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.
Device for balancing the tension when winding wires,
Threads or similar wrapping material
The invention relates to a device for equalizing the tension when winding wires, threads or the like winding material when producing non-circular bobbins, the winding material being stored between a braking device and a winding device by means of an energy store and deflection elements.
When producing non-circular winding bodies, for example the coils for the stator of electrical machines, it is necessary to maintain a constant tension of the winding material on a winding device.
In order to achieve this, it is customary to guide the winding material over a braking device which generates a constant braking torque and to store it by means of an energy store and deflection elements.
In a known device, the storage is achieved by a lever which carries a pulley for the winding material at one end and is pivotably mounted at the other end. The lever can be loaded with a weight which is arranged to be displaceable for the purpose of setting different voltage values. With this device, it is quite possible to balance the tension of the winding material when producing non-circular winding bodies if the winding is done at low speeds.
This device is unsuitable for higher speeds due to the inertia of the lever with the weight.
A device is also known in which the wrapping material is guided over a spring-loaded rocker arm which can be moved with a pulley between two pulleys fixed to the housing so that the tension of the wrapping material can be balanced.
Another known device consists of a fixed arm provided with a plurality of rotatably mounted deflection rollers arranged in parallel and a spring-loaded rocker arm which also has rotatably mounted deflection rollers opposite the first-mentioned deflection rollers. The wrapping material is laid over the pulleys in the manner of a pulley block and thus forms a supply that is periodically removed from the wrapping device and refilled in accordance with the different wrapping material requirements. These devices, which operate with the aid of spring force, to compensate for the tension of the winding material are not suitable for high speeds, since this creates post-oscillations which do not allow precise winding of non-circular winding bodies.
At the same time, difficulties arise again and again due to a decrease in the spring force and inadequate adjustment options for different tensions of the winding material.
The purpose of the invention is to enable precise winding of non-circular bobbins even at high speeds.
The invention is based on the object of providing a device for balancing the tension when winding wires, threads or the like winding material when producing non-circular bobbins, with which the winding material can be stored between a braking device and a winding device by means of an energy store and deflection elements The energy storage mechanism is designed in such a way that reverberation is avoided and its clamping force increases progressively as the work travel is shortened.
According to the invention, the object is achieved in that the energy store consists of a guide body and at least two axially movable permanent magnets which are guided by this and are axially movable and opposite one another with the same polarity. The physical law of the repulsive effect of the same magnetic polarities is used to store force.
The guide body can advantageously be designed as a hollow cylinder, the inner diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the permanent magnets, so that they can be easily moved back and forth in the axial direction of the guide body.
In a further expedient embodiment, the guide body is designed as a guide rod on which permanent magnets provided with openings are arranged such that they can be moved back and forth in the axial direction.
This embodiment offers the advantage that the effect of the force can easily be varied by stepping the diameter of the permanent magnets in pairs. In order to avoid scattering of the magnetic lines of force and thus loss of force, it is advisable to provide the sliding surfaces of the guide body and / or the permanent magnets with a non-magnetic sliding layer.
This sliding layer is advantageously made of epoxy resin, as this fulfills the required properties very well.
To prevent the permanent magnets from hitting each other hard, their end faces can be equipped with elastic means, for example felts.
In a further advantageous embodiment, an adjustable stop arranged on the guide body can be provided, which enables the adjustment of the distance between the permanent magnets and thus the force required to equalize the tension.
A device equipped with such an energy storage device allows an exact equalization of the tension when winding wires, threads or similar winding material when producing non-circular winding bodies, even at relatively high speeds, since no post-oscillation of the energy storage device which generates the tension occurs. At the same time, even a slight adjustment of the distance between the permanent magnets results in a relatively large change in the force, which results in a large adjustment range of such a device for different voltage values.
The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:
1 shows a side view of an energy storage device consisting of a hollow cylinder and permanent magnets (shown partly in section) with pulleys,
FIG. 2 shows the top view according to FIG. 1,
3 shows a side view of an energy storage device consisting of a guide rod and permanent magnets (shown partly in section) with pulleys,
FIG. 4 shows the top view according to FIG. 3.
A number of disc-shaped permanent magnets 2 with the same poles (S, N) are mounted opposite one another and movable to and fro in the longitudinal direction of the hollow cylinder 1 in a hollow cylinder 1, which is fixedly arranged, for example, on a winding machine (not shown). The number of each used Per maneutmagnete 2 depends on the required force. One end face of the hollow cylinder 1 is closed by a plate 3 on which a rotatable deflection roller 4 is attached by known means.
On the other end face, a closure part 5 is firmly connected to the hollow cylinder 1. A guide element 6, which carries two deflecting rollers 7 standing parallel to one another, is movably guided through the closure part 5. The guide element 6 is attached to a permanent magnet 2 which is directly opposite the closure part 5. The sliding surfaces of the permanent magnets 2 are provided with a sliding layer 8 made of epoxy resin. Furthermore, one of the facing end faces of the permanent magnets 2 is equipped with felts 9. An adjustable stop 11 guided in a longitudinal slot 10 enables the distance between the permanent magnets 2 to be adjusted easily.
In FIGS. 3 and 4, permanent magnets 13, 14, 15, stepped in pairs and provided with openings corresponding to the diameter of the guide rod 12, are arranged axially to and fro on a guide rod 12. Here, too, the sliding surfaces of the permanent magnets 13, 14, 15 are provided with a sliding layer 22 and one of the mutually facing end faces is provided with felts 23. The guide rod 11 is attached in a known manner to a frame 16, which is also fixedly attached, for example, to a winding machine (not shown). Also arranged on the frame 16 is a rotatable deflecting roller 17. On the guide rod 12, a sliding body 18 with two deflecting rollers 19 and adjustable safety elements 20 to limit the travel of the permanent magnets 13, 14, 15 and the sliding body 18 are also provided.
The mode of action is as follows:
The winding material 21 coming from a braking device (not shown) is in the direction of the arrow around the pulleys 4; 7 and 17, respectively; 19 laid and then fed to a winding device, also not shown. The braking device generates a constant braking torque. When moving the winding device and removing the winding material 21, the permanent magnets 2 and 13; 14; 15 loaded against their force effect and thus kept the winding material 21 under tension. In accordance with the different winding material requirements that arise when winding non-circular winding bodies, the loop size changes in the same way and thus forms a more or less large supply of winding material.