DE1131479B - Durch Spindelantrieb hin- und herbewegbare Verlegevorrichtung in einer Einrichtung zum Aufwickeln von Draht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufwickeln von Draht auf eine angetriebene Trommel, Spule, Kern od. dgl. mit einer durch Spindelantrieb hin- und herbewegten Verlegevorrichtung, auf der sich ein steuernd auf den Trommel- bzw. Spindelantrieb einwirkender schwenkbarer Verlegearm befindet, durch dessen durch Änderung der Drahtauflaufrichtung eintretende Lageänderung nicht nur das Umsteuern des Spindelantriebs in den Endpunkten des Wickelhubs bewirkt, sondern auch von Schwankungen des Drahtdurchmessers herrührende Abweichungen des Drahtes von der Sollaufrichtung kompensiert werden.

Derartige Einrichtungen sind bisher im wesentlichen als Auf-Zu-Steuerungen ausgestaltet worden. So ist unter anderem eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der das Wickelgut über einen an einer Führung angeordneten Fühlhebel läuft, der durch die beim Auftreffen des Wickelgutstranges auf die vorher verlegte Windung auftretenden Seitenkräfte abgelenkt wird und dadurch den Antrieb der Führung in Verlegerichtung steuert. Der auf diese Weise abgelenkte Fühlhebel betätigt die Kontakte eines elektrischen Stromkreises, durch die in Abhängigkeit von der Ablenkung des Hebels durch das auflaufende Wickelgut Elektromagneten erregt wurden, die zur Verstellung bzw. Einschaltung lösbarer Kupplungen verwendet werden.

Nach einem anderen Vorschlag ist ein von dem auflaufenden Wickelgut betätigter federbelasteter Fühlhebel mit einem Kontaktarm versehen, der je nach Vorschubgeschwindigkeit zwei Kontakte betätigt, die Stromkreise zu zwei Magneten schließen bzw. unterbrechen, durch die die Vorschubgeschwindigkeit verändert bzw. umgesteuert wird. In ähnlicher Weise hat man auch bereits Einrichtungen verwendet, die unter Zuhilfenahme pneumatischer Vorrichtungen und elektrischer Schalteinrichtungen eine Umsteuerung bzw. Vergrößerung oder Verkleinerung der Geschwindigkeit des Verlegearms herbeiführen, wodurch die Sollage des Fühlers, d. h. der Sollzuführungswinkel des Drahtes wieder hergestellt wird. Diese bekannten Einrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, daß sie einmal auf Grund ihrer technischen Ausgestaltung sehr aufwendig sind, wodurch sich zahlreiche Fehlerquellen ergeben, und daß es sich um einfache Auf-Zu-Steuerungen handelt, die eine echte Proportionalsteuerung nicht ermöglichen. Die Erfindung bringt einen technischen Fortschritt dadurch, daß am Ende des Verlegearms und im Kraftfeld eines ortsfest angeordneten Wechselstrommagneten eine Spule angeordnet ist, wobei die von

Durch Spindelantrieb hin- und herbewegbare Verlegevorrichtung in einer Einrichtung

zum Aufwickeln von Draht

Anmelder:
Avo Limited, London

Vertreter: Dr. K. R. Eikenberg, Patentanwalt,
Hannover, Am Klagesmarkt 10/11

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. Juni 1958 (Nr. 20 273)

William Henry Attwood, Philip Herbert Sewell

und Sydney Rutherford Wilkins, London,

sind als Erfinder genannt worden

einem Sollwert abweichende Induktionsgröße dieser Schwingspule für die Proportionalsteuerung der Trommel- oder Spindeldrehzahl oder beider Drehzahlen Verwendung findet. Erfindungsgemäß kann der Sollwert des Induktionsstromes und damit der Auflaufwinkel durch einen Widerstand grundeinstellbar sein. Zusätzlich ist die Spule relativ zum Verlegearm einstellbar.

Der Ausgang der Spule liegt über einen Verstärker an den Feldwicklungen zweier Gleichstromgeneratoren und einer von diesen mit seinem Ausgang am Antriebsmotor der Verlegespindel oder am Motor der Trommel oder an beiden Motoren.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt unter anderem den Vorteil, daß das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem aufwickelnden Dorn bzw. der Trommel und dem Antrieb für die seitliche Bewegung des Drahtes sich für genaue Schichtenwicklung in einem sehr weiten Bereich von Drahtdurchmessern genau und leicht bestimmen und automatisch und dauernd für einen bestimmten Drahtdurchmesser aufrechterhalten läßt. Zufällige Änderungen der Spindelgeschwindigkeit und der Belastung werden genauso automatisch korrigiert wie zufällige Änderungen in der Stärke des Drahtes. Vermittels der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Wickelvorgang während des Betriebes einfach und automatisch verändert werden, um einen bestimmten Abstand

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zwischen den einzelnen Windungen berücksichtigen vorgängen angepaßt werden kann. Zum Beispiel zu können. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Winkelstellung der Spule 12 zum Arm 10 ist es ferner möglich, Fehler zu kompensieren, die und die des Magneten 14 einstellbar sein. Außerdem dadurch entstehen, daß der Abstand zwischen den kann die Spule in einen Kreis mit einem Rheostaten inneren Backenflächen der Trommel nicht genau ein 5 geschaltet sein, der einen veränderlichen Nullpunkt ganzzahliges Vielfaches des Drahtdurchmessers ist. besitzt, welcher verschiedenen Zuführungswinkeln Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispiels- entspricht. Da der elektrische Signalausgang naturweise beschrieben. Es zeigen gemäß nur klein sein kann, wird er zur Erzeugung

Fig. 1 und 2 schematisch zwei verschiedene der erforderlichen elektrischen Kraft verstärkt. Wickelvorgänge, io Diese Kraft läßt sich nun zur Steuerung bzw.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Aus- Justierung, d. h. zur Wiederherstellung des eingeführungsform der Einrichtung zum Aufwickeln von stellten Zuführungswinkels, verwenden, was auf verDraht u. dgl., schiedene Weisen möglich ist. Gemäß Fig. 3 wird der Fig. 4 ebenfalls schematisch die vollständige An- verstärkte Ausgang dem Motor 2, der die Hin- und lage mit der Einrichtung nach Fig. 3. 15 Herbewegung des Schlittens bewirkt, zugeführt. So-In Fig. 1 und 2 ist eine Spule gezeigt, auf die ein lange der gemessene Zuführungswinkel des Drahtes Draht 7, wie bei 4 (Fig. 3) gezeigt, aufgewickelt den vorgegebenen Wert behält, läuft der Motor 2 werden soll. Während des Aufwickelvorganges dreht kontinuierlich mit der gleichen Geschwindigkeit, die sich die Spule, die Trommel oder der Kern, auf die der Geschwindigkeit des Motors 1 angepaßt ist. der Draht gewickelt werden soll. Wenn sich die 20 Treten jedoch Änderungen in dem gemessenen Wert Drahtwindungen, wie in Fig. 1 gezeigt, berühren des Zuführungswinkels auf, so wird die Geschwindigsollen, muß der Draht mit der Trommel einen Win- keit des Motors 2 darauf verändert, daß sich über kel bilden, der mit A₁ bezeichnet ist. Dieser Winkel die Führungsrolle 8 der Zuführungswinkel ändert und ist kleiner als der natürliche Winkel B. Der Zu- der vorbestimmte Wert wieder erreicht wird, führungswinkel A hängt von dem nominellen Durch- 25 In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung eine vollmesser des aufzuwickelnden Drahtes ab. Falls die ständige Anlage dargestellt, die die Einrichtung nach Windungen des Drahtes auseinanderliegen sollen, wie Fig. 3 enthält und bei der Einrichtungen zum Wickeln in Fig. 2 gezeigt, muß der Zuführungswinkel auf vorhanden sind. Teile der Fig. 4, die den Teilen der einen Winkel A₂ vergrößert werden, der wieder von Fig. 3 entsprechen, tragen dasselbe Bezugszeichen, der gewünschten räumlichen Trennung der Windun- 30 Die Fig. 4 zeigt außerdem bei 16 eine Rolle, von der gen und auch vom nominellen Durchmesser des ver- der Draht abgezogen wird und über die Rolle zur wendeten Drahtes abhängt. Trommel 4 läuft. Der Draht läuft dabei zwischen den Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß der Puffern 11 auf dem Arm 10 hindurch, der die Spule Zuführungswinkel für die verschiedenen nominellen 12 trägt.

Drahtstärken bestimmt werden kann, um dadurch 35 Vorzugsweise läuft, wie in Fig. 4 gezeigt, der der gewünschten Aufwickelweise angepaßt zu werden. Draht 7 auf seinem Weg von der Führungsrolle 8 zur Die Erfindung geht davon aus, daß jede Abweichung Trommel 4 über ein Bezugsglied 8', das die Funktion vom tatsächlichen Zuführungswinkel des Drahtes von der Führung 8 übernimmt. Das Glied 8' befindet sich einem vorbestimmten Wert für irgendeinen bestimm- in der Nähe des Punktes, an dem der Draht 7 auf die ten Fall festgestellt wird und eine Steuerwirkung 40 Trommel 4 aufgeführt wird, so daß eine Einwirkung ausübt, so daß der Winkel auf den vorbestimmten auf den Zuführungswinkel durch eine seitliche Wert wieder zurückgeführt wird. Schwingung des Drahtes sehr wenig wahrscheinlich ist.

In Fig. 3 läuft der Draht 7 über eine Führungs- Der Ausgang der Spule 12 ist über Leitungen 17

rolle 8, die auf einem Schütten 6 angeordnet ist, der dem Eingang eines phasenempfindlichen Verstärkers durch eine Spindel 5, die von einem Motor 2 ange- 45 18 zugeführt, dessen Ausgang an die Feldspulen 19, trieben wird, hin- und herbewegt wird. Die Trom- 20 zweier Gleichstromgeneratoren 21, 22 angelegt ist. mel 4 sitzt auf einer Spindel 3, die durch einen Der Generator 21 wird von dem Motor 1 angetrieben, Elektromotor 1 angetrieben wird. Auf dem Schlitten 6 der den Dorn 3 antreibt. Der Ausgang des Generators ist schwenkbar bei 9 eine Spule 12 angeordnet, die 21 wird an einen Widerstand 28, der einen einstellim Luftspalt 13 eines Magneten 14 liegt, der von 50 baren Abnahmereiter 29 besitzt, angelegt, einem Wechselstrom erregt wird. Die Spule 12 wird Der Generator 22 wird durch einen Motor 23 mit

von einem Arm 10 getragen, der mit Puffern 11 ver- konstanter Geschwindigkeit angetrieben, sehen ist, zwischen denen der Draht 7 hindurchführt, Der veränderliche Ausgang des Generators 21 wird

wenn er von der Rolle 8 zur Trommel 4 läuft. der Feldwicklung 24 des Generators 22 zugeführt,

Die Teile dieser Einrichtung werden so eingestellt, 55 und der Ausgang des Generators 22 wird über daß der elektrische Ausgang der Spule 12 konstant Leitungen 25 der Armatur des Motors 2 zugeführt, ist und keine Steuerwirkung ausübt, solange sich der der die Spindel 5 antreibt. Dieser Motor ist ein mit Draht 7 zur Trommel 4 auf einer Linie bewegt, die veränderlicher Geschwindigkeit laufender Nebenmit der Trommelachse einen Winkel bildet, der dem schlußmotor, dessen Feldwicklungen 26 durch eine eingestellten Zuführungswinkel entspricht. Sobald 60 konstante Spannung über die Leitung 27 erregt aber der Draht von diesem Winkel abweicht, ändert werden.

sich der Ausgang der Spule. Diese Änderung des Damit ist die Rotationsrichtung des Motors 2 eine

Spulenausganges bewirkt eine Korrektur des Zu- Funktion des Hilfsstroms des Generators 22, und die führungswinkels, wodurch der Draht wieder auf den Geschwindigkeit richtet sich nach dem Signal der richtigen bzw. eingestellten Zuführungswinkel zurück- 65 Feldspule 12 und dem Signal des Hilfsgenerators 21. geführt wird. Mit anderen Worten, das Signal, das durch Ab-

Die anfängliche Einstellung der Teile der Ein- weichungen von dem gemessenen Zuführungswinkel richtung läßt sich verändern, so daß sie allen Wickel- des Drahtes entsteht, und die Einstellung des Reiters

29 wird eine Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors bewirken, wodurch er entweder schneller oder langsamer als der Generator 21 laufen wird. Die eingestellte Geschwindigkeit läßt sich, damit sie den verschiedensten Wicklungsbedingungen angepaßt werden kann, durch Erregen der Feldspule 24 des Generators 22 verändern.

Damit die Erfindung auch zum Wickeln mehrerer Schichten verwendet werden kann, ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die ein schnelles Umkehren der Steuerwirkung der Fühlvorrichtung bewirkt. Zu diesem Zweck sind an dem die seitliche Hin- und Herbewegung ausführenden Mechanismus Anschläge angebracht, die Schalter 30, 31 betätigen, welche über ein Relais 32 und Phasenwechselkontakte 33 und Kontakte 34 für die Rotationsrichtung des Motors arbeiten, so daß die Richtung des Ausgangs der Fühlvorrichtung umgekehrt werden kann. Die Anschläge werden entsprechend der zu wickelnden Länge angebracht, so daß, nachdem der Draht 7 eine Schicht auf der Spule in einer gewünschten Länge erzeugt hat, die Drehrichtung des Motors 2 und damit die Richtung der seitlichen Bewegung der Drahtführung und die Feststellung des Zuführungswinkels des Drahtes umgekehrt wird. Die Bedingungen für den konstanten Zuführungswinkel werden nun für die entgegengesetzte Arbeitsrichtung aufrechterhalten.

In Fig. 4 ist ebenfalls eine elektrische Anordnung gezeigt, durch die die Fühlvorrichtung auf eine Anfangs- oder Bezugsstellung eingestellt werden kann, die dem vorbestimmten Führungswinkel für irgendeinen bestimmten Fall entspricht. Bei dieser elektrischen Anordnung sind die Leitungen 17 der Spule 12 parallel zu einem Potentiometer 36 geschaltet, welches mit einem Gleitkontakt 35 versehen ist, durch den ein veränderliches Potential an die Spule 12 angelegt werden kann, so daß sich ein einstellbarer Nullpunkt ergibt, der wählbar ist und dem Zuführungswinkel für irgendeinen besonderen Fall entspricht.

Die Fühlvorrichtung kann automatisch, beispielsweise mittels eines Nockens, justiert werden, so daß sich während des Wickelvorganges der Zuführungswinkel verändern läßt, damit dicht beieinanderliegende Windungen oder um einen bestimmten Abstand voneinander getrennt liegende Windungen gewickelt werden können oder auch Kombinationen aus beiden Wicklungsarten.

Obgleich im wesentlichen auf die Steuerung des Zuführungswinkels durch Steuerung der Spindelgeschwindigkeit Bezug genommen ist, kann auch bei eingestellter Geschwindigkeit des Wickeldorns die Geschwindigkeit der seitlichen Bewegung, d.h. der Spindel vorgegeben sein und die automatische Steuerung durch den Verlegearm mit der Spule zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel verwendet werden. Weiterhin kann die automatische Steuerung, die durch die Bewegung der Spule hervorgerufen wird, weder zur Steuerung des Wickeldornes noch zur Steuerung der seitlichen Bewegung der Drahtführung direkt verwendet werden, sondern zur Steuerung eines Systems, welches diese Steuerung zwischen dem Dorn und dem Antrieb der Spindel aufteilt, so daß die Geschwindigkeiten schließlich so aufeinander abgestimmt sind, daß der Zuführungswinkel des Drahtes auf dem Sollwert gehalten wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Durch Spindelantrieb hin- und herbewegbare Verlegevorrichtung in einer Einrichtung zum Aufwickeln von Draht auf eine angetriebene Trommel, in der sich ein steuernd auf den Trommel- bzw. Spindelantrieb einwirkender, schwenkbarer Verlegearm befindet, durch dessen durch Änderungen der Drahtauflaufrichtung eintretende Lageänderungen nicht nur das Umsteuern des Spindelantriebs in den Endpunkten des Wickelhubs bewirkt wird, sondern auch von Schwankungen des Drahtdurchmesseres herrührende Abweichungen des Drahts von der Sollaufrichtung kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Verlegearmes (10) und im Kraftfeld eines ortsfest angeordneten Wechselstrommagneten (14) eine Spule (12) angeordnet ist, wobei die von einem Sollwert abweichende Induktionsgröße dieser Schwingspule (12) für die Proportionalsteuerung der Trommel- oder Spindeldrehzahl oder beider Drehzahlen Verwendung findet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Induktionsstromes und damit der Auflaufwinkel durch einen Widerstand (35) grundeinstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (12) relativ zum Verlegearm (10) verstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Spule (12) über einen Verstärker (18) an den Feldwicklungen (19, 20) zweier Gleichstromgeneratoren (21, 22) und einer (22) von diesen mit seinem Ausgang (25) am Antriebsmotor (2) der Verlegespindel (5) oder am Motor (1) der Trommel oder an beiden Motoren (1, 2) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 896783;
französische Patentschrift Nr. 1 042 614;
USA.-Patentschriften Nr. 2 626 765, 1143 335.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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