DE2315203C2 - Spulantrieb für Ziehmaschinen, insbesondere zum Aufspulen von Fein- und Haardraht - Google Patents

Description

V=V '" Luftspalt erfolgt. Bei dieser Lösung kann nur bei

^c " dp ' kleineren Massen und Geschwindigkeiten ein befrie-

- ' digender Erfolg erreicht werden, da in diesem Fall

„ JTIf uji-jci ier Draht auf die Drehmasse eine Reibwirkung aus-

V = dmUmfangsg^hWmdtgkeUderSpulc, J ^r £ bekanntermaßen zur Abbremsung

w " ⁼ ΐ^ε Geschwindigkeit der Ziehmasch.ne, ^l* » ^lu Energiemenge ungeeignet ist. Beson

«„, = der Kemdurchcnesser der Spule jiuuw«! ι.» 's & ο ο

Τ j η jj L jo, ders bei ganz dünnen Drantaomessungen, weiternin

d, = den Randdurchmesser der Spule _{bei ziehp} ^g _ozessen, _{die mit einer} W:»meK,handIung

bezeichnen, d"finiert werden kann, eine Zwangs- verbunden sind, wobei der Draht nur einer minimaverbindung -aufrechterhält, oberhalb dieser Ge- 20 len Spannung unterworfen werden kann, ruft dieser schwindigkeit jedoch frei läuft, dadurch ge- Effekt Überlastungen und häufige Risse des Drahte·, kennzeichnet, daß das Kupplungsorgan (11) hervor; demzufolge kann genannte Lösung nur bei mit einem an die Welle (10) sich anschließenden, technologischen Prozessen geringer Geschwindigkeiden aufzuspulenden Draht wahrnehmenden Füh- ten erfolgreich angewendet werden,
lerorgan (24,29,30,31) und Korrekturorgan (32, 25 Bei Spulvorrichtungen, bei denen weder während 33, 34, 35) verbunden ist und durch die unter des Anlaufs noch während des kontinuierlichen Be-Zwangsverbindung stehende und mit einer modi- triebs eine Zwangsverbindung besteht und der Anfizierten Drehzahl laufende Welle (10) nur der trieb durch einen Motor mit regelbarer Drehzahl Antrieb des Kupplungsorgans (11) übermittelt odei durch eine Gleitkupplung oder Induktionskuppwird, daß im gekoppelten Zustand über cine ge- 30 lung erfolgt, könnte bei stärkeren Drähten durch wisse Geschwindigkeit, diie d-.'-ch die Beziehung Zwischenschaltung entsprechender Speicher ein Erfolg erreicht werden; diese Lösung kann jedoch in-

j/ _ (/ '·'«> folge der veränderlichen Massen, der nicht mit voller

^r ~ "dp Sicherheit realisierbaren Signalbildung und wegen

35 sonstiger, den Synchrongang der Ziehmaschinen-

definiert ist, ein das Kupplungsorgan (11) frei- straße und der Spulvorrichtung beeinträchtigenden gebendes und mit von dem Korrekturorgan (32, Faktoren — besonders bei Durchmessern in der Grii-33,34,35) abhängiger, jedoch vom Antrieb unab- ßenordnung von hundertstd Millimetern — nicht anhängiger Drehzahl laufendes Antriebselement (9) gewendet werden.

besitzt und ein Bremsorgan (13, 14, 15, 16, 17, 40 Bei den Spulvorrichtungen von Ziehmaschinen zur 18) aufweist, das beim Abstellen der Maschine Herstellung von Fein-und Haardraht ist die Entwickeine beliebige Spule (23) in einem beliebigen Auf- lung auf die Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit und wickelzustand mit der Ziehmaschine in Zwangs- der Spulkapazität gerichtet. Jedoch wird die raschere verbindung setzt und teilweise mit der Spulen- Entwicklung durch sonstige Probleme, die beim Anwelle (21) in Verbindung steht. 45 lassen, während des Betriebs und beim Abstellen

2. Spulenantrieb nach Anspruch t, dadurch ge- auftreten, verhindert. Als kritischer Faktor ist der kennzeichnet, daß beim Anlassen die Spulenwelle Beginn des Anlassens zu betrachten, da bei einem (21) und die Ziehscheibenwelle (6) durch das geregelten Anlassen im Falle einer von der Zieh-Bremsorgan (13, 14, 15, 16, 17, 18) in Zwangs- maschine unabhängigen Verbindung nach dem plötzverbindung gebracht werden. 50 lieh erfolgten Anlaß kein leichter Anlauf stattfindet,

so daß die nötige Betriebssicherheit nicht gewährleistet ist. Besonders bei ganz dünnen Drähten und bei

hohen Geschwindigkeiten kann wegen der mangelnden Synchronisation zwischen Anlassen und Abstel-55 ten bereits das Anlassen ohne Erfolg sein, oder der Draht reißt bei jedem einzelnen Abstellvorgang. In-

Die Erfindung betrifft einen Spulantrieb für Zieh- folge der erwähnten Mängel müssen die Spulvorrichmaschinert nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Jungen fortwährend mit einer niedrigen Drehzahl be-Bei der Drahtfabrikation werden zum Aufspulen trieben werden, wodurch die Produktivität bedeutend von Fein- und Haardraht verschiedene Spv.lvorrich- 60 herabgesetzt wird und infolge des bedeutenden Gleitungen mit verschiedenartig ausgeführten Antrieben tens die Ziehwerkzeuge und die Ziehscheiben vorzeiverwendet. Bei den Typen, bei denen die Spuilvorrich- tig verschleißen. Bei der Anwendung von Spindeln tung durch einen stufenlos«» Antrieb getrieben wird kleiner Spulkapazität wird die Stillstandzeit der und die Geschwindigkeit des stufenloscn Antriebs Spulvorrichtung durch den häufigen Spindelwechsel durch einen Signalgeber übeir einen Servomotor oder 65 erhöht, außerdem entsteht eine bedeutende Menge einen elektrisch-mechanischen Mechanismus einge- von Abfall.

stellt wird, ist im allgemeinen eine intermittente Daraus folgt, daß die bekannten Spulvorgänge

Geschwindigkeitsregelung recht schwierig, da jeweils wegen der aus der Verbindung zwischen der Zieh-

Maschinenstraße und der Spüleinrichtung resultierenden Mangel beim Aufspulen von Drähten sehr geringen Durchmessers auf großen Spindeln und bei hoher Geschwindigkeit nur unter gewissen Kompromissen ausgeführt werden können.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spulantrieb für Ziehmaschinen zum Ziehen von Fein- und Haardraht zu entwickeln, wobei eine Zwangsverbindung in der Anfangsperiode des Anlassens die Reibung überwindet und teilweise die Beschleunigung fördert, und der eine maximale Betriebssicherheit gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erfaßten.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich ein vom Antrieb der Ziehmaschine unabhängiger, geregelter Spulantrieb, der auch zum Spulen mit stetiger Ziehkraft und/oder mit veränderlicher Drehzahl geeignet ist und der gleichzeitig beim Abstellen den gleichzeitigen Stillstand der Ziehmaschine und der Spulvorrichtung sichert. Der Spulantrieb enthlil· Bestandteile, die größtenteils ohne Verschleiß ^v'unktionieren.

Beim Anlassen wird erfindungsgemäß die Spulenwelle mit der Ziehscheibenwelle durch das Bremsorgan in Zwangsverbindung gebracht.

Bei dem erfindungsgemäßen Spulantrieb ermöglicht das die Zwangsverbindung herstellende Kupplungsorgan — ohne etwaige Drahtsteuerung — beim Anlassen die Überwindung der Reibung der Spuleinrichtung. Gleichzeitig wird die Beschleunigung in der Anfangsperiode des Anlassens erhöht. In diener Periode ist der Draht entlastet, und die Umdrehungsverhältnisse werden durch die Zwangsverbindung eindeutig definiert.

In der Beendigungsperiode des Anlassens ist der weiche Anlauf der durch die Zwangsverbindung teilweise beschleunigten Spulvorrichtung auf die normale, nominelle Geschwindigkeit gesichert. In dem gesamten Spulbereich herrscht eine annähernd konstante Geschwindigkeit und Drahtspannung.

Nach der Beendigung des Spulprozesses ist im Falle einer vollkommen aufgewickelten Spule das gleichzeitige Abstellen der Spule und des Ausziehteils gesichert; sollte dagegen die Spule nur teilweise voll sein, so findet das gleichzeitige Abstellen nur nach dem Vorabbremsen der Spule und des Antriebselements statt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispicls näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Spulantrieb ohne Fühler- und Korrekturorgan im Schnitt,

F i g. 2 den Längsschnitt des Kupplungsorgans und des Abbremsorgans,

Fig. 3 den Schnitt der Kupplung und der Riemenscheiben laut F i g. 2,

F i g. 4 die bei stetiger Ziehkraft durchgeführte Spulendrehzahländerung,

Fig.5 die programmierteSpulendrehzahländerung.

Zur Weiterleitung des von der Ziehscheibe 1 der Ziehmaschine ablauferden Drahtes zum Aufspulen ist an einem Gestänge 2 ein Fadenführer 3 angeordnet. Auf dem Fadenführer 3 ist ein Fadenleitrad 5 montiert. Die Ziehscheibe 1 ist an einer mit stufenlos verstellbarer öder mit konstanter Drehzahl rotierenden Welle 6 befestigt. An dem anderen Ende der Welle 6 ist eine Riemenscheibe 7 angebracht. Die Riemenscheibe 7 ist durch einen Gummitreibriemen (oder durch einen anderen elastischen Riemen) mit einer Riemenscheibe 12 verbunden, die mit einer auf der Weile 10 des Elektromotors befestigten, freilaufenden, Mitnehmer-Kupplung Il mitrotiert. An den Seitenplatten der Riemenscheibe 12 ist eine mit den äußeren Lamellen 13 mitdrehende Kupplungshälfte 14 befestigt. Zwischen den äußeren Lamellen 13 befinden sich — mit der Nabe 15, die an der Welle

ίο 10 angekeilt ist, in Nutverbindung stehend — innere Lamellen 16. An der Nabe IS ist ein zum Zusammenziehen der Lamellen 13 und 16 dienender Elektromagnet 17 angebracht. Auf dem Elektromagnet ist auf zur Stromzuführung geeignete Weise ein Schleif-

ring 18 montiert. An dem anderen Ende der Welle 10 des Antriebselements 9 ist eine Riemenscheibe 19 vorhanden. Die Riemenscheibe 19 ist durch einen Laufriemen 20 mit einer Riemenscheibe 22 verbunden, die auf einer am Rahmen 4 gelagerten Spulenwelle 21 befestigt ist. Die Welle IG und die Spulenwelle 21 können direkt miteinander verbunden werden. An dem anderen Ende der WeK<; 21 ist eine Spule 23 auswechselbar befestigt (Fig. 1, 2, 31.
Bei der erfindungsgemäßen Regelung der Drehzahl

des Antriebselements 9, wobei die Regelung durch die Ziehkraft stattfindet, wird der von der Ziehscheibe 1 ablaufende Draht durch einen Ziehkraftfühler 24 zu dem Fadenleitrad 5 geleitet. Dem Zieh · kraftfühler 24 schließt sich ein Schwingarm 27 an, der mit einem Gewicht 25 und/oder einer Feder 26 belastet ist. Der Schwingarm 27 ist an einem Zapfen 28 gelagert; auf dem sich an den Ziehkraftfühler 24 anschließenden Schaft ist eine Metallplatte 29 befestigt. Die Metallplatte 29 reicht in die Öffnung 31 eines Fühlers 30 (sogenannten Initiators) hinein. Das Ausgangssignal des Fühlers 30 wird in eine Zählereinheit 32 (Speichereinheit) eingespeist. Der Stromkreis der Zählereinheit 32 kann mit Hilfe eines Druckknopfes 33 in die Grundstellung eingestellt werden. Das dem Ausgangssignal der Zählcreinheit 32 und der Ziehgeschwindigkeit der Ziehmaschine proportionale Signal »K« wird in ein Suaimierglied 34 eingespeist; das summierte Signal, verändert die Ausgangsspannung der Speiseeinheit 35 und wird in das Antriebselement 9 eingespeist (Fig. 4).

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Regelung der Drehzahl des Antriebselements 9 — wobei die Regelung auf Grund der Zahl der aufgewickelten Schichten der äußerst dünnen Drähte erfolgt — ist auf der Welle 36 des Fadenleitrads 5, die eine alterniexnJe Bewegung verrichtet, eine Schablone 37 angebracht. Der Schablone 37 schließt sich ein Mikroschalter 38 an, wooei die Schablone 37 den M^:kroschalter 38 beim Aufspulen jeder zweiten Draht-

schicht betätigt. Das Signal des Mikroschalters 38 wird in die Zähirreinheit 32 eingespeist. Das dem Ausgangssignal der Zählcreinheit 32 und der Ausziehgeschwindigkeit der Ausziehmaschine proportionale Signal »K« wird in das Summierglied 34 eingespeist, das summierte Signal verändert die Ausgangsspannung der Speiseeinheit 35 und wird in das Antriebselement 9 eingespeist (F i g. 5).

Beim Anlassen der Ziehmaschine treibt die Welle 6 der Ziehscheibe 1 über die Riemenscheibe 7 und den Laufriemen 8 die Riemenscheibe 12 an, die durch das Kupplungsorgan 11 die Welle 10 des Antriebselements 9. Diese Zwangsverbindung besteht höchstens bis zum Hochfahren (bis zur Beschleunigung)

5 6

der Ziehscheibenwelle 6. Dem Antriebselement 9 Die Korrektur der Drehzahl des Antriebselements 9

wird Strom zugeführt, wodurch Welle 10, Riemen- erfolgt durch kontinuierliche (Analogsignal) Ände-

scheibe 19, Laufriemen 20 und Riemenscheibe 22 die rung oder durch Änderung in beliebig kleinen

an der Welle 21 befestigte Spule auf eine nominelle Schritten.

Geschwindigkeit beschleunigen und das Kupplungs- 5 _Beim Aufspulen von sehr dünnen Drähten, wenn

organ 11 freigegeben wird. Durch die erfindungs- _{der Draht nicht} i_mstande ist, den Ziehkraftfühler 24

gemäße Lösung kann ein ideal verzögerter Anlauf _des Schwingarms 27 mit entsprechender Sicherheit

verwirklicht werden, wobei mit voller Sicherheit die _zu betätigen, wird der Draht von der Ziehscheibe 1

Möglichkeit ausgeschlossen werden kann, daß die _{durch das} Fadenleitrad 5 auf die Sammelspule 23

Spulvorrichtung früher als die Ziehmaschine sich .0 _überführt (Fig. 5). Die Schablone 37, die auf dem

beschleunigt. Gestänge 36 des eine alternierende Bewegung aus-

Wird anstatt des Kupplungsorgans ein Walzlager führenden Fadenleitrads 5 angebracht ist, betätigt

oder ein Lager anderer Art angewendet, wird beim _den Mikroschalter 38 und zählt die Hübe derart,

Anlassen die Zwangsverbindung zwischen der Spule _{daß nach} j_{ewei]s zwei} Schichten ein Signal abgegeben

21 und der Ziehmaschinenwelle 6 durch den Elektro- 15 _{wird Nachdem} die Zählereinheit 32 weitergeschaltet

magnet 17 zustande gebracht. _{und die} Spannung der Speiseeinheit 35 modifiziert

Nach der durch die Zwangsverbindung zustande _{wurdei ste}t_{lt sich die} programmierte reduzierte

gebrachten Beschleunigung erfolgt die Weitererhö- Spulendrehzahl ein.

hung der Drehzahl der Spule 23 durch die Erhöhung _{Durch Betäti des Druckknopfes} 33 _der zähler-

der Drehzahl des Antriebselemente 9 und zwar der- ao _{dn n kann} ^B _die Grundstellung eingestellt _werden.

art daß die Spannung der Speiseeinheit 35 geändert _{Dadurch besleh{ djc gHchkeit}f _daBf _{falIs die Zieh}.

wird wodurch die dem Spulenkerndurchmesser ent- _{maschjne unvoIjkom} ⁸ _{menem Auf};_icke,_{n auf die}

sprechende Umlauigeschw.nd.gke.t mit beliebiger _s , _{23 zum s} .„ _{d fc} . _f ,

Genauigkeit eingestellt werden kann. Sobald die ξ Zuscandes der Zählereinheit 32 das Aufspulen

Drehzahl der Welle 10 des Antriebselements die *_{5 auch bei einer nur td]weise aufge}wickelten Spule

Drehzahl der Riemenscheibe 12 überschreitet, wird fortgesetzt wird

die mechanische Zwangsverbindung der Kupplung ^{s -} . .

gelöst, und die Drehzahl der Spule 23 wird durch die _,. Sollte die Geschwindigkeit der Ziehmaschine, d. h.

Ziehgeschwindigkeit .Kc und den Stromkreis der die: Ziehgeschwindigkeit wahrend des Betriebes sich

Zählereinhcit 32 gesteuert 30 ändern, ändert sich die Spannung der Speiseeinheit

Bei der durch die Ziehkraftänderung hervorgerufe- ³.^{5 durch} Einwirkung des in das Summierglied 34

nen Drehzahlregelung läuft der Draht von der Zieh- eingespeisten Signals »V« der Geschwindigkeitsände-

scheibe 1 durch den Ziehkraftfühler 24, der mit dem ^run§ entsprechend.

um den Zapfen 28 sich bewegenden Schwingarm Wird die Maschine abgestellt oder ist das Aufgekoppelt ist, zum Fadenleitrad 5. Der Draht wird 35 wickeln der Spule 23 beendet, tritt die an der Welle von dem auf dem Schwingarm 27 angebrachten 10 des Antriebselements 9 sich befindende elektro-Gegengewicht 25 und/oder von der Feder 26 belastet. magnetische Lamellen-Bremse in Aktion, die Spulen-In Abhängigkeit von der Schichtzahl der Spule 23 welle 21 und die Ziehscheibenwelle 6 werden durch nimmt auch die Spannung des Drahtes zu, wodurch die Lamellen 13 und 16 in eine Zwangsverbindunf die in der öffnung 31 des Fühlers 30 vorhandene 40 gebracht, dem Antriebselement wird kein Strom zu dünne Metallplatte 29 aus der öffnung hervortritt geführt; die Welle 10 kommt, nachdem ihre Um und die Zählereinheit 32 fortbewegend und die Span- drehungsgeschwindigkeit sich auf die der Riemen nung der Speiseeinheit 35 modifizierend, die Er- scheibe 12 verlangsamt hat, mit Spulenwelle 21 zu höhung der Spulendrehzahl bewirkt. sammen zum Stillstand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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nach Füllung einer Spule die Drehzahl in die Grund-Patentansprüche: stellung «urückgeregelt werden muß. Das Ausbleiben

der Drehzahlregelung oder eine unrichtige Einstel-

I, Sputantrieb Tür Ziehmaschinen, insbesondere lung setzt die Produktivität der Spulmaschine ab. zum Aufspulen von Fein- und Haardraht, mit 5 Außerdem ist die Lebensdauer des Mechanismus einem Kupplungsorgan, das beim Anlassen der wegen des bedeutenden Verschleißes recht niedrig. Maschine bis zu einer Geschwindigkeit, die durch Es sind Spulvorrichtungen bekannt, bei denen der

die zwischen dem Antrieb und der Spulenwelle Antrieb nach der durch eine Zwangsverbindung herbestehende Beziehung vorgerufenen Beschleunigung mittels einer Kupplung

ίο mit" einem Permanentmagneten und verstellbarem