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

Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 20 2013 010 960.2 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.

Die Erfindung betrifft eine Verlitz- oder Verseilmaschine zum Verlitzen bzw. Verseilen von strangförmigem Material. Das strangförmige Material kann dabei beispielsweise ein metallisches Material wie ein Kupfer-, Stahl- oder Aluminiumdraht oder ein metallischer Leiter mit verschiedenen Legierungsbestandteilen oder auch ein nicht-metallisches Material wie eine Natur- oder Kunststofffaser sein, wobei mehrere Stränge eines solchen Drahtes bzw. einer solchen Faser durch Verdrillen miteinander verlitzt, d. h. zu einer Litze verarbeitet werden. Das strangförmige Material kann jedoch beispielsweise auch eine derartige Litze sein, wobei dann mehrere Stränge einer solchen Litze ebenfalls durch Verdrillen miteinander verseilt, d. h. zu einem Kabel oder einem Seil verarbeitet werden.

Der Einfachheit halber wird die Erfindung im Folgenden anhand einer Verlitzmaschine beschrieben. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Die Erfindung kann ebenso auf eine Verseilmaschine angewendet werden.

In einer Verlitzmaschine der vorliegend betrachteten Art erfolgt das Verlitzen durch einen umlaufenden Rotor, welcher üblicherweise einen oder mehrere nach radial außen gekrümmte Rotorbügel aufweist, welche an ihren beiden axialen Enden auf einer ein- oder mehrteiligen Rotorwelle gelagert sind und sich um die Drehachse des Rotors drehen. Dem Rotor werden wenigstens zwei Stränge des strangförmigen Materials (gleicher oder verschiedener Art) zugeführt und über einen Rotorbügel geleitet, wodurch eine Verdrillung der Stränge erfolgt.

Das strangförmige Material wird dabei üblicherweise entlang der Innenseite eines der gekrümmten Rotorbügel geführt, indem es beispielsweise durch mehrere, in bestimmten Abständen an diesem Rotorbügel befestigte Ösen geleitet wird, damit es von dem rotierenden Rotorbügel nicht abrutscht. Da das strangförmige Material dabei durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenseite des Rotorbügels gepresst wird, ist diese oftmals mit einer reibungs- und/oder verschleißmindernden Beschichtung oder Einlage, beispielsweise in Form einer Gleitschiene aus Hartmetall, versehen.

Die auf die beschriebene Weise hergestellte Litze wird dann wieder von dem Rotorbügel abgeführt.

Sowohl das zu verlitzende strangförmige Material als auch die daraus hergestellte Litze werden der Verlitzmaschine auf Spulen bereitgestellt bzw. wieder auf einer Spule aufgewickelt. Um unterschiedliche Formen der Verdrillung des strangförmigen Materials erreichen zu können, können die Spulen für das strangförmige Material oder die Spule für die hergestellte Litze entweder stillstehen oder mit der gleichen Drehzahl und in derselben Richtung wie der Rotor rotieren. Die Spulen können dabei innerhalb der Verlitzmaschine, insbesondere zwischen den axialen Enden des Rotors, oder auch außerhalb der Verlitzmaschine angeordnet sein. Durch verschiedene geeignete Anordnungen der Spulen lassen sich sogenannte Einfachschlag-, Doppelschlag- oder andere Mehrfachschlag-Verlitzmaschinen realisieren.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Verlitzmaschine mit einem einzelnen Rotorbügel beschrieben. Auch dies stellt keine Einschränkung dar. Die Erfindung ist auch auf Verlitzmaschinen mit mehreren Rotorbügeln anwendbar.

Wie oben beschrieben, wird das strangförmige Material an die Innenseite des Rotorbügels gepresst, wodurch es zu einer erhöhten Gleitreibung zwischen dem sich bewegenden strangförmigen Material und dem Rotorbügel kommt. Dadurch wirkt auf das strangförmige Material bei der Weiterleitung entlang des Rotorbügels eine Zugkraft, die der Zugkraft in der Weiterleitungsrichtung, welche beispielsweise durch eine sich drehende Aufwickelspule für die hergestellte Litze erzeugt wird, entgegengesetzt ist.

Die hierdurch erzeugte mechanische Spannung auf dem strangförmigen Material kann zu Qualitätsproblemen bei der hergestellten Litze führen. Insbesondere, wenn es sich bei dem strangförmigen Material um einen Draht handelt, kann dieser durch die durch die Spannung hervorgerufene Belastung verfestigt werden, und seine Dehnungswerte können sich verschlechtern. Dieses Problem tritt insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotorbügels der Verlitzmaschine auf. Zur Lösung dieses Problems werden im Stand der Technik Transporteinrichtungen für das strangförmige Material vorgeschlagen. Unter einer Transporteinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung verstanden, welche am oder auf dem Rotorbügel angeordnet und dazu eingerichtet ist, das strangförmige Material zu berühren und sich an der Berührungsfläche mit dem strangförmigen Material in derselben Richtung wie das strangförmige Material zu bewegen. Am oder auf dem Rotorbügel angeordnete Rollen, insbesondere Umlenkrollen, oder Kombinationen solcher Rollen werden ausdrücklich nicht als derartige Transporteinrichtungen verstanden.

Die WO 2004/01 1354 A2 schlägt als Transporteinrichtung einen beweglichen, von einem Antriebsmechanismus angetriebenen Förderstreifen vor, der sich in Längsrichtung des Rotorbügels entlang des Weges des strangförmigen Materials bewegt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vorzugsweise nahe bei der Geschwindigkeit liegt, mit der sich das strangförmige Material entlang seines Weges auf dem Rotorbügel bewegt. Der Förderstreifen hat die Form eines umlaufenden Endlosbandes, welches auf der Innenseite des Rotorbügels in einer Richtung und auf der Außenseite des Rotorbügels in der umgekehrten Richtung läuft und dabei über zwei an den äußeren Enden des Rotorbügels angeordnete Umlenkrollen umgelenkt und angetrieben wird. Durch die annähernd gleiche Geschwindigkeit des strangförmigen Materials und des Rotorbügels fällt die Gleitreibung zwischen diesen beiden Komponenten und damit auch die unerwünschte Dehnung des strangförmigen Materials weitgehend weg.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Transporteinrichtung für eine Verlitz- oder Verseilmaschine zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Verlitz- oder Verseilmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung geht aus von einer Verlitzmaschine zum Verlitzen eines strangförmigen Materials, welche einen um eine Drehachse drehbaren, nach radial außen gekrümmten Rotorbügel aufweist, dessen beide Enden auf oder nahe der Drehachse liegen und entlang dessen Längsrichtung sich das strangförmige Material im Betrieb der Verlitzmaschine bewegt, wobei der Rotorbügel eine Transporteinrichtung für das strangförmige Material aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das strangförmige Material zu berühren und sich an der Berührungsfläche mit dem strangförmigen Material in derselben Richtung wie das strangförmige Material zu bewegen.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Transporteinrichtung für das strangförmige Material insbesondere bei höheren Drehzahlen des Rotorbügels einen erheblichen Luftwiderstand aufweisen kann. Während sich der Rotorbügel selbst durch eine entsprechende Profilgebung in Verbindung mit einem geeigneten Material hinreichend klein und/oder strömungsgünstig gestalten lässt, lässt sich das gleiche für die Transporteinrichtung, insbesondere für deren beweglichen Teile, nur schwer erreichen. Ein erhöhter Luftwiderstand des Rotorbügels führt jedoch zu einer stärkeren Erwärmung, einem größeren Energieverbrauch, einer höheren Geräuschentwicklung und einer stärkeren Schwingungsanregung der Verlitzmaschine und sollte daher vermieden werden. Andererseits ist die Belastung des strangförmigen Materials auf seinem Weg entlang des nach radial außen gekrümmten Rotorbügels nicht gleichmäßig. Vielmehr kommt zu der oben genannten Zugkraft infolge der Reibung zwischen dem strangförmigen Material und der Innenseite des Rotorbügels im Wesentlichen auf der in Bewegungsrichtung gesehen zweiten Hälfte der Längsausdehnung des Rotorbügels noch eine Komponente der Zentrifugalkraft hinzu. Diese Kraftkomponente wirkt auf das strangförmige Material auf seinem Weg entlang des Rotorbügels von einem radial weiter außen liegenden zu einem radial weiter innen liegenden Punkt entgegen dessen Bewegungsrichtung. Hierdurch wird die Dehnung des strangförmigen Materials noch verstärkt. Dieser Effekt ist umso stärker, je größer der Winkel zwischen der Tangente des Rotorbügels an einem bestimmten Punkt auf dem Rotorbügel und der Drehachse des Rotorbügels ist. Dagegen wirkt im Wesentlichen auf der in Bewegungsrichtung gesehen ersten Hälfte der Längsausdehnung des Rotorbügels eine Komponente der Zentrifugalkraft in der Bewegungsrichtung des strangförmigen Materials, wodurch sich die Dehnung des strangförmigen Materials verringert.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Transporteinrichtung dazu eingerichtet ist, das strangförmige Material nur auf einem Teil der Längsausdehnung des Rotorbügels zu berühren. Dieser Teil ist dabei kleiner als die gesamte Längsausdehnung des Rotorbügels. Somit kann die Berührungsfläche zwischen der Transporteinrichtung und dem strangförmigen Material und damit die Ausdehnung der Transporteinrichtung selbst vorzugsweise auf einen Bereich des Rotorbügels beschränkt sein, in dem das strangförmige Material entgegen der Wirkung der Zentrifugalkraft wieder nach radial innen in Richtung der Drehachse herangezogen wird.

Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, das strangförmige Material wenigstens in der in Bewegungsrichtung des strangförmigen Materials gesehen zweiten Hälfte des Rotorbügels durchgehend zu berühren.

In einem Bereich, in dem das strangförmige Material sich ohnehin nach radial außen, weg von der Drehachse bewegt und dabei sogar von der Zentrifugalkraft unterstützt wird, ist die Transporteinrichtung dagegen nicht unbedingt nötig. Ein solcher Bereich beinhaltet vorzugsweise wenigstens einen Teil der in Bewegungsrichtung des strangförmigen Materials gesehen ersten Hälfte des Rotorbügels.

Je nach den konstruktiven Randbedingungen der Verlitzmaschine kann der Anteil der Längsausdehnung des Rotorbügels, in dem die Transporteinrichtung das strangförmige Material berührt, variiert werden. Hierbei können die spezifischen Vor- und Nachteile der Transporteinrichtung im Hinblick auf ihren Luftwiderstand, ihr Gewicht etc. einerseits und ihrer qualitätserhöhenden Auswirkung auf die Beanspruchung des strangförmigen Materials andererseits gegeneinander abgewogen werden. Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, das strangförmige Material auf 20 bis 80 %, weiter vorzugsweise auf 30 bis 70 %, noch weiter vorzugsweise auf 40 bis 60 % der Längsausdehnung des Rotorbügels zu berühren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, das strangförmige Material nur auf einer Seite, insbesondere auf einer radial außen liegenden Seite, des strangförmigen Materials zu berühren. Auf diese Weise kann der auf das strangförmige Material wirkenden Zentrifugalkraft gezielt entgegengewirkt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, das strangförmige Material auf wenigstens zwei Seiten, insbesondere auf einer radial außen liegenden Seite und auf einer radial innen liegenden Seite, des strangförmigen Materials zu berühren. Auf diese Weise kann das strangförmige Material besonders sicher geführt und beispielsweise ein Abrutschen des strangförmigen Materials vom Rotorbügel oder dessen Verklemmen mit Teilen der Transporteinrichtung verhindert werden.

Selbstverständlich ist es zusätzlich möglich, das strangförmige Material durch am Rotorbügel befestigte Ösen zu leiten und dadurch zu führen, und zwar sowohl in einem Teil des Rotorbügels, in dem die Transporteinrichtung das strangförmige Material nicht berührt, als auch in einem Teil des Rotorbügels, in dem die Transporteinrichtung das strangförmige Material berührt. In dem letztgenannten Teil des Rotorbügels weisen die Ösen dabei vorzugsweise einen genügend großen Durchmesser auf, um sowohl das strangförmige Material als auch die Teile der Transporteinrichtung, die zur Berührung des strangförmigen Materials vorgesehen sind, durch die Ösen hindurchzuführen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Transporteinrichtung dazu eingerichtet, dass die Teile der Transporteinrichtung, die zur Berührung des strangförmigen Materials vorgesehen sind, sich im Betrieb der Verlitzmaschine im Wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie das strangförmige Material bewegen. Durch die geringe Relativgeschwindigkeit zwischen diesen Teilen der Transporteinrichtung und dem strangförmigen Material kann das strangförmige Material dann besonders sicher geführt werden. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Transporteinrichtung ein Bandförderer. Unter einem Bandförderer wird dabei eine Einrichtung zur Bewegung eines strangförmigen Materials mit einem beweglichen, insbesondere endlos umlaufenden, flachen, langgestreckten Förderelement, vorzugsweise einem Band, einem Riemen oder einem Gurt, verstanden, wobei das strangförmige Material und die Oberfläche des Förderelements im Wesentlichen parallel ausgerichtet sind und einander berühren, so dass das strangförmige Material im Wesentlichen durch die Haftreibung mit der Oberfläche des Förderelements weiterbewegt wird. Das Förderelement des Bandförderers wird vorzugsweise an den beiden äußeren Enden des Bandförderers durch jeweils eine Umlenkrolle umgelenkt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Rotorbügel mit der Transporteinrichtung in einem abgeschlossenen Raum angeordnet, der mit einem Medium mit einer geringeren Dichte als der Dichte der Umgebungsluft gefüllt ist. Dieses Medium ist vorzugsweise Luft mit einem geringeren Druck als dem Umgebungsdruck oder ein Gas mit geringerer Dichte als Luft, vorzugsweise Helium. Im Falle von Luft mit einem geringeren Druck als dem Umgebungsdruck wird diese vorzugsweise durch eine Vakuumpumpe erzeugt.

Durch dieses Medium kann wiederum der Nachteil des erhöhten Luftwiderstands der Transporteinrichtung zumindest teilweise ausgeglichen werden. Hierdurch kann es praktikabel werden, die Transporteinrichtung über einen längeren Abschnitt der Längsausdehnung des Rotorbügels anzuordnen als in einer Umgebung mit normaler Luftdichte. Die Vor- und Nachteile der Transporteinrichtung einerseits und des Aufwands zur Einrichtung eines abgeschlossenen Raumes mit einem Medium mit geringerer Dichte als der Dichte der Umgebungsluft können bei der Konstruktion der Verlitzmaschine wiederum gegeneinander abgewogen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Rotorbügel in demjenigen Teil seiner Längsausdehnung, in dem die Transporteinrichtung nicht dazu eingerichtet ist, das strangförmige Material zu berühren, vorzugsweise nur in diesem Teil des Rotorbügels, eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung oder Einlage, insbesondere eine Diamond-like-Carbon- Beschichtung, auf.

Hierdurch wird auch in diesem Teil des Rotorbügels die Reibung zwischen dem Rotorbügel und dem strangförmigen Material stark vermindert. Gleichzeitig kann die Beschichtung oder Einlage auf diesen Teil des Rotorbügels beschränkt werden, wodurch Kosten, konstruktiver Aufwand und Gewicht gespart werden.

Als„Diamond-like Carbon" 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 sowohl in einer Umgebungsatmosphäre als auch im Vakuum oder Teilvakuum. Diese Ausführung der Erfindung kann daher vorzugsweise auch mit derjenigen Ausführung kombiniert werden, in der der Rotorbügel in einem abgeschlossenen Raum mit einem Medium geringerer Dichte, insbesondere Luft mit einem geringeren Luftdruck, angeordnet ist.

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

Fig. 1 : eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen, einseitigen Transporteinrichtung;

Fig. 2: eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen, zweiseitigen Transporteinrichtung;

Fig. 3: eine Antriebsanordnung für eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung 1 für einen (nicht dargestellten) nach radial außen gekrümmten Rotorbügel. Der Rotorbügel kann Coriolis-bereinigte Seitenwände aufweisen. Entlang der Längsausdehnung des Rotorbügels wird ein Draht 2 in einer Richtung 3 bewegt.

Die in der Ausführung gemäß Fig. 1 einseitige Transporteinrichtung 1 erstreckt sich entlang etwa zwei Drittel der Längsausdehnung des Rotorbügels, und zwar, in der Bewegungsrichtung 3 des Drahtes 2 gesehen, etwa vom Ende des ersten Drittels bis zum Ende des Rotorbügels.

An dem Rotorbügel sind mehrere Führungsrollen 5, eine Umlenk- und Führungsrolle 8, eine Umlenk- und Antriebsrolle 7 sowie eine Spannrolle 6 drehbar gelagert, um die ein Endlosband 4 entlang des Rotorbügels etwa mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes 2 umläuft. Die Spannrolle 6 ist quer zu ihrer Drehachse nach radial innen und außen verschiebbar angebracht und kann somit gegen das Endlosband 4 gedrückt werden, um dieses zu spannen. Der Draht 2 wird durch die Zentrifugalkraft von radial innen an das Endlosband 4 gedrückt und von diesem durch Haftreibung mitgenommen. Zu diesem Zweck kann die den Draht 2 berührende Seite des Endlosbandes 4 mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen sein. Das Endlosband 4 ist ein flaches, flexibles Stahlband, und die Rollen 5, 6, 7, 8 haben glatte Oberflächen. Das Endlosband 4 kann jedoch auch ein Zahnriemen und die Rollen 5, 6, 7, 8 können entsprechende Zahnriemenräder sein, wobei dann die glatte, der Zahnseite abgewandte Seite des Zahnriemens nach außen zeigt und den Draht 2 mitnimmt.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung 1 , welche zwei getrennte, umlaufende Endlosbänder 41 , 42 aufweist. Das äußere Endlosband 41 ist wie in der Ausführung gemäß Fig. 1 über Rollen 5, 6, 7, 8 auf der äußeren Seite des Drahtes 2 geführt. Das innere Endlosband 42 ist spiegelbildlich zum äußeren Endlosband 41 auf der inneren Seite des Drahtes 2 durch entsprechende Rollen 5, 6, 7, 8 geführt.

Die Transporteinrichtung 1 gemäß Fig. 2 beginnt, in der Bewegungsrichtung 3 des Drahtes 2 gesehen, kurz vor der Hälfte des Rotorbügels. Die Endlosbänder 41 , 42 bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit in der Bewegungsrichtung 3 des Drahtes 2 und klemmen den Draht 2 von beiden Seiten aus zwischen sich ein, so dass sich der Draht 2 innerhalb der Transporteinrichtung nicht mehr zur Seite bewegen kann.

Um eine exakte Führung des Drahtes 2 auf dem Endlosband 41 bzw. auf den Endlosbändern 41 und 42 zu erreichen, können dieses bzw. diese beispielsweise mit einer umlaufenden Rille in Längsrichtung zur Aufnahme des Drahtes 2 versehen sein.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Antriebsanordnung für eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung. Hierbei ist ein Tellerrad 9 mit der Umlenk- und Antriebsrolle 7 koaxial und starr verbunden. Das Tellerrad 9 kämmt mit einem Antriebsritzel 10 und bildet gemeinsam mit diesem ein Hypoidgetriebe. Das Antriebsritzel 10 wird wiederum über eine Welle und zwei miteinander kämmende Kegelräder 11 von einem Motor 12 angetrieben, welcher koaxial zu der Drehachse angeordnet ist, um die sich der Rotorbügel mit der Transporteinrichtung 1 dreht. Durch die koaxiale Anordnung des Motors 12 mit der Drehachse lässt sich eine Unwucht durch die relativ große Masse des Motors 12 weitgehend vermeiden. Bezugszeichenliste

1 Transporteinrichtung

2 Draht

3 Bewegungsrichtung des Drahtes

4 Endlosband

41 Äußeres Endlosband

42 Inneres Endlosband

5 Führungsrolle

6 Spannrolle

7 Umlenk- und Antriebsrolle

8 Umlenk- und Führungsrolle

9 Tellerrad

10 Antriebsritzel

1 1 Kegelrad

12 Motor