DE1602237C3

DE1602237C3 - Spooling or winding device for winding a spool with strand-like or thread-like material, such as wire

Info

Publication number: DE1602237C3
Application number: DE19671602237
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 6348 Herborn; Decker Erich 6349 Hörbach Tillmann
Original assignee: Berkenhoff & Drebes AG Asslar, Zweigniederlassung, 6349 Merkenbach
Priority date: 1967-06-02
Filing date: 1967-06-02
Publication date: 1977-02-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spul- oder Wickelapparat zum Bewickeln einer Spule mit strangförmigem oder fadenförmigem Gut, wie z. B. Draht, mit einer Vorrichtung, z. B. einer Drahtziehmaschine, zur Anlieferung des Gutes mit konstanter Geschwindigkeit, mit elektromotorischem Antrieb für die Spule oder den Fadenführer und Mitteln zum vom Aufwickelzustand unabhängigen Konstanthalten der Fadenspannung.The invention relates to a winding or winding apparatus for winding a bobbin with a strand-shaped or thread-like material, such as. B. wire, with a device, e.g. B. a wire drawing machine, for Delivery of the goods at a constant speed, with an electric motor drive for the reel or the Thread guide and means for keeping the thread tension constant, independent of the winding state.

Solche Apparate werden beispielsweise gebraucht, um aus einer Ziehmaschine kommenden Draht auf Vorratsspulen aufzuwickeln oder zur Herstellung von Wicklungen, wie sie in Weiterverarbeitungsmaschinen oder in elektrischen Geräten, z. B. Relais, gebraucht werden. Bei zunehmender Füllung der Spulen nimmt deren Durchmesser naturgemäß zu. Wenn die Fadenspannung konstant gehalten werden soll, ändert sich deshalb das vom Fadenzug herrührende Moment Ms₉ an der Spule dauernd, d. h., es nimmt mit dem Wickeldurchmesser zu. Da die Anlieferungsgeschwindigkeit des Wickeigutes, das z. B. von einer Drahtziehmaschine kommen kann, gleich bleiben soll, nimmt dieSuch devices are used, for example, to wind up wire coming from a drawing machine on supply spools or for the production of windings as they are used in further processing machines or in electrical devices, e.g. B. Relays are needed. As the bobbins become more full, their diameter naturally increases. If the thread tension is to be kept constant, the torque Ms ₉ on the bobbin resulting from the thread tension therefore changes continuously, ie it increases with the winding diameter. Since the delivery speed of the Wickeiggut, the z. B. can come from a wire drawing machine, should remain the same, takes the

ίο Drehzahl mit zunehmendem Wickeldurchmesser ab. Für das vom Zug im Wickelgut hervorgerufene Moment gilt die Beziehungίο Speed decreases with increasing winding diameter. The relationship applies to the moment caused by the tension in the wound material

wobei Msp das Moment an der Spule, dw der jeweilige Wickeldurchmesser und P die Zugkraft im Wickelgut (Fadenspannung) sind.where Msp is the moment on the bobbin, dw is the respective winding diameter and P is the tensile force in the winding material (thread tension).

Für den Zusammenhang zwischen der Wickelgeschwindigkeit vwund der Spulendrehzahl π giltFor the relationship between the winding speed vw and the reel speed π applies

v_w = K · η ■ d_w v _w = K · η ■ d _w

oderor

wobei K und K' konstante Umrechnungsfaktoren sind und in K' schon das konstante v_w berücksichtigt ist. Durch Einsetzen des Ausdruckes für dw in die Beziehung für Ms_p ergibt sichwhere K and K 'are constant conversion factors and in K' the constant v _w is already taken into account. By inserting the expression for dw in the relation for Ms _p we get

wobei im konstanten Umrechnungsfaktor /C'schon der konstante Fadenzug P berücksichtigt ist. Aus der vorstehenden Beziehung ist klar, daß man zur whereby the constant thread tension P is already taken into account in the constant conversion factor / C '. From the foregoing relationship it is clear that one should go to

Erzeugung einer konstanten Fadenspannung die Spule so antreiben muß, daß ihr Antriebsmoment umgekehrt proportional zur Spulendrehzahl verläuft. Die Drehmoment-Kennlinie über der Spulendrehzahl dargestellt ist also eine Hyperbel. Das Antriebsmoment setzt sich ausGenerating a constant thread tension must drive the bobbin so that its drive torque is reversed is proportional to the reel speed. The torque curve is shown over the reel speed so a hyperbola. The drive torque is suspended

dem Spulenmoment Ms_P und einem Reibungsmoment Mr zusammen. Das Motormoment ist alsothe coil torque Ms _P and a friction torque Mr together. So the engine torque is

Bei bekannten Spul- und Wickelapparaten (Sonderdruck aus Melliand Textilberichte, Heft 6 und 7, 1953 Aufsatz: Wickelantriebe in der Textilindustrie; DT-AS 12 29 177; OE-PS 2 35 975) wird die Fadenspannung dauernd mit Hilfe eines Tänzerarmes abgetastet. Ändert sich die Fadenspannung, so verschwenkt der Tänzerarm unter Überwindung eines Gegenmomentes und bewirkt einen regelnden Eingriff in eine mechanische oder elektrische Drehzahl-Regelvorrichtung. Das heißt, daß bei den bekannten Apparaten die Spannung durch den Tänzerarm aufrechterhalten und der Spulenantrieb so beeinflußt wird, daß die Stellung des 'Tanzerarmes möglichst wenig von einer Soll-Stellung abweicht. Diese bekannten Regeleinrichtungen sind teuer, was sich auf den Gesamtpreis der Spulapparate stark auswirkt.With known winding and winding devices (special print from Melliand Textile Reports, Issues 6 and 7, 1953 Essay: winding drives in the textile industry; DT-AS 12 29 177; OE-PS 2 35 975) is the thread tension continuously scanned with the help of a dancer arm. If the thread tension changes, the dancer arm swivels overcoming a counter-torque and causes a regulating intervention in a mechanical or electric speed control device. This means that in the known apparatus the voltage through the Maintain dancer arm and the coil drive is influenced so that the position of the 'dance arm deviates as little as possible from a target position. These known control devices are expensive, which is based on has a strong impact on the total price of the winders.

Bekannt (Funkschau 1965, Heft 8, Seite 203 und 204) ist auch ein elektromotorischer Antrieb für Tonbandge-Known (Funkschau 1965, issue 8, pages 203 and 204) is also an electric motor drive for tape recorders

rate, bei dem die Leistung des Elektromotors durch Einbau eines Kondensators bestimmter Kapazität auf einen gewünschten Wert gebracht werden soll. Bei einem Tonbandgerät sind keine Mittel vorhanden, die bewirken, daß das Tonband mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von einer Abgabestelle abgegeben wird, d. h, es sind nicht die Zusammenhänge gegeben, wie sie beispielsweise an einer Drahtziehmaschine vorhanden sind, aus der der Draht mit einer bestimmten Anlieferungsgeschwindigkeit austritt. Bei einem Tonbandgerät wird mit zwei verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen gearbeitet, nämlich einmal mit niedriger Geschwindigkeit während der Aufnahme und während des Abspielens und zum anderen mit hoher Geschwindigkeit während des Rückspulens eines Bandes. Während des Betriebes mit niedriger Geschwindigkeit wird auch dann, wenn die volle Spule einen mehrfachen Durchmesser einer leeren Spule hat, ein nur sehrkleiner Drehzahlbereich des Motors durchlaufen, z. B. ein Bereich von 3% des gesamten Drehzahlbereiches, wobei der durchlaufene Bereich bei sehr niedrigen Drehzahlen liegt. Das Drehmoment des Motors ändert sich innerhalb dieses kleinen Drehzahlbereiches naturgemäß nur wenig, und zwar selbst dann, wenn die Drehmomentkennlinie steil abfällt.rate at which the power of the electric motor by installing a capacitor of a certain capacity a desired value should be brought. With a tape recorder there are no means that cause the tape to be dispensed from a dispensing point at a constant speed will, d. That is, the relationships are not given, as they are, for example, on a wire drawing machine are present, from which the wire emerges with a certain delivery speed. With a tape recorder two different speed ranges are used, one with a lower speed Speed during recording and playback and on the other hand at high speed while rewinding a tape. During operation at low speed even if the full bobbin is several times the diameter of an empty bobbin, it becomes only a very small one Run through the engine speed range, e.g. B. a range of 3% of the total speed range, whereby the traversed area is at very low speeds. The torque of the motor changes naturally only slightly within this small speed range, even if the Torque characteristic drops steeply.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spul- oder Wickelapparat der eingangs genannten Art, also einen Apparat, mit dem das aufzuspulende Gut mit gleichbleibender Geschwindigkeit zugeführt wird, so auszubilden, daß eine konstante Spannung im Gut ohne besondere Drehzahl-Regelvorrichtung aufrechterhalten wird.The invention is based on the object of providing a winding or winding apparatus of the type mentioned above, So an apparatus with which the material to be wound is fed in at a constant speed, so train that maintain a constant tension in the material without a special speed control device will.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drehmoment-Kennlinie M_mot=f(n_mot) des als Kondensatormotor mit Massivrotor ausgebildeten Elektromotors durch Wahl eines Kondensators bestimmter Kapazität mindestens annähernd gleich oder nur um einen festen Faktor verändert verläuft, wie die sich unter der Voraussetzung gleichbleibender Fadenspannung unabhängig vom Aufwickelzustand und den Reibungsverlusten ergebende Spulen-Kennlinie.This object is achieved according to the invention in that the torque characteristic M _mo t = f (n _mo t) of the electric motor designed as a capacitor motor with a solid rotor is at least approximately the same or only changed by a fixed factor by selecting a capacitor of a certain capacity, such as the bobbin characteristic curve that results from the condition of constant thread tension regardless of the winding condition and the friction losses.

Bei der einfachsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spul- oder Wickelapparates ist nur ein Motor erforderlich, der die Welle, auf die die Spule oder der Fadenführer aufzusetzen ist, direkt antreibt. Weitere Regeleinrichtungen sind nicht erforderlich, da allein durch die Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik des Motors eine konstante Fadenspannung aufrechterhalten wird. Mit der Erfindung wird also ein grundlegend anderer Weg beschatten, da nicht mehr wie bei den bekannten Spulapparaten die Vorspannung eines Tänzerarmes die Fadenspannung reguliert, sondern das der jeweiligen Drehzahl zugeordnete Drehmoment des Antriebsmotors. Der Apparat wird damit außerordentlich einfach und robust und läßt sich sehr viel billiger herstellen als die bekannten Spul- oder Wickelapparate. Die große Robustheit der Vorrichtung gewährleistet ein fehlerfreies Arbeiten.In the simplest embodiment of an inventive Spooling or winding apparatus, only one motor is required, which drives the shaft on which the bobbin or the thread guide is to be put on, drives directly. Further control devices are not required because they are used alone Maintain a constant thread tension thanks to the speed-torque characteristics of the motor will. With the invention, a fundamentally different way is shadowed, because no longer as with the known winding apparatus, the bias of a dancer arm regulates the thread tension, but that the torque of the drive motor assigned to the respective speed. This makes the apparatus extraordinary simple and robust and can be manufactured much cheaper than the known winding or winding devices. The great robustness of the device ensures error-free operation.

Zwischen Motor und Spulen- bzw. Fadenführerantrieb kann eine feste Übersetzung eingebaut sein, z. B. in Form eines Zahnradgetriebes oder eines Zahnriemengetriebes. Mit einem solchen einfachen mechanischen Mittel kannn ein und derselbe Motor für verschiedene Betriebsverhältnisse verwendet werden. Handelt es sich um einen dickeren Draht, der mit stärkerem Zug aufgewickelt werden soll, so erfolgt eine Übersetzung ins Langsame, d. h. die Welle, auf der die Spule oder der Fadenführer befestigt wird, läuft langsamer als die Motorwelle. 1st das Drehmoment für den speziellen Betriebsfall an der Motorwelle zu groß, so kann es in einem beliebigen Verhältnis durch eine Übersetzung ins Schnelle herabgesetzt werden, wodurch außerdem noch die Drehzahl der Spule erhöht wird.A fixed translation can be installed between the motor and the bobbin or thread guide drive, e.g. Am Form of a gear drive or a toothed belt drive. With such a simple mechanical Means can be used in one and the same engine for different operating conditions. Is it A translation occurs around a thicker wire that is to be wound with greater tension slow, d. H. the shaft on which the bobbin or thread guide is attached runs slower than that Motor shaft. If the torque on the motor shaft is too high for the specific operating case, it can be in any ratio can be reduced by a translation into speed, which also still the speed of the spool is increased.

Es können auch mehrere Motoren zum gemeinsamen Antrieb der Spule bzw. des Fadenführers durch Kupplung der Motorwellen oder Zwischengetriebe zusammengekuppelt werden. Dieses Mittel kann z.B.Several motors can also be used to jointly drive the bobbin or the thread guide Coupling of the motor shafts or intermediate gears are coupled together. This means can e.g.

ίο angewendet werden, wenn die Leistung eines Motors nicht ausreicht. Trotz Verwendung zweier Motoren kann die gesamte Konstruktion billiger sein als bei Verwendung eines größeren Spezialmotors, der in nur kleiner Stückzahl gebaut wird. Hinzu kommt, daß die Kennlinien bei stärkeren Motoren wegen größerer Verluste nicht mehr den gewünschten Verlauf haben. Wenn der zusätzliche Motor nur als Anlaufhilfe dient, kann er über einen Freilauf oder über eine Magnetkupplung angekuppelt sein.ίο be applied when the power of an engine not enough. Despite using two motors, the whole construction can be cheaper than with Use of a larger special motor that is only built in small numbers. In addition, the Characteristic curves in more powerful motors no longer have the desired course due to greater losses. If the additional motor is only used as a start-up aid, it can be freewheeled or via a magnetic coupling be coupled.

Eine Mehr-Motorenanordnung kann aber vorteilhafterweise auch mit einer Steuereinrichtung, z. B. mitA multi-motor arrangement can, however, advantageously also be equipped with a control device, e.g. B. with

^v einem Zeitrelais zum Abschalten mindestens eines der mehreren Motoren nach Erreichen der vollen Spulendrehzahl und zum Zuschalten mindestens eines der mehreren Motoren beim Stillsetzen des Apparates kombiniert sein. In diesem Fall würde der zusätzliche Motor nur als Anlauf- und Bremshilfe dienen, während er beim stationären Betrieb leer mitläuft oder eventuell ganz abgekuppelt ist. Mit einer solchen Anordnung genügt eine sehr einfache Steuervorrichtung zum Regeln der Anlauf- und Bremsvorgänge, was die Verwendung eines zusätzlichen Motors rechtfertigen kann. ^{v be combined with} a time relay for switching off at least one of the several motors after reaching full reel speed and for switching on at least one of the several motors when the apparatus is shut down. In this case, the additional motor would only serve as a starting and braking aid, while in stationary operation it runs idle or is possibly completely decoupled. With such an arrangement, a very simple control device is sufficient for regulating the starting and braking processes, which can justify the use of an additional motor.

Wie eingangs erwähnt, besteht die einfachste Ausführungsform eines Apparates gemäß der Erfindung aus dem Antriebsmotor und der Welle zum Aufsetzen der Spule. Bei höheren Anforderungen an das genaue Konstanthalten der Fadenspannung kann es aber erforderlich werden, daß Schwankungen der Netzspannung berücksichtigt werden müssen. Ein Apparat, mit dem Schwankungen der Netzspannung berücksichtigt werden können, hat einen Tänzerarm, dessen Stellung von der Fadenspannung abhängig ist und ein vom Tänzerarm angetriebenes, vorzugsweise drehbares Potentiometer zur Regelung einer konstanten Spannung am Motor unabhängig von Schwankungen der Netzspannung. Läßt die Netzspannung nach, so sinkt die Fadenspannung, der Tänzerarm bewegt sich und verstellt das Potentiometer in solchem Sinne, daß die Motorspannung vergrößert wird. Steigt die Netzspannung und damit das Drehmoment des Motors, so wird der Tänzerarm in umgekehrter Richtung verstellt und das Potentiometer so eingeregelt, daß die Spannung an den Anschlußklemmen des Motors herabgesetzt wird.As mentioned at the beginning, there is the simplest embodiment of an apparatus according to the invention from the drive motor and the shaft for placing the bobbin. With higher demands on the exact Keeping the thread tension constant, however, it may be necessary that fluctuations in the mains voltage must be taken into account. A device with which fluctuations in the mains voltage are taken into account can be, has a dancer arm, the position of which depends on the thread tension and one of the Dancer arm driven, preferably rotatable potentiometer to regulate a constant voltage on the motor regardless of fluctuations in the mains voltage. If the mains voltage drops, the Thread tension, the dancer arm moves and adjusts the potentiometer in such a way that the Motor voltage is increased. If the line voltage and thus the torque of the motor increases, then the dancer arm is adjusted in the opposite direction and the potentiometer is adjusted so that the voltage is applied the terminals of the motor is reduced.

Falls in einer Anlage ein Spannungs-Konstanthalter vorhanden ist, ist die beschriebene Einrichtung entbehrlich. If there is a voltage stabilizer in a system, the device described is unnecessary.

Mit Draht zu bewickelnde Spulen können ein sehr großes Gewicht erreichen. Sie haben in der Regel eine hohe Drehzahl, so daß in der rotierenden Spule eine beträchtliche kinetische Energie gespeichert ist. Diese kinetische Energie kann beim Anhalten des Apparates zu einer erhöhten Fadenspannung führen, da ja die Spule ohne besondere ßremsmittel durch den Zug des Fadens gestoppt werden müßte. Um dies zu vermeiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Gleichstromquelle, vorzugsweise ein Gleichrichter vorgesehen, von dem aus zur Einleitung der BremsungCoils to be wound with wire can be very heavy. They usually have one high speed, so that considerable kinetic energy is stored in the rotating coil. This kinetic energy can lead to increased thread tension when the machine is stopped, since the The bobbin would have to be stopped by pulling the thread without special braking means. To avoid this, is, according to a development of the invention, a direct current source, preferably a rectifier provided from which to initiate braking

dienender Gleichstrom in den Motor eingespeist wird sowie ein zum Abschalten des Gleichstromes dienendes Zeitrelais, wobei ein weiteres, vom Tänzerarm angetriebenes Potentiometer zur Regelung der an den Motor anzulegenden Gleichstrom-Bremsspannung vorgesehen ist bzw. zum Steuern der Motorspannung und des Bremsstromes ein einziges Potentiometer verwendet ist, dessen Anschlußstellen durch Umschalten mittels Schützschaltern der jeweiligen Funktion entsprechend anschließbar sind. Beim Bremsvorgang wird nun von der Gleichstromquelle aus Gleichstrom in den Motor gespeist, der ein bremsendes Magnetfeld erzeugt; dessen Stärke sich so verändert, daß auch beim Anhalten des Spulenantriebes die Fadenspannung in engen Grenzen konstant bleibt.Serving direct current is fed into the motor and a serving to switch off the direct current Time relay, with a further potentiometer driven by the dancer arm to control the on the motor to be applied DC braking voltage is provided or to control the motor voltage and the Braking current a single potentiometer is used, the connection points by switching by means of Contactor switches can be connected according to the respective function. When braking is now from the direct current source is fed by direct current into the motor, which generates a braking magnetic field; whose strength changes so that even when the bobbin drive is stopped, the thread tension in remains constant within narrow limits.

Als Anlaßhilfe kann auch ein Zeitrelais in Kombination mit einem Anlaß-Kondensator verwendet werden, wobei das Zeitrelais während des Anlaufvorganges eine zusätzliche Kapazität, d. h. einen Anlaß-Kondensator zuschaltet.A timing relay in combination with a starting capacitor can also be used as a starting aid. the timing relay having an additional capacity during the start-up process, d. H. a starting capacitor switches on.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein zugleich als Magazin wirkender Tänzerarm verwendet, dessen Stellung von der Fadenspannung abhängig ist, wobei dieser Tänzerarm in mindestens einer seiner Endstellungen einen Endschalter betätigt, wobei der Tänzerarm nach eingeleiteter Gleichstrombremsung bei maximaler Füllung des Magazins die Gleichstrombremsung durch Betätigen des Endschalters unterbricht. Auf diese Weise kann man den Bremsvorgang sehr einfach regeln. Wenn nämlich die Bremsung zu stark ist, füllt sich das Magazin, da die Spule nicht mehr genug Draht aufwickelt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, one also acts as a magazine Dancer arm used, the position of which depends on the thread tension, this dancer arm in at least one of its end positions actuates a limit switch, the dancer arm after initiated DC braking when the magazine is full, DC braking by actuation of the limit switch interrupts. This makes it very easy to regulate the braking process. If namely If the braking is too strong, the magazine will fill up because the spool is no longer winding enough wire.

Diese Füllung des Magazins wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um den Bremsvorgang zu regeln. Durch die Betätigung des Endschalters bei maximaler Füllung des Magazins wird das Antriebsmoment der Spule erhöht. Hat diese eine so große Drehzahl erreicht, daß der Tänzerarm wieder vom Schalter abgehoben wird, was mit einer Entleerung des Magazins gleichbedeutend ist, so wird das Antriebsmoment wieder herabgesetzt. In diesem Fall wird der Endschalter nicht zur Regelung des Bremsvorganges, sondern zur Regelung während des normalen Spulbetriebes ausgenutzt.This filling of the magazine is used according to the invention to regulate the braking process. Through the When the limit switch is actuated when the magazine is fully full, the drive torque of the spool is increased. Has this reached such a high speed that the dancer arm is lifted off the switch again, what is equivalent to emptying the magazine, the drive torque is reduced again. In In this case, the limit switch is not used to regulate the braking process, but rather to regulate during the normal winding operation used.

Schließlich kann ein Endschalter so angeordnet sein, daß er bei minimaler Füllung des Magazins betätigt wird. Diese minimale Füllung wird z. B. infolge zu schnellen Hochlaufens beim Anlaufen des Spulapparates erreicht. Durch die Betätigung eines entsprechend angeordneten weiteren Endschalters wird das Antriebsmoment durch Abschalten von Kapazitäten und/oder durch Abschalten eines weiteren Motors verringert. Es ist klar, daß hierdurch die Spulendrehzahl herabgesetzt wird, so daß sich das Magazin wieder füllen kann.Finally, a limit switch can be arranged so that it is actuated when the magazine is minimally full will. This minimal filling is z. B. as a result of accelerating too quickly when starting the winding apparatus achieved. By actuating a correspondingly arranged further limit switch, the drive torque is reduced by switching off capacities and / or reduced by switching off another motor. It is clear that this reduces the reel speed so that the magazine can fill up again.

In der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, die auch Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, wird die Erfindung weiterhin erläutert; es zeigtIn the following description with reference to the drawing, the also exemplary embodiments of the invention shows the invention is further explained; it shows

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Spulapparat mit direktem Antrieb der Spulenwelle,F i g. 1 a vertical section through a winding apparatus with direct drive of the bobbin shaft,

Fig. la eine Ansicht eines Tänzerarmes in Richtung des Pfeiles Iain Fig. 1,Fig. La is a view of a dancer arm in the direction of arrow I in Fig. 1,

F i g. 2 einen Spulapparat, bei dem zwischen Antriebsmotor und Spulenwelle eine Übersetzung geschaltet ist,F i g. 2 a bobbin winder in which a transmission is connected between the drive motor and the bobbin shaft,

F i g. 3 bis 6 Mehr-Motorenanordnungen zum Antrieb einer einzigen Spule,F i g. 3 to 6 multiple motor arrangements for driving a single coil,

Fig. 7 eine Mehr-Motorenanordnung zum Antrieb von zwei Spulen,7 shows a multi-motor arrangement for driving two coils,

F i g. 8 eine schematische Darstellung eines Wickelapparates mit einem Arm zur Aufnahme einer Spule,F i g. 8 is a schematic representation of a winding apparatus with an arm for receiving a bobbin,

F i g. 9 und 10 zwei Drehpotentiometer zur Steuerung der Motorspannung bzw. der Bremsspannung am Motor undF i g. 9 and 10 two rotary potentiometers for control the motor voltage or the brake voltage on the motor and

Fig. 11 ein Diagramm mit Drehmoment-Kennlinie.11 shows a diagram with a torque characteristic.

Zunächst sei anhand der F i g. 1 der prinzipielle Aufbau eines Spulapparates gemäß der Erfindung beschrieben. F i g. 1 ist eine schematische Darstellung. Die Hauptteile des Spulapparates sind ein Gehäuse 1, der Antriebsmotor 2, die Spulenwelle 3, die Spule 4 und der Tänzerarm 5.First of all, with reference to FIG. 1 shows the basic structure of a winding apparatus according to the invention described. F i g. 1 is a schematic illustration. The main parts of the winder are a housing 1, the drive motor 2, the spool shaft 3, the spool 4 and the dancer arm 5.

Im Gehäuse 1 ist ein Sockel 6 für den Elektromotor 2, nämlich einen Kondensator-Motor mit Massivrotor vorgesehen. Die Spulenwelle 3 ist im Gehäuseansatz 7 mittels der Kugellager 8 und 9 gelagert und mit dem Motor über eine Kupplung 10 gekuppelt. Das rechte Ende der Spulenwelle 3 ragt frei über die Lagerung 8,9 heraus und ist mit zwei Zentrierkegeln 11 und 12 versehen, die die Enden der Spule zentrieren. Der Kegel 11 sitzt auf der Welle 3 fest, während der Kegel 12 längsverschieblich ist. Der Kegel 12 wird erst nach dem Aufschieben der Spule auf die Welle 3 aufgesetzt und mittels der Mutter 13 in axialer Richtung gegen die Spule 4 gezogen.In the housing 1 is a base 6 for the electric motor 2, namely a capacitor motor with a solid rotor intended. The spool shaft 3 is mounted in the housing extension 7 by means of the ball bearings 8 and 9 and with the Motor coupled via a coupling 10. The right end of the spool shaft 3 protrudes freely over the storage 8,9 and is provided with two centering cones 11 and 12 which center the ends of the coil. The cone 11 sits firmly on the shaft 3, while the cone 12 is longitudinally displaceable. The cone 12 is only after Sliding the coil onto the shaft 3 and placed by means of the nut 13 in the axial direction against the Coil 4 pulled.

•Die bis jetzt beschriebenen Einzelteile genügen bereits für einfache Betriebsanforderungen, wenn der Motor 2 so gewählt ist, wie dies nachfolgend anhand des Diagrammes nach F i g. 11 beschrieben wird. In diesem Diagramm ist auf der Abszisse das Drehmoment des Motors Mmot bzw. der Spule Ms_P in cmkp aufgetragen, während auf der Ordinate die Drehzahl π des Antriebsmotors bzw. der Spule in Umdrehungen/Min, dargestellt ist. Es sind zwei Kennlinien 14,15 des Motors aufgetragen. Die Kennlinie 14 ergibt sich bei Verwendung eines Kondensators bestimmter Kapazität, nämlich eines Kondensators mit einer Kapazität von 4 μΡ, während sich die Kennlinie 15 bei einem Kondensator mit einer Kapazität von 6 μΡ ergibt. Die Spulendrehzahl bewegt sich im Bereich von 1200 bis 2200 U/Min. Bei einer konstanten Fadenspannung von 200 Gramm ergibt sich bei Vernachlässigung der Reibung die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie 17. Bei Berücksichtigung der Reibung erhöht sich das dem Motormoment entgegenstehende Belastungsmoment, so daß die Kennlinie 18 entsteht. Wie das Diagramm ohne weiteres zeigt, liegt diese Drehmoment-Kennlinie weitgehend parallel zu den Motor-Kennlinien.• The individual parts described so far are sufficient for simple operating requirements if the motor 2 is selected as shown below using the diagram according to FIG. 11 will be described. In this diagram, the torque of the motor Mmot or the coil Ms _{P is} plotted in cmkp on the abscissa, while the speed π of the drive motor or the coil is shown in revolutions / min on the ordinate. Two characteristic curves 14, 15 of the motor are plotted. The characteristic curve 14 results when a capacitor with a certain capacity is used, namely a capacitor with a capacity of 4 μΡ, while the characteristic curve 15 results from a capacitor with a capacity of 6 μΡ. The reel speed is in the range from 1200 to 2200 rpm. With a constant thread tension of 200 grams, neglecting the friction results in the speed-torque characteristic curve 17. If the friction is taken into account, the load torque opposing the motor torque increases, so that the characteristic curve 18 arises. As the diagram clearly shows, this torque characteristic is largely parallel to the motor characteristic.

Wenn der Motor 2 z. B. die Charakteristik nach der Linie 14 hat und die Fadenspannung z. B. 200 Gramm sein soll, so ergibt sich diese Fadenspannung annähernd genau allein aus dem Verhalten des Motors. Ist der Wickeldurchmesser klein, d. h. die Spule 4 noch wenig gefüllt, so ist die Drehzahl verhältnismäßig hoch, z. B. 2000 U/Min. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird die Drehzahl langsamer, da die Bewegungsgeschwindigkeit V^ des von der Ziehmaschine 20, von der nur die Ziehscheibe 21 dargestellt ist, kommenden Drahtes im wesentlichen konstant bleibt. Wenn die Spule vollgewickelt ist, ist die Drehzahl 1200 U/Min, erreicht. Während des gesamten Wickelvorganges ist die Fadenspannung im wesentlichen konstant geblieben, da ja die für eine Fadenspannung von 200 Gramm erforderliche Kennlinie sich annähernd mit der Motor-Kennlinie gedeckt hat.When the engine 2 z. B. has the characteristic of the line 14 and the thread tension z. B. 200 grams should be, this thread tension results almost exactly from the behavior of the motor alone. Is the Winding diameter small, d. H. the coil 4 is still little filled, the speed is relatively high, for. B. 2000 rpm As the winding diameter increases, the speed becomes slower because the speed of movement V ^ of the drawing machine 20, of which only the drawing disk 21 is shown, coming Wire remains essentially constant. When the bobbin is fully wound, the speed is 1200 rpm, achieved. The thread tension remained essentially constant during the entire winding process, because the characteristic curve required for a thread tension of 200 grams is approximately the same as the motor characteristic curve has covered.

In F i g. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der zwischen die Spule 4 und den Motor 2' ein Getriebe 22 geschaltet ist. Dieses Getriebe besteht aus einem größeren Zahnrad 23, das auf der Motorwelle sitzt und einem kleineren Zahnrad 24, das auf der Spulenwelle 3In Fig. An embodiment is shown in FIG. 2 in which a transmission 22 between the coil 4 and the motor 2 ′ is switched. This gear consists of a larger gear 23 that sits on the motor shaft and a smaller gear 24, which is on the spool shaft 3

befestigt ist. Man erhält also eine Übersetzung ins Schnelle, d. h. die Drehzahl der Spule 4 ist größer als die Drehzahl des Motors 2'. Dadurch wird das Drehmoment in einem festen Verhältnis herabgesetzt. Man kann sich auf diese Weise leicht an andere Verhältnisse (höhere Wickelgeschwindigkeit, kleinere Fadenspannung) anpassen. is attached. So you get a quick translation, i. H. the speed of the coil 4 is greater than that Speed of motor 2 '. This reduces the torque in a fixed ratio. You can In this way, it can be easily adapted to other conditions (higher winding speed, lower thread tension).

Weiter ist bei der Ausführungsform nach F i g. 2 mit dem Tänzerarm eine Nockenscheibe 93 verbunden, die mit dem Taststift 94 eines elektrischen Impulsgebers 95 zusammenwirkt. Eine solche Vorrichtung kann anstelle der Potentiometeranordnung nach den F i g. 1, la, 9 und 10 verwendet werden. Hierbei ist allerdings nur eine stufenweise Regelung möglich, während die Regelung mittels Potentiometer stufenlos ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt in der geringeren Empfindlichkeit, da nicht wie bei Potentiometern eine mit der Zeit zu Abnutzungen führende schleifende Bewegung zwischen einer Widerstandswicklung und einem Tastarm auftritt.Furthermore, in the embodiment according to FIG. 2 connected to the dancer arm a cam disk 93 which cooperates with the stylus 94 of an electrical pulse generator 95. Such a device can instead the potentiometer arrangement according to FIGS. 1, la, 9 and 10 can be used. But here is only one Step-by-step regulation possible, while regulation is stepless by means of a potentiometer. The advantage of a Such an arrangement lies in the lower sensitivity, since not one with time, as is the case with potentiometers abrasive movement between a resistor winding and a probe arm leading to wear occurs.

Weitere Anordnungen sind in den F i g. 3 bis 7 dargestellt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird die Spule 4 von insgesamt drei Motoren 25, 26, 27 angetrieben. Die beiden Motoren 26 und 27 treiben gemeinsam ein Zahnrad 28 an. Das Zahnrad 28 steht mit einem Zahnrad 29 in Eingriff, das auf der Welle des Motors 25 befestigt ist. Auf der anderen Seite der Motorwelle sitzt ein Zahnrad 30, das mit einem Ritzel 31 auf der Welle der Spule 4 kämmt. Man kann unter Beibehaltung eines bestimmten Motortyps auf diese Weise die Leistung beliebig erhöhen, im vorliegenden Fall ungefähr verdreifachen. Zwischen die Motoren können auch lösbare Kupplungen, z. B. Leerlaufkupplungen bzw. Magnetkupplungen, geschaltet sein.Further arrangements are shown in FIGS. 3 to 7 shown. In the embodiment according to FIG. 3 will the coil 4 is driven by a total of three motors 25, 26, 27. The two motors 26 and 27 drive a gear 28 together. The gear 28 is in engagement with a gear 29 which is on the shaft of the Motor 25 is attached. On the other side of the motor shaft there is a gear 30 which is connected to a pinion 31 combs on the shaft of the coil 4. One can rely on this while maintaining a certain type of engine Way to increase the power at will, in the present case approximately triple it. Between the engines can also be releasable couplings, e.g. B. idle clutches or magnetic clutches may be switched.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind zwei Motoren 32 und 33 unmittelbar miteinander gekuppelt (Kupplung 34) und treiben gemeinsam die Spule 4 an. Bei der Ausführungsform nach Fig.5 treiben zwei direkt gekuppelte Motoren über ein aus den Zahnrädern 35,36 bestehendes Zahnradgetriebe die Spule 4 an. Bei der Anordnung nach F i g. 6, mit der man eine besonders kurze Bauweise erzielt, sitzen auf den Wellen der parallel angeordneten Motoren 37 und 38 Zahnräder 39 und 40, die mit einem auf der Spulenwelle sitzenden Ritzel 41 kämmen.In the embodiment according to FIG. 4, two motors 32 and 33 are directly coupled to one another (Coupling 34) and jointly drive the coil 4. In the embodiment of Figure 5 drive two Directly coupled motors to the coil 4 via a gear transmission consisting of the gears 35, 36. In the arrangement according to FIG. 6, with which one achieves a particularly short construction, sit on the waves of the parallel arranged motors 37 and 38 gears 39 and 40, which with one on the spool shaft seated pinion 41 comb.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (F i g. 3 bis 6) dienen mehrere Motoren zum Antrieb einer einzigen Spule. Dies kann sowohl alleine zur Leistungserhöhung dienen als auch zur Verbesserung der Anlauf- und Bremseigenschaften. Im letzteren Fall wird nach dem Anlaufen mindestens einer der mehreren Motoren abgeschaltet und vor dem Bremsen wieder zugeschaltet. Dies kann allein auf elektrischem Wege, d. h. durch Erregen bzw. Nichterregen des Motors als auch zusätzlich mechanisch durch Abkuppeln erfolgen.In the embodiments described above (F i g. 3 to 6), several motors are used for Drive a single spool. This can serve both to increase performance and to improve the starting and braking properties. In the latter case, at least one of the several motors are switched off and switched on again before braking. This can be done on electric alone Ways, d. H. by energizing or not energizing the motor and also mechanically by uncoupling respectively.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 sind zwei parallel angeordnete Motoren 42, 43 verwendet, die über Zahnradgetriebe 44, 45 bzw. 46, 47 Spulen 4a und 46 antreiben. Es ist klar, daß die Spule 4a mit einer wesentlich niedrigeren Drehzahl läuft als die Spule Ab. Die Drehmomente an den Spulen sind ebenfalls verschieden, wobei die Spule 4a das größere (doppelte) Drehmoment hat.In the embodiment according to FIG. 7, two motors 42, 43 arranged in parallel are used, which drive coils 4a and 46 via gear drives 44, 45 and 46, 47, respectively. It is clear that the spool 4a runs at a significantly lower speed than the spool Ab. The torques on the spools are also different, with the spool 4a having the greater (double) torque.

Eingangs der Beispielsbeschreibung war der Tänzerarm 5 (Fig. 1) nur kurz erwähnt worden. Nachfolgend soll nun die Funktion dieses Tänzerarmes genauer beschrieben werden. Der Tänzerarm ist bei 48 drehbar an einem am Gehäusedeckel 49 befestigten Stativ 50 gelagert. An seinem linken Ende sind zwei Rollen 51a und 516(vergleiche auch F i g. la) gelagert. Am hinteren Ende befindet sich ein Gegengewicht 52, das längs der den Arm bildenden Stange 53 verschiebbar und in jeder beliebigen Stellung festklemmbar ist. Am oberen Ende des Stativs sind zwei Rollen 54a, 546 gelagert. Am Maschinengestell ist eine Rolle 55 gelagert, über die derAt the beginning of the description of the example, the dancer arm 5 (FIG. 1) was only mentioned briefly. Below the function of this dancer arm will now be described in more detail. The dancer arm is rotatable at 48 mounted on a stand 50 attached to the housing cover 49. At its left end are two rollers 51a and 516 (see also Fig. la). At the rear At the end there is a counterweight 52, which is slidable along the rod 53 forming the arm and in each can be clamped in any position. Two rollers 54a, 546 are mounted at the upper end of the stand. At the Machine frame is mounted a roller 55 over which the

ίο von der Ziehmaschine 20, 21 kommende Draht geführt wird. Der Draht wird über die Rollen 51 und 54 geführt, wodurch ein Drahtspeicher entsteht, dessen Inhalt abnimmt, wenn der Tänzerarm im Uhrzeigersinn schwenkt, und zunimmt, wenn er im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird.ίο from the drawing machine 20, 21 coming wire out will. The wire is guided over the rollers 51 and 54, whereby a wire storage is created, its contents decreases when the dancer arm swings clockwise and increases when it swings counterclockwise is pivoted.

In der Nähe der Lagerstelle 48 des Tänzerarmes sind zwei Potentiometer 56,57 angeordnet, die in den F i g. 9 und 10 vergrößert dargestellt sind. Wie aus Fig. la zu ersehen ist, werden diese Potentiometer von einem mit der Welle des Tänzerarmes verbundenen Zahnrad 90 angetrieben, das mit auf den Potentiometerwellen sitzenden kleinen Zahnrädern 91, 92 kämmt. Jeder der Potentiometer 56, 57 hat eine Widerstandswicklung 58 bzw. 59 und einen die Widerstandswicklungen abtastenden Arm 60, 61. Die Arme 60, 61 sind mit den Zahnrädern 91, 92 fest verbunden. Wenn sich also der Tänzerarm dreht, drehen sich auch die Tastarme 60,61. Das Zentrum der Arme 60, 61 ist mit einer Anschlußklemme verbunden. Aus der Betrachtung derIn the vicinity of the bearing point 48 of the dancer arm, two potentiometers 56, 57 are arranged, which are shown in FIGS. 9 and 10 are shown enlarged. As can be seen from Fig. La, these potentiometers are one with the shaft of the dancer arm connected gear 90 driven, which is connected to the potentiometer shafts seated small gears 91, 92 meshes. Each of the potentiometers 56, 57 has a resistance winding 58 and 59 and an arm 60, 61 sensing the resistance windings. The arms 60, 61 are connected to the Gears 91, 92 firmly connected. So when the dancer arm rotates, the feeler arms 60,61 also rotate. The center of the arms 60, 61 is connected to a connector. From considering the

-J₀ Potentiometer ist ohne weiteres klar, daß bei ihrer Verstellung der zwischengeschaltete Widerstand 58 bzw. 59 variiert wird, womit die Motorspannung bzw. die Motorbremsspannung reguliert werden kann. Im Falle des Antriebes können damit Schwankungen der Netzspannung ausgeglichen werden, während im Falle des Bremsens auch beim Anhalten der Vorrichtung eine annähernd gleichbleibende Fadenspannung erzielbar ist, da der Bremsstrom und damit das Bremsmoment von der Fadenspannung beeinflußt wird, d. h. vergrößert wird, wenn sich die Fadenspannung erhöht und verkleinert wird, wenn der Faden zu locker wird.-J ₀ potentiometer, it is immediately clear that when it is adjusted, the intermediate resistor 58 or 59 is varied, with which the motor voltage or the motor braking voltage can be regulated. In the case of the drive, fluctuations in the mains voltage can be compensated for, while in the case of braking an almost constant thread tension can be achieved even when the device is stopped, since the braking current and thus the braking torque is influenced by the thread tension, i.e. is increased when the thread tension increases increases and decreases if the thread becomes too loose.

Abschließend sei noch der Wickelapparat nach F i g. 8 besprochen. Die wesentlichen Teile dieses Wickelapparates sind die Spulenhalterung 64, der Fadenführer 65, die Lagerung 66 des Fadenführers, ein Zwischengetriebe 67 und der Antriebsmotor 68. Der Antriebsmotor hat wieder eine angepaßte Kennlinie, wobei über das Getriebe 67 diese Kennlinie an die erforderliche Wickel-Kennlinie angepaßt wird. Auf der in Kugellagern 69,70 gelagerten Welle 71 sitzt anstelle einer Spule ein Fadenführer 65. Dieser Fadenführer enthält eine aus den Rollen 72,73 und 74 bestehende Fadenführung. Der Faden 75 wird durch eine zentrale Bohrung 76 der Welle 71 zugeführt und über die Rollen 72,73,74 geleitet.Finally, let the winding apparatus according to FIG. 8 discussed. The essential parts of this winding device are the bobbin holder 64, the thread guide 65, the bearing 66 of the thread guide, an intermediate gear 67 and the drive motor 68. The drive motor again has an adapted characteristic curve, with the Gear 67 this characteristic is adapted to the required winding characteristic. On the in ball bearings 69,70 mounted shaft 71 is seated instead of a bobbin, a thread guide 65. This thread guide contains one from the rollers 72,73 and 74 existing thread guide. The thread 75 is through a central bore 76 of the shaft 71 is fed and passed over the rollers 72,73,74.

Die Spulenhalterung 64 ist auf einem Schlitten 77 befestigt und hat einen Arm 78. Auf den Arm 78 ist eine Spule 82 aufsteckbar. In der dargestellten Betriebsstellung ist die Spule 82 in den trommeiförmigen Fadenführer 65 eingeführt. Der Fadenführer rotiert,The spool holder 64 is mounted on a carriage 77 and has an arm 78. On the arm 78 is a Coil 82 can be attached. In the operating position shown, the coil 82 is in the drum-shaped Thread guide 65 introduced. The thread guide rotates

to während die Spule sich nicht dreht. Aus der Betrachtung von F i g. 8 ist klar, daß der Faden (Draht) auf die Spule 82 aufgewickelt wird. Während des Wickelvorganges führt der Schlitten 77 eine hin- und hergehende Bewegung in Richtung der Pfeile 83,84 aus. Ist die Spule to while the bobbin is not rotating. From consideration of FIG. 8 it is clear that the thread (wire) is wound onto the spool 82. During the winding process, the carriage 77 performs a reciprocating movement in the direction of the arrows 83, 84. Is the coil

_f,_s 82 gewickelt, so wird der Schlitten 77 ganz nach links gefahren, die bewickelte Spule abgenommen und eine leere Spule aufgesetzt. _f , _s 82 are wound, the carriage 77 is moved all the way to the left, the wound bobbin is removed and an empty bobbin is placed on it.

I licivu '' HIaIt /I)!) ROHI licivu '' HIaIt / I)!) RAW

Claims

Patent claims:

1. Spooling or winding apparatus for winding a bobbin with strand-like or thread-like material, such as. B. wire, with a device, e.g. B. a wire drawing machine, for the delivery of the goods at constant speed, with an electric motor drive for the bobbin or the thread guide and means for keeping the thread tension constant, independent of the winding state, characterized in that the torque characteristic M _mo t = f (n _mol ) ( \ 4, 15, 16) of the electric motor (2), designed as a capacitor motor with a solid rotor, by selecting a capacitor of a certain capacity, runs at least approximately the same or only changed by a fixed factor, as is the case given the constant thread tension regardless of the winding state and the friction losses Coil characteristic.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bobbin (4) or the thread guide is coupled directly to the electric motor (2).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the motor (2 ') and coils (4) or thread guide drive (71) a fixed translation (23,22; 67) is installed, preferably in the form of a Gear or toothed belt transmission.

4. Apparatus according to one of the preceding claims, characterized by a dancer arm (5), the position of which depends on the thread tension and a driven by the dancer arm, Preferably rotatable potentiometer (56, 57) to control the constant voltage on the motor (2) independent of fluctuations in the mains voltage.

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized by a timing relay for Switching on and off a starting capacitor.

6. Apparatus according to one or more of claims 1 to 3 and 5, characterized by a at the same time acting as a magazine dancer arm, the position of which depends on the thread tension and two limit switches, the dancer arm when the winding apparatus starts up or during the Operation when the magazine is full by actuating a limit switch, the drive torque increased by connecting capacities and with minimal filling of the magazine, the z. B. as a result Accelerating too quickly when starting is achieved by pressing the other limit switch Drive torque reduced by switching off capacities.