Verlauf der Litze, welcher sich durch die sich zeitlich ändernde Verfahrstellung der Verlegeeinrichtung ebenfalls zeitlich ändert, ausgeglichen werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Verlitzmaschine weiterhin eine Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, insbesondere einen Ziehstein, auf, durch die die Litze geführt werden kann. Unter einer Querschnittsbeeinflussungseinrichtung wird hierbei eine Einrichtung zum Reduzieren bzw. Senken, Anpassen, insbesondere Kompaktieren, Ausgleichen und/oder bleibenden Formändern des Querschnitts der Litze bzw. von dessen Flächeninhalt verstanden. Dies wird vorzugsweise erreicht durch eine Veränderung, insbesondere Verringerung, der Abstände der einzelnen Drähte in der Litze zueinander und/oder durch eine Veränderung des Querschnitts der einzelnen Drähte. In beiden Fällen können etwaige Freiräume im Querschnitt der Litze durch die geänderten Drahtabstände bzw. -querschnitte besser oder sogar vollständig ausgefüllt werden. Bevorzugt ist die Querschnittsbeeinflussungseinrichtung, in Bewegungsrichtung der Litze gesehen, vor einer Abziehscheibe angeordnet, falls eine solche vorhanden ist. Auf diese Weise lässt sich die Zugkraft der Abziehscheibe als Kraft für die Querschnittsbeeinflussung einsetzen, insbesondere um die Litze durch einen Ziehstein hindurch zu ziehen und somit zu kompaktieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Verlitzvorrichtung einen langgestreckten Rotorbügel auf, welcher so ausgelegt ist, dass die zu verlitzenden Drähte oder die Litze an einer Kontaktfläche an einer Längsseite des Rotorbügels entlanggleiten können bzw. kann, wobei diese Kontaktfläche mit einem Diamond-Like-Carbon-Material versehen ist. Die Kontaktfläche ist dabei vorzugsweise als Beschichtung oder als Einlage aus einem solchen Material ausgeführt.

Als„Diamond-Like Carbon" (DLC) wird hierbei in üblicher Weise eine Mischung aus sp ³ - und sp ² -hybridisiertem Kohlenstoff mit einer amorphen Struktur bezeichnet, welche einige der typischen Eigenschaften von Diamant aufweist. - -

Diamond-Like Carbon besitzt sehr gute reibungs- und verschleißmindernde Eigenschaften, wodurch die Reibung zwischen dem Rotorbügel und den Drähten bzw. der Litze stark vermindert wird. Dies erlaubt höhere Produktionsgeschwindigkeiten, eine bessere Oberflächenqualität und eine geringere Reibungsbelastung der Litze. Auch dies bewirkt wiederum einen geringeren Drall und geringere Torsionsspannungen und damit eine geradere Litze.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Verlitzvorrichtung eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln der Litze auf eine Spule auf, wobei die Wickelkraft der Wickelvorrichtung Steuer- oder regelbar ist. Die Wickelkraft ist hierbei die Zugkraft, die die Spule auf die aufzuwickelnde Litze ausübt. Durch eine geeignete Steuerung oder Regelung der Wickelkraft wird die Litze plastisch verformt, insbesondere streckgerichtet, wodurch ebenfalls der Drall und die Torsionsspannungen in der Litze reduziert und damit deren Geradheit verbessert werden.

Die Erfassung, Steuerung und/oder Regelung der Wickelkraft erfolgt vorzugsweise durch eine Kraftmessdose.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Litze, welches zur Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Verlitzmaschine in der Ausführung mit zwei Umschlingungsrollen vorgesehen ist, werden die Drähte in der Verlitzvorrichtung verlitzt, und die Litze durchläuft jede erste und jede zweite Umschlingungsbahn jeweils wenigstens teilweise.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich die oben bereits anhand der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine beschriebenen Wirkungen und Vorteile. In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens durchläuft die Litze die ersten und zweiten Umschlingungsbahnen abwechselnd jeweils wenigstens teilweise. . .

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens bildet die Litze beim Durchlaufen der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen wenigstens eine 8- förmige oder 0-förmige Umschlingung der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle.

Unter einer "8-förmigen Umschlingung" der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle wird hierbei ein Verlauf der Litze verstanden, bei der die Litze, in ihrer Bewegungsrichtung gesehen, vorzugsweise auf die erste Umschlingungsrolle an einer der zweiten Umschlingungsrolle abgewandten ersten Stelle vorzugsweise tangential auftrifft, dann die erste Umschlingungsrolle auf einer ersten Umschlingungsbahn von der ersten Stelle zu einer der zweiten Umschlingungsrolle zugewandten zweiten Stelle durchläuft, die erste Umschlingungsbahn an der zweiten Stelle vorzugsweise tangential verlässt, vorzugsweise geradlinig zu einer diagonal gegenüberliegenden dritten Stelle auf der zweiten Umschlingungsrolle verläuft, die zweite Umschlingungsrolle auf einer zweiten Umschlingungsbahn teilweise bis zu einer der ersten Umschlingungsrolle zugewandten vierten Stelle durchläuft, die zweite Umschlingungsbahn an der vierten Stelle vorzugsweise tangential verlässt, vorzugsweise geradlinig zu einer diagonal gegenüberliegenden fünften Stelle auf der ersten Umschlingungsrolle verläuft und dieselbe oder eine andere erste Umschlingungsbahn bis zu einer sechsten Stelle teilweise durchläuft, woraufhin die Litze diese erste Umschlingungsbahn an der sechsten Stelle vorzugsweise tangential wieder verlässt. Die beiden vorzugsweise geradlinig verlaufenden Teilstücke der Litze zwischen den beiden Umschlingungsrollen bilden dabei in einer zu den Ebenen der beiden Umschlingungsrollen senkrechten Projektion einen Kreuzungspunkt, welcher zwischen den beiden Umschlingungsrollen liegt. Der Verlauf der Litze um die beiden Umschlingungsrollen herum ähnelt daher der Ziffer "8".

Die beiden Umschlingungsrollen drehen sich bei einer 8-förmigen Umschlingung somit in gegenläufiger Richtung. - -

Unter einer "O-förmigen Umschlingung" einer ersten und einer zweiten Umschlingungsrolle wird ein ähnlicher Verlauf der Litze um die beiden Umschlingungsrollen herum verstanden wie bei einer 8-förmigen Umschlingung, nur dass die dritte und die fünfte Stelle nicht diagonal, sondern direkt gegenüber auf der jeweils anderen Umschlingungsrolle gewählt werden.

Die beiden vorzugsweise geradlinig verlaufenden Teilstücke der Litze zwischen den beiden Umschlingungsrollen kreuzen sich dabei in einer zu den Ebenen der beiden Umschlingungsrollen senkrechten Projektion nicht. Der Verlauf der Litze um die beiden Umschlingungsrollen herum ähnelt daher der Ziffer "0".

Die beiden Umschlingungsrollen drehen sich bei einer O-förmigen Umschlingung somit in gleicher Richtung.

Eine 8-förmige Umschlingung hat den Vorteil, dass die Litze dabei in verschiedene Richtungen gebogen wird, während sie bei einer O-förmigen Umschlingung stets in dieselbe Richtung gebogen wird. Selbstverständlich können in den Definitionen für eine 8-förmige bzw. eine 0- förmige Umschlingung jeweils die erste und die zweite Umschlingungsrolle bzw. -bahn auch vertauscht werden.

Bei einer 0-förmigen Umschlingung ist der Umschlingungswinkel der Litze um die Umschlingungsbahnen geringer als bei einer 8-förmigen Umschlingung. Daher ist es für eine 0-förmige Umschlingung besonders vorteilhaft, wenn die ersten und zweiten Umschlingungsbahnen in im Wesentlichen zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, da dann die Gefahr eines Abrutschens oder Abiaufens der Litze von den Umschlingungsbahnen geringer ist. . .

Die Umschlingungsrollen können jedoch auch mit zueinander schrägen Achsen angeordnet sein. Dies ist insbesondere bei einer 8-förmigen Umschlingung vorteilhaft. In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Litze, welches zur Ausführung auf einer erfindungsgemäßen Verlitzmaschine in der Ausführung mit einer Wickelvorrichtung mit einer Mehrzahl von drehbar gelagerten Umlenkrollen vorgesehen ist, werden die Drähte in der Verlitzvorrichtung verlitzt, und die Litze läuft während des Wickelvorgangs zu jedem Zeitpunkt auf jede der Umlenkrollen der Wickelvorrichtung im Wesentlichen in der Rotationsebene der Umlenkrolle auf und/oder von jeder dieser Umlenkrollen im Wesentlichen in der Rotationsebene der Umlenkrolle ab.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens verläuft die Litze beim Auflaufen auf die Verlegeeinrichtung parallel zur Spulenachse.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird die Achse wenigstens einer der Umlenkrollen, in Abhängigkeit von der Verfahrstellung der Verlegeeinrichtung entlang der Verfahrachse, verschwenkt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich die oben bereits anhand der erfindungsgemäßen Verlitzmaschine beschriebenen Wirkungen und Vorteile.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden in den beiliegenden, teilweise schematisierten Zeichnungen im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus einer erfindungsgemäßen Verlitzmaschine mit dem Verlauf der Litze;

Fig. 2 die Verbindung zweier Umlenkrollen über ein Gestänge in einer automatisch Winkel ausrichtenden Weise; - -

Fig. 3 Darstellungen einer 8-förmigen und einer O-förmigen Umschlingung der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle durch die Litze. Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Verlitzmaschine (1 ) ist eine Doppelschlag-Verlitzmaschine mit einer Verlitzvorrichtung, in welcher sich ein Rotor mit einem Rotorbügel (nicht dargestellt) dreht. Im Inneren des Rotationsvolumens des Rotorbügels ist ein Gehäuse 14 an seinem linken und an seinem rechten Ende mittels zweier Rotorwellenlagergehäuse 7 an zwei separaten Rotorwellenabschnitten (nicht dargestellt) aufgehängt.

An dem Gehäuse 14 sind eine erste Umschlingungsrolle 3, die gleichzeitig eine Abziehscheibe ist, eine zweite Umschlingungsrolle 4 sowie eine Spule (nicht dargestellt) und eine Wickelvorrichtung 8 zum Aufwickeln der Litze auf der Spule angebracht.

In Fig. 1 sind die erste Umschlingungsrolle 3 und die zweite Umschlingungsrolle 4 vertikal übereinander und mit zueinander parallelen Achsen angeordnet. Auf dem Umfang der ersten Umschlingungsrolle 3 sind fünf umlaufende, zueinander parallele erste Umschlingungsbahnen 5^ 5 ₅ angeordnet. Auf dem Umfang der zweiten Umschlingungsrolle 4 sind vier umlaufende, zueinander parallele zweite Umschlingungsbahnen 6^ 6 angeordnet. Selbstverständlich können jedoch auch andere Anzahlen der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen gewählt werden. Die ersten und zweiten Umschlingungsbahnen 5i , 5 ₅ , 6 ₁ , 6 ₄ sind in axialer Richtung der Umschlingungsrollen 3, 4 zueinander versetzt hintereinander angeordnet, und zwar - von hinten gesehen - in der Reihenfolge 5i , 6 ₁ , 5 ₂ , 6 ₂ , 5 ₃ , 6 ₃ , 5 ₄ , 6 ₄ , 5 ₅ . Die Umschlingungsbahnen haben vorzugsweise die Form von keilförmigen Rillen, die jeweils auf beiden Seiten durch einen Flansch begrenzt werden.

Die Litze 2 ist in ihrem Verlauf, welcher durch Pfeile angedeutet ist, ab der Stelle zu sehen, an der sie, von einem Verlitzpunkt am Rotor kommend, entlang der - -

Rotorachse aus dem Rotorwellenlagergehäuse 7 austritt. Der rechte Rotorwellenabschnitt ist als Hohlwelle ausgebildet, um eine Durchführung der Litze zu ermöglichen. Die Rotorachse und damit die Austrittsrichtung der Litze befindet sich in axialer Richtung der Umschlingungsrollen 3, 4 auf Höhe der hintersten ersten Umschlingungsbahn 5 _! und in vertikaler Richtung am unteren Rand dieser ersten Umschlingungsbahn 5- _\ .

Die Litze 2 läuft waagerecht und tangential auf die erste Umschlingungsbahn 5 _! auf und auf dieser weiter im Uhrzeigersinn, bis sie die erste Umschlingungsbahn 5i auf der linken Seite verlässt und in gerader Linie diagonal auf der rechten Seite tangential auf die zweite Umschlingungsbahn 6 _! auftrifft.

Von dort verläuft die Litze 2 weiter auf der zweiten Umschlingungsbahn 61 entgegen dem Uhrzeigersinn, bis sie die zweite Umschlingungsbahn 6 _! auf der linken Seite verlässt und in gerader Linie diagonal auf der rechten Seite tangential auf die erste Umschlingungsbahn 5 ₂ auftrifft.

Auf diese Weise durchläuft die Litze 2 alle ersten und zweiten Umschlingungsbahnen 5^ 5 ₅ , 6^ 6 in der oben genannten Reihenfolge von hinten nach vorne in 8-förmigen Umschlingungen der ersten und zweiten Umschlingungsrolle 3, 4.

Die erste Umschlingungsrolle 3 dreht sich im Betrieb der Verlitzmaschine 1 von vorne gesehen im Uhrzeigersinn, die zweite Umschlingungsrolle 4 gegen den Uhrzeigersinn.

Schließlich läuft die Litze 2 in horizontaler Richtung tangential von der vordersten ersten Umschlingungsbahn 5 ₅ ab und weiter zu einer Wickelvorrichtung 8 mit mehreren Umlenkrollen 9, 10, wo sie auf eine Spule (nicht dargestellt) aufgewickelt wird. - -

Durch das wiederholte Biegen beim Durchlaufen der ersten und zweiten Umschlingungsbahnen 5^ 5 ₅ , 6^ 6 werden der Drall und die Torsionsspannungen in der Litze 2 reduziert. Funktional unabhängig von der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle 3, 4 weist die erfindungsgemäße Verlitzmaschine 1 gemäß Fig. 1 eine Wickelvorrichtung 8 mit einer Verlegeeinrichtung 15 auf.

Die Wickelvorrichtung 8 weist eine erste Umlenkrolle 9, eine zweite Umlenkrolle 10, eine dritte Umlenkrolle 1 1 , eine vierte Umlenkrolle 12 und eine fünfte Umlenkrolle 13, auf, welche alle drehbar gelagert sind. Die erste Umlenkrolle 9, die zweite Umlenkrolle 10 und die dritte Umlenkrolle 1 1 sind am Gehäuse 14, die vierte Umlenkrolle 12 und die fünfte Umlenkrolle 13 an der Verlegeeinrichtung 15 angebracht.

Die Wickelvorrichtung 8 dient dazu, die von der ersten Umschlingungsrolle 3 ablaufende (bzw. - in einer Ausführung der Verlitzmaschine 1 ohne erste und zweite Umschlingungsrolle 3, 4 - die aus dem Rotorwellenlagergehäuse 7 austretende) Litze 2 auf einer (nicht dargestellten) Spule aufzuwickeln.

Die Verlegeeinrichtung 15 ist mittels eines Spindelantriebs, bei dem eine Spindel (nicht dargestellt) durch eine Spindelaufnahme 17 in der Verlegeeinrichtung 15 verläuft, entlang einer zur Spulenachse parallelen Verfahrachse so weit verfahrbar, dass sich die fünfte Umlenkrolle 13, welche auch Verlegerolle genannt wird, über jedem Punkt der Längsausdehnung des Spulenkerns befinden kann. Die Spulenachse und damit die Verfahrachse der Verlegeeinrichtung 15 sind in dieser Ausführung der Verlitzmaschine 1 rechtwinklig zur Rotorachse angeordnet. Die Verlegeeinrichtung 15 fährt während des Wickelvorgangs zwischen den beiden Enden des Spulenkerns hin und her und bewirkt somit, dass die Litze 2 in Windungen auf die um die Spulenachse rotierende Spule aufgewickelt wird. - -

Beim Erreichen eines Endes des Spulenkerns ändert die Verlegeeinrichtung 15 ihre Verfahrrichtung. Bei jedem Verfahrvorgang der Verlegeeinrichtung 15 von einem Ende des Spulenkerns zum anderen wird somit eine weitere Lage von Windungen der Litze 2 auf der Spule gebildet.

Die Litze 2 wird dabei in der Verlegeeinrichtung 15, beginnend am Ablaufpunkt der Litze 2 von der ersten Umschlingungsrolle 3 (bzw. am Austrittspunkt der Litze 2 aus dem Rotorwellenlagergehäuse 7), wie folgt geführt: Zunächst läuft die Litze 2 um einen Winkel von 90 Grad um die erste Umlenkrolle 9 sowie um einen Winkel von 180 Grad um die zweite Umlenkrolle 10 herum, so dass sie insgesamt um 270 Grad abgelenkt wird. Während die Achse der ersten Umlenkrolle 9 senkrecht auf der Oberfläche des Gehäuses 14 steht, ist die Achse der zweiten Umlenkrolle 10 leicht gegenüber dieser gekippt, so dass die Litze 2 beim Umlaufen um die zweite Umlenkrolle 10 leicht nach oben abgelenkt wird und beim Überqueren der auf die erste Umlenkrolle 9 auflaufenden Litze 2 (in der perspektivischen Darstellung von Fig. 1 als Kreuzungspunkt der Litze 2 mit sich selbst abgebildet) diese nicht berührt. Statt zweier Umlenkrollen 9, 10, welche die Litze 2 insgesamt um 270 Grad ablenken, könnte auch eine einzige Umlenkrolle verwendet werden, welche die Litze 2 um 90 Grad ablenkt. Diese einzelne Umlenkrolle hätte jedoch in Fig. 1 rechts hinter dem genannten Kreuzungspunkt der Litze mit sich selbst angeordnet sein müssen und würde dort mit der ersten Umschlingungsrolle 3 kollidieren. Würde diese einzelne Umschlingungsrolle dagegen in Fig. 1 weiter links angeordnet, um die genannte Kollision zu vermeiden, müsste auch die gesamte Wickelvorrichtung 8 weiter nach links rücken. Diese Anordnung ist ebenfalls denkbar, würde jedoch in dem begrenzten Bauraum innerhalb des Rotationsvolumens des Rotorbügels zu einer weniger kompakten Anordnung führen. - -

Nach der beschriebenen Ablenkung um 270 Grad verläuft die Litze parallel zur Spulenachse und somit auch zur Verfahrachse der Verlegeeinrichtung 15.

Sodann wird die Litze 2 durch die dritte Umlenkrolle 1 1 , welche an einem mit dem Gehäuse 14 starr verbundenen Lagerblock 24 drehbar gelagert ist, um 90 Grad nach oben abgelenkt. Das dem Lagerblock 24 gegenüber liegende Ende der Achse der dritten Umlenkrolle 1 1 dient gleichzeitig als Drehlager für das untere Ende eines Gestänges 16. Das Gestänge 16 ist nach oben gerichtet und an seinem oberen Ende an der Verlegeeinrichtung 15 verschiebbar angebracht, indem es durch eine als Linearführung, insbesondere als Gleitlager, ausgebildete Durchgangsbohrung in einem Linearführungsblock 18 verläuft. Das Gestänge 16 ist an seinem unteren Ende in einem Winkel von etwa 15 Grad aus der Senkrechten nach rechts geneigt (vgl. Fig. 2 a). Von der dritten Umlenkrolle 1 1 verläuft die Litze 2 annähernd parallel zum Gestänge 16 zur vierten Umlenkrolle 12, wo sie um 90 Grad nach links abgelenkt wird.

Der Linearführungsblock 18 ist in der Verlegeeinrichtung 15 mit der Achse 19 der vierten Umlenkrolle 12 verbunden. Die vierte Umlenkrolle 12 ist um ihre Achse 19 drehbar an einer Aufhängung 23 gelagert. Die Aufhängung 23 ist wiederum drehbar an einem Gehäuseteil 25 der Verlegeeinrichtung 15 gelagert, wobei die Drehachse der Aufhängung 23 tangential zum oberen Rand der vierten Umlenkrolle 12 verläuft und der vorgesehenen Abiaufrichtung der Litze 2 von der vierten Umlenkrolle 12 zur fünften Umlenkrolle 13 entspricht. Durch Drehung der Aufhängung 23 lässt sich die Achse 19 der vierten Umlenkrolle 12 somit um die Drehachse der Aufhängung 23 schwenken.

Wird die Verlegeeinrichtung 15 entlang der Verfahrachse verfahren, so wird das an seinem unteren Ende gegenüber dem Gehäuse 14 drehbar gelagerte Gestänge 16 in einer parallel zur Verfahrachse verlaufenden Ebene verschwenkt und geneigt. Das obere Ende des Gestänges 16 verschiebt sich - -

dabei in der Durchgangsbohrung des Linearführungsblocks 18, wodurch sich der Abstand zwischen der dritten Umlenkrolle 1 1 und der vierten Umlenkrolle 12 ändert, jedoch nicht der Winkel zwischen den Rotationsebenen dieser beiden Umlenkrollen. Der Linearführungsblock 18 und damit die Rotationsebene der vierten Umlenkrolle 12 haben während des Verfahrens der Verlegeeinrichtung 15 stets dieselbe Neigung gegenüber der genannten, parallel zur Verfahrachse verlaufenden Ebene wie das Gestänge 16.

Details der Verbindung der dritten Umlenkrolle 1 1 über das Gestänge 16 mit der Achse 19 der vierten Umlenkrolle 12 sind in Fig. 2 dargestellt. Auf die Achse 19 ist eine Distanzhülse 20 aufgeschoben, die durch eine Bohrung im Linearführungsblock 18 führt. Durch eine weitere Distanzhülse 21 wird der für die Führung der Litze 2 benötigte Abstand zwischen dem Linearführungsblock 18 bzw. dem Gestänge 16 und der vierten Umlenkrolle 12 eingestellt. Durch eine Unterlegscheibe 22 wird die vierte Umlenkrolle 12 von der Aufhängung 23, an der die Achse 19 befestigt ist, beabstandet.

Wie wieder in Fig. 1 dargestellt, verläuft die Litze 2 von der vierten Umlenkrolle 12 ohne weitere Ablenkung parallel zur Rotorachse auf die fünfte Umlenkrolle 13. Von dort wird sie um einen Winkel, welcher vom jeweiligen Füllgrad der Spule abhängt, nach unten abgelenkt und läuft auf die bereits vorhandene Wicklung auf der Spule auf. Die Achse der fünften Umlenkrolle 13 verläuft dabei parallel zur Spulenachse und zur Verfahrachse der Verlegeeinrichtung 15. Durch die beschriebene Konstruktion und Kinematik der Wickelvorrichtung 8 und die entsprechende Litzenführung läuft die Litze 2 während des Wickelvorgangs zu jedem Zeitpunkt auf jede der fünf Umlenkrollen 9 bis 13 in der Rotationsebene der jeweiligen Umlenkrolle auf und läuft auch in der Rotationsebene der jeweiligen Umlenkrolle von dieser wieder ab. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Rotationsebenen von je zwei im Verlauf der Litze 2 aufeinander folgenden Umlenkrollen sich in derjenigen Geraden schneiden, in der die Litze 2 zwischen den beiden Umlenkrollen verläuft. . -

Unter dieser Bedingung ist es auch möglich, dass die Achse einer bestimmten Umlenkrolle gegenüber der Achse der im Verlauf der Litze 2 vorhergehenden Umlenkrolle verkippt ist, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 auch zwischen je zwei aufeinander folgenden Umlenkrollen der Fall ist.

Auf diese Weise führt die Litze 2 beim Auflaufen auf bzw. beim Ablaufen von einer bestimmten Umlenkrolle 9 bis 13 keine seitlichen Drehbewegungen aus, die sich nachteilig auf den Drall oder die Torsionsspannungen in der Litze 2 auswirken können.

Die Wickelvorrichtung 8 ist automatisch Winkel ausrichtend in dem Sinne, dass die Achse 19 und damit auch die Rotationsebene der vierten Umlenkrolle 12 in ihrem Neigungswinkel stets automatisch, entsprechend der momentanen Verfahrstellung der Verlegeeinrichtung 15, richtig ausgerichtet ist.

Selbstverständlich kann die Verlitzmaschine 1 gegenüber der oben beschriebenen Ausführung auch spiegelbildlich, d. h. an einer auf der Rotorachse senkrecht stehenden, vertikalen Mittelebene des Rotors gespiegelt, ausgeführt sein. Die Litze 2 tritt dann am linken Ende aus dem Rotorwellenlagergehäuse aus und verläuft von dort nach rechts. Auch der weitere Verlauf der Litze 2 und die zugehörigen Komponenten der Verlitzmaschine 1 sind dann gegenüber der oben beschriebenen Anordnung gespiegelt.

Fig. 3 a) zeigt schematisch eine 8-förmige Umschlingung und Fig. 3 b) schematisch eine 0-förmige Umschlingung der ersten und der zweiten Umschlingungsrolle 3, 4 in einer Projektion in axialer Richtung der Umschlingungsrollen 3, 4, wobei die Bewegungsrichtung der Litze 2 durch Pfeile angedeutet ist. - -

Bezugszeichenliste

1 Verlitzmaschine

2 Litze

3 Erste Umschlingungsrolle / Abziehscheibe

4 Zweite Umschlingungsrolle

5i , 5 _Ö Erste Umschlingungsbahnen

61, 6 ₄ Zweite Umschlingungsbahnen

7 Rotorwellenlagergehäuse

8 Wickelvorrichtung

9 Erste Umlenkrolle

10 Zweite Umlenkrolle

1 1 Dritte Umlenkrolle

12 Vierte Umlenkrolle

13 Fünfte Umlenkrolle

14 Gehäuse

15 Verlegeeinrichtung

16 Gestänge

17 Spindelaufnahme

18 Linearführungsblock

19 Achse der vierten Umlenkrolle

20 Distanzhülse

21 Distanzhülse

22 Unterlegscheibe

23 Aufhängung für die vierte Umlenkrolle

24 Lagerblock der dritten Umlenkrolle

25 Gehäuseteil der Verlegeeinrichtung