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Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut auf Spulen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut, insbesondere
von bandförmigen elektrischen Leitungen mit geringer Zugbelastbarkeit. Sie besteht
aus einer Spulenhalterung und einer in axialer Richtung feststehenden und um eine
spulenachsparallele Achse drehbaren Führungsscheibe, die eine dem Profil des Gutes
angepaßte Umfangsnut besitzt. Die Spule führt gegenüber der Führungsscheibe eine
oszillierende Relativbewegung um etwa die vorgesehene Verlegebreite aus. Beim Aufwickeln
von strangförmigem Gut, wie Drähten, Leitungen, Bändern od. dgl., auf Spulen oder
Trommeln sollen bekanntlich die einzelnen Windungen Stoß an Stoß liegen, mit anderen
Worten, die einzelnen Windungen sollen nicht auf die vorausgegangenen aufsteigen.
Dies bereitet insbesondere bei zugempfindlichem Gut, aber auch bei einem Gut mit
rechteckigem Querschnitt, insbesondere dann, wenn das Seitenverhältnis ungefähr
1: 1 bis 1 : 3 beträgt, erhebliche Schwierigkeiten, die noch dadurch vergrößert
werden können, wenn das Gut auf Spulen oder Trommeln mit einem kleinen Kern und
großen Flanschdurchmessern gewickelt werden muß, da dann der Führungspunkt zu weit
vom Verlegepunkt entfernt liegt.
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Zum ordnungsgemäßen Aufwickeln von strangförmigem Gut ist bereits
vorgeschlagen worden, die Aufwickelspule in Richtung ihrer Achse oszillierend bewegbar
auszuführen und einen in axialer Richtung feststehenden und um eine spulenachsparallele
Achse drehbaren Führungsarm in der Anlaufrichtung des Gutes vor der Spule anzuordnen.
Der Führungsarm besitzt an seinem der Spule benachbarten Ende eine frei umlaufende
Führungsrolle. Das freie Ende des Führungsarmes greift zwischen die beiden Spulenflansche
bis in den Bereich des Verlegepunktes. Die Vorrichtung arbeitet derart, daß das
freie, die Führungsrolle tragende Ende des Führungsarmes von dem darüber geführten
Gut unter Wirkung der Zugspannung auf den Spulenkern oder auf die bereits gelegten
Windungen gedrückt wird, wobei die Führungsrolle an der zuvor gelegten Windung seitlich
angepreßt wird. Durch den seitlichen Druck der Führungsrolle an die zuvor gelegte
Windung wird die Spule gleichmäßig in Richtung ihrer Achse bewegt. Mit einer solchen
Vorrichtung ist jedoch ein ordnungsgemäßes Aufwickeln von strangförmigem Gut nur
bedingt möglich. So kann beispielsweise zugempfindliches Gut mit dieser Vorrichtung
überhaupt nicht aufgewickelt werden, da, wenn die auf das Gut ausgeübte Zugspannung
nicht oder in zu geringem Umfang vorhanden ist, die Gefahr des
Hochlaufens des Führungsarmes
auf die zuvor gelegte Windung besteht und damit ein ordnungsgemäßes Aufwickeln nicht
mehr möglich ist. Das Hochlaufen des Führungsarmes auf die zuvor gelegte Windung
ist aber auch dann gegeben, wenn das aufzuwickelnde Gut mit einer Zugspannung beaufschlagt
ist, das Gut aber rechteckigen Querschnitt besitzt, also beispielsweise bandförmige
Leitungen aufgewickelt werden sollen. Schließlich hat sich gezeigt, daß auch knickempfindliches
Gut - beispielsweise Koaxialtuben - mit dieser Vorrichtung nicht auf Spulen oder
Trommeln gewickelt werden kann, da beim Übergang des Gutes von der Führungsrolle
zur Spule das Gut geknickt wird; dies tritt insbesondere dann stark auf, wenn Lagen
gewickelt werden, die relativ weit von der Spulenachse entfernt liegen. Darüber
hinaus hat die Vorrichtung den Nachteil, daß auf Grund der Breite des Führungsarmes
bzw. der Führungsrolle kein exaktes Verlegen des strangförmigen Gutes bis zu den
Flanschen möglich ist.
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Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt,
und zwar dadurch, daß die Führungsscheibe einen Durchmesser etwa gleich dem der
Spulenflansche aufweist, daß die die Spule axial unverschiebbar tragende Spulenhalterung
die oszillierende Relativbewegung mittels eines elektromotorischen Antriebs ausführt
und daß die Führungsscheibe und/oder die Spulenhalterung dergestalt zu ihren Achsnormalen
verschiebbar angeordnet sind, daß während des Betriebes eine stufenweise Achsabstandsvergrößerung
um je eine Lagendicke erfolgt.
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Durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung wird nicht nur die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe - Schaffen einer Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem
Gut, bei der einmal auf das Gut eine geringe Zugbelastung ausgeübt wird und
die
es zum anderen gestattet, auch sehr flaches strangförmiges Gut ordnungsgemäß auf
Spulen oder Trommeln wickeln zu können - gelöst, sondern es werden auch die den
bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile beseitigt. So kann mit der erflndungsgemäßen
Vorrichtung nicht nur zugempfindliches und/oder sehr flaches Gut ordnungsgemäß aufgewickelt
werden, die Vorrichtung eignet sich in gleicher Weise zum Aufwickeln von knickempfindlichem
Gut, wie es beispielsweise in der Kabelindustrie auftritt. Schließlich ist es mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, strangförmiges Gut geringer Querschnittsstabilität
ordnungsgemäß und ohne Beschädigung des Gutes aufzuwickeln.
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Durch die Lage und den Durchmesser der Führungsscheibe ist gewährleistet,
daß das aufzuwickelnde Gut einerseits bis dicht an den Kern und andererseits bis
dicht an die Flansche herangeführt werden kann. Dies bedeutet beispielsweise beim
Aufwickeln von Gut rechteckigen Querschnitts, daß das Gut nur über eine sehr kurze
Strecke zwischen der Führungsscheibe und dem Spulenkern bzw. der letzten Lagen frei
läuft und deshalb die Gefahr des Verkantens stark vermindert ist.
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Die stufenweise Erhöhung des Abstandes zwischen den parallelen Achsen
erfolgt naturgemäß dann, wenn eine Lage vollgewickelt ist; dies gewährleistet vom
Anfang bis zum Ende des Wickelvorganges eine gleichmäßig gute Führung des Gutes
im Verlegepunkt.
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Um ein Flattern der Führungsscheibe nach Möglichkeit zu unterbinden,
können erfindungsgemäß zwei Maßnahmen einzeln oder gemeinsam getroffen werden. Die
Führungsscheibe kann durch auf einer oder auf beiden Seiten abrollende Stützrollen
geführt werden, und sie kann andererseits vorzugsweise entlang des Teils ihres Umfangs,
der mit dem laufenden Gut in Berührung steht, in der kreisförmigen Nut eines Führungsblockes
geführt sein.
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Da die Scheibenbreite die Breite des Gutes um ein geringes Maß übertrifft,
würde das aufzuwickelnde Gut bei dem die Oszillation bewirkenden Umsteuerungsvorgang
nicht genau bis an den Flansch verlegt. Um diese zu gewährleisten, ist der Antrieb
für die oszillierende Relativbewegung derart ausgebildet, daß er beim Umsteuervorgang
für eine Spulenumdrehung aussetzt.
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Der zwischen den beiden Achsen während des Betriebes sich vergrößernde
Abstand wird erfindungsgemäß so eingestellt, daß die kürzeste Entfernung zwischen
dem Umfang der Führungsscheibe und der letzten vollen Lage etwa das Dreifache der
Dicke einer Lage, vorzugsweise aber weniger als das Dreifache der Lagendicke beträgt.
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In vielen Fällen wird zudem gefordert, daß beim Aufwickeln von strangförmigem
Gut an jedem Lagenende, z. B. aus elektrischen Gründen, eine Verdrehung der bandförmigen
Leitung um 1800 radial zur Achsenrichtung erfolgen soll. Um dieses zu gewährleisten,
wird erfindungsgemäß zum Aufwickeln von bandförmigem Gut, z. B. von zwei- oder mehradrigen
Flachleitungen, in der Einlauftangente des Gutes, möglichst nahe an der Führungsscheibe,
eine Vorrichtung vorgesehen, die das laufende Gut in zeitlichen Abständen, die durch
die Wickelbreite bestimmt sind, alternierend um 1800 dreht.
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Bei herkömmlichen Wickelvorrichtungen würde eine solche Umlenkvorrichtung
sich nicht bewähren,
da der Umschlagpunkt wegen der zu großen freien Strecke zwischen
Führungspunkt und Verlegepunkt auf dieser Strecke stehenbleiben würde. Die Anordnung
der Umlenkvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Führungsscheibe einerseits und in
ihrem Abstand zwischen der Führungsscheibe und dem Kern andererseits bewirkt jedoch,
daß der Umschlagpunkt von der Führungsscheibe aufgenommen und, sofern die Umschaltvorrichtung
rechtzeitig betätigt worden ist, am Flansch zur Anlage gelangt.
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Um dies mit größter Sicherheit zu erreichen, empfiehlt es sich, daß
der den Abstand zwischen den parallelen Achsen der Spule und des Führungsrades betätigende
Antrieb gleichzeitig auch die Umlenkvorrichtung im gleichen Sinn führt.
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Die F i g. 1 bis 3 zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel und die Wirkungsweise einer Vorrichtung nach der Erfindung.
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Dabei sind identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Vorrichtung weist eine oszillierende Wellel auf. Ein am freien
Ende dieser Welle angebrachter Spreizdorn nimmt die Flansche 2 und 3 auf. Der unter
der Weller angebrachte Tisch 4 trägt einen auf Kugellagern laufenden Schlitten,
der mittels einer Gewindespindel 6 bewegt werden kann. Eine am Schlittenende angebrachte
Umlenkvorrichtung 7 ermöglicht eine im Sinn wechselnde Verdrehung des anlaufenden
Gutes um 1800 Eine auf dem Schlitten befestigte Gabelstütze 8 nimmt eine spielfrei
laufende Führungsscheibe 9 auf. Die Scheibe wird an den Punkten 8', 8" und 8"' durch
Stützrollen geführt.
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Der Durchmesser der Führungsscheibe ist etwa gleich dem Flanschdurchmesser.
Wie in F i g. 3 dargestellt, weist der Umfang der Scheibe etwa das Profil des Wickelgutes
auf. An der Unterseite der Scheibe befindet sich auf dem Schlitten ein Führungsblock
10, der eine kreisförmige Nut zur Aufnahme der Scheibe und des Wickelgutes aufweist.
Beim Bewickeln der Spule, deren lagenmäßiges Aussehen in Fig. 2 skizziert ist, läuft
die Flachleitung durch die mit zwei Profilrollenpaaren ausgestattete Umlenkvorrichtung
7 in die Nut der Führungsscheibe 9 ein. Der Führungsblock 10 hält die Leitung in
der Nut der Scheibe und trägt zur Stabilisierung der Scheibenbewegung bei. Von der
Scheibe läuft die Leitung nun auf den Kern der Spule auf. Die Scheiben- und die
Spulenachse liegen parallel auf gleicher Höhe. Zwischen dem Kern und dem Scheibenrand
ist ein Abstand x einzustellen, der nicht mehr als etwa das Dreifache der Leitungsstärke
betragen soll. Damit ist der Führungspunkt sehr nahe der Verlege- oder Auflaufstelle
der Leitung und gewährleistet eine genaue Verlegung entsprechend der Wicklersteigung,
die der Leitungsbreite entspricht. Nähert sich der Flansch nun der Scheibe 9, so
arbeitet der Wickler beim Umsteuervorgang eine Umdrehung ohne Verlegung, wobei der
Abstand eine geringe Abweichung der Leitung aus der Geraden zuläßt. Dadurch wird
eine genaue Verlegung bis an den Flansch bewirkt, obgleich die Scheibe um ein geringes
Maß breiter ist als die Leitung. Unter dem Einfluß einer ganz geringen Zugspannung
legt sich damit der letzte Ring einer Lage an den Flansch. Kurz vor Beginn des Umsteuervorganges
erhält der Antrieb der Umlenkvorrichtung 7 einen Impuls, welcher die Verdrehung
der Leitung um 1800 zur Folge hat. Die Führungsscheibe
9 nimmt
diesen Umschlagpunkt mit und bringt ihn auf die Spule. Durch entsprechende zeitliche
Einstellung des Umlenkimpulses läßt sich der Umschlag um 1800 der Lage nach auf
der Spule vorausbestimmen.