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Ablaufständer für Wickelmaschinen Für die Herstellung von Spulen werden
in bekannter Weise Wickelmaschinen benutzt, die, vorzugsweise automatisch, von einer
Vorratsspule den Draht abziehen und in geeigneter Wicklungsart und Windungszahl
auf einen Spulenkörper wickeln. Dabei dient ein Ablaufständer zur Unterbringung
der Vorratsspule.
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Von dieser wird der zu wickelnde Draht über eine Drahtspannrolle geführt,
die auf einem beweglichen Arm sitzt, um die verschiedenen, jeweils wirksamen Zugspannungen
auszugleichen. Derartige Vorrichtungen arbeiten einwandfrei bei geringen Wickelgeschwindigkeiten
und bei relativ starken Drähten. Für die Verarbeitung von Drähten in der Größenordnung
von 0,05 mm Durchmesser sind die bekannten Anordnungen nicht mehr brauchbar. Dies
rührt davon, daß die Drähte beim Anfahren der Wickelmaschinen reißen, weil die Vorratsspule
erst vom Ruhezustand in Drehung versetzt werden muß. Es ist bereits bekannt, zur
Behebung dieser Schwierigkeiten den Draht von der Vorratsspule über mehrere Drahtspannrollen,
die in Art eines Flaschenzuges wirken, abzunehmen und der Wickelmaschine zuzuführen.
Diese Lösung versagt jedoch, sobald die Wickelgeschwindigkeit auf das bei den modernen
automatischen Wickelmaschinen iibliche Tempo gesteigert wird.
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Andere Lösungen des Problems der Beschleunigung und Abbremsung der
Wickelrollen beruhen auf dem Einsatz rein mechanischer Bauelemente, wie stufenloser
Getriebe, Reibradantriebe, mechanisch gebremster Leitrollen usw. Alle diese Lösungen
des Problems erfolgen nicht vollständig trägheitslos und sind außerdem im Verhältnis
zur Gesamteinrichtung viel zu aufwendig, so daß sie beim Gegenstand nach der Erfindung
ausscheiden.
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Der Erfindung lag der Gedanke zugrunde, eine elegante, einfache elektromechanische
Steuervorrichtung für besagten Zweck zu schaffen unter Verwendung einfacher, raumsparender
Bauelemente. Die Lösung wurde gefunden unter Verwendung eines mechanischen Hebels,
der einen elektrischen Strom durch Änderung eines Widerstandes steuert.
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Die Erfindung betrifft nun einen Ablaufständer für vorzugsweise automatische
Spulenwickelmaschinen mit einem elektrischen Motor für den Antrieb der Drahtvorratsrolle
in Ablaufrichtung und mit einer Schaltvorrichtung zum selbsttätigen Steuern der
Drehzahl der Vorratsrolle in Abhängigkeit von dem auf den Draht ausgeiibten Wickelzug,
der mit Hilfe eines den Draht führenden Tragarmes abgefühlt wird.
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Der erfindungsgemäße Gedanke ist dadurch gekennzeichnet, daß als Motor
ein Gleichstrommotor mit einer vorgeschalteten veränderbaren Widerstandsanordnung
verwendet ist, daß die Schaltvorrichtung die Widerstandsanordnung steuert und daß
der Wider-
standsanordnung ein im Sinne der Erzielung des vollen Drehmomentes des
Motors bei dessen Einschaltung bemessener Kondensator parallel geschaltet ist.
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Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Motor wird die Vorratsspule
relativ schnell von der Ruhelage in die benötigte Drehung versetzt. Diese Maßnahme
allein genügt jedoch noch nicht, denn der Motor muß in seiner Tourenzahl geändert
werden können, da die zu bewickelnde Spule je nach Art ihren Durchmesser während
des Wickelvorganges ungefähr im Verhältnis 1:2 ändert. Außerdem ändert sich der
Durchmesser der Vorratsspule etwa um 1 : 3 im Verhältnis von Außenlage zur Innenlage
des Drahtes. Daher ist eine in Abhängigkeit von der Lage des Tragarmes veränderbareWi
derstandsanordnung vorgesehen. Durch diese Widerstandsanordnung wird der Motor zum
Antrieb der Vorratsrolle in seiner Tourenzahl entsprechend den verschiedenen Lagedurchmessern
gesteuert.
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Es zeigt sich jedoch, daß diese Regelung einen Nachteil aufweist,
der darin besteht, daß bei Beginn des Wickelvorganges die veränderbare Widerstandsvorrichtung
eingeschaltet wird und der Motor daher zu geringen Strom erhält. Durch diese ungenügende
Stromversorgung wird wohl der Motor zum Anlassen gebracht, jedoch besitzt er nicht
das nötige Drehmoment, um die Vorratsspule in Bewegung zu bringen.
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Selbst unter Verwendung der bisher beschriebenen Maßnahmen konnte
das Reißen des Drahtes beim Anlaufen der Wickelmaschine nicht verhindert werden.
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Erst durch das weitere Merkmal der Erfindung, daß zu dieser Widerstandsanordnung
ein relativ großer Kondensator parallel geschaltet wird, wird dieser Nachteil behoben.
Der zum Antrieb der Vorratsrolle dienende Gleichstrommotor wird über die Widerstandsanordnung
gesteuert. Zu Beginn des Wickelvorganges
ist die Widerstandsanordnung
mit ihrem Gesamtwiderstand eingeschaltet, denn der Drahtarm mit der Drahtspannrolle
befindet sich in seiner obersten Stellung. Durch die Überbrückung der Widerstandsanordnung
mit dem-Kondensator erhält der Motor trotzdem sofort seinen vollen Strom, da sich
der Kondensator erst auf den Spannungsverlust, der in der Widerstandsanordnung entsteht,
aufladen muß.
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D,adurch kann der Motor sein volles Drehmoment entwickeln und somit
die Vorratsspule in die benötigte Drehung versetzen. Erst anschließend setzt die
normale Steuerung durch Veränderung des Widerstandswertes der Widerstandsanordnung
in Abhängigkeit von der Lage des Tragarmes der Drahtrolle ein.
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Die Schaltvorrichtung für den Gleichstrommotor besteht zweckmäßigerweise
aus mechanisch betätigbaren Schaltkontakten. In Weiterbildung der Erfindung wird
als Schaltvorrichtung ein an sich bekannter Magnetschalter verwendet. Dadurch wird
der Schaltvorgang ohne mechanische Kraftübertragung ausgelöst. Dies hat den Vorteil,
daß der Draht nicht über die Drahtspannrolle den Schaltvorgang auslösen muß. Als
Widerstandsanordnung für die Drehzahlsteuerung kann gemäß einer Ausgestaltung der
Erfindung ein geeignetes - Potentiometer verwendet werden. Es ist auch möglich,
die Widerstandsanordnung aus einzelnen Festwiderständen aufzubauen, die einzeln
nacheinander oder durch entsprechende Serien-und/oder Parallelschaltung mehrere
bzw. alle gemeinsam durch einen Stufenschalter zur Wirkung gebracht werden.
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Für größere Drahtdurchmesser und Vorratsspulen kann es nötig sein,
einen stärkeren Motor zu verwenden, der durch ein Potentiometer nicht mehr genügend
steuerbar ist. Es ist bekannt, zur Motorsteuerung Elektronenröhren, beispielsweise
Tyratrons oder dergleichen steuerhare Entladungsgefäße, zu verwenden. Derartige
steuerbare Widerstände können auch bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Es ist ebenso möglich, geeignete Halbleiteranordnungen zu verwenden. Der erfindungsgemäß
vorzusehende Kondensator wird dabei dem jeweilig wirksamen Widerstand (Innenwiderstand
od. dgl.) des elektronischen Schaltelementes parallel geschaltet.
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Die Schaltvorrichtung für die Drehzahlsteuerung wird vorteilhaft
derart ausgebildet, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme besonderer Mittel, daß bei
Überschreitung einer bestimmten wählbaren Auslenkung des Tragarmes das Minimum des
Widerstandswertes unabhängig von einer weiteren Auslenkung erhalten bleibt.
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Bei Beendigung des -Wickelvorganges wird durch die Schaltvorrichtung
der - Motor zum Antrieb der Vorratsrolle abgeschaltet. Eine Verbindung zwischen
den Tragarm und der Antriebsvorrichtung für die Vorratsspule bewirkt in bekannter
Weise eine Schnellbremsung der Rolle bei Beendigung des Wickelvorganges.
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Die Schaltvorrichtung. und der Motor können in weiten Grenzen den
jeweilig vorliegenden konstruktiven Gegebenheiten angepaßt werden. Es ist vorteilhaft,
zur Kraftübertragung zwischen Motor und Vorratsrolle einen Keilriemen vorzusehen.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren, die schematisch ein Ausführungsbeispiel
darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Ablaufständer
mit allen nötigen Einrichtungen und Vorrichtungen; Fig. 2 zeigt detailliert. den
Antrieb der Vorratsspule durch den Motor;
Fig. 3 zeigt schematisch eine mögliche
Ausbildung der Schaltvorrichtungen und der Steuerung der Widerstandsanordnung; Fig.
4 stellt in schematischer Form den Stromlauf durch die verschiedenen Schaltelemente
dar.
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In Fig. 1 befindet sich auf einer mit 1 bezeichneten Tragplatte ein
Stativ 2. An einem Ausleger 3 des Stativs ist die Vorratsspule 4 auf einer zwischen
gehärteten Stahlspitzen oder in Halbedelsteinlagern drehbaren Ablaufspindel 5 angebracht.
An der einen Seite der Ablaufspindel 5 befindet sich eine Antriebsrolle 6 für die
Vorratsspule 4. Diese Antriebsrolle 6 ist über einen Keilriemen 7 (Fig. 2) mit dem
Motor 8 verbunden. Andererseits ist eine aus einer Exzenterscheibe 9 und einem Bremsband
10 (Fig. 2) bestehende Bremsvorrichtung auf dieser Antriebsrolle 6 angebracht. Die
Exzenterscheibe 9 wird über eine Stange 11 vom Tragarm 12 für eine Drahtspannrolle
13 betätigt. Der Tragarm 12 ist in einer gabelartig ausgebildeten Vorrichtung 14
am oberen Ende des Stativs 2 angebracht. Ein Gegengewicht 15 dient zum normalen
Ausgleich der Drahtspannung. Eine Schalteinrichtung 16 schaltet die Wickelmaschine
bei Drahtriß, bei verbrauchter Vorratsspule od. ä. in an sich bekannter Weise automatisch
ab. In Verbindung mit dem Tragarm 12 wird ein geeignet ausgestalteter Hebelarm 17
betätigt, welcher an einem Schaltkästchen 18 eine Schaltvorrichtung 19 für den Motor
8 betätigt und je nach Auslenkung über eine zusätzliche mechanische Einrichtung
20 ein Stellglied für eine Widerstandsanordnung 21 verstellt.
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Bei Beginn des Wickelvorganges wird durch den Draht 22, der über
die Drahtspannrolle 13 von der Vorratsspule 4 abgezogen wird, durch den zunächst
entstehenden Zug eine Auslenkung des Tragarmes 12 bewirkt. Diese Auslenkung führt
über die Teile 17 und 20 und die Schaltvorrichtung 19 zur Einschaltung des Motors
8. Über den Keilriemen 7 wird dadurch die Vorratsspule 4 beschleunigt. Je nach der
Auslenkung des Armes 12 wird die Widerstandsanordnung 21 (Fig. 4) über 20 und 32
verändert. Dabei kann die Anordnung 21 aus einem Stufenschalter bestehen, der nacheinander
einzelne Widerstände wirksam werden läßt, oder auch aus einem verdrehbaren Potentiometer.
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Es ist auch möglich, über die Teile 20, 32 andere elektronische S
teuereinrichtungen zur Widerstands regelung (Elektronenröhren od. dgl.) zu beeinflussen.
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Die Fig. 2 zeigt schematisch detailliert die Einzelteile des Antriebs
und der Bremsvorrichtung der Vorratsspule 4. Dabei sind gleiche Teile wieder mit
gleichen Bezugsziffern versehen.
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Ebenso zeigt die Fig. 3 die Ausbildung der beispielsweise verwendeten
Schalt- und Steuervorrichtungen 19, 20, 32 in vergrößerter Darstellung.
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Die Fig. 4 zeigt den Stromlaufplan der entsprechenden Schalt- und
Steuervorrichtungen. tber Anschlüsse 23 und 24 sowie iiber eine Sicherung 25 wird
die Netzspannung an einen Schalter 26 des Gerätes angelegt. Eine Glimmlampe 27 dient
zur Anzeige des Betriebszustandes. Ein Transformator 28 transformiert die Netzspannung
auf die benötigte Betriebsspannung.
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Über einen Gleichrichter 29 wird die zum Antrieb des Motors 8 nötige
Gleichspannung erzeugt. Der Transformator 28, Motor 8 und Gleichrichter 29 sind
in an sich bekannter Weise über eine Schutzleitung 30 mit Erde bzw. Nulleitung verbunden.
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Der Kontakt 19 wird durch die Bewegung des Tragarmes 12 betätigt.
Durch den nunmehr geschlossenen Stromkreis fließt über die Widerstandsanordnung
21 ein entsprechender Strom, der den Motor 8 zum An-