-
Einrichtung zum Abkuppeln und Abbremsen der Wickelspindel einer Wickelvorrichtung
für Draht Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abkuppeln und Abbremsen
der Wickelspindel einer Wickelvorrichtung für Draht, die mit ihrem Antrieb über
eine elektromagnetische Kupplung kuppelbar ist, wobei das nacheinander erfolgende
Ausrücken der Kupplung und Abbremsen der Spindel mit Hilfe von elektrischen Schaltern
einleitbar ist, von denen der eine in Abhängigkeit von einer gewünschten Zahl von
Vorschubbewegungen einer Drahtführung und der andere am Ende einer jeden Vorschubbewegung
dieser Führung zum Auslösen des Auskuppel- und Stillsetzvorganges umschaltbar ist.
-
Die zum Wickeln von Drahtspulen üblichen Vorrichtungen haben eine
Wickelspindel, auf die eine Spulenschablone aufschiebbar ist. Während sich diese
Schablone auf der Spindel dreht, wickelt sich auf ihr ein von einer Vorratstrommel
zugeführter Spulendraht auf. Ist die Spindel unmittelbar mit ihrem Antrieb verbunden,
so muß dieser zum Stillsetzen der Spindel ausgeschaltet werden. Die Spindel bleibt
in diesem Fall jedoch infolge der Massenträgheit von Antrieb und Spindel nicht schnell
genug stehen. Der Vorgang des Stillsetzens wird wesentlich abgekürzt, wenn der Spindelantrieb
mittels bekannter Kupplungen von der Spindel trennbar ist.
-
Wenn es auch möglich ist, die Masse der Spindel so gering zu halten,
daß die Spindel im Augenblick des Auskuppelns von dem unter leichter Zugspannung
stehenden, zulaufenden Draht angehalten wird, so ist zum sofortigen Stillsetzen
der Spindel doch eine Bremse notwendig, die, um zum gewünschten Erfolg zu verhelfen,
mit der elektromagnetischen Kupplung eng zusammenarbeiten muß.
-
Soll außerdem vor dem Stillsetzen der Einrichtung eine genau vorherbestimmte
Windungszahl vorzugsweise in mehreren Drahtlagen aufgewickelt werden, so ist es
nötig, den Auskuppel- und Bremszeitpunkt genau festzulegen, und zwar genauer, als
es mit einem üblichen mechanischen Zählwerk möglich ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist also, eine Einrichtung zu schaffen, bei
der eine Kupplung von der Spindel sehr schnell gelöst werden muß und gleichzeitig
die infolge der Trägheit noch umlaufenden Spindelteile schnellstens abgebremst werden.
Bei den bekannten Vorrichtungen werden diese Forderungen nicht erfüllt.
-
Eine Vorrichtung zum Wickeln von drahtförmigem Gut nach der USA.-Patentschrift
2 978 194 zeigt Kupplung und Bremse an derselben Welle, aber hier wird die elektromagnetische
Kupplung und auch die Spindelbremse zum gleichen Zeitpunkt geschaltet.
-
Dabei besteht die Gefahr, daß die Bremse bereits wirkt, während die
Kupplung noch nicht restlos ausgerückt ist, wodurch nicht nur die Kupplungsbelege
stark abgenutzt werden, sondern auch die Bremsbelege, weil ein Teil der Antriebskräfte
bzw. Antriebsmotor selbst mit abgebremst werden. Ganz bewußt wird eine derartige
Abbremsung der Antriebsmaschinen bei den Bremsvorrichtungen für elektrische Aufzüge
in Kauf genommen, wie sie z, B. in der USA.-Patentschrift 1 152 501 und in der schweizerischen
Patentschrift 27 982 gezeigt sind.
-
Andere Bremseinrichtungen schalten die Antriebsorgane schlagartig
ab, verwenden jedoch keine Kupplung. Derartige Abschaltungen verlangen aber stark
beanspruchbare Werkstoffe für die einzelnen schlagartig abgebremsten Teile. Diese
Einrichtungen sind z. B. aus den deutschen Patentschriften 922474 und 925 304 bekannt.
-
Es ist auch eine Antriebseinrichtung aus der deutschen Patentschrift
944 902 bekannt, die Kupplung und Bremse verwendet und das Prinzip des Nacheinanderwirkens
dieser Teile zeigt. Hieraus geht hervor, daß der Antrieb durch eine der Kupplungen
auf eine Antriebsspindel nur dann erfolgen kann, wenn die Magnetspule der zugeordneten
Bremse stromlos ist und die Magnetspule der Bremse nur erregt werden kann, wenn
die Magnetspulen der Kupplungen abgeschaltet sind. Hieraus geht aber nicht hervor,
daß das Abkuppeln und das nachfolgende Abbremsen ganz kurzfristig eingeleitet werden
kann.
-
Diese Aufgabe löst erstmalig die Erfindung dadurch, daß beim gleichzeitigen
Ansprechen beider Schalter mittels eines Elektromagneten ein in an sich bekannter
Weise in der Bereitschaftsstellung mechanisch auf Vorspannung gehaltener Bremsklotz
für die Wickelspindel lösbar ist und daß ein am Bremsgestänge angeordneter Bolzen
in der Bereitschaftsstellung
einen Schalter für den Stromkreis
der Kupplung geschlossen hält, der den Stromkreis dann öffnet und mithin das Ausrücken
der Kupplung bewirkt, wenn ihn der Bolzen nach dem Lösen der Bremse auf dem Wege
von der Bereitschaftsstellung zur Wikkelspindel freigibt.
-
Das Auskuppeln und nachfolgende Abbremsen geschieht kurzfristig nacheinander
und nicht gleichzeitig. Durch die Verkoppelung des Auslösemechanismus für die Kupplung
mit der Bremse unmittelbar nach der Erfindung ist sichergestellt, daß, bevor die
Bremse wirkt, die Kupplung ausgerückt ist, so daß die Bremse nur noch die sich mit
der Spindel bewegenden Teile abbremst und nicht, wie bei bekannten Anordnungen,
über noch zum Teil im Eingriff befindliche Kupplungen einen Teil der antreibenden
Kräfte auf der Antriebsseite der Kupplung.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Bremsblock der Bremse
unter dem Druck einer gegen einen Bremszylinder der Wickelspindel gerichteten Feder
stehen und in der Bereitschaftsstellung mittels des am Bremsgestänge angeordneten
Bolzens verriegelt sein.
-
Vorteile der Erfindung sind also rein mechanische Bauteile, die mit
Sicherheit die gestellte Aufgabe lösen, also bei der z. B. Schaltfehler durch die
rein mechanische Verriegelung ausgeschlossen sind.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt die Vorderansicht der Einrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 zeigt die Rückansicht der Einrichtung; F i g. 3 zeigt eine Seitenansicht
der Einrichtung.
-
In einem Gehäuse 1 ist eine Spindel 3 zum Wickeln von elektrischen
Drahtspulen gelagert. Die Spindel wird mittels eines Seiltriebes über eine Seilrolle
5 angetrieben. Eine zwischen die Seilrolle 5 und die Wikkelspindel 3 gefügte elektromagnetische
Kupplung 7 dient der Trennung des Antriebs von der Spindel 3.
-
Wenn die Wickelspindel während eines Arbeitsvorganges umläuft, wickelt
sich auf eine auf den Wickeldorn 9 an der Spindel 3 aufgesteckte Wickelschablonell
der von einer feststehenden Vorratstrommel 13 über Kopf abgezogene, isolierte Spulendraht
15 auf. Um saubere Lagen zu erhalten und dem zugeführten Draht die zum Wickeln benötigte
Zugspannung zu verleihen, läuft der Draht 15 zunächst durch ein Rohr 17 zu einer
Drahtführung 19 und von dieser zur Wickelschablone 11. Eine Stange 21 schiebt die
Drahtführung 19 von Lage zu Lage in wechselnder Richtung hin und her, so daß die
Drahtwindungen 23 sich beim Aufwickeln lagenweise eng aneinander anschließen.
-
Die Bewegung der Stange 21 wird von einer Kurvenscheibe 24 veranlaßt,
die über ein Zahnrad 25 und ein Schneckenrad 26 von einer auf der Spindel 3 sitzenden
Schnecke27 angetrieben wird. Gegen die Kurvenscheibe 24 legt sich- eine Rolle 29
am freien Ende eines Schwenkhebels 31, dessen anderes Ende im Gehäuse 1 angeordnet
ist. Der Schwenkhebel wirkt auf ein verschiebbares Leitblech 33 ein, an dem die
Stange 21 befestigt ist. Für die ständige Berührung zwischen der Rolle29 des Schwenkhebels31
und der Kurvenscheibe 24 sorgt eine Zugfeder 35 zwischen dem Leitblech 33 und dem
Gehäuse 1.
-
Nach jeder vollständigen hin- und hergehenden Bewegung drückt ein
Stift 37 an der Kurvenscheibe
24 gegen einen Kontaktarm 39 eines Schalters 41 und
schließt dabei die Schaltkontakte 40 kurz. Der Schalter 41 liegt in dem Stromkreis
eines in F i g. 2 dargestellten Elektromagneten 43. In dem Stromkreis ist noch ein
zweiter Schalter 45 vorgesehen. Zum Betätigen des Magneten 43 ist es also notwendig,
beide Schalter 41 und 45 zu schließen. Während der Schalter 41 jeweils nach dem
vollendeten Aufwickeln der letzten Windungen jeder zweiten Lage von dem Stift 37
geschlossen wird, schließt sich der zweite Schalter mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes
beispielsweise erst nach dem Wickeln jeder zweiten, vierten, sechsten oder noch
größeren Zahl von Lagen, und zwar für die Dauer einer hin- und hergehenden Bewegung
der Drahtführung 19. Das Schrittschaltwerk besteht aus einem Sperrzahnrad 47, in
das der Schaltstift 49 eines Schwenkarmes 50 und der Schaltstift eines schwenkbaren
Riegels 53 eingreifen. Der Schwenkarm 50 ist am Leitblech 33 und der Riegel 53 am
Gehäuse 1 angeordnet. Eine Zugfeder 55 zieht den Schwenkarm 50 und den Riegel 53
gegeneinander und drückt die Stifte 49 und 51 in die Zahnlücken des Sperrzahnrades
47. Wenn das Leitblech 33 der Drahtführung 19 sich vom Sperrzahnrad 47 entfernt,
dann dreht der Stift 49 des Schwenkarmes 50 das Sperrzahnrad um eine Zahnteilung
weiter. Bei der Rückwärtsbewegung dieses Schwenkarmes 50 verhindert der Stift 51
des Riegels 53 das Zurückdrehen des Sperrades 47. Der Stift 49 des Schwenkarmes
rutscht damit um einen Zahn vor. Bei jeder hin- und hergehenden Bewegung dreht sich
das Sperrzahnrad 47 somit in einer Richtung um einen Zahnradabstand weiter.
-
Auf einer Flanke des Sperrzahnrades 47 befinden sich weitere SchaltstifteS4
im Abstand von jeweils zwei Sperradzähnen. Nach zwei hin- und hergehenden Bewegungen
der Drahtführungl9 stößt einer dieser Stifte 54 gegen den Schalter 45, der damit
so lange geschlossen wird, bis das Sperrzahnrad 47 weitergedreht wird. Während dieses
Zeitraumes läuft auch der Stift 37 an der Kurvenscheibe 23 auf den Schalter 41 auf,
womit der Stromkreis des Elektro magneten 43 geschlossen ist. Der Elektromagnet
43 zieht daraufhin seinen Anker 56 an, über den das Ausschalten der elektromagnetischen
Kupplung 7 und das Abbremsen der Spindel mittels einer Bremse 57 eingeleitet wird.
-
Ein Bremsklotz 58 der Bremse 57 ist an einer in zwei Lagern 59, 60
geführten Druckstange61 angeordnet. Zwischen dem vom Bremsklotz 58 abgewandten Lager
60 und einem zwischen den Lagern 59 und 60 die Stange 61 durchsetzenden Bolzen 63
befindet sich eine Druckfeder 65, die die Stange 61 mit dem Bremsklotz 58 in Betriebsstellung
gegen einen Bremszylinder 67 der Wickelspindel 3 drückt In Bereitschaftsstellung
ist die Bremse 57 mittels des Bolzens 63 niedergehalten. Ein an einem Schwenkarm
69 befestigter Stift 71 blockiert dabei den Weg des Bolzens 63 und verriegelt somit
die Bremse 57.
-
Wenn der Elektromagnet 43 seinen Anker 56 anzieht, drückt dieser
gegen einen am Schwenkarm befestigten Bügel 75 und zieht dabei das freie Ende des
Schwenkarmes 69 von der Gehäusewand 79 ab; die Anzugskraft des Elektromagneten 43
überwindet dabei die Spannkraft einer Drahtfeder 81, die den Schwenkarm 69 gegen
die Gehäusewand 79 zu drükken bestrebt ist. Der Stift 71 gibt damit den Bolzen 63
frei, so daß die Bremse 56 unter der Wirkung der Feder 65 gegen den Bremszylinder
67 schnellt.
-
In der Bereitschaftsstellung der Bremse 57 drückt der Bolzen 63 gegen
den Schaltknopf 82 eines Schalters 83 für die elektromagnetische Kupplung7. Die
Kontakte schließen den Kupplungsstromkreis, und der Kupplungsmagnet 85 zieht eine
auf der Wickelspindel 3 angeordnete Weicheisen-Kupplungsscheib e 87 an; die mechanische
Verbindung zwischen der Seilrolle 5 des Antriebs und der Spindel 3 ist damit hergestellt.
In dem Augenblick, in dem der Bolzen 63 mit der Druckstange 61 seine Lage in der
Bereitschaftsstellung der Bremse57 verläßt, gibt er den Schalter 83 frei. Der Schalter
83 unterbricht in diesem Augenblick den Stromkreis. Die Kupplung 7 löst sich darauf
noch während der Bremsklotz 58 auf dem Weg zum Bremszylinder 67 ist. Zur Beschleunigung
der Entkupplung ist die Kupplungsscheibe 87 an ihrer Oberfläche verkupfert. Ein
Restmagnetismus im Kupplungsmagneten 85 beeinflußt die Kupplungsscheibe 87 dann
nicht mehr.
-
Die Vorrichtung braucht nicht nur, wie es im vorliegenden Beispiel
beschrieben ist, bei geradzahligen Lagenzahlen zu schalten. Wenn die Kurvenscheibe
24 mit zwei gegenüberliegenden Stiften 37 ausgerüstet ist, dann kann auch am Ende
jeder beliebigen Lage abgeschaltet werden. Ebenso ist es möglich, an dem Sperrzahnrad
47 weniger Stifte 54 vorzusehen und damit erst bei größeren Lagenzahlen die Schaltbereitschaft
herzustellen.