(57)【要約】  ストランド形状材料２の編組またはストランディングのための編組機またはストランディング機械に関し、回転軸周りで回転できかつ半径方向外側に湾曲したロータヨークを有し、ロータヨークの両端は回転軸上または付近に位置しかつ編組機またはストランディング機械の運転中にその長手方向に沿って移動する。ロータヨークは、ストランド形状材料２のための搬送デバイス１を有し、搬送デバイス１は、ロータヨークの長手方向延在部の一部においてのみストランド形状材料２と接触し、かつその接触面でストランド形状材料２と同じ方向に移動するよう構成される。本発明によれば、搬送デバイス１はロータヨークの長手方向延在部の一部のみにおいてストランド形状材料２と接触するよう構成される。この方法により搬送デバイス１とストランド形状材料２との接触面ひいては搬送デバイス１自体の延在部を小さくでき、それによって搬送デバイス１の空力抵抗も低減できる。
2017503933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周りで回転可能でありかつ半径方向外側に湾曲したロータヨークを有する、ストランド形状材料（２）の編組またはストランディングのための編組機またはストランディング機械であって、
前記ロータヨークの両端は、前記回転軸上または前記回転軸付近に位置し、かつ前記編組機またはストランディング機械の運転中に前記ストランド形状材料（２）の長手方向に沿って移動し、
前記ロータヨークは、前記ストランド形状材料（２）のための搬送デバイス（１）を有しており、
前記搬送デバイスは、前記ストランド形状材料（２）に接触するように、かつ前記ストランド形状材料（２）との接触面において前記ストランド形状材料（２）と同じ方向に移動するよう、構成されており、
前記搬送デバイス（１）は、前記ロータヨークの長手方向延在部の一部においてのみ、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されていることを特徴とする編組機またはストランディング機械。
【請求項２】
前記搬送デバイス（１）は、前記ストランド形状材料（２）が少なくとも前記ロータヨークの後半と連続的に接触するように構成されており、
前記後半は、前記ストランド形状材料（２）の移動方向において見た場合のものであることを特徴とする請求項１に記載の編組機またはストランディング機械。
【請求項３】
前記搬送デバイス（１）は、前記ロータヨークの前記長手方向延在部の２０％から８０％で、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の編組機またはストランディング機械。
【請求項４】
前記搬送デバイス（１）は、前記ロータヨークの前記長手方向延在部の３０％から７０％で、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の編組機またはストランディング機械。
【請求項５】
前記搬送デバイス（１）は、前記ロータヨークの前記長手方向延在部の４０％から６０％で、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の編組機またはストランディング機械。
【請求項６】
前記搬送デバイス（１）は、一側においてのみ、特に前記ストランド形状材料（２）の半径方向外側においてのみ、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されてい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編組機またはストランディング機械。
【請求項７】
前記搬送デバイス（１）は、少なくとも２つの側において、特に前記ストランド形状材料（２）の半径方向外側および半径方向内側において、前記ストランド形状材料（２）と接触するよう構成されてい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編組機またはストランディング機械。
【請求項８】
前記搬送デバイス（１）は、前記編組機または前記ストランディング機械の運転中、前記搬送デバイス（１）のうち前記ストランド形状材料（２）と接触するよう設けられた部分が前記ストランド形状材料（２）と略等速度で移動するよう構成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編組機またはストランディング機械。
【請求項９】
前記搬送デバイス（１）は、ベルトコンベアであ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編組機またはストランディング機械。
【請求項１０】
前記ロータヨークは、周囲空気の密度よりも密度の低い媒体で充填された閉空間において前記搬送デバイス（１）に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の編組機またはストランディング機械。
【請求項１１】
前記ロータヨークは、その長手方向延在部のうち、前記搬送デバイス（１）が前記ストランド形状材料（２）と接触するようには構成されていない部分において、好ましくは前記ロータヨークのこの部分においてのみ、摩擦低減コーティングまたはライニングおよび／または摩耗低減コーティングまたはライニング、特にダイアモンドライクカーボンコーティングなどのカーボン含有層、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編組機またはストランディング機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先出願DE 10 2013 010 960.2の内容全体がその参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ストランド形状材料の編組またはストランディングのための編組機またはストランディング機械に関するものである。ストランド形状材料は、例えば、銅ワイヤ、スチールワイヤ、またはアルミニウムワイヤなどの金属材料、もしくはさまざまな合金構成要素を含む金属導体などの金属材料、あるいは天然繊維や合成繊維などの非金属材料とすることができる。そうしたワイヤまたはそうした繊維からなる多数のストランドは、ねじられて撚り糸にされるつまり組紐となるように処理される。ストランド形状材料はまた例えばそうした組紐とすることができ、そうした組紐からなる複数のストランドは互いに編組される、つまりコードやロープとなるように処理される。
【０００３】
簡単に言うと、以下では本発明は編組機に関連して説明されるが、これに限定されない。本発明はストランディング機械に適用することもできる。
【０００４】
本明細書で考慮されるタイプの編組機において、編組は、一般的に１つ以上の半径方向外側に湾曲したロータヨークを有する回転ロータによって実施される。それらロータヨークの２つの軸方向端部は、単一部品のロータシャフトに支持されるか複数部品のロータシャフトに支持されて、ロータの回転軸周りで回転する。（同じタイプのまたは異なるタイプの）ストランド形状材料からなる少なくとも２つのストランドは、ロータに供給され、ロータヨークを通過させられ、それによってストランドの編組が実施される。
【０００５】
この場合、ストランド形状材料が回転するロータヨークから脱落しないように、ストランド形状材料は一般的に、例えばロータヨークにおいて所定の間隔をおいて固定された複数のアイレットをストランド形状材料が通過することによって、ロータヨークの内側に沿ってガイドされる。このようにストランド形状材料がロータヨークの内側に対して遠心力によって押し付けられるため、ロータヨークには、多くの場合に、例えばタングステンカーバイドから形成されるスライドレールの形態の摩擦低減コーティングおよび／または摩耗低減コーティングまたはライニングが設けられる。
【０００６】
上述の様式で準備された組紐は続いてロータヨークから送り出される。
【０００７】
編組されるストランド形状材料およびそれから製造される組紐の両方がスプールに提供されるか、編組機のスプールに再度巻き取られる。ストランド形状材料のさまざまな形態の編組を実現するために、ストランド形状材料のためのスプールまたは製造された組紐のためのスプールは、固定されていてもよく、あるいはロータと同じ方向にロータと同じ速度で回転してもよい。スプールは、特にロータの軸方向端部の間において編組機の内部に配置されていてもよく、あるいは編組機の外側に配置されていてもよい。スプールのさまざまな適切な構成によって、いわゆる単方向編組機または複方向編組機もしくは多方向編組機を実現できる。
【０００８】
本発明について以下では単一ロータヨークを備える編組機を用いて説明するが、これに限定されない。
【０００９】
本発明はまた、複数のロータヨークを有する編組機に適用することもできる。
【００１０】
上述のように、ストランド形状材料がロータヨークの内側に押し付けられることによって、移動するストランド形状材料とロータヨークとの間の摩擦の増大が引き起こされる。そのため、ロータヨークに沿ってガイドされる間、例えば製造された組紐のための回転する巻取りスプールによって生じるガイド方向における引張応力とは反対の引張応力がストランド形状材料に作用する。
【００１１】
この方法でストランド形状材料に生じた張力は、製造された組紐において品質的な問題を引き起こすことがある。特にストランド形状材料がワイヤである場合、張力に起因する負荷によって結束が強まり、そのひずみ値が悪化し得る。この問題は、とりわけ編組機のロータヨークの回転速度が高い場合に生じる。
【００１２】
この問題を解決するために従来ではストランド形状材料のための搬送デバイスが提案されてきた。本発明の要旨における搬送デバイスは、ロータヨークに設けられ、かつストランド形状材料と接触するように、かつストランド形状材料との接触面においてストランド形状材料と同じ方向に移動するように構成されたデバイスを意味すると理解されたい。ロータヨークに設けられる複数のローラ、特に偏向ローラ、もしくはそうしたローラの組み合わせは、そうした搬送デバイスとして理解されるべきではない。
【００１３】
特許文献１では、駆動機構によって駆動される可動コンベア帯片を有する搬送デバイスが提案される。可動コンベア帯片は、好ましくはストランド形状材料がその経路に沿ってロータヨーク上を移動する速度に近い速度で、ストランド形状材料の経路に沿ってロータヨークの長手方向に向かって移動する。該コンベア帯片は、一方向においてロータヨークの内側を走行するが逆方向においてロータヨークの外側を走行するとともに、ロータヨークの外側端部において離間された２つの偏向ローラによって偏向されかつ駆動される周方向無端ベルトの形態を有する。ストランド形状材料の速度とロータヨークの速度がほぼ同じであるため、これら２つの構成要素間には滑り摩擦がほぼ存在せず、ストランド形状材料の望ましくない膨張も存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１１３５４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、編組機またはストランディング機械のための改善された搬送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】
【００１６】
この目的は、特許請求の範囲の請求項１に基づく編組機またはストランディング機械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の対象となっている。
【００１７】
本発明は、ストランド形状材料の編組のための編組機であって、回転軸を中心として回転可能でありかつ半径方向外側に湾曲したロータヨークを有しており、ロータヨークの両端は、回転軸上または回転軸の付近に位置しており、かつ編組機の運転中にストランド形状材料の長手方向に沿って移動し、ロータヨークは、ストランド形状材料のための搬送デバイスを有しており、該搬送デバイスは、ストランド形状材料と接触するように、かつストランド形状材料との接触面においてストランド形状材料と同じ方向に移動するように、構成されている、編組機に基づく。
【００１８】
本発明は、ストランド形状材料のための搬送デバイスが、特にロータヨークの回転速度がより高い場合に大きな空気抵抗を伴い得るとの所見に基づいている。搬送デバイスに関して、特に搬送デバイスの可動部品に関して、ロータヨークを適切な材料を用いて非常に小さく構成できかつ／または対応するプロファイリングによって流線形に形成できるように実現することは難しい。なお、ロータヨークの増大された空気抵抗は、より大きな発熱、より大きなエネルギー消費、編組機のより大きなノイズおよびより強い振動励起を引き起こすが、これらは回避されなければならない。
【００１９】
その一方で、半径方向外側に湾曲したロータヨークに沿った、ストランド形状材料の経路上へのストランド形状材料の装着は均一ではない。実際に、ストランド形状材料とロータヨークの内側との間の摩擦に起因する上述の張力に加えて、遠心力の成分が、モーメントの方向から見て、ロータヨークの長手方向延在部のおおむね後半に加えられる。この力の成分は、移動方向に反して、半径方向内側のポイントへ向けて、半径方向においてさらに外側のポイントにあるロータヨークに沿って、ストランド形状材料の経路上で、ストランド形状材料に作用する。それによって、ストランド形状材料の延伸が促進される。この作用は、ロータヨーク上の特定のポイントにおけるロータヨークの接線とロータヨークの回転軸との間の角度が大きくなればなるほど、さらに顕著となる。反対に、遠心力のうちストランド形状材料の移動方向における成分は、該移動方向から見て、ロータヨークの長手方向延在部のおおむね前半に作用し、それによってストランド形状材料の延伸が低減される。
【００２０】
したがって、本発明によれば、ロータヨークの長手方向延在部の一部のみにおいて、ストランド形状材料と接触するよう構成された搬送デバイスが提供される。この部分は、ロータヨークの長手方向延在部全体よりも短い。
【００２１】
それゆえ、搬送デバイスとストランド形状材料との間の接触面積、ひいては、搬送デバイス自体の展開範囲が、ロータヨークの所定の範囲に限定されることが好ましい。このとき、ストランド形状材料は、回転軸の方向における半径方向内側の遠心力による作用を和らげるよう用いられる。
【００２２】
好ましくは搬送デバイスは、ストランド形状材料の移動方向から見て、少なくともロータヨークの後半において連続的にストランド形状材料と接触するように構成されている。
【００２３】
対照的に、どのようにしてもストランド形状材料が回転軸から半径方向外側に移動する領域、ひいてはストランド形状材料が遠心力によってさらに後押しされる領域においては、搬送デバイスは必ずしも必要ではない。そうした範囲は、好ましくは、ストランド形状材料の移動方向から見てロータヨークの前半の少なくとも一部からなる。
【００２４】
編組機の構造条件に応じて、ロータヨークの長手方向延在部のうち、搬送デバイスがストランド形状材料と接触する部分を変更できる。ここで、空力抵抗の観点から見ると、搬送デバイスの特定の利点および欠点としてその重量などが挙げられる。一方ではストランド形状材料の応力への作用を高めるその性質は、他方では不利となることがある。好ましくは、搬送デバイスは、ロータヨークの長手方向延在部の２０％から８０％で、より好ましくは３０％から７０％で、さらに好ましくは４０％から６０％で、ストランド形状材料と接触するよう構成されている。
【００２５】
本発明のさらに好ましい実施形態では、搬送デバイスは、片側のみにおいて、特にストランド形状材料の半径方向外側において、ストランド形状材料と接触するよう構成されている。この方法では、ストランド形状材料に作用する遠心力を特定の方法で弱めることができる。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施形態では、搬送デバイスは、少なくとも２つの側において、特にストランド形状材料の半径方向外側と半径方向内側とにおいて、ストランド形状材料と接触するよう構成されている。この方法では、ストランド形状材料をとりわけ安全にガイドでき、例えばロータヨークからのストランド形状材料の脱落または搬送デバイスの部品による詰まりなどを防止できる。
【００２７】
当然のことながら、ストランド形状材料を、ロータヨークに固定された複数のアイレットを通過するようにガイドすることも可能である。それによって、ロータヨークのうち搬送デバイスとストランド形状材料とが接触しない部分と、ロータヨークのうち搬送デバイスがストランド形状材料と接触する部分との両方の部分においてストランド形状材料をガイドすることができる。ロータヨークのうち搬送デバイスがストランド形状材料と接触する部分では、アイレットは、アイレットを通してストランド形状材料と搬送デバイスのうち該ストランド形状材料と接触するよう設けられた部分との両方をガイドするため、十分大きな直径を有することが好ましい。
【００２８】
本発明のさらに好ましい実施形態では、搬送デバイスは、搬送デバイスのうちストランド形状材料と接触するよう設けられた部分が、編組機の運転中に、ストランド形状材料と実質的に同じ速度で移動するよう構成されている。搬送デバイスの当該部分とストランド形状材料との間の相対速度が低いため、ストランド形状材料はとりわけ安全な様式でガイドされ得る。
【００２９】
本発明のさらにとりわけ好ましい実施形態では、搬送デバイスはベルトコンベアである。ここでは、ベルトコンベアは、移動可能であり、特に無限に巡回する、平坦で、細長いコンベア要素、とりわけテープ、ベルトまたは帯片を用いて、ストランド形状材料を移動させるためのデバイスであると理解されるべきである。ストランド形状材料およびコンベア要素の表面は、実質的に平行に整列されており、かつ実質的にコンベア要素の表面との摩擦によってストランド形状材料がさらに移動されるように互いに接触している。ベルトコンベアのコンベア要素は、個々のプーリによってベルトコンベアの２つの外側端部において偏向されることが好ましい。
【００３０】
本発明のさらに好ましい実施形態では、ロータヨークは、周囲空気の密度よりも低い密度を有する媒体で充填された閉空間内において、搬送デバイスに設けられている。この媒体は、好ましくは周囲圧力よりも低い圧力の空気あるいは空気よりも密度の低いガス、好ましくはヘリウムである。周囲圧力よりも低い圧力の空気が用いられる場合、該空気は真空ポンプによってもたらされることが好ましい。
【００３１】
この媒体によって、搬送デバイスの空気抵抗が増加するとの欠点を少なくとも部分的に補償できる。その場合には、搬送デバイスを、一般的な空気密度の環境におけるよりも、ロータヨークの長手方向延在部のより長い部分にわたって配置することが実用的となり得る。搬送デバイスの利点および欠点と、周囲空気の密度よりも低い密度を有する媒体で充填された閉空間を確立するとの取り組みの利点および欠点は、編組機の構成に関して互いに比較検討される。
【００３２】
本発明のさらに好ましい実施形態では、ロータヨークは長手方向延在部を有しており、その部分では搬送デバイスがストランド形状材料と接触するよう構成されており、好ましくはロータヨークのこの部分のみに、摩擦および／または摩耗低減コーティングもしくはライニング、特にダイアモンドライクカーボンコーティングが設けられる。
【００３３】
それによって、ロータヨークとストランド形状材料との間の摩擦が、ロータヨークの当該部分では大幅に低減される。同時に、コーティングまたはライニングは、ロータヨークのそうした部分に限定されてもよく、それによってコスト、デザインの複雑さ、および重量が低減される。
【００３４】
ここで「ダイアモンドライクカーボン」とは、一般的な様式で、アモルファス構造を有するsp3-混成およびsp2-混成カーボンの混合物であり、ダイアモンドの一般的な特性のいくつかを有するものであることに留意されたい。
【００３５】
ダイアモンドライクカーボンは、周囲雰囲気および真空もしくは部分的な真空のいずれにおいても、非常に良好な摩擦低減特性および摩耗低減特性を示す。したがって本発明のこの実施形態は、好ましくは、ロータヨークが、密度の低い媒体で充填された閉空間、とりわけより低い空気圧を有する空気で充填された閉空間に配置された実施形態と併用可能である。
【００３６】
本発明のさらに有利な実施形態を、以下の説明と関連して添付の概略的な図面に例示する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に基づく片側搬送デバイスの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に基づく両側搬送デバイスの第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明に基づく搬送デバイスのための駆動装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１には、半径方向外側ロータヨーク弓形部（図示せず）のための、本発明に基づく搬送デバイス１を示す。ロータヨークはコリオリ(Coriolis)に適応される側壁を有してもよい。ロータヨークの長手方向延在部に沿って、ワイヤ２が方向３に移動される。
【００３９】
図１の実施形態では、片側搬送デバイス１は、ワイヤ２の移動方向３から見てロータヨークの長手方向延在部の約３分の２に沿って延在しており、ロータヨークの長手方向延在部の初めの３分の１の端部はロータヨークの端部まで延在する。
【００４０】
ロータヨークは、複数のガイドローラ５と、偏向ガイドローラ８と、偏向駆動ローラ７と、テンションローラ６とを回転可能に支持しており、その周囲では無端ベルト４が、ワイヤ２の移動速度とおおむね同じ速度でロータヨークに沿って回転する。テンションローラ６がその回転軸に対して横方向に取り付けられており、かつ半径方向内側および外側方向に移動可能であり、そのためテンションローラ６は、無端ベルト４に張力を掛けるように無端ベルト４を加圧できる。
【００４１】
ワイヤ２は、内側からの半径方向における遠心力によって無端ベルト４に押し付けられて、摩擦によってともに移動させられる。このため、無端ベルト４のうちワイヤ２と接触する側には摩擦増大コーティングが設けられてもよい。
【００４２】
無端ベルト４は平坦であり、可撓性を有するスチール製の帯片であり、ローラ５，６，７，８は滑らかな表面を有する。なお無端ベルト４は歯付きベルトであってもよく、ローラ５，６，７，８は対応する歯付きベルトホイールであってよい。この場合、歯付きベルトの歯とは反対側の平滑な面が外側に向けられてワイヤ２をともに移動させる。
【００４３】
図２には、２つに分割された円周無端ベルト４１，４２を有する本発明の搬送デバイス１を示す。外側無端ベルト４１は、図１の実施形態のように、ワイヤ２の外側においてローラ５，６，７，８によってガイドされる。内側無端ベルト４２は、対応するローラ５，６，７，８を用いてワイヤ２の内側において、外側無端ベルト４１の鏡像様式で、ガイドされる。
【００４４】
図２によれば、搬送デバイス１は、ワイヤ２の移動方向３から見て、ロータヨークの半分のすぐ手前から始まる。無端ベルト４１，４２は、ワイヤ２の移動方向３に同じ速度で移動して、これら無端ベルトの間でワイヤ２を両側から把持する。それによってワイヤ２が搬送デバイスで横滑りすることはなくなる。
【００４５】
無端ベルト４１上または無端ベルト４１および４２上でのワイヤ２の正確なガイドを実現するために、これらベルトにワイヤ２を受け入れるために長手方向に円周溝を設けることができる。
【００４６】
図３には本発明に基づく搬送デバイスのための駆動装置を概略的に示す。ここではリングギア９は偏向駆動ローラ７に対して同軸にかつしっかりと接続されている。リングギア９は駆動ピニオン１０とかみ合い、駆動ピニオン１０とともにハイポイドギアを形成する。駆動ピニオン１０は続いて、シャフトおよび２つの相互かみ合いかさ歯車１１を介して、ロータヨークが搬送デバイス１とともにその周囲を回転する回転軸と同軸状に配置されるモータ１２によって駆動される。モータ１２が回転軸と同軸構造であるため、モータ１２の相対的に大きな質量に起因する不安定さを大幅に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  搬送デバイス
２  ワイヤ
３  ワイヤの移動方向
４  無端ベルト
４１  物理的に継ぎ目のないベルト
４２  内側無端ベルト
５  ガイドローラ
６  テンションローラ
７  偏向駆動ローラ
８  偏向案内ローラ
９  リングギア
１０  駆動ピニオン
１１  かさ歯車
１２  モータ
【図１】
2017503933.tif 000003
【図２】
2017503933.tif 000004
【図３】
2017503933.tif 000005
【国際調査報告】
2017503933.tif 000006
2017503933.tif 000007
2017503933.tif 000008
2017503933.tif 000009
2017503933.tif 000010
2017503933.tif 000011