CH638753A5

CH638753A5 - Device for winding strand-shaped material

Info

Publication number: CH638753A5
Application number: CH225379A
Authority: CH
Inventors: Vambola Iokhannovich Roose
Original assignee: Roose Vambola I
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1983-10-14
Also published as: ATA171879A; SE7901963L; AT362020B; FR2451880B1; DE2910396A1; FR2451880A1; DE2910396C2; SE448226B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut. Letzteres kann z.B. Feinstdraht sein. Sie soll zum Aufwickeln von feinsten fadenartigen Stoffen mit einem Querschnitt unter 50 p.m verwendet werden können. Am vorteilhaftesten soll die vorliegende Erfindung zur Herstellung von Drahtwiderständen und zum Spulenaufwickeln aus feinsten isolierten Drähten verwendet werden können, deren Querschnitte im Mikrometerbereich liegen. The invention relates to a device for winding up strand-like material. The latter can e.g. Be fine wire. It is said to be able to be used for winding the finest thread-like materials with a cross-section below 50 p.m. The present invention should be used most advantageously for the production of wire resistors and for winding up coils from the finest insulated wires, the cross sections of which are in the micrometer range.

Zur Zeit finden in der elektronischen Industrie zur Herstellung von Drahtwiderständen und verschiedenen Spulen die feinsten isolierten Drahtsorten eine breite Anwendung, deren Querschnitte unter 50 um liegen. Es ist bekannt, dass die Zer-reissfestigkeit dieses Drahts einen Wert von 50 p abwärts aufweist. Verhältnismässig oft erfordert aber nicht die Zerreiss-festigkeit, sondern die Stabilität der physikalischen Drahtparameter einen ausserordentlich kleinen Spannungswert des Drahts bei dessen Aufwickeln. In diesem Falle soll der Spannungswert eines Drahts bei dessen Aufwickeln höchstens einige Pond und sogar Pondbruchteile betragen. Diese Umstände stellen besondere Anforderungen an die Einrichtung zum Aufwickeln des feinsten Drahts, dessen Querschnitt im Mikrometerbereich liegt. Diese Einrichtung soll eine zügige und stossfreie Drahtbewegung gewährleisten. Bei der Herstellung der Drahtwiderstände und der verschiedenen Spulen entsteht öfters die Notwendigkeit, den Drehsinn des Drahtaufwickeins umzusteuern. Es ist ganz offensichtlich, dass in diesem Falle in der Einrichtung die Drehmittel der Aufwickel- und der Abwickelspule und die damit gekuppelten Teile eine minimale Trägheit aufzuweisen haben. Beim Aufwickeln eines Drahts entsteht unvermeidlich eine Änderung dessen Spannkraft, und daher soll die Einrichtung einen genau konstanten Wert dieser Kraft gewährleisten. Eine nicht minder wichtige Anforderung, die an eine Einrichtung zum Aufwickeln von Feinstdraht, dessen Querschnitte im Mikrometerbereich liegen, gestellt wird, besteht in der Einfachheit der Konstruktion sowie in der Zuverlässigkeit und Langlebigkeit im Betrieb. At the moment, the finest insulated wire types whose cross sections are less than 50 µm are widely used in the electronic industry for manufacturing wire resistors and various coils. It is known that the tensile strength of this wire has a value of 50 p downwards. Relatively often, however, it is not the tensile strength that is required, but rather the stability of the physical wire parameters, that the wire has an extraordinarily low tension value when it is wound up. In this case, the tension value of a wire should be at most a few pond and even pond fractions when it is wound up. These circumstances place special demands on the device for winding the finest wire, the cross section of which is in the micrometer range. This device is intended to ensure quick and smooth wire movement. When manufacturing the wire resistors and the various coils, there is often a need to change the direction of the winding of the wire. It is quite obvious that in this case the rotating means of the winding and unwinding spool and the parts coupled to it have to have a minimal inertia in the device. When a wire is wound up, there is inevitably a change in its tension, and therefore the device should ensure an exactly constant value of this force. A no less important requirement that is placed on a device for winding fine wire, the cross sections of which are in the micrometer range, is the simplicity of the construction and the reliability and durability in operation.

Das Wesentliche vieler bekannter Einrichtungen zum Aufwickeln von Feinstdraht, dessen Querschnitte im Mikrometerbereich liegen, besteht in deren prinzipieller Ähnlichkeit mit den bekannten Maschinen zum Dickdrahtaufwik-keln. In der Regel ist das kinematische Strukturschema dieser Einrichtungen unverändert geblieben. Es enthält das primäre Drehmittel, mit dem über verschiedenartige mechanische Getriebe alle anderen beweglichen Teile der Einrichtung gekuppelt sind. The essence of many known devices for winding very fine wire, the cross sections of which are in the micrometer range, is their basic similarity to the known machines for winding up thick wire. As a rule, the kinematic structure of these facilities has remained unchanged. It contains the primary rotating means with which all other moving parts of the device are coupled via various mechanical gears.

Die kleinen Spannkräfte, die beim Feinstdrahtaufwickeln erforderlich sind, haben eine Verkleinerung der Aussenab-messungen der Aufwickeleinrichtungen herbeigeführt, doch diese sind rein mechanische Einrichtungen geblieben. Unter anderem ist eine Einrichtung zum Aufwickeln des isolierten Drahts mit einem Mikrometerquerschnitt bekannt (UdSSR-Urheberschein Nr. 550685), die eine Aufwickeltrommel, die mit dem Antrieb über eine Gleitkupplung verbunden ist, einen gefederten Hebel, der auf diese Kupplung einwirkt, und eine Leitrolle enthält, die mit dem Hebel kinematisch gekuppelt ist. Ausserdem enthält diese Einrichtung einen Steg und ein Planetengetriebe, bestehend aus einem Umlauf-rad und einem inneren Sonnenrad. Die Leitrolle ist am Umlaufrad fluchtend befestigt. Der Steg ist mit dem einen Ende auf der Achse des Umlaufrads und mit dem anderen auf der Achse des inneren Sonnenrades befestigt. The small tensile forces that are required for the fine wire winding have reduced the outer dimensions of the winding devices, but these have remained purely mechanical devices. Among other things, a device for winding the insulated wire with a micrometer cross-section is known (USSR copyright certificate No. 550685), which includes a winding drum which is connected to the drive via a sliding clutch, a spring-loaded lever which acts on this coupling, and a guide roller contains, which is kinematically coupled with the lever. In addition, this device contains a web and a planetary gear, consisting of a planet gear and an inner sun gear. The idler is attached to the planet gear in alignment. The web is fixed with one end on the axis of the planetary gear and the other on the axis of the inner sun gear.

Die erwähnte kinematische Kupplung der Leitrolle mit dem Hebel wird über den Steg und über eine Zugstange erzielt. The aforementioned kinematic coupling of the idler roller with the lever is achieved via the web and a tie rod.

Eine Spannkraftänderung des Drahts bei dessen Aufwik-keln stört das Gleichgewicht der auf die Leitrolle einwirkenden Kräfte und diese verschiebt sich zusammen mit dem Umlaufrad in diese oder jene Richtung in Abhängigkeit von der resultierenden Kraft. Dabei wirkt der Steg über die Zugstange auf den Hebel ein, der seinerseits die Kupplung betätigt. In Abhängigkeit von der Richtung, in der das Umlaufrad verschoben wird, erfolgt eine Vergrösserung oder eine Verkleinerung des Schlupfes der Kupplung, infolgedessen die Drehzahl der Aufnahmetrommel und dementsprechend die Drahtspannkraft verkleinert oder vergrössert wird. A change in the tension force of the wire during its winding up disturbs the balance of the forces acting on the guide roller and this shifts together with the planet wheel in this or that direction depending on the resulting force. The web acts on the pull rod on the lever, which in turn actuates the clutch. Depending on the direction in which the planetary gear is displaced, the clutch slippage increases or decreases, as a result of which the rotational speed of the take-up drum and, accordingly, the wire tensioning force are reduced or increased.

Die mit der Gleitkupplung verbundene Aufnahmetrommel und die mit dem Umlaufrad des Planetengetriebes gekuppelte Leitrolle weisen eine grosse Trägheit auf, was sich auf die Genauigkeit sehr negativ auswirkt, mit der die Sollspannkraft des aufzuwickelnden Drahts aufrechterhalten wird. Die durch die Leitrolle über den Steg, die Zugstange und den Hebel gesteuerte Gleitkupplung kann keine stufenlose Drehzahländerung der Aufnahmetrommel bei einer Spannkraftänderung des aufzuwickelnden Drahts sichern, d.h. dabei sind ruckartige Drahtbewegungen unvermeidlich. Ausserdem kann diese kinematisch derart komplizierte und lange Rückkopplungskette keine schnelle und genaue Wiederherstellung des Sollwertes der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts bei dessen Änderung gewährleisten. Wie schon erwähnt, schwankt beim Aufwickeln des Feinstdrahts mit den Mikrometerquerschnitten die Spannkraft von einigen Pondbruch-teilen bis auf einige Dutzend Pond. Unter Berücksichtigung dieser Umstände ist es ganz offensichtlich, dass diese bekannte Einrichtung kein genaues Aufrechterhalten des Sollwertes der Drahtspannkraft beim Drahtaufwickeln sichern kann. Es ist auch darauf zu achten, dass diese bekannte Einrichtung eine komplizierte Kinematik aufweist und infolgedessen im Betrieb wenig zuverlässig ist. The take-up drum connected to the sliding clutch and the idler roller coupled to the planetary gear have a high degree of inertia, which has a very negative effect on the accuracy with which the desired tensioning force of the wire to be wound is maintained. The sliding clutch controlled by the guide roller via the web, the pull rod and the lever cannot ensure a continuous change in the speed of the take-up drum when the tension of the wire to be wound changes, i.e. jerky wire movements are inevitable. In addition, this kinematically complicated and long feedback chain cannot guarantee a quick and exact restoration of the setpoint value of the tension of the wire to be wound when it is changed. As already mentioned, when the fine wire with the micrometer cross-sections is wound up, the tension varies from a few parts of the Pond to a few dozen. Taking these circumstances into account, it is quite obvious that this known device cannot ensure accurate maintenance of the target value of the wire tensioning force during wire winding. It is also important to ensure that this known device has complicated kinematics and is consequently not very reliable in operation.

Die vorliegende Erfindung basiert auf einer Einrichtung zur Spannkraftstabilisierung beim Drahtaufwickeln (Urheberschein der UdSSR Nr. 398484), bei der die vorerwähnten Nachteile teilweise beseitigt werden. Diese Einrichtung enthält Spindeln zur Befestigung der Abwickel- und der Aufwik-kelspulen, ein Mittel zum Drehen der Spindeln sowie einen Spannkraftgeber des aufzuwickelnden Drahts, dessen Ausgang mit dem Mittel zum Drehen der Spindeln elektromecha-nisch gekuppelt ist. Das Mittel zum Drehen der Spindeln besteht aus einem Elektromotor, dessen kinematischer Kupplung mit der Spindel zur Befestigung der Abwickelspule und einer elektromagnetischen Kupplung, die den gleichen Elektromotor mit der Spindel zur Befestigung der Aufwickelspule verbindet. Der Spannkraftgeber des aufzuwickelnden Drahts ist nach dem Prinzip eines Federdynamometers ausgeführt, The present invention is based on a device for tension stabilization during wire winding (copyright certificate of the USSR No. 398484), in which the aforementioned disadvantages are partially eliminated. This device contains spindles for fastening the unwinding and winding spools, a means for rotating the spindles and a tension sensor for the wire to be wound up, the output of which is electromechanically coupled to the means for rotating the spindles. The means for rotating the spindles consists of an electric motor, its kinematic coupling with the spindle for fastening the unwinding spool and an electromagnetic coupling, which connects the same electric motor with the spindle for fastening the winding spool. The tension generator of the wire to be wound is designed according to the principle of a spring dynamometer,

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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dessen Hebel die elektrischen Kontakte steuert. Diese Kontakte sind mit einem Servomotor gekoppelt, dessen Welle mit dem Schieber eines Spartransformators gekuppelt ist, der eine Spannungsänderung an der elektromagnetischen Kupplung gewährleistet. Die elektrischen Kontakte, die durch den Hebel des Spannkraftgebers gesteuert werden, der Servomotor und der Spartransformator bilden den elektromecha-nischen Rückkopplungskreis. the lever controls the electrical contacts. These contacts are coupled to a servo motor, the shaft of which is coupled to the slide of an autotransformer, which ensures a voltage change on the electromagnetic clutch. The electrical contacts, which are controlled by the lever of the tension encoder, the servo motor and the autotransformer, form the electromechanical feedback circuit.

Bei einer Änderung der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts in dieser oder jener Richtung vom Sollwert schlägt der Hebel des Spannkraftgebers von der Neutralstellung aus und schliesst den entsprechenden Kontakt. In Abhängigkeit vom Drehsinn der Servomotorwelle wird der damit gekuppelte Schieber des Spartransformators in diese oder jene Seite verschoben. Infolgedessen wird die Spannung verkleinert oder vergrössert, die an die Elektromagnetkupplung gelegt wird. Im Ergebnis davon wird die Drehzahl der Aufwickelspule auch verkleinert oder vergrössert und dementsprechend nimmt die Drahtspannkraft ab oder zu, infolgedessen kehrt der Hebel des Spannkraftgebers in die Neutralstellung zurück. If the tension of the wire to be wound changes in one direction or the other from the setpoint, the lever of the tension transmitter moves from the neutral position and closes the corresponding contact. Depending on the direction of rotation of the servo motor shaft, the spool of the autotransformer coupled to it is moved to one side or the other. As a result, the voltage applied to the electromagnetic clutch is decreased or increased. As a result, the speed of the take-up reel is also reduced or increased and accordingly the wire tensioning force increases or decreases, as a result the lever of the tensioning force returns to the neutral position.

Diese Einrichtung ermöglicht im Vergleich mit den andern erwähnten eine grössere Genauigkeit mit der die Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts am Sollwert gehalten wird, was durch die Anwendung eines elektromechanischen Rückkopplungskreises erzielt wird. Ausserdem weist diese Einrichtung eine einfachere Kinematik auf. Es sind aber die folgenden Umstände zu beachten: Die Aufwickelspule, die über die Spindel mit der Ausgangswelle der elektromagnetischen Kupplung starr gekuppelt ist und die Aufwickelspule, die über eine Spindel und ein kinematisches Getriebe mit der Welle des elektrischen Antriebsmotors starr gekuppelt ist, weisen eine grosse Trägheit auf. Die elektromechanische Rückkopplung kann keine effektive Gegenwirkung den Trägheitskräften entgegensetzen, die bei einer Änderung der Drehzahl der Aufwickel- und der Abwickelspule entstehen. Wie bekannt, beruht die Funktion einer elektromagnetischen Kupplung auf einer Wechselwirkung der Magnetpole. Dabei ist keine stufenlose Übertragung einer Drehbewegung in dem Fall möglich, wenn die Trägheitskraft der Drehbewegung der Ausgangswelle der elektromagnetischen Kupplung mit der Wechselwirkungskraft der Magnetpole der Kupplung vergleichbar bzw. kleiner als die letztere ist. Infolgedessen wird sich bei kleineren Aufwickelgeschwindigkeiten die Aufwik-kelspule ruckartig drehen. Eine Kupplung des Spannkraftgebers mit dem Antrieb der Aufwickelspule hat ein Drahtdurchhängen bei einer Verminderung deren Drehzahl bei grösseren Aufwickelgeschwindigkeiten zur Folge. Das mechanische Glied des Rückkopplungskreises, bestehend aus der Welle des Servomotors und einem Schieber des Spartransformators, setzt deren Schnellwirkung im Vergleich mit dem rein elektrischen Rückkopplungskreis herab. This device enables, in comparison with the others mentioned, greater accuracy with which the tension force of the wire to be wound is kept at the desired value, which is achieved by using an electromechanical feedback circuit. In addition, this device has simpler kinematics. However, the following circumstances must be taken into account: The take-up spool, which is rigidly coupled via the spindle to the output shaft of the electromagnetic clutch, and the take-up spool, which is rigidly coupled to the shaft of the electric drive motor via a spindle and a kinematic gearbox, have a large size Indolence. The electromechanical feedback cannot effectively counteract the inertial forces that occur when the speed of the take-up and take-up reels changes. As is known, the function of an electromagnetic clutch is based on an interaction of the magnetic poles. In this case, a continuous transmission of a rotary movement is not possible in the case when the inertial force of the rotary movement of the output shaft of the electromagnetic clutch is comparable to the interaction force of the magnetic poles of the clutch or less than the latter. As a result, the winding reel will jerky at lower winding speeds. A coupling of the tension encoder with the drive of the take-up reel results in wire sagging with a reduction in its speed at higher take-up speeds. The mechanical element of the feedback circuit, consisting of the shaft of the servo motor and a slide of the autotransformer, reduces their quick action in comparison with the purely electrical feedback circuit.

All diese Umstände wirken sich letzten Endes negativ auf die Genauigkeit aus, mit der man den Sollwert der Spannung des aufzuwickelnden Drahts aufrechterhalten kann. Ausserdem weist diese Einrichtung eine verhältnismässig komplizierte Konstruktion auf. All of these circumstances ultimately negatively impact the accuracy with which one can maintain the setpoint tension of the wire being wound. In addition, this device has a relatively complicated construction.

Die Erfindung bezweckt, die vorstehend angegebenen Nachteile zu beseitigen. The invention aims to eliminate the disadvantages indicated above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Konstruktion der Einrichtung zu schaffen, bei der das Mittel zum Spindeldrehen so ausgeführt und der Geber der Drahtspannkraft mit diesem Mittel so gekuppelt ist, dass eine hohe Genauigkeit gewährleistet ist, mit der in einem weiten Bereich der Aufwickelgeschwindigkeit der Sollwert der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts aufrechterhalten werden kann. The invention has for its object to provide such a construction of the device in which the means for rotating the spindle is so designed and the transmitter of the wire tensioning force is coupled with this means in such a way that a high degree of accuracy is ensured with a wide range of winding speed the set value of the tension of the wire to be wound can be maintained.

Es wird ausgegangen von einer Einrichtung, die mit Spin- It is assumed that a facility that uses spin-

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dein zur Befestigung einer Abwickel- und einer Aufwickelspule, einem Mittel zum Spindeldrehen sowie einem Spannkraftgeber des aufzuwickelnden Gutes versehen ist, dessen Ausgang mit dem Mittel zum Spindeldrehen gekuppelt ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Spindeldrehen als Einzelantriebe ausgeführt ist, von denen jeder einen Aufsatz aus einem magnetisch weichen Stoff, der auf der Spindel starr befestigt ist, und eine Wicklung zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes rings um den Aufsatz enthält und der Ausgang des Spannkraftgebers des aufzuwickelnden Gutes mit dem Antrieb der Spindel zur Befestigung der Abwickelspule elektrisch gekoppelt ist. Your for fastening an unwind and a take-up reel, a means for turning the spindle and a tension sensor of the material to be wound is provided, the output of which is coupled to the means for turning the spindle. The device according to the invention is characterized in that the means for turning the spindle is designed as individual drives, each of which contains an attachment made of a magnetically soft material which is rigidly attached to the spindle and a winding for generating a magnetic rotating field around the attachment and the output of the tension generator of the material to be wound up is electrically coupled to the drive of the spindle for fastening the unwinding spool.

Dank dessen, dass die Spindeln zur Befestigung der Aufwickel- und der Abwickelspule mit den Einzelantrieben unmittelbar, ohne irgendwelche kinematische Zwischenglieder gekuppelt sind, wird eine kleine Trägheit der auf diese Spindeln aufgesetzten Spulen erzielt. Dank dieser Ausführung der Antriebe drehen sich die Spindeln bei einer beliebigen Drehzahl innerhalb des ganzen möglichen Drehzahlbereichs ganz gleichmässig. Eine Kupplung des Ausgangs des Spannkraftgebers mit dem Antrieb der Spindel zur Befestigung der Abwickelspule schliesst die Möglichkeit aus, dass ein Durchhängen des aufzuwickelnden Gutes bei einer Verminderung der Drehzahl der Aufwickelspindel vorkommen kann. Die elektrische Ausführung dieser Kupplung sichert die maximale Schnellwirkung bei der Regelung der Antriebsdrehzahl der Abwickelspule in Übereinstimmung mit einer Spannkraftänderung des aufzuwickelnden Gutes. All dies insgesamt sichert eine hohe Genauigkeit beim Aufrechterhalten des Sollwertes der Spannkraft. Thanks to the fact that the spindles for fastening the winding and unwinding spools with the individual drives are coupled directly, without any kinematic intermediate elements, a small inertia of the spools placed on these spindles is achieved. Thanks to this design of the drives, the spindles rotate at any speed within the entire possible speed range. A coupling of the output of the tensioning force generator with the drive of the spindle for fastening the unwinding reel excludes the possibility that sagging of the material to be wound up can occur with a reduction in the speed of the rewinding spindle. The electrical design of this coupling ensures the maximum quick action when regulating the drive speed of the supply reel in accordance with a change in the tension force of the material to be wound up. All this ensures a high level of accuracy in maintaining the setpoint of the clamping force.

Es ist zweckmässig, wenn die Aufsätze der Spindelantriebe als hohle Zylinder ausgeführt werden. Diese Ausführung ermöglicht, die Trägheit der Antriebe auf ein Minimum herabzusetzen. It is expedient if the attachments of the spindle drives are designed as hollow cylinders. This design enables the inertia of the drives to be reduced to a minimum.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der die Einrichtung zum Feinstdrahtaufwickeln schematisch dargestellt ist. In the following the invention will be explained on the basis of the description of an example with reference to the drawing, in which the device for fine wire winding is shown schematically.

Die Einrichtung zum Aufwickeln von Feinstdraht mit einem Mikrometerquerschnitt enthält Spindeln 1 zur Befestigung einer Abwickelspule 2 und einer Aufwickelspule 3, ein Mittel zum Drehen der Spindeln 1 und einen Geber 4 der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5. Das Mittel zum Drehen der Spindeln 1 ist als Einzelantrieb 6 ausgeführt, von denen jeder einen Aufsatz 7 aus einem magnetisch weichen Stoff, der auf der Spindel 1 starr befestigt ist, und eine Wicklung 8 zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes rings um den Ansatz 7 enthält. Die Aufsätze 7 sind als hohle Zylinder ausgeführt, infolgedessen haben die Antriebe 6 eine kleine Trägheit. Der Geber 4 der Spannkraft des aufzuwik-kelnden Drahts 5 besteht aus einer Schwinge 9, einer Rolle 10 und einem veränderlichen Widerstand 11. Der veränderliche Widerstand 11 ist über einen Rückkopplungsverstärker 12 und einen Spartransformator 13 mit der Wicklung 8 des Antriebs 6 der Abwickelspule gekoppelt. Damit ein Rückspulen des Drahts 5 möglich ist, enthält die Einrichtung einen Rückkopplungsverstärker 14, der über noch einen Spartransformator 13 mit der Wicklung 8 des Antriebs der Aufwickelspule 2 gekoppelt ist. Beim Rückspulen ist der veränderliche Widerstand 11 des Spannkraftgebers 4 an den Verstärker 14 anzuschliessen. Damit der veränderliche Widerstand 11 vom Verstärker 12 auf den Verstärker 14 umgeschaltet werden kann, hat man einen Schalter 15 vorgesehen. Die Einspeisung der Wicklungen 8 der Antriebe 6 erfolgt von einem Transformator 16 aus, der an die Rückkopplungsverstärker 12 und 14 angeschlossen ist. Damit eine Drehsinnänderung der Antriebe 6 möglich ist, sind Schalter 17 vorgesehen. The device for winding very fine wire with a micrometer cross section contains spindles 1 for fastening an unwinding spool 2 and a winding spool 3, a means for rotating the spindles 1 and an encoder 4 for the tension of the wire 5 to be wound. The means for rotating the spindles 1 is as a single drive 6, each of which contains an attachment 7 made of a magnetically soft material, which is rigidly attached to the spindle 1, and a winding 8 for generating a magnetic rotating field around the neck 7. The attachments 7 are designed as hollow cylinders, as a result of which the drives 6 have a small inertia. The encoder 4 of the tension force of the wire 5 to be wound up consists of a rocker 9, a roller 10 and a variable resistor 11. The variable resistor 11 is coupled to the winding 8 of the drive 6 of the unwinding spool via a feedback amplifier 12 and an autotransformer 13. In order to allow the wire 5 to be rewound, the device contains a feedback amplifier 14, which is coupled to the winding 8 of the drive of the take-up reel 2 via an autotransformer 13. When rewinding, the variable resistor 11 of the tension generator 4 is to be connected to the amplifier 14. A switch 15 has been provided so that the variable resistor 11 can be switched from the amplifier 12 to the amplifier 14. The windings 8 of the drives 6 are fed in from a transformer 16 which is connected to the feedback amplifiers 12 and 14. So that a change in the direction of rotation of the drives 6 is possible, switches 17 are provided.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Die Abwickelspule 2 und die Aufwickelspule 3 werden je an einer Spindel 1 befestigt. Den Draht 5 führt man von der Abwickelspule 2 über die Rolle 10 des Spannkraftgebers 4 hindurch und befestigt ihn an der Aufwickelspule 3. Die erforderliche Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 erzielt man durch eine Differenz der Drehmomentwerte an der Aufwickelspule 3 und der Abwickelspule 2. Dies wird erreicht, indem man die entsprechenden Spannungswerte der Spartransformatoren 13 an die Wicklungen 8 der Antriebe 6 legt. Sobald an die Wicklungen 8 der Antriebe 6 eine Spannung gelegt wird, werden rings um diese Wicklungen die magnetischen Drehfelder gebildet. Unter der Wirkung dieser Felder beginnen sich die Aufsätze 7 der Antriebe 6 zu drehen, die aus einem magnetisch weichen Stoff ausgeführt sind und keine Nuten bzw. Wicklungen haben. Die Drehbewegung der Aufsätze 7 erfolgt ganz stoss-frei, bei einer beliebigen Drehzahl. Diese Eigenschaft der Antriebe 6 ist vorteilhaft in bezug auf andere beliebige Elek-tromotore, deren Läufer sich bei niedrigen Drehzahlen ruckweise drehen. Die Aufwickelspule 3 und die Abwickelspule 2, die auf den Spindeln 1 befestigt sind, die durch die darauf befestigten, in Form von hohlen Zylindern ausgeführten Aufsätze 7 angetrieben werden, weisen eine ganz kleine Trägheit auf, was für ein genaues Aufrechterhalten des Sollwertes der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 von grosser positiver Bedeutung ist. Eine Durchmesseränderung der Aufwik-kelspule 3 und der Abwickelspule 2 beim Drahtaufwickeln ruft eine Änderung der Spannkraft des Drahts 5 hervor. Infolgedessen dreht sich die Schwinge 9 des Spannkraftgebers 4 und ändert den Wert des veränderlichen Widerstandes 11. Eine Änderung des veränderlichen Widerstandes 11, der über den Rückkopplungsverstärker 12 und den Spartransformator 13 mit dem Antrieb 6 der Abwickelspule gekoppelt ist, führt die entsprechende Änderung deren Drehzahl herbei. Dadurch wird der Sollwert der Spannkraft des Drahts 5 wiederhergestellt. Diese rein elektrische Rückkopplung des Spannkraftgebers 4 mit dem Antrieb 6 hat eine sehr hohe Schnellwirkung, was für ein genaues Aufrechterhalten des Sollwertes der Spannkraft auch von grosser Bedeutung ist. Eine Kopplung des Spannkraftgebers 4 mit dem Antrieb 6 der Abwickelspule 2 schliesst ein Durchhängen des aufzuwik-kelnden Drahts 5 bei einer Verminderung der Drehzahl der Aufwickelspule 3 aus. The device works as follows: the supply reel 2 and the take-up reel 3 are each attached to a spindle 1. The wire 5 is passed from the unwinding spool 2 over the roller 10 of the tension generator 4 and fastened to the winding spool 3. The required tensioning force of the wire 5 to be wound is achieved by a difference in the torque values on the winding spool 3 and the unwinding spool 2. This becomes achieved by applying the corresponding voltage values of the autotransformers 13 to the windings 8 of the drives 6. As soon as a voltage is applied to the windings 8 of the drives 6, the magnetic rotating fields are formed around these windings. Under the effect of these fields, the attachments 7 of the drives 6 begin to rotate, which are made of a magnetically soft material and have no grooves or windings. The rotary movement of the attachments 7 is completely shock-free, at any speed. This property of the drives 6 is advantageous in relation to any other electric motors, the rotors of which rotate jerkily at low speeds. The take-up reel 3 and the unwinding reel 2, which are attached to the spindles 1, which are driven by the attachments 7, which are attached in the form of hollow cylinders, have a very small inertia, which means that the nominal value of the tensioning force of the wire 5 to be wound is of great positive importance. A change in the diameter of the winding spool 3 and the unwinding spool 2 during wire winding causes a change in the tension of the wire 5. As a result, the rocker 9 of the tension generator 4 rotates and changes the value of the variable resistor 11. A change in the variable resistor 11, which is coupled via the feedback amplifier 12 and the autotransformer 13 to the drive 6 of the unwinding spool, brings about the corresponding change in its speed . As a result, the target value of the tension force of the wire 5 is restored. This purely electrical feedback of the tension force generator 4 with the drive 6 has a very high rapid action, which is also of great importance for an exact maintenance of the desired value of the tension force. A coupling of the tension force generator 4 to the drive 6 of the unwinding spool 2 precludes sagging of the wire 5 to be wound up when the speed of the winding spool 3 is reduced.

Ein Umsteuern der Aufwicklung, das zum Beispiel beim Aufwickeln der Widerstände erforderlich ist, erfolgt bei einer Änderung des Drehsinns der Aufwickelspule 3, was man durch ein Umschalten der Wicklung 8 des Antriebs 6 dieser Spule mit Hilfe des entsprechenden Schalters 17 erzielt. A reversal of the winding, which is required, for example, when winding up the resistors, takes place when the direction of rotation of the winding spool 3 changes, which is achieved by switching the winding 8 of the drive 6 of this spool with the aid of the corresponding switch 17.

Dabei bleibt der Drehsinn der Abwickelspule 2 unverändert. The direction of rotation of the supply reel 2 remains unchanged.

Falls es erforderlich ist, den Draht 5 von der Spule 3 auf die Spule 2 umzuwickeln, schaltet man den veränderlichen Widerstand 11 des Gebers 4 mit dem Schalter 15 vom Rückkopplungsverstärker 12 auf den Rückkopplungsverstärker 14 um und bringt die Schalter 17 der Wicklungen 8 der Antriebe 6 in die entgegengesetzte Stellung. If it is necessary to wind the wire 5 from the coil 3 to the coil 2, the variable resistor 11 of the transmitter 4 is switched with the switch 15 from the feedback amplifier 12 to the feedback amplifier 14 and the switches 17 of the windings 8 of the drives 6 are brought in in the opposite position.

In Abhängigkeit vom erforderlichen Wert der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 können die Antriebe 6 der Aufwickelspule 3 und der Abwickelspule 2 wie folgt arbeiten: Depending on the required value of the tension force of the wire 5 to be wound, the drives 6 of the take-up spool 3 and the take-up spool 2 can work as follows:

I. Die Antriebe 6 der Aufwickelspule 3 und der Abwickelspule 2 schaltet man gegenläufig ein, wobei das Drehmoment des Antriebs 6 der Aufwickelspule 3 das Drehmoment des Antriebs 6 der Abwickelspule 2 bedeutend übersteigt. Wenn dabei die Spulen 2 und 3 durch keinen Draht 5 verbunden wären, hätten sie sich gegenläufig gedreht. Da sie miteinander durch den Draht 5 verbunden sind, drehen sich die Spulen 2 und 3 im Drehsinn des Antriebs 6 der Aufwickelspule 3. In diesem Falle wirkt der Antrieb 6 der Spule 2 als eine elektromagnetische Bremse. Die Spannkraft des Drahts 5 ist der Differenz des Drehmomentes des Antriebs 6 der Aufwickelspule 3 und des Drehmomentes des Antriebs 6 der Abwickelspule 2 gleich. Durch eine Änderung des Spannungswertes an der Wicklung 8 des Antriebs 6 der Abwickelspule 2 kann man die Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 in einem sehr weiten Bereich ändern. I. The drives 6 of the take-up spool 3 and the take-up spool 2 are turned on in opposite directions, the torque of the drive 6 of the take-up spool 3 significantly exceeding the torque of the drive 6 of the take-up spool 2. If the coils 2 and 3 were not connected by wire 5, they would have turned in opposite directions. Since they are connected to each other by the wire 5, the coils 2 and 3 rotate in the direction of rotation of the drive 6 of the take-up reel 3. In this case, the drive 6 of the reel 2 acts as an electromagnetic brake. The tension force of the wire 5 is the same as the difference between the torque of the drive 6 of the take-up reel 3 and the torque of the drive 6 of the take-up reel 2. By changing the voltage value on the winding 8 of the drive 6 of the unwinding spool 2, the tension of the wire 5 to be wound can be changed within a very wide range.

Diese Betriebsart der Antriebe 6 ermöglicht, eine Spannkraft von einigen Pondbruchteilen bis auf die Festigkeits- -grenze des aufzuwickelnden Drahts 5 zu erzielen. This operating mode of the drives 6 makes it possible to achieve a clamping force of a few fractions of the Pond up to the strength limit of the wire 5 to be wound.

II. Die Antriebe 6 der Aufwickelspule 3 und der Abwickelspule 2 schaltet man im gleichen Drehsinn aber mit verschiedenen Drehzahlen ein, wobei die Drehzahl des Antriebs 6 der Aufwickelspule 3 grösser als die Drehzahl des Antriebs 6 der Abwickelspule 2 ist. In diesem Fall bremst der Antrieb 6 der Abwickelspule 2 den Antrieb 6 der Aufwickelspule 3 ab, wodurch eine Spannkraft erzeugt wird. Eine Änderung der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 erzielt man, indem man die Spannung an der Wicklung 8 des Antriebs 6 der Abwickelspule 2 ändert. II. The drives 6 of the take-up spool 3 and the unwind spool 2 are switched on in the same direction but at different speeds, the speed of the drive 6 of the take-up spool 3 being greater than the speed of the drive 6 of the take-up spool 2. In this case, the drive 6 of the unwinding spool 2 brakes the drive 6 of the winding spool 3, whereby a tensioning force is generated. A change in the tension force of the wire 5 to be wound is achieved by changing the tension on the winding 8 of the drive 6 of the unwind spool 2.

Diese Betriebsart der Antriebe 6 ermöglicht, eine Spannkraft von einigen Dutzend Millipond und abwärts zu erzielen. This operating mode of the drives 6 makes it possible to achieve a clamping force of a few dozen milliponds and downwards.

III. Die Antriebe 6 der Aufwickelspule 3 und der Abwik-kelspule 2 schaltet man im gleichen Drehsinn und mit der gleichen Drehzahl ein. In diesem Fall ist die Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts 5 der Reibungskraft der Drehachse der Rolle 10 des Spannkraftgebers 4 gleich. Die Spannkraft beträgt dabei einige Millipondbruchteile. III. The drives 6 of the take-up reel 3 and the unwinding reel 2 are switched on in the same direction of rotation and at the same speed. In this case, the tension force of the wire 5 to be wound is equal to the friction force of the axis of rotation of the roller 10 of the tension force sensor 4. The clamping force is a few millipond fractions.

Aus dem erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Beschreibung ihrer Arbeit ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet die Möglichkeit ganz offensichtlich, alle Ziele der Erfindung zu erreichen. From the illustrated embodiment of the invention and the description of its work, it is obvious to a person skilled in the art that it is possible to achieve all of the objects of the invention.

Die vorliegende Erfindung gewährleistet eine hohe Genauigkeit bei der Aufrechterhaltung des Sollwertes der Spannkraft des aufzuwickelnden Drahts. Mit der Einrichtung kann Draht bei einer Spannkraft von einigen Milli-pondbruchteilen bis auf dessen Festigkeitsgrenze aufgewik-kelt werden. Dank dessen kann man mit der Einrichtung einen beliebig feinen Draht aufwickeln. Die vorliegende Einrichtung kann zum Aufwickeln nicht nur von Feinstdraht mit den Mikrometerquerschnitten, sondern auch von einem dik-keren Draht verwendet werden. Die Einrichtung kann zum Aufwickeln nicht nur eines Drahts, sondern auch von beliebigen anderen strangförmigen Stoffen eingesetzt werden. Die Einrichtung lässt ein Aufwickeln mit den Drehzahlen von 10-15 bis auf2300-2500 U/min zu. Sie hat eine einfache Konstruktion und besteht aus genormten Funktionseinheiten. Die Einrichtung ist sehr einfach und zuverlässig im Betrieb. The present invention ensures high accuracy in maintaining the target value of the tension of the wire to be wound. With the device, wire can be wound up to a strength limit of a few millipond fractions up to its strength limit. Thanks to this, the device can wind up any fine wire. The present device can be used for winding not only fine wire with the micrometer cross-sections, but also a thicker wire. The device can be used for winding not only a wire, but also any other strand-like materials. The device allows winding at speeds from 10-15 to 2300-2500 rpm. It has a simple construction and consists of standardized functional units. The setup is very simple and reliable in operation.

4 4th

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

638 753 PATENT CLAIMS

1.Device for winding strand-like material, with spindles for fastening an unwinding and a winding spool, a means for rotating the spindles and a tension generator for the material to be wound, the output of which is coupled to the means for rotating the spindles, characterized in that the Means for rotating the spindles (1) are designed as individual drives (6), each of which has an attachment (7) made of a magnetically soft material which is rigidly attached to the spindle (1), and a winding (8) for producing a contains magnetic rotating field around the attachment (7), and the output of the encoder (4) of the tension force of the material to be wound up (5) is electrically coupled to the drive (6) of the spindle (1) for fastening the unwinding spool (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that the attachments (7) of the drives (6) of the spindles (1) are designed as hollow cylinders.