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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abspulen eines Drahtes eines Drahtwickels, wobei der Drahtwickel eine Drahtwickelachse und eine zu dieser Drahtwickelachse im Wesentlichen orthogonale Abspulseite aufweist, mit einer Drahtwickelaufnahme und einer Drahtfördereinrichtung, wobei die Drahtwickelaufnahme den Drahtwickel aufweist und die Drahtfördereinrichtung derart eingerichtet ist, dass ein eingeführter und/oder eingelegter Teil des Drahtes durch eine Zugkraft den Draht vom Drahtwickel abspult und ein Verfahren zum Abspulen eines Drahtes eines Drahtwickels.
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Als Vorprodukt zum Beispiel zum Herstellen eines Kupferdrahtes oder eines Bandmaterials aus Kupfer werden sogenannte Kupfer-Coils oder Kupferspulen eingesetzt. Diese Kupferspulen werden um einen Kronenstock gelegt und an der Oberseite wird der Kupferdraht abgezogen und von dort der eigentlichen Verarbeitung zugeführt.
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Dabei kann es vorkommen, dass der abzuziehende Draht verklebt beziehungsweise aneinander haftet und beim Abziehen sich verheddert, sodass manuell ein Trennen erfolgen muss. Teilweise führt dies dazu, dass der Kupferdraht abgeschnitten und neu der Verarbeitungseinrichtung zugeführt werden muss. Auch kann der abzuspulende Draht am Kronenstock Beschädigungen erhalten, welche bei der weiteren Verarbeitung das Endprodukt in der Qualität einschränkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Abspulen eines Drahtwickels, wobei der Drahtwickel eine Drahtwickelachse und eine zu dieser Drahtwickelachse im Wesentlichen orthogonale Abspulseite aufweist, mit einer Drahtwickelaufnahme und einer Drahtfördereinrichtung, wobei die Drahtwickelaufnahme den Drahtwickel aufweist und die Drahtfördereinrichtung derart eingerichtet ist, dass ein eingeführter und/oder eingelegter Teil des Drahtes durch eine Zugkraft den Draht vom Drahtwickel abspult, wobei zwischen dem eingeführten und/oder eingelegten Teil des Drahtes und dem Drahtwickel ein frei bewegliches Abstandselement um dem Draht angeordnet ist, sodass beim Abspulen das freibewegliche Abstandselement den Draht zum Drahtwickel und/oder zur Drahtwickelaufnahme beabstandet.
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Somit kann eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche verhindert, dass aneinanderhaftende Drahtteile entstehen. Auch ein Verheddern mit dem Kronenstock oder ein entsprechender Abrieb am selbigen kann somit verhindert werden.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
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Ein „Draht“ ist ein im Wesentlichen längliches Element, welches beispielsweise bandförmig oder auch mit einer oval- oder kreisförmigen Querschnittsfläche ausgestaltet ist. Auch polygone Ausgestaltungen der Querschnittsfläche, wie rechteckige Querschnittsflächen oder quadratische Querschnittsflächen sind realisierbar. Der Draht kann beispielsweise im Wesentlichen Aluminium oder Kupfer oder sonstige Metalle oder Metalllegierungen aufweisen. Durch ein Aufwickeln entsteht im Allgemeinen ein sogenannter Drahtwickel.
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Ein „Drahtwickel“, auch Coil oder Spule genannt, weist insbesondere eine helixförmige oder spiralförmige Ausgestaltung auf. Ein Drahtwickel, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium, kann somit eine zylindrische Spirale bilden. Eine zylindrische Spirale wird auch Wendel, Schraube oder auch als Helix bezeichnet. Aber auch Spiralen im engeren Sinne, bei den das Kupfermaterial um eine Achse angeordnet ist und sich dieser nähert oder sich von dieser entfernt, sind von dem Begriff Drahtwickel mit umfasst. Zumeist wird ein Drahtwickel dadurch hergestellt, dass ein Draht oder ein bandförmiges Material kreisförmig geführt abgelegt wird. Insbesondere bei einem „Endlosmaterial“ wächst durch wiederholtes kreisförmiges Ablegen die Höhe eines Drahtwickels.
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Aufgrund seiner spiralförmigen oder helikalen Ausgestaltung weist der Drahtwickel im Wesentlichen eine „Drahtwicke1achse“ auf, um welche konzentrisch der Draht geführt ist. Der Drahtwickel ist zumeist in seiner Mitte hohl und kann beispielsweise auf einer Drahtwickelaufnahme abgelegt werden. Für den Fall, dass der Drahtwickel horizontal und somit im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche abgelegt ist, ist die Drahtwickelachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet.
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Die zu der Drahtwickelachse „im Wesentlichen orthogonale Abspulseite“ ist insbesondere die Seite, von der aus der Draht abgespult wird. Für den Fall, dass der Drahtwickel horizontal, zum Beispiel auf dem Boden, abgelegt ist, ist diese orthogonale Abspulseite die bodenferne Seite des Drahtwickels. „Im Wesentlichen“ ist dabei so zu verstehen, dass aufgrund der praktischen Gegebenheiten beim Aufwickeln leichte Neigungen im Bezug zur Drahtwickelachse gegeben sein könnten.
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Ein „Abspulen“ bezeichnet insbesondere den Vorgang, bei dem ein zu einem Drahtwickel gewickelter Draht sukzessive abgenommen wird. Dabei wird häufig der konzentrisch geführte Draht in einen linear geführten Draht überführt.
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Um den Drahtwickel beim Abspulen zu fixieren und/oder den Drahtwickel zu lagern und zu transportieren, wird ein derartiger Drahtwickel häufig auf einer „Drahtwickelaufnahme“ abgelegt. Eine derartige Drahtwickelaufnahme wird teilweise als Kronenstock oder auch als Wickelträgerständer bezeichnet. Dabei ist insbesondere der Außendurchmesser der Drahtwickelaufnahme kleiner als ein Innendurchmesser des Drahtwickels, sodass der Drahtwickel der Drahtwickelaufnahme „aufgestülpt“ werden kann.
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Die „Drahtfördereinrichtung“ kann beispielsweise eine Ziehmaschine sein, und prägt dem Draht des Drahtwickels eine Zugkraft auf, sodass ein Abspulen vom Drahtwickel erfolgt. Insbesondere kann die Drahtfördereinrichtung eine Weiterverarbeitungseinrichtung sein. So kann beispielsweise die Drahtfördereinrichtung ein Bestandteil einer Draht-Ziehmaschine sein, welche den abgespulten Draht auf einen Zieldurchmesser bringt und diesen mit einem Isolator ummantelt.
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Unter einem „Einführen“ oder einem „Einlegen“ eines Teils des Drahtes ist insbesondere so zu verstehen, dass die Drahtfördereinrichtung nach dem Einführen oder Einlegen dem Draht eine Zugkraft zum Abspulen aufprägt.
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Das „freibewegliche Abstandselement“ ist insbesondere ein Element, welches verhindert, dass zum einen der abgespulte Draht die Drahtwickelaufnahme kontaktiert, und zum anderen zweier Teile des anhaftenden Drahtes eine Kraft aufprägt, sodass sich die beiden anhaftenden Teile trennen. Beispielsweise kann das freibewegliche Abstandselement als Kugel ausgestaltet sein, welche zum einen mit einander anhaftende Drahtteile sanft trennt und zum anderen die Drahtwickelaufnahme abrollend umkreist. Insbesondere wird das Gewicht des freibeweglichen Abstandselementes so eingestellt, dass das freibewegliche Abstandselement zum einen anhaftende Teile des Drahtes durch seine Gewichtskraft trennt und zum anderen im Wesentlichen an der Drahtwickelaufnahme verbleibt.
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Der Kern der Erfindung besteht somit darin, zum einen durch ein direktes Einwirken anhaftende Teile des Drahtwickels beim Abspulen zu lösen, und zum anderen dabei, den abgespulten Draht durch Beabstanden von der Drahtwickelaufnahme definiert zu führen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das freibewegliche Abstandselement eine Drahtdurchführung, insbesondere eine Bohrung, auf. Somit kann das freibewegliche Abstandselement frei entlang des Drahtes definiert geführt werden. Beispielsweise kann vor dem Einführen oder Einlegen eines Teiles des Drahtes in die Drahtfördereinrichtung ein Ende des Drahtes durch das freibewegliche Abstandselement durchgeführt werden.
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Um eine sanfte Trennung zwischen anhaftenden Teilen des Drahtes und „Abrollen“ an der Drahtwickelaufnahme zu realisieren, kann das freibewegliche Abstandselement eine gekrümmte Außenoberfläche aufweisen und insbesondere kugelförmig ausgestaltet sein. Neben der Kugelform können beispielsweise auch Rotationsellipsoide oder auch Rollen eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das bewegliche Abstandselement zweiteilig oder mehrteilig zusammenfügbar, sodass das freibewegliche Abstandselement um den Draht anordenbar ist.
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Insbesondere für den Fall, dass ein Teil des Drahtes bereits in der Drahtfördereinrichtung eingeführt oder eingelegt ist, kann somit von außen das freibewegliche Abstandselement um den Draht herum angeordnet werden. Beispielsweise können diese zwei Halbkugelschalen sein, welche über ein Befestigungselement wie eine Schraube, lösbar fest miteinander verbunden werden können.
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Selbstverständlich kann das freibewegliche Abstandselement auch aus drei, vier oder mehr Teilen zusammengefügt werden.
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Um das bewegliche Abstandselement einfach herstellen zu können, kann dieses aus Kunststoff gefertigt sein. Besonders vorteilhaft haben sich dabei Polyhalogenolefine erwiesen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Polytetraflourethylen (PTFE) aufgrund deren Oberflächeneigenschaften ist ein besonders oberflächenschonender Einsatz realisierbar.
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Um Material und somit Gewicht der Drahtwickelaufnahme einzusparen, kann diese Maschen mit einem Maschendurchmesser aufweisen, wobei die Maschendurchmesser jeweils kleiner als ein kleinster Durchmesser des freibeweglichen Abstandselements sind. Mithin haben sich Gitterstrukturen für Drahtwickelaufnahme als besonders geeignet erwiesen. Sofern beispielsweise für das bewegliche Abstandselement ein kugelförmiges Element verwendet wird, sollte der Kugeldurchmesser ausreichend groß zu den jeweiligen Gitterstababständen der Drahtwickelaufnahme sein, sodass ein ausreichend „glatter“ Umlauf des beweglichen Abstandselements in Bezug zur Drahtwickelaufnahme erfolgt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Drahtwickelaufnahme einen zylindrischen Körper mit einer Spitze und/oder einem Bodenelement auf, wobei die Spitze über den Drahtwickel hinausragt. Durch dieses Hinausragen, kann ein besonders gutes Führen des abzuspulenden Drahtes realisiert werden. Für den Fall, dass ein kugelförmiges freibewegliches Abstandselement gewählt wurde, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Spitze abgerundet ist. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Spitze halbkugelförmig ist.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Drahtförderaufnahme und die Drahtwickelaufnahme derart zueinander angeordnet und ausgestaltet, dass der Draht in Richtung der Spitze abgespult wird. Somit wird ein optimales Abheben des Drahtes vom Drahtwickel gewährleistet und das Zusammenspiel zwischen freibeweglichem Abstandselement, Drahtwickelaufnahme und Draht des Drahtwickels ist optimal. Sofern der Drahtwickel im Wesentlichen horizontal zum Erdboden abgelegt ist und die Abspulseite deckenwärts gerichtet ist, ist die Richtung der Spitze vom Boden zur Decke.
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In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Abspulen eines Drahtes eines Drahtwickels mit den Schritten
- - Einlegen eines Drahtwickels um eine Drahtwickelaufnahme,
- - Einführen oder Einlegen des Drahtes in eine Drahtfördereinrichtung,
- - Positionieren eines beweglichen Abstandselements um den Draht zwischen der Drahtfördereinrichtung und dem Drahtwickel,
- - Abspulen des Drahtes vom Drahtwickel.
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Dieses Verfahren wird insbesondere mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Zudem wird somit die Verwendung eines beweglichen Abstandselementes zum Abspulen eines Drahtes eines Drahtwickels beschrieben.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
- 1 eine stark schematische seitliche Darstellung einer Drahtabspulvorrichtung mit einem auf einem Kronenstock abgelegten Drahtwickel und
- 2 eine stark schematische Seitenansicht eines Kronenstocks.
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Eine Drahtabspulvorrichtung 101 weist einen Kronenstock 111 mit abgelegtem Drahtwickel 105 und einer Drahtzieheinheit 121 auf. Der Kronenstock 111 weist eine Bodenplatte 113 auf, auf welcher ein zylindrischer Körper mit einer halbkugelförmigen Spitze 116 angeordnet ist. Der zylindrische Körper und die halbkugelförmige Spitze 116 werden auch als Bockelement 115 bezeichnet. Die Bodenplatte 113 ist massiv ausgeführt, während das Bockelement 115 eine Gitterstruktur aufweist.
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Der Drahtwickel 105 weist viele Lagen Kupferdraht 103 auf. Ein Ende des Kupferdrahtes ist über eine Umlenkrolle 125 zur Drahtzieheinheit 121 geführt. Vor dem Einführen des Drahtes 103 wurde die Abstandskugel 117, welche eine mittige Bohrung aufweist, durch die Abstandskugel aufgefädelt.
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Die Abspulseite 107 des Drahtwickels weist deckenwärts nach oben. Die Umlenkrolle 125 ist oberhalb und zentral über dem Bockelement 115 angeordnet, sodass die Ziehrichtung 123 im Wesentlichen vertikal nach oben ist.
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Nun wird mittels Drahtzieheinheit dem Draht 103 eine Zugkraft aufgeprägt. Aufgrund der Umlenkrolle 125 wirkt die Zugkraft in Richtung Ziehrichtung 123. Dadurch wird der Draht 103 abspulseitig angehoben und kreisförmig abgespult.
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Die Abstandskugel 117 führt dabei den Draht 103 durch sein Inneres und rollt gleichzeitig kreisförmig am Bockelement 115 ab. Sofern zwei Lagen des Wickels 105 aneinander anhaften, sorgt die Abstandskugel 117 dafür, dass die anhaftenden Teile aufgrund der wirkenden Gewichtskraft und der Form der Abstandskugel voneinander getrennt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Drahtabspulvorrichtung
- 103
- Draht
- 105
- Drahtwickel
- 107
- Abspulseite
- 111
- Kronenstock
- 113
- Bodenplatte
- 115
- Bockelement
- 116
- Halbkugelförmige Spitze
- 117
- Abstandskugel
- 121
- Drahtzieheinheit
- 123
- Zieheinrichtung
- 125
- Umlenkrolle
