DE10154823B4

DE10154823B4 - Vorrichtung zum Umspulen und Umwickeln von dünnem Wickelgut

Info

Publication number: DE10154823B4
Application number: DE2001154823
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: DE10154823A1

Abstract

Vorrichtung zum Umspulen oder Umwickeln von dünnem Draht oder dergleichen Wickelgut, mit einer Wickelgutvorratsvorrichtung (C), einer Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) und einer dazwischen angeordneten Ausgleichsvorrichtung (A) zur Strammhaltung des Wickelgutes, wobei das Wickelgut von der Wickelgutvorratsvorrichtung (C) mit einem Abwickelantrieb abförderbar und der Ausgleichsvorrichtung (A) zuführbar ist und von dieser der Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) mit einem Aufwickelantrieb zuführbar ist, die Ausgleichsvorrichtung (A) aus einer ersten Umlenkrolle (3), um die das vom Abwickelantrieb zugeführte Wickelgut umläuft, einer zweiten von der ersten Umlenkrolle (3) beabstandeten Umlenkrolle (4), um die das von der ersten Umlenkrolle (3) ablaufende Wickelgut umläuft, und einer Umlenkrolle (5), die auf einer gemeinsamen Achse mit der ersten Umlenkrolle (3) gelagert ist und um die das von der zweiten Umlenkrolle(4) ablaufende Wickelgut umläuft und nachfolgend mittels des Aufwickelantriebs der Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) zuführbar ist, wobei die zweite Umlenkrolle (4) in Abhängigkeit von der auf das Wickelgut einwirkenden Zugkraft mittels eines Stellantriebes (6) den beiden...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umspulen oder Umwickeln von dünnem Draht oder dergleichen Wickelgut, mit einer Wickelgutvorratsvorrichtung, einer Wickelgutaufnahmevorrichtung und einer dazwischen angeordneten Ausgleichsvorrichtung zur Strammhaltung des Wickelgutes, wobei das Wickelgut von der Wickelgutvorratsvorrichtung mit einem Abwickelantrieb abförderbar und der Ausgleichsvorrichtung zuführbar ist und von dieser der Wickelgutaufnahmevorrichtung mit einem Aufwickelantrieb zuführbar ist, die Ausgleichsvorrichtung aus einer ersten Umlenkrolle, um die das vom Abwickelantrieb zugeführte Wickelgut umläuft, einer zweiten von der ersten Umlenkrolle beabstandeten Umlenkrolle, um die das von der ersten Umlenkrolle ablaufende Wickelgut umläuft, und einer dritten Umlenkrolle, die auf einer gemeinsamen Achse mit der ersten Umlenkrolle gelagert ist und um die das von der zweiten Umlenkrolle ablaufende Wickelgut umläuft und nachfolgend mittels des Aufwickelantriebes der Wickelgutaufnahmevorrichtung zuführbar ist, wobei die zweite Umlenkrolle in Abhängigkeit von der auf das Wickelgut einwirkenden Zugkraft mittels eines Stellantriebes den beiden weiteren Umlenkrollen annäherbar oder von diesen entfernbar ist und wobei aus der Bewegung des Stellantriebs ein Regelsignal abgeleitet ist, mittels dessen entweder die Geschwindigkeit des Abwickelantriebes oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes regelbar ist, derart dass bei Annäherung der zweiten Umlenkrolle an die beiden anderen Umlenkrollen die Geschwindigkeit des Abwickelantriebs verringert oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes erhöht wird, oder bei Entfernung der zweiten Umlenkrolle von den beiden anderen Umlenkrollen die Geschwindigkeit des Abwickelantriebes erhöht oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes verringert wird.

Derartige Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Die Wickelgutvorratsvorrichtung kann beispielsweise ein so genanntes Wickelfass oder auch eine Spule sein. Ebenso kann die Wickelgutaufnahme- vorrichtung ein Wickelfass oder eine Spule oder eine andere Einrichtung sein. Mit solchen Vorrichtungen werden beispielsweise dünne Drähte (blank oder lackiert oder umhüllt) oder auch Litzen zum Zwecke von industriellen Vorgängen umgewickelt oder umgespult. Sofern es sich bei der Wickelgutvorratsvorrichtung oder der Wickelgutaufnahmevorrichtung um eine Spule handelt, ist ein entsprechender Antrieb für die Spule vorgesehen. Sofern es sich beispielsweise jeweils um ein Wickelfass handelt, ist ein entsprechender motorisch um eine Achse umlaufender Wickler damit kombiniert.

Da eine Synchronschaltung des Abwickelantriebes und des Aufwickelantriebes nicht möglich ist, beispielsweise wegen des sich ständig ändernden Durchmessers der Wicklungen, sind beide Antriebe separat angetrieben. Um zu vermeiden, dass das umzuspulende oder umzuwickelnde Wickelgut durch übermäßige Zugkräfte belastet wird, die zu einem Reißen des Wickelgutes führen könnten, ist eine Ausgleichsvorrichtung zur Strammhaltung des Wickelgutes zwischen der Wickelgutvoratsvorrichtung und der Wickelgutaufnahmevorrichtung geschaltet, die aus mehreren, zueinander beweglichen Rollen besteht, um die das Wickelgut umläuft. Das Wickelgut läuft von der Wickelgutvorratsvorrichtung kommend zunächst zu der ersten Umlenkrolle, wird von dieser umgelenkt und zu der zweiten Umlenkrolle geführt, von der es wiederum zur dritten Umlenkrolle zurückgeführt wird, von der das Wickelgut dann zu der Wickelgutaufnahme-vorrichtung abläuft. In Abhängigkeit von der auf, das Wickelgut einwirkenden Zugkraft wird die zweite Umlenkrolle zu den weiteren Umlenkrollen hin verstellt oder von diesen weg verstellt, sofern Abweichungen von einer eingestellten Zugkraft auftreten. In Abhängigkeit von dieser Bewegung der Umlenkrollen zueinander wird auch die Geschwindigkeit, entweder des Abwickelantriebes oder des Aufwickelantriebes beeinflusst, während der jeweils andere Antrieb konstant umlaufend weiter betrieben wird.

Wegen des empfindlichen Wickelgutes ist eine genaue Erfassung der Zugkraft und eine genaue Steuerung der Antriebe erforderlich.

Im Stand der Technik ist es dazu bekannt, entweder mit Gewichten zu arbeiten, um durch diese Gewichte die Zugkraft konstant zu halten, was aber in der Praxis nicht gelingt. Es ist auch bekannt, pneumatische Stellelemente in Form von Pneumatikzylindern vorzusehen, die unter konstantem Druck von beispielsweise einem bar die Zugkraft konstant halten sollen. Auch dies ist aber nicht in ausreichender Weise möglich, weil insbesondere eine Steuerung bei Drücken von unterhalb 5 bar praktisch nicht möglich ist. Geringe Differenzen in der Zugkraft sind somit nicht erfassbar und entsprechende Einstellungen als Konsequenz davon nicht möglich.

So ist aus der DE 36 21 932 A1 eine Wickelvorrichtung mit Ausgleichsvorrichtung mit festen und beweglichen Umlenkrollen bekannt, bei der das Wickelgut nach dem Flaschenzugprinzip um die Umlenkrollen geführt ist. Zur Positionsbestimmung einer der Rollen sind entsprechende Mittel vorgesehen, während die Rolle mit Hilfe eines Stelltriebes in ihrer Position verstellt werden kann. Unabhängig von der Positionsverstellung der Umlenkrolle wird ferner mit Hilfe eines Zugkraftmesswertaufnehmers die am Wickelgut wirkende Zugkraft bestimmt.

In der DE 87 04 638 U1 ist eine Umspulvorrichtung mit einer Ausgleichsvorrichtung aus ortsfesten und beweglichen Umlenkrollen (Tänzerrolle) beschrieben. Bei der bekannten Ausgleichsvorrichtung wird als Eingangsgröße zur Steuerung des Auf- und Abwickelantriebes die Höhenposition der als Tänzerrolle ausgebildeten Umlenkrolle verwendet.

Aus der EP 0 061 975 A1 ist eine Vorrichtung zum Abwickeln von Garn als Wickelgut bekannt, bei der eine Ausgleichsvorrichtung zur Erzeugung einer gleichmäßigen Fadenspannung vorgesehen ist. Zur Steuerung des Antriebs der Wickelgutvorratsvorrichtung (Abwickelantrieb) wird die Bewegung einer der Umlenkeinrichtungen der Ausgleichsvorrichtung verwendet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zugkraftregelung zu schaffen, die äußerst genau einstellbar ist und somit eine übermäßige Belastung des Wickelgutes vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die zweite Umlenkrolle mit einem Zugkraftmesswertaufnehmer kombiniert ist, mittels dessen die Abweichung der auf die Umlenkrolle durch das Wickelgut einwirkenden Zugkraft von einem einstellbaren oder fest eingestellten Sollwert erfassbar ist und der über einen nachgeschalteten Regler den Stellantrieb zur Verstellung der zweiten Umlenkrolle steuert.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Stellantrieb aus einem entlang einer parallel zur Stellrichtung ausgerichteten Schiene motorisch, insbesondere mittels Zahnriemen, Zahnrad und Antriebsmotor, verfahrbaren Wagen besteht, an dem der Zugkraftmesswertaufnehmer befestigt ist, der die Achse der zweiten Umlenkrolle haltert.

Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass der Zugkraftmesswertaufnehmer als Radialkraftmesswertaufnehmer ausgebildet ist.

Zur Inbetriebnahme der Vorrichtung kann der Zugkraftmesswertaufnehmer auf eine bestimmte Zugkraft eingestellt werden. Sofern die auf das Wickelgut und damit auf die zweite Umlenkrolle einwirkende Zugkraft von diesem Sollwert abweicht, wird diese Abweichung durch den Zugkraftmesswertaufnehmer erfasst und zur Steuerung des Stellantriebes der zweiten Umlenkrolle genutzt, so dass diese dem Rollensatz, bestehend aus erster und dritter Umlenkrolle angenähert oder von diesen entfernt wird. Die Steuerung und Regelung ist zudem so ausgelegt, dass bei größeren Abweichungen der Antrieb schneller läuft als bei kleineren Abweichungen. Um einen exakten Stellweg zu erreichen ist insbesondere eine Zahnriemen/Zahnradantriebsweise vorgesehen, die eine exakte inkrementale Verfahrensweise ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch in Ansicht;
2 einen Teil der 1 in vergrößerter Darstellung;
3 das Detail der 2 in Seitenansicht.
In der 1 ist die Gesamtvorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung dient zum Umspulen oder Umwickeln von dünnem Draht oder dergleichen Wickelgut.
Bei C ist eine Wickelgutvorratsvorichtung angedeutet, bei B ist eine Wickelgutaufnahmevorrichtung angedeutet und bei A ist eine zwischen diesen vorgesehene Ausgleichsvorrichtung zur Strammhaltung des Wickelgutes gezeigt. Das Wickelgut wird von der Wickelgutvorratsvorrichtung C mittels eines geeigneten Abwickelantriebes abgefördert. Der abgeförderte Strang ist mit 1 bezeichnet. Das Wickelgut durchläuft dann die Ausgleichsvorrichtung A und wird von dieser abgehend analog dem Strang 2 der Wickelgutaufnahmevorrichtung B über einen entsprechenden Aufwickelantrieb zugeführt.
Die Ausgleichsvorrichtung A weist eine erste Umlenkrolle 3 auf, in die der Strang 1 des Wickelgute einläuft und umgelenkt wird, zu einer zweiten Umlenkrolle 4, die von der ersten Umlenkrolle 3 vertikal beabstandet ist.
Das Wickelgut läuft um die Umlenkrolle 4 um und in die dritte Umlenkrolle 5 ein, von der der Strang 2 abgeht. Die erste und dritte Umlenkrolle 3, 5 sind auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert. Die zweite Umlenkrolle 4 ist in Abhängigkeit von der auf das Wickelgut einwirkenden Zugkraft mittels eines Stellantriebes 6 verstellbar, so dass sie den beiden anderen Umlenkrollen 3, 5 angenähert oder von diesen entfernt werden kann. Aus der Bewegung des Stellantriebes 6 wird ein Regelsignal abgeleitet, mittels dessen die Geschwindigkeit des Abwickelantriebes C geregelt wird, so dass bei Bewegung der Umlenkrolle 4 nach oben der Antrieb C verlangsamt und bei Bewegung der Rolle 4 nach unten der Antrieb C beschleunigt wird. Alternativ ist auch die Steuerung des Aufwickelantriebes bei B möglich.
Um eine möglichst exakte und schnelle Verstellmöglichkeit zu schaffen, ist die zweite Umlenkrolle 4 mit einem Zugkraftmesswertaufnehmer 14 kombiniert, mittels dessen die Abweichung der auf die Umlenkrolle 4 durch das Wickelgut einwirkenden Zugkraft von einem eingestellten Sollwert erfasst wird. Durch den Zugkraftmesswertaufnehmer 14 wird ein elektrischer Impuls auf einen Regler 8 übertragen, wodurch der Stellantrieb 6 der zweiten Umlenkrolle 4 entsprechend gesteuert wird.
Der Stellantrieb 6 besteht aus einem Motor mit umlaufenden Zahnrad 9, Zahnriemen 10, Zahnrad 11, wobei an den Zahnriemen 10 ein Wagen 12 mit zwei Linearführungen 7 angekoppelt ist, der entlang einer Schiene 13 vertikal verfahrbar ist. An dem Wagen 12 ist der Zugkraftmesswertaufnehmer 14 befestigt, der die Achse der zweiten Umlenkrolle 4 haltert, so dass Zugkräfte, die auf die Umlenkrolle 4 einwirken, über die Achse auf den Zugkraftmesswertaufnehmer 14 übertragen werden.
Vorzugsweise ist der Zugkraftmesswertaufnehmer 14 ein Radialkraftmesswertaufnehmer in an sich bekannter Bauart.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine äußerst sensible genaue Einstellung und Einhaltung der gewünschten Zugkraft möglich, wobei auch geringe Differenzen in der Zugkraftabweichung erfasst und zur Einstellung genutzt werden können.

Claims

Vorrichtung zum Umspulen oder Umwickeln von dünnem Draht oder dergleichen Wickelgut, mit einer Wickelgutvorratsvorrichtung (C), einer Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) und einer dazwischen angeordneten Ausgleichsvorrichtung (A) zur Strammhaltung des Wickelgutes, wobei das Wickelgut von der Wickelgutvorratsvorrichtung (C) mit einem Abwickelantrieb abförderbar und der Ausgleichsvorrichtung (A) zuführbar ist und von dieser der Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) mit einem Aufwickelantrieb zuführbar ist, die Ausgleichsvorrichtung (A) aus einer ersten Umlenkrolle (3), um die das vom Abwickelantrieb zugeführte Wickelgut umläuft, einer zweiten von der ersten Umlenkrolle (3) beabstandeten Umlenkrolle (4), um die das von der ersten Umlenkrolle (3) ablaufende Wickelgut umläuft, und einer Umlenkrolle (5), die auf einer gemeinsamen Achse mit der ersten Umlenkrolle (3) gelagert ist und um die das von der zweiten Umlenkrolle(4) ablaufende Wickelgut umläuft und nachfolgend mittels des Aufwickelantriebs der Wickelgutaufnahmevorrichtung (B) zuführbar ist, wobei die zweite Umlenkrolle (4) in Abhängigkeit von der auf das Wickelgut einwirkenden Zugkraft mittels eines Stellantriebes (6) den beiden weiteren Umlenkrollen (3, 5) annäherbar oder von dieser entfernbar ist und wobei aus der Bewegung des Stellantriebs (6) ein Regelsignal abgeleitet ist, mittels dessen entweder die Geschwindigkeit des Abwickelantriebes (C) oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes (B) regelbar ist, derart dass bei Annäherung der zweiten Umlenkrolle (4) an die beiden anderen Umlenkrollen (3, 5) die Geschwindigkeit des Abwickelantriebs (C) verringert oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes (B) erhöht wird, oder bei Entfernung der zweiten Umlenkrolle (4) von den beiden anderen Umlenkrollen (3, 5) die Geschwindigkeit des Abwickelantriebs (C) erhöht oder die Geschwindigkeit des Aufwickelantriebes (B) verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umlenkrolle (4) mit einem Zugkraftmesswertaufnehmer (14) kombiniert ist, mittels dessen die Abweichung der auf die Umlenkrolle (4) durch das Wickelgut einwirkenden Zugkraft von einem einstellbaren oder fest eingestellten Sollwert erfassbar ist und der über einen nachgeschalteten Regler (8) den Stellantrieb (6) zur Verstellung der zweiten Umlenkrolle (4) steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (6) aus einem entlang einer parallel zur Stellrichtung ausgerichteten Schiene (13) motorisch, insbesondere mittels Zahnriemen (10), Zahnrad (9, 11) und Antriebsmotor (6), verfahrbaren Wagen (12) besteht, an dem der Zugkraftmesswertaufnehmer (14) befestigt ist, der die Achse der zweiten Umlenkrolle (4) haltert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugkraftmesswertaufnehmer (14) als Radialkraftmesswertaufnehmer ausgebildet ist.