(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取りディスク（１）と、前記巻取りディスクの軸線が略鉛直方向に配向されるように前記巻取りディスク（１）に近接して配置されるハウジングとを備える、ストランド形状の巻取り材料（８）の巻取りのための巻取りデバイスであって、前記巻取りディスク（１）に前記ストランド形状の巻取り材料（８）が巻き取られ、
前記巻取りディスク（１）は少なくとも１つの磁性保持デバイス（２）によってその動作が、特に前記略鉛直方向に配向された軸線周りでの回転が、防止され、
前記磁性保持デバイス（２）は、トルクに抗するように前記ハウジングに連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第１の磁性構造体（５）と、トルクに抗するように前記巻取りディスク（１）に連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第２の磁性構造体（６）と、を備えており、
前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）との間には間隙（４）が設けられ、前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）とは、前記間隙（４）を間に挟んで磁気連結されており、かつ前記ストランド形状の巻取り材料（８）は間隙（４）を通過し、
前記２つの磁性構造体（５，６）は、前記第１の磁性構造体（５）のＳ極（Ｓ）が前記第２の磁性構造体（６）のＮ極（Ｎ）に対向するよう配置されるとともに前記第１の磁性構造体（５）のＮ極（Ｎ）が前記第２の磁性構造体（６）のＳ極（Ｓ）に対向するよう配置されるように、配置され、
前記第１または第２の磁性構造体（５，６）は、順番に配置された少なくとも２つの硬質磁性セクション（９）を有している、つまり前記２つの硬質磁性セクション（９）の第１の硬質磁性セクション（９）の１つの磁極が、特に軟鉄から形成されるバッキングプレート（１０）によって、前記２つの硬質磁性セクション（９）の第２の硬質磁性セクション（９）の反対の極性の磁極に磁気連結されていることを特徴とする巻取りデバイス。
【請求項２】
巻取りディスク（１）と、前記巻取りディスクの軸線が略鉛直方向に配向されるように前記巻取りディスク（１）に近接して配置されるハウジングとを備える、ストランド形状の巻取り材料（８）の巻取りのための巻取りデバイスであって、前記巻取りディスク（１）に前記ストランド形状の巻取り材料（８）が巻き取られ、
前記巻取りディスク（１）は少なくとも１つの磁性保持デバイス（２）によってその動作が、特に前記略鉛直方向に配向された軸線周りでの回転が、防止され、
前記磁性保持デバイス（２）は、トルクに抗するように前記ハウジングに連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第１の磁性構造体（５）と、トルクに抗するように前記巻取りディスク（１）に連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第２の磁性構造体（６）と、を備えており、
前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）との間には間隙（４）が設けられ、前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）とは、前記間隙（４）を間に挟んで磁気連結されており、かつ前記ストランド形状の巻取り材料（８）は間隙（４）を通過し、
前記２つの磁性構造体（５，６）は、前記第１の磁性構造体（５）のＳ極（Ｓ）が前記第２の磁性構造体（６）のＮ極（Ｎ）に対向するよう配置されるとともに前記第１の磁性構造体（５）のＮ極（Ｎ）が前記第２の磁性構造体（６）のＳ極（Ｓ）に対向するよう配置されるように、配置され、
前記第１または第２の磁性構造体（５，６）は、順番に配置されかつ少なくとも一方が前記巻取りディスク（１）の半径方向に配置された少なくとも２つの硬質磁性セクション（９）を有している、つまり前記２つの硬質磁性セクション（９）の第１の硬質磁性セクション（９）の１つの磁極が、特に軟鉄から形成されるバッキングプレート（１０）によって、前記２つの硬質磁性セクション（９）の第２の硬質磁性セクション（９）の反対の極性の磁極に磁気連結されていることを特徴とする巻取りデバイス。
【請求項３】
前記巻取りディスク（１）は、前記巻取りディスク（１）の周縁に沿って配置される少なくとも２つの磁性保持デバイス（２）によって、その動作が、特に回転が防止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻取りデバイス。
【請求項４】
巻取りディスク（１）と、前記巻取りディスクの軸線が略鉛直方向に配向されるように前記巻取りディスク（１）に近接して配置されるハウジングとを備える、ストランド形状の巻取り材料（８）の巻取りのための巻取りデバイスであって、前記巻取りディスク（１）に前記ストランド形状の巻取り材料（８）が巻き取られ、
前記巻取りディスク（１）は、前記巻取りディスク（１）の周縁に沿って配置される少なくとも２つの磁性保持デバイス（２）によってその動作が、特に前記略鉛直方向に配向された軸線周りでの回転が、防止され、
前記磁性保持デバイス（２）の各々は、トルクに抗するように前記ハウジングに連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第１の磁性構造体（５）と、トルクに抗するように前記巻取りディスク（１）に連結されるとともにＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）を有する第２の磁性構造体（６）と、を備えており、
前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）との間には間隙（４）が設けられ、前記第１の磁性構造体（５）と前記第２の磁性構造体（６）とは、前記間隙（４）を間に挟んで磁気連結されており、かつ前記ストランド形状の巻取り材料（８）は間隙（４）を通過し、
前記２つの磁性構造体（５，６）は、前記第１の磁性構造体（５）のＳ極（Ｓ）が前記第２の磁性構造体（６）のＮ極（Ｎ）に対向するよう配置されるとともに前記第１の磁性構造体（５）のＮ極（Ｎ）が前記第２の磁性構造体（６）のＳ極（Ｓ）に対向するよう配置されるように、配置され、
前記第１または第２の磁性構造体（５，６）は、順番に配置された少なくとも２つの硬質磁性セクション（９）を有している、つまり前記２つの硬質磁性セクション（９）の第１の硬質磁性セクション（９）の１つの磁極が、特に軟鉄から形成されるバッキングプレート（１０）によって、前記２つの硬質磁性セクション（９）の第２の硬質磁性セクション（９）の反対の極性の磁極に磁気連結されており、
前記少なくとも２つの磁性保持デバイス（２）の周方向予荷重が互いに対して生じることを特徴とする巻取りデバイス。
【請求項５】
少なくとも２つの磁性保持デバイス（２）は、前記巻取りディスク（１）の周縁に関して互いに対向するよう配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の巻取りデバイス。
【請求項６】
前記第１の磁性構造体（５）の２つの磁極は、前記巻取りディスク（１）の周方向において互いにほぼ隣接して配置され、かつ前記第２の磁性構造体（６）の２つの磁極は、前記巻取りディスク（１）の周方向において互いにほぼ隣接して配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項７】
前記第１の磁性構造体（５）の２つの磁極は、前記巻取りディスク（１）の軸線方向において互いにほぼ隣接するように配置され、かつ前記第２の磁性構造体（６）の２つの磁極は、前記巻取りディスク（１）の軸線方向において互いにほぼ隣接するように配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項８】
前記第１の磁性構造体（５）および前記第２の磁性構造体（６）は、前記巻取りディスク（１）の半径方向において互いに対向するよう配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項９】
前記第１の磁性構造体（５）または前記第２の磁性構造体（６）は、馬蹄形状に形成されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項１０】
前記第１の磁性構造体（５）および前記第２の磁性構造体（６）は、馬蹄形状に形成されることを特徴とする請求項９に記載の巻取りデバイス。
【請求項１１】
前記第１の磁性構造体（５）および／または前記第２の磁性構造体（６）は、少なくとも１つの永久磁石（９）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項１２】
前記第１の磁性構造体（５）および／または前記第２の磁性構造体（６）は、少なくとも１つの電磁石を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【請求項１３】
前記第１の磁性構造体（５）および／または前記第２の磁性構造体（６）は、磁化可能な材料からなる少なくとも１つの構成要素を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の巻取りデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張番号ＤＥ  １０  ２０１２  ０２４  ７５９．１の内容全体がその参照によって本出願に組み込まれる。
【０００２】
本発明はストランド形状の巻取り材料を巻き取るための巻取りデバイスに関するものである。こうしたストランド形状の巻取り材料は例えば、金属または非金属の被覆されたまたは被覆されていないワイヤや、単芯ケーブルまたは多芯ケーブル、天然繊維または合成繊維などの繊維、特に光ファイバなどの特別な技術要素のためのファイバ、糸、弦、もしくはロープとすることができる。
【背景技術】
【０００３】
巻取りデバイスは、略円形断面を有する巻取りディスクを備えており、該ディスクの外周面にストランド形状の巻取り材料が巻き取られる。巻取りディスクは、好ましくは両端が平面のシリンダ形状を有しており、その高さは、いくつかのストランド形状の巻取り材料の巻線を同時に外周面上に巻取り可能なように寸法決めされる。巻取りディスクは好ましくは巻取りデバイス内に水平に配置されているが、垂直方向にまたは他の方向に配置することもできる。
【０００４】
巻取りディスクは巻取りデバイスの作動中は固定される。巻取りディスクへのストランド形状の巻取り材料の巻取りは、巻取り材料のための適切な回転式巻取り機構によって、好ましくは巻取りディスクの周面の外側周りでの連続的な回転動作を伴う好ましくは１つ以上の偏向ローラによって、該周面上での回転巻取りの形態で実施される。ストランド形状の巻取り材料は好ましくは巻取りディスクの軸端部付近でまとめられる。巻取りディスクの周面上に形成された複数の巻線は、続いて、巻線が巻取りディスクの一方の軸端部に到達するまで、巻取りディスクの軸線方向に互いに押し進められる。
【０００５】
なお巻取りディスクにストランド形状の巻取り材料を巻き取った後、巻取り材料は（巻取り材料の保管および輸送のための巻取りボビンという点で）巻取りディスク上には残っておらず、巻取りディスクの巻取り後はさまざまな方法でさらに処理される。
【０００６】
一方で巻取りディスクの他方の軸端部にあるストランド形状の巻取り材料の巻線は、巻取りディスクのさらなるサポートや誘導を必要とせず、ストランド形状の巻取り材料を保管して輸送するために使用されるバレルなどのコンテナ内に滑り落とされることがある。この場合、巻取りディスクは好ましくは水平に配置されており、コンテナは巻取りディスクの下に配置される。こうした種類の巻取りディスクはドラム式巻き取り機とも称される。これは、好ましくは、巻取りディスク上に巻き取られた際にある程度まで塑性変形して、巻線がコンテナ内に滑り落ちた際でもおおむね安定したままのストランド形状の巻取り材料に使用可能である。そのため、この巻線材料は本質的に金属製のワイヤまたはストランドや、それから形成されるケーブルである。
【０００７】
他方で、ストランド形状の巻取り材料の巻線は、巻取りディスクの他方の軸端部でも制御でき、再度テンションを掛けられた状態で取り外すことができる。この様式では、巻線が巻取りディスク上に「一時的に保管される」ように、巻取りデバイスをストランド形状の巻取り材料の保管デバイスとして使用できる。巻取りディスクの充填角度を変更することによって、例えばストランド形状の巻取り材料の供給率と離脱率とを分離でき、それによりストランド形状の巻取り材料の加工処理での速度変動または一様な瞬間的な作業の停止のバランスを取ることが可能となる。
【０００８】
本発明について、水平に配置された巻取りディスクを備えるドラム式巻き取り機の例を用いて説明する。なお本発明はこれに限定されるものではない。本発明はストランド形状の巻取り材料のための保管デバイスまたは別の巻取りデバイスにも適用できる。
【０００９】
上述のタイプの巻取りデバイスには、次のような問題がある：巻取りディスクが巻取り材料のための巻取り機構によって連続的に旋回されるとともにストランド形状の巻取り材料の巻線が巻取りディスクの外周面上に形成されるため、−円形の巻取りディスクに関して−、ストランド形状の巻取り材料の直径に特に応じた所定の厚さを有する円筒形バレルの形態の容積（つまり筒状容積）を自由な状態にする必要がある。なおこの厚さは半径方向に測定されたものである。こうした筒状容積内をストランド形状の巻取り材料が移動するため、容積内にレバーやレバー構造などの他の機構を設けることはできない。
【００１０】
なお巻取りディスクにストランド形状の巻取り材料を巻き取ることによって、かつ／または、ストランド形状の巻取り材料を巻取りディスクに接触させることによって、支持すべき応力および／またはモーメントが巻取りディスクにもたらされる。例えば特にトルクはストランド形状の巻取り材料によって巻取りディスクにもたらされ、また、こうしたトルクは巻取りディスクを回転させ得る。特に水平に配置された巻取りディスクはまたその垂直方向軸線周りで回転されることがある。
【００１１】
そのため公知の巻取りデバイスでは、巻取りディスクは例えば上からベアリングから吊り下げられる様式で取り付けられる。このため、巻取りデバイスのストランド形状の巻取り材料が供給される際に通過する垂直に配置された回転中空シャフトが巻取りディスクへ向けて下方に延在しており、巻取り材料は、該中空シャフトから巻取り材料のための巻取り機構に向けられた開口を通って横方向に繰り出される。また巻取りディスクは、回転ベアリング好ましくはローラベアリングによって、吊り下げ様式で垂直シャフトに回転可能に取り付けられている。これにより、すべての方向の応力と、垂直軸線以外の他の軸線方向周りのトルクは順応される。しかしながら垂直軸線周りのトルクひいては同時に発生する巻取り軸線の回転はそうした取り付けによって防止することはできない。
【００１２】
こうした理由から、公知の巻取りデバイスは、例えばいわゆるゼロギア(zero gear)またはギア補償(gear compensation)を用いており、これらがその運動力学に基づいて反対方向の回転運動を引き起こすことによって、巻取りディスクは垂直軸線周りの回転の方向に維持される。このようにゼロトランスミッションは巻取りディスクの回転を防止するよう機能する。
【００１３】
代替的には公知の巻取りデバイスでは、巻取りディスクは応力およびトルクの順応のための連動要素を有することができる。この連動要素は、例えばいわゆる「メカニカルソード」の形態のものであり、言い換えると、ストランド状の巻取り材料のためのコンテナの上面における対応する溝に係合する、巻取りディスクの底面における単一のノーズピースである。この形成された連動要素によって、ノーズピースと溝との間における巻取りディスクの同時発生回転が防止される。
【００１４】
ドラム式巻き取り機の巻取りディスク（いわゆる「ショールディスク(Scholl disk)」）の回転を防止するために、特許文献１では、プレート形状セグメントの一対の異なる磁極からなる永久磁石を使用することが提案されている。いずれの場合にも、一方のセグメントが巻取りディスクのフランジに取り付けられ、かつ他方のセグメントがハウジングに固定される取り付け部に取り付けられている。２つのセグメントは、垂直方向において互いに磁気吸引するよう配置される。２つのセグメント間ではディスクが小さな空隙内で作動しており、そこでストランド形状の巻取り材料が巻取りディスクへ向けて２つの偏向ローラ上で誘導されて巻取りディスクに巻き取られる。
【００１５】
巻取りディスクの回転を防止するための磁石による固定は、例えば金属製ではないストランド形状の巻取り材料または銅製ワイヤもしくはアルミニウムワイヤなどの非磁性タイプのストランド形状の巻取り材料に特に適している。
【００１６】
同様に糸状の材料のための保管装置に関して、特許文献２では、垂直に配置された巻取りディスクに取り付けられた永久磁石によってかつ装置フレームに固定される永久磁石によって、該巻取りディスクの回転を防止することが提案される。２つのブロック形状の磁石が、形成される磁石同士の間に間隙があるように、巻取りディスクに対して半径方向に向かい合うように配置されており、糸形状の材料はこの間隙を移動できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】独国特許出願公開第３６  ４２  １７７号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２３  ５２  ５２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、巻取りディスクの回転を防止する改善手段を備える上述のタイプの巻取りデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的は、特許請求の範囲の請求項１で規定されるような巻取りデバイスによって達成される。本発明のさらなる有利な実施形態は従属請求項に関連する。
【００２０】
本発明は、ストランド形状の巻取り材料が巻き取られる巻取りディスクと該巻取りディスクに近接して配置されるハウジングとを備える、ストランド形状の巻取り材料を巻取るための巻取りデバイスであって、巻取りディスクは少なくとも１つの磁性保持デバイスによってその動作が特に回転が防止され、磁性保持デバイスは、トルクに抗するようにハウジングに連結される第１の磁性構造体と、トルクに抗するように巻取りディスクに連結される第２の磁性構造体とを備えており、磁性構造体のそれぞれがＮ極およびＳ極を有しており、第１の磁性構造体と第２の磁性構造体との間には間隙が設けられ、第１の磁性構造体と第２の磁性構造体とは、間隙を間に挟んで磁力により連結されており、かつストランド形状の巻取り材料はこの間隙を通って案内される巻取りデバイスに基づくものである。
【００２１】
そうした巻取りデバイスに関して、本発明は、第１の磁性構造体のＳ極が第２の磁性構造体のＮ極に対向するとともに第１の磁性構造体のＮ極が第２の磁性構造体のＳ極に対向するよう配置される２つの磁性構造体を提供する。
【００２２】
これにより、磁束のうち第１の磁性構造体の外側および第２の磁性構造体の外側を通る部分が実質的に間隙内にのみ広がるため、２つの磁性構造体の間にひいては巻取りデバイスのケーシングと巻取りディスクとの間に非常に大きな保持力がもたらされる。そのため２つの磁性手段によって発生する磁界の大部分を、保持力を発生させるために使用できる。特に磁界の磁力が広がる２つの磁性手段の外側は、互いに実質的に平行であり、その一方で付近では、その磁界が保持力の発生にほぼ影響しないが磁界の磁力線を発散する磁界領域は形成されない。
【００２３】
磁性構造体は、１つ以上の磁性を有するまたは磁化可能な材料または構成要素からなる構造であると理解されたい。この構造は、−場合により磁化後に−、Ｎ極およびＳ極とも称される磁性が異なる２つの磁極を有する。
【００２４】
硬質磁性部分および／または軟質磁性材料を備える磁気回路が、磁性保持手段の形成のために構成されてもよい。硬質磁性材料および／または軟質磁性材料は、磁性保持デバイス内に配置されており、好ましくは並列回路および／または直列回路として配置されている。
【００２５】
上述の材料は、好ましくは強磁性材料などの軟質磁性材料または永久的に磁化可能な硬質磁性材料である。上述の構成要素は、好ましくは永久磁石である。より好ましくは電磁石、または永久磁石と電磁石の組み合わせも、磁力源として使用される。
【００２６】
第１の磁性構造体および第２の磁性構造体は、第１の磁性構造体のＮ極から出た磁界の磁力線が、間隙を通って第２の磁性構造体のＳ極へ向かって延びて第２の磁性構造体に入り、続いて第２の磁性構造体のＮ極へ誘導され、さらに第２の磁性構造体のＮ極を出て、間隙を通って第１の磁性構造体のＳ極へ向かって延びて該第１の磁性構造体に入り、第１の磁性構造体内部をＮ極に向けて通って合流する様式で、本発明に基づいて連結される。
【００２７】
本発明の特に好ましい実施形態に関して、第１の構造体の２つの磁極は巻取りディスクの周方向において互いにしっかりと近接して配置されており、また第２の構造体の２つの磁極も巻取りディスクの周方向において互いにしっかりと近接して配置されている。第１の磁性構造体の磁気連結および第２の磁性構造体の磁気連結によって形成される磁気回路は、このとき実質的に１つの平面上に広がっており、この平面は巻取りディスクの接線を含むかあるいは該接線に平行な直線を含む。
【００２８】
もし大きなトルクが作用して巻取りディスクがわずかに回転すると、上述の第１の磁性構造体および第２の磁性構造体の特に好ましい構造の結果的に生じる変位に起因して、第１の磁性構造体のＳ極が第２の磁性構造体のＳ極の付近に移動するか、もしくは第１の磁性構造体のＮ極が第２の磁性構造体のＮ極の付近に移動する。そのため、いずれの場合でも、異なる磁極間の吸引力に加えて、各々の同じ磁極間に反発力が発生する。反発力は、初めの位置へ向かう巻取りディスクの逆方向の回転をサポートする。
【００２９】
本発明のさらに特に好ましい実施形態では第１の磁気構造の２つの磁極は、巻取りディスクの軸線方向において互いにほぼ近接して配置されており、かつ第２の磁気構造の２つの磁極は、巻取りディスクの軸線方向において互いにほぼ近接して配置されている。考えられる水平配置巻取りディスクに関して、これら２つの磁極は、略垂直方向において一方が他方の上に配置される。さらにこの時生じる磁気回路は実質的に垂直平面上に広がる。
【００３０】
好ましくは、そうした複数の磁性保持デバイスは、巻取りディスクの周方向に配置されているとともに、垂直方向に重ねられた磁極を備える磁性構造体を有する。この様式によって、磁性保持デバイスは、その周方向において非常に小さな空間しか必要としない。そのため巻取りディスクの周縁に沿ってとても多くの保持デバイスを配置できる。
【００３１】
好ましくは、隣接する円周上の磁気構造の相反する磁性は互いに入れ替わる、つまり磁性構造体のＮ極とＳ極は周方向において交互に上になったり下になったりするよう構成される。そのため磁性保持デバイスの数が偶数の場合には、連続的な交番極性を伴うとりわけ均等な構造が得られる。
【００３２】
本発明のさらに好ましい実施形態では、第１の磁性構造体および第２の磁性構造体は、巻取りディスクの半径方向に互いに向かい合うように配置されている。これにより巻取りディスクの水平軸線周りに作用するトルクは、特に巻取りディスクに作用する傾斜モーメントまたは剪断応力に反することなく、とりわけ良好に順応され得る。
【００３３】
第１および第２の磁性構造体は巻取りディスクの軸線方向において対向するよう配置できるが、別の方向にも配置できる。
【００３４】
本発明のさらに好ましい実施形態において、第１の磁性構造体よってかつ第２の磁性構造体によって結合される磁気回路は、実質的に巻取りディスクに平行な平面上に広がる。
【００３５】
本発明のさらに好ましい実施形態に関して、第１の磁性構造体または第２の磁性構造体は馬蹄形状になされている。これは、本発明の構造を単純な様式で製造できるようにし、このときこの構造に関して２つの磁性構造体の異なる磁性の磁極は互いに面している。
【００３６】
ここで「馬蹄形状」との用語は、磁性構造体の異なる磁性の２つの磁極が実質的に同じ方向を向くとともに、これら磁極が、磁性を有するまたは磁化可能な材料または構成要素によって磁性構造体内で連続的につながっているものを意味する。
【００３７】
「馬蹄形状」との用語は、磁性構造体の実際の幾何学的形状とは関係なく、この用語に含まれる範囲内で、実際に馬蹄形状を有する磁性構造体や例えばＵ字形状またはＶ字形状の磁性構造体や特に片側に矩形状開口が形成される磁性構造体のいずれもを意味すると理解されたい。
【００３８】
第２の磁性構造体を馬蹄形状とする必要はなく、例えば平板またはロッド形状のものとすることができる。
【００３９】
なお好ましくは第１の磁性構造体および第２の磁性構造体の両方が馬蹄形状になされる。これにより、２つの磁性構造体のための馬蹄形状構造によるさらなる保持力の増大という利点が得られる。
【００４０】
特に好ましくは第１の磁性構造体および／または第２の磁性構造体は少なくとも１つの永久磁石を備える。このとき磁性構造体は完全に自由に維持されており、例えばネオジム磁石を使用することによって高い保持力をもたらすことができる。
【００４１】
好ましくは第１の磁性構造体および／または第２の磁性構造体は少なくとも１つの電磁石を備える。結果として一方で高い磁気保持力を発生でき、他方で例えば巻取りディスクが交換された場合に、磁気保持力を簡単な様式でそのスイッチを切ることができる。さらに電磁石による保持力は、電磁石を流れる電流を変化させることによって正確に調節でき、それにより例えばコンテナ上での巻取りデバイスの巻取りディスクの正確な中心合わせを実現できる。実質的に支えのないタイプの巻取りディスクと比較してハウジング側では電力供給がより容易なため、ハウジングに固定される第１の磁性構造体のみが電磁石を備えることが好ましい。
【００４２】
好ましくは第１の磁性構造体および／または第２の磁性構造体は軟鉄またはフェライトなどの磁化材料からなる少なくとも１つの構成要素を備える。好ましくは、第１の磁性構造体または第２の磁性構造体は、永久磁石または電磁石を備えており、かつ他方の磁性構造体は磁化材料からなる１つのみの構成要素を備える。好ましくは第１の磁性構造体および第２の磁性構造体は、２つの永久磁石によって形成されるそれらの磁極が平行に配置されるとともに反対方向に磁化され、さらに軟鉄の閉鎖および案内要素によって片側でつながれる様式で、馬蹄形状になされる。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態において、巻取りディスクは、巻取りディスクの周縁に沿って配置される少なくとも２つの磁性保持デバイスによってその動作が特に回転が阻止される。好ましくは、これら磁性保持デバイスは、巻取りディスクに作用する磁気保持力の均一な分散を実現するために、巻取りディスクの周縁に沿って等間隔をおいて配置される。
【００４４】
好ましくはこの実施形態に関して、少なくとも２つの磁性保持デバイスは、巻取りディスクの周縁に対して互いに向かい合うように配置される。特に好ましくは、磁性保持デバイスの全てが、巻取りディスクの周縁に関して対となるように配置されており、つまりｎ個の磁性保持デバイスは、巻取りディスクの横断面に平行な平面上においてｎ個のエッジを有する正多角形の角を形成する。このときｎは偶数である。それにより、巻取りディスクがとりわけ良好に中心合わせがなされるとともに、巻取りディスクを巻取りデバイスに対向するよう取り付けるベアリングが高い剪断応力にさらされないように、巻取りディスクに作用する保持力が巻取りディスクの周縁周りに対称的に分散される。
【００４５】
以下では、本発明のさらなる実施形態および利点について、添付の部分的に概略的な図面に関連して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】磁界の磁力線も図示する、本発明に基づく巻取りディスクおよび巻取りディスクの２つの磁性保持デバイスを示す図である。
【図２】２つの馬蹄形状の磁性構造体を備える本発明に基づく２つの磁性保持デバイスの詳細図である。
【図３】等間隔をおいて配置された８つの磁性保持デバイスを備える本発明に基づく巻取りデバイスを示す図である。
【図４】図３の磁性係留デバイスの詳細図である。
【図５】さまざまな視点から垂直方向に配置された磁性構造体を備える２つまたは３つの保持デバイスを備える実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図面はすべて、水平に配置された巻取りディスク１の上から見た平面図である。
【００４８】
図１には、ワイヤ８のための本発明に基づく巻取りデバイスの巻取りディスク１および２つの磁性保持デバイス２の概略図を示す。２つの保持デバイス２は、第１の磁性構造体５および第２の磁性構造体６がそれぞれ半径方向に向かい合って配置されるように、巻取りディスク１の外縁部において直径方向に対向するよう配置される。いずれの場合にも第１の磁性構造体５のＳ極は、第２の磁性構造体６のＮ極に向かい合うよう配置され、第２の磁性構造体６のＮ極は第１の磁性構造体５のＳ極に向かい合うよう配置される。第１の磁性構造体５の各々は、巻取りデバイスのハウジング（図示せず）に固定される。第２の磁性構造体６の各々は、巻取りディスク１に固定される。
【００４９】
円筒形の巻取りディスク１は、その中央領域において、ピボットベアリング３、特にボールベアリング、ニードルベアリングまたはローラベアリングであるベアリングの外側に連結されている。ピボットベアリング３の内側は、垂直サスペンションを介して、必要ならばさらなるピボットベアリングを介して、巻取りデバイスのハウジングに連結される。それによって巻取りディスク１は、ハウジングに対して回転可能に取り付けられる。ゆえに巻取りディスク１に作用する横方向応力の大部分は、ピボットベアリング３およびサスペンションに吸収される。なお巻取りディスク１の中心を通る垂直軸線周りで同時に発生するトルクは吸収されず、この同時発生トルクは、巻取りストランド形状の材料を巻取ることによって引き起こされる。
【００５０】
しかしながら、同時に発生する巻取りディスク１の回転は、２つの対称的に配置される磁性保持デバイス２によって妨げられる。各第１の磁性構造体５と各第２の磁性構造体６との間には空隙４が存在しており、ワイヤ８は、該隙間４を通って、巻取りディスク１の外面に巻き取られる。各磁性保持デバイス２内には、閉じた磁界の磁力線７が概略的に図示される。
【００５１】
図２には、磁性保持デバイスの本発明の２つの実施形態が詳細に図示される。
【００５２】
図２ａでは、第１の磁性保持デバイス５は、その２つの磁極においてＮ極（参照符号Ｎ）およびＳ極（参照符号Ｓ）をそれぞれ有する永久磁石９が設けられる。磁石９は、その極性が反対となるように巻取りディスク１の周方向に隣り合ってかつ互いに平行に配置される。巻取りディスク１の周方向における永久磁石９の幅は、この実施形態では１２０ｍｍであり、巻取りディスク１の軸線方向における永久磁石９の高さは３０ｍｍであり、かつこれら永久磁石９間の間隙は１０ｍｍである。その半径方向の他端において、２つの永久磁石は、軟鉄からなるバッキングプレート１０によって連結されている。そのため第１の磁性構造体５は、馬蹄形状となるよう形成されており、磁界の磁力線は第１の磁性構造体５から出て空隙４のみへ進む。この実施形態における空隙４は、５から２０ｍｍの、好ましくは約１５ｍｍの幅を有する。
【００５３】
第２の磁性構造体６は、第１の磁性構造体５に対して直接対向するような鏡像様式で、巻取りディスク１に設けられている。第１の磁性構造体５と異なる点は、第２の磁性構造体６の磁極が永久磁石によって形成されず、軟鉄ブロック１１によって形成されることである。これら軟鉄ブロック１１も同様に軟鉄から形成されるバッキングプレート１０によって連結される。そのため第２の磁性構造体６は馬蹄形状に形成される。第２の磁性構造体６全体および第１の磁性構造体５のバッキングプレート１０は、第１の磁性構造体５の２つの永久磁石９によって磁化され、かつ空隙４を通る閉じた磁束が２つの磁性構造体５および６にまたがって形成される。
【００５４】
図２ｂに図示される磁性保持デバイス２は、図２ａに図示される磁性保持デバイスとは、第２の磁性構造体６の磁極が軟鉄ブロック１１によって形成されるのではなく永久磁石９によって形成される点においてのみ異なっている。これら永久磁石は４つの関連する永久磁石９の磁性の異なる磁極が空隙４において対向して配置されるように設けられる。
【００５５】
同様に、第２の磁性構造体の構成要素として電磁石を提供することもできる。これは例えばコイルでバッキングプレート１０を巻くことによって容易に実施できる。
【００５６】
図２ｂに基づく構造は、例えば図２ａに基づく構造の巻取りディスク１に対する横方向の保持力つまり接線方向の保持力が十分でない場合に選択され得る。この保持力は、ワイヤによって引き起こされて巻取りディスク１に作用する同時発生トルクが、安全率を考慮した磁性保持デバイス２すべてによって連帯的に順応されるようなものでなければならない。この実施形態に関して、単一の磁性保持デバイスの実現可能な保持力は例えば１００Ｎに設定される。
【００５７】
図３には、８つの磁性保持デバイス２を備える本発明に基づく巻取りディスク１を図示する。これら磁性保持デバイス２は、巻取りディスク１の周縁に沿って均一に配置される。この場合、第１の磁性構造体５のみが別体のユニットとして概略的に図示される。この実施形態では巻取りディスク１の直径は６５０ｍｍである。
【００５８】
図３には巻取り材料のための、第１の偏向ローラ１３と第２の偏向ローラ１４を有する巻取り機構１２が図示されており、偏向ローラ１３は、上記巻取りディスク１から垂直方向に供給されたワイヤ８を水平方向に偏向させ、第２の偏向ローラ１４は、水平方向に対してわずかに傾斜しており、ワイヤ８を巻取りディスク１に対する略接線方向へ向けてわずかに角度を下げて偏向させる。第１の偏向ローラ１３および第２の偏向ローラ１４はともにしっかりと接続されており、図３の実施形態では反時計方向に、巻取りディスク１上またはその周りの回転部（図示せず）上で駆動される。それによってワイヤ８は、所望の巻線を形成するために、接線方向において第１の磁性構造体５と第２の磁性構造体６との間にある空隙４内において巻取りディスク１の外面にもたらされる。
【００５９】
８つの多くの磁性保持デバイス２により、巻取りディスク１を十分に保持でき、それにより引っ張られたワイヤ８によって巻取りディスク１に作用するトルクによる回転が阻止される。同時に、磁石の互いに対する円周方向プレストレスが生じている。
【００６０】
図４には図３の細部を示す。８つの磁性保持デバイス２のうちの１つが図示されており、磁性保持デバイス２は図２ｂで図示されるような２つの馬蹄形状の磁性構造体５および６を備える。
【００６１】
図５ａおよび５ｂには、２つの磁性保持デバイス２を備える実施形態を概略的に図示する。図５ｂは図５ａに図示される斜視図の平面図である。
【００６２】
図５ｃおよび図５ｄには、３つの磁性保持デバイス２を備える実施形態を概略的に図示する。図５ｄは、図５ｃの平面図に示される矢印Ａで示された方向に見た図である。
【００６３】
いずれの実施形態に関しても、第１および第２の馬蹄形状の磁性構造体５、６の磁極は一方が他方の垂直方向上方に配置される。第１および第２の磁性構造体５、６はまた互いに対して半径方向に向かいあうように配置される。
【００６４】
例えば３つの磁性保持デバイス２が図５ｃおよび図５ｄに図示されており、第１および第２の磁性構造体５、６のＮ極（参照符号Ｎ）およびＳ極（参照符号Ｓ）は、巻取りディスク１の周方向において交互に上方および下方を向いている。
【符号の説明】
【００６５】
１  巻取りディスク
２  磁性保持デバイス
３  ピボットベアリング
４  空隙
５  第１の磁性構造体
６  第２の磁性構造体
７  磁界の磁力線
８  ワイヤ
９  永久磁石
１０  バッキングプレート
１１  軟鉄ブロック
１２  巻取り材料のための巻取り機構
１３  第１の偏向ローラ
１４  第２の偏向ローラ
【図１】
0006267227.tif 000002
【図２ａ】
0006267227.tif 000003
【図２ｂ】
0006267227.tif 000004
【図３】
0006267227.tif 000005
【図４】
0006267227.tif 000006
【図５ａ）】
0006267227.tif 000007
【図５ｂ）】
0006267227.tif 000008
【図５ｃ）】
0006267227.tif 000009
【図５ｄ）】
0006267227.tif 000010