DE3810532C2 - Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut, wie z. B. Drähten, Litzen, Glasfasern od. dgl., auf einen Spulenkern der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 47 25 010 ist eine derartige Drahtaufwickelvorrichtung bekannt, bei welcher eine aus einem leicht konischen Kern und zwei konischen Flanschen bestehende Spule auf einem Halter montiert wird, der von einem an der Gehäusekonstruktion befestigten Antriebsmotor über einen Riementrieb drehangetrieben wird. Achsparallel neben der Spule ist eine Gewindespindel angeordnet, die über ein Reversiergetriebe und einen Riementrieb von der Antriebswelle des Spulenhalters angetrieben wird. Eine auf der Gewindespindel drehfest angeordnete Mutter trägt ein Umlenkrad, über das das strangförmige Gut, z. B. ein Draht, tangential auf den Spulenkern geführt wird. Mittels einer einlaufseitig angeordneten Meßrolle wird die Einlaufgeschwindigkeit des Drahtes erfaßt und einem Rechner zugeführt. Dieser Rechner ist ferner an eine Eingabe für den jeweiligen Spulentyp angeschlossen und mit einem auf der Antriebswelle des Spulenhalters befestigten Sensor, einem von der Spindelmutter betätigbaren Endschalter und mit Gebern für die jeweilige Drehrichtung der Gewindespindel verbunden. Beim Wickeln eines Drahtes auf diese Spule mit konischem Kern und konischen Endflanschen besteht die Schwierigkeit, daß die äußeren Lagen eine dem Konuswinkel der Flansche entsprechend zunehmende Länge aufweisen müssen, wobei das Auftreten von Tälern oder Bergen im Endbereich jeder Lage verhindert werden soll. Zu diesem Zweck steuert der Rechner die Bewegung der Spindelmutter mit der daran gelagerten Umlenkrolle auf der Grundlage der erhaltenen Meßwerte und durch Berechnung einer den Verlauf der einzelnen Lagen kennzeichnenden Geraden, welche parallel zur Außenfläche des Kerns verläuft und damit den gleichen Konuswinkel wie der Kern hat. Die Schnittpunkte dieser Geraden mit den Konusflächen des jeweiligen Spulenflansches werden berechnet und kennzeichnen die Umkehrpunkte für die Verlegebewegung der Mutter. Grundsätzlich haben derartige Wickelvorrichtungen mit drehangetriebener Spule den Nachteil, daß größere Gebinde insbesondere aus dünnem Stranggut mit geringer Reißfestigkeit nicht hergestellt werden können, weil mit der zunehmenden Lagenanzahl sich die jeweils zu beschleunigenden und abzubremsenden trägen Massen entsprechend vergrößern. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Gebinden mit konischen Lagen, weil während des Aufwickelvorganges einer Lage die Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Spule aufgrund der zunehmenden Durchmesser der einzelnen Windungen stark gesteigert oder verringert werden muß.

Aus der DE-OS 24 43 734 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Drahtes auf eine Spule mit zylindrischem Kern und zwei endseitigen Querflanschen bekannt, bei welcher die Spule ebenfalls auf einem drehangetriebenen Träger montiert ist. Achsparallel zur Spule befindet sich eine Drahtführung mit einem an Stangen geführten Schlitten und einer am Schlitten drehbar gelagerten Umlenkrolle zum tangentialen Zuführen des Drahtes auf den zylindrischen Kern. Um die Ausbildung von Bergen und Tälern im unmittelbaren Bereich der Flansche zu vermeiden, sind Endschalter für die axiale Verlegebewegung der Drahtführung mit einer Stelleinrichtung verbunden, deren Stellsignale zum Verkleinern oder Vergrößern der Verlegebwegung der Drahtführung von anderen Signalen abgeleitet werden. Mit dieser bekannten Drahtwickelvorrichtung können lediglich Spulen mit zylindrischen Drahtlagen bewickelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, in der strangförmiges Gut auch von geringer Reißfestigkeit automatisch in konischen Lagen von beliebigem Neigungswinkel auf eine Spule aufgewickelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Verwendung eines bekannten drehangetriebenen Flyers als Aufwickelorgan wird erreicht, daß einerseits auch schwere Gebinde aus dünnem Stranggut von geringer Reißfestigkeit hergestellt werden können, weil sich während des Wickelvorgangs die jeweils zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse des Flyers nicht ändert. Zu der erfindungsgemäß angestrebten Bildung von zur Spulenachse geneigt verlaufenden, d. h. konischen, Lagen wird erfindungsgemäß der Durchmesser der Endwindung jeder Lage vom Rechner berechnet, und zwar aus den Ausgangssignalen des die Einlaufgeschwindigkeit des Stranggutes erfassenden Meßfühlers sowie des Drehzahlmessers für die Flyerdrehzahl. Aus den so bestimmten Anfangs- bzw. End-Durchmessern wird im Rechner die Lage der jeweiligen Umkehrpunkte für die Verlegebewegung berechnet, wobei entsprechende Steuersignale dann dem Stellantrieb zugeführt werden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können in der Bahn der Verlegeeinrichtung Endschalter angeordnet sein, welche die jeweils größtmögliche Länge der Verlegebewegung bestimmen und die durch Ausgangssignale des Rechners verstellt werden können.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Wickelvorrichtung mit axial heb- und senkbarem Flyer;

Fig. 2 schematisch eine Wickelvorrichtung mit axial heb- und senkbarer Spule;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 4 eine Variante der Ausführung nach Fig. 2;

Fig. 5 bis Fig. 7 erfindungsgemäß aufgewickelte Gebinde im schematischen Axialschnitt.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein aus einer Drahtziehmaschine 5 kommender Draht 6 auf eine Spule 1 lagenweise aufgewickelt, welche aus einem Spulenkern 2 und zwei endseitigen Flanschen 3, 4 besteht. Der Draht 6 läuft über eine Meßrolle (Geschwindigkeits-Meßfühler) 7 und eine Umlenkrolle 8 in der Spulenachse A-A in einen drehbar gelagerten Flyer 9 ein. Dieser Flyer 9 wird von einem Motor 90 über einen Riementrieb 10 und eine vertikale Hohlwelle 11 drehangetrieben und enthält einen am unteren Ende der Welle 11 befestigten, nach unten offenen Flyertopf 13. An der oberen Deckplatte des Flyertopfes 13 ist eine Umlenkrolle 14 in der Nähe der Achse A-A montiert, welche den Draht 6 nach radial außen zu einer an der Topfwandung gelagerten oberen Rolle 15 umlenkt. Von dieser Rolle 15 läuft der Draht 6 in Richtung des Pfeiles 16 zu einer am unteren Topfrand angeordneten weiteren Rolle 17 und von dieser nach radial einwärts auf den Spulenkern 2.

Der Flyertopf 13 nach Fig. 1 ist an einem traversenartigen Mitnehmer 20 befestigt, der an ortsfesten Führungsstangen 21 geführt und von einem als Druckmittelzylinder ausgebildeten Antrieb 19 angehoben oder abgesenkt wird. Durch die Vertikalbewegung des Mitnehmers 20 wird der Flyer 9 während des Wickelbetriebes gegenüber der Spule 1 zur Bildung von Wickellagen angehoben und abgesenkt. Wenn die Wicklung einen der Spulenflansche 3 oder 4 erreicht, muß die Bewegungsrichtung des Flyers umgekehrt werden. Zu diesem Zweck sind ein oberer und ein unterer Endschalter 18a, 18b am Gehäuse montiert, die von einem mitfahrenden Schaltfinger aktiviert werden und eine Richtungsumkehr der Flyerbewegung über den Antrieb 19 einleiten.

Die von dem einlaufenden Draht 6 angetriebene Meßrolle 7 liefert Drehzahlimpulse an einen Rechner 30, in den die Endposition der Umkehrpunkte, z. B. die Lage des oberen und des unteren Endschalters 18a oder 18b, über je einen Einstellknopf A, B eingegeben werden können. Durch Betätigen eines Knopfes C wird eine automatische Steuerung aktiviert, welche die Endschalter 18a, 18b verstellt, sobald in der Nähe der Spulenflansche 3, 4 Berge durch Drahtansammlungen oder Täler durch Drahtverarmung auftreten. Der Rechner 30 steuert über eine Leitung 31 auch die Drehzahl des Antriebsmotors 90 und die Betätigung des Stellantriebes 19.

Die Wickelvorrichtung nach den Fig. 2 und 3 entspricht in ihrer Grundkonstruktion der Ausführung nach Fig. 1, wobei gleiche Bauteile auch mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Spule 1 auf einem Tragholm 20a montiert, der an einer gehäusefesten Führungssäule 21 gefgührt ist und mittels eines als Druckmittelzylinder ausgebildeten Antriebs 22 angehoben und abgesenkt wird, so daß die Spule 1 innerhalb des drehangetriebenen Flyertopfes 13 die Verlegebewegungen ausführt. An der Anlenkung des Antriebs 22 an einem seitlichen Ansatz des Tragholms 20a ist ein mit dem Rechner 30 verbundener Geber 23 für die Verlegeposition und für die Geschwindigkeit der Verlegebewegung angeordnet.

Zur Betätigung des Druckmittelzylinders 22 ist ein Hydraulikaggregat 24 mit Steuerventilen a, b vorgesehen, die von einem an den Rechner 30 angeschlossenen Regler 25 angesteuert werden. Ferner ist dem Antriebsmotor 90 für den Flyer 9 ein Drehzahlgeber 26 zugeordnet, der - wie Fig. 3 zeigt - an den Rechner 30 und an einen vom Rechner 30 angesteuerten Regler 27 angeschlossen ist. Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich, enthält die Steuereinrichtung zusätzliche Elemente 28, mit denen die Oberfläche der Spule bzw. der jeweils gewickelten Lage erfaßt werden kann und deren Ausgangssignale dem Rechner zugeführt werden.

Gemäß Fig. 5 ist der Draht in konischen Lagen 101 auf den zylindrischen Kern 100 einer Spule verlegt worden. Bei dieser Verlegung bestimmt der Rechner 30 den jeweiligen Durchmesser der Drahtwindungen im Bereich des oberen und unteren Spulenflansches 102a, 102b. Da der Abstand der Spulenflansche 102a, 102b bekannt ist, können der Neigungswinkel der Lagen und dementsprechend auch die Umkehrpunkte der Verlegebewegung für die verkürzten Anfangs- und Endlagen unter Berücksichtigung der von der Meßrolle 7 erfaßten Einlaufgeschwindigkeit des Drahtes errechnet werden.

Die Fig. 6, 7 zeigen ein entsprechendes Gebinde, bei dem die konischen Lagen 103 nach Erreichen des maximalen Windungsdurchmessers wieder verkürzt worden sind, so daß eine zylindrische Außenkontur entsteht.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut, wie z. B. Drähten, Litzen, Glasfasern od. dgl., auf einen Spulenkern, bestehend aus

• einem Spulenträger zur vertikalen Halterung der Spule,
• mindestens einer neben der Spule angeordneten Umlenkrolle zur tangentialen Zuführung des Wickelgutes zur Spule,
• Antriebsaggregaten für die Wickelbewegung sowie für eine hin- und hergehende axiale Relativbewegung zwischen der Umlenkrolle und der Spule,
• Meßfühlern zum Erfassen der Zulaufgeschwindigkeit des Wickelguts, der Wickeldrehzahl und der axialen Relativbewegung und
• einer mit den Meßfühlern verbundenen Steuereinrichtung für die Antriebsaggregate, welche die Wickeldrehzahl und die axiale Relativbewegung in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßfühler steuert,

dadurch gekennzeichnet,
daß oberhalb der Spule (1) ein drehangetriebener Flyer (9) mit einem die Spule (1) umgebenden unten offenen Topf (13) angeordnet ist, an dessen Innenwand die Umlenkrolle (17) gelagert ist,
daß beim Wickeln von zur Spulenachse geneigt verlaufenden Lagen (konischen Lagen) auf einen zylindrischen Spulenkern (2) zur Bestimmung der Lagenneigung die Durchmesser der Endwindungen jeder Lage sowie der Abstand dieser Windungen erfaßt werden und
daß der Steuereinrichtung ein Rechner (30) zugeordnet ist, der den Durchmesser der Endwindungen jeder konischen Lage auf der Grundlage der Ausgangssignale des Wickelgut-Geschwindigkeits-Meßfühlers (7) sowie des Wickeldrehzahl-Meßfühlers errechnet und der die Umkehrpunkte für die Lagen steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bahn der axialen Verlegebewegung Endschalter (18) zur Begrenzung und Richtungsumkehr der axialen Verlegebewegung vorgeshen sind, deren Position mittels des Rechners (30) verstellbar ist.