铰线机的制作方法
【专利摘要】铰线元件(V)包括至少一个基本上位置固定的、用于待绞合物体的储备容器(2)，并且具有至少一个用于所述物体的、旋转的引导装置(1，5，6，6a)，用来基本上与所述引导装置(1，5，6，6a)的旋转轴线平行地将所述物体引导至铰线区域(3)。所述引导装置(1，5，6，6a)可旋转地支承在承载结构(10)、尤其是支承结构(L)中。所述支承结构(L)完全地位于所述物体的旋转圆中，并且通过至少一个保持装置(H)固定在承载结构(10)中，所述保持结构从支承结构(L)径向向外地越过所述物体的旋转圆延伸并且与所述引导装置(1，5，6，6a)轴向间隔开来。所述保持结构(H)具有至少一个通道，通道为了使所述物体沿圆周方向穿过而临时敞开且沿着所述物体的旋转圆。
【专利说明】
铰线机
技术领域
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的铰线元件，其具有至少一个位置固定的、用于待绞合物体的储备容器，并且具有至少一个用于所述物体的、旋转的引导装置，用来从储备容器基本上与所述引导装置的旋转轴线平行地沿所述铰线区域的方向对所述物体进行引导，其中所述引导装置可旋转地支承在承载结构中，并且涉及一种根据权利要求21的前序部分所述的铰线机，其具有多个在运行时基本上位置固定的、用于待绞合物体的储备容器，并且具有至少一个旋转的用于所述物体的引导装置，以便将所述物体从每个储备容器引导至共同的铰线区域。
【背景技术】
[0002]铰线机是一种装置，借助它例如将电线、钢线、铜线和铝线以及绝缘导线(其由多个单独导线构成)绞合成线缆。线缆的形式通过单独导线的数量、单独导线的布局和绞距决定。最简单的机器由线圈架构成，转子连同单独导线围绕着该线圈架移动。根据转子和线圈转速来确定绞距。在此许多线圈架设置在转子上，它们只能用来制造薄线缆。对于较厚的线缆来说，尤其对于厚且重的待绞合的物体来说，必须应用其它结构的铰线机，尤其是管式铰线机。
[0003]管式铰线机由焊接的轴承座构成，铰线管在此轴承座中支承在中间轴承中。用于待绞合物体的线圈架基本上位置固定地(但典型地的是摆动地)安装在铰线管的走向中。该物体由线圈架引导到铰线管的外侧上，并且从该处沿着该铰线管被引导至铰线区。该铰线机由于其巨大的长度而需要非常大的位置并且非常昂贵，并且如果线缆由比可用线圈架更多的导线制成，则该铰线机不能以简单地方式按需要进行扩展。另一方面，如果线缆由比管式铰线机具有的线圈架更少的单独导线制成，则整个管子都必须运动，这会引起不必要的花费和能量消耗，并因此也会提高线缆的制造成本。
【发明内容】
[0004]因此本发明的目的是提供一种铰线机，借助它也能够绞合厚且重的物体，并且该铰线机能够以简单的方式灵活地与各自的卷绕任务相匹配，尤其与待绞合的单独导线的数量相匹配。
[0005]此目的通过独立权利要求的特征得以实现。在附图和从属权利要求中描述了有利的改进方案。
[0006]根据本发明，所述至少一个引导装置借助支承结构被可旋转地支承着，所述支承结构完整地位于所述物体的旋转圆中，并且通过至少一个保持结构固定在承载结构中，所述保持结构从支承结构径向向外地越过所述物体的旋转圆延伸并且与所述引导装置轴向间隔开来，所述保持结构具有至少一个通道，该通道是临时敞开的(为了使所述物体沿圆周方向穿过)且沿着所述物体的旋转圆。
[0007]因此能够避免体积庞大的轴承座，这种轴承座例如是管式铰线机所需的。这些旋转部件能够支承在结构简单的、紧凑的、即使在角速度很高的情况下也功能稳定的中央支承结构上，所述支承结构是用于在构造上与旋转部件的旋转轴线重合的轴承轴线。
[0008]所述引导装置优选包括可旋转地支承在所述支承结构中的铰线盘，所述铰线盘具有至少一个用于待绞合物体的引导器。这种盘具有较小的回转的惯性力矩，因此能够使用于待绞合物体的引导装置快速加速，并且在紧急情况下以及在结束生产时也能快速地且以较小的花费停止。
[0009]为了阻止对待绞合的物体的损坏，并且为了确保精确的引导，引导管优选从每个引导器(优选是穿透铰线盘的洞口)开始在铰线盘的与保持结构相对而置的侧面上延伸，所述引导管支撑在铰线元件或跟随着旋转轴线的方向的其它铰线元件的辅助铰线盘中。
[0010]虽然该旋转的惯性力矩也更高，但由于气体动力学原因对于一些应用情况来说有利的是，在旋转的圆柱管的壁板中加工出至少一个引导管，其中所述圆柱管的旋转轴线在至少一个端侧上可旋转地支承在支承结构中。
[0011]本发明的有利的实施例的特征在于，所述保持结构具有中央区域(优选盘片)，其优选平行于可能的铰线盘并且具有基本上呈圆形的圆周边缘，所述圆周边缘具有比所述物体的旋转圆更小的半径，其中所述中央盘片位置固定且抗扭地借助至少两个保持装置保持在径向地位于旋转圆之外的承载结构中，其中这些保持装置中的至少一个总是保持着所述中央盘片，并且每个保持装置都为待绞合物体打开一个直通间隙。这确保紧凑中央支承结构的稳定固定。通过具有至少三个保持装置的结构，实现了尤其良好的位置固定，中央盘片总是由这些保持装置中的至少两个保持着。
[0012]所述保持结构的优选变形方案规定，保持结构的中央区域通过多个保持元件位置固定地且抗扭地固定在径向位于旋转圆之外的保持环中，这些保持元件优选均匀地分布在所述保持环的圆周上，其中至少两个保持元件总是将中央盘片与保持环连接起来，并且每个保持元件(用于所述物体的引导器暂时位于其附近区域中)从所述物体的旋转圆的区域中移出来并为待绞合物体打开一个直通间隙。
[0013]根据本发明的第一实施例，所述保持元件构成为基本上径向地且沿其纵向伸展部位可活动的并且支承在中央盘片或保持环中的销钉，所述销钉在保持位置中在对应的洞口中嵌入径向相对而置的构件中，其中所述保持元件优选朝向保持位置被预紧。
[0014]在此优选的是，铰线盘至少在引导器的区域中设置有凸轮状的结构或者主动引导器，一旦所述引导器经过所述保持元件，则所述凸轮状结构或主动引导器将保持元件(其沿旋转方向位于引导器之前)从其保持位置带到旋转圆的区域外，并且优选在其余的圆周区域将保持元件保持在保持位置中。因此确保中央区域借助支承结构随时可靠地被至少一个或优选整个保持元件组保持和固定，因此确定铰线盘的平静且稳定的运转。所述主动引导器为此通过在此主动引导器中引导的或持续地贴靠在此主动引导器上的滑动元件或此主动引导器上滑动的滚轮与所述保持元件(其沿旋转方向位于所述引导器之前)共同作用，以便根据铰线盘的角度位置来径向地操纵与所述保持元件相连的元件或滚轮，并因此将所述保持元件从其保持位置带到与保持和引导环隔开的位置中，并且如果所述引导器经过所述保持元件，则通过其余的圆周区域将保持元件保持在保持位置中，以便在所述物体围绕着铰线盘运转时确保所述保持元件的期望的可靠的保持功能，并且为待绞合物体开出通道。
[0015]根据本发明的另一实施例，所述保持结构具有中央区域，优选中央的星形或三角形盘片或轮幅状结构，所述中央区域借助多个保持装置位置固定且抗扭地保持在所述承载结构中，所述保持装置径向位于外面并且从中间的支承结构基本上径向朝外地伸出所述旋转圆，其中所述保持装置在所述物体的所述旋转圆的区域中优选均匀地分布在所述保持结构的圆周方向中，并且其中所述保持装置总是将所述中央盘片支撑在所述承载结构中，从而所述盘片的圆周方向中允许物体通过。通过该结构，借助用于铰线盘的支承结构确保了所述中央区域上的最佳保持效果，这确保了在高转速时所述铰线盘的宁静运转。
[0016]为了确保可靠且持续的固定，但还在铰线盘的旋转情况下在旋转圆上形成用于待绞合物体的通道，每个根据本发明的连接结构包括至少一个可旋转地固定在所述中央区域或所述承载结构上的滚轮，优选包括多个在所述保持结构的圆周方向中的滚轮。所有滚轮的轴线都相互平行，并且优选与所述铰线元件的旋转轴线平行，并且其中最外面的滚轮与各相对而置的滚轮的接触点位于旋转轴线和相对而置的滚轮之间的径向连接线的沿圆周方向相对而置的侧面上。因此能够为径向可移动的保持元件省略设备和控制技术方面的费用，并且避免了保持结构的暂时提升。因此能够在每个位置上都确保了持续的且在径向方向上总是相同的保持效果。
[0017]为了通过保持结构实现待绞合物体的无阻碍通道，而不挤碎这些滚轮之间的物体，并且不使这些滚轮径向碰撞，根据本发明中有利的是，在伸入所述物体的旋转圆中的滚轮的外圆周上设置有至少一个凹口，这些凹口的尺寸允许所述物体容纳在所述凹口中，并且能够在所述滚轮旋转过程中无阻挡地并且优选与相对而置的滚轮无接触地从这些滚轮旁边经过。优选设置两个或更多个这种凹口。来到保持结构的卷筒区域中的物体(在铰线元件的外圆周上)进入滚轮的凹口中，其中凹口在滚轮旋转时具有与铰线元件一样并因此也与待绞合物体一样的圆周速度。所述物体和凹口因此在旋转圆的交叉点区域中运动，它们以相同的圆周速度无相互影响地在此运动，直到所述物体经过所述保持结构，随后从安装的凹口中排出。
[0018]为了能够使所述物体如上面阐述的一样无阻挡地通行，为了总是确保所述保持结构的相对而置的尽可能好的接触，以便实现铰线盘的稳固的保持效果和静止的无碰撞运转，以使所述凹口与所述物体的运动方向对齐，所述凹口沿所述滚轮的圆周方向的扩展优选平行于所述滚轮的旋转轴线在这样的区域上延伸，即此区域最高相当于两个相邻的相对而置的滚轮与具有所述凹口的滚轮的接触点之间的最小间距，因此具有所述凹口的所述滚轮总是与两个相对而置的相邻的滚轮中的至少一个接触。
[0019]相反另一备选的实施例规定，滚轮中的凹口相对于旋转轴线倾斜、但等距地延伸，其中这些凹口在滚轮圆周方向中的边界至少以凹口的圆周侧宽度间隔开来，并且所述滚轮总是与各相对而置的滚轮接触。这种结构方式能够只使两个滚轮持续地相互接触，因为在具有凹口的滚轮的宽度上看总是有一个区域接触相对而置的滚轮并且支撑在所述滚轮上。即使在各保持结构之前和之后的区域中与所述物体的传送方向具有一定的偏差，当环绕在旋转圆上的物体穿过时也能够平静地、无碰撞地运行。
[0020]至少具有凹口的滚轮、优选相对而置的滚轮优选能够以与引导元件角速度成比例的角速度进行驱动，其中例如在铰线盘的驱动器和滚轮之间应用齿带或类似物体，产生了功能性的驱动相关的连接。因此总是能够将所述凹口相对于待绞合的物体保持在各最佳的位置中，以使所述物体小心地从所述凹口进出，并且使每个滚轮结构尽可能小心地经过，优选不与各滚轮直接接触。
[0021]为了简单且可靠地给铰线机的单独结构单元供应能量，并且为了优化工艺控制和监控，规定:所述保持结构中的至少一个设计得用来电连接承载元件，必要时也电连接铰线元件的其它构件或组件，为此承载元件的至少一个滚轮与耗电装置和/或传感装置和/或铰线元件上的执行器连接，或者所述承载结构的至少一个滚轮或所述保持元件中的至少一个使保持环与中央区域电连接，并且保持元件和引导元件与耗电装置和/或传感装置和/或铰线元件上的执行器连接，或者至少一个保持元件与外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元的电流线路和/或数据线路相连，或与通到外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元等的电流线路和/或数据线路相连。
[0022]根据本发明的另一实施例，所述铰线元件能够具有保持结构，其中所述中央区域抗扭地且位置固定地借助至少一个保持装置保持在径向地位于旋转圆之外的承载结构中，其中每个保持装置都包括至少一个带空气间隙的轴承、优选磁性轴承，其沿着所述物体的旋转圆延伸。此表述还包括具有笔直的空气间隙的布局，其与圆形旋转圆相切。在没有复杂的机械系统的情况下，通过无接触的优选磁性的轴承，确保待绞合物体无阻挡地穿过所述保持装置，其中如果应用了主动磁体，则能够根据磁体厚度或气量来调节或主动地匹配用于所述物体的通道横截面。
[0023]必要时也能够使用空气静力学或气体动力学方面的空气轴承，来代替磁性轴承。空气轴承原则上是滑动轴承，其中压到相互运动的滑动面之间的轴承间隙中压缩空气构成了润滑剂。因此同时还形成了压力垫，其无接触地承载着受支承的构件的负载。气体动力学方面的轴承和空气静力学方面的轴承是不同的，前者通过运动自身来形成气垫，后者引导压缩空气以形成压力垫。所述压缩空气典型地由压缩机提供，其中对于压力、刚度以及气垫的缓冲来说都希望具有尽可能高的水平。相反，气体动力学方面的轴承不需要供应压缩空气，但问题是，这两个轴承对象在特有的相对速度下(线性的或旋转的)接触并因此具有摩擦，其会导致磨损。
[0024]所述磁性轴承中的至少一个优选沿着铰线盘的圆周部段延伸，并且其空气间隙沿着所述物体在相应圆周部段上的旋转圆。
[0025]在此有利的是，所述磁性轴承中的至少一个构成为主动的磁性轴承，因为在这种情况下支承结构的轴承的保持力和承载力以及使待绞合物体穿过的空气间隙都调节到特定的界限，并且能够与各自的需求相匹配。
[0026]为了节省给磁性轴承通电和调节磁性轴承所需的能源，这些主动的磁性轴承中的至少一个与至少一个永久磁体相结合，所述永久磁体与铰线元件的重量匹配。
[0027]所述保持结构优选具有至少一个磁性的轴向轴承，因此所述铰线盘只需尽可能少的运动构件就足以实现沿轴向方向的定位和支承。
[0028]对于铰线机来说，前面提到的任务的解决方案是，所述储备容器中的至少一个以及相应的引导装置是按以上段落之一的铰线元件的元件。
[0029]如果应该制造出单独导线数量更少的产品，尽管用于待绞合物体的现有储备容器具有特定的数量，并且引导装置具有相应的数量，也能够驱动更少数量的结构单元。因此所需的能量更少，因为只需驱动绝对需要的功能单元，从而使制造的成本更低廉.
[0030]这种铰线元件优选能够与其它铰线元件无关地进行驱动和操纵，并因此构成单独的功能和结构单元。由于还将这些功能单元组合成结构单元，确保如果线缆应该用比原来机器更多的单独导线来卷成，则现有的铰线机原则上能够借助特定数量的单元任意地扩展。最后，现有机器的单独单元也能够简单且迅速地为了保养、维修或更换而拆卸并且再次装上，因为单独单元也能够单独地或与其它所有单元分开地进行操纵。
[0031]根据铰线机的有利的实施例，在前面段落中描述的铰线元件中的两个或更多个抗扭地相互连接。因此也能够为具有预设数量的储备容器并因此具有待绞合物体条带的铰线机，实现更简单、更紧凑且功能更可靠的支承，并且能够以更小的惯性力矩来引导所述物体。
[0032]为了更简单地运转，相连的铰线元件优选还能够具有共同的驱动器。
[0033]在本发明的另一优选的实施例中设置有一种铰线机，其中优选最靠近所述铰线区域的、用于多个储备容器的引导装置由围绕着其纵向轴线可旋转地支承的铰线管构成，在其内部优选用于待绞合物体的储备容器(2)相对于所述铰线管浮动地被支承着以能够摆动，并且设置有至少另一个单独的按以上段落中任一项所述的铰线元件，其能够独立于所述铰线管进行驱动和操纵。通过原则上任意多数量的铰线元件，本实话例能够模块化地扩展现有的管式铰线机，以便根据生产要求准确地绞合期望数量的条带。相反如果应该加工的条带比通过铰线管和铰线元件预设的条带更少，则能够简单地切断、断开必要时甚至移除不需要的铰线元件。
【附图说明】
[0034]本发明的其它优点、特征和细节从以下的附图描述中得出，其中参照附图来描述本发明的实施例。在此，在权利要求和说明书中提到的特征都可以单独地或者任意组合地成为本发明的重要内容。
[0035]该附图标记列表是本公开文献的组成部分。连续地并且综合性地描述了这些附图。相同的附图标记表示相同的构件，具有不同标志的附图标记表示功能相同或类似的构件。
[0036]其中:
[0037]图1示出了根据现有技术的管式铰线机；
[0038]图2在从斜前方看的透视图中示出了根据本发明的具有两个铰线元件的铰线机；
[0039]图3在从斜后方看的透视图中示出了图2的铰线机；
[0040]图4在轴向视图中示出了具有三个滚轮-保持结构的铰线元件的根据本发明的实施例的重要组件；
[0041]图5在从径向方向看的视图中示出了图2的铰线元件和保持结构；
[0042]图6在细节图中以扩大的比例示出了图4的滚轮-保持结构；以及
[0043]图7在示意图中示出了根据本发明的具有棒状体-保持结构的铰线元件的另一实施例；以及
[0044]图8在示意图中示出了铰线元件，其具有根据本发明通过磁性轴承支承的铰线盘。
【具体实施方式】
[0045]图1示出了常规的管式铰线机，其例如用来由多个单独导线制造出绞合的线缆。这些单独的导线能够是电线、钢线、铜线或铝线以及绝缘的导线，其中线缆的形状通过单独导线的数量、单独导线的布局和绞距决定。沿着连续绞线管I的走向，用于待绞合物体的储备容器2优选地支承在线圈上，线圈安装在线圈架上，线圈架被悬挂着从而能够摆动。在铰线管I的外侧上，待绞合物体被引导离开储备容器2，并且沿着铰线管I被引导至铰线区域3。由于铰线管I的巨大长度以及巨大重量，该铰线管I必须支承在多个轴承座4上，其中驱动装置定位在这些轴承座4中的至少一个轴承座中，以使铰线管I整体上置身于旋转状态中并且也能再次使之减速。
[0046]图2和图3在整体视图中示出了本发明的铰线机的具体实施例。在此设置有两个铰线元件V来代替一个铰线管I，但原则上也可设置任意多个铰线元件。设置优选相对于其直径较薄的铰线盘5，来代替中空圆柱形的管状部段，作为用于每个铰线元件V的待绞合物体的至少一个旋转引导器6(为此见图4、图6和图7)的承载体，在此铰线盘5的外圆周区域5a中设置至少一个穿透其厚度的洞口，其当作旋转引导器6来用。
[0047]铰线盘5或各个可能的其它引导装置(例如铰线管I的节段)可旋转地支承在支承结构L中，其完整地位于所述物体的旋转圆的内部。所述物体的旋转圆在此理解为这样曲线，即所述物体的每个纵向部段在铰线盘5、铰线管节段、引导器6等的旋转过程中沿着该曲线移动，而不考虑所述物体的纵向运动。
[0048]铰线盘5能够可旋转地支承在中间轴线A上，所述轴线A在支承结构L上形成。所述轴线A优选在铰线盘5上形成，并且可旋转地容纳在位置固定的支承结构L中。
[0049]用于位置固定的且抗扭的轴线A的承载元件9(铰线盘5可旋转地支承在所述轴线上)能够优选通过三个保持结构H支撑在承载结构10上，其中所述保持结构H优选均匀分布地设置在所述铰线盘5的圆周方向上。所述保持结构H还优选设置在铰线盘5的外部圆周边缘5a的区域中。这些保持结构随时都位置固定地将承载元件9支承在铰线元件V的承载结构10上，但在此也允许所述物体沿圆周方向在铰线盘5的各引导器6的旋转运动期间从保持结构H的旁边经过。
[0050]铰线盘5通过驱动器14和齿轮或齿带在承载结10上或承载结构中置身于旋转状态之中或者减速，并且可能的辅助铰线盘5b通过轴15或必要时也通过齿轮、齿带等同样由此驱动器14驱动。辅助铰线盘5b也能没有自身的驱动器，为此抗扭地与受驱动的铰线盘5相连。
[0051]支承结构L借助保持结构H保持在承载结构10中，其中保持结构H径向地越过所述物体的旋转圆延伸，并且沿铰线盘5、铰线管I等的旋转轴线A轴向地与各自的引导装置1、5间隔开来。根据本发明，保持结构H具有临时敞开的(为了使所述物体沿圆周方向穿过)且与所述物体的旋转圆相对应的通道，这可使引导装置1、5居中地支承在位于所述旋转圆之外的结构中。
[0052]至少一个引导管6a从每个引导器6开始延伸，该引导管的端部支承在辅助铰线盘5b中，该辅助铰线盘5b可旋转地设置在铰线元件V的与所述储备容器2相对而置的侧面上。辅助铰线盘5b必要时也可省略，那么引导管6a能够一直抵达铰线元件V的铰线盘5，此铰线元件沿着铰线元件V的旋转轴线。引导管6a使待绞合物体可靠地在铰线元件V的每个旋转状态下经过储备容器2(其线圈架)等。这些引导管6a必要时能够在铰线盘5的与储备容器2相对而置的侧面上一直至少延伸至最近的用于铰线盘5的保持结构H。必要时能够在圆柱管的壁板中加工出至少一个引导管6a，但其随后正好以与铰线盘5相同的方式通过一轴线在圆柱管的至少一个端侧上可旋转地支承在中央支承结构L中。
[0053]图2和图3的实施例的保持结构H具有中央区域，其优选设计成圆片16的形式。所述圆片16优选与铰线盘5平行地保持在承载结构10中。所述圆片16在其圆周的一部分上至少局部地具有基本上呈圆形的圆周边缘，其半径小于待绞合的物体的旋转圆的半径。所述圆片16借助至少两个保持装置Hl(为此见图4和图5)被位置固定且抗扭地保持在径向位于所述旋转圆之外的承载结构10中，并因此位置固定且抗扭地承载着用于铰线盘5的支承结构L，并且还可能承载着辅助铰线盘5b。在至少两个保持装置Hl中，通常它们中的至少两个与所述盘片16处于保持效果连接，但它们根据本发明这样设计，即如果引导器6位于各保持装置Hl的附近区域中，则为待绞合物体保留着沿着物体的旋转圆的直通间隙。
[0054]如同图4以更大比例示出的一样，每个保持装置Hl都包括至少一个可旋转地固定在承载结构1上的滚轮11以及至少多个滚轮12，所述滚轮12可旋转地固定在相对而置的构件(即承载元件9)上并且沿铰线盘5的圆周方向相互隔开来。有利的是，所有的滚轮11、12的轴线都相互平行，并且优选与铰线盘5的旋转轴线A平行。最外面的滚轮12与各相对而置的滚轮11的接触点位于铰线盘5的旋转轴线A和相对而置的滚轮11的轴线之间的径向连接线R的沿圆周方向相对而置的两侧上。通过随时相互接触的滚轮11、12，该承载元件9和铰线盘5位置固定地、但可旋转地被支撑在铰线元件V的承载结构10中。
[0055]为了在铰线盘5旋转时，并因此也在用于待绞合物体的引导器6旋转时，该物体能够无影响或无损坏地并且也对保持结构H无影响地沿圆周方向被引导，在外部滚轮11的外部圆周上设置有至少一个凹口 Ila(对此也见图6)。必要时也能够设置多个凹口 11a，其中滚轮11中的凹口 Ila的数量优选与铰线盘5上的引导器6的数量成比例。所述凹口的尺寸这样规定，即所述物体在其通过引导器6进行运动时沿着旋转圆在保持装置Hl附近被容纳在此凹口 Ila中，并且在滚轮11旋转过程中无阻挡地并且优选与相对而置的滚轮12无接触地从这些滚轮12旁边经过，并因此能够无阻挡地经过该保持结构H。
[0056]滚轮11、12的布局必要时也能够反转，因此这个滚轮11或每个具有凹口I Ia的滚轮都与承载元件9相连，而相对而置的滚轮12安装在铰线元件V的承载结构10上。
[0057]在滚轮11的圆周方向上，凹口Ila的走向在这样的区域上延伸，所述区域小于等于两个相隔最远的相对而置的滚轮12与带凹口 Ila的滚轮11接触的接触点的间距。为了实现更宁静的运行，凹口 Ila的以上定义的宽度优选小于等于两个相隔最近的相对而置的滚轮12与带凹口 Ila的滚轮11接触的接触点的间距。从而确保滚轮11随时与两个相对而置的相邻的滚轮12中的至少一个接触。对于凹口 lla(其纵向延伸至少平行于滚轮11的轴线)来说，凹口 Ila的宽度在滚轮11的圆周方向上小于相对而置的滚轮12沿着带凹口 Ila的滚轮11的圆周的接触点的最小间距。因此对于此具体的布局来说同样确保了带凹口 Ila的滚轮11随时与至少两个相对而置的滚轮12接触。
[0058]具有凹口Ila的滚轮11的另一实施例能够规定凹口 Ila的纵向延伸的定向(沿滚轮11的厚度的方向)，其相对于此滚轮11的轴线成一角度。凹口 Ila的轴线因此等距地跟随着围绕滚轮11的旋转轴线的螺旋形状。凹口 Ila的端部在此优选沿滚轮11的圆周方向至少以凹口 I Ia的圆周宽度间隔开来，滚轮11也总是，即使在所述物体穿过凹口 I Ia时，与各相对而置的滚轮12接触。所述物体进入到凹口 Ila的进入区域在此沿着滚轮11的旋转方向紧接着滚轮11的相对而置的一侧上的输出区域。因此即使对于仅具有在承载结构10上的一个滚轮11以及相对而置的滚轮12的保持装置Hl来说，在任何时间以及在滚轮11、12的任何旋转状态下都能够确保滚轮11、12持续的接触，所述接触具有支撑效果，同时还能够传输所述物体。
[0059]至少保持结构H的带凹口Ila的滚轮11、以及优选相对而置的滚轮12优选以与铰线盘5的角速度、引导器6的数量以及凹口 Ila的数量成比例的角速度被驱动，从而总是既能够确保铰线盘5的预设的圆周速度，又能确保凹口 Ila和引导器6的连续的不可改变的相对运动。为此例如在应用齿轮、齿带或类似物体的情况下，优选在铰线盘5的驱动器14和滚轮11、12之间存在着功能方面的驱动关联。但也可考虑单独的驱动器，其通过对该驱动器的电子或电气控制而只具有相互协调一致的角速度。
[0060]通过至少一个保持结构Hl，优选还能够实现铰线元件V的构件或组件的导电接触。为此，至少一个与保持结构H相连的滚轮12能够与耗电装置和/或传感装置和/或铰线元件上的执行器相连，并且至少一个滚轮11在承载结构10上与外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元等的电流线路和/或数据线路相连，或者与通到这些外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元等的电流线路和/或数据线路相连，其中能量或信号能够通过这些滚轮
11、12之间的接触进行传递。
[0061]如图4以及还如图7所示，所述保持装置Hl能够沿着保持结构H的中央区域的圆周均匀地分布。必要时还可考虑将支承结构L紧密地设置在这样的区域中，即在此区域中例如由于铰线元件的元件重量会出现增大的负载。因此还可考虑具有至少两个保持结构H的实施例，其只位于穿过旋转轴线的水平平面的下方，受此支撑的构件通过重力相对于此下方保持结构H加载。
[0062]图7示出了保持结构H的另一实施例。根据此变形方案，保持结构H的中央区域(SP圆片16)能够通过多个保持元件7位置固定且抗扭地固定在径向位于旋转圆之外的保持环9中，这些保持元件优选均匀地分布在所述圆片或保持环9的圆周上。在此还为了固定所述中央元件16规定，至少两个保持元件7总是将中央盘片16与保持环9连接起来。
[0063]每个用于所述物体(其来自储备容器2并且传输至铰线区域3)的引导器6都径向地设置在铰线盘5的最外部的圆周区域中，其中多个引导器6优选均匀地分布在铰线盘5的圆周周围。
[0064]现在每个保持元件7都构成为基本上径向的且沿其纵向伸展可移动的销钉7，其在中央盘片16的外圆周边缘16a中的对应洞口 8中嵌入保持位置中。所述保持元件7在此能够优选朝向保持位置被预紧，但也能够与主动的驱动器相连，以便它能够在保持位置和朝中央盘片16的圆周边缘16a隔开的位置之间进行径向运动。
[0065]至少对于第一实施例来说，铰线盘5至少在引导器的区域中设置有凸轮状的结构13或者与该结构13抗扭地联接，所述结构直接或间接地作用在保持元件7上，并且必要时还能克服其预应力将保持元件7从保持位置中带到与保持环9隔开的位置中。按另一实施例，铰线盘5必要时还能够与在整个圆周上延伸的主动引导器相连，如果所述引导器6经过了各自的保持元件，则所述主动引导器与保持元件7共同作用，以便根据引导器6朝保持元件7的相对位置将其从保持位置带到与保持环9隔开的位置中。否则在其余的圆周区域中，所述保持元件又还通过主动引导器保持在保持位置中，以确保期望的可靠的保持功能。还可考虑的是，对保持元件7的运动进行电子或电气控制，或者与铰线盘5的驱动器直接连接起来。
[0066]在按图7的实施例中，至少两个保持元件7总是固定着中央盘片16，但每个保持元件7(用于所述物体的引导器6暂时位于保持元件7附近区域中)从待绞合物体的旋转圆的区域中移出来并因此沿圆周方向为待绞合物体打开一个直通间隙。另一实施例规定了磁性轴承的应用，其确保了承载着铰线盘5的结构的牢固固定，并且现在还确保了随时用于待绞合物体的敞开通道。待绞合物体在沿着旋转圆运动时能够无阻挡地在磁性轴承的两个相对而置的部件之间穿过，同时还可靠地固定用于铰线盘5的保持结构H的位置。
[0067]这些保持元件7中的至少一个能够设计得用来电连接中间备片16，因此借助保持结构H的中间区域与耗电装置和/或铰线元件V上的传感装置的连接，能够给它们供应能量或者与外部评估、控制或显示单元或类似物体建立数据和控制通讯。
[0068]图8示出了根据本发明的实施例，其保持结构H具有中央区域，其能够例如设计成板16的形式并且优选设置得与铰线盘5平行。相对于旋转轴线A径向位于最外面的区域无论如何都位于所述物体的旋转圆之内。所述中央区域无论如何都位置固定且抗扭地借助至少一个保持装置H2保持在径向地位于旋转圆之外的承载结构10中。
[0069]所述保持装置H2包括至少一个磁性轴承，其由至少两个相对而置的磁性装置17和18构成。这些磁性轴承17、18优选构成为主动的磁性轴承，其中支承力通过经调节的电磁体在至少一个磁性装置17、18中产生，并且所述系统的稳定性通过适当的反馈和电气控制来确保。持续的电源供应(其对于主动的磁性轴承来说是必要的)以及机械的安全承载(其在电源中断或控制系统故障时优选用来提供保障)大多由松配合的球轴承或滑动轴承构成，其在图4中未示出。在此尤其有利的是，主动的磁性轴承与永久磁体组合起来。此外，还能够设置电动的磁性轴承，其通过涡流产生支承力并且大多没有进行电气控制。
[0070]当然如果保持装置H2由抗磁材料构成并且被动的磁性轴承实际上作为“超导性的磁性轴承”实现，则原则上也可为保持装置H2应用被动的磁性轴承。
[0071]在相对而置的磁性装置17、18之间存在着空气间隙19，其优选能够通过对主动磁性轴承的控制进行调节，该空气间隙基本上沿着所述物体的旋转圆延伸。该空气间隙19能够通过空气轴承产生，其中在压力下产生的空气构成这些相互相对运动的部件的润滑剂。在此，所述空气间隙19能够跟随着旋转圆的形状，即在旋转圆的圆周部段上延伸。在这种情况下，保持装置H2的磁性轴承17、18的空气间隙19也直接地沿着铰线盘5的圆周部段延伸。基本上笔直的平坦的空气间隙19(例如用于多个磁性轴承17、18，它们沿着铰线盘5的圆周部段优选分布在保持结构H的下方区域中)优选与旋转圆的一点上的切线平行地定向，该点位于各磁性轴承17、18的区域中。在这种情况下，空气间隙19当然必须如此之大，使得当物体在间隙入口和间隙出口之间穿过旋转圆时，在不接触空气间隙19的内侧情况下，可以径向地改变待绞合的物体的径向间距。
[0072]永久磁体(未示出)的作用是，通过使其对构件5、16的重量的举升力(不管应用在待支承构件5、16的上方还是下方)，来接纳其大部分重量并且只使主动的磁性轴承17、18进行精细调节。
[0073]在应用磁性轴承时，通过磁性的轴向轴承(未示出)来调节或限制铰线盘5在支承结构L的轴承中的轴向活动性和/或保持装置H2内的轴向间隙。为此，保持结构H和/或保持装置H2除了上面描述的径向作用的磁性轴承以外，还优选具有至少一个磁性的轴向轴承。
[0074]如同各种类型的支承结构或保持装置一样，磁性轴承17、18也能够沿着保持结构H的中央区域的圆周均匀地分布。必要时还可考虑将支承结构L紧密地设置在这样的区域中，即在此区域中例如由于铰线元件V的元件的重量而会出现增大的负载。因此磁性轴承17、18能够只位于穿过旋转轴线A的水平平面的下方，受此支撑的构件通过重力相对于此下方保持装置H2加载。为了位置固定地且抗扭地固定保持结构H的中央区域，这些磁性轴承能够分布在径向位于旋转圆之外的保持环中。
[0075]如同至此描述的铰线元件V—样，铰线机能够模块化地构成，其中单独铰线元件的数量和具体结构能够根据待绞合的条带的所需数量和特性进行选择。对于保养和维修来说，单独的铰线元件V能够简单且迅速地取出和/或更换。因为大多设置有特定的最小数量的待绞合条带，所以根据本发明的铰线元件V的相应数量能够抗扭地相互连接成共同的可操作单元。该单元也能够具有用于所有铰线元件V的共同驱动器。
[0076]也可考虑将上述铰线元件与常规的管式铰线机结合起来。在此典型的是，管式铰线机设置在铰线区域的最近位置，而一个或多个根据本发明的铰线元件能够连接到该铰线区域上。根据待绞合条带的现有数量，能够任意地选择跟随着管式铰线机的铰线元件V的数量。因此尽管用于待绞合物体的现有储备容器2具有特定的数量，并且引导装置l、5、6、6a具有相应的数量，也能够驱动更少数量的结构单元。
[0077]附图标记列表
[0078]I铰线管
[0079]2储备容器
[0080]3铰线区域[0081 ] 4轴承座
[0082]4a具有驱动器的轴承座
[0083]5铰线盘
[0084]5a外部的圆周边缘
[0085]5b辅助铰线盘
[0086]6引导器
[0087]6a引导管
[0088]7保持元件
[0089]8 洞口
[0090]9保持环
[0091]10承载结构
[0092]11 滚轮
[0093]Ila 凹口
[0094]12 滚轮
[0095]13凸轮状结构
[0096]14驱动器
[0097]15连接轴
[0098]16中央盘片/板
[0099]17磁性轴承的上方磁性装置
[0100]18磁性轴承的下方磁性装置
[0101]19磁性轴承的空气间隙
[0102]Hl保持装置
[0103]H2具有磁性轴承的保持装置
[0104]V铰线元件
[0105]R径向方向
[0106]A旋转轴线
[0107]L支承结构
【主权项】
1.一种铰线元件，其具有至少一个基本位置固定的、用于待绞合物体的储备容器(2)，并且具有至少一个用于所述物体的、旋转的引导装置(l，5，6，6a)，用来从储备容器(2)基本上与所述引导装置(l，5，6，6a)的旋转轴线平行地沿铰线区域(3)的方向对所述物体进行引导，所述引导装置可旋转地支承在承载结构(10)中，其特征在于，所述至少一个引导装置(I，5，6，6a)借助支承结构(L)被可旋转地支承着，所述支承结构(L)完整地位于所述物体的旋转圆中，并且通过至少一个保持结构(H)固定在承载结构(10)中，所述保持结构从所述支承结构(L)径向向外地越过所述物体的旋转圆延伸并且与所述引导装置(I，5，6，6a)轴向间隔开来，所述保持结构(H)具有至少一个通道(lla，19)，所述通道为了使所述物体沿圆周方向穿过而临时敞开且沿着所述物体的旋转圆。2.根据权利要求1所述的铰线元件，其特征在于，所述引导装置(l，5，6，6a)包括可旋转地支承在所述支承结构(L)中的铰线盘(5)，所述铰线盘具有至少一个用于待绞合物体的引导器(6)，其中引导管(6a)优选以每个引导器(6)为出发点至少在所述铰线盘(5)的与所述保持结构(H)轴向相对而置的侧面上延伸，所述引导管(6a)支撑在所述铰线元件(V)或跟沿着旋转轴线(A)的方向的另一铰线元件(V)的辅助铰线盘(5b)中。3.根据权利要求2所述的铰线元件，其特征在于，在旋转的圆柱管(I)的壁板中加工出至少一个引导管(6a)，其中所述圆柱管(I)的旋转轴线在至少一个端侧上可旋转地支承在所述支承结构(L)中。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)具有中央区域，优选盘片(16)，其优选平行于可能的铰线盘(5)，并且具有基本上呈圆形的圆周边缘(16a)，所述圆周边缘具有比所述物体的旋转圆更小的半径，其中所述中央盘片(16)位置固定且抗扭地借助至少两个保持装置(H1)、优选至少三个保持装置(Hl)保持在径向地位于旋转圆之外的承载结构(10)中，其中这些保持装置(Hl)中的至少一个、优选至少两个保持装置(Hl)总是保持所述中央盘片(16)，并且每个保持装置(Hl)为待绞合物体打开一个直通间隙，用于所述物体的引导器(6)暂时位于此保持装置的附近区域中。5.根据权利要求4所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构的中央区域(16)通过多个保持元件(7)位置固定地且抗扭地固定在径向位于旋转圆之外的保持环(9)中，这些保持元件优选均匀地分布在所述保持环(9)的圆周上，其中至少两个保持元件(7)总是将所述中央盘片(16)与所述保持环(9)连接起来，并且每个保持元件(7)从所述物体的旋转圆的区域中移出来并为待绞合物体打开一个直通间隙，用于所述物体的引导器(6)暂时位于所述保持元件的附近区域中。6.根据权利要求4或5所述的铰线元件，其特征在于，所述保持元件(7)构成为基本上径向地且沿其纵向伸展部位可活动的并且支承在中央盘片(16)或保持环(9)中的销钉，所述销钉在保持位置中在对应的洞口(8)中嵌入径向相对而置的构件中，其中所述保持元件(7)优选朝向保持位置被预紧。7.根据权利要求4至6中至少一项所述的铰线元件，其特征在于，所述铰线盘(5)至少在所述引导器(6)的区域中设置有凸轮状的结构(13)或者主动引导器，一旦所述引导器(6)经过所述保持元件(7 )，则所述凸轮状结构或主动引导器将所述保持元件(7)从其保持位置带到所述旋转圆的区域外，所述保持元件沿旋转方向位于所述引导器(6)之前，并且优选在其余的圆周区域将所述保持元件(7)保持在保持位置中。8.根据权利要求1至3中至少一项所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)具有中央区域，优选中央的星形或三角形盘片(16)或轮幅状结构，所述中央区域借助多个保持装置(Hl)位置固定且抗扭地保持在所述承载结构(10)中，所述保持装置径向位于外面并且从中间的支承结构(L)基本上径向朝外地伸出所述旋转圆，其中所述保持装置(Hl)在所述物体的所述旋转圆的区域中优选均匀地分布在所述保持结构(H)的圆周方向中，并且其中所述保持装置(Hl)总是将所述中央盘片(16)支撑在所述承载结构(10)中，从而所述盘片(16)的圆周方向中允许物体通过。9.根据权利要求8所述的铰线元件，其特征在于，每个保持装置(Hl)包括至少一个可旋转地固定在所述中央区域或所述承载结构上的滚轮(11)，并且包括至少一个可旋转地固定在各相对而置的构件上的滚轮(12)，并且优选包括多个沿所述保持结构的圆周方向隔开的滚轮(12)，其中所有滚轮(11，12)的轴线都相互平行，并且优选与所述铰线元件的旋转轴线(A)平行，并且其中最外面的滚轮(12)与各相对而置的滚轮(11)的接触点位于旋转轴线(A)和相对而置的滚轮(11)之间的径向连接线的沿圆周方向相对而置的侧面上。10.根据权利要求9所述的铰线元件，其特征在于，在伸入所述物体的旋转圆中的滚轮(11)中的一个滚轮的外圆周上设置有至少一个凹口(I Ia)，优选设置两个或更多个凹口(Ila)，其中这些凹口(Ila)的尺寸允许所述物体容纳在所述凹口(Ila)中，并且能够在所述滚轮(11)旋转过程中无阻挡地并且优选与相对而置的滚轮(12)无接触地从这些滚轮(12)旁边经过。11.根据权利要求9或10所述的铰线元件，其特征在于，所述凹口(Ila)沿所述滚轮(11)的圆周方向的扩展优选平行于所述滚轮(11，12)的旋转轴线在这样的区域上延伸，即此区域最高相当于两个相邻的相对而置的滚轮(12)与具有所述凹口(Ila)的滚轮(11)的接触点之间的最小间距，因此具有所述凹口(Ila)的所述滚轮(11)总是与两个相对而置的相邻的滚轮(12)中的至少一个接触。12.根据权利要求9或10所述的铰线元件，其特征在于，所述滚轮(11)中的凹口(Ila)相对于旋转轴线倾斜、但等距地延伸，其中这些凹口(Ila)在滚轮(11)的圆周方向中的边界至少以所述凹口(Ila)的圆周侧宽度间隔开来，并且所述滚轮(11)总是与各相对而置的滚轮(12)接触。13.根据权利要求9至12中至少一项所述的铰线元件，其特征在于，至少具有凹口(Ila)的滚轮(U)、优选相对而置的滚轮(12)能够以与所述铰线盘(5)的角速度成比例的角速度进行驱动，其中例如在所述铰线盘(5)的所述驱动器和所述滚轮(11，12)之间应用齿带或类似物体，优选产生了功能性的驱动相关的连接。14.根据权利要求5至13中至少一项所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)中的至少一个设计得用来电连接铰线元件(V)的构件或组件，为此至少一个滚轮(12)与耗电装置和/或传感装置和/或铰线元件(V)上的执行器连接，或者所述承载结构(10)的至少一个滚轮(12)或所述保持元件(7)中的至少一个使保持环(9)与中央区域电连接，并且所述保持环(9)与耗电装置和/或传感装置和/或铰线元件上的执行器相连，或者至少一个保持元件(7)与外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元的电流线路和/或数据线路相连或者与通到外部电流源、评估单元、控制单元或显示单元等的电流线路和/或数据线路相连。15.根据权利要求1至3中任一项所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)具有中央区域，其最大的外部半径小于所述物体的旋转圆，其中所述中央区域抗扭地且位置固定地借助至少一个保持装置(H2)保持在径向地位于旋转圆之外的承载结构(10)中，其中每个保持装置(H2)都包括至少一个带空气间隙(19)的轴承、优选磁性轴承(17，18)，其空气间隙(19)沿着所述物体的旋转圆延伸。16.根据权利要求15所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)的中央区域以板(16)的形式存在，其优选平行于可能的铰线盘(5)。17.根据权利要求15或16所述的铰线元件，其特征在于，所述磁性轴承(17，18)中的至少一个沿着所述铰线盘(5)的圆周部段延伸，并且其空气间隙(19)沿着所述物体在相应圆周部段上的旋转圆。18.根据权利要求15至17中任一项所述的铰线元件，其特征在于，这些磁性轴承(17，18)中的至少一个构成为主动的磁性轴承。19.根据权利要求18所述的铰线元件，其特征在于，这些主动的磁性轴承(17，18)中的至少一个与至少一个永久磁体相结合，所述永久磁体与铰线元件(V)的重量匹配。20.根据权利要求15至19中任一项所述的铰线元件，其特征在于，所述保持结构(H)具有至少一个磁性的轴向轴承。21.—种铰线机，其具有多个在运行时基本上位置固定的、用于待绞合物体的储备容器(2)，并且具有至少一个旋转的用于所述物体的引导装置(l，5，6，6a)，以便将所述物体从每个储备容器(2)引导至共同的铰线区域(3)，其特征在于，所述储备容器(2)中至少一个以及相应的引导装置(I，5，6，6a)是根据权利要求1至20中任一项所述的铰线元件(V)的元件。22.根据权利要求21所述的铰线机，其特征在于，所述铰线元件(V)能够与其它铰线元件无关地被驱动和操纵，并且构成功能和结构单元。23.根据权利要求21所述的铰线机，其特征在于，两个或更多个根据权利要求1至20中任一项所述的铰线元件(V)相互抗扭地连接，并且优选还具有共同的驱动器(14)。24.根据权利要求21至23中至少一项所述的铰线机，其特征在于，其中优选最靠近所述铰线区域(3)的、用于多个储备容器(2)的引导装置由围绕着其纵向轴线可旋转地被支承的铰线管(I)构成，在其内部优选用于待绞合物体的储备容器(2)相对于所述铰线管(Ia)被支承着以能够摆动，并且设置有至少另一个根据权利要求1至20中任一项所述的铰线元件，其能够独立于所述铰线管(Ia)被驱动和操纵。
【文档编号】H01B13/02GK105917047SQ201580004657
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月15日
【发明人】彼得·库
【申请人】彼得·库