DE2649029B2

DE2649029B2 - Maschine zum automatischen Aufwickeln von fadenförmigem Gut

Info

Publication number: DE2649029B2
Application number: DE2649029A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Miki Ikegami; Koichi Akashi Kondo; Yoshihumi Mukai; Hidehumi Saton
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2649029A1; DE2649029C3; GB1564142A; AU1917376A; FR2329574B1; FR2329574A1; CA1061761A

Description

•5 Die Erfindung betrifft eine Maschine der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art

Eine derartige Wickelmaschine ist in der JP-AS 49-112-182 beschrieben. Bei dieser Maschine ist das Führungsglied für die Kabelzufuhr am Traversierbett befestigt. Beim Wickelvorgang wird das Führungsglied nur seitlich gegen das Wickelgut in einer zur Traversierrichtung entgegengesetzten Richtung gedrückt, nicht jedoch auch senkrecht auf das Wickelgut, so daß es mit dieser Vorrichtung nicht möglich ist, Kabelmaterial gleichmäßig und dicht gepackt auf die Scheibenhülse aufzuwickeln. Wenn sich das Führungsglied einer Scheibe der Scheibenhülse annähert, muß es um 180° gedreht werden, während das Traversierbett stillsteht und nicht mehr in Richtung des Wickelgutes bewegt wird. Dementsprechend wird das Wickelgut im Endbereich der Scheibenhülse auf diese in einem Winkel zur Radiallinie aufgewickelt, so daß in diesem Endbereich ein dicht gepacktes Aufwickeln nicht gewährleistet ist. Aus den genannten Gründen lassen sich mit der bekannten Maschine keine dichten Schichten des Wickelguies erzielen, was insbesondere an den Endbereichen der Scheibenhülse und bei unregelmäßig gestaltetem Wickelgut, wie bei selbsttragenden Kabeln, zutrifft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschine der im Oberbegriff genannten Art unter Vermeidung der geschilderten Nachteile derart auszubilden, daß ohne weiteres ein gleichmäßig dichtes Aufwickeln des Wickelgutes über die gesamte Breite der Scheibenhülse möglich ist, und zwar insbesondere auch an den Endbereichen der Scheibenhülse sowie im Falle eines Wickelgutes mit unregelmäßigem Querschnitt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Maschine der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht selbst bei Wickelgut mit asymmetrischem Querschnitt ein gleichförmiges Aufwickeln über die gesamte Breite der Scheibenhülse. Die bisher insbesondere an den Endbereichen der Scheibenhülse beim Übergehen von einer Wickellage zur nächsten Wickellage auftretenden Probleme lassen sich mit der erfindungsgemäßen Maschine vollständig vermeiden, da auch in diesen Endbereichen ein genauer, stets dichter Wickelvorgang gewährleistet ist. Das Wickelgut wird mittels des separaten Führungsgliedes einerseits seitlich gegen die

^6r> Wickelstelle und andererseits radial auf die darunter befindliche Lage gedrückt, wobei eine stets gerade Zuführung des Wickelgutes zur Scheibenhülse und damit ein fehlerfreier Wickelvorgang gewährleistet

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf zeichnereisch dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine in Draufsicht,

F i g. 2 in einer Vorderansicht einen die Wickelposition erfassenden Schlitten der Maschine,

F i g. 3 in einer Seitenansicht den Schlitten aus F i g. 2 und einen traversierenden Schlitten für ein Zuführen des m Wickelgutes,

Fig.4 bis 12 die Betriebsfolge eines Wickelvorgangs einer erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 13, 14 ein Führungsglied sowie ein Glied zum Erfassen eines vergrößerten Wickeldurchmessers und

F i g. 15 eine Ausführungsform eines Meßgliedes zum Erfassen des Abstandes zwischen zwei Scheiben einer Scheibenhülse.

Eine Scheibenhülse 1 mit an ihren entgegengesetzten Enden befindlichen Scheiben la sitzt auf einer Welle 23, die mit der Scheibenhülse 1 mittels eines Antriebsmotors 10 in einem Rahmen gedreht werden kann. Ein die Drehzahl (und die hieraus herleitbare Winkelstellung) der Scheibenhülse 1 erfassender Detektor 14 ist an einem Ende der Welle 23 vorgesehen. Ein fadenförmiges Wickelgut 2, wie ein elektrisches Kabel, soll in mehreren dichten Lagen auf die Scheibenhülse 1 gewickelt werden.

Ein Schlitten 3 dient zum Erfassen der Position des fadenförmigen Wickelgutes 2, das auf die Scheibenhülse 1 aufgewickelt wird. Er ist mit einem Druckzylinder 18, wie einem Luftzylinder, für eine in bezug auf die Umfangsfläche der Scheibenhülse 1 aufwärts und abwärts gerichtete Bewegung versehen. Ein Schlittenkörper 3a trägt an seiner Unterseite ein Paar von Fuhrungsgiicdern und befindet sich in Eingriff rriit einer ersten Gewindespindel 5 mit einer sehr großen Gewindesteigung. Die Gewindespindel 5 ist an einem Paar von links- und rechtsseitigen Stützrahmen 3b gehalten, zwischen denen sich den Schlittenkörper 3a linear führende, parallel zu der Gewindespindel 5 verlaufende Führungsstangen 5a befinden. Dementsprechend kann sich der Schlittenkörper 3a in Längsrichtung der Scheibenhülse 1 hin- und herbewegen, wenn das Wickelgut aufgewickelt wird. Die Gewindespindel 5 ist mit einem ein abbremsendes Drehmoment erzeugenden Hemm-Mechanismus 11 versehen. Ein Potentiometer ist als ein mit dar Hinweiszahl 8 bezeichnetes Teil eines Synchronisierungsmechanismus für einen noch zu beschreibenden traversierenden Schlitten 4 vorgesehen.

Wie es am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, sitzen zwei Stützrahmen 3b mittels darin ausgebildeter Gewindelöcher auf Gewindespindeln 17 von Hubein^richtungen 21. Die Gewindespindeln 17 werden über Kegelräder 25 von einer Antriebswelle 24 gedreht, die durch einen Motor 16 antreibbar ist. Ein entsprechendes Drehen der Gewindespindel 17 begründet ein Hochbewegen der Stützrahmen 3b. Wenn sich das das Wickelgut 2 niederhaltende Führung„glied 20 einer der Scheiben la der Scheibenhülse 1 nähen, wird es um eine dem ^b0 Durchmesser des fadenförmigen Wickelgutes entsprechende Distanz angehoben, um so für den nachfolgenden Wickelvorgang der nächsten oberen Lage zu sorgen.

Gemäß Fig. 1 sind beidseitig Detektoren LS1 in '"> Form von Endschaltern vorgesehen, um festzustellen, wenn sich der Schlitten 3 einer der Scheiben la nähert. Ferner sind in einer der Hubeinrichtungen gemäß F i g. 2 Detektoren LS 2 in Form von Endschaltern zum Erfassen der oberen und unteren Grenzpositionen des Schlittenkörpers 3a vorgesehen.

Die Hinweiszahl 4 bezeichnet einen traversierenden Schlitten,dessen Schlittenkörper4agemäß Fig. 1 und 3 mittels darin ausgebildeter Gewindelöcher mit einer zweiten Gewindespindel 6 in Eingriff steht, welche am Rahmen der Maschine abgestützt ist. Der Schlittenkörper 4a wird lose an von den Stützrahmen 3b gehaltenen Führungsstangen 6a linear geführt, die sich parallel zu der als Antriebsspindel dienenden Gewindespindel 6 erstrecken. Dementsprechend kann der traversiere ide Schlittenkörper 4a das Wickelgut 2 beim Aufwickeln in Querrichtung bewegen. Die Gewindespindel 6 kann in beiden Drehrichtungen über ein stufenloses Drehzahlwechselgetriebe 12 von einem Traversiermotor 13 angetrieben werden. Am zum Traversiermotor 13 entgegengesetzten Ende der Gewindespindel 6 sitzt ein Potentiometer als ein mit der Hinweiszahl 9 bezeichnetes Teil eines Mechanismus, der zum Synchronisieren der Drehbewegungen der Gewindespindeln 5 und 6 dient.

Der mit den Potentiometern an den Enden der Gewindespindeln 5,6 versehene Mechanismus 8,9 dient zum Synchronisieren des Schlittens 3 mit dem Schlitten 4. Der Schlitten 3 verschiebt sich durch das gerade aufzuwickelnde Wickelgut, so daß hierdurch die Gewindespindel 5 gedreht wird. Somit kann die Position des Wickelgutes über das angekoppelte Potentiometer erfaßt werden. Beim Antreiben des Schlittens 4 durch die Gewindespindel 6 erfolgt eine Betätigung des hiermit gekoppelten Potentiometers. Wenn zwischen den von den Potentiometern des Synchronisierungsmechanismus 8, 9 erfaßten Positionen der Schlitten 3, 4 eine Differenz vorliegt, erfolgt eine synchronisierende Bewegur.gsär.derung des Schlittens 4 durch eine entsprechende elektrische Drehzahl-Steuerung des Traversiermotors 13, bis die Widerstandswerte der Potentiometer und damit die Positionen der Schlitten 3,

4 wieder übereinstimmen. In Fig. 1 dargestellte Detektoren LS 3 in Form von Endschaltern dienen zum Erfassen der Bewegungsgrenzen des Schlittens 4 und zur Bewegungsumsteuerung desselben.

Der Hemm-Mechanismus 11 für die Gewindespindel

5 sorgt dafür, daß beim Traversieren des Schlittens 3 beim Aufwickeln des Wickelgutes 2 ein Schwingen desselben verhindert und eine Kraft auf das Wickelgut 2 in einer der Wickelrichtung entgegengesetzten Richtung ausgeübt werden, um eine neue Windung gegen die vorhergehende Windung auf der Scheibenhülse zu drücken.

Der Druckzylinder 18 drückt das Führungsglied 20 und damit das Wickelgut 2 zwangsläufig gegen die Oberfläche der Scheibenhülse bzw. der vorherigen Lage des Wickelgutes. Gemäß F i g. 2 kann das Führungsglied 20 an seinem unteren Ende einen »L«-förmigen Schuh haben, um das Wickelgut nach unten und zur Seite drücken zu könen. Alternativ kann das Führungsglied 20 einen »T«förmigen Schuh haben. In jedem Fall sollte die Höhe der die Seite des Wickelgutes erfassenden Wandung des Schuhes etwas kleiner als der Durchmesser des Wickelgutes sein, damit nicht das untere Ende Jes Führungsgliedes 20 das Wickelgut in der darunterliegenden Lage berührt. Im Fall des »T«-förmigen Schuhes sollte ein Teil (15) desselben bei einer Annäherung an eine der Scheiben la zurückgezogen werden können. Zum Absenken des Führungsgliedes 20 auf das Wickelgut 2 wird es zunächst mittels der

Gewindespindel 17 der Hubeinrichtung 21 bis in eine Position über dem Wickelgut gebracht. Dann erfolgt bis zur Berührung mit dem Wickelgut ein weiteres Absenken des Führungsgliedes 20 durch den Druckzylinder 18.

Gemäß Fig.3 können alternativ zwei getrennte, an verschiedenen Seiten befindliche Führungsglieder mit Schuhen 20a bzw. 20b für ein unabhängig nach rechts bzw. links gerichtetes Wickeln vorgesehen und entsprechend mit jeweils einem Druckzylinder 18a bzw. 18f> zum Anheben sowie Absenken versehen sein. Alternativ kann gemäß Fig. 13 ein einziges Führungsglied mit einem »T«-förmigen oder »L«-förmigen Schuh ausgebildet und um einen Winkel von 180° drehbar sein.

!n diesem Fall berührt das Führungsglied 20 ständig das Wickelgut, so daß eine Rolle für das Führungsglied 20 vorgesehen sein sollte, um einen Reibungswiderstand zwischen dem Schuh des Führungsgliedes 20 und dem Wickelgut 2 zu vermeiden.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine kann anstelle des zuvor genannten Endschalters LS ein Wickeldurchmesser-Erfassungsglied als Detektor vorgesehen sein, der feststellt, wann das Führungsglied 20 an einer Scheibe la der Scheibenhülse 1 ankommt. Dieser Detektor kann in Form eines Lichtschalters ausgebildet sein, wie einer fotoelektrischen Röhre oder eines entsprechenden fotoelektrischen Glieds. Gemäß den Fig. 13 und 14 sind zwei Lichtschalter als Detektoren 28 und 29 in der Traversierrichtung des Schlittens 3 an entgegengesetzten Enden des Führungsgliedes 20 vorgesehen. Diese Detektoren 28 bzw. 29 haben jeweils vordere sowie hintere Lichtempfangs-Lichtemissions-Teile 28a, 28b bzw. 29a, 296 und ähnliche Funktionen wie zuvor genannte Endschalter. Sie verhindern einen übermäßig großen Wickeldurchmesser an den Scheiben la der Scheibenhülse 1.

Um die Traversierhübe an die Breite der Scheibenhülse 1 anzupassen, ist die Maschine mit einem Paar von Meßgliedern versehen, die die inneren Flächen der gegenüberliegenden Scheiben la der Scheibenhülse 1 berüi.ren. um den Abstand zwischen den Scheiben la zu erfassen und hierdurch unabhängig von den jeweils benutzten Scheibenhülsen ein gleichförmiges Aufwikkeln des Wickelgutes zu ermöglichen. Gemäß Fig. 15 ist ein Paar von Meßgliedern 7, 19 und 7', 19' vorgesehen, die parallel zur Längsachse der Scheibenhülse 1 bewegbar sind und von denen Kontaktelemente die inneren Flächen der Scheiben la berühren oder außerhalb derselben gehalten werden können. Die als Endschalter ausgebildeten Detektoren LS3 dienen hier zum Bestimmen der Traversierweiten der Schlittenkörper 4a sowie 3a und sind an den Meßgliedern angeordnet. Vor Beginn des Aufwickeins des Wickelgutes werden zunächst die Meßglieder mittels einer Gewindespindel 27 von Motoren 22, 26 bewegt, bis die Kontaktelemente der Meßglieder die inneren Rächen der Scheiben la berühren. Danach werden die Kontaktelemente von den Scheiben la abgehalten. Dadurch werden die Detektoren LS 3 und somit die Traversierweiten an die Breite der Scheibenhülse 1 angepaßt.

Der mehrlagige Aufwickelvorgang des Wickelgutes auf eine Scheibenhülse 1 wird gemäß den Fig.4 bis 12 durchgeführt Nach einem Erfassen der lichten Breite der Scheibenhülse wird ein Ende des Wickelgutes 2 beispielsweise an einer Scheibe la der Scheibenhülse 1 befestigt (F i g. 4). Die letztere wird dann um 1⁶/g bis 1 Vs Umdrehungen gedreht, und das Wickelgut 2 wird durch einen Schieber 30 in Richtung zum bereits aufgewickelten Wickelgut 2 gedrückt. Der Detektor 14 erfaßt die Winkelstellung der Scheibenhülse 1. Nach weitgehendem Absenken des Schlittens 3 mittels der Hubeinrichtungen 21 wird eines der Hubglieder 18/4, 185 mit Druckluft beaufschlagt, um das entsprechende Führungsglied 20 auf das Wickelgut 2 zu drücken. Dann beginnt gemäß F i g. 5 der nach rechts erfolgende Traversiervorgang des Schlittens 4 unter ständigem

ίο Drehen der Scheibenhülse 1. Dabei wird der Schlitten 3 von dem Wickelgut 2 in Traversierrichtung mitgenommen, und es können durch Fehlen von Schwingungen im Wickelgut (insbesondere auch wegen des Hemm-Mechanismus 11) dichte Lagen gewickelt werden. Die

is ständig von den als Potentiometer ausgebildeten Mechanismen 8, 9 gespeicherten Positionen der Schlitten 3, 4 können im Falle des Vorliegens einer Differenz mittels des beschriebenen Synchronisiermechanismus synchronisiert werden.

Wenn sich der Schlitten 3 bei dem von links nach rechts erfolgenden Wickelvorgang der rechten Scheibe la der Scheibenhülse 1 annähen, löst er den als Endschalter ausgebildeten Detektor LS1 an der Seite der Scheibe la durch Anschlagen aus. Durch entsprechendes Drehen der Gewindespindeln 17 werden die Stützrahmen 3b und damit der Schlitten 3 um ein dem Durchmesser des Wickelgutes 2 entsprechendes Maß angehoben. Der Detektor LS1 hat von der Innenseite der Scheibe la einen dem Durchmesser des Wickelgutes entsprechenden Abstand. Wenn das Wickelgut 2 die Innenseite der Scheibe la berührt, stößt der Schlitten 4 gegen den Detektor LS3, um die nach rechts gerichtete Traversierbewegung zu beenden. Danach wird das Wickeln der ersten Lage durch Drehen der Scheiben-

S5 hülse 1 um eine ⁶/8 bis ⁷/e Drehung beendet, wobei der Detektor 14 die Winkelstellung der Scheibenhülse 1 feststellt.

Anschließend wird die Scheibenhülse 1 gemäß Fig. 11 um 1⁶/8 bis 1⁷/β Umdrehungen gedreht, wobei der Schieber 30 in Richtung des aufgewickelten Wickelgutes 2 drückt, um ein überlappendes Aufwickeln im Bereich der Scheibe la zu vermeiden. Dadurch werden die ersten und zweiten Windungen der zweiten Lage auf der letzten Windung der vorherigen Lage gewickelt. Danach wird das andere Hubglied 18ß betätigt, um ein anderes Führungsglied 20 auf das Wickelgut 2 nach unten drücken zu lassen. Die »L«-förmigen Schuhe der paarigen Führungsglieder 20 (F i g. 8) weisen mit ihren offenen Seiten in entgegengesetzte Richtungen zu den entsprechenden Scheiben la, wobei sie in Abhängigkeit von der jeweiligen Wickelrichtung abwechselnd benutzt werden.

Wenn das Führungsglied 20 das Wickelgut 2 in der zweiten Lage unten hält, kann der nach links gerichtete Wickelvorgang gemäß Fig. 12 eingeleitet werden, wobei die Traversierbewegungen der Schlitten 3, 4 auftreten. An der linken Seite der Scheibenhülse 1 erfolgt ein automatisches Überwechseln in die dritte Lage in der für die rechte Seite zuvor beschriebenen

M) Weise. Beim Wickeln der einzelnen Lagen wird die Gewindespindel 5 in entgegengesetzten Richtungen gedreht und jeweils von dem Hemm-Mechanismus 11 gebremst, so daß die Scheibenhülse 1 in automatischer Weise mit dichten Lagen des Wickelgutes 2 bewickelt werden kann. Dabei erfolgt die Synchronisation der Bewegung der beiden Schlitten 3 und 4 stets in der oben beschriebenen Weise über den Synchronisiermechanismus.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Maschine zum automatischen Aufwickeln von fadenförmigem Gut, insbesondere elektrischen Kabeln, in mehreren dichten Lagen auf eine Scheibenhülse, mit an einem mittels einer parallel zur Längsachse der Scheibenhülse verlaufenden, umkehrbar antreibbaren ersten Gewindespindel verschiebbaren Schlitten angeordnetem Zuführglied für das Wickelgut und einem mit diesem traversierenden Führungsgiied zum seitlichen Drücken des auf die Scheibenhülse auflaufenden Wickelgutes gegen die jeweils vorhergehende Windung, dadurch gekennzeichnet, daß das ein- oder mehrteilig ausgebildete Führungsglied (20) an einem die jeweilige Wickelposition erfassenden und entsprechend dar jeweiligen Wickellage anhebbaren gesonderten Schlitten (3), der auf einer drehbaren zweiten Gewindespindel (5) sitzt, angeordnet und etwa radial auf die auf der Scheibenhülse (1) befindlichen Windungen aufdrückbar ist, und daß die beiden Gewindespindeln (5 und 6) mittels eines deren Drehbewegung synchronisierenden Mechanismus (8,9) miteinander verkoppelt sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Detektor (14) zum Erfassen der Winkelstellung der Scheibenhülse (1) aufweist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Führungsgliedes (20) mittels eines Druckzylinders (18) vertikal und senkrecht zur Achse der Scheibenhülse (1) verschiebbar und um seine Längsachse drehbar am Schlitten (3) gehalten ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Führungsgliedes (20) an seinem unteren Ende einen L-förmigen Schuh (20a, 2Ob) aufweist.

5. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Führungsgliedes (20) an seinem Ende einen T-förmigen Schuh aufweist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung zur Scheibenhülse (1) vorstehender Teil am Ende jedes Teiles des Führungsgliedes (20) vertikal und senkrecht zur Achse der Scheibenhülse (1) bewegbar ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsglied (20) aus zwei Teilen für die nach links und rechts gerichteten Traversierhübe entsprechend den hin- und hergehenden Bewegungen des Schlittens (3) besteht.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Detektoren (LS 1; 28, 29) zum Feststellen der Ankunft des Führungsgliedes (20) an einer Scheibe (ladder Scheibenhülse (1) aufweist.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (XSl) Endschalter sind.

10. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (28, 29) Lichtschalter sind.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Meßglieder (7, 19; T, 29'), welche die inneren Flächen der einander gegenüberliegenden Scheiben (ladder Scheibenhülse (1) berühren können oder von denselben lösbar sind, aufweist, um den Abstand zwischen den inneren

Flächen der Scheiben (lajzu erfassen.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Hemm-Mechanismus (11), wie z. B. einen Drehmomentenerzeuger, zum Aufbringen einer Widerstandskraft auf das Wickelgut (2) entgegengesetzt zur Wickelrichtung aufweist

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schieberführungsglied (30) zum Drücken des Wickelgutes (2) gegen die aufgewickelten Windungen aufweist