EP3094777B1

EP3094777B1 - Verseilmaschine

Info

Publication number: EP3094777B1
Application number: EP15704837.2A
Authority: EP
Inventors: Peter Khu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: US10370793B2; CN105917047B; EP3094777A1; CN105917047A; WO2015107414A1; US20160333518A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verseilelement, mit zumindest einem im Wesentlichen ortsfesten Vorratsbehälter für das zu verseilende Gut und mit zumindest einer rotierenden Führungseinrichtung für das Gut zur Führung des Gutes vom Vorratsbehälter im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Führungseinrichtung in Richtung des Verseilbereiches, wobei die Führungseinrichtung in einer Trägerstruktur drehbar gelagert ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Verseilmaschine mit einer Mehrzahl von im Betrieb im Wesentlichen ortsfesten Vorratsbehältern für das zu verseilende Gut und mit zumindest einer rotierenden Führungseinrichtung für das Gut zu dessen Führung von jedem der Vorratsbehälter zu einem gemeinsamen Verseilbereich, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Eine Verseilmaschine ist eine Apparatur, mit der beispielsweise elektrische Leitungen, Stahl, Kupfer und Aluminiumdrähten sowie isolierten Adern, welche aus mehreren Einzeladern bestehen, zu Kabeln verdrillt werden. Die Form des Kabels wird durch die Anzahl der Einzeladern, die Anordnung der Einzeladern und die Schlaglänge bestimmt. Einfachste Maschinen bestehen aus einem Spulenträger, um den sich ein Rotor mit den Einzeladern bewegt. Abhängig von Rotor und Spulendrehzahl wird die Schlaglänge bestimmt. Dabei sind viele Spulenträger auf dem Rotor angeordnet, die lediglich die Herstellung dünner Kabel erlauben. Für dickere Kabel und insbesondere dickes und schweres zu verseilendes Gut müssen andere Konstruktionen von Verseilmaschinen zur Anwendung kommen, wie insbesondere Rohrverseilmaschinen.
Rohrverseilmaschinen, wie sie beispielsweise in der US 2371523 A offenbart sind, bestehen aus geschweissten Lagerständern, in denen ein Verseilrohr in einer Zentrallagerung gelagert ist. Im Verlauf des Verseilrohrs sind Spulenträger für das zu verseilende Gut im Wesentlichen ortsfest, jedoch typischerweise pendelnd, gelagert. Das Gut wird von den Spulenträgern an die Aussenseite des Verseilrohres und von dort entlang des Rohres zum Verseilbereich geführt. Diese Verseilmaschinen benötigen aufgrund ihrer grossen Länge sehr viel Platz, sind sehr aufwendig und können nicht in einfacher Weise nach Bedarf erweitert werden, wenn Kabel aus mehr Adern hergestellt werden sollen als Spulenträger vorhanden sind. Wenn andererseits Kabel aus weniger Einzeladern herstellt werden sollen als die Rohrverseilmaschine Spulenträger aufweist, muss dennoch das gesamte Rohr bewegt werden, was zu einem unnötigen Aufwand und Energieverbrauch und damit auch erhöhten Herstellungskosten für das Kabel führt.
In der US 2671303 A wiederum ist eine Drahtverlegemaschine offenbart, bei welcher ebenfalls mehrere Führungsöffnungen in einem rotativen Führungselement vorgesehen sind, dieses Führungselement aber durch ein radial ausserhalb seines Umfanges angeordnetes Lager gestützt und geführt ist. Damit weist auch diese Maschine den Nachteil auf, dass sehr grosse und schwere Lageranordnungen notwendig sind, welche überdies die Anpassung der Maschine an unterschiedliche Aufgabenstellungen und Konfigurationen des zu verseilenden Gutes sehr aufwendig macht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verseilelement anzugeben, mit welchem auch dickes und schweres Gut verseilt werden kann, und welches in einfacher Weise flexibel an die jeweilige Verseilaufgabe, insbesondere betreffend die Anzahl der zu verseilenden Einzeladern, angepasst werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren und in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist die zumindest eine Führungseinrichtung mittels einer Lageranordnung drehbar gelagert, welche Lageranordnung komplett innerhalb des Flugkreises des Gutes liegt und über zumindest eine sich von der Lageranordnung radial über den Flugkreis des Gutes hinaus erstreckende und axial von der Führungseinrichtung beabstandete Halteanordnung an der Trägerstruktur befestigt ist, welche Halteanordnung zumindest eine sich zumindest zeitweilig für den Durchtritt des Gutes in Umfangsrichtung öffnende und dem Flugkreis des Gutes folgende Passage aufweist.
Damit können die für beispielsweise Rohrverseilmaschinen notwendigen grossen und voluminösen Lagerständer vermieden werden. Die Lagerung der rotierenden Teile kann in baulich einfachen, kompakten und selbst bei hohen Winkelgeschwindigkeiten funktionssicheren zentralen Lageranordnungen für die mit der Rotationsachse der rotierenden Teile baulich zusammenfallenden Lagerachsen bewerkstelligt werden.
Bevorzugt umfasst die Führungseinrichtung eine in der Lageranordnung drehbar gelagerte Verseilscheibe mit zumindest einer Führung für das zu verseilende Gut. Derartige Scheiben weisen ein geringeres rotatives Trägheitsmoment auf, so dass die Führungseinrichtung für das zu verseilende Gut rascher beschleunigt und im Notfall sowie bei Beendigung der Produktion auch rascher und mit weniger Aufwand abgebremst werden kann.
Um eine Beschädigung des zu verseilenden Gutes zu verhindern und eine exaktere Führung zu gewährleisten, geht dabei vorzugsweise von jeder Führung, typischerweise eine die Verseilscheibe durchsetzende Bohrung, auf der der Halteanordnung entgegengesetzten Seite der Verseilscheibe ein Führungsrohr aus, welches Führungsrohr in einer Hilfs-Verseilscheibe des Verseilelementes oder eines in Richtung der Rotationsachse folgenden weiteren Verseilelementes abgestützt ist.
Wenngleich auch das rotative Trägheitsmoment höher ist, kann es aus aerodynamischen Gründen für manche Anwendungen vorteilhaft sein, dass zumindest ein Führungsrohr in der Wandung eines Zylinderrohres ausgearbeitet ist, wobei die Rotationsachse des Zylinderrohres an zumindest einer Stirnseite in einer Lageranordnung drehbar gelagert ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung einen zentralen Bereich aufweist, vorzugsweise eine Scheibe, vorzugsweise parallel zu einer allfälligen Verseilscheibe und mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Umfangsrand mit geringerem Radius als der Flugkreis des Gutes, wobei die zentrale Scheibe in einer radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur orts- und drehfest mittels zumindest zwei Halteeinrichtungen gehalten ist, wobei immer zumindest eine der Halteeinrichtungen die zentrale Scheibe halten und jede Halteeinrichtung, in deren Nahbereich sich momentan eine Führung für das Gut befindet, einen Durchgangsspalt für das zu verseilende Gut freigibt. Das sorgt für eine stabile Fixierung der kompakten, zentralen Lageranordnung. Eine besonders gute Lagefixierung ergibt eine Anordnung mit zumindest drei Halteeinrichtungen, von welchen immer zumindest zwei davon die zentrale Scheibe halten.
Eine vorzugsweise Variante dieser Halteanordnung sieht vor, dass der zentrale Bereich der Halteanordnung in einem radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Haltering über eine Mehrzahl von vorzugsweise gleich verteilt entlang des Umfangs des Halteringes angeordneten Halteelementen orts- und drehfesten fixiert ist, wobei immer zumindest zwei Halteelemente die zentrale Scheibe mit dem Haltering verbinden und jedes Haltelement, in dessen Nahbereich sich momentan eine Führung für das Gut befindet, aus dem Bereich des Flugkreises des Gutes bewegt wird und einen Durchgangsspalt für das zu verseilende Gut freigibt.
Gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Halteelement als im Wesentlichen radial und in seiner Längserstreckung bewegbarer und in der zentralen Scheibe oder dem Haltering gelagerter Stift ausgebildet, der in Haltestellung in korrespondierende Bohrungen im radial gegenüberliegenden Bauteil eingreift, wobei das Halteelement vorzugsweise auf die Haltestellung hin vorgespannt ist.
Dabei ist bevorzugt die Verseilscheibe zumindest im Bereich der Führung mit einer nockenartigen Struktur oder einer Zwangsführung versehen, die das der Führung in Drehrichtung vorausliegende Halteelement aus seiner Haltestellung aus dem Bereich des Flugkreises bringt, sobald die Führung das Halteelement passiert, und vorzugsweise über den übrigen Umfangsbereich das Halteelement in Haltestellung hält. Damit ist sichergestellt, dass der zentrale Bereich mit der Lageranordnung jederzeit sicher von zumindest einem oder vorzugsweise von einer ganzen Gruppe von Halteelementen gehalten und fixiert ist, so dass der ruhige und stabile Lauf der Verseilscheibe gewährleistet ist. Die Zwangsführung wirkt dazu mit jeweils dem der Führung in Drehrichtung vorausliegenden Halteelement über ein in dieser Zwangsführung geführtes oder daran kontinuierlich anliegendes Gleitelement oder eine daran ablaufende Rolle zusammen, um dieses mit dem Halteelement verbundene Element oder diese Rolle abhängig von der Winkelstellung der Verseilscheibe radial zu betätigen und damit das Haltelement aus seiner Haltestellung in eine vom Halte- und Führungsring beabstandete Position zu bringen, allein wenn die Führung das Halteelement passiert, und über den übrigen Umfangsbereich das Halteelement in Haltestellung zu halten, um die gewünschte sichere Haltefunktion der Haltelemente sowie deren Freigabe einer Passage für das zu verseilende Gut bei dessen Umlauf um die Verseilscheibe zu gewährleisten.
Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Halteanordnung einen zentralen Bereich, vorzugsweise eine zentrale stern- oder dreiecksförmige Scheibe bzw. eine speichenartige Struktur, welcher zentrale Bereich mittels einer Mehrzahl von radial aussenliegenden und von der zentralen Lageranordnung im Wesentlichen radial nach aussen über den Flugkreis hinausragenden Halteeinrichtungen in der Trägerstruktur orts- und drehfest gehalten ist, wobei diese Halteeinrichtungen im Bereich des Flugkreises des Gutes vorzugsweise gleich verteilt in Umfangsrichtung der Halteanordnung angeordnet sind, und wobei die Halteeinrichtungen zu jeder Zeit die zentrale Scheibe in der Trägerstruktur abstützen, dabei aber eine Passage des Gutes in Umfangsrichtung gestatten. Durch diese Konstruktion wird die optimale Haltewirkung auf den zentralen Bereich mit der Lageranordnung für die Verseilscheibe gewährleistet, was deren ruhigen Lauf selbst bei hohen Drehzahlen sicherstellt.
Um den sicheren, kontinuierlichen Halt sicherzustellen und dennoch die Passage des zu verseilenden Gutes auf dessen Flugkreis im Rahmen der Rotation der Verseilscheibe zu gestatten, umfasst jede erfindungsgemässe Verbindungsanordnung zumindest eine am zentralen Bereich oder an der Trägerstruktur drehbar befestigte Rolle, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung der Halteanordnung beabstandete Rollen. Die Achsen aller Rollen sind parallel zueinander und vorzugsweise parallel zur Drehachse des Verseilelementes orientiert, und die Kontaktpunkte der äussersten Rollen mit je einer gegenüberliegenden Rolle liegen auf einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten einer radialen Verbindungslinie zwischen der Drehachse und der gegenüberliegenden Rolle. Der apparative und steuerungstechnische Aufwand für radial bewegliche Halteelemente und deren temporäres Abheben von der Haltestruktur kann damit vermieden werden. Überdies ist damit an jeder Position die kontinuierliche und auch in der radialen Richtung immer gleichbleibende Haltewirkung gewährleistet.
Um die ungehinderte Passage des zu verseilenden Gutes durch die Halteanordnung zu ermöglichen, ohne dieses Gut zwischen den Rollen zu quetschen oder diesen Rollen radiale Schläge zu versetzen, ist vorteilhafterweise entsprechend der Erfindung am äusseren Umfang einer der in den Flugkreis des Gutes ragenden Rollen zumindest eine Ausnehmung vorgesehen, die eine Dimension aufweisen, dass das Gut in dieser Ausnehmung aufgenommen und im Zuge der Drehung der Rolle ohne Behinderung und vorzugsweise ohne Kontakt mit den kontaktierenden gegenüberliegenden Rollen an diesen Rollen vorbeitransportiert werden kann. Vorzugsweise sind zwei oder mehrere derartige Ausnehmungen vorgesehen. Das in den Bereich der Rollen der Halteanordnung kommende Gut am äusseren Umfang des Verseilelementes tritt in die Ausnehmung der Rolle ein, welche Ausnehmung bei Rotation der Rolle die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie das Verseilelement und damit auch das zu verseilende Gut aufweist. Das Gut und die Ausnehmung bewegen sich daher im Bereich der Überschneidung der Kreise, auf welchen sie sich bewegen, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit ohne gegenseitige Beeinflussung weiter, bis das Gut die Halteanordnung passiert hat und dann aus der mitrotierenden Ausnehmung austreten kann.
Um das oben erläuterte ungehinderte Durchführen des Gutes zu ermöglichen, jedoch für jede Ausrichtung der Ausnehmung zur Bewegungsrichtung des Gutes die sichere Haltewirkung und einen ruhigen, schlagfreien Lauf der Verseilscheibe immer den bestmöglichen Kontakt der einander gegenüberliegenden Rollen der Halteanordnung zu gewährleisten, erstreckt sich die Ausdehnung der Ausnehmung in Umfangsrichtung der Rolle vorzugsweise parallel zu den Drehachsen der Rollen über einen Bereich, der höchstens dem kleinsten Abstand der Kontaktpunkte zweier benachbarter, gegenüberliegender Rollen mit dieser Rolle mit der Ausnehmung entspricht, so dass die Rolle mit der Ausnehmung zu jedem Zeitpunkt mit zumindest einer von zwei gegenüberliegenden benachbarten Rollen in Kontakt ist.
Eine alternative Ausführungsform sieht hingegen vor, dass die Ausnehmung in der Rolle gegenüber der Drehachse geneigt aber äquidistant verläuft, wobei die Begrenzungen der Ausnehmungen in Umfangsrichtung der Rolle um zumindest die umfangsmässige Breite der Ausnehmung beabstandet sind, und die Rolle zu jedem Zeitpunkt in Kontakt mit jeder gegenüberliegenden Rolle ist. Diese Konstruktionsart ermöglicht einen kontinuierlichen gegenseitigen Kontakt von nur zwei Rollen, da über die Breite der Rolle mit der Ausnehmung gesehen immer ein Bereich die gegenüberliegende Rolle berührt und an dieser abgestützt ist. Damit ist ein ruhiger, schlagfreier Lauf bei dennoch möglicher Hindurchführung des auf dem Flugkreis umlaufenden Gutes sichergestellt, wenn auch mit einer gewissen Abweichung von der Transportrichtung des Gutes im Bereich vor und hinter der jeweiligen Halteanordnung.
Vorzugsweise sind zumindest die Rollen mit der Ausnehmung, vorzugsweise auch die gegenüberliegenden Rollen, mit einer der Winkelgeschwindigkeit des Führungselementes proportionalen Winkelgeschwindigkeit antreibbar, wobei vorzugsweise eine funktionelle antriebsmässige Verbindung beispielsweise unter Verwendung von Zahnriemen od. dgl. zwischen dem Antrieb der Verseilscheibe und den Rollen besteht. Die Ausnehmungen können damit relativ zum zu verseilenden Gut immer in der jeweils optimalen Position gehalten werden, um für das Gut das schonende Ein- und Austreten in bzw. aus der Ausnehmung als auch das möglichst schonende Passieren jeder Rollenanordnung, vorzugsweise ohne unmittelbaren Kontakt mit irgendeiner der Rollen, zu gewährleisten.
Vorzugsweise kann zur einfachen und sicheren Energieversorgung der einzelnen baulichen Einheiten der Verseilmaschine sowie zur optimalen Prozess-Steuerung und -Überwachung vorgesehen sein, dass zumindest eine der Halteanordnungen zur elektrischen Kontaktierung des Trägerelementes und gegebenenfalls anderer Bauteile oder Baugruppen des Verseilelementes ausgelegt ist, und dass dazu entweder zumindest eine Rolle des Trägerelements mit Stromverbrauchern und/oder Sensorik und/oder Aktuatoren am Verseilelement bzw. zumindest eine Rolle der Trägerstruktur oder zumindest eines der Haltelemente zur elektrischen Verbindung des Halteringes mit dem zentralen Bereich ausgelegt ist, und dass der Halte- und Führungsring mit Stromverbrauchern und/oder Sensorik und/oder Aktuatoren am Verseilelement bzw. das zumindest eine Halteelement mit Strom- und/oder Datenleitungen von und/oder zu externen Stromquellen, Auswerte-, Steuer- oder Anzeigeeinheiten od. dgl. verbunden ist.
Das Verseilelement kann gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Halteanordnung aufweisen, wobei der zentrale Bereich in einer radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur ortsfest und drehfest mittels zumindest einer Halteeinrichtung gehalten ist, wobei jede Halteeinrichtung zumindest ein Lager mit Luftspalt umfasst, vorzugsweise ein Magnetschwebelager, dessen Luftspalt sich entlang des Flugkreises des Gutes erstreckt. Diese Angabe umfasst auch Anordnungen mit einem geraden Luftspalt, der tangential zum kreisförmigen Flugkreis liegt. Ohne komplizierte mechanische Systeme ist durch die berührungslose, vorzugsweise magnetische Lagerung der ungehinderte Durchtritt des zu verseilenden Gutes durch die Halteeinrichtungen gewährleistet, wobei je nach Stärke der Magnete oder der Luftmenge der Querschnitt der Passage für das Gut am Flugkreis eingestellt oder aktiv angepasst werden kann, wenn aktive Magnete verwendet werden.
Allenfalls kann anstelle des Magnetlagers auch ein aerostatisches oder aerodynamisches Luftlager Verwendung finden. Luftlager sind grundsätzlich Gleitlager, bei welchen die in den Lagerspalt zwischen die zueinander bewegten Gleitflächen gepresste Druckluft das Schmiermedium bildet. Damit wird zugleich ein Druckpolster aufgebaut, das die Last des gelagerten Bauteils berührungsfrei trägt. Man unterscheidet aerodynamische Lager, die das Luftpolster durch die Bewegung selbst aufbauen, und aerostatische Lager, bei denen Druckluft zum Aufbau des Druckpolsters eingeleitet wird. Die Druckluft wird typischerweise von einem Kompressor zur Verfügung gestellt, wobei für den Druck, die Steifigkeit und die Dämpfung des Luftpolsters ein möglichst hohes Niveau erwünscht ist. Aerodynamische Lager hingegen benötigen keine Druckluftversorgung, haben aber das Problem, dass sich die beiden Lagerpartner unterhalb einer charakteristischen Relativgeschwindigkeit (linear oder rotativ) berühren und damit Reibung aufweisen, die zu Verschleiß führt.
Bevorzugt erstreckt sich zumindest eines der Magnetschwebelager entlang eines Umfangsabschnittes der Verseilscheibe und folgt dessen Luftspalt dem Flugkreis des Gutes über einen entsprechenden Umfangsabschnitt.
Dabei ist es von Vorteil, wenn zumindest eines der Magnetschwebelager als aktives Magnetlager ausgebildet ist, da in diesem Fall die Haltekraft und auch die Tragkraft des Lagers der Lageranordnung und damit auch der Luftspalt für den Durchtritt des zu verseilenden Gutes eingestellt und - in bestimmten Grenzenan die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden kann.
Um Energie für die Bestromung und Regelung des aktiven Magnetlagers einzusparen, kann vorteilhafterweise zumindest eines der aktiven Magnetschwebelager mit zumindest einem auf das Gewicht des Verseilelementes abgestimmten Permanentmagneten kombiniert sein.
Bevorzugte weist die Halteanordnung zumindest ein magnetisches Axiallager auf, so dass die Verseilscheibe auch für die Positionierung und Lagerung in axialer Richtung mit möglichst wenigen bewegten Bauteilen auskommt.
Die Lösung der eingangs gestellten Aufgabe erfolgt für eine Verseilmaschine dadurch, dass zumindest einer der Vorratsbehälter und eine zugehörige Führungseinrichtung Elemente eines Verseilelementes gemäss einem der vorhergehenden Absätze sind.
Damit kann trotz einer bestimmten Anzahl von vorhandenen Vorratsbehältern für das zu verseilende Gut und entsprechender Anzahl von Führungseinrichtungen auch eine geringere Anzahl dieser baulichen Einheiten betrieben werden, wenn Produkte mit geringerer Anzahl von Einzeladern herstellt werden sollen. Damit wird weniger Energie benötigt, da ausschliesslich nur die unbedingt nötige Anzahl an funktionellen Einheiten betrieben werden muss, so dass auch die Herstellung kostengünstiger wird.
Bevorzugt ist ein derartiges Verseilelement unabhängig von anderen Verseilelementen betreibbar und handhabbar und bildet somit eine separate funktionelle und bauliche Einheit. Aufgrund der Zusammenfassung der funktionellen Einheiten auch zu baulichen Einheiten ist gewährleistet, dass eine bestehende Verseilmaschine mit einer bestimmten Anzahl dieser Einheiten prinzipiell beliebig erweitert werden kann, wenn Kabel aus mehr Einzeladern verseilt werden sollen als es mit der ursprünglichen Maschine möglich ist. Schliesslich können auch einzelne Einheiten von bestehenden Maschinen einfach und rasch für Wartung, Reparatur oder Ersatz aus- und auch wieder eingebaut werden, da die einzelnen Einheiten auch einzeln und separat von allen anderen Einheiten handhabbar sind.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform einer Verseilmaschine sind zwei oder mehrere der in den vorigen Absätzen beschriebenen Verseilelemente drehfest miteinander verbunden. Die Vorteile der einfacheren, kompakteren und funktionssicheren Lagerung und der einfachen Ausführung der Führungen für das Gut mit geringem Trägheitsmoment können damit auch für eine Verseilmaschine mit vorgegebener Anzahl von Vorratsbehältern und damit Strängen von zu verseilendem Gut erreicht werden.
Um die Vereinfachung noch weiter zu treiben, können die verbundenen Verseilelemente vorzugsweise auch einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Verseilmaschine vor, bei welcher die dem Verseilbereich am nächsten liegende Führungseinrichtung für eine Mehrzahl von Vorratsbehältern aus einem um seine Längsachse drehbar gelagerten Verseilrohr gebildet ist, in dessen Innerem die Vorratsbehälter für das zu verseilende Gut vorzugsweise gegenüber dem Verseilrohr pendelnd gelagert sind, und bei der zumindest ein weiteres separat und unabhängig vom Verseilrohr betreibbares und handhabbares Verseilelement gemäss einem der vorhergehenden Absätze vorgesehen ist. Diese Ausführungsform ermöglicht die modulare Erweiterung bestehender Rohrverseilmaschinen durch eine im Prinzip beliebige Anzahl von Verseilelementen, um je nach Produktionsanforderung genau die gewünschte Anzahl von Strängen verseilen zu können. Wenn hingegen weniger Stränge verarbeitet werden sollen als insgesamt durch Verseilrohr und Verseilelementen vorgegeben wäre, können die nicht benötigten Verseilelemente einfach abgeschaltet, abgekoppelt und gegebenenfalls sogar entfernt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind.
Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.
Es zeigen dabei:

Fig. 1: eine Rohrverseilmaschine gemäss dem Stand der Technik,
Fig. 2: eine Verseilmaschine mit zwei Verseilelementen gemäss der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne,
Fig. 3: die Verseilmaschine von Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten,
Fig. 4: eine Darstellung der wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemässen Ausführungsform eines Verseilelementes mit drei Rollen-Halteanordnungen in einer axialen Ansicht,
Fig. 5: eine Darstellung des Verseilelementes und der Halteanordnungen der Fig. 2 aus radialer Richtung,
Fig. 6: eine Detailansicht einer der Rollen-Halteanordungen der Fig. 4 in vergrössertem Massstab, und
Fig. 7: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform für ein erfindungsgemässes Verseilelement mit Stab-Halteanordnungen, und
Fig. 8: eine schematische Darstellung eines Verseilelementes mit einer erfindungsgemäss über Magnetschwebelager gelagerten Verseilscheibe.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Rohrverseilmaschine, wie sie beispielsweise für die Herstellung von verdrillten Kabeln aus mehreren Einzeladern verwendet wird. Die einzelnen Adern können elektrische Leitungen, Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumdrähten sowie isolierte Adern sein, wobei die Form des Kabels wird durch die Anzahl der Einzeladern, die Anordnung der Einzeladern und die Schlaglänge bestimmt ist. Im Verlauf des durchgehenden Verseilrohres 1 sind Vorratsbehälter 2 für das zu verseilende Gut, vorzugsweise auf pendelnd aufgehängten Spulenträgern gelagerte Spulen, gelagert. An der Aussenseite des Verseilrohres 1 wird das zu verseilende Gut von den Vorratsbehältern 2 weg und entlang des Verseilrohres 1 zum Verseilbereich 3 geführt. Aufgrund der grossen Länge und des beträchtlichen Gewichtes des Verseilrohres 1 muss dieses in mehreren Lagerständern 4 gelagert sein, wobei sich in zumindest einem der Lagerständer 4 auch eine Antriebseinrichtung befindet, um das Verseilrohr 1 in seiner Gesamtheit in Rotation zu versetzen und auch wieder abzubremsen.
Eine spezielle Ausführungsform einer Verseilmaschine mit Verseilelementen gemäss der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 in einer Gesamtansicht dargestellt. Anstelle eines Verseilrohres 1 sind hier zwei, prinzipiell aber beliebig viele, Verseilelemente V vorgesehen. Als Träger zumindest einer rotierenden Führung 6 (siehe dazu Fig. 4, 6 und 7) für das zu verseilende Gut jedes Verseilelementes V ist anstelle eines hohlzylindrischen Rohrabschnittes eine vorzugsweise gegenüber deren Durchmesser dünne Verseilscheibe 5 vorgesehen, in deren äusserem Umfangsbereich 5a zumindest eine deren Dicke durchsetzende Bohrung vorgesehen ist, die als rotierende Führung 6 genutzt wird.
Die Verseilscheibe 5 oder jede allfällige andere Führungseinrichtung wie beispielsweise in Segment eines Verseilrohres 1, ist in einer Lageranordnung L drehbar gelagert, welche komplett innerhalb des Flugkreises des Gutes liegt. Als Flugkreis des Gutes ist dabei jene Kurve zu verstehen, auf welcher sich jeder Längsabschnitte des Gutes im Zuge der Rotation der Verseilscheibe 5, des Verseilrohrsegmentes, der Führung 6, etc. bewegt, ohne dabei die Längsbewegung des Gutes zu berücksichtigen.
Die Verseilscheibe 5 kann auf einer zentralen Achse A drehbar gelagert sein, welche Achse A an der Lageranordnung L ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Achse A an der Verseilscheibe 5 ausgebildet und in der ortsfesten Lageranordnung L drehbar aufgenommen.
Ein Trägerelement 9 für eine orts- und drehfeste Achse A, auf welcher die Verseilscheibe 5 drehbar gelagert ist, kann vorzugsweise über drei Halteanordnungen H an der Trägerstruktur 10 abgestützt sein, wobei die Halteanordnungen H vorzugsweise gleich verteilt in Umfangsrichtung der Verseilscheibe 5 angeordnet sind. Die Halteanordnungen H sind weiters vorzugsweise im Bereich des äusseren Umfangsrandes 5a der Verseilscheibe 5 angeordnet. Sie stützen das Trägerelement 9 zu jedem Zeitpunkt ortsfest an der Trägerstruktur 10 des Verseilelementes V ab, gestatten dabei aber die Passage des Gutes in Umfangsrichtung während der rotativen Bewegung der jeweiligen Führung 6 der Verseilscheibe 5 an der Halteanordnung H vorbei.
Die Verseilscheibe 5 wird von einem Antrieb 14 und ein Zahnrad- oder Zahnriemen-Getriebe an oder in der Trägerstruktur 10 in Drehung versetzt bzw. gebremst, und eine allfällige Hilfs-Verseilscheibe 5b wird über eine Welle 15 und gegebenenfalls auch über Zahnräder, Zahnriemen, etc. ebenfalls von diesem Antrieb 14 angetrieben. Die Hilfs-Verseilscheibe 5b kann auch ohne eigenen Antrieb und dafür drehfest mit einer angetriebenen Verseilscheibe 5 verbunden sein.
Gehalten ist die Lageranordnung L mittels einer Halteanordnung H in einer Trägerstruktur 10, wobei sich die Halteanordnung H radial über den Flugkreis des Gutes hinaus erstreckt und überdies in Richtung der Rotationsachse A der Verseilscheibe 5, des Verseilrohres 1, etc. axial von dieser jeweiligen Führungseinrichtung 1, 5 beabstandet ist. Die Halteanordnung H weist erfindungsgemäss überdies eine sich zeitweilig für den Durchtritt des Gutes in Umfangsrichtung öffnende und dem Flugkreis des Gutes entsprechende Passage auf, was erst die zentrale Lagerung der Führungseinrichtung 1, 5 in einer ausserhalb des Flugkreises liegenden Struktur erlaubt.
Von jeder Führung 6 kann zumindest ein Führungsrohr 6a ausgehen, dessen Ende in einer Hilfs-Verseilscheibe 5b abgestützt ist, welche Hilfs-Verseilscheibe 5b auf der dem Vorratsbehälter 2 gegenüberliegenden Seite des Verseilelementes V rotierbar angeordnet ist. Die Hilfs-Verseilscheibe 5b kann allenfalls auch weggelassen werden, wobei dann die Führungsrohre 6a bis hin zur Verseilscheibe 5 des in Richtung der Rotationsachse A der Verseilelemente V folgenden Verseilelementes V reichen können. Die Führungsrohre 6a führen das zu verseilende Gut sicher in jedem Rotationszustand des Verseilelementes V am Vorratsbehälter 2, dessen Spulenträger, etc. vorbei. Allenfalls können sich die Führungsrohre 6a auf der dem Vorratsbehälter 2 gegenüberliegenden Seite der Verseilscheibe 5 bis zumindest zur nächstliegenden Halteanordnung H für die Verseilscheibe 5 erstrecken. Allenfalls kann zumindest ein Führungsrohr 6a auch in der Wandung eines Zylinderrohres ausgearbeitet sein, welches dann jedoch genau in der gleichen Weise wie die Verseilscheibe 5 über eine Achse an zumindest einer Stirnseite des Zylinderrohres in der zentralen Lageranordnung L drehbar gelagert ist.
Die Halteanordnung H der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 weist einen zentralen Bereich auf, der vorzugsweise in Form einer Scheibe 16 ausgeführt ist. Diese Scheibe 16 ist in der Trägerstruktur 10 vorzugsweise parallel zur Verseilscheibe 5 gehalten. Diese Scheibe 16 weist über einen Teil ihres Umfanges zumindest teilweise einen im Wesentlichen kreisförmigen Umfangsrand auf, dessen Radius kleiner ist als der Radius des Flugkreises des zu verseilenden Gutes. Diese Scheibe 16 ist in der radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur 10 mittels zumindest zwei Halteeinrichtungen H1 (siehe dazu die Fig. 4 und 5) orts- und drehfest gehalten und trägt damit orts- und drehfest die Lageranordnung L für die Verseilscheibe 5 und gegebenenfalls die Hilfs-Verseilscheibe 5b. Von den zumindest zwei Halteeinrichtungen H1 sind immer zumindest zwei davon mit Haltewirkung in Verbindung mit der Scheibe 16, sind aber erfindungsgemäss derart ausgeführt, dass ein dem Flugkreis des Gutes folgender Durchgangsspalt für das zu verseilende Gut freigehalten ist, wenn sich eine Führung 6 im Nahebereich der jeweiligen Halteeinrichtung H1 ist.
Wie in Fig. 4 in grösserem Massstab dargestellt ist, umfasst jede Halteeinrichtung H1 zumindest eine an der Trägerstruktur 10 drehbar befestigte Rolle 11 und zumindest eine Mehrzahl von am gegenüberliegenden Bauteil, d.h. dem Trägerelement 9, drehbar befestigten, in Umfangsrichtung der Verseilscheibe 5 voneinander beabstandeten Rollen 12. Vorteilhafterweise sind die Achsen aller Rollen 11, 12 parallel zueinander und vorzugsweise parallel zur Drehachse A der Verseilscheibe 5. Weiters liegen die Kontaktpunkte der äussersten Rollen 12 mit je einer gegenüberliegenden Rolle 11 auf einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten einer radialen Verbindungslinie R zwischen der Drehachse A der Verseilscheibe 5 und der Achse der gegenüberliegenden Rolle 11. Über die einander gegenseitig zu jedem Zeitpunkt kontaktierenden Rollen 11, 12 ist das Trägerelement 9 und damit die Verseilscheibe 5 ortsfest aber drehbar in der Trägerstruktur 10 des Verseilelementes V abgestützt.
Damit bei der Drehung der Verseilscheibe 5 und damit auch der Führungen 6 für das zu verseilende Gut dieses Gut ohne Beeinträchtigung oder Beschädigung und auch ohne Beeinflussung der Halteanordnung H in Umfangsrichtung geführt werden kann, ist am äusseren Umfang der äusseren Rolle 11 zumindest eine Ausnehmung 11a (siehe dazu Fig. 6) vorgesehen. Allenfalls können auch mehrere Ausnehmungen 11a vorgesehen sein, wobei die Anzahl der Ausnehmungen 11a in der Rolle 11 vorzugsweise proportional der Führungen 6 an der Verseilscheibe 5 ist. Die Dimensionierung der Ausnehmung ist derart vorgesehen, dass das Gut bei seiner durch die Führungen 6 geführten Bewegung entlang des Flugkreises in Höhe der Halteeinrichtungen H1 in dieser Ausnehmung 11a aufgenommen und im Zuge der Drehung der Rolle 11 ohne Behinderung und vorzugsweise ohne Kontakt mit den kontaktierenden gegenüberliegenden Rollen 12 an diesen Rollen 12 vorbeitransportiert werden und somit die Halteanordnung H ungehindert passieren kann. Allenfalls kann die Anordnung der Rollen 11, 12 auch umgekehrt sein, so dass die oder jede Rolle 11 mit Ausnehmung 11a mit dem Trägerelement 9 verbunden ist, während die gegenüberliegenden Rollen 12 an der Trägerstruktur 10 des Verseilelementes V montiert sind.
In Umfangsrichtung der Rolle 11 erstreckt sich der Verlauf der Ausnehmung 11a über einen Bereich, der kleiner gleich dem Abstand der Kontaktpunkte der zwei am weitesten beabstandeten gegenüberliegenden Rollen 12 mit dieser Rolle 11 mit Ausnehmung 11a sein. Vorzugsweise ist für einen noch ruhigeren Lauf die oben definierte Breite der Ausnehmung 11a kleiner gleich dem Abstand der Kontaktpunkte der zwei am wenigsten weit voneinander beabstandeten gegenüberliegenden Rollen 12 mit dieser Rolle 11 mit Ausnehmung 11a. Damit ist gewährleistet, dass die Rolle 11 zu jedem Zeitpunkt mit zumindest einer von zwei gegenüberliegenden benachbarten Rollen 12 in Kontakt ist. Für eine Ausnehmung 11a, deren Längserstreckung parallel zur Achse zumindest der Rolle 11 ist, kann die Breite der Ausnehmung 11a in Umfangsrichtung der Rolle 11 kleiner sein als es dem kleinsten Abstand der Kontaktpunkte der gegenüberliegenden Rollen 12 entlang des Umfangs der Rolle 11 mit der Ausnehmung 11a entspricht. Damit ist für diese konkrete Anordnung ebenso gewährleistet, dass die Rolle 11 mit der Ausnehmung 11a zu jedem Zeitpunkt mit zumindest zwei gegenüberliegenden Rollen 12 in Kontakt ist.
Eine weitere Ausführungsform der Rolle 11 mit der Ausnehmung 11a kann eine in Bezug auf die Achse dieser Rolle 11 schräge Ausrichtung der Längserstreckung der Ausnehmung 11a in Richtung der Dicke der Rolle 11 vorsehen. Die Achse der Ausnehmung 11a folgt somit äquidistant einer Schraubenform um die Drehachse der Rolle 11. Vorzugsweise sind dabei die Enden der Ausnehmung 11a in Umfangsrichtung der Rolle 11 um zumindest die umfangsmässige Breite der Ausnehmung 11a beabstandet, und die Rolle 11 ist zu jedem Zeitpunkt auch bei Durchlaufen des Gutes durch die Ausnehmung 11a in Kontakt mit jeder gegenüberliegenden Rolle 12. Der Eintrittsbereich in die Ausnehmung 11a für das Gut eilt dabei dem Austrittsbereich auf der gegenüberliegenden Seite der Rolle 11 in Drehrichtung der Rolle 11 nach. Damit kann selbst bei Halteeinrichtungen H1 mit nur je einer Rolle 11 an der Trägerstruktur 10 und einer gegenüberliegenden Rolle 12 zu jedem Zeitpunkt und in jedem Drehzustand der Rollen 11, 12 deren kontinuierlicher Kontakt mit Abstützungswirkung gleichzeitig mit der Möglichkeit zur Durchführung des Gutes garantiert werden.
Vorzugsweise werden zumindest die Rollen 11 mit der Ausnehmung 11a der Halteanordnungen H, vorzugsweise auch die gegenüberliegenden Rollen 12, mit einer der Winkelgeschwindigkeit der Verseilscheibe 5 und der Anzahl der Führungen 6 sowie der Anzahl der Ausnehmungen 11a proportionalen Winkelgeschwindigkeit angetrieben, damit zu jedem Zeitpunkt die vorgegeben Umfangsgeschwindigkeit der Verseilscheibe 5 als auch die gleichbleibend unveränderliche Relativposition von Ausnehmungen 11a und Führungen 6 gewährleistet werden kann. Dazu besteht vorzugsweise eine funktionelle antriebsmässige Verbindung zwischen dem Antrieb 14 der Verseilscheibe 5 und der Rollen 11, 12, beispielsweise unter Verwendung von Getrieben mit Zahnrädern, Zahnriemen od. dgl. Es sind aber auch separate Antriebe mit lediglich einer gegenseitigen Abstimmung der Winkelgeschwindigkeiten über die elektrischen oder elektronischen Steuerungen dieser Antriebe denkbar.
Über zumindest eine der Halteanordnungen H1 kann vorzugsweise auch die elektrische Kontaktierung von Bauteilen oder Baugruppen des Verseilelementes V bewerkstelligt werden. Dazu kann zumindest eine mit der Halteanordnung H verbundene Rolle 12 mit Stromverbrauchern und/oder Sensorik und/oder Aktuatoren am Verseilelement V und zumindest eine Rolle 11 an der Trägerstruktur 10 mit Strom- und/oder Datenleitungen von und/oder zu externen Stromquellen, Auswerte-, Steuer- oder Anzeigeeinheiten od. dgl. verbunden sein, wobei die Energie bzw. die Signale über den Kontakt zwischen diesen Rollen 11, 12 übertragen werden können.
Wie in Fig. 4 und auch in Fig. 7 dargestellt ist, können die Halteeinrichtungen H1 entlang des Umfanges des zentralen Bereiches der Halteanordnung H gleich verteilt sein. Allenfalls sind auch Anordnungen mit dichterer Unterstützung der Lageranordnung L in den Bereichen denkbar, in welchen beispielsweise durch das Gewicht der Elemente des Verseilelementes erhöhte Belastungen auftreten. Damit wären auch Ausführungsformen mit zumindest zwei Halteanordnungen H nur unterhalb der horizontalen Ebene durch die Rotationsachse denkbar, gegen welche unteren Halteanordnungen H die davon gestützten Bauteile über die Gewichtskraft beaufschlagt sind.
Eine andere Ausführungsform für die Halteanordnungen H ist in Fig. 7 dargestellt. So kann gemäss dieser Variante der zentrale Bereich, d.h. die Scheibe 16, der Halteanordnung H in einem radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Haltering 9 über eine Mehrzahl von vorzugsweise gleich verteilt entlang des Umfangs der Scheibe bzw. des Halteringes 9 angeordneten Halteelementen 7 orts- und drehfesten fixiert sein. Auch hier ist zur sicheren Fixierung des zentralen Elementes 16 vorgesehen, dass immer zumindest zwei Halteelemente 7 die zentrale Scheibe 16 mit dem Haltering 9 verbinden.
Jede Führung 6 für das vom Vorratsbehälter 2 kommende und zum Verseilbereich 3 transportierte Gut ist radial im äussersten Umfangsrandbereich der Verseilscheibe 5 vorgesehen, wobei mehrere Führungen 6 vorzugsweise gleichmässig um den Umfang der Verseilscheibe 5 verteilt sind.
Jedes der Halteelemente 7 ist nun als im Wesentlichen radial und in seiner Längserstreckung bewegbarer Stift 7 ausgebildet, der in Haltestellung in korrespondierende Bohrungen 8 im äusseren Umfangsrand 16a der zentralen Scheibe 16 eingreift. Das Halteelement 7 kann dabei vorzugsweise auf die Haltestellung hin vorgespannt sein, kann aber auch mit einem aktiven Antrieb für seine radiale Bewegung zwischen der Haltestellung und einer Stellung mit Abstand zum Umfangsrand 16a der zentralen Scheibe 16 verbunden sein.
Zumindest für die erstere Ausführungsform ist die Verseilscheibe 5 zumindest im Bereich der Führung mit einer nockenartigen Struktur 13 versehen oder damit drehfest gekoppelt, welche am Halteelement 7 mittelbar oder unmittelbar angreift und dieses gegebenenfalls gegen seine Vorspannung aus seiner Haltestellung in eine vom Haltering 9 beabstandete Position bringt. Allenfalls kann die Verseilscheibe 5 gemäss einer weiteren Ausführungsform mit einer sich über dem gesamten Umfang erstreckenden Zwangsführung verbunden sein, welche Zwangsführung mit den Halteelementen 7 zusammenwirkt, um diese je nach Relativposition der Führungen 6 zu den Halteelementen 7 aus der Haltestellung in eine vom Haltering 9 beabstandete Position zu bringen, wenn die Führung 6 das jeweilige Halteelement 7 passiert. Andernfalls und über den übrigen Umfangsbereich wird das Halteelement 7 auch wieder über die Zwangsführung in Haltestellung gehalten, um die gewünschte sichere Haltefunktion zu gewährleisten. Denkbare wäre auch eine elektrische oder elektronische Steuerung der Bewegung der Halteelemente 7 oder eine direkte Verbindung mit dem Antrieb der Verseilscheibe 5.
Zu jedem Zeitpunkt fixieren auch bei Ausführungsformen gemäss Fig. 7 immer zumindest zwei Halteelemente 7 die zentrale Scheibe 16, wobei aber jedes Haltelement 7, in dessen Nahbereich sich momentan eine Führung 6 für das Gut befindet, aus dem Bereich des Flugkreises des zu verseilenden Gutes bewegt und dadurch ein Durchgangsspalt in Umfangsrichtung für das zu verseilende Gut freigegeben wird. Eine weitere Ausführungsform, die eine sichere Fixierung der die Verseilscheibe 5 tragenden Anordnung und nun jedoch eine zu jedem Zeitpunkt offene Passage für das zu verseilende Gut gewährleistet, sieht die Verwendung von Magnetlagern vor. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Teilen des Magnetlagers kann das zu verseilende Gut bei Bewegung entlang des Flugkreises ohne Behinderung hindurchtreten, während die Lage der Halteanordnung H für die Verseilscheibe 5 sicher fixiert ist.
Zumindest eines der Haltelemente 7 kann zur elektrischen Kontaktierung der zentralen Scheibe 16 ausgelegt sein, so dass mittels Verbindung dieses zentralen Bereiche der Halteanordnung H mit Stromverbrauchern und/oder Sensorik und/oder Aktuatoren am Verseilelement V diese mit Energie versorgt werden bzw. eine Daten- und Steuerungskommunikation mit externen Auswerte-, Steuer- oder Anzeigeeinheiten od. dgl. hergestellt werden kann.
In Fig. 8 ist eine erfindungsgemässe Ausführungsform dargestellt, deren Halteanordnung H einen zentralen Bereich aufweist, der beispielsweise in Form einer Platte 16 ausgeführt sein kann und vorzugsweise parallel zur Verseilscheibe 5 angeordnet ist. Der in Bezug auf die Rotationsachse A radial äusserste Bereich liegt in jedem Fall innerhalb des Flugkreises des Gutes. In jedem Fall ist der zentrale Bereich in einer radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur 10 ortsfest und drehfest mittels zumindest einer Halteeinrichtung H2 gehalten.
Diese Halteeinrichtung H2 umfasst zumindest ein Magnetschwebelager, das aus zumindest zwei einander gegenüberliegenden Magneteinrichtungen 17 und 18 besteht. Vorzugsweise sind die Magnetschwebelager 17, 18 als aktive Magnetlager ausgebildet, bei welchen die Lagerkraft durch geregelte Elektromagneten in zumindest einer der Magneteinrichtungen 17, 18 erzeugt wird und die Stabilität des Systems durch eine geeignete Rückkopplung und elektronische Steuerung gewährleistet ist. Die für aktive Magnetlager benötige ständige Stromversorgung als auch das zur Absicherung bei Stromausfällen oder Ausfällen der Steuerung vorzugsweise vorgesehene mechanische Fanglager, meist bestehend aus einem lockeren Kugel- oder Gleitlager, ist in Fig. 4 nicht dargestellt. Besonders vorteilhaft sind dabei aktive Magnetlager in Kombination mit Permanentmagneten. Darüber hinaus könnten auch elektrodynamische Magnetlager mit Erzeugung der Lagerkraft durch Wirbelströme, meist ohne elektronische Regelung, vorgesehen sein.
Natürlich können prinzipiell auch passive Magnetlager für die Halteeinrichtungen H2 zum Einsatz kommen, wenn diese unter Verwendung von diamagnetischen Materialien aufgebaut sind und diese passiven Magnetlager faktisch als "supraleitende Magnetlager" realisiert sind.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Magneteinrichtungen 17, 18 ist ein vorzugsweise über die Regelung bei aktiven Magnetlagern einstellbarer Luftspalt 19 vorhanden, der sich im Wesentlichen entlang des Flugkreises des Gutes erstreckt. Dieser Luftspalt 19 könnte auch durch ein Luftlager entstehen, bei welchem unter Druck stehende Luft das Schmiermittel der relative zueinander bewegten Teile bildet. Dabei kann der Luftspalt 19 entweder der Form des Flugkreises folgen, d.h. sich über einen Umfangsabschnitt des Flugkreises erstrecken. In diesem Fall erstreckt sich der Luftspalt 19 des Magnetlagers 17, 18 der Halteeinrichtung H2 auch unmittelbar entlang einem Umfangsabschnitt der Verseilscheibe 5. Im Wesentlichen gerade, ebene Luftspalte 19 - wie beispielsweise für die entlang eines Umfangsabschnittes der Verseilscheibe 5 vorzugsweise im unteren Bereich der Halteanordnung H verteilten mehrere Magnetlager 17, 18 - sind bevorzugt parallel zur Tangente an einen Punkt des Flugkreis orientiert, welcher Punkt im Bereich des jeweiligen Magnetlagers 17, 18 liegt. In diesem Fall muss der Luftspalt 19 selbstverständlich so gross sein, dass die radiale Abstandsveränderung des zu verseilenden Gutes beim Durchlaufen des Flugkreises zwischen Spalteintritt und Spaltaustritt ohne Innenberührung des Luftspaltes 19 erfolgen kann.
Die Verwendung von Permanentmagneten (nicht dargestellt) kann dazu genutzt werden, durch Abstimmung von deren Hebekraft - egal ob oberhalb oder unterhalb der zu lagernden Bauteile 5, 16 eingesetzt - auf das Gewicht der Bauteile 5, 16 dieses zum Grossteil aufzunehmen und nur die Feineinstellung dem aktiven Magnetlager 17, 18 zu überlassen.
Bei Einsatz von Magnetlagern bietet es sich auch an, die axiale Beweglichkeit der Verseilscheibe 5 im Lager der Lageranordnung L und/oder das axiale Spiel innerhalb der Halteeinrichtungen H2 durch magnetische Axiallager (nicht dargestellt) einzustellen bzw. zu beschränken. Dazu weist die Halteanordnung H und/oder die Halteeinrichtung H2 zusätzlich zu den oben beschriebenen radial wirkenden Magnetlagern vorzugsweise auch noch zumindest ein magnetisches Axiallager auf.
Wie jegliche Art von Lageranordnungen bzw. Halteeinrichtungen können auch die Magnetlager 17, 18 entlang des Umfanges des zentralen Bereiches der Halteanordnung H vorzugsweise gleich verteilt sein. Allenfalls sind auch Anordnungen mit dichterer Unterstützung der Lageranordnung L in den Bereichen denkbar, in welchen beispielsweise durch das Gewicht der Elemente des Verseilelementes V erhöhte Belastungen auftreten. So könnten Magnetlager 17, 18 nur unterhalb der horizontalen Ebene durch die Rotationsachse A angeordnet sein, gegen welche unteren Halteeinrichtungen H2 die davon gestützten Bauteile über die Gewichtskraft beaufschlagt sind. Die Magnetlager könnten auch zur ortsfesten und drehfesten Fixierung des zentralen Bereiches der Halteanordnung H in einem radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Haltering verteilt sein.
Aus den bislang beschriebenen Verseilelementen V kann modular eine Verseilmaschine aufgebaut werden, bei der die Anzahl und konkrete Ausbildung der einzelnen Verseilelemente je nach der geforderten Anzahl und Eigenschaften der zu verseilenden Stränge gewählt werden kann. Auch für Wartung und Reparatur können einzelne Verseilelemente V einfach und rasch herausgenommen und/oder ersetzt werden. Da meistens eine gewisse Mindestanzahl an zu verseilenden Strängen vorzusehen ist, kann eine entsprechende Anzahl von erfindungsgemässen Verseilelementen V drehfest miteinander zu einer gemeinsam betreibbaren Einheit verbunden sein. Diese Einheit kann auch einen gemeinsamen Antrieb für alle Verseilelemente V aufweisen.
Auch eine Kombination der oben beschriebenen Verseilelemente mit einer herkömmlichen Rohrverseilmaschine ist denkbar. Typischweise ist dabei die Rohrverseilmaschine dem Verseilbereich am nächsten liegend angeordnet, während sich ein oder mehrere erfindungsgemässe Verseilelemente daran anschliessen können. Je nach vorhandener Anzahl an zu verseilenden Strängen kann die Anzahl der der Rohrverseilmaschine folgenden Verseilelemente V beliebig gewählt werden. Damit kann trotz einer bestimmten Anzahl von vorhandenen Vorratsbehältern 2 für das zu verseilende Gut und entsprechender Anzahl von Führungseinrichtungen 1, 5, 6, 6a auch eine geringere Anzahl dieser baulichen Einheiten betrieben werden.

Bezugszeichenliste

1: Verseilrohr
2: Vorratsbehälter
3: Verseilbereich
4: Lagerständer
4a: Lagerständer mit Antrieb
5: Verseilscheibe
5a: Äusserer Umfangsrand
5b: Hilfs-Verseilscheibe
6: Führung
6a: Führungsrohr
7: Halteelement
8: Bohrung
9: Haltering
10: Trägerstruktur
11: Rolle
11a: Ausnehmung
12: Rolle
13: Nockenartige Struktur
14: Antriebe
15: Verbindungswelle
16: Zentrale Scheibe/Platte
17: Obere Magneteinrichtung des Magnetlagers
18: Untere Magneteinrichtung des Magnetlagers
19: Luftspalt des Magnetlagers
H1: Halteeinrichtung
H2: Halteeinrichtung mit Magnetlager
V: Verseilelement
R: Radiale Richtung
A: Rotationsachse
L: Lageranordnung

Claims

Verseilelement, mit zumindest einem im Wesentlichen ortsfesten Vorratsbehälter (2) für das zu verseilende Gut und mit zumindest einer rotierenden Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) für das Gut zur Führung des Gutes vom Vorratsbehälter (2) im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) in Richtung des Verseilbereiches (3), wobei die Führungseinrichtung in einer Trägerstruktur (10) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) mittels einer Lageranordnung (L) drehbar gelagert ist, welche Lageranordnung (L) komplett innerhalb des Flugkreises des Gutes liegt und über zumindest eine sich von der Lageranordnung (L) radial über den Flugkreis des Gutes hinaus erstreckende und axial von der Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) beabstandete Halteanordnung (H) an der Trägerstruktur (10) befestigt ist, welche Halteanordnung (H) zumindest eine sich zumindest zeitweilig für den Durchtritt des Gutes in Umfangsrichtung öffnende und dem Flugkreis des Gutes folgende Passage (11a, 19) aufweist.
Verseilelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) eine in der Lageranordnung (L) drehbar gelagerte Verseilscheibe (5) mit zumindest einer Führung (6) für das zu verseilende Gut umfasst, wobei von jeder Führung (6) zumindest auf der der Halteanordnung (H) axial entgegengesetzten Seite der Verseilscheibe (5) ein Führungsrohr (6a) ausgeht, welches Führungsrohr (6a) in einer Hilfs-Verseilscheibe (5b) des Verseilelementes (V) oder eines in Richtung der Rotationsachse (A) folgenden weiteren Verseilelementes (V) abgestützt, und wobei vorzugsweise ein Führungsrohr (6a) in der Wandung eines rotativen Zylinderrohres (1) ausgearbeitet ist, wobei die Rotationsachse des Zylinderrohrs (1) an zumindest einer Stirnseite in einer Lageranordnung (L) drehbar gelagert ist.
Verseilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung (H) einen zentralen Bereich aufweist, vorzugsweise eine Scheibe (16), vorzugsweise parallel zu einer allfälligen Verseilscheibe (5) und mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Umfangsrand (16a) mit geringerem Radius als der Flugkreis des Gutes, wobei die zentrale Scheibe (16) in einer radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur (10) orts- und drehfest mittels zumindest zwei Halteeinrichtungen (H1), vorzugsweise zumindest drei Halteeinrichtungen (H1), gehalten ist, wobei immer zumindest eine der Halteeinrichtungen (H1), vorzugsweise zumindest zwei Halteeinrichtungen (H1), die zentrale Scheibe (16) halten und jede Halteeinrichtung (H1), in deren Nahbereich sich momentan eine Führung (6) für das Gut befindet, einen Durchgangsspalt für das zu verseilende Gut freigibt.
Verseilelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Bereich (16) der Halteanordnung in einem radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Haltering (9) über eine Mehrzahl von vorzugsweise gleich verteilt entlang des Umfangs des Halteringes (9) angeordneten Halteelementen (7) orts- und drehfest fixiert ist, wobei immer zumindest zwei Halteelemente (7) die zentrale Scheibe (16) mit dem Haltering (9) verbinden und jedes Haltelement (7), in dessen Nahbereich sich momentan eine Führung (6) für das Gut befindet, aus dem Bereich des Flugkreises des Gutes bewegt wird und einen Durchgangsspalt für das zu verseilende Gut freigibt.
Verseilelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) als im Wesentlichen radial und in seiner Längserstreckung bewegbarer und in der zentralen Scheibe (16) oder dem Haltering (9) gelagerter Stift ausgebildet ist, der in Haltestellung in korrespondierende Bohrungen (8) im radial gegenüberliegenden Bauteil eingreift, wobei das Halteelement (7) vorzugsweise auf die Haltestellung hin vorgespannt ist, und wobei vorzugsweise die Verseilscheibe (5) zumindest im Bereich der Führung (6) mit einer nockenartigen Struktur (13) oder einer Zwangsführung versehen ist, die das der Führung (6) in Drehrichtung vorausliegende Halteelement (7) aus seiner Haltestellung aus dem Bereich des Flugkreises bringt, sobald die Führung (6) das Halteelement (7) passiert, und vorzugsweise über den übrigen Umfangsbereich das Halteelement (7) in Haltestellung hält.
Verseilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung (H) einen zentralen Bereich, vorzugsweise eine zentrale stern- oder dreiecksförmige Scheibe (16) bzw. eine speichenartige Struktur, umfasst, welcher zentrale Bereich mittels einer Mehrzahl von radial aussenliegenden und von der zentralen Lageranordnung (L) im Wesentlichen radial nach aussen über den Flugkreis hinausragenden Halteeinrichtungen (H1) in der Trägerstruktur (10) orts- und drehfest gehalten ist, wobei diese Halteeinrichtungen (H1) im Bereich des Flugkreises des Gutes vorzugsweise gleich verteilt in Umfangsrichtung der Halteanordnung (H) angeordnet sind, und wobei die Halteeinrichtungen (H1) zu jeder Zeit die zentrale Scheibe (16) in der Trägerstruktur (10) abstützen, dabei aber eine Passage des Gutes in Umfangsrichtung der Scheibe (16) gestatten, wobei vorzugsweise jede Halteeinrichtung (H1) zumindest eine am zentralen Bereich oder an der Trägerstruktur drehbar befestigte Rolle (11) und zumindest eine am jeweils gegenüberliegenden Bauteil drehbar befestigte Rolle (12) umfasst, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung der Halteanordnung beabstandeten Rollen (12), wobei die Achsen aller Rollen (11, 12) parallel zueinander und vorzugsweise parallel zur Drehachse (A) des Verseilelementes orientiert sind, und wobei die Kontaktpunkte der äussersten Rollen (12) mit je einer gegenüberliegenden Rolle (11) auf einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten einer radialen Verbindungslinie zwischen der Drehachse (A) und der gegenüberliegenden Rolle (11) liegen.
Verseilelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren Umfang einer der in den Flugkreis des Gutes ragenden Rollen (11) zumindest eine Ausnehmung (11a) vorgesehen ist, vorzugsweise zwei oder mehrere Ausnehmungen (11a) vorgesehen sind, wobei diese Ausnehmungen (11a) eine Dimension aufweisen, dass das Gut in dieser Ausnehmung (11a) aufgenommen und im Zuge der Drehung der Rolle (11) ohne Behinderung und vorzugsweise ohne Kontakt mit den kontaktierenden gegenüberliegenden Rollen (12) an diesen Rollen (12) vorbeitransportiert werden kann.
Verseilelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rollen (11) mit der Ausnehmung (11a), vorzugsweise auch die gegenüberliegenden Rollen (12), mit einer der Winkelgeschwindigkeit der Verseilscheibe (5) proportionalen Winkelgeschwindigkeit antreibbar sind, wobei vorzugsweise eine funktionelle antriebsmässige Verbindung beispielsweise unter Verwendung von Zahnriemen od. dgl. zwischen dem Antrieb der Verseilscheibe (5) und den Rollen (11, 12) besteht.
Verseilelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung (H) einen zentralen Bereich aufweist, dessen grösster äusserer Radius kleiner ist als der Flugkreis des Gutes, wobei der zentrale Bereich in einer radial ausserhalb des Flugkreises liegenden Trägerstruktur (10) ortsfest und drehfest mittels zumindest einer Halteeinrichtung (H2) gehalten ist, wobei jede Halteeinrichtung (H2) zumindest ein Lager mit Luftspalt (19) umfasst, vorzugsweise ein Magnetschwebelager (17, 18), dessen Luftspalt (19) sich entlang des Flugkreises des Gutes erstreckt.
Verseilelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Magnetschwebelager (17, 18) sich entlang eines Umfangsabschnittes der Verseilscheibe (5) erstreckt und sein Luftspalt (19) dem Flugkreis des Gutes über einen entsprechenden Umfangsabschnitt folgt, wobei vorzugsweise zumindest eines der Magnetschwebelager (17, 18) als aktives Magnetlager ausgebildet und allenfalls mit zumindest einem auf das Gewicht des Verseilelementes (V) abgestimmten Permanentmagneten kombiniert ist.
Verseilmaschine mit einer Mehrzahl von im Betrieb im Wesentlichen ortsfesten Vorratsbehältern (2) für das zu verseilende Gut und mit zumindest einer rotierenden Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) für das Gut zu dessen Führung von jedem der Vorratsbehälter (2) zu einem gemeinsamen Verseilbereich (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Vorratsbehälter (2) und eine zugehörige Führungseinrichtung (1, 5, 6, 6a) Elemente eines Verseilelementes (V) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10 sind.
Verseilmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verseilelement (V) unabhängig von anderen Verseilelementen eine betreibbar und handhabbar ist und funktionelle und bauliche Einheit bildet.
Verseilmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Verseilelemente (V) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 miteinander drehfest verbunden sind, vorzugsweise auch einen gemeinsamen Antrieb (14) aufweisen.
Verseilmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise dem Verseilbereich (3) am nächsten liegend für eine Mehrzahl von Vorratsbehältern (2) die Führungseinrichtung aus einem um seine Längsachse drehbar gelagerten Verseilrohr (1) gebildet ist, in dessen Innerem die Vorratsbehälter (2) für das zu verseilende Gut vorzugsweise gegenüber dem Verseilrohr (1a) pendelnd gelagert sind, und dass zumindest ein weiteres separat und unabhängig vom Verseilrohr (1a) betreibbares und handhabbares Verseilelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.