Einrichtung zum Ausgleichen der Spannung beim Wickeln von Drähten,
Fäden oder dergleichen Wickelmaterial
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausgleichen der Spannung beim Wickeln von Drähten, Fäden oder dergleichen Wickelmaterial beim Herstellen von unrunden Wickelkörpern, wobei das Wickelmaterial zwischen einer Bremseinrichtung und einer Wickeleinrichtung mittels eines Kraftspeichers und Umlenkelementen bevorratbar ist.
Beim Herstellen unrunder Wickelkörper, beispielsweise der Spulen für die Ständer elektrischer Maschinen, ist es erforderlich, ständig eine konstante Spannung des Wickelmaterials an einer Wickeleinrichtung einzuhalten.
Um das zu erreichen, ist es üblich, das Wickelmaterial über eine Bremseinrichtung, die ein gleichbleibendes Bremsmoment erzeugt, zu führen und mittels eines Kraftspeichers und Umlenkelementen zu bevorraten.
Bei einer bekannten Einrichtung wird die Bevorratung durch einen Hebel erreicht, der an einem Ende eine Umlenkrolle für das Wickelmaterial trägt und am anderen Ende schwenkbar gelagert ist. Der Hebel ist mit einem Gewicht belastbar, welches zwecks Einstellung verschiedener Spannungsgrössen verschiebbar angeordnet ist. Mit dieser Einrichtung ist ein Ausgleichen der Spannung des Wickelmaterials beim Herstellen von unrunden Wickelkörpern durchaus möglich, wenn das Aufwickeln mit niedrigen Geschwindigkeiten geschieht.
Für höhere Geschwindigkeiten ist diese Einrichtung auf Grund der Massenträgheit des Hebels mit dem Gewicht ungeeignet.
Bekannt ist weiterhin eine Einrichtung, bei der das Wickelmaterial über einen federbelasteten Schwinghebel geführt wird, der mit einer Umlenkrolle so zwischen zwei gehäusefest gelagerten Umlenkrollen bewegbar ist, dass ein Ausgleichen der Spannung des Wickelmaterials erreichbar ist.
Eine ebenfalls bekannte Einrichtung besteht aus einem festen, mit mehreren drehbar gelagerten, parallel angeordneten Umlenkrollen versehenen Arm und einem federbelasteten Schwinghebel, welcher gleichfalls drehbar gelagerte, den erstgenannten Umlenkrollen gegen überliegende Umlenkrollen aufweist. Das Wickelmaterial wird dabei nach Art eines Flaschenzuges über die Umlenkrollen verlegt und bildet somit einen Vorrat, der periodisch im Sinne des unterschiedlichen Wickelmaterialbedarfs an der Wickeleinrichtung entnommen und wieder angefüllt wird. Auch diese mit Hilfe von Federkraft arbeitenden Einrichtungen zum Ausgleichen der Spannung des Wickelmaterials sind für hohe Geschwindigkeiten nicht geeignet, da hierbei Nachschwingungen entstehen, die ein exaktes Wickeln von unrunden Wikkelkörpern nicht gestatten.
Gleichzeitig treten hierbei immer wieder Schwierigkeiten durch ein Nachlassen der Federkraft und durch ungenügende Verstellmöglichkeiten für verschieden grosse Spannungen des Wickelmaterials auf.
Zweck der Erfindung ist es, ein exaktes Wickeln von unrunden Wickelkörpern auch bei hohen Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ausgleichen der Spannung beim Wickeln von Drähten, Fäden oder dergleichen Wickelmaterial beim Herstellen von unrunden Wickelkörpern, mit der das Wickelmaterial zwischen einer Bremseinrichtung und einer Wickeleinrichtung mittels eines Kraftspeichers und Umlenkelementen bevorratbar ist, zu schaffen, deren Kraftspeicher so gestaltet ist, dass ein Nachschwingen vermieden wird und dessen Spannkraft mit Verkürzen des Arbeitsweges progressiv ansteigt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kraftspeicher aus einem Führungskörper und mittels diesem geführten, wenigstens zwei gleichpolig sich gegenüberliegenden und axial bewegbaren Permanentmagneten besteht. Dabei wird die physikalische Gesetzmässigkeit von der abstossenden Wirkung gleicher magnetischer Polaritäten zur Kraftspeicherung ausgenutzt.
Der Führungskörper kann vorteilhaft als Hohlzylinder ausgebildet sein, dessen Innendurchmesser um ein geringes grösser als der Aussendurchmesser der Perma nentmagneten ist, so dass diese in axialer Richtung zum Führungskörper leicht hin und her bewegbar sind.
Bei einer weiteren zweckmässigen Ausführungsform ist der Führungskörper als Führungsstange ausgebildet, auf der mit Durchbrüchen versehene Permanentmagnete in axialer Richtung hin und her bewegbar angeordnet sind.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch paarweises Abstufen der Durchmesser der Permanentmagneten ein Variieren der Kraftwirkung leicht möglich ist. Um ein Streuen der magnetischen Kraftlinien und damit Kraftverluste zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Gleitflächen des Führungskörpers und/ oder der Permanentmagnete mit einer unmagnetischen Gleitschicht zu versehen.
Vorteilhafterweise besteht diese Gleitschicht aus Epoxydharz, da dieses die geforderten Eigenschaften sehr gut erfüllt.
Zur Verhinderung eines harten Aneinanderschlagens der Permanentmagnete können deren Stirnseiten mit elastischen Mitteln, beispielsweise Filzen, ausgestattet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein an dem Führungskörper angeordneter verstellbarer Anschlag vorgesehen sein, der die Einstellung des Abstandes der Permanentmagneten zueinander und damit der zum Ausgleich der Spannung jeweils notwendigen Kraft ermöglicht.
Eine mit einem solchen Kraftspeicher ausgerüstete Einrichtung gestattet auch bei relativ hohen Geschwindigkeiten einen exakten Ausgleich der Spannung beim Wickeln von Drähten, Fäden oder dergleichen Wickelmaterial beim Herstellen von unrunden Wickelkörpern, da hierbei keinerlei Nachschwingungen des die Spannung erzeugenden Kraftspeichers auftreten. Gleichzeitig ergibt schon eine geringe Verstellung des Abstandes zwischen den Permanentmagneten eine relativ grosse Anderung der Kraft, woraus ein grosser Verstellbereich einer solchen Einrichtung für unterschiedliche Spannungsgrössen resultiert.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines aus Hohlzylinder und Permanentmagneten bestehenden Kraftspeichers (zum Teil im Schnitt dargestellt) mit Umlenkrollen,
Fig. 2 die Draufsicht nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines aus Führungsstange und Permanentmagneten bestehenden Kraftspeichers (zum Teil im Schnitt dargestellt) mit Umlenkrollen,
Fig. 4 die Draufsicht nach Fig. 3.
In einem Hohlzylinder 1, der beispielsweise an einer nicht dargestellten Wickelmaschine ortsfest angeordnet ist, ist eine Anzahl scheibenförmiger Permanentmagnete 2 mit gleichen Polen (S, N) sich gegenüberliegend und in Längsrichtung des Hohlzylinders 1 hin und her bewegbar gelagert. Die Anzahl der jeweils verwendeten Per maneutmagnete 2 richtet sich dabei nach der geforderten Kraftwirkung. Eine Stirnseite des Hohlzylinders 1 ist durch eine Platte 3 verschlossen, an der eine rotierbare Umlenkrolle 4 mit bekannten Mitteln angebracht ist.
An der anderen Stirnseite ist ein Verschlussteil 5 mit dem Hohlzylinder 1 fest verbunden. Durch das Verschlussteil 5 ist ein Führungselement 6, welches zwei parallel zueinander stehende Umlenkrollen 7 trägt, bewegbar geführt. Das Führungselement 6 ist an einem Permanentmagneten 2 befestigt, der dem Verschlussteil 5 unmittelbar gegenüberliegt. Die Gleitflächen der Permanentmagnete 2 sind mit einer Gleitschicht 8 aus Epoxydharz versehen. Des weiteren ist jeweils eine der einander zugewandten Stirnseiten der Permanentmagnete 2 mit Filzen 9 ausgestattet. Ein in einem Längsschlitz 10 geführter verstellbarer Anschlag 11 ermöglicht ein einfaches Verstellen des Abstandes zwischen den Permanentmagneten 2.
In den Fig. 3 und 4 sind auf einer Führungsstange 12 paarweise abgestufte Permanentmagnete 13, 14, 15, die mit Durchbrüchen entsprechend dem Durchmesser der Führungsstange 12 versehen sind, axial hin und her bewegbar angeordnet. Auch hier sind die Gleitflächen der Permanentmagnete 13, 14, 15 mit einer Gleitschicht 22 und jeweils eine der einander zugewandten Stirnseiten mit Filzen 23 versehen. Die Führungsstange 11 ist an einem Gestell 16, welches ebenfalls beispielsweise an einer nicht dargestellten Wickelmaschine ortsfest angebracht ist, in bekannter Weise befestigt. Gleichfalls am Gestell 16 angeordnet ist eine rotierbare Umlenkrolle 17. Auf der Führungsstange 12 sind weiterhin ein Verschiebekörper 18 mit zwei Umlenkrollen 19 und zur Wegbegrenzung der Permanentmagnete 13, 14, 15 und des Verschiebekörpers 18 verstellbare Sicherungselemente 20 vorgesehen.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Das von einer nicht dargestellten Bremseinrichtung kommende Wickelmaterial 21 ist in Pfeilrichtung um die Umlenkrollen 4; 7 bzw. 17; 19 verlegt und danach einer ebenfalls nicht dargestellten Wickeleinrichtung zugeführt. Die Bremseinrichtung erzeugt ein gleichbleibendes Bremsmoment. Bei Bewegung der Wickeleinrichtung und Entnahme von Wickelmaterial 21 werden die Permanentmagnete 2 bzw. 13; 14; 15 entgegen ihrer Kraftwirkung belastet und somit das Wickelmaterial 21 unter Spannung gehalten. Entsprechend dem beim Wickeln von unrunden Wickelkörpern anfallenden unterschiedlichen Wickelmaterialbedarf ändert sich im gleichen Sinne die Scblaufengrösse und bildet somit einen mehr oder weniger grossen Vorrat an Wickelmaterial.