DE1905712C3 - Vorrichtung zum Bewickeln unrunder Kerne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewikkeln unrunder Kerne, insbesondere von Verbindungselementen für den Rotorblattanschluß eines Hubschraubers, mit Fäden, die von mehreren Spulen abgezogen, in einer Zuführungseinrichtung bandförmig zusammengeführt, in einer Überzieh- und Formeinrichtung mit einem Klebemittel überzogen und geformt und auf dem so angetriebenen Kern zu einem unrunden Gebilde aufgewickelt werden.

Im Betrieb solcher Vorrichtungen ändert sich die lineare Geschwindigkeit der Fäden aufgrund der nicht kreisförmigen Form des Kerns beständig. Trägt man diese Geschwindigkeit in einem Diagramm auf, ergibt sich beispielsweise für den Fall eines länglichen Kerns ein Zykloid. Da es nicht möglich ist, die schweren Spulen rasch zu beschleunigen und zu verzögern, müssen diese Geschwindigkeitsänderungen eliminiert werden; ist dies nicht der Fall, kann die Vorrichtung bei nur sehr geringer Drehzahl arbeiten. Andererseits ist es aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich, daß die Wickelgeschwindigkeit sehr hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art derart auszubilden, daß Geschwindigkeitsänderungen der Fäden ausgeglichen werden, wobei jedoch die Drehzahl

der Spulen konstant bleiben soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung erfindungsgemlß gekennzeichnet durch eine zwischen der Zuföhrungselnrjchtung und der Uberzieh- und Formeinrichtung angeordnete Geschwindigkeitsausgleüchseinrichtung. bestehend aus einem gleitbar angeordneten Kolben, der im wesentlichen senkrecht zu einer die Drehachse des Kerns enthaltenden Ebene verläuft, einer am einen Ende des Kolbens angebrachten Rolle, die an dem aus den Fäden gebildeten Band anliegt, einem am anderen Ende des Kolbens angebrachten Nockenfolgeglied, das durch eine Feder gegen eine synchron zum Kern rotierenden Nockenfläche gedruckt wird, und einer vor und hinter der am Band anliegenden Rolle angeordneten Eingangsrolle bzw. Ausgangsrolle, deren Drehachsen im wesentlichen in der die Drehachse des Kerns enthaltenden Ebene liegen und die zur Führung des Bandes dienen, wobei die Form der Nockenfläche von der Momentan-, der Grund und der Durchschnittsgeschwindigkeit der Fäden derart abhängt, daß der Kolben die Bahnlänge der Fäden verändert, um die Geschwindigkeit des Bandes in Abhängigkeit von der Drehzahl und der nicht konstanten Umfangsgeschwindigkeit des Kerns auszugleichen, während die Zuführungsgeschwindigkeit der aus der Zuführungseinrichtung kommenden Fäden konstant bleibt.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Lagerung einer Abwickelspule der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2.

In der F i g. 1 ist ein Tisch gezeigt, der aus Beinen 10, 12 und 13. einer Seitenschiene 14 und einer Endschiene 16 besteht, an denen eine Arbeitsplatte 18 befestigt ist. Die Arbeitsplatte 18, die sich vom einen Ende des Tisches zum anderen Ende erstreckt, ragt etwas über die Endschienen 16 hinaus. Am rechten Ende der Arbeitsplatte 18 sind mehrere Wellen 20 ·η den Arbeitstisch eingeschraubt. An diesen Wellen ist ein Mechanismus 24 zum Spannen von Drähten drehbar befestigt, der mehrere Spulen 26 trägt. Fäden 28, 30 usw., die beispielsweise feine Drähte sein können, werden von den Spulen 26 um Führungsrollen 32 zu einem Reinigungsbehälter 34 geführt. Die Fäden 28,30 werden durch den Reinigungsbehälter 34 durchgezogen, der ein Reinigungsmittel enthält. Die Zusammensetzung des Reinigungsmittels ist derart gewählt, daß jeglicher Schmutz von der Oberfläche der Fäden entfernt wird. Aus dem Reinigungsbehälter 34 kommen die Fäden in Form tines Bandes 36 heraus, das über eine Eingangsrolle 38 nach unten zu einer Rolle 40 und von da wieder nach oben über eine Ausgangsrolle 42 zu einer Überzieh- und Formeinrichtung 44, die Kunstharz enthält, geführt wird. Die Rolle 40 ist mit einem Nockenfolgeglied 45 wirkungsmäßig verbunden und am unteren Ende eines Kolbens 48 in einer Gabel drehbar gelagert Der Kolben 48 ist innerhalb eines Zylinders 50 hin- und herbewegbar gelagert und wird durch Federn 52 und 54 gehalten. Die Federn 52, 54· sind am unteren Ende des Kolbens 48 durch einen Bolzen 56, auf dem die Rolle 40 gelagert ist, und an der Außenseite des Zylindergehäuses durch einen Bolzen 58 befestigt, um die Länge des Bandabschnittes 60 zwischen der Überzieh- und Formeinrichtung 44 und der Rolle 40 zu regulieren.

Zu der Überzieh· und Formeinrichtung 44 gehört eine Form 62, von der ein Band 194 zu einem Kern »54 geführt wird Der Kern 64 weist an seinen gegenüberliegenden Enden Buchsen 66,68 auf, um die das Band 34 gewickelt wird Zum Kern 64 gehören außerdem eine innere und s eine äußere Platte 70 bzw. 72, die die Breite der Oberfläche zwischen den Buchsen S6,68 festlegen; diese Breite entspricht im allgemeinen der Breite zwischen den Flanschen der Buchsen. Die innere Platte 70 ist an einer Welle 74 befestigt, die an ihrem dem Kern 64 gegenüberliegenden Ende mit Kettenrädern 76, 78 versehen ist Die Welle 74 ist auf der Arbeitsplatte 18 mittels Lagerblöcken 80,82 und Bolzen 84 befestigt. Auf der Oberfläche der Welle 74 läuft eine Rolle 86, die einen Antriebsmechanismus 88 für einen Zähler 90 antreibt. Der Zähler 90 weist ein Fenster 92 auf, durch das man eine Anzeige der Anzahl der Umdrehungen des Kerns 64 erhält, wodurch man die Anzahl der Schichten des Bandes 36 um die Buchsen 66 und 68 bestimmen kann. Eine Kette 94 erstreckt sich von einem Kettenrad 96 einer Welle 98, die über eine um Kettenräder 101,102 laufende Kette 100 mit einem Untersetzungsgetriebe 104 verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe 104 wird über eine Riemenscheibe 106 und einen Riemen 108 von einem elektrischen Motor HO angetrieben. Die Welle 98, die in l.agerblöcken 112, 114 gelagert ist, trägt an ihrem Ende, das dem Kettenrad 96 gegenüberliegt, einen Nocken 116 mit einer Nockenfläche 118, der zur Steuerung der Lage des Nockenfolgeglieds 40 und damit des Kolbens 48 dient, wie noch genauer erläutert wird.

Der Motor 110, der mittels eines Befestigungsflansches 120 an der Arbeitsplatte 18 befestigt ist, ist über eine elektrische Leitung 122 mit einem Steuerkasten 124 verbunden, der durch eine elektrische Leitung 126 über einen Wandstecker 128 am Netz anschließbar ist. Der Steuerkasten 124 enthält einen üblichen »Aus-An«- Schalter 130, der zum Einschalten des Motors UO und einer Rheostat-Steuerung 132 dient, mit der sich die Drehzahl des Motors 110 in Abhängigkeit von einem Drehzahlanzeigegerät 134 auf der Vorderseite des Steuerkastens 124 regeln läßt. Auf der Vorderseite des Steuerkastens 124 sind ferner Kontrollämpchen 136, 138 vorgesehen, die eine Anzeige für die elektrische Energie und einen Überlastzustand geben.

Die Überzieh· und Formeinrichtung 44 ist mittels einer Stange 140 hin- und herbewegbar gelagert, die auf der Oberfläche der Arbeitsplatte 18 gleiten kann, um die Lage dieser Einrichtung zu verändern. Ein Nockenfoigeglied 142 ist mittels Muttern 144 auf beiden Seiten eines Flansches 146 befestigt, der sich von der Vorrichtung 44 nach oben erstreckt. Das Nockenfolgeglied 142 läuft auf der Fläche 147 eines Nockens 148, der über ein Untersetzungsgetriebe 150, ein Kettenrad 152. eine Kette 154, das Kettenrad 78 und die Welle 74 vom Motor 110 angetrieben wird.

Die F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung, die in dieser Figur etwas anders angeordnet ist, und zwar insofern als ein Riementrieb mit der Welle 74' über eine Riemenscheibe 156 und das Untersetzungsgetriebe 150' unmittelbar verbunden ist, und der Nocken 116' über eine Kette 158, die um Kettenräder 106, 162 auf den Wellen 74', 98' umläuft, angetrieben wird. Das Untersetzungsgetriebe 150' wird in der gleichen Weise wie das Untersetzungsgetriebe 150 in der F i g. 1 angetrieben, d. h. über eine um die Kettenräder 152' und 78' umlaufende Kette 154'.

Die F i g. 2 zeigt die Anordnung der Spulen 26 auf der Arbeitsplatte 18'. Die Fäden 162,164,166,168,170,172, 174 und Γ/6 laufen um zugehörige Führungsrollen 178, |80,182,184,186,188,190 und 192 und werden zu dem Band 36 zusammengeführt, das in der Überzieh- und Formeinrichtüng 44' mit einem Klebemittel getränkt wird, so daß das feste Band 194 entsieht. Das Band 194 wird in einem Kanal 1% zwischen den Platten 70' und 72' des Kerns 64, der mit der Welle 74' durch Bolzen 198 verbunden ist, gewickelt Die Breite des Kanals 196 (F i g. 2) entspricht der Breite der Buchsen zwischen den Flanschen 66 und 68.

Die Anordnung der F i g. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 außerdem noch insofern, daß der Zähler unterhalb der Arbeitplatte 18' angeordnet ist Der Zähler ist in an sich bekannter Weise mit dem Antrieb der Riemenscheibe 156 unmittelbar verbunden.

In der Fig.3 ist der auf der Welle 20 angeordnete Mechanismus 24 zum Spannen eines Drahtes dargestellt. Dieser Mechanismus weist eine Stahlscheibe 200 auf, die im Preßsitz auf der Welle 20 sitzt und über der eine Bronzescheibe 202 angeordnet ist. Die Bronze scheibe 202 liegt an einem Flansch 204 einer Spindel 206 an, die einen Stift 208 zur Befestigung der Spulen 26 aufweist. Die Reibverbindung zwischen der Flansch 204 und der Bronzescheibe 202 und der Stahlscheibe 200 wird durch eine Feder 210 aufrechterhalten, deren Kraft durch eine Mutter 212 einstellbar ist. Die Spindel 206 ist mittels Lagern 314,216 auf der Welle drehbar gelagert.

Es wird nun die Betriebsweise der Vorrichtung näher beschrieben.

Anfangs werden die Spulen 26 auf die Spindeln 206 gesetzt, indem die Stifte 208 in ein Loch im Flansch der Spulen 26 (nicht gezeigt) eingeführt werden. Danach werden die Enden der Fäden von den Spulen 26 um die Führungsrollen 178,180, 182,184,186, 188, 190 und 192 gezogen und durch den Reinigungsbehälter 34 b/w. 34', um die Eingangsrolle 38, um die Rolle 40, um die Ausgangsrolle 42 und durch die Überzieh- und Formeinrichtung 44 bzw. 44' geführt. Nachdem das aus den Fäden bestehende Band 36 durch die Über/ieh- und Formeinrichtung 44 bzw. 44' gezogen ist, wird die Form 62 (Fig. 1) mit ihrem Schlitz in die Stirnseite der Überzieh- und Formeinrichtung 44 bzw. 44' eingesetzt. Die Enden der Fäden werden dann teilweise um die Buchsen 66, 68 an beiden Enden des Kerns 64 bzw. 64' gewickelt und am Körper der Buchsen zwischen den Flanschen festgeklemmt. Danach wird der Schalter 130 eingeschaltet, und die Rheostat-Steuerung 132 so eingestellt, daß der Motor 110 mit einer geeigneten Drehzahl umläuft. Der Kern 64 bzw. 64' wird nun durch den Motor 110 angetrieben. Wenn das feste Band 194 auf den Kern 64 bzw. 64' gewickelt wird, wird die Lage des Bandes durch die Form 62 in der überzieh- und Formeinrichtung 44 und 44' gesteuert, die an der Stange 140 derart befestigt ist, daß sie in der Seitenrichtung frei bewegbar ist. Die Stellung der Stange 140 und der daran befestigten Überzieh- und Formeinrichtung 44 wird durch den Nocken 148 gesteuert; der Unterschied zwischen dem maximalen und minimalen Radius der Nocken 148 entspricht der Breite des Kanals 196 zwischen den Platten 70 und 72 bzw. 70' und 72'. Das Untersetzungsgetriebe 150 sorgt dafür, daß der Nocken eine halbe Umdrehung ausführt, wenn das Band 194 um den Kern 64 bzw.64' im Kanal 19C einmal herumgeführt wird.

Wegen der länglichen Form des Kerns 64 bzw. 64' ändert sich die Fördergeschwindigkeit des Bandes 36 und des Bandes 194 dauernd. Trägt man diese

Geschwindigkeit in einem Diagramm auf, ergibt sich ein Zykloid. Zum Ausgleichen der sich dauernd ändernden Geschwindigkeit ist daher eine Ausgleichsvorrichtung in Form des Nockens 116 und des Nockenfolgeglieds 45 vorgesehen, mit der die Änderung der Fördergeschwindigkeil der Fäden eliminiert wird, so daß die Spulen 26 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umlaufen können. Der Nocken 116 prägt dem Kolben 48 eine Hin- und Herbewegung auf. im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drehzahl des Nockens 116 derart gewählt, daß er einen Ausgleichszyklus pro Umdrehung liefert, was einer halben Umdrehung des Kerns 64 entspricht. Wenn der Nocken den Kolben 48 ausfährt, vergrößert sich die Grundgeschwindigkeit des Bandes 36, während sich die Grundgeschwindigkeit verringert, wenn der Kolben eingefahren wird. Die momentane Grundgeschwindigkeit, mit der das Band 36 durch die Überzieh- und Formvorrichtung 44 gezogen wird, kann für jede Form des Kerns 64 mathematisch bestimmt werden. Die Differenzgeschwindigkeit, die von der Ausgleichsvorrichtung der Grundgeschwindigkeit des Bandes 36 überlagert werden muß, erhält man durch Vergleich der momentanen Geschwindigkeit mit der Durchschnittsgeschwindigkeit. Aus der auf diese Weise festgelegten Differenzgeschwindgkeil wird die erforderliche Bewegung des Kolbens 48 berechnet. Da die Winkelgeschwindigkeit des Nockens 116 bekannt ist, lassen sich die Radien der benachbarten Punkte des Nockens festlegen, so daß die richtige Geschwindigkeit des Nockenfolgeglieds 45 erzielt wird. Aufgrund der Erfindung kann also durch Verändern der Drehzahl des Nockens 116 und/oder die Form seiner Fläche 118 jede beliebige Form mit hoher Drehzahl gewickelt werden, während die Zuführungsge.schwindigkcit der von den Spulen 26 abgewickelten Fäden konstant bleibt. Durch Vergrößern der Anzahl der Rollen 40, die vom Nocken 116 betätigt werden, läßt sich ferner die Bewegung des Nockenfolgeglieds 45 verringern.

Bei diesen Vorrichtungen ist die Steuerung der Spannung der von den Spulen 26 abgewickelten Fäden 28, 30 von größter Bedeutung. Wenn zwischen den

ίο Spulen 26 beträchtliche Spannungsunterschiede auftreten, wird das bewickelte — also laminierte — Produkt fehlerhaft. Daher wird die Spannung einer jeden Spule in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch individuelle Mechanismen zum Spannen der Fäden und zum Ausgleichen dieser Spannung gesteuert. Diese Mechanismen berücksichtigen, daß die Fadenspannung dem Drehmoment proportional und dem äußeren Radius des Faden-Wickcldurchmessers auf den Spulen 26 umgekehrt proportional ist, wie in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines solchen Mechanismus 24 beschrieben wurde. Ein Widerstandsdrehmoment um die Mittellinie der Spule 26 und des Spannungsmechanismus 24 wird durch die Reibung zwischen der Bronzescheibe 202 und der Stahlscheibe 200 erzeugt. Es wurde festgestellt, daß bei diesen Materialien der mittlere Reibungsradius und der Reibungskoeffizient derart sind, daß bei einer durch eine Verringerung des Wickeldurchmessers des Fadens auf der Spule 26 konstant bleibt. Ein weiterer Vorteil des Mechanismus 24 besteht darin, daß die Spule 26 ohne Änderung der Spannungseinstellung ausgewechselt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Bewickeln unrunder Kerne, insbesondere von Verbindungselementen für den Rotorblattanschluß eines Hubschraubers, mit Fäden, die von mehreren Spulen abgezogen in einer Zufühirungseinrichtung bandförmig zusammengeführt, in einer Oberzieh- und Formeinrichtung mit einem Klebemittel Oberzogen und geformt, und auf dem angetriebenen Kern zu einem unrunden Gebilde aufgewickelt werden, gekennzeichnet durch eine zwischen der Zuführungseinrichtung (20 bis 34) und der Überzieh- und Formemrichtung (44) angeordnete Geschwindigkeitsausgleichseinrichtung (40, 56, 116), bestehend aus einem gleitbar angeordneten Kolben (48), der im wesentlichen senkrecht zu einer die Drehachse des Kerns (64) enthaltenden Ebene verläuft, einer am einen Ende des Kolbens angebrachten Rolle (40), die an dem aus den Fäden gebildeten Band (36) anliegt, einem am anderen Ende des Kolbens angebrachten Nockenfolgeglied (45), das durch eine Feder (52,54) gegen eine synchron zum Kern rotierende Nockenfläche (118) gedruckt wird, und einer vor und einer hinter der am Band anliegenden Rolle angeordneten Eingangsrolle (38) bzw. Ausgangsrolle (42), deren Drehachsen im wesentlichen in der die Drehachse des Kerns enthaltenden Ebene liegen und die zur Führung des Bandes dienen, wobei die Form der Nockenflächen (118) von der Momentan-, der Grund- und der Durchschnittsgeschwindigkeit der Fäden derart abhängt, daC der Kolben die Bahnlänge der Fäden verändert, um die Geschwindigkeit des aus den Fäden entstehenden Bandes in Abhängigkeit von der Drehzahl und der nicht konstanten Umfangsgeschwindigkeit des Kerns auszugleichen, während die Zuführungsgeschwindigkeit der aus der Zuführungseinrichtung kommenden Fäden konstant bleibt.