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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Drahtziehmaschinen
und genauer auf eine Vorrichtung zum Aufrüsten und anfänglichen
Bewickeln der Trommel der Drahtziehmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Hintergrund der Erfindung:
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Drahtziehmaschinen
werden typisch dazu verwendet, Draht von einem Drahtbund abzuwickeln, den
Draht durch einen Ziehkasten zur Verringerung des Durchmessers des
Drahtes zu ziehen und den Draht mit verringertem Durchmesser einer
nachgeschalteten Produktionsmaschine zuzuführen. Maschinen dieses Typs
sind hinlänglich
bekannt und z. B. in den
US-Patenten
4,099,403 und
5,097,688 beschrieben,
die beide auf die Anmelderin vorliegender Anmeldung übertragen
worden sind und durch Bezugnahme hierin ausdrücklich miteinbezogen sind.
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Bei
einer solchen Drahtziehmaschine ist der Draht anfänglich in
Form eines Drahtbundes vorgesehen, der von irgendeiner Art von Drehtisch
abgestützt
wird. Draht von dem Bund wird dann händisch durch den Ziehkasten
oder die Ziehdüse
gefädelt oder
hindurchgeführt
und mehrmals um eine kraftgetriebene Trommel oder Haspel gewunden.
Wenn die Haspel gedreht wird, zieht sie den Draht durch den Ziehkasten,
um den Durchmesser des Drahtes zu verringern und den Draht mit verringertem
Durchmesser auf die Haspel aufzuwickeln. Während zum Zwecke des Ziehens
eine Anzahl von Windungen auf der Haspel verbleibt, wird der Draht
abgewickelt und der oben erwähnten
nachgeschalteten Produktionsmaschine zugeführt. Beim Abziehen des Drahtes durch
die Haspel dreht sich der Drehtisch um das Abwickeln des Drahtes
von dem Bund und seine Fortschreitbewegung zum Ziehkasten zu erlauben.
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Bei
allen zur Zeit bekannten und verwendeten Ziehmaschinen wird der
Vorgang des Aufrüstens der
Maschine durch das Fädeln
des Drahtes von dem Bund durch den Ziehkasten und das eine ausreichende
Anzahl von Malen erfolgende Schlingen des Drahtes um die Haspel
manuell durchgeführt.
Genauer gesagt ist es erforderlich, daß eine Bedienungsperson physisch
das angespitzte Ende des Drahtes von dem Bund dem Ziehkasten darbietet
und das Ende des Drahtes an einer Art von an der Haspel vorgesehenen
Befestigungseinrichtung befestigt. Die Befestigungseinrichtung kann
in Form einer manuell betätigbaren
Spannkette vorgesehen sein, die unter Spannung den Draht festhält und erlaubt,
den Draht freizugeben, wenn sie nicht unter Spannung steht oder
in der Form einer Klemmschraube oder einer Festkeilvorrichtung vorgesehen
sein. Die tatsächliche
Art von Befestigungseinrichtung wird typisch von dem Durchmesser
des gezogenen Drahtes diktiert. Die Bedienungsperson muß dann die
Haspel vorwärtsstoßen, um
den Draht eine ausreichende Anzahl von Malen um die Haspel zu schlingen,
um zu erlauben, daß beim
Drehen der Haspel der Draht durch die Haspel von dem Bund abgezogen
wird. Derzeit hat die einzelne Bedienungsperson bei der Bestimmung
der auf der Haspel vorgesehenen Anzahl von Windungen weitgehende
Autonomie, was zu einer akzeptablen Bewicklung führen kann, bei unsachgemäßer Durchführung aber
auch die Haspel der Drahtziehmaschine beschädigen kann. Weiters benötigt die
Bedienungsperson Zeit, um die Haspel ausreichend und genau vorwärts zu stoßen.
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Sobald
die Haspel die erforderliche Anzahl von Windungen hat, muß die Haspel
angehalten werden und die Bedienungsperson das Ende des Drahtes
wieder manuell aus der Befestigungseinrichtung entfernen, um es
von der Haspel zu lösen
und zu erlauben, es zu einer nachgeschalteten Produktionsmaschine
zu führen.
Sobald das Ende des Drahtes von der Haspel freigesetzt ist, muss
die Bedienungsperson die Haspel wiederum ausreichend weiterbewegen,
um zu erlauben, dass der Draht um einen Kompensationsarm herumgeführt und
mit der nachgeschalteten Produktionsmaschine verbunden wird. Der
Vorgang ist zeitraubend, was in ökonomischer Hinsicht
für den
Betrieb nachteilig ist, weil jede dem Ingangsetzen oder Aufrüsten solch
einer Drahtziehmaschine gewidmete Zeit sich in einer Ausfallzeit
für die
nachgeschaltete Produktionsmaschine niederschlägt.
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Zusätzlich zu
dem Zeitbedarf jetziger Maschinen und Systeme resultiert auch die
manuelle Arbeitskomponente in einer möglicherweise gefährlichen
Arbeitsumgebung. Da die Bedienungsperson den Draht manuell durch
den Ziehkasten fädeln
und das Ende des Drahtes zu genauen Zeitpunkten an der Haspel befestigen
und von dieser lösen
muss, können
die Hände
und die Kleidung der Bedienungsperson möglicherweise an mehreren an
der Maschine vorhandenen Klemmpunkten erfasst werden. Weiters ist
es wichtig, zu verstehen, dass der gezogene Draht ziemlich oft ein
Draht mit sehr großem
Durchmesser ist, wobei der ganze Bund Tausende von Pfund wiegt.
Dies bildet nicht nur die gefährliche
Natur jetziger Systeme, sondern macht auch den Vorgang des manuellen
Einfädelns
und Aufwickelns des Drahtes zu einem strapaziösen und erschöpfenden Vorgang.
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Die
US 3,496,751 offenbart eine
Drahtziehmaschine gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die
DE 195 19 395 C1 offenbart
eine Trommelziehmaschine zum Ziehen von Stangen, bei der mehrere
Führungsmittel
zur Führung
der Stangen vorgesehen sind, um beim Einziehvorgang der Stangen
ein gutes Anliegen des Ziehgutes an der Trommel zu gewährleisten.
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Die
US 4,926,668 offenbart eine
Rohrziehmaschine mit einer Haspel. Zum Aufrüsten der Rohrziehmaschine ist
an der Haspel eine Haltevorrichtung für das Rohr angeordnet, welche
ein einfaches Aufwickeln des Rohres auf die Haspel ermöglicht.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Es
ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum weitgehenden Automatisieren des Aufrüstvorganges für eine Drahtziehmaschine
vorzusehen.
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Vorzugsweise
bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die zum Aufrüsten der
Drahtziehmaschine benötigte
Zeit gegenüber
jetzigen Systemen verringert wird und dadurch den Bedienungspersonen
erlaubt wird, andere Aufgaben zu erfüllen.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung den Vorteil bieten, dass die Drahtziehmaschine
eine gegenüber
jetzigen Drahtziehmaschinen erhöhte
Sicherheit aufweist.
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Günstigerweise
bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Drahtziehmaschine
eine erhöhte
Verlässlichkeit
aufweist und weniger Verlass auf das Können der einzelnen Bedienungsperson notwendig
ist.
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Die
vorstehend genannten Aufgaben werden durch eine Draht ziehmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein
Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, ein im wesentlichen automatisches
Aufrüstsystem
für eine Drahtziehmaschine
mit einer Haspel, einem Ziehkasten, Mitteln zum lösbaren Befestigen
eines Endes des Drahtes an der Haspel, Mitteln zum Ausrichten des
Ziehkastenauslasses mit den Mitteln zum lösbaren Befestigen des Endes
des Drahtes, und einem zum automatischen Aktivieren der vorgenannten Bauteile
geeigneten Prozessor vorzusehen. Die Haspel ist dazu geeignet, eine
Mehrzahl von Drahtwindungen um sich herumgeschlungen zu haben und Draht
von einem Drahtvorrat abzuziehen, wenn die Haspel sich dreht. Der
Ziehkasten ist dazu geeignet, den Durchmesser des Drahtes aus dem
Vorrat zu verringern, wenn Draht durch den Ziehkasten gezogen wird.
Der Ziehkasten besitzt einen zur Aufnahme von Draht eines ersten
Durchmessers aus dem Drahtvorrat geeigneten Einlass und einen zur
Abgabe von Draht eines zweiten Durchmessers an die Haspel geeigneten
Auslass.
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Ein
anderes Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, die Mittel zum lösbaren
Befestigen in der Form eines Greiferlochs in der Haspel und eines
kraftbetätigten Keils
zu versehen, welcher dazu geeignet ist, an dem in das Greiferloch
eingeführten
Ende des Drahtes anzugreifen und gegen den Draht eine Kraft auszuüben, um
dadurch den Draht an der Haspel festzuhalten.
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Ein
weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, die Ausrichtmittel in der Form eines selbstanlenkenden Montagearms
für den
Ziehkasten vorzusehen, wobei der Ziehkasten längs einer vertikalen Achse
durch den Arm und Schwerkraft und längs einer horizontalen Achse
durch einen kraftbetätigten
Zylinder ausgerichtet wird.
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Ein
noch weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, das vorgenannte automatische Aufrüstsystem mit einer Drahtentspannerrolle
zu versehen, die einen ersten Druck gegen den Draht ausübt, wenn
die Mittel zum lösbaren
Befestigen des Drahtes in Eingriff sind, und einen zweiten, höheren Druck,
wenn die Mittel zum lösbaren
Befestigen außer
Eingriff sind, um dadurch den Draht auf der Haspel zu halten, während dennoch
erlaubt wird, eine ausreichende Drahtlänge von der Haspel zu lösen, um
zu dem Kompensationsarm und der nachgeschalteten Produktionsmaschine geführt zu werden.
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Ein
noch weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, ein Aufrüstsystem
vorzusehen, wie es oben beschrieben ist und das weiters eine Führungsrinne umfaßt, die
dazu geeignet ist, das Ende des Drahtes aufzunehmen, nachdem die
Mittel zum lösbaren
Befestigen des Drahtes außer
Eingriff gelangen und das Ende des Drahtes mit dem Kompensationsarm
der Drahtziehmaschine auszurichten.
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Ein
noch weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, das vorgenannte automatische Aufrüstsystem mit einem Bedienerschnittstellenmodul
zu versehen, sodass das System einfach dadurch in Gang gesetzt wird,
dass die Bedienungsperson die auf der Haspel gewünschte Anzahl von Windungen
eingibt und einen Startbefehl auslöst.
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Ein
anderes Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, die Drahtziehmaschine gemäß einem Verfahren zum weitgehenden
Automatisieren des Aufrüstvorganges für eine Drahtziehmaschine
des Typs, der eine kraftgetriebene Haspel besitzt, die geeignet
ist, sich zu drehen und dabei Draht von einem Drahtbund durch einen
Ziehkasten zu ziehen, zu betreiben. Das Verfahren umfasst die Schritte:
Ausrichten eines Auslasses des Ziehkastens mit einer Befestigungseinrichtung
auf der Haspel, Führen
eines angespitzten Endes des Drahtes von dem Bund durch den Ziehkasten
und zur Befestigungseinrichtung, Befestigen des Endes des Drahtes
an der Haspel durch Ineingriffbringen der Befestigungseinrichtung,
Drehen der Haspel eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen, um eine
vorbestimmte Anzahl von Windungen auf der Haspel zu erzeugen, Freigeben
des Endes des Drahtes von der Haspel durch Außereingriffbringen der Befestigungseinrichtung.
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Ein
noch anderes Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, einen Sensor zu verwenden, um kontinuierlich die Grundstellung
der Haspel zu überwachen
und die Haspel in der Grundstellung anzuhalten, wenn die Vorrichtung
in Gang gesetzt wird.
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Diese
und andere Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden
ausführlichen Beschreibung
in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; 2 ist eine Stirnansicht der
in 1 gezeigten Ausführungsform, welche besonders
die Führungsrinne
und die Ausrichtung derselben mit dem Kompensationsarm veranschaulicht; 3 ist
eine Draufsicht der in 1 gezeigten Ausführungsform,
welche besonders die selbstverkeilende Greifervorrichtung veranschaulicht; 4 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Ziehkastens und seines selbstanlenkenden Gelenks; 5 ist
eine vergrößerte Ansicht
der Haspel mit mehreren Drahtwindungen darauf und zeigt das Zusammenwirken
der Drahtentspannerrolle und des Führungsstiftes mit den Windungen; 6 ist
eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die den abzuwickelnden Bund, die Drahtziehmaschine
mit einer sie vollständig
umgebenden, einen Einlass und einen Auslass aufweisenden Schutzabschirmung
und eine nachgeschaltete Produktionsmaschine zeigt; 7 ist
eine vergrößerte Ansicht
der Haspel, des Grundstellungssensors und des Geschossstiftzylinders; 8 ist
eine vergrößerte Draufsicht
des Drahtentspanners; 9a ist eine Seitenansicht der
Haspel mit dem außer
Eingriff stehenden Drahtentspanner; 9b ist
eine Seitenansicht der Haspel mit dem Drahtentspanner in der ersten
Angriffsstellung; 9c ist eine Seitenansicht der
Haspel mit dem Drahtentspanner in der zweiten Angriffsstellung.
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Wenn
die Erfindung auch verschiedene Modifikationen und alternative Konstruktionen
zulässt, so
sind bestimmte illustrative Ausführungsformen derselben
in den Zeichnungen gezeigt und nachstehend im Detail beschrieben.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
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Es
sei nun auf die Zeichnungen und besonders auf 1 Bezug
genommen, wo die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung allgemein als ein Aufrüstsystem 20 für eine Drahtziehmaschine 22 veranschaulicht
ist. Zum Zwecke des Überblicks
ist es wichtig, anzumerken, daß die
Drahtziehmaschine 22 den Draht 24 mit einem ersten
Durchmesser von dem Bund 26 durch den Ziehkasten 28 zieht,
um in einem Draht 30 mit einem zweiten, verringerten Durchmesser
zu resultieren (siehe 6). Die Drahtziehmaschine 22 zieht
den Draht 24 von dem Bund 26 durch mehrmaliges
Schlingen des Drahtes um den Außendurchmesser
der Haspel 32 und Drehen der Haspel ab. Windungen 34 (siehe 5)
verbleiben auf der Haspel 32, um einen ausreichenden Griff
beim Drehen der Haspel 32 vorzusehen, während das Ende 38 des
Drahtes 30 einer nachgeschalteten Produktionsmaschine 40 zugeführt wird.
Wenn auch die bevorzugte Ausführungsform
einen elektronischen Bedienerschnittstellensteuermodul 86 enthält, der
einen Prozessor in Verbindung mit einem variablen Geschwindigkeitsgetriebe
zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Motors und letztlich der
Haspel 32 aufweist, versteht es sich, daß in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung eine Vielfalt von Antriebssystemen,
einschließlich Hydrauliksysteme,
verwendet werden kann, um die Haspel 32 zu drehen. In der
bevorzugten Ausführungsform
ist jedoch der Motor mit einer Riemenscheibe und einem Getriebe 36 zum
Drehen der Haspel 32 verbunden.
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Zur
Zeit müssen
Drahtziehmaschinen in Gang gesetzt oder aufgerüstet werden, was bedeutet,
daß eine
Bedienungsperson physisch den Draht durch den Ziehkasten fädeln und
ihn an der Haspel befestigen muß,
die Haspel mehrmals drehen muß, das
Ende des Drahtes von der Haspel manuell lösen muß und den Draht manuell von
der Haspel zur Produktionsmaschine fädeln muß, während er den Draht um den Kompensationsarm 42 herum
zieht. Die vorliegende Erfindung eliminiert den Großteil des
manuellen Eingriffs an der Drahtziehmaschine 22 und sieht ein
im wesentlichen automatisches Aufrüstsystem 20 vor.
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Eine
Sache, die verwirklicht werden muß, um das System im wesentlichen
zu automatisieren, ist die automatische Ausrichtung des Auslasses 44 des Ziehkastens 28 mit
dem Greifermechanismus 46 der Haspel 32. Die vorliegende
Erfindung sieht daher den Ziehkasten 28 auf einem selbstanlenkenden
Gelenk 48 vor, wie am besten in den 1, 3 und 4 gezeigt
ist. Der Ziehkasten 28 seinerseits ist herkömmlicher
Bauart, indem er eine Düse
zur Verringerung des Durchmessers des durch den Einlaß 50 eintretenden
Drahtes 24 enthält.
Das Gelenk 48 ist jedoch ganz außergewöhnlich, indem es dem Ziehkasten
erlaubt, wie am besten in 1 dargestellt
ist, in einer vertikalen Richtung zwischen der in strichlierten Linien
gezeigten Aufrüststellung
und der in vollen Linien gezeigten Betriebsstellung zu schwenken.
Das selbstanlenkende Gelenk 48 erlaubt dem Ziehkasten 28 auch,
längs einer
horizontalen Achse ausgerichtet zu werden, wie am besten in 4 gezeigt
ist, um zu erlauben, den Auslaß 44 des
Ziehkastens 28 mit dem Greifermechanismus 46 auf
der Haspel 32 auszurichten. Die Bewegung des Ziehkastens 28 in
der vertikalen Richtung erfolgt durch Schwerkraft und die Kraft
des ziehenden Drahtes auf der Haspel 32, wogegen die Bewegung
des Ziehkastens 28 in der horizontalen Richtung von dem
Zylinder 52 gesteuert wird, der in der bevorzugten Ausführungsform
ein Luftzylinder ist, jedoch jeglicher Art von Linearstellglied,
einschließlich
elektrische und hydraulische Zylinder sein kann.
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Der
Ziehkasten 28 wird demnach in die Aufrüststellung ausgerichtet, indem
der Schwerkraft erlaubt wird, den Ziehkasten 28 in seine
in 1 gezeigte unterste Stellung zu ziehen, und der
Ziehkastenzylinder 52 aktiviert wird, um den Ziehkasten 28 in einer
durch den Pfeil 54 in 2 dargestellten
Außenbordrichtung
zu verschieben, um den Auslaß 44 des
Ziehkastens 28 in bezug auf den Greifermechanismus 46 der
Haspel 32 auszurichten. Die Haspel 32 ist mit
einer in 1 gezeigten Grundstellung versehen,
in der der Greifermechanismus 46 mit dem Auslaß 44 des
Ziehkastens 28 fluchtet. Indem die Haspel 32 von
einem Motor kraftgetrieben ist, ist ein Mechanismus vorgesehen,
um die Haspel 32 und den Greifermechanismus 46 rasch
und exakt in der Grundstellung anzuhalten. In der bevorzugten Ausführungsform
ist dieser Mechanismus in der Form des variablen Geschwindigkeitsgetriebes
des Bedienerschnittstellensteuermoduls 86 vorgesehen, der zusammen
mit einem Prozessor und Sensor 60 in der Lage ist, die
Position der Grundstellung zu überwachen
und die Haspel 32 in diese Grundstellung drehen zu lassen.
Es kann dann eine Vielfalt von Bremseinrichtungen verwendet werden,
um die Haspel 32 präzis
anzuhalten, wobei es in der bevorzugten Ausführungsform ein mechanischer
Geschoßstift 56 ist,
der in eine in der Haspel 32 vorgesehene Öffnung 57 gefeuert
wird, wenn sich der Greifermechanismus 46 in seiner Grundstellung
befindet (siehe 7). Eine solche Maßnahme stoppt
augenblicklich die Drehung der Haspel 32 und erlaubt kein
Weiterbewegen der Haspel 32 infolge kinetischer Energie. Genauer
gesagt ist der Sensor 60 dazu vorgesehen, die Position
der Haspel 32 in Graden in bezug auf die Grundstellung
zu überwachen
und diese Daten an den Steuermodul 86 zu übertragen.
Der Steuermodul 86 steuert dann das variable Geschwindigkeitsgetriebe
und den Motor an, mit dem Bremsen der Haspel 32 zu beginnen,
um ungefähr
in der Grundstellung anzuhalten. Der mechanische Geschoßstift 56,
wie er in 7 gezeigt ist, wird dann von
dem Zylinder 59 in die Öffnung 57 gefeuert,
um die Haspel 32 genau in der Grundstellung festzuhalten.
Die Öffnung 57 und
auch der Geschoßstift 56 weisen
Abfasungen 61 auf, um diese Bewegung in der bevorzugten
Ausführungsform
zu erleichtern. Ebenso in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist der Sensor 60 in der Form eines Annäherungsschalters vorgesehen,
jedoch kann mit ähnlicher
Wirksamkeit jede beliebige Anzahl von Sensoren, einschließlich Photozellen
u. dgl. verwendet werden. Der Zylinder 59 ist vorzugsweise
ein Luftzylinder, kann aber jeder beliebige lineare Stellantrieb
wie ein elektrischer, pneumatischer und hydraulischer Stellantrieb
sein. Außerdem
ist der Zylinder 59 vorzugsweise auf einer einstellbaren
Platte montiert, sodaß seine
Position zur Anpassung an unterschiedliche Maschinen verändert werden
kann.
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Sobald
der Ziehkastenauslaß 44 mit
dem Greiferwerkzeug 46 ausgerichtet und der Geschoßstift 56 in
Eingriff gebracht ist, um die Haspel 32 in der Grundstellung
festzuhalten, führt
die Bedienungsperson das angespitzte Ende 38 des Drahtes 30 durch den
Ziehkasten 28 und in den Greifermechanismus 46 ein.
Der Greifermechanismus 46 wird dann in Eingriffsstellung
gebracht, um das Ende 38 an der Haspel 32 festzuklemmen,
sodaß,
wenn sich die Haspel 32 zu drehen beginnt, der Draht 30 von
dem Bund 26 abgezogen wird. In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Greifermechanismus 46 in
Form eines Keils 64 vorgesehen, der imstande ist, auf das
Ende 38 eine Kraft gegen die Haspel 32 auszuüben und
dadurch den Draht 30 in Stellung zu halten. Ein Greiferloch 66,
das am besten in 3 gezeigt ist, ist in der Haspel 32 vorgesehen,
um zu erlauben, daß das
Ende 38 hindurchgeführt
wird und an den festen Anschlag 68 des Greifermechanismus 46 anstößt. Der
Greifermechanismus 46 wird dann aktiviert, um dabei zu
bewirken, daß der Keil 64 an
dem Ende 38 angreift und den Draht 30 aus der
in 3 in vollen Linien gezeigten Stellung in die in 3 mit
gestrichelten Linien gezeigten Stellung biegt. Der Keil 64 ist "selbstverkeilend", indem er beim Instellungziehen
in der verkeilten Stellung verbleibt, bis von dem Zylinder 70 eine
Kraft ausgeübt wird,
um ihn zu entfernen. Der Zylinder 70 ist vorzugsweise ein
pneumatischer Zylinder, kann aber jede beliebige Art von linearem
Stellantrieb einschließlich
elektrischer und hydraulischer Zylinder sein.
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Der
Greifermechanismus 46 umfaßt auch ein Gehäuse 72,
das an dem Drehmomentübertragungsbolzenblock
(torque bolt cluster) 74 der Maschine 22 befestigt
ist. Der Keil 64 ist mit einer Hin- und Herbewegung in
einen in dem Gehäuse 72 vorgesehenen Kanal 76 einschiebbar
und aus diesem herausschiebbar. In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Keil 64 separat mit Stellschrauben 80 an
einer Stange 78 befestigt, sodaß er nach längerem Gebrauch leicht ausgetauscht werden
kann.
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Um
die Stange 78 in den Kanal 76 ein- und aus dem
Kanal herauszuschieben, ist der Zylinder 70 mit einem mit
einem Flansch versehenen Stößel 82 ausgestattet,
der für
einen gegenseitigen Eingriff mit einer in der Stange 78 vorgesehenen
Nut 84 geeignet ist. Indem der mit dem Flansch versehene
Stößel 82 von
dem Zylinder 70 ausfahrbar und zurückziehbar ist, wird dabei die
Stange 78 infolge des am besten in 3 gezeigten
Eingriffs zwischen dem mit dem Flansch versehenen Stößel 82 und
der Nut 84 in den Kanal 76 hinein- und aus diesem
herausbewegt.
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Der
Greifermechanismus 46, genauer gesagt die Stange 78,
ist demgemäß aus einer
Freigabestellung, in der die Stange 76 vollständig in
dem Kanal 76 aufgenommen ist, in die Eingriffsstellung bewegbar,
in der die Stange 78 vollständig aus dem Kanal 76 herausbewegt
ist, sich zur Gänze
im Inneren der Haspel 32 befindet und selbstverkeilt ist,
um das Ende 38 des Drahtes 30 an der Haspel 32 zu
halten. Der Keil 64 und die Stange 78 rotieren
daher mit der Haspel 32, wenn sie sich in der Eingriffsstellung befinden.
Wenn die Freigabe des Endes 38 des Drahtes 30 aus
dem Greiferloch 66 gewünscht
ist, wird der Zylinder 70 ausgefahren, um dabei die Stange 78 in
den Kanal 76 hineinzudrücken,
wie dies hierin noch genauer abgehandelt werden wird.
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Sobald
das Ende 38 des Drahtes 30 durch den Greifermechanismus 46 an
der Haspel 32 festgemacht ist, bewirkt der Steuermodul 86 nach
einer Zeitverzögerung,
daß der
Motor die Haspel 32 dreht. Die Anzahl der Umdrehungen der
Haspel 32 wird durch die dem Steuermodul 86 eingegebene
Information vorgegeben. Zu diesem Zweck ist die Maschine 22 mit
einem Bedienerschnittstellensteuermodul 86 versehen, um
der Bedienungsperson zu erlauben, u. a. die vorbestimmte Anzahl
an gewünschten
Windungen 34 einzugeben und den Aufrüstvorgang einzuleiten.
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Die
Haspel 32 dreht sich dann die vorbestimmte Anzahl von Malen,
die von dem Sensor 60 in Verbindung mit dem Steuermodul 86 gezählt wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Draht 30 bis zu einem Grad auf
die Haspel 32 gewickelt worden, der ausreicht, daß bei Drehung
der Haspel 32 Draht 24 von dem Bund 26 und
durch den Ziehkasten 28 gezogen wird. Um das Ende 38 des
Drahtes 30 der nachgeschalteten Produktionsmaschine 40 zuzuführen, muß jedoch
zuerst das Ende 38 aus dem Greiferloch 66 freigegeben
werden. Bevor dies geschieht, muß die Drahtentspannerrolle 88 in
Angriffsstellung gebracht werden, um sicherzustellen, daß die Windungen 34 nicht
vollständig
von der Haspel 32 gelöst
werden, sondern nur eine ausreichende Länge des Drahtes 30 freigegeben
wird, um zu erlauben, daß dieser
um den Kompensationsarm 42 herum gezogen und an die Produktionsmaschine 40 angeschlossen
wird. Die Verwendung von Drahtentspannerrollen 88 ist der
Industrie nicht unbekannt, die Vorrichtung und das Verfahren zum
automatischen Inan griffbringen der Drahtentspanner, wie sie hierin
geoffenbart sind, sind jedoch neu.
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Es
wird nun auf die 1 und 5 Bezug genommen,
in denen die Drahtentspannerrolle 88 in größerem Detail
dargestellt ist. Wie darin gezeigt, weist die Drahtentspannerrolle 88 eine
V-förmige Ringnut 90 auf,
die dazu geeignet ist, den äußeren Umfang
von Drähten 30 entlang
zu laufen. Die Form der Nut 90 erleichtert diesen Eingriff.
Wenn die Haspel 32 sich die vorbestimmte Anzahl von Malen
gedreht hat und Windungen 34 am äußeren Umfang
der Haspel 32 vorgesehen sind, wird die Drahtentspannerrolle 88 unter
Anwendung eines ersten Druckes in Anlage an dem Draht 30 gebracht.
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Genauer
gesagt wird der Zylinder 96, wie er in den 9a–9c gezeigt,
eingeschaltet, um die Drahtentspannerrolle 88 aus der in 9a gezeigten Freigabestellung
in die erste Angriffsstellung an der Haspel 32 zu bringen,
wie sie in 9b gezeigt ist. Der Zylinder 96 ist
ein doppeltwirkender Zylinder, der in Verbindung mit Mehrfachpositionierungssteuerventilen
verwendet wird, derart, daß basierend
auf entsprechenden Signalen, aus der Bedienerschnittstellensteuerung
eine vollständig
eingezogene, eine mittlere und eine vollständig ausgefahrene Stellung erzielt
werden kann. Da verschiedene Drahtentspannungs-Kraftstufen erforderlich
sind, wird eine Feder 89 in Verbindung mit dem Zylinder 96 wie
folgt verwendet:
Wie in 9a gezeigt
ist, wird die Feder 89 durch die Kraft des Zylinders zusammengedrückt, sodaß die Drahtentspannerrolle 88 die
Haspel oder den Draht nicht berührt.
Der Fluidstrom wird an der Öffnung
B gesperrt, sodaß der
Zylinder vollständig
eingezogen ist.
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Wie
in 9b gezeigt ist, ist der Fluidstrom an den Öffnungen
A und B im wesentlichen gleich und der Zylinder fährt aus
und erlaubt, daß die
Drahtentspannerrolle 88 den Draht auf der Haspel mit leichtem
Druck berührt.
Der Wert des Druckes oder der Kraft wird durch die Bemessung der
Feder bestimmt. Für
die Berührung
des Drahtes und dessen Führung
ist ein ausreichender Wert erforderlich.
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Mehr
Kraft als notwendig würde
für den
Vorgang des automatischen Aufrüstens
nachteilig sein, weil der letzte Draht sich längs der Achse der Haspel nicht
frei bewegen könnte.
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Wie
in 9c gezeigt, wird der Fluidstrom an der Öffnung A
gesperrt und dem Zylinder wird erlaubt, vollständig auszufahren. In diesem
Moment ist die von der Feder 89 gelieferte Kraft belanglos
und die gesamte der Rolle 88 gelieferte Drahtentspannungskraft
hängt vom
Druck und der Größe des Fluidsystems
ab. Es wird erwartet, daß im
vollständig ausgefahrenen
Zustand der Zylinder 96 eine Kraft liefert, die ein Vielfaches
der Kraft der Feder beträgt.
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Wenn
die Drahtentspannerrolle 88 mit der Außenbordstellung des Drahtes 30 ausgerichtet
ist, sodaß sie
die sich von dem Greiferloch 66 wegerstreckende erste Windung 34 findet,
weist der Bedienerschnittstellensteuermodul 86 die Haspel 32 an,
eine vollständige
Umdrehung zu drehen. Die Drahtentspannerrolle 88 folgt
dem Draht 30 und der auf der Entspannerbasis 93 montierte
Führungsstift 92 "schält" eine Drahtwindung
von dem sich bis zurück zum
Flansch 94 auf der Innenbordseite der Haspel 32 erstreckenden
Körper
der Windungen 34 ab. Wie in den 9a–9c gezeigt
ist, sind der Drahtentspannerarm 91 und die Drahtentspannerbasis 93 an dem
Auge 95 schwenkbar verbunden, wobei der Arm 91 über den
Zapfen 97 mit dem Zylinder 96 schwenkbar verbunden
ist, was ein Verschwenken sowohl in seitlicher Richtung quer über die
Haspel 32 als auch in vertikaler Richtung senkrecht zur
Haspel 32 ermöglicht. 8 veranschaulicht
die Richtung der Bewegung in seitlicher Richtung.
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Der
Zylinder 96 ist vorzugsweise ein Luftzylinder, könnte aber
auch ein Hydraulikzylinder sein. Außerdem kann der Zylinder 96 einen
Druckwächter enthalten,
um zu erlauben, die Andruckkraft in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser
zu variieren.
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Sobald
die Haspel 32 eine volle Umdrehung gedreht hat, wird von
der Drahtentspannerrolle 88 ein zweiter, stärkerer Druck
auf den Draht 30 ausgeübt, wie
in 9c gezeigt ist. Der zweite stärkere Druck der bevorzugten
Ausführungsform
wird durch weiteres Ausdehnen des Zylinders 96 und der
Feder 89 vorgesehen. Der zweite, stärkere Druck ist erforderlich,
weil, sobald der Greifermechanismus 46 gelöst wird
und die Haspel 32 sich dreht, erlaubt wird, daß das Ende 38 von
30 aus den Greiferlöchern 66 freigegeben
wird und von selbst nach außen
springt, indem es der natürlichen
Bogenform des Bundes 26 folgt. Die Haspel dreht sich ausreichend,
um zu erlauben, daß genügend Draht
für das
Führen
um den Kompensationsarm 42 herum und bis zur Produktionsmaschine 40 freigegeben
wird. Dieses Maß ist eine
fixe Länge
in Abhängigkeit
des Kalibers des gezogenen Drahtes. Ohne den von dem Zylinder 96 gegen
die Drahtentspannerrolle 88 ausgeübten Druck würden alle
Windungen weniger eng mit der Haspel 32 in Eingriff zu
stehen kommen, sodaß beim
Drehen der Haspel 32 der Draht 24 nicht von dem
Bund 26 abgezogen werden würde. Die Drahtentspannerrolle 88 halt
daher den Eingriff der Windungen 34 mit der Haspel 32 aufrecht,
während
sie gleichzeitig erlaubt, eine ausreichende Länge des Drahtes 30 von
der Haspel 32 zu lösen,
um dadurch mit der nachgeschalteten Produktionsmaschine 40 verbunden
zu werden.
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Sobald
die Drahtentspannerrolle 88 mit dem zweiten, stärkeren Druck
beaufschlagt ist und der Greifermechanismus 46 gelöst wird,
wird der Haspel 32 wiederum signalisiert, sich zu drehen,
was, wie bereits erwähnt,
bewirkt, daß das
Ende 38 aus den Greiferlöchern 66 freigegeben
wird und seiner natürlichen
Bogenform folgend in eine Führungsrinne 100 abfällt (siehe 1 und 2).
In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Führungsrinne 100 in
Form eines Paares abgewinkelter Prallplatten 102 vorgesehen,
die sich von einer Innenbordseite der Maschine 22 zur Außenbordseite der
Maschine 22 erstrecken und mit einer äußeren Abschirmung 104 verbunden
sind, wie am besten in 2 gezeigt ist. Die Prallplatten 102 und
die Abschirmung 104 wirken dabei so zusammen, daß sie eine
Mulde 106 bilden, in die das Ende 38 des Drahtes 30 bei
Freigabe von selbst fällt.
Die Mulde 106, am besten in 2 gezeigt,
ist mit einer auf dem Kompensationsarm 42 vorgesehenen
Rolle 108 ausgerichtet. Durch Ausrichten der Mulde 106 mit
der Rolle 108 kann der Draht 30 leichter um die
Rolle 108 herumgeführt
und schließlich
der Produktionsmaschine 40 zugeführt werden.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umschließt, wie schematisch in 6 gezeigt
ist, die Abschirmung 104 die Maschine 22 zur Gänze und
ist einfach mit einem Einlaßschlitz 110 und
einem Auslaßschlitz 112 versehen.
Eine Bedienungsperson muß daher
einfach nur das angespitzte Ende 38 des Drahtes 24 in
den Einlaßschlitz 110 einführen, um
das System 20 in Gang zu setzen, welches seinerseits bewirkt,
daß das
Ende 38 durch den Auslaßschlitz 112 ausgestoßen wird,
um es schließlich
mit der Produktionsmaschine 40 zu verbinden. Dies verringert
nicht nur die von der Bedienungsperson für das Ingangsetzen oder Aufrüsten der
Maschine 22 benötigte
Zeit, sondern es wird infolge der Abschirmung 104 auch
die Möglichkeit, dass
die Bedienungsperson verletzt wird, weitgehend vermindert.
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Im
Betrieb wird das Verfahren des weitgehenden Automatisierens des
Aufrüstvorganges
für eine
Drahtziehmaschine 22 bei minimalem Eingriff der Bedienungsperson,
größerer Verlässlichkeit,
geringerer Ausfallzeit und beträchtlich
erhöhter
Sicherheit von einer Bedienungsperson durch Eingabe der gewünschten
Anzahl von Windungen auf der Haspel 32 und eines Initialisierungsbefehls über den
Bedienerschnittstellensteuermodul 86 eingeleitet. Dies
bewirkt, dass sich die Haspel 32 in ihre vom Sensor 60 abgefühlte Grundstellung
bewegt. Sodann wird der mechanische Geschossstift 56 in
Eingriff gebracht, um die Haspel 32 in der Grundstellung
zu verriegeln. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird der Ziehkastenzylinder 52 ausgefahren,
um zu bewirken, dass der Auslass 44 des Ziehkastens 28 mit
dem Greifermechanismus 46 ausgerichtet wird.
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Die
Bedienungsperson führt
dann das angespitzte Ende 38 des Drahtes 24 durch
den Ziehkasten 28 ein, bis es an dem festen Anschlag 68 des Greifermechanismus 46 anstößt. Zu diesem
Zeitpunkt gibt die Bedienungsperson einen Startbefehl über den
Steuermodul 86 ein, der bewirkt, dass der Greifermechanismus 46 in
Eingriff kommt. Genauer gesagt wird die Stange 78 durch
den Keilzylinder 70 aus dem Kanal 76 herausgezogen
und der Keil 64 übt
eine Kraft auf das Ende 38 gegen den inneren Umfang der
Haspel 32 aus, um das Drahtende 38 in Stellung
festzuhalten.
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Der
Steuermodul 86 bewirkt dann, dass der Geschossstift 56 außer Eingriff
gelangt und die Haspel 32 sich die vorbestimmte Anzahl
von Malen, überwacht
von dem Sensor 60, dreht. So bald die vorbestimmte Anzahl
von Windungen 34 auf die Haspel 32 aufgebracht
worden sind, verlangsamt der Steuermodul 86 die Haspel 32,
um in der Grundstellung anzuhalten. Nach einer Zeitverzögerung wird
die Drahtentspannerrolle 88 unter Anwendung eines ersten Druckes
an den Draht 30 angelegt und die Haspel 32 eine
Umdrehung gedreht, um der Drahtentspannerrolle 88 zu erlauben,
dem Draht zu folgen und eine erste Windung von dem restlichen Körper von
Windungen auf der Haspel 32 abzuschälen. Zu diesem Zeitpunkt wird
dann von der Drahtentspannerrolle 88 ein zweiter, stärkerer Druck
ausgeübt.
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Sodann
wird der Greifermechanismus 46 außer Eingriff gebracht, indem
die Stange 78 von dem Keilzylinder 70 in den Kanal 76 zurückgeschoben wird.
Nach einer Zeitverzögerung
wird dann die Haspel 32 veranlaßt, wieder zu drehen, was bewirkt,
daß das
Ende 38 aus dem Greiferloch 66 zurück bis zu dem
Punkt, wo die Drahtentspannerrolle 88 den Draht 30 gegen
die Haspel 32 preßt,
befreit wird. Dies setzt eine ausreichende Länge an Draht 30 von der
Haspel 32 frei, um zu erlauben, den Draht 30 mit der
Produktionsmaschine 40 zu verbinden.
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Zu
diesem Zeitpunkt springt der Draht 30, seiner natürlichen
Bogenform folgend, von der Haspel 32 weg und fällt in die
Führungsrinne 100.
Genauer gesagt, trifft der Draht 30 auf die Prallplatten 102 auf,
was den Draht 30 in die von den Prallplatten 102 und
der Abschirmung 104 gebildete Mulde 106 leitet. Da
die Mulde 106 mit der Drahtrolle 108 des Kompensationsarmes 42 ausgerichtet
ist, kann der Draht 30 leicht um die Rolle 108 herumgeführt und
schließlich
mit der nachgeschalteten Produktionsmaschine 40 verbunden
werden. Zu diesem Zeitpunkt hat die Drahtziehmaschine 22 den
Aufrüstvorgang
beendet und steht bereit, mit der Produktionsmaschine verbunden
zu werden.
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Da
der Bedienerschnittstellensteuermodul ein "intelligentes" Gerät
ist, das den Aufrüstvorgang steuert,
kann diese ihm anhaftende "Intelligenz" zur Ausführung weiterer
Funktionen verwendet werden. So könnte z. B. der Modul auf Basis
einer Bedienereingabe der Modellnummer, des Trommeldurchmessers
und des Drahtkalibers automatisch die erforderliche Anzahl von Windungen
und den Drahtentspannerrollendruck bestimmen. Zusätzlich könnten von der
Bedienungsperson verschiedene Drahtmaterialien und -durchmesser
eingegeben werden, um zu ermitteln, ob die Querschnittsverringerung
innerhalb der Sicherheitsrichtlinien liegt und ob die Drahtziehmaschine
zufriedenstellend produzieren kann. Die Ausstöße könnten auf einem geeigneten
Ausgabegerät,
wie z. B. einer LCD-Anzeige, angezeigt werden. Außerdem könnte der
Schnittstellenmodul zu Zwecken der Garantieleistung und Betriebsüberwachung
laufend die in einer Produktionsart tatsächlich eingesetzt gewesenen
Materialtypen und Drahtkaliber verfolgen. Zusätzlich könnte der Schnittstellenmodul
die "Drawbox Force" und die tatsächlichen
Betriebsstunden aufzeichnen. Verwender der Drahtziehmaschine könnten zu
dem Zweck des Erstellens von Überwachungs-
und Instandhaltungsplänen
die Betriebsstunden überwachen.
Dies würde
im Falle, dass die Maschine sofortige Wartung benötigte, kostspielige
Produktionsausfallzeit ausschalten.
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Dies
wäre für einen
Herstellungsvorgang mit Maschinen, die häufig von einem Ort zu einem
anderen verbracht werden, sehr zweckmäßig.
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Aus
dem Vorstehenden ist es für
den Durchschnittsfachmann erkennbar, dass die vorliegende Erfindung
eine Drahtziehmaschine vorsieht. Da das Verfahren zum Aufrüsten der
Drahtziehmaschine im Wesentlichen automatisiert ist, wird die für das Auf rüsten einer
Drahtziehmaschine erforderliche Zeit gegenüber Verfahren nach dem Stand
der Technik wesentlich verringert. Dies ist unmittelbar gleichzusetzen
mit mehr Produktionszeit, mehr erzeugtem Endprodukt und höheren Erträgen. Außerdem ist durch
das weitgehende Automatisieren des Verfahrens weniger Bedienereingriff
notwendig, was die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung der Bedienungsperson
verringert und in einem sicheren System resultiert, wobei zugleich
die Verläßlichkeit
erhöht
wird, indem der einzelnen Bedienungsperson weniger Verantwortung
auferlegt wird. Gleichzeitig können
von der Bedienungsperson sonstige Prüfungen vorgenommen werden.