DE2364505B2 - Vorrichtung zum voruebergehenden speichern von draht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von Draht mil einer ersten und einer zweiten Aufwickeltrommel, die voneinander unabhängig drehbar sind, mit einer Einrichtung zur Führung des Drahtes zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel und mit *:iner Einrichtung zur Steuerung der relativen Drehgeschwindigkeiten zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 74 373 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird die Welle der ersten Trommel durch einen Motor angetrieben, der auch dazu dient, die Kraft für den Auf wickel Vorgang zu liefern. Weiterhin haben bei dieser bekannten Anordnung die zwei Trommeln voneinander unabhängige Wellen, auf denen die beiden Trommeln sich gegenläufig drehen. Dieser bekannten Einrichtung ist der Nachteil eigen, daß einerseits der Draht durch Reibung verhältnismäßig starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt wird, da er über eine Führungseinrichtung zwischen den beiden Trommeln gleitend hinweggezogen wird, während andererseits praktisch keine Möglichkeit besteht, selbst geringfügige Unregelmäßigkeiten im Lauf des Drahtes auszugleichen, ohne daß erhebliche Reibungsbeanspruchungen auf den Draht wirken.

Weiterhin ist aus der US-PS 32 41 780 ein Fadenspeicher mit zwei Trommeln bekannt, bei welchem auf einer drehbaren Trommel eine Rolle angeordnet ist. Diese Rolle dient dazu, die Zugkraft in dem Faden, welcher über die Rolle hinweggeführt wird, auf einen bestimmten, einstellbaren Wert zu begrenzen. Hierzu muß eine Handkurbel betätigt werden, um die Rolle gegenüber den zwei Trommeln zu verdrehen. Beim Drehen der Handkurbel muß die Kraft einer Rutschkupplung überwunden werden, welche zwischen der Rolle und den beiden Trommeln angeordnet ist. Wenn die Fadenspannung vergrößert werden soll, wird mit Hilfe der Handkurbel die Rolle gegenüber den beiden Trommeln gegen die Kraft der Rutschkupplung in einer Richtung gedreht während die Rolle gegen eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung durch ein Gesperre gesichert ist welches als Ratsche mit einer Sperrklinke ausgebildet ist Falls die Fadenspannung die Haltekraft der Rutschkupplung überschreitet wird die Rolle gegenüber den beiden Trommeln entgegengesetzt zu der Richtung gedreht in welcher sie mit der ip Handkurbel drehbar ist Diese bekannte Einrichtung zur Fadenspeicherung ist nicht nur in der Bedienung verhältnismäßig umständlich, sie weist weiterhin den Nachteil auf, daß der über die beiden Trommeln und die Rolle gerührte Faden beträchtlichen Belastungen

ausgesetzt wird, da erst dann eine Zugentlastung auftritt wenn die Haitekraft der Rutschkupplung überwunden wird. Es ist jedoch allgemein recht schwierig, eine Rutschkupplung auf einen definierten Wert einzustellen, der außerdem über längere Betriebszeiten möglichst beibehalten werden soll. Bei der bekannten Einrichtung ist es praktisch nicht auszuschließen, daß die Haltekraft der Rutschkupplung in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen verhältnismäßig starken Schwankungen ausgesetzt ist, die zu unterschiedlichen Belastungen und darüber hinaus zu Undefinierten Belastungen des Fadens führen. Weiterhin besteht bei der bekannten Einrichtung der Nachteil, daß aufgrund der prinzipiell ruckartigen Ansprechcharakteristik der Rutschkupplung erhebliche Belastungen auf den Faden nicht vermeidbar sind.

Weiterhin ist aus der britischen Patentschrift 9 30 347 eine Einrichtung bekannt, welche dazu dient den Durchhang eines bewegten Drahtes zu steuern. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der laufende Draht über eine Spannrolle geführt, welche durch eine verhältnismäßig aufwendige Steuereinrichtung quer zu der Laufrichtung des Drahtes verschiebbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von Draht der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem und kompaktem Aufbau eine große Speicherkapazität für den Draht aufweist und zugleich eine besonders schonende Behandlung des Drahtes gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Einrichtung zur Steuerung der relativen Drehgeschwindigkeit auf Veränderungen des Durchhangs des Drahtabschnittes zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel gemeinsam auf einer Welle angeordnet sind, daß die eine der beiden Aufwickeltrommeln fest mit der Welle verbunden ist, während die andere über ein Getriebe mit der Welle gekoppelt ist. und daß die Einrichtung zur Einstellung des Durchhangs des Drahtes eine Rolle an einem schwenkbaren Hebel aufweist, welcher durch eine Feder derart gespannt ist, daß der Draht zwischen der ersten und der zweiter. Aufwickeltrommel gespannt bleibt

Gemäß der Erfindung ist gegenüber den bekannten Einrichtungen der wesentliche Vorteil erreichbar, daß der Durchhang des Drahtes über eine entsprechende Beeinflussung der relativen Drehgeschwindigkeiten der beiden Trommeln und damit auch die Zugspannung im Draht außerordentlich empfindlich geregelt werden können. Dies bedeutet, daß bereits sehr geringfügige Änderungen in der Zugspannung des Drahtes die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zum Ansprechen bringen, so daß Schwankungen in der Fördergeschwindigkeit so rasch und präzise ausgeglichen werden

icönoen, daß der Draht besonders schonend behandelt prd. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich besonders für eine automatische Steuerung der g-elativgeschwindigkeit der beiden Trommeln. Weiteren läßt sich die gemäß der Erfindung verwendete Abtasteinrichtung, mit welcher die Sp&anung des jprahtes ermittelt wird, in einfacher und reproduzierbarer Weise in ihrer Ansprechcharakteristik den jeweiligen Erfordernissen anpassen. Auf diese Weise kann ^uch bei sehr empfindlichen Drähten oder Faden e^:ne Einstellung vorgenommen werden, welche gewährleistet, daß bei geringfügigen Spannungsänderungen bereits eine Änderung der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Trommeln erzeugt wird.

Die relativen Drchgüschwindigkeiten zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel können dadurch gesteuert werden, daß ein beliebiges geeignetes Getriebe verwendet wird, wenn die erste und die zweite Aufwickeltrommel in Übereinstimmung gedreht werden, so daß exakt dieselbe Menge Draht f»uf eine der zwei Trommeln aufgewickelt und von der anderen abgewickelt wird, um einen normalen Betrieb der Einrichtung ί-u gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung, welche die Art der Aufwicklung des Drahtes durch eine Einrichtung darstellt, die zwei Aufwickeltrommeln enthält, die nicht mit einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet sind,

F i g. 2 eine schematische Darstellung, welche teilweise im Schnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung darstellt,

F i g. 3 einen Schnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 4 eine Seitenansicht der in der F i g. 3 dargestellten Anordnung und

Fig.5 einen Querschnitt entlang B-B in Fig.3, jedoch in vergrößertem Maßstab.

Zunächst wird das Prinzip der Erfindung an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es sind zwei Trommelsysteme mit zwei Aufwickeltrommeln vorgesehen, wobei diese gemäß F i g. 1 keine Antriebseinrichtung aufweisen. Bei diesem Aufbau sei angenommen, daß die erste und die zweite Aufwickeltrommel fest auf einer gemeinsamen Welle 3 angeordnet sind, um sich zusammen mit dieser zu drehen. Der Draht W wird zunächst auf die erste Aufwickeltrommel 1 aufgewickelt, um eine Anzahl von Windungen zu bilden, und wird dann um eine Führungseinrichtung 4, 5 derart herumgeführt, daß er um eine Rolle 4 herumgeht. Weiterhin weist die Führungseinrichtung eine Feder 5 auf. Danach wird der Draht auf die zweite Aufwickeltrommel 2 aufgewickelt, um einige Windungen zu bilden, bevor er endgültig aus der Drahtspeichereinrichtung herausgeführt wird. In der Einrichtung gemäß F i g. 2 ist die zwe'te Aufwickeltrommel 2 derart angetrieben, daß sie sich dreht, wenn der Draht W2 aus der Ausgabeseite der zweiten Aufwickeltrommel 2 herausgeführt wird und daß gleichzeitig die erste Aufwickeltrommel 1 in derselben Weise wie die zweite Aufwickeltrommel 2 angetrieben ist. In diesem Fall wird somit keine wesentliche Spannung auf den Drahtabschnitt W\ ausgeübt, der automatisch von der ersten Aufwickeltrommel 1 abgewickelt und auf die zweite Aufwickeltrommel 2 aufgewickelt wird, und zwar mittels der Führungseinrichtung 4,5.

Reim Betrieb der Vorrichtung gemäß F i g. 1 tritt jedoch ein Problem auf. Die Aufwickeltrommeln 1 und 2 müssen sich entlang ihrer Achse jeweils verjüngen, weil die auf jeder Trommel befindlichen Windungen leicht in axialer Richtung verschiebbar sein müssen, während der Draht auf der Ausgabeseite abgewickelt und eine neue Wicklung an der Eingabeseite aufgewickelt werden. Wenn somit die Durchmesser der ersten und der zweiten Trommel an der Eingabe- und an der Ausgabeseite mit au b\ bzw. a₂ und O₂ bezeichnet

ι ο werden, so müssen die Bedingungen

a\> b\

und

erfüllt sein. Andererseits muß die Zuführungsrate des Drahtes auf die erste und die zweite Trommel gleich gebalten werden, um eine stabile Betriebsweise der Einrichtung zu gewährleisten, und deshalb muß die Bedingung a\ = a₂ erfüllt sein. Danach sollte ai größer sein als bi oder mit anderen Worten ergibt sich, daß die erste Trommel eine Drahtlänge von aix-τ aufnimmt, und zwar bei jeder Umdrehung, während die zweite Trommel eine Drahtlänge von ί^χπ abgibt, und zwar bei jeder Drehung der Trommel, sofern die erste und die zweite Trommel starr auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, wodurch sich eine Drahtlänge von (a\ — O2) x -τ bei jeder Drehung der Trommeln ansammelt, wodurch es schließlich unmöglich wird, den Betrieb der Einrichtung fortzusetzen, weil der Draht zwischen der ersten und der zweiten Trommel sich zu stark locken und durchhängt.

Deshalb ist F i g. 2 die zweite Aufwickeltrommel 2 drehbar auf der Welle 3 angeordnet, und zwar mittels Lager 6. Darüber hinaus ist eine Antriebsanordnung 9 zur Geschwindigkeitsveränderung mit einem Getriebe 7 und einer Steuereinrichtung 8 vorgesehen, damit die Drehzahl der zweiten Aufwickeltrommel an die Drehzahl der ersten Aufwickeltrommel durch Veränderung des Überiragungsverhältnisses zwischen beiden Trommeln angepaßt werden kann. Die Veränderung des Übertragungsverhältnisses erfolgt durch die Steuereinrichtung 8, die ihrerseits wieder durch eine Fühlereinrchtung 10 steuerbar ist, die beispielsweise als Endschalter ausgebildet sein kann, um die Veränderungen im Durchhang des Drahtes zu ermitteln, der zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel vorhanden ist. Das Übertragungsverhältnis der Antriebsordnung 9 wird im Hinblick auf die Durchmesser der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel derart bestimmt, daß die Aufwickelrate des Drahtes durch die erste Aufwickeltrommel im wesentlichen gleich der Abgaberate des Drahtes von der zweiten Aufwickeltrommel ist, so daß dadurch der Durchhang des zwischen den beiden Trommeln befindlichen Drahtes im wesentlichen konstant gehalten ist. Da die Aufwickeltrommeln mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit laufen, führt eine Veränderung der Durchmesser oder der effektiven Durchmesser der zwei Aufwickeltrommeln rasch zu einer großen Veränderung des Durchhangs des Drahtes zwischen den zwei Trommeln Deshalb ist es erforderlich, daß das Übettragungsver hältnis, welches durch die Antriebsordnung 9 bestimm wird, fortwährend durch die Steuereinrichtung i nachgestellt wird.

In den Fig.3 bis 5 ist eine praktische Ausführungs form der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Ii den F i g. 3 und 4 sind diejenigen Teile, welche Teilen au den vorhergehenden Figuren entsprechen, durc

dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Zusätzlich sei jedoch erläutert, daß die Rolle 4 der Führungseinrichtung 4,5 durch einen federbelasteten Hebel 16 gehalten ist, der um die Achse 15 schwenkbar ist. Die Feder 5 ist an ihrem einen Ende durch eine Halterung 14 am Rahmen befestigt. Aus der F i g. 4 ist ersichtlich, wie die Endschalter 10 arbeiten, wenn der Hebel 16 sich in einer der beiden möglichen Richtungen über eine vorgegebene Stellung hinaus bewegt.

Das Getriebe 7, welches in der Ausführungsform gemäß Fig.6 bis 8 vorhanden ist, ist ein Teil einer Getriebeeinrichtung, die an sich bekannt und unter der Bezeichnung »harmonischer Antrieb« kommerziell erhältlich ist. Diese Übertragungseinrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit weist einen starren äußeren Ring 71 auf, der mit einem inneren Zahnrad ausgestattet ist, welches eine erste Anzahl von Zähnen und einen flexiblen inneren Ring 72 aufweist, der aus einem elastischen Metall besteht und weiterhin einen äußeren Zahnkranz hat, der eine zweite Anzahl von Zähnen hat, die geringer ist als die erste Anzahl. Der innere Ring 72 ist an seiner Innenseite durch eine elliptische Kerneinrichtung 73 gehalten, die einen äußeren flexiblen Ring 73a aufweist, welcher als äußere Lauffläche von Lagerkugeln 73b dient, und es ist weiterhin ein elliptischer Kern 73c vorgesehen, der eine Umfangsschieht 73d aufweist, die als innere Lauffläche der Kugellagerkugeln dient, wobei der Kern mit einer Abtriebswelle 74 eines Schneckengetriebes 82 verbunden ist. Der äußere Zahnkranz des inneren Ringes 72 steht in Eingriff mit dem inneren Zahnkranz des äußeren Ringes 71, und zwar in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen, da der innere Ring derart verformt ist, daß er eine elliptische Form aufweist, indem er durch die elliptische Kerneinrichtung getragen ist. Wenn somit die elliptische Kerneinrichtung oder die Welle 74 mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, die sich etwas von derjenigen des äußeren Ringes 71 unterscheidet, bewegt sich der Eingriffbereich zwischen dem äußeren und dem inneren Ring entlang dem Umfang der Ringe. Da weiterhin die Anzahl der Zähne des äußeren Ringes sich von derjenigen des inneren Ringes unterscheidet, tritt eine geringfügige Relativbewegung zwischen dem äußeren und dem inneren Ring auf. Deshalb kann die relative Drehung zwischen dem äußeren Ring 71 und dem inneren Ring 72 vorzugsweise derart gesteuert sein, daß die elliptische Kerneinrichtung in Beziehung zur Drehgeschwindigkeit des äußeren oder des inneren Ringes entsprechend gesteuert wird. In der Einrichtung gemäß Fig.3 und 4 ist der äußere Ring 71 antriebsmäßig mit der zweiten Aufwickeltrommel 2 verbunden, während der innere Ring 72 antriebsmäßig mit der Welle 3 verbunden ist, auf welcher die Aufwickeltrommel 1 fest angeordnet ist. Deshalb ist das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel wahlweise steuerbar, indem die elliptische Kerneinrichtung durch einen Motor 81 mittels eines Schneckengetriebes 82 in bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Trommel 2 oder 1 antreibbar ist.

Im Betrieb wird der Draht W zunächst auf die erste Aufwickeltrommel 1 aufgewickelt, läuft dann über die Rolle 4 und wird dann auf die zweite Aufwickeltrommel 2 aufgewickelt. Während der Draht von der zweiten Aufwickeltrommel 2 auf deren Ausgabeseite abläuft, wird die zweite Trommel gedreht, wodurch die erste Trommel mittels des Getriebes 9 ebenfalls gedreht wird, und zwar derart, daß ein vorgegebenes Verhältnis c er Drehgeschwindigkeiten derart eingehalten ist, daß «lie Geschwindigkeit der zweiten Aufwickeltrommel 2 durch die Antriebsgeschwindigkeit des Motors 81 steuerbar ist. Die Antriebsgeschwindigkeit des Motors 81 ist durch Betätigung der Endschalter 10 derart steuerbar, daß der Durchhang des zwischen den zwei Trommeln befindlichen Drahtes innerhalb vorgegebener Toleranzen konstant gehalten wird.

Wenn auch in der obigen Beschreibung eine spezielle Getriebeeinrichtung erwähnt ist, die sich als »harmonische Antriebseinrichtung« bezeichnen läßt, so können jedoch selbstverständlich auch andere geeignete Getriebeeinrichtungen verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von Draht mit einer ersten und einer zweiten Aufwickeltrommel, die voneinander unabhängig drehbar sind, mit einer Einrichtung zur Führung des Drahtes zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel und mit einer Einrichtung zur Steuerung der relativen Drehgeschwindigkeiten zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der relativen Drehgeschwindigkeit auf Veränderungen des Durchhangs des Drahtabschnittes zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel (1,2) anspricht "iaß die erste und die zweite Aufwickeltrommel (1, 2) gemeinsam auf einer Welle (3) angeordnet sind, daß die eine der beiden Aufwickeltrommeln (1,2) fest mit der Welle (3) verbunden ist, während die andere über ein Getriebe (7) mit der Welle (3) gekoppelt ist und daß die Einrichtung zur Einstellung des Durchhangs des Drahtes eine Rolle (4) an einem schwenkbaren Hebel (16) aufweist welcher durch eine Feder (5) derart gespannt ist, daß der Draht zwischen der ersten und der zweiten Aufwickeltrommel (1, 2) gespannt bleibt.