DE1774644C3 - Verfahren und Einrichtung zum Ablegen eines strangförmigen Körpers - Google Patents

Description

digkeit und Winkelbeschleunigung des~rotieren- 30 bei der Windungsablage wirkt. Eine Ablage in Form den Auslasses (12) und sodann, beginnend mit eines Wickelkörpers mit großer radialer Wandstärke

und in genauer Anordnung aufeinanderfolgenden, spiralförmigen Windungen in jeweils einer Windungsebene ist mit der bekannten Verfahrensweise im allgemeinen nicht möglich. Grund hierfür sind nicht nur die zeitlich veränderlichen Bewegungsverhältnisse beim Übergang des strangformigen Körpers vom Auslaß zum Aufnahmebehälter und die ebenso veränderlichen Winkelstellungen des strangformigen Körpers infolge des abnehmenden Abstandes zwischen Auslaß und sich aufbauendem Wickelkörper, sondern auch die vergleichsweise große Reibung zwischen dem strangformigen Körper und den Führungsflächen des rotierenden Auslasses. Diese Reibung, die unter Um-

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens 45 ständen zu einer unzulässigen Abbremsung des abzunach einem der vorangehenden Ansprüche, da- legenden Materials und zu Betriebsstörungen führen durch gekennzeichnet, daß für den rotierenden kann, ist teilweise darauf zurückzuführen, daß bei Auslaß (12) eine Antriebsvorrichtung (46) vor- einer in Radialrichtung veränderlichen Windungsgesehen ist, die ein erstes Getriebe (30) mit ver- ablage beträchtliche Differenzen zwischen der Linearänderlichem Übersetzungsverhältnis im Zuge der 50 geschwindigkeit des strangformigen Körpers und der Antriebskraftübertragung zu dem rotierenden durch die Winkelgeschwindigkeit des Auslasses beAuslaß (12) sowie ein mit einem Ausgang (33) des stimmten Umfangsgeschwindigkeit der umlaufenden ersten Getriebes (30) verbundenes zweites Ge- Ablagestelle des strangformigen Körpers in der triebe (50) mit veränderlichem Ubersetzungsvcr- obersten Lage des Wickelkörpers auftreten. Dies hat hältnis aufweist, und daß ein Ausgang (52) des 55 eine entsprechende, starke Anpressung zwischen dem zweiten Getriebes (50) mit einem Stell eingang (34) strangformigen Körper und den Führungsflächen des des ersten Getriebes (30) und einem Stelleingang Auslasses in wechselnder Richtung und damit die (78) des zweiten Getriebes (50) in rückkoppelnder erwähnte, unerwünschte Abbremsung zur Folge. Als Wirkverbindung steht. Abhilfe stand bisher im wesentlichen nur eine Be-

grenzung der Lineargeschwindigkeit und damit der

Arbeitsgeschwindigkeit bzw. die bereits erwähnte

Beschränkung der radialen Wandstärke des erzeugten Wickelkörpers; zur Verfugung, was wiederum auf eine vergleichsweise geringe Kapazitätsausnutzung

sprechend der Aufeinanderfolge von Windungslagen schrittweise um einen der Dicke des stranglörmigen Körpers (Draht 11) entsprechenden Be-Irag vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, beginnend mit dem geringsten Windungsradius, eine spiralförmige Windungslage mit kontinuierlich abnehmender Winkelseschwin-

dem größten Windungsradius, eine nächste spiralförmige Windungslage mit kontinuierlich zunehmender Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung abgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbeschleunigung des rotierenden Auslasses (12) während der Spiralförmigen Windungsablage gemäß einer nichtlinearen Zeitfunktion verändert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (13) der Aufnahmevorrichtung während der spiralförmigen Windungsablage in Schwingungen versetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen ies strangformigen Körpers in eine Aufnahmevor-

:htung, wobei der strangförmige Körper mit kon- 65 der verwendeten Einrichtungen hinausläuft.

inter Lineargeschwindigkeit zugeführt und über ien oberhalb der Aufnahmevorrichtung um eine rtikale Achse sowie mit festem Radiatabsiand von

Aufgabe der Erfindung ist in diesem Zusammenhang die Schaffung eines Verfahrens und einer zugehörigen Einrichtung zum Ablegen eines strangförmi-

gen Körpers, mittels deren eine gleichmäßige und dichte Windungsablage über eine vergleichsweise große radiale Breite des Wickelkörpers erzielt und die Reibung zwischen dem abzulegenden strangförniigen Körper und den Führungsflächen des Auslasses vermindert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich in Verbindung mit den eingangs erwähnten Verfahrensmerkmalen dadurch, daß die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung des rotierenden Auslasses entsprechend einer dicht aufeinanderfolgenden Ablage des strangförmigen Körpers in spiralförmigen Windungen bzw. Windungslagen innerhalb des Behälters kontinuierlich verändert werden und daß der Vertikalabstand zwischen dem Auslaß und dem Behälter bei jeder Umkehrung zwischen zunehmender und abnehmender Winkelgeschwindigkeit des Auslasses entsprechend der Aufeinanderfolge von Windungslagen schrittweise um einen der Dicke des strangförmigen Körpers entsprechenden Betrag ver- ao größen wird.

Eine Konstanthaltung des Vertikalabstandes zwischen dem Auslaß und der obersten Lage der Wicklung ist bei der Ausführungsform des GARRET-Systems nach der deutschen Patentschrift 1 198 775 an sich bekannt; indessen dient diese Maßnahme zur Anpassung des Auslasses an die jeweilige Füllhöhe des rotierenden Aufnahmebehälters, um dessen Füllfaktor zu verbessern. Weiterhin ist es bei der Atsführungsform d_es GARRET-Systems nach der USA.-Patentschrift 2 868 474 an sich bekannt, die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Aufnahmebehälters zu verändern, um eine geordnete Wicklungsablage zu erzielen. Eine Anwendung dieser Maßnahme auf das EDENBORN-System ohne gleichzeitige Verringerung der diesem System anhaftenden hohen Reibungskräfte hätte indessen ihren Zweck verfehlt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß in den verschiedenen Phasen des Ablegevorganges eine wenigstens annähernde Abstimmung der Lineargeschwindigkeit des strangförmigen Körpers und der Umlaufgeschwindigkeit der Ablagestelle in der obersten Lage des Wickelkörpers gegeben ist. Damit ergibt sich nicht nur die erwünschte lückenlose Anlage der benachbarten Windungen innerhalb einer Lage, sondern auch wenigstens eine wesentliche Verminderung der wechselnden Ablenkung des strangförmigen Körpers am Auslaß, d. h. eine verminderte Anpassung in seitlicher Richtung an der Mündung des Auslasses. In besonders hohem Maße können diese Vorteile durch eine dem Verlauf der spiralförmigen Windungen angepaßte, zeitlich nichtlineare Steuerung der Winkelbeschleunigung des Auslasses verwirklicht werden. Wie die Praxis gezeigt hat, läßt sich so ein annähernd von Zwangskräften freier Durchlauf des abzulegenden Körpers im Bereich des rotierenden Auslasses erreichen. Die Aneinanderfügung der einzelnen Windungen einer Windungslage kann ferner dadurch erleichtert werden, daß der Behälter der Aufnahmevorrichtung während der spiralförmigen Windungsablage in Schwingungen versetzt wird. Der an der Ablasestelle mit der benachbarten Windung in Berührung tretende strangförmigc Körper kann so infolge der durch die Schwingungen verminderten Haftreibung leichter in die genaue Stellung innerhalb der Windungslage hineingleiten und wird vor einem Hängenbleiben an der Oberseite der benachbarten, bereits abgelegten Windung bewahrt.

Die zum Gegenstand der Erfindung gehörende Einrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß für den rotierenden Auslaß eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, die ein erstes Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis im Zuge der Antriebskraftübertragung zu dem rotierenden Auslaß sowie ein mit einem Ausgang des ersten Getriebes verbundenes zweites Getriebe mit veränderlichem Über-Setzungsverhältnis aufweist, und daß ein Ausgang des zweiten Getriebes mit einem Stelleingang des ersten Getriebes und einem Stelleingang des zweiten Getriebes in rückkoppelnder Wirkverbindung steht. Mit Hilfe einer solchen Getrieberückkopplung läßt sich die srfindungsgemäße Veränderung der Winkelgeschwindigkeit bzw. der Winkelbeschleunigung des Auslasses in einfacher Weise mit der erforderlichen Genauigkeit verwirklichen.

Die Erfindung wird an Hand des in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. Hierin zeigt

F i g. 1 eine schemalische Draufsicht einer Windungslage,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden, strangführenden Auslasses über der für eine Windung der Spirale benötigten Zeit (ausgezogene Kurve) sowie über dem Windungsradius (gestrichelte Kurve),

Fig. 3 eine Draufsicht einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Ablegevorganges gemäß F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht der Ablegeeinrichtung und

Fig. 5 das Prinzipschaltbild der elektrischen Anlage einer Steuereinrichtung gemäß F i g. 3.

Zunächst wird der Aufbau der Ablegeeinrichtung gemäß F i g. 3 und 4 erläutert, die z. B. am Ausgang einer kontinuierlich arbeitenden Stranggieß- bzw. Walzeinrichtung angeordnet sein kann und von dieser einen mit konstanter Lineargeschwindigkeit austretenden strangförmigen Körper in Gestalt eines Drahtes 11 od. dgl. übernimmt. Dieser Draht läuft durch einen kontinuierlich rotierenden, rohrförmigen Auslaß 12 mit Mündung 86 und von dort aus zu einer Aufnahmevorrichtung mit Behälter 13, Aufnahmetrommel 14 und Tragscheibe 16. Der Auslaß 12 ist nach Art eines Führungsarmes ausgebildet und in Lagern 15 um eine vertikale Achse drehbar angeordnet. Die konstante Lineargeschwindigkeit des Drahtes 11 wird in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise mittels einer Haspel 17 erzeugt, die ihrerseits über die Steuereinrichtung gemäß Fig. 3 angetrieben wird, und zwar im einzelnen über eine Antriebswelle 18, ein Winkelgetriebe 19 und eine mit einer der Haspelscheiben verbundene Welle 21. Gleichzeitig wird der rotierende Auslaß 12 in der aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Weise von einer in der Steuereinrichtung gemäß F i g. 3 enthaltenden Gelriebeanordnung angetrieben, und zwar über ein Winkelgetriebe und einen Riementrieb 43, 23, 22 in zeitlicher Abstimmung mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung.

Für den Faü, daß der Auslaß 12 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben würde, ergäbe sich infolge der ebenfalls konstanten Lineargeschwindigkeit '!es Drahtes Π eine Aufeinanderfolge von Windunge;, mit gleichem Radius. Bei abnehmender Winkelgeschwindigkeit entspricht den aufeinander-

folgenden Umdrehungen des Auslasses jeweils eine Zeitperiode von zunehmender Dauer, so daß infolge der konstanten Lineargeschwindigkeit eine zunehmende Drahtlänge je Umlauf bzw. Windung anfällt. Infolgedessen nimmt der Windungsradius bei dieser Betriebsweise forlaufend zu. Umgekehrt ergibt sich bei zunehmender Winkelgeschwindigkeit ein abnehmender Windungsradius. Allgemein ist der augenblickliche Windungsradius umgekehrt proportional zu dem Augenblickswert der Winkelgeschwindigkeit.

Wenn die Winkelgeschwindigkeit gleichförmig, d. h. mit konstanter Winkelbeschleunigung zunimmt, so nimmt der Windungsradius ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit ab. Auch die Radiusdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Windungen nimmt hierbei stetig ab, so daß der radiale Windungsabstand fortschreitend vermindert wird und eine Überschneidung benachbarter Windungen auftreten kann. Diese Überschneidung nimmt mit abnehmendem Windungsradius zu. Umgekehrt ergibt sich bei abnehmender Winkelgeschwindigkeit und zunehmendem Windungsradius ein zunehmender Windungsabstand. Diese Erscheinungen hängen mit den bereits erläuterten, für die Beschleunigung bzw. Verzögerung verfügbaren Zeitperioden während der aufeinanderfolgenden Umläufe zusammen, weshalb zur Erzielung konstanter Windungsabstände eine fortschreitende Zunahme bzw. Abnahme auch der Änderungsgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit, d.h. der Winkelbeschleunigung, erforderlich ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Windungsverlauf mit gleichmäßigem Windungsabstand entspricht einer archimedischen Spirale. Es werden folgende Definitionen eingeführt;

r_v r₂, r₃ ... Radien von einwärts aufeinanderfolgenden Windungen, gemessen in Punkten des spiralförmig abgelegten Drahtes, die auf dem gleichen Radiussektor liegen;

Z₁₂, U₃, Z₈.₄... Umfangslänge je einer Windung zwischen den Endpunkten der Radien T₁ -r₂, T₂-T₃, T₃-T_k;

,. Windungsabstand, d. h. Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Drahtwindungen;

.. Augenblickswerte der Winkelgeschwindigkeit des Auslasses 12 bzw. der Mündung 86 in den Endpunkten der Radien r_v r.-,, r₃; ν... Lineargeschwindigkeit des Drahte

11 (kontsant);

/,, f.,, t_t ... zum Ablegen der Umfangslängei h 2> Ί-3> Ί 4 erforderliche Zeitdaue;

(if, = Ö angenommen).

Wenn der innere und äußer; Durchmesser dei Windungslagen sowie der Windungsabstand α und du ίο Lineargeschwindigkeit ν des Drahtes gegeben sind so kann die Winkelgeschwindigkeit w als Funktior der Zeit oder des Windungsradius aufgetragen weiden. Ein derartiges Diagramm der Winkelgeschwindigkeit H' in Bogenwinkel pro Sekunde (1/scc) über der Zeit t (Sekunden) bzw. über dem Windungsdarius ι (cm) gemäß Fig. 2 kann 2.ur Einstellung einer Ablegeeinrichtung gemäß F i g. 3 und 4 dienen.

Mit Hilfe der einfachen Beziehung ν = w ■ r lassen sich die erforderlichen Augenblick swerle der Winkeiao geschwindigkeit des Führungsarme« 12 für jeden !Punkt bzw. Radius der Windungen errechnen. Bei einem Außenradius der Windungslage von 91,4 cm, einem Innenradius von 61 cm und einem Winduncsabstand von 6,1 cm sowie einer Drahtgeschwindigkeit as von 6,1 m/sec ergeben sich z.B. für die oben angeführten Winkelgeschwindigkeiten W₁, w.,, w_n Werte von 6,67 bzw. 7,14 bzw. 7,68 1/sec usw.

Die gesamte Windungslänge der Spirale vom Mittelpunkt mit r = O bis zu einem gegebenen Radius r bet τ

tragt /, = — · r².

Die einzelnen Windungslängen zwischen den Endpunkten der Radien r_v r₂ usw. betragen demgemäß

35 •/να ■ a
Z₂., = 5,14 m, L₄ = 4,79 m.

= — ■ (T₁- - r/) — 5,56 m

•2-3 USW.

a..

Für die Zeitdauer zum Durchlaufen einer Windungslänge Z₁., gilt: /₂ = Z,.₂/v und somit für die obenerwähnten Zeiten T₁ = O, f₂ = 0,912 see, t₃ — 1,76 see und r₄ =■ 2,55 see usw., wobei

45 -Si _und ,_{4 =} _ϋ*.

Hiermit ergibt sich folgende tabellarische Zusammenstellung:

	1	2	3	4	5	6
Radius fcm^	91,4 6,67 0	85,3 7,14 0,912	79,1 7,68 1,76	73 8,33 2,55	67 9,08 3,27	64 10,0 3,9
w (1/sec)
t (see)

Die aufgeführten Werte liegen der Darstellung in Fig. 2 zugrunde, wobei t — 0 dem größten Windungsdurchmesser entspricht Die Neigung beider aufgetragenen Kurven nimmt jeweils von einem Punkt entsprechend einem größeren Windungsradius in Richtung zu einem Punkt entsprechend einem geringeren Windungsradius zu, was einer kontinuierlich zunehmenden Winkelbeschleunigung entspricht. Während einer Periode zunehmender Winkelgeschwindigkeit des Führungsannes nimmt somit der Windungsradius mit konstantem Windungsabstand und zunehmender Winkelbeschleunigung ab. Aus dem Zeätdiagramm in F j g. 2 ergibt sich ferner eine nichtlineare Zeitabhängigkeit der V'jnkelbeschleunigung. Entsprechend umgekehrt ergibt sich eine gleichmäßig nach außen fortschreitende Windungsablage durch eine Drehbewegung des Auslasses 12 nach den gleichen Kurven, jedoch mit abnehmender Winkel-

geschwindigkeit und ebenfalls kontinuierlich abnehmender, in diesem Falle negativer Winkelbeschleunigung, d. h. Winkdverzögcrung, für die auch hier eine nichtlineare Zeitabhängigkeit gilt. In der angegebenen Weise können Einsteillunlcrlagen für alle möglichen Betriebsarten gegeben werden, z. B. auch für einen Ablagevorgang mit unter Berücksichtigung des jeweiligen Drahtdurchmessers in gegenseitige Berührung tretenden Eirahtwindungen.

Zur Verwirklichung einer solchen Arbeitsweise ist die in Fig. 3 angedeutete Steuereinrichtung 26 mit Antriebsvorrichtung 46 für die veränderliche Drehzahl bzw. Umlaufgeschwindigkeit des Auslasses vorgesehen. Eine Abtriebswelle 27 des bereits erwähnten Winkelgetriebes 19 ist über Riemenscheiben 28, 29 und Riemen 31 mit der Eingangswelle 32 eines im Übersetzungsverhältnis verstellbaren Getriebes 30 gekuppelt. Letzteres ist im Beispielsfall als Keilriemen-Stellgetriebe mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis ausgebildet und umfaßt außer der auf der Eingangswelle 32 angeordneten, geteilten Doppelkcgelscheibe301 eine weitere Scheibe 302 gleicher Art auf einem Auscang33. Die beiden gegensinnig verjüngten Kegelscheiben 301 A und 301B b/w. 302 A und 302 B dieser beiden Doppelkegelschciben sind auf den betreffenden Wellen axial verschiebbar und dreharretiert angeordnet und durch einen gemeinsamen Keilriemen 302 verbunden. Zwei um gehäusefeste Zapfen 306 bzw. 308 schwenkbare Stellhebel 304 bzw. 307 sind durch entsprechende Muttern 31)9 mit einem das Stellorgan des Getriebes bildenden, mit gegenläufigen Gewindeabschnitten versehenen Stclleingana 34 gekuppelt und sorgen in üblicher Weise für die gegensinnige Verschiebung der Kegclscheiben 301A, 301 B und 302/1. 302S. Die Abtriebswelle 33 des Getriebes 30 ist über Riemenscheiben 41. 42 und Riemen 44 mit der Antriebswelle 45 des bereiis erwähnten Winkelgetriebes sowie mit dem ebenfalls bereits erwähnten Riementrieb 22, 23, 43 gekuppelt und treibt den Führungsann 12 mit zeitabhängiger Winkelgeschwindigkeit an.

Außerdem ist der Ausgang 33 des Getriebes 30 über einen Riementrieb 47, 48, 49 mit dem Eingang 51 eines weiteren Getriebes 50. ebenfalls ein Keilriemen-Stellgetriebe, gekuppelt. Der Ausgang 52 des letztgenannten Getriebes ist über ein Winkelgetriebe 54 sowie Zwischen welle 53 und Riementrieb 56. 57. 58 mit einem richiungsumstcuerbaren Schaltgetriebe gekuppelt, das im Beispielsfall aus zwei über je eine elektromagnetische Kupplung 64 bzw. 66 wechselweise mit der Eingangswelle 59 kuppelbaren Kegelrädern 62 bzw. 63 und einer mit diesen beiden Kegelrädern kämmenden Antriebskegelscheibe 67 sowie hiermit verbundener Abtriebsspindel 68 besteht. Letztere kann somit durch Einschaltung jeweils einer der beiden Kupplungen 64 und 66 in dem einen oder anderen Drehsinn mit dem Ausgang 52 des zweiten Getriebes 50 gekuppelt werden. Diese elektromagnetischen Kupplungen werden in noch zu erläuternder Weise mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 5 gesteuert.

Die Abtriebsspindel 68 des richlungsumslcucrbarcn Schaltgetriebes ist gleichzeitig Bestandteil einer der letzteren nachgeschaltctcn Umsteuervorrichtung, die im wesentlichen aus einer auf dem Gewindeabschnitt der Abtriebsspindel 68 sitzenden Stcllmultcr 74 und zwei mit dieser zusammenwirkenden Beerenzungsschaltcrn 72, 73 besteh! Fin auf einer ί tinning».-stangc76 gleitender Anschlag der Slcllmuttcr 74 betätigt in den entsprechenden Endstciiungen dieser Mutier bzw. der Abtriebsspindel 68 jeweils einen der beiden Bcgrenzungsschaller. Die Ablriebsspindel 68 als Ausgangsglicd des richtungsumstcucrbaren Schaltgetriebes ist ferner über einen Riementrieb 69. 70, 71 mit dem Stclleingang 34 des Getriebes 30 sowie über einen Riementrieb 79, 81, 82 und eine biegsame Welle 83 mit dem Stelleingang 78 des zweiten Getricbcs 50 verbunden. Die Steuereinrichtung ist somit im wesentlichen als Rückkopplungsgetriebe, und zwar als ein solches mit zwei zueinander parallel angeordneten Rückkopplungsschlcifen über die Getriebe 30 und 50 ausgebildet. Hiermit wirJ sowohl die zeitabhängige Drehzahlsteuerung wie auch die Drelirichtungsumsleuerung des Auslasses 12 bewirkt.

Die Begrenzungsschalter 72 und 73 bewirken in noch näher zu erläuternder Weise die abwechselnde Einschaltung der Kupplungen 64 und 66 und damit die Umsteuerung zwischen zunehmender und abnehmender Winkelgeschwindigkeit — bzw. umgekehrt — und bestimmen damit die Exremvvcrie des Windungsradius. Die Begrenzungsschalter sind in Längsrichtung der Abtriebsspindel 68 verstellbar, vomit der Innen- und Außenradius des Winkelkörpers justiert werden kann.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß die Rückkopplungsschleife über das zweite Getriebe 50 an dessen Stelleingang aufgstrennt, dieses Getriebe also auf ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang 51 und Ausgang 52 eingestellt ist. Bei konstanter Antriebsdrehzahl der Steuereinrichtung von der Antriebswelle 18 aus, welch letztere z. B. mit der zugehörigen Liefervorrichtung für den Draht 11 gekuppelt ist, rotiert der Ausgang 33 des Getriebes und damit auch der Auslaß 12 in der Arbeitspause entsprechend dem Bereich zwischen den durch die Begrenzungsschaltcr 72 und 73 bestimmten Umschaltpunkten mit abwechselnd zunehmender und abnehmender Drehzahl. Dies ist durch die Rückkopplung vom Ausgang des Getriebes 30 zu dessen Stelleingang bedingt, weil die Lage der Stcllmuttern 309 des Stelleinganges 34 das Zeitintegral der Drehbewegung des Ausganges 33 dar- stellt und sich dementsprechend das Übersetzungsverhältnis des Getriebes bis zum Erreichen des nächsten Umschaltpunktes monoton zunehmend ändert, und zwar je nach dem Zustand des richtungsumsteuerbaren Schaltgetriebes im Sinne zunehmender oder abnehmender Ausgangsdrehzahl des Getriebes 30.

Auf diese Weise ergibt sich jedoch nur eine grobe Annäherung an die gewünschte Spiralkurve gemäß F i g. 1 bzw. an die entsprechenden Funktionen gemaß F i g. 2. Eine sehr genaue Übereinstimmung mit dem theoretisch erforderlichen Kurvenverlauf ergibt sich durch Schließen der zweiten Rückkopplungsschleife über das Getriebe 50, im Beispielsfall gemäß F i g. 3 also durch Kuppeln des Stelleingangs 78 dieses Getriebes mit der Antriebsspindel 68 über einen Stellcingang83 in Form einer biegsamen Welle Ein genauer Abgleich läßt sich durch entsprechende Wahl und Einstellung der Übersetzungsverhältnisse in den verschiedenen Getricbegliedem zwischen dem Ausgang 83 und dem Stelleingang 34 des Getriebes 30 erreichen Dabei versteht es sich, daß an Stelle der im Beispielsfall gezeigten Getriebe gegebenenfalls auch andere geeignete Getriebcausführungen mit

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kontinuierlich verstellbarem Übersetzungsverhältnis, insbesondere die verschiedenen bekannten Konus-Reibgetriebe, eingesetzt werden können.

Der übrige Aufbau der Ablegeeinrichtung ergibt sich aus Fig. 4. Außer den bereits erwähnten Elementen der Aufnahmevorrichtung ist hier innerhalb der Aufnahmelrommel 14 ein aus dicht gepackten Windungen bestehender Wicklungskörper 87 angedeutet, an dessen Oberseite der den Auslaß 86 des rotierenden Auslasses 12 verlassende Draht 11 fortschreitend abgelegt wird. Die Tragscheibe 16 stützt sich über ein Schercngcstcll 88, 89 mit zentralem Gelenk 91 und oberem sowie unterem Hebclgclenk 92 bzw. 94 an einem unteren Gestellteil 99 ab. Mit Hilfe eines an letzterem angelenkten Hydraulikzylinders 98 oder eines ähnlichen Stellgliedes mit Schubslange 99 und Stützrolle 96, die auf einen Arm des Scherengetriebes einwirkt und sich auf einer Nockenbahn 97 abstützt, kann die Tragscheibe 16 in Vertikalrichtung verfahren werden. Der Hydraulikzylinder 98 bzw. die Vertikalbewegung werden im Verlauf des Ablegevorganges durch ein Ventil 101 mit Steuermagnet 201 selbsttäig oder gegebenenfalls über ein weiteres Ventil 100 von Hand gesteuert. Das handbetätigte Ventil 100 erlaubt insbesondere eine Höhenjustierung der Tragscheibe 16 bzw. der Aufnahmevorrichtung 13.

Die Aufnahmetrominel 14 ist über Federn 103 elastisch an der Tragscheibe 16 abgestützt und mit einem pneumatischen oder elektromagnetischen Vibrator 102 verbunden. Die hierdurch in den Wickelkörper eingeleiteten Schwingungen vermindern die Reibung zwischen dem einfallenden Draht 11 und der benachbarten, bereits abgelegten Windung, so daß Betriebsstörungen durch Hängenbleiben des einfallenden Drahtabschnittes am oberen Umfangsbereich des bereits abgelegten Drahtes vermieden werden.

Ergänzend wird nun noch die Wirkungsweise der GesamtcinrichUing unter Heranziehung der elektrischen Schaltung nach F i g. 5 erläutert.

Als Ausgangszustand sei angenommen, daß soeben die oberste Lage des Wickelkörpers 87 (F i g. 4) mit radial nach außen fortschreitender Ablage fertiggestellt ist, worauf die Abtriebsspindel 68 des richtungsumstcuerbaren Schaltgetriebes (Fig. 3) unter der Wirkung des Begrcnzungsschaltcrs 73 ihre Drehrichtung umgekehrt hat. Die Stellmutter 74 läuft nun in Richtung /um Bcgrcnzungsschaltcr72, während die Tragscheibe 16 bzw. die Aufnahmevorrichtung soeben um eine der Drahtdicke entsprechende Strecke bezüglich der in Vertikalrichtung feststehenden Mündung 86 des Auslasses 12 nach unten verfahren worden ist. In dieser Arbeitsphase ist die Kupplung 64 eingerückt und verbindet das Kegelrad 62 für die entsprechende Drehrichtung der Abtriebsspinde] 68 mit der Antriebswelle 59 der Schaltvorichtung. Die in F i g. 5 angedeutete Erregerwicklung 264 der Kupplung 64 ist hierbei über den Ruhekontakt 107-3 eines Relais 107 an eine nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen. Beim Ablauf der Stcllmuttcr 74 vom Begrenzungsschalter 73 wird dessen Kontakt 73-2 in die Offcnstellung gemäß F i g. 5 überführt.

In diesem Anfangszustand der ablaufenden Be\vegungsphase nehmen die Muttern 309 des Stellcinganges34 ihre maximal auseinandergefahrene Stellung entsprechend einem geringen wirksamen Durchmesser der Kegelscheiben 301A und 301 B ein. Die Drehzahl der Eingangswelle 32 des Getriebes 30 wird

daher in diesem Zustand zum Ausgang 33 hin in das Langsame untersetzt. Die Winkelgeschwindigkeit des Auslasses 12 hat somit ihren Minimalwerl.

Bei fortschreitendem Ablcgevorgang und fortschrei· tender Drehbewegung am Stelleingane 34 ändert sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 30 derart, daß die Drehzahl des Ausganges 33 und damit die Winkelgeschwindigkeit des Auslasses 12 infolce der bereits erläuterten Rüekkopplunaswirkuna kontinu-

lerhch zunimmt. Auf diese Weise ergibt sich die erläuterte, vergleichsweise grobe, jedoch in manchen Fällen als erste Annäherung ausreichende Übereinstimmung mit der theoretischen Ablegek.irve und den zugehörigen Zeitfunklionen. Zusätzlich wird nun

'5 durch das eingeschaltete zweite Getriebe 50 das gesamte Übersetzungsverhältnis im Rückkopplunesgetnebe mit integralem Zeitverhalten verändert, wodurch sich, wie im einzelnen durch praktische und theoretische Untersuchungen festgestellt wurde, die

fur die theoretische Ablegekurve erforderliche, nichtlineare zeitliche Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit und eine kontinuierliche Vcrändcrun» der Winkelbeschleunigung des Auslasses bzw. der slrancführenden Mündung ergibt.

Bei weiterhin konstanter Drahlzuführgcsehwindigke.t und Drehzahl der Haspel 17 wird nun eine Windungslage radial einwärts fortschreitend abgeleci bis die Stellmutter 74 am Bcgrcnzuncsschaller 72 anlangt. Nun werden die in F i g. 5 anecdculcien Ruhekontakte

so /_-i und 72-2 dieses Schalters ueschlosscn. Über Kontakt 72-1 und dem ebenfalls beschlossenen Kontakt 73-1 zieht Relais 107 nun an, wodurch zuechörme Arbeiskontakte 107-1 und 107-2 Beschlossen sowie der Ruhekontakt 107-3 geöffnet werden. Über den

Arbeitskoniakt 107-1 hält sich nun Relais 107 selbst, solange Kontakt 73-1 des Bccrcnzunesschallcrs 73 gescnlossen bleibt. Durch das öffnen des RuhekonaKtesl07-o wird die Erregerwicklung 264 der Kuppung 64 abgeschaltet, während nun die Errcacrwick-

lung 266 der Kupplung 66 über Arbeitskontakt 107-2 eingeschaltet und damit das Seilgetriebe „macsteuert wird.

Über den beim Anlaufen der Stellmulier 74 am Begrenzungsschalter 72 geschlossenen Kontakt 72-2

vf Π ι«,"? ^{Wird dcr} Steuermagnet 201 des Sicucr-%entilsl01 fur den Hydraulikzylinder 98 (Fig 4) crn^Sl TT ~ ^Z· ^B- ^{durch Ablaß}' einer entsprechenden

S?kn Ä^{itsmengc aus dcm z}y^inder -^{dic Ab}-

hewirV,⁸ η" ^TraS^scheibe !6 um das vorseaebenc Maß 2^k',^D'f; ^A«slaß bzw. die Absenkbewegung werden durch das offnen des Kontaktes 72-2 und entsprechenden Abfall des Steuermaaneten 201 nach Bewegungsumkehr und Ablauf der Stdlmutter 74 von. chalter72 beendet. Die Beweeunesver-, Steuerorgane und Schalter sind so einaalJ die Absenkbewegung der Drahtstärke ι. -iir ■» Anfangsjustierung steht, wie er-... ^ Hydraulik- ^J

_M£ K ^ei?^auterte Umsteuerune wird der Über-

KL ^abneh,^mender Winkelgeschwindiskeit des rech πΓΓγ V^{2 cms}P^rech<=nd einer Bewegung von recht nach hnks auf der Ze'tkurve des Diaeramms dun«W ^aUS|^eli^1st· Anschließend wird eine Win-SiL'i ^Radialrichtung "ach außen fortschrei- ^ ^Wieder entsprechend der vor^{m dihl} Widk

pechend der

cZ aL. 1? ^{nC m dichler} Windunespackung. iesc Arbeitsphase wird beim Eintreffen der Stell-

mutter 74 am Begrenzungsschalter 73 beendet, wobei Koniakt 73-1 wieder Relais 107 zum Abfall bringt und die Kontakte 107-1, 107-2 und 107-3 umgeschaltet werden. Mit dem entsprechenden Abfall der Erregerwicklung 264 und der Einschaltung der Erregerwicklung 266 der Kupplung 66 bzw. entsprechender Richtungsumkehr der Abtriebsspindel 68 und der Stellmutter 74 befindet sich die Zeitsteuereinrichtung wieder im Ausgangszustand für den nächstfolgenden, in Radialrichtung nach innen ablaufenden Ablege-

Vorgang.

Während der Umsteuerung am Außenradius des Wickclkörpers tritt wieder eine kurze Zeitphasc mil offenem Kontakt 73-i und geschlossenem Kontakl 73-2 auf, wodurch der Steuermagnet 201 erregt und das Steuerventil 101 für einen weiteren Absenkschriti der Aufnahmevorrichtung 13 geöffnet wird.

In dieser Weise setzt sich der Arbeitsablauf mi' selbsttätiger Umschaltung am inneren und äußerer

ο Radius des Wickelkörpcrs kontinuierlich fort.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zum Ablegen eines strangförmigen Körpers in eine Aufnahmevorrichtung, wobei der strangförmige Körper mit konstanter Lineargeschwindigkeit zugeführt und über einen oberhalb der Aufnahmevorrichtung um eine vertikale Achse sowie mit festem Radialabstand von dieser Achse rotierenden Auslaß in einen drehfesl an-

   dieser Achse rotierenden Auslaß in einen drehfest angeordneten Behälter in Windungen abgelegt wird. Zum Gegenstand der Erfindung gehört ferner eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Ver-

   f ahrens. .

   Beim Ablegen von strangformigen Korpern, z. B. von Draht, elektrischem Kabel oder textlien Fasergebüden u. dgl., ist es bekannt, entweder einen rotie-

   renden, den strangformigen Körper führenden Auslaß

   geo'rdnetVn~Behlüier in"windungen'abgeiegt wird, io in Verbindung mit einem feststehenden Aufnahmedadurchgekennzeichnet, daßdie Win- behälter zu verwenden (sogenanntes EDENBORN-kelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung System; deutsche Patentschrift 610745, deutsche des rotierenden Auslasses (12) entsprechend einer Auslegeschriften 1 029 783 und 1 201 734) oder umdicht aufeinanderfolgenden Ablage des strang- gekehrt, einen feststehenden Auslaß in Verbindung förmigen Körpers (Draht 11) in spiralförmigen 15 mit einem rotierenden Aufnahmebehälter vorzusehen Windungen bzw. Windungslagen innerhalb des (sogenanntes GARRET-System; deutsche Patent-Behälters (13) kontinuierlich verändert werden schritten 1099 973 und 1198 775, UPA.-Patent- und daß der Vertikalabstand zwischen dem Aus- schrift 2 868 474). Das EDENBORN-System, zu dem bß (12) und dem Behälter (13) bei jeder Umkeh- auch das erfindungsgemäße Verfahren zählt, ist in lung zwischen zunehmender und abnehmender 20 den bekannten Ausführungsformen im wesentlichen Winkelgeschwindigkeit des Auslasses (12) ent- nur für die Ablage von Drähten oder Kabeln in Form

   eines hohlzylindrischen Wickelkörpers mit vergleichsweise geringer radialer Wandstärke geeignet, welch letztere nur wenige oder auch nur eine einzige Winas dungslage umfaßt. Vorzugsweise erfolgt die Windungsablage hier in Achsrichtung fortschreitend an der Innenwand eines zylindrischen oder ähnlichen Aufnahmebehälters, wobei diese Innenwand als Stütz- und Führungsfläche für den strangformigen Körper