DE19543246A1 - Vorrichtung zur Steuerung von Spulen, insbesondere anzubringen an Einwickelmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung von Spulen, insbesondere anzubringen an Einwickel­ maschinen.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung der obengenannten Art, verwendbar, um das heran­ nahende Ablaufen des auf eine Spule gewickelten Bahnmaterials zu erfassen und folglich eine beliebige Arbeitseinheit auszulösen, die zum Beispiel aus einer Einrichtung bestehen kann, die in der Lage ist, den Austausch der ablaufenden Spule gegen eine neue vorzunehmen.

Im Bereich der automatischen Einwickelmaschinen ist die Ver­ wendung von Vorrichtungen bekannt, die in der Lage sind, das herannahende Entleeren einer Spule zu erfassen und diesen Zu­ stand einer Arbeitseinheit zur Steuerung zu signalisieren, welche dann den automatischen Austausch der leeren Spule gegen eine neue auslöst.

Zu diesem Zweck wurden, nach dem was zum Beispiel in dem Europäischen Patent Nr. 155,020 beschrieben ist, Vorrichtungen zum Abtasten verwirklicht, die mit elektromagnetischen Fühlern versehen sind, die sich den in der Nähe der Trägerelemente für die Spulen vorhandenen elektrischen oder magnetischen Feldern ge­ genüber als empfindlich erweisen.

Andere Typen von elektromagnetischen Fühlern sind empfindlich gegenüber Schwankungen des elektrischen oder magnetischen Feldes, hervorgerufen durch metallene Bänder, die an kurzen Ab­ schnitten der Oberfläche des Endabschnittes des Einwickelmate­ rials angebracht sind oder einige Windungen am Ende des Ein­ wickelmaterials selbst bilden.

Die Verwendung dieser Typen von Fühlern haben die Arbeitsein­ heiten für den Spulenwechsel leistungsfähiger, funktionstüchtiger und genauer gemacht, hat jedoch zu Problemen bei den Herstel­ lern und den Benutzern der betreffenden Spulen geführt. Tatsäch­ lich müssen alle metallene Streifen oder Bänder, die mit den Füh­ lern zusammenarbeiten, zusammen mit dem Bahnmaterial kalan­ dert werden und ergänzenden Teil desselben bilden. Daraus ergibt sich das Problem, daß während der Schneidphase und der Rand­ beschneidung des die Spulen bildenden Einwickelmaterials Ab­ fallstreifen aus zusammengesetztem Material erzeugt werden, das heißt bestehend aus Einwickelmaterial und aus metallenem Ma­ terial, die dann nicht mehr regeneriert werden können.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zu liefern, die in der Lage ist, korrekt den Zustand des herannahen­ den Entleerens der Spulen zu erfassen, und zwar ohne die Not­ wendigkeit, letztere mit metallenen Bändern, Lamellen oder Ma­ terialabschnitten versehen zu müssen, folglich also bestehend aus einem leicht regenerierbaren homogenen Material.

Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung von Spulen mit Bahnmaterial hergestellt, welche insbe­ sondere an Einwickelmaschinen anbringbar ist und für jede auf ei­ nem entsprechenden Kern gewickelte und sich um ihre eigene Achse drehende Spule Abtastmittel enthält, die während des Ab­ wickelns der genannten Spule entlang einer im wesentlichen radia­ len Richtung derselben beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abtastmittel aus optoelektronischen und licht­ empfindlichen Fühlern bestehen, die dazu dienen, den Wert einer chromatischen Eigenschaft eines Bereiches der genannten Spule abzutasten, wobei die genannten optoelektronischen und licht­ empfindlichen Fühler dazu bestimmt sind, beim Erfassen eines Wertes der genannten chromatischen Eigenschaft ein Signal aus­ zusenden, das einem zuvor eingegebenen Musterwert der gleichen chromatischen Eigenschaft entspricht.

Die Erfindung wird nachstehend detaillierter beschrieben, und zwar unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen, die zwei rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirkli­ chungsformen darstellen, und von denen

• - Abb. 1 schematisch und mit einigen Teilen entfernt eine perspektivische Ansicht einer ersten Verwirklichungs­ form der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
• - Abb. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der komplet­ ten Vorrichtung aus Abb. 1;
• - Abb. 3 zeigt schematisch eine Frontalansicht einer weite­ ren Verwirklichungsform der Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
• - Abb. 4 zeigt schematisch eine perspektivische Darstel­ lung einer Spule in ihrem entleerten Zustand, verwendbar in Verbindung mit der in Abb. 3 gezeigten Steuer­ vorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Abb. 1, 2 und 3 ist die Vor­ richtung zum Steuern von sich entleerenden Spulen nach der vor­ liegenden Erfindung in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet und ist in der Nähe einer Spule 2 mit Bahnmaterial 3 angeordnet.

Entsprechend zu der Spule 2, die sich während des Abwickelns des Bahnmaterials 3, oder der Bahn 3, wie sie nachstehend der Einfachheit halber bezeichnet wird, um ihre eigene Umdrehungs­ achse dreht, sieht die Vorrichtung 1 Abtastmittel 5 vor, die von einem Arm 6 getragen werden. Dieser Arm 6 ist von einer Struk­ tur der Einwickelmaschine (nicht sichtbar) getragen, an welcher die Vorrichtung 1 angebracht zu werden bestimmt ist, und kann frei um eine Achse parallel zu der Achse 4 der Spule 2 schwingen. Da die Spule 2 normalerweise mit ihrer eigenen Achse 4 horizon­ tal angeordnet ist, ist der schwingende Arm 6 oberhalb der Spule 2 angeordnet und trägt mit Hilfe eines horizontalen Zapfens 6′ ei­ ne leerlaufende Rolle 7, die an der umlaufenden Oberfläche der Spule 2 selbst anliegend arbeitet. Der Kontakt wird normalerweise durch Schwerkraft gehalten.

Die obengenannten Abtastmittel 5 werden aus optoelektronischen und lichtempfindlichen Fühlern 8 gebildet, in der Lage, eine kolo­ rimetrische Messung durchzuführen und den Wert einer chromati­ schen Eigenschaft eines bestimmten Bereiches 20 der Spule 2 zu erfassen, wie nachstehend besser verdeutlicht wird, und zwar aus einem oder mehreren die Spule 2 selbst bildenden Elementen, wie zum Beispiel der Bahn 3, einigen Wicklungen 10 oder dem Kern 12.

Nachstehend wird als "Wert" einer chromatischen Eigenschaft die Stärke der photoelektrischen Wirkung oder die Lichtstärke be­ zeichnet, welche an die einer jeden Farbe und deren Schattierun­ gen eigenen Frequenz gebunden und meßbar ist, wenn ein Körper von einer bestimmten Farbe von einer Abstrahlung getroffen wird. Das Niveau des durch die photoelektrische Wirkung erzeugten Si­ gnals (normalerweise elektrisch), und folglich proportional zum Wert der oben bestimmten chromatischen Eigenschaft, wird ver­ arbeitet und mit einem Signal verglichen, welches proportional zu einem zuvor eingegebenen chromatischen Bezugsmusterwert ist.

Die lichtempfindlichen Fühler 8 können im wesentlichen nach zwei unterschiedlichen Darstellungen und Orientierungen ange­ ordnet sein, wie in den Abb. 2 und 3 gezeigt wird, von de­ nen sie in der Abb. 2 parallel zu der Umdrehungsachse 4 der Spule 2 ausgerichtet sind, während sie in der Abb. 3 nach einer im wesentlichen radialen Richtung der Spule 2 selbst orien­ tiert sind.

Die in Abb. 2 dargestellte Lösung, bei welcher der Fühler 8 sich außerhalb der Abmessung der Spule 2 bewegt, ist sehr gut geeignet, den Grad der Entleerung von jedem beliebigen Typ von Bahnmaterial 3, das auf der Spule 2 gewickelt ist, zu kontrollie­ ren. Der Fühler 8 ist, so wie er bei dieser Lösung angeordnet ist, tatsächlich in der Lage, die chromatische Eigenschaft der Bahn 3 zu erfassen, genauer gesagt von deren diesem selbst zugewandten Kante 3′. Während die Spule 2 nach und nach abgewickelt wird, nähert sich der Fühler 8 einer Darstellung des Ausgerichtetseins zu dem Kern 12 der Spule 2. In dem Augenblick, in dem sich in dem Wirkungsbereich des Fühlers 8 der Kern 12 zu befinden be­ ginnt, "fühlt" der Fühler 8 die Veränderung der chromatischen Ei­ genschaft aufgrund der Kombination der zwei verschiedenen Far­ ben der Bahn 3 und des Kerns 12 und sendet ein Signal an eine Arbeitseinheit aus, wenn diese chromatische Kombination einer zuvor eingegebenen chromatischen Eigenschaft entspricht. In den beiliegenden Abbildungen ist diese Arbeitseinheit einfacherweise in Form eines Blockes 13 dargestellt, welcher zum Beispiel als ei­ ne Arbeitseinheit verstanden werden kann, die zum automatischen Austausch der Spule 2 geeignet ist.

Diese optoelektronischen Fühler 8 sind auch in der Lage, kontinu­ ierlich die "Veränderung" der kontrollierten chromatischen Eigen­ schaft zu messen und diese Veränderung zeitgerecht anzuzeigen oder, wie oben beschrieben, in bestimmten Intervallen nur einen besonderen Wert derselben chromatischen Eigenschaft zu erfas­ sen.

Für den Fall, daß die optoelektronischen Fühler 8 von einem Typ sind, der in der Lage ist, kontinuierlich auf Dauer die Veränderung der chromatischen Eigenschaft des Bereiches 20 zu messen, so senden sie ein Signal an einen Komparator 14 aus, welcher in dem Augenblick, in dem er ein Signal proportional zu einer chromati­ schen Eigenschaft empfängt, die der zuvor eingegebenen Bezugs­ eigenschaft entspricht, sein Signal an die Arbeitseinheit 13 aus­ sendet.

In dem oben beschriebenen Fall ändert sich das Niveau des von dem Fühler 8 ausgesandte Signal je nach der Veränderung der photoelektrischen Wirkung, die sich als mit der Veränderung der chromatischen Eigenschaft zusammenhängend erweist, oder ein­ facherweise der Farbe, was beim Übergang von der Kante 3′ auf den Kern 12 erfolgt. Aus diesem Grunde, und um diese Wirkung noch zu verstärken, wird der Kern 12 normalerweise in einer zu der Farbe der Bahn 3 entschieden kontrastierenden Farbe herge­ stellt.

Das Niveau des obengenannten Signals wird sich um so mehr ver­ ändern, je größer sich der Anteil der Oberfläche der Kante 12′ des Kerns 12 erweist, der in den Wirkungsbereich des Fühlers 8 fällt. Das Niveau des Signals wird verarbeitet und im Inneren ei­ nes an letzteren angeschlossenen Komparators 14 mit einem Be­ zugsmusterwert verglichen.

Bei der Verwirklichungsform wie in Abb. 3 eignet sich der Fühler 8 sehr gut dazu, an Bahnen 3 aus durchsichtigem Material zu arbeiten, wie zum Beispiel Bahnen aus verschweißbarem Kunststoffmaterial. In diesem besonderen Falle wird der Bereich 20 aus den letzten Windungen 10 der Spule 2 beschrieben, welche mit einer anderen Farbe versehen sind als die der normal abzu­ wickelnden Windungen 11, zum Beispiel schwarz wie in der Abb. 4 dargestellt. Da die Bahn 3 durchsichtig ist, erfassen die Fühler 8 bei dieser Verwirklichungsform die Farbe der Bahn 3 selbst sowie die der darunterliegenden letzten Windungen 10, oder auch den Veränderungsgradienten der Farbe, welche beim Entleeren der Spule auf den eigentlichen Farbton der letzten Win­ dungen 10 zugeht. Wenn die Spule 2 einen bestimmten Entlee­ rungsgrad erreicht hat und über den letzten Windungen 10 nur noch wenige Windungen 11 liegen (wie in der Abb. 3 ge­ zeigt wird), erfaßt der Fühler 8 wegen der Durchsichtigkeit die Farbe der letzten Windungen 10 und sendet ein entsprechendes Signal an die Arbeitseinheit 13 aus.

Für den Fall, daß der Fühler 8 eine vorübergehende Veränderung der Farbe erfaßt, gelangt das Signal an den Eingang des Kompa­ rators 14. Auch in diesem Falle, wie schon in dem vorstehend be­ schriebenen, steuert der Komparator 14 die Arbeitseinheit 13, welche dafür sorgt, die leerlaufende Spule 2 gegen eine neue aus­ zutauschen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Steuerung von Spulen (2) aus Bahnmaterial (3), anbringbar insbesondere an Einwickelmaschinen und enthal­ tend für jede um einen entsprechenden Kern (12) gewickelte und sich um die eigene Achse (4) drehende Spule (2) Abtastmittel (5), die während des Abwickelns der genannten Spule (2) und entlang einer im wesentlichen zu letzterer radialen Richtung beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abtastmittel (5) aus optoelektronischen und lichtempfindlichen Fühlern (8) be­ stehen, die dazu dienen, den Wert einer chromatischen Eigen­ schaft eines Bereiches (20) der genannten Spule (2) abzutasten, wobei die genannten optoelektronischen und lichtempfindlichen Fühler (8) dazu bestimmt sind, beim Erfassen eines Wertes der genannten chromatischen Eigenschaft ein Signal auszusenden, das einem zuvor eingegebenen Musterwert der gleichen chromati­ schen Eigenschaft entspricht.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die genannten optoelektronischen und lichtempfindlichen Fühler (8) nach einer Richtung orientiert sind, die im wesentlichen parallel zu der Umdrehungsachse (4) der jeweiligen Spule (2) verläuft und sie sich seitlich uns außerhalb derselben bewegen; wobei der genannte Bereich (20) durch die diesen zugewandte Kante (3′) der Wicklungen (10) des Bahnmaterials (3) der genann­ ten Spule (2) und/oder durch die Kante (12′) des genannten Kerns (12) beschrieben wird.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, insbesondere zur Steue­ rung von Spulen (2) mit durchsichtigem Bahnmaterial (3), da­ durch gekennzeichnet, daß die genannten optoelektronischen und lichtempfindlichen Fühler (8) nach einer im wesentlichen ra­ dialen Richtung der jeweiligen Spule (2) orientiert sind und sich innerhalb der Abmessung derselben bewegen; wobei der genannte Bereich (20) durch die letzten Windungen (10) des genannten Bahnmaterials (3) oder durch den Kern (12) beschrieben wird, auf den diese letzten Windungen (10) gewickelt sind; und wobei die genannten letzten Windungen (10) oder der Kern (12) eine andere Farbe aufweisen als die des restlichen durchsichtigen Bahnmate­ rials (3).

4. Vorrichtung zur Steuerung von Spulen, insbesondere anbring­ bar an Einwickelmaschinen, im wesentlichen wie unter Bezug­ nahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde.