DE4412409A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Litzen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von LitzenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Herstellung von Litzen aus Kupferdraht und dergleichen.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern
einer Vorrichtung zur Herstellung von Litzen und derglei
chen.
Zur Herstellung von flexiblen elektrischen Leitungen, wie
sie in allen Bereichen der Industrie Verwendung finden,
werden üblicherweise Kupferdrähte mit relativ geringem
Durchmesser zu einer Litze verarbeitet, die dann mit einem
elektrisch isolierenden Material umhüllt wird. Die Her
stellung dieser Litzen erfolgt üblicherweise in einer Dop
pelschlagverlitzmaschine. Die Erfindung wird deshalb in
bezug auf eine derartige Doppelschlagverlitzmaschine be
schrieben. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen,
daß die Anwendung der Erfindung nicht auf eine Doppel
schlagverlitzmaschine selbst begrenzt ist, sondern auch
auf andere ähnlich arbeitende Verlitz- und Verseilmaschi
nen Anwendung finden kann. Weiterhin kann die Erfindung
auch verwendet werden, um nicht aus Kupfer bestehende Ma
terialien zu einer Litze oder einem litzenähnlichen Gegen
stand zu verarbeiten.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE 35 00 949 C2
bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung, die
als Doppelschlagverlitzmaschine ausgebildet ist, ist ein
Rotor mit zwei Rotorbügeln vorgesehen, der derart drehbe
weglich gelagert ist, daß er sich um eine horizontale
Längsachse drehen kann. Der Rotor wird über einen Motor
angetrieben. Innerhalb des Rotors ist ein Spulenträger
gelagert, in dem eine Spule drehbar angeordnet ist. Diese
Spule wird über einen zweiten Motor, der außerhalb des
Rotors angeordnet ist, in Rotation versetzt. Die Drehbewe
gung des Motors wird dabei über ein Getriebe auf die Spule
übertragen. Auf diese Spule wird die fertiggestellte Litze
aufgewickelt. Zum Auflegen auf die Spule wird eine Verle
geeinrichtung verwendet, die eine Gewindespindel aufweist,
die parallel zur Drehachse der Spule angeordnet ist. Ein
Verlegeelement, üblicherweise eine Verlegerolle, führt die
fertiggestellte Litze auf die Spule und wird dabei paral
lel zur Spulenlängsachse hin- und herbewegt, so daß die
Litze gleichmäßig auf die Spule aufgewickelt wird. Der
Antrieb der Verlegeeinrichtung ist kinematisch fest mit
der Drehbewegung der Spule gekoppelt, so daß einer be
stimmten Umdrehungszahl der Spule ein bestimmter Verschie
beweg des Verlegeelements zugeordnet ist.
Mit der EP 0 563 905 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur
Herstellung einer Litze bekannt geworden, wobei dort in
nerhalb des Rotors eine Wickelspule verwendet wird, deren
Drehachse quer zur Drehachse des Rotors ausgerichtet ist.
Diese Wickelspule wird durch einen Motor angetrieben, der
am Spulenträger befestigt ist. Auch hier ist eine Ver
legeeinrichtung vorgesehen, die kinematisch mit der Dreh
bewegung der Wickelspule gekoppelt ist.
Obwohl diese bekannten Vorrichtungen sehr zufriedenstel
lend arbeiten, ergibt sich häufig das Problem, daß das
Endprodukt, bestehend aus Spule mit der darauf aufgewic
kelten Litze, den Bedürfnissen der Weiterverarbeitung
nicht genügt.
Weiterhin ergibt sich das Problem, daß es schwierig ist,
eine bestimmte Litzenlänge auf die Spule aufzubringen.
Dieses ist insbesondere deshalb von Nachteil, da die Lit
zen häufig gemeinsam mit anderen Litzen weiterverarbeitet
werden und dieser Verarbeitungsprozeß dann abgebrochen
werden muß, wenn die Spule, die die kürzeste Litzenlänge
aufweist, vollständig abgewickelt ist. Die auf den übrigen
Spulen befindlichen Restlängen müssen dann abgewickelt und
als Abfall entsorgt werden.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von
Litzen zu schaffen, die die Möglichkeit der Weiterverar
beitung verbessert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des Anspruches 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist Gegenstand des Anspruches 14.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Die Erfindung schlägt vor, die Verlegeeinrichtung mit
einer separaten Antriebseinrichtung zu versehen, die die
bisher übliche kinematische Kopplung zwischen der Drehbe
wegung und der Spule und der translatorischen Bewegung des
Verlegeelementes aufhebt. Weiterhin schlägt die Erfindung
vor, die Drehbewegung der Spule über einen Drehzahlgeber
zu erfassen und dieses Signal einer Steuereinrichtung zu
zuführen. Diese Steuereinrichtung weist einen Programm
speicher auf, in dem ein oder mehrere Programme abgespei
chert sind, nach denen das Verlegeelement in Abhängigkeit
von der Drehbewegung der Spule gesteuert werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet wesentliche Vorteile
gegenüber den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
Bei den bekannten Vorrichtungen verläuft das Verlegeele
ment in fester kinematischer Kopplung parallel zur Dreh
achse der Spule. Damit ist das Wickelbild der auf die Spu
le aufzubringenden Wicklungen fest vorgegeben, so daß nur
durchgehende, zur Zylinderachse parallele Lagen gewickelt
werden können.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird es für den Ver
wender möglich, auf der Spule beliebige Wickelbilder zu
erzeugen, so daß er die Spule in der Weise bewickeln kann,
wie dies für den weiteren Verarbeitungsablauf optimal ist.
Weiterhin ist der Verwender der bekannten Verlitzmaschinen
dazu gezwungen, Spulen zu verwenden, bei denen der Spulen
kern, auf den die Wicklungen aufgelegt werden, zylindrisch
gestaltet ist.
Tatsächlich sind zylindrische Spulen für die Weiterverar
beitung und insbesondere auch für den Transport häufig
ungünstig. Es werden deshalb in der Technik oftmals Spulen
verwendet, die einen konischen Wickelkern haben oder bei
denen zumindest ein Flansch eine sich konisch erweiternde
Innenfläche aufweist. Die Verarbeitung solcher Spulen ist
mit den herkömmlichen Vorrichtungen nicht möglich.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Verwender
die Form der Spule, soweit sie von den Größenabmessungen
her in die Maschine paßt, beliebig wählen. Das Programm,
mit dem die Verlegeeinrichtung gesteuert wird, kann in
einfacher Weise an die jeweilige Spulenform angepaßt wer
den, so daß der Hersteller mit einer Vorrichtung alle Wün
sche hinsichtlich der Spulenform abdecken kann.
Das Verlegeelement kann weiterhin so gesteuert werden, daß
auf den verschiedenen Spulen ein unterschiedliches, den
jeweiligen Bedürfnissen der Anwender entsprechendes Wic
kelbild erzielt werden kann. Dadurch kann den individuel
len Wünschen der Anwender noch mehr Rechnung getragen wer
den. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung individueller
Wickelbilder das vollständige Füllen bei Spulen, die kei
nen zylindrischen Wickelkern bzw. konische Flansche auf
weisen.
Die erfindungsgemäße Lösung hat weiterhin Vorteile bezüg
lich der Genauigkeit, mit der eine bestimmte Länge der
Litze auf die Spule aufgebracht werden kann. Bei herkömm
lichen Vorrichtungen ist es erforderlich, daß die Spule
nach dem Erreichen einer bestimmten Länge noch so lange
weiter gedreht wird, bis die Verlegeeinrichtung eine be
stimmte, für den Spulenwechsel geeignete Position er
reicht. Dadurch werden zusätzliche Längen auf die Spule
aufgewickelt, die in vielen Fällen bei der Weiterverarbei
tung als Abfall entfernt werden müssen. Mit der erfin
dungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Steuerung des Ver
legeelementes so vorzunehmen, daß es sich nach Erreichen
einer bestimmten Litzenlänge in eine bestimmte, zum Spu
lenwechsel geeignete Position bewegt, ohne daß die Spule
selbst noch weiter gedreht wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Sensorelement
auf, um die Drehzahl der Spule zu erfassen. Das von diesem
Sensorelement gelieferte Signal dient als Eingangsgröße
für die Steuerung.
Vorzugsweise wird die augenblickliche Stellung des Verle
geelementes ebenfalls erfaßt und als zusätzliche Größe in
die Steuereinheit eingeführt. Damit erhält die Steuerung
dann den Charakter einen geschlossenen Regelkreises. Er
folgt die Bewegung des Verlegeelementes über eine Gewinde
spindel, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, so
kann die augenblickliche Stellung des Verlegeelementes
über einen Drehzahlgeber erfaßt werden, der den Drehwinkel
der Gewindestange, ausgehend von einer bestimmten Null-Po
sition, zählt. In diesem Fall kann für den Antrieb des
Verlegeelementes ein üblicher Motor verwendet werden, des
sen Drehzahl in Abhängigkeit der Eingangsgrößen nach dem
Programm geregelt wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird die Bewegung des Verlegeelementes über einen Schritt
motor gesteuert. In diesem Fall wird ebenfalls vorzugswei
se eine Gewindestange verwendet, über die das Verlegeele
ment angetrieben wird. Die jeweils zurückgelegten Schritte
des Motors werden in der Steuereinrichtung abgespeichert,
so daß die Steuereinrichtung zu jedem Zeitpunkt die aktu
elle Position des Verlegeelementes berechnen kann.
Abweichend von der vorgenannten Ausführung ist es auch
möglich, Geber zu verwenden, die unmittelbar den Weg des
Verlegeelementes entlang einer Führungsschiene oder der
gleichen erfassen.
Bei einem weiteren zu bevorzugenden Ausführungsbeispiel
wird das Verlegeelement über einen Linear-Schrittmotor
betätigt, wobei sich die aktuelle Position des Verlegeele
mentes ebenfalls wieder aus der Zahl der jeweils zurückge
legten Schritte ergibt.
Neben den vorgenannten Gebern bzw. rotierenden oder linea
ren Schrittmotoren werden weiterhin vorzugsweise Sensoren
angeordnet, die ein Signal ausgeben, wenn das Verlegeele
ment den jeweiligen Endpunkt am ersten oder zweiten Spu
lenflansch erfaßt. Vorzugsweise ist einer dieser Endpunkte
gleichzeitig ein Referenzpunkt, so daß bei Erreichen die
ses Sensors gleichzeitig auch der Nullpunkt für den
Schrittmotor usw. definiert wird.
Die Steuereinrichtung wird bei einer ersten Ausführungs
form außerhalb der eigentlichen Verlitzmaschine z. B. in
einem üblichen Schaltschrank angeordnet. Bei dieser Aus
führungsform müssen dann aber Einrichtungen vorgesehen
sein, um die Signale von den drehenden Teilen der Maschine
abzunehmen. Dies kann z. B. mit handelsüblichen
Schleifringübertragern oder Quecksilber-Drehübertragern
erfolgen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die
Steuereinrichtung jedoch unmittelbar am Spulenträger vor
gesehen. Da der Spulenträger selbst keiner Rotationsbewe
gung unterworfen ist, können auf diese Weise alle Sensoren
unmittelbar mit der Steuereinrichtung verbunden werden. Es
muß dann lediglich über Schleifringe die Stromversorgung
für die Steuereinrichtung und die Antriebseinrichtung der
Verlegeeinrichtung usw. erfolgen. Während an die Qualität
der Signalübertragung bei der Übertragung von Meßwerten
relativ hohe Anforderungen zu stellen sind, haben gering
fügige Störungen bei der Übertragung der Versorgungsspan
nung keinen Einfluß auf die Funktion.
Die Probleme der Übertragung von Steuer- und Meßsignalen
können auch dadurch gelöst werden, daß die Übertragung
drahtlos von einer Sende/Empfangseinheit außerhalb der
Maschine zu einer Sende/Empfangseinheit innerhalb der Ma
schine erfolgt. In diesem Fall werden die Meßwerte vor
zugsweise in digitalisierter Form übertragen, wobei ein im
Stand der Technik bekanntes Modulationsverfahren, bei
spielsweise eine Amplituden- oder eine Frequenzmodulation
verwendet wird. Um die Übertragung der Meßwerte sicher zu
gestalten, sind die Sende/Empfangseinrichtungen dann vor
zugsweise so beschaffen, daß vor und nach jeder Übertra
gung von Meß- und Steuerwerten ein Kontrollcode mit über
tragen wird. Signale werden dann von der jeweils anderen
Empfangseinrichtung nur ausgewertet, wenn der Kontrollcode
mit einem vorgegebenen Kontrollcode identisch ist. Die
Übertragung der Signale kann drahtlos mit Ultraschall,
Infrarot oder elektromagnetischen Wellen (Rundfunkwellen)
erfolgen. Besonders bevorzugt ist eine Übertragung mittels
elektromagnetischer Wellen.
Wie vorstehend ausgeführt, erlaubt es die erfindungsgemäße
Vorrichtung, die Spule ohne Beeinträchtigung durch das
Verlegeelement zu wechseln, sobald eine vorbestimmte Länge
von Litze auf der Spule erreicht ist. Um die Genauigkeit
der Länge der aufgespulten Litze weiter zu erhöhen,
schlägt die Erfindung außerdem vor, daß das Verlegeelement
eine Verlegerolle oder eine Baueinheit mit mehreren Rollen
aufweist, und daß die Länge der Litze unmittelbar aus dem
Drehwinkel bzw. der Anzahl der Umdrehungen dieser Rollen
abgeleitet wird. In diesem Fall ist ein weiterer, mit der
Steuereinrichtung verbundener Geber vorgesehen, der die
Umdrehungen von zumindest einer Rolle des Verlegeelementes
aufnimmt und ein entsprechendes Signal an die Steuerein
richtung weiterleitet.
Im Stand der Technik werden zur Ermittlung der Litzenlänge
Rollensätze verwendet, die vor dem Einlaufen des entspre
chenden Drahtbündels in die Verlitzmaschine angeordnet
sind. Da sich die Länge der fertigen Litze jedoch um eini
ge Prozent, z. B. 2-3%, von der Länge des einlaufenden
Drahtbündels unterscheidet, ist damit keine ganz genaue
Feststellung der Länge der fertiggestellten Litze möglich.
Indem der Drehwinkel einer Rolle des Verlegeelementes er
faßt wird, kann die Länge der Litze sehr genau bestimmt
und damit das Entstehen von Abfall verhindert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun nachfolgend
in bezug auf die Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Verlegeeinrichtung der
Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 4 eine Aufsicht auf die Verlegeeinrichtung gemäß
Fig. 3;
Fig. 5 eine Teilansicht eines Verlegeelementes des Aus
führungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 4 mit
zwei Verlegerollen;
Fig. 6 den Aufbau einer Steuereinrichtung zur Steuerung
der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5; und
Fig. 7 eine alternative Gestaltung einer Steuereinrich
tung zur Steuerung der Vorrichtung gemäß den
Fig. 1 bis 5.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles
im einzelnen beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung als Doppelschlag-Verlitz
maschine verwirklicht. Da der prinzipielle Aufbau und die
Funktion einer Doppelschlag-Verlitzmaschine im Stand der
Technik bekannt sind, wird nur auf die Teile eingegangen,
die für die Erfindung von Bedeutung sind. Zum Aufbau und
zur Funktion einer Doppelschlag-Verlitzmaschine wird an
sonsten auf die bereits genannte DE 35 00 949 C2 und auf
die EP 0 563 905 A1 verwiesen, deren Offenbarung hiermit
durch diesen Verweis mit zur Offenbarung der vorliegenden
Anmeldung gemacht wird.
Im Maschinengestell 1 der dargestellten Doppelschlag-Ver
litzmaschine ist der Rotor 2, der bei diesem Ausführungs
beispiel zwei Rotorbügel aufweist, drehbeweglich gelagert.
Der Rotor 2 wird durch einen Motor 3 angetrieben. Der An
trieb des Rotors erfolgt über einen (in Fig. 1 nicht
sichtbaren) Riemenantrieb.
Im Rotor 2 ist drehbeweglich ein Spulenträger 4 gelagert.
Der Spulenträger weist zwei Tragbügel 6, 7 auf, in denen
die Wickelspule 10 drehbar gelagert angeordnet ist.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist eine Wickelspu
le eingezeichnet, die aus einem zylindrischen Wickelkern
besteht, wobei die Zylinderachse gleichzeitig die Drehach
se der Spule ist und zwei an beiden Enden des zylindri
schen Kerns angeordneten scheibenförmigen Flanschen 12, 13
aufweist. Scheibenförmig bedeutet, daß die Flansche eine
plane, senkrecht zur Rotationsachse des Wickelkerns 11
verlaufende Fläche aufweisen. Diese plane Fläche ist dem
Wickelraum, in dem die fertige Litze aufgewickelt wird,
zugewandt.
Während in der Doppelschlag-Verlitzmaschine gemäß der
DE 35 00 949 C2 die Rotationsachse der Wickelspule parallel
zur Drehachse des Rotors liegt, ist die Drehachse der Wic
kelspule beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 senk
recht zur Drehachse des Rotors ausgerichtet. Eine Bauweise
mit paralleler Drehachse ist aber ebenfalls möglich.
Die Wickelspule wird über einen Motor angetrieben und ro
tiert, um die Litze aufzuwickeln.
Wie aus der Fig. 2 zu erkennen ist, ist eine Verlegeein
richtung 20 vorgesehen, die (siehe Fig. 4) zwei parallel
zueinander angeordnete Führungsstangen 21, 22 aufweist,
durch welche ein Verlegeelement 24 parallel zur Längsachse
der Wickelspule 10 geführt ist.
Die Verlegeeinrichtung ist an den Seitenwangen 6, 7 des
Spulenträgers befestigt und damit in ihrer räumlichen Po
sition relativ zum Spulenträger und zur Wickelspule fest
gelegt.
Das Verlegeelement 24 ist mit einer Lagerung 26 längsver
schieblich an der zylindrischen Führungsstange 21 gela
gert.
Die zweite Führungsstange 22 ist als Gewindespindel ausge
bildet und drehbeweglich mit Wälzlagern 27, 28 im Spulen
träger gelagert und über eine Spindelmutter 30 mit dem
Verlegeelement 24 verbunden. Die Spindelmutter 30 bewirkt,
daß sich das Verlegeelement 24 relativ in Längsrichtung
zur Gewindespindel 22 verschiebt, wenn diese in Rotation
gesetzt wird.
Der Antrieb der Gewindespindel 22 erfolgt über einen
Schrittmotor 32, auf dessen Ausgangswelle 33 ein Zahnrad
35 angeordnet ist. Die Drehbewegung dieses Zahnrades 35
wird über einen Zahnriemen 36 auf ein Zahnrad 37 übertra
gen, welches mittels einer Paßfeder 39 drehfest an der
Gewindespindel 22 befestigt ist.
Am Verlegeelement ist, in den Darstellungen gemäß Fig. 3
und Fig. 4 nicht sichtbar, eine oder mehrere Verlegerollen
befestigt, über die die Litze geführt ist. Ein Beispiel
einer solchen Verlegerollenanordnung ist in Fig. 5 ge
zeigt, in der zu erkennen ist, wie die Litze L über eine
erste Rolle 42 und eine zweite Rolle 43, die jeweils dreh
beweglich gelagert sind, zur Wickelspule (die in Fig. 5
nicht dargestellt ist) geführt wird.
An einer Stange 50, die parallel zur Führungsstange 21 und
Gewindespindel 22 angeordnet ist, ist ein erster Endschal
ter 52 und zweiter Endschalter 53 vorgesehen. Diese End
schalter geben ein elektrisches Signal aus, sobald ein am
Verbindungselement 24 befestigter Vorsprung 55 in Kontakt
mit dem Endschalter kommt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung, mit
der die hier beschriebene Doppelschlag-Verlitzmaschine
gesteuert wird, wird nun in bezug auf Fig. 6 beschrieben.
Die insgesamt mit 60 bezeichnete Steuereinrichtung weist
eine erste Steuereinheit 61 und eine zweite Steuereinheit
62 auf.
Der ersten Steuereinheit 61 ist eine erste Speicherein
richtung 63 und der zweiten Steuereinheit 62 ist eine
zweite Speichereinrichtung 64 zugeordnet. Beide Speicher
einrichtungen sind dafür vorgesehen, Programme und Daten
zu speichern.
Die erste Steuereinheit 61 ist über ein Interface 70 mit
einer Reihe von Gebern verbunden, wobei der erste Geber 71
ein für die Drehzahl der Wickelspule repräsentives Signal
dem Interface zuleitet, der zweite Geber 72 ein Signal
zuleitet, welches vom Endschalter 52 der Verlegeeinrich
tung ausgeht, der dritte Geber 73 ein Signal, welches vom
Endschalter 53 der Verlegeeinrichtung ausgeht und der
vierte Geber 74 ein Signal, welches der Umdrehungszahl
einer Verlegerolle des Verlegeelementes entspricht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Steuereinheit
61 am Spulenträger befestigt und kann deshalb über Kabel
verbindungen, die schematisch mit durchgezogenen Linien
dargestellt sind, mit dem Interface 70 und den einzelnen
Gebern verbunden werden.
Die von der Steuereinheit 61 ausgegebenen Steuersignale
werden über ein Interface 80 dem Schrittmotor 32 und einer
(in den Figuren nicht dargestellten) Spuleneinspann- und
-wechseleinrichtung zugeführt.
Die zweite Steuereinheit 62 ist stationär am Maschinenrah
men 1 der Doppelschlag-Verlitzmaschine angeordnet und emp
fängt Signale von verschiedenen Gebern, von denen nur als
Beispiel das Signal des Gebers 76, welches die Drehzahl
des Rotors angibt, in Fig. 6 eingezeichnet ist.
Die Steuereinheit 62 gibt Steuersignale über ein Interface
82 aus, welche beispielsweise zum Antriebsmotor des Rotors
und zum Antriebsmotor der Wickelspule geleitet werden. Ist
der Wickelmotor unmittelbar im Spulenträger angeordnet,
werden seine Steuersignale über das Interface 80 und die
Steuereinheit 61 zugeführt.
Die Verbindung zwischen der Steuereinheit 61 und der
Steuereinheit 62 erfolgt, wie schematisch durch die ge
strichelte Linie dargestellt ist, über Schleifringe.
Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
den Fig. 1 bis 5 ist wie folgt:
Bei Produktionsbeginn oder nach dem Einsetzen einer leeren Spule in den Spulenträger befindet sich das Verlegeelement der Verlegeeinrichtung in einer Endposition ihrer trans latorischen Bewegung, was durch den Kontakt eines der Schalter E1 bzw. E2 angezeigt wird. Der Drehzahlzähler für die Verlegerolle 74 ist auf Null gesetzt. Die Motoren M1 und M2 werden gestartet und die Produktion und das Aufwic keln der Litze beginnt. Die Steuereinheit 61 gibt entspre chend dem gewählten Programm in der Speichereinrichtung 63 Signale an den Schrittmotor 32 aus, wodurch das Verlege element parallel zur Spulendrehachse bewegt wird. Dabei wird die Drehzahl der Spule und die Bewegung des Verlege elementes derart aufeinander abgestimmt, daß ein vorgege benes Wickelbild entsteht, welches nach den Bedürfnissen der Weiterverarbeitung und insbesondere nach der Form der Wickelspule ausgewählt ist. Während des Wickelvorganges kann die Steuereinheit 61 jeweils aufgrund der ausgegebe nen und empfangenen Signale berechnen, in welcher Position sich das Verlegeelement befindet. Um ein bestimmtes Wic kelbild zu erzeugen, werden während des Verlegevorganges die Endpunkte, in denen das Verlegeelement die Bewegungs richtung umkehrt, entsprechend den Vorgaben des Programmes geändert. Dadurch entstehen Wickellagen, deren Länge (par allel zur Spulenlängsachse gesehen) unterschiedlich ist. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann auch die Steigung der Wickellagen, d. h. der Abstand benachbarter Windungen zueinander, geändert werden.
Bei Produktionsbeginn oder nach dem Einsetzen einer leeren Spule in den Spulenträger befindet sich das Verlegeelement der Verlegeeinrichtung in einer Endposition ihrer trans latorischen Bewegung, was durch den Kontakt eines der Schalter E1 bzw. E2 angezeigt wird. Der Drehzahlzähler für die Verlegerolle 74 ist auf Null gesetzt. Die Motoren M1 und M2 werden gestartet und die Produktion und das Aufwic keln der Litze beginnt. Die Steuereinheit 61 gibt entspre chend dem gewählten Programm in der Speichereinrichtung 63 Signale an den Schrittmotor 32 aus, wodurch das Verlege element parallel zur Spulendrehachse bewegt wird. Dabei wird die Drehzahl der Spule und die Bewegung des Verlege elementes derart aufeinander abgestimmt, daß ein vorgege benes Wickelbild entsteht, welches nach den Bedürfnissen der Weiterverarbeitung und insbesondere nach der Form der Wickelspule ausgewählt ist. Während des Wickelvorganges kann die Steuereinheit 61 jeweils aufgrund der ausgegebe nen und empfangenen Signale berechnen, in welcher Position sich das Verlegeelement befindet. Um ein bestimmtes Wic kelbild zu erzeugen, werden während des Verlegevorganges die Endpunkte, in denen das Verlegeelement die Bewegungs richtung umkehrt, entsprechend den Vorgaben des Programmes geändert. Dadurch entstehen Wickellagen, deren Länge (par allel zur Spulenlängsachse gesehen) unterschiedlich ist. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann auch die Steigung der Wickellagen, d. h. der Abstand benachbarter Windungen zueinander, geändert werden.
Die Produktion der Litze und ihre Verlegung auf die Spule
wird solange fortgesetzt, bis eine vorgegebene Menge von
Litze auf die Spule aufgewickelt worden ist. Diese vorge
gebene Menge von Litze wird anhand des Programms aus der
Umdrehung der Verlegerolle bestimmt. Sobald die vorgegebe
ne Menge Litze aufgewickelt ist, wird die Verlitzmaschine
stillgesetzt und das Verlegeelement durch den Schrittmotor
in eine für den Spulenwechsel geeignete Endstellung gefah
ren. Die Spule wird dann durch eine Spulenwechseleinrich
tung, wie sie beispielsweise in der EP 0 536 950 A1 be
schrieben wird, aus dem Spulenträger gehoben und durch
eine neue leere Spule ersetzt.
Die in bezug auf die Fig. 6 beschriebene Steuereinrichtung
hat den Vorteil, daß die Steuereinheit 61 am Spulenträger
selbst befestigt ist. Dadurch können die Signale der ein
zelnen Geber und die dem Schrittmotor und den Einrichtun
gen der Spulenwechseleinrichtung zugeführten Signale durch
feste Kabelverbindungen übertragen werden. Es ist ledig
lich erforderlich, daß die Stromzufuhr über die Schleif
ringe erfolgt.
Der Datenaustausch zwischen der Steuereinheit 61 und der
Steuereinheit 62 ist auf wenige Daten beschränkt, die für
die Steuerung der Verlitzmaschine erforderlich sind. Diese
Daten können auf einfache Weise über Schleifringe übertra
gen werden.
In einer Alternative zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6
kann die Drehzahl des Rotors auch mit einem Geber erfaßt
werden, der am Spulenträger angeordnet ist. Bei dieser
Variante erhält die Steuereinheit 61 alle für die Steue
rung der Verlegeeinrichtung relevanten Daten unmittelbar
durch Geber, die fest über Kabel mit der Steuereinheit 61
verbunden sind.
Durch diese Bauweise wird ein sehr zuverlässiger Betrieb
erreicht, außerdem ist der Aufbau durch diese Bauweise
sehr vereinfacht.
Ein alternativer Aufbau der Steuereinrichtung wird nun in
bezug auf die Fig. 7 beschrieben. Diese Steuereinrichtung
ist in gleicher Weise dazu geeignet, mit dem Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 1 bis 5 verwendet zu werden. Gleiche
oder im wesentlichen gleiche Teile sind mit gleichen Be
zugszeichen und gleichen Symbolzeichen bezeichnet, wie in
Fig. 6.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine zentrale Steuer
einrichtung 85 mit einer Speichereinrichtung 86 verwendet,
welche stationär am Maschinenrahmen befestigt ist.
Die Verbindung zu den am Spulenträger angeordneten Gebern
71, 72, 73 und 74 erfolgt über ein Interface 88, und zwar
in einer ersten Variante dieses Ausführungsbeispieles über
Schleifringdrehübertrager oder Quecksilberdrehübertrager.
In entsprechender Weise werden die Signale zum Schrittmo
tor 32 und zur Spulenwechseleinrichtung über ein Interface
90 durch Schleifringe oder ähnliche Drehübertrager über
tragen.
Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß der Aufbau
der Steuereinheit 85 insgesamt vereinfacht ist. Von Nach
teil ist jedoch, daß ein relativ hoher Aufwand erforder
lich ist, um die Daten von den Gebern zum Interface 88 zu
übertragen.
Die Verwendung von derartigen Drehübertragern hat nämlich
den Nachteil, daß bei Verwendung von preisgünstigen Dreh
übertragern die Qualität der Übertragung nicht immer zu
verlässig ist, während die Verwendung von zuverlässigen
Gebern zu sehr hohen Kosten führt. In einer weiteren Va
riante, die sowohl in Verbindung mit dem Ausführungsbei
spiel gemäß Fig. 6 als auch mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 7 anwendbar ist, schlägt die Erfindung deshalb
vor, die Übertragung der Daten drahtlos vorzunehmen. Dazu
werden die Daten, soweit sie nicht schon ohnehin digital
vorliegen, vorzugsweise digital verschlüsselt, was durch
eine Änderung der Frequenz, der Amplitude oder der Phasen
lage eines Trägersignals geschehen kann. Als Trägersignal
kommt ein Ultraschallsendesignal, ein Infrarotsende
signal, insbesondere aber elektromagnetische Wellen in
Frage.
Eine drahtlose Übertragung kann in der Weise angewendet
werden, daß, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7, die
Werte der einzelnen Geber, vorzugsweise unter Zwischen
schaltung eines (in Fig. 7 nicht dargestellten) weiteren
Interfaces drahtlos an das Interface 88 übertragen werden,
dort demoduliert und als digitale Signale der Steuerein
richtung 85 zugeführt werden.
Besonders bevorzugt kann die drahtlose Übertragung aber in
einer Ausführung verwendet werden, wie sie in Fig. 6 dar
gestellt ist. Hier werden die Signale der Geber 71, 72,
73, 74 zum Interface 70 übertragen, der Steuereinheit 61
zugeführt und dort digital codiert und über (eine nicht
dargestellte) Sende/Empfangseinrichtung einer mit der
Steuereinheit 62 verbundenen Sende/Empfangseinrichtung
zugeführt. In der Sende/Empfangseinrichtung werden die
Signale jeweils moduliert bzw. demoduliert.
Die vorstehend beschriebene Verwendung einer drahtlosen
Datenübertragung hat den Vorteil, daß der apparative Auf
bau der Vorrichtung insgesamt vereinfacht wird. Dem mögli
cherweise entstehenden Nachteil, der Unsicherheiten einer
drahtlosen Datenübertragung, kann durch geeignete Maßnah
men abgeholfen werden. So kann beispielsweise (beim Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 6) bei jeder Datenübertragung
zwischen der Steuereinheit 61 und der Steuereinheit 62 ein
n-Bit langes Codesignal mit übertragen werden, welches
jeweils vor und nach der Übertragung eines Datenblockes
geschaltet wird. Die jeweils empfangende Steuereinheit
verarbeitet die empfangenen Daten nur dann weiter, wenn
das Codesignal vor und nach der Übertragung des Datenbloc
kes einwandfrei empfangen und identifiziert worden ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zwar der apparative
und programmtechnische Aufwand für die Steuereinrichtung
insgesamt erhöht, dafür wird aber der konstruktive Aufbau
der Verlitzmaschine insgesamt vereinfacht, da in diesem
Fall lediglich eine Stromzuführung zur Energieversorgung
zwischen ruhenden und bewegten Teilen erfolgen muß.
Durch die neue Gestaltung der Verlitzmaschine ist es mög
lich, Spulen zu verwenden, die bislang nicht in Verlitzma
schinen eingesetzt werden konnten. Als Beispiel für solche
Spulen wird auf die in der PCT/EP 93/03404 und der PCT/EP
92/02804 beschriebenen Spulen verwiesen. Diese Anmeldungen
zeigen zerlegbare Spulen aus Kunststoff, die auf besonders
einfache und zuverlässige Weise zu einer Wickelspule zu
sammengefügt werden können. Die Verwendung derartiger Spu
len, insbesondere von Spulen mit konischen Wickelkernen
war bislang in Verlitzmaschinen nicht möglich.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Litzen aus Kupfer
draht und dergleichen mit
einem Maschinenrahmen (1),
einem im Maschinenrahmen drehbeweglich gelagerten Rotor (2), der über eine erste Antriebseinrichtung (3) antreibbar ist,
einer im Rotor drehbeweglich gelagerten Spulentrag einrichtung (4), welche zur Aufnahme einer Spule (10) vorgesehen ist, die mittels einer zweiten Antriebs einrichtung (M2) in Rotation versetzbar ist,
einer Verlegeeinrichtung (20), mit einem Verlegeele ment (24), welches sich entlang einer Führungsein richtung (21, 22) im wesentlichen parallel zur Dreh achse dieser Spule bewegt und durch welche die Litze auf die Spule aufgelegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlegeeinrichtung (20) mit einer dritten Antriebseinrichtung (32) verbunden ist, durch welche dieses Verlegeelement (24) entlang dieser Führungs einrichtung (21, 22) bewegbar ist,
daß eine erste Sensoreinrichtung vorgesehen ist, wel che die Umdrehungen dieser Spule erfaßt und
daß eine Steuereinrichtung (60, 85) vorgesehen ist, welche einen Programmspeicher (63, 64, 86) aufweist, die die Bewegung dieses Verlegeelementes (24) entlang der Führungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehbewe gung der Spule steuert.
einem Maschinenrahmen (1),
einem im Maschinenrahmen drehbeweglich gelagerten Rotor (2), der über eine erste Antriebseinrichtung (3) antreibbar ist,
einer im Rotor drehbeweglich gelagerten Spulentrag einrichtung (4), welche zur Aufnahme einer Spule (10) vorgesehen ist, die mittels einer zweiten Antriebs einrichtung (M2) in Rotation versetzbar ist,
einer Verlegeeinrichtung (20), mit einem Verlegeele ment (24), welches sich entlang einer Führungsein richtung (21, 22) im wesentlichen parallel zur Dreh achse dieser Spule bewegt und durch welche die Litze auf die Spule aufgelegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlegeeinrichtung (20) mit einer dritten Antriebseinrichtung (32) verbunden ist, durch welche dieses Verlegeelement (24) entlang dieser Führungs einrichtung (21, 22) bewegbar ist,
daß eine erste Sensoreinrichtung vorgesehen ist, wel che die Umdrehungen dieser Spule erfaßt und
daß eine Steuereinrichtung (60, 85) vorgesehen ist, welche einen Programmspeicher (63, 64, 86) aufweist, die die Bewegung dieses Verlegeelementes (24) entlang der Führungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehbewe gung der Spule steuert.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Sensor vorgesehen ist, welcher die
Position des Verlegeelementes relativ zu dieser Füh
rungseinrichtung (21, 22) erfaßt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dritte Antriebseinrichtung als
Schrittmotor (32) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Po
sitionsgeber vorgesehen ist, der eine vorgegebene
Position dieses Verlegeelementes (24) definiert und
durch welchen eine Referenzposition für die Bewegung
des Verlegeelementes (24) definiert ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß diese Verlegeeinrichtung eine drehbare
Gewindespindel (22) aufweist, daß an dem Verlegeele
ment (24) eine Gewindehülse (30) vorgesehen ist, wel
che im Eingriff mit dieser Gewindespindel (22) steht,
und daß die Bewegung dieses Verlegeelementes relativ
zur Führungseinrichtung (21, 22) durch eine Rotation
dieser Spindel (22) bewirkt wird.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schrittmotor eine rotierende Ausgangswelle
aufweist und daß die Übertragung der Drehbewegung von
diesem Schrittmotor (32) auf diese Gewindespindel
(22) mittels eines Zahnriemenantriebes (35, 36, 37)
erfolgt.
7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Spulenträger
oder an der Verlegeeinrichtung mindestens eine Lauf
rolle (42, 43) angeordnet ist, über die die Litze
geführt ist, und daß diese zumindest eine Laufrolle
mit einem Drehwinkelgeber verbunden ist, um, insbe
sondere zur Erfassung der Länge der zugeführten Lit
ze, die Umdrehungszahl der Laufrolle zu erfassen.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Steuerein
richtung (60) eine erste Steuereinheit (61) aufweist,
welche an dieser Spulentrageinrichtung (4) befestigt
ist, sowie eine zweite Steuereinheit (62), welche
stationär am Maschinenrahmen (1) angeordnet ist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß diese erste (61) und diese zweite (62) Steuerein
heit über einen mechanischen Bewegungsübertrager,
vorzugsweise einem Schleifringübertrager, verbunden
sind.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß diese erste Steuereinheit (61) und diese zweite
Steuereinheit (62) über jeweils eine Sende/Empfangs
einrichtung drahtlos miteinander verbunden sind, wo
bei die Übertragung des Signales vorzugsweise durch
die Modulation von elektromagnetischen Wellen oder
Ultraschallwellen oder Infrarotwellen erfolgt.
11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich
tung (85) stationär in bezug auf den Maschinenrahmen
(1) angeordnet ist.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Signale der Sensoren, die stationär in
bezug auf den Spulenträger angeordnet sind, mittels
mechanischer Drehübertragungseinrichtungen, vorzugs
weise über einen Schleifringübertrager, zur Steuer
einrichtung (85) übertragen werden.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Signale der stationär zum Spulenträger
angeordneten Sensoren drahtlos, vorzugsweise durch
die Modulation elektromagnetischer Wellen, Ultra
schallwellen oder Infrarotwellen zur Steuereinrich
tung (85) übertragen werden.
14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte An
triebseinrichtung als elektrische Antriebseinrichtung
ausgestaltet ist und daß die elektrische Energie zum
Antrieb dieser Antriebseinrichtung über Schleifringe
zugeführt wird.
15. Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung zur Herstel
lung von Litzen, bei welchem die fertiggestellte Lit
ze über das Verlegeelement einer Verlegeeinrichtung
einer rotierenden Spule zugeführt wird, mit folgenden
Verfahrensschritten:
Positionieren des Verlegeelementes in einer vorbe stimmten Position in bezug auf die Spule;
Rotieren der Spule, um die Litze auf die Spule auf zuwickeln;
Ermittlung der Drehzahl der Spule und der Anzahl der erfolgten Umdrehungen der Spule;
Betätigen einer Antriebseinrichtung, um dieses Ver legeelement parallel zur Drehachse dieser Spule in eine erste Richtung zu bewegen, wobei die Geschwin digkeit, mit der sich das Verlegeelement bewegt, von der Drehzahl der Spule abhängt;
Anhalten des Verlegeelementes sobald eine erste, vor gegebene Position der Litze in bezug auf die Spule erreicht ist, welche den Endpunkt einer ersten Wic kellage gemäß einem Programm, das die Verlegung be stimmt, definiert;
Umsteuern dieser Antriebseinrichtung, so daß sich dieses Verlegeelement in einer Richtung entgegenge setzt zu dieser ersten Richtung bewegt, bis eine zweite Position erreicht ist, welche einem zweiten Endpunkt für die zweite Wickellage dieses Wickelbil des entspricht;
Positionieren des Verlegeelementes in einer vorbe stimmten Position in bezug auf die Spule;
Rotieren der Spule, um die Litze auf die Spule auf zuwickeln;
Ermittlung der Drehzahl der Spule und der Anzahl der erfolgten Umdrehungen der Spule;
Betätigen einer Antriebseinrichtung, um dieses Ver legeelement parallel zur Drehachse dieser Spule in eine erste Richtung zu bewegen, wobei die Geschwin digkeit, mit der sich das Verlegeelement bewegt, von der Drehzahl der Spule abhängt;
Anhalten des Verlegeelementes sobald eine erste, vor gegebene Position der Litze in bezug auf die Spule erreicht ist, welche den Endpunkt einer ersten Wic kellage gemäß einem Programm, das die Verlegung be stimmt, definiert;
Umsteuern dieser Antriebseinrichtung, so daß sich dieses Verlegeelement in einer Richtung entgegenge setzt zu dieser ersten Richtung bewegt, bis eine zweite Position erreicht ist, welche einem zweiten Endpunkt für die zweite Wickellage dieses Wickelbil des entspricht;
Fortsetzen der Bewicklung bis die Litze mit dem vor
gegebenen Wickelbild auf die Spule aufgewickelt ist;
Beenden der Drehbewegung dieser Spule.
Beenden der Drehbewegung dieser Spule.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Verlegeelement nach dein Beenden der Dreh
bewegung der Spule in eine vorgegebene Position ge
fahren und anschließend die Spule aus der Vorrichtung
entnommen wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4412409A DE4412409A1 (de) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Litzen |
PCT/EP1995/001276 WO1995027677A1 (de) | 1994-04-11 | 1995-04-07 | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von litzen |
US08/722,053 US5782075A (en) | 1994-04-11 | 1995-04-07 | Apparatus for wire stranding and control thereof |
JP7526070A JPH10503741A (ja) | 1994-04-11 | 1995-04-07 | 撚り線製造装置およびその制御方法 |
EP95915859A EP0755360A1 (de) | 1994-04-11 | 1995-04-07 | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von litzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4412409A DE4412409A1 (de) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Litzen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4412409A1 true DE4412409A1 (de) | 1995-10-12 |
Family
ID=6515095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4412409A Withdrawn DE4412409A1 (de) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Litzen |
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0755360A1 (de) |
JP (1) | JPH10503741A (de) |
DE (1) | DE4412409A1 (de) |
WO (1) | WO1995027677A1 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002500291A (ja) * | 1998-01-08 | 2002-01-08 | イノカーブル、ソシエテ、アノニム | ケーブル業界で用いられる機械用のリアルタイムデータサンプリング機能付き監視・制御デバイス |
US6378283B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-04-30 | Helix/Hitemp Cables, Inc. | Multiple conductor electrical cable with minimized crosstalk |
DE102012024232A1 (de) * | 2012-12-11 | 2014-06-12 | Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co Kg | Verlitz- oder Verseilmaschine |
CN104008822A (zh) * | 2013-02-22 | 2014-08-27 | 东莞新恩祥机械配件有限公司 | 一种全自动数控绞线机 |
CN109941825A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-28 | 安徽省路通公路工程检测有限公司 | 一种卷线盘 |
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JPH017758Y2 (de) * | 1981-03-31 | 1989-03-01 | ||
DE3438178A1 (de) * | 1984-10-18 | 1986-04-30 | Deißenberger, Hans, 7240 Horb | Seitenverlegeeinrichtung |
DE3500949A1 (de) * | 1985-01-14 | 1986-07-17 | Maschinenfabrik Niehoff Kg, 8540 Schwabach | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von verlitztem stranggut mit hilfe einer doppelschlagverlitzmaschine |
DE3810532C2 (de) * | 1988-03-28 | 1993-11-11 | Werner Henrich | Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut |
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IT1273247B (it) * | 1994-02-07 | 1997-07-07 | M P Societa Per Azioni Meccani | Ritorcitoio a raccolta interna, con collettore ad anelli a ridotto numero di componenti |
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-
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- 1995-04-07 WO PCT/EP1995/001276 patent/WO1995027677A1/de not_active Application Discontinuation
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- 1995-04-07 JP JP7526070A patent/JPH10503741A/ja active Pending
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---|---|
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