DE2837918B1

DE2837918B1 - Vorrichtung zur Herstellung von Wendeln aus Draht

Info

Publication number: DE2837918B1
Application number: DE2837918A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Mann; Guido Negro
Original assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Current assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1979-12-06
Also published as: GB2029323A; JPS5533897A; US4351371A; GB2029323B; FR2434712A1; FR2434712B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Wendeln aus Draht im Zuge eines Herstellungsvorganges unmittelbar in eine Lochreihe eines Blätterpacks einzuführender Bindewendeln mit einem von einem Motor diskontinuierlich angetriebenen Wickeldorn.

Derartige Blätterpacks, die durch eine Wendel aus Metall- oder Kunststoffdraht zusammengehalten werden, werden als Stenogrammblocks, Kalender usw. verwendet. Die Herstellung und das Eindrehen der Wendel erfolgte nach dem Stande der Technik in einer sog. »Spiralisierstation« durch ein Wickelwerkzeug, das mit Hilfe eines Bremsmotors, d.h. eines mit hoher Schalthäufigkeit an- und abschaltbaren Elektromotors aus dem Stillstand auf seine Nenndrehzahl von etwa 6500 Umdrehungen l/min beschleunigt wurde, die Wendel wickelte und mit Hilfe von einschwenkbaren Führungswalzen in den Blätterpack eindrehte. Danach wurde das Wickelwerkzeug durch den Bremsmotor auf Stillstand abgebremst, die Wendel abgeschnitten und beide Enden umgebogen. Diese Arbeitsweise ist in der DE-PS 10 08 708 beschrieben.

Wie bereits in der DE-PS 19 44 223 ausgeführt ist, läßt sich diese bekannte Vorrichtung in ihrer Leistung, d. h. in der Taktzahl, nicht beliebig steigern. Da das Wickelwerkzeug nur während der Zeit in Betrieb sein kann, in der der Blätterpack in der »Spiralisierstation« bereitsteht, und außerdem noch die Zeit für das Abschneiden und Umbiegen der Enden abgeht, muß das eigentliche Wendeln (»Spiralisieren«) in einer sehr kurzen Zeit durchgeführt werden. Praktisch erfolgt die Steuerung der oben beschriebenen Vorgänge von einer Taktwelle aus, die pro Arbeitsvorgang eine Umdrehung macht. Für das eigentliche Bilden der Wendel, d. h. für das Anlaufen des Wickelwerkzeugs, das Bilden und das Einziehen der Wendel sowie das Abbremsen des Wickelwerkzeugs, standen nur etwa 200° an der Taktwelle, d.h. nur etwa 55% der Taktzeit zur Verfügung. Das bedeutet, daß bei einer Taktzeit der Maschine von 30 l/min für das Wendeln nur etwas über

ίο eine Sekunde verbleibt. Zwar konnte durch Beschränkung der übrigen Zeiten und der Zwischenzeit die anteilige Wendelzeit (»Spiralisierzeit«) auf 240° an der Taktwelle und damit die Taktzeit auf 35 l/min gesteigert werden, jedoch ist damit eine Grenze erreicht, die die Leistung der Gesamtvorrichtung und damit u. U. einer gesamten Fertigungsstraße beschränkt.

Es ist in der DE-PS 19 44 223 ebenfalls bereits erwähnt worden, daß Versuche, die Arbeitsgeschwindigkeit durch leistungsstärkere Elektromotoren zu erhöhen, nicht zum Ziel geführt haben, weil diese durch ihr größeres Schwungmoment die Vorteile ihrer größeren Leistung wieder zunichte machen. Es sind auch schon Versuche mit mechanischen oder elektromagnetischen Kupplungen gemacht worden, die einen ständig durchlaufenden Antrieb zuschalten sollten.

Wegen des hohen Verschleißes haben sich keine ausreichenden Standzeiten erzielen lassen.

Bei der DE-PS 19 44 223 wurde daher von dem maschinell sehr einfachen, direkten Eindrehen der Wendel in den Blätterpack abgegangen und die Wendel kontinuierlich hergestellt, danach zwischengelagert und von einer besonderen Eindrehvorrichtung in den Blätterpack eingewunden. Man erreicht damit zwar höhere Arbeitsgeschwindigkeiten, muß diese jedoch mit einem maschinell aufwendigeren System erkaufen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die es ermöglicht, das unmittelbare Eindrehen der Wendel in den Blätterpack beizubehalten und trotzdem die Arbeitsgeschwindigkeit zu steigern.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Motor ein unmittelbar mit dem Wickeldorn verbundener Druckluftmotor'ist.

Ein solcher Druckluftmotor, vorzugsweise ein Lamellenmotor, ermöglicht es, den Wickeldorn in ca. 0,3 see auf 12 000 1/min und mit einer Bremszeit von ca. 0,15 see wieder zum Stillstand zu bringen. Damit können über 63 Arbeitstakte je Minute erreicht werden, also

so nahezu die doppelte Leistung. Ein weiterer Vorteil liegt in dem einfachen Aufbau, da der Wickeldorn direkt mit der Motorwelle verbunden sein kann. Es ist kein Regelantrieb erforderlich, da die Regelung unmittelbar über die Luftzufuhr erfolgen kann. Eine gesonderte Lagerung des Wickelwerkzeugs kann entfallen, ebenso vorgeschaltete Getriebe.

Bei der Betrachtung dieser Vorteile mag es so erscheinen, als sei ein Druckluftmotor für diesen Verwendungszweck besonders prädestiniert. Tatsächlieh soll aber klargestellt werden, daß diese Vorteile zwar experimentell festgestellt werden konnten, jedoch anfänglich entgegenstehende Bedenken vorlagen. Da die Wendelbildung sofort beim Drehen des Wickeldorns beginnt, ist das Anfahrdrehmoment zusätzlich zu den wesentlichen Beschleunigungskräften sehr hoch. Für Druckluftmotoren, insbesondere für Lamellenmotoren, gilt aber, daß sie bei hoher Belastung Startschwierigkeiten haben können. Außerdem gelten für Druckluftmoto-

ORIGlNAL INSPECTED

ren gewisse Startverzögerungen, da in den meisten Fällen, insbesondere wieder bei Lamellenmotoren, die Dichtheit der inneren Kolbenlamellen erst durch Aufbringen des Druckes hergestellt werden muß, bevor der Motor voll anlaufen kann. Deswegen wurden derartige Druckluftmotoren normalerweise bei kurzzeitig diskontinuierlichem Betrieb mit geringen Hochlaufund Bremszeiten nicht eingesetzt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch das Zusammenwirken des Druckluftmotors mit dem speziellen Wickelvorgang diese Nachteile nicht zur Geltung kommen. Das mag, wenn man versucht, es im Nachhinein zu erklären, daran liegen, daß der Wickeldorn zuerst einen winzigen Drehwinkel hat, in dem er nahezu ohne Belastung gedreht werden kann, ehe die volle Last anliegt.

Zu einem besonders schnellen Anlaufen und Abbremsen trägt es bei, wenn in Ausgestaltung der Erfindung ein Ein- und Ausschaltventil dicht am Druckluftmotor angeordnet ist, d. h., daß das zwischen Motor und Ventil befindliche Luftvolumen möglichst gering ist.

Bei einer Anordnung mit den vorher angegebenen Leistungsdaten erfolgt die Abbremsung eines Druckluftmotors durch den die Wendel bildenden Draht, wenn die Luftzufuhr über das Ventil abgeschaltet ist. Bei gewissen Anwendungsfällen kann eine weitere Verringerung der schon außerordentlich geringen Abbremszeit dadurch erfolgen, daß zum Stoppen des Motors ein Gegendruck auf den Druckluftmotor aufbringbar ist.

Ferner kann die Hochlaufzeit weiter verringert werden, wenn der Druckluftmotor bei einer weiter verbesserten Ausführungsform mit einer gesteuert lösbaren Arretierung versehen ist und schon vor dem Lösen der Arretierung mit Druckluft beaufschlagbar ist. In diesem Falle wird also nach dem Abbremsen in der Stillstandsphase eine Arretierung eingeschaltet, beispielsweise eine mechanische Bremse, und danach Druckluft auf den Motor gegeben, so daß einerseits die Druckaufbauphase entfällt und andererseits die Dichtelemente im Druckluftmotor bereits angelegt sind. Nach dem Start durch Lösen der Arretierung läuft dann der Druckluftmotor mit einer noch kürzeren Hochlaufzeit an.

Während normalerweise der Beginn des Wendelbildens von der Maschine gesteuert wird und beispielsweise durch mechanische oder elektrische Ventilbetätigung erfolgen kann, wird vorzugsweise das Ventil zum Abschalten des Druckluftmotors durch ein Drahtlängenmeßgerät gesteuert

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht einer »Spiralisierstation«.

Die »Spiralisierstation«, von der in der Zeichnung ein Detail dargestellt ist, ist normalerweise ein Bauteil einer Gesamtmaschine zur Herstellung von Blocks o. dgl. Ein vorgelochter Blätterpack 11 wird durch nicht dargestellte Vorrichtungen in die »Spiralisierstation« eingebracht und dort in der richtigen Lage vor einem Wickeldorn 12 positioniert, der konisch ist und mit einer — der übersichtlicheren Darstellung wegen nicht im einzelnen dargestellten — ihn umgebenden Hülse zusammenarbeitet. (Wegen der Einzelheiten des Wickeldoms wird auf die DE-PS11 89 513 verwiesen.)

Der Wickeldorn 12 dient zum Bilden einer Wendel 13 aus Draht, beispielsweise einem Metall- oder Kunststoffdraht 14, der dem Wickeldorn an seinem etwas dünneren inneren Ende zugeführt wird, während sich die Wendel auf dem sich zum freien Ende hin etwas erweiternden Dorn bildet.

Der Wickeldorn 12 ist unmittelbar mit der Welle eines Druckluft-Lamellenmotors 15 von an sich bekannter Bauart verbunden, und zwar ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, von Schaltkupplungen od. dgl. Direkt angeflanscht an den Druckluftmotor 15 ist ein Pneumatikventil 16, beispielsweise ein elektrisch schaltbares Ventil, das an eine Druckluftquelle 17 angeschlossen ist und eine Entlüftung bzw. Abführung 18 für die austretende Luft besitzt.

Das das Ventil 16 öffnende Startsignal wird von der Herstellungsmaschine, beispielsweise von deren Synchronwelle bzw. in Abhängigkeit von der genauen Positionierung des Blätterpacks 11, über eine Leitung 19 an das Ventil gegeben und bewirkt das sofortige Anlaufen des Druckluftmotors 15 mit dem Wickeldorn 12. Dieser produziert die Wendel 13, die sofort in die Lochreihe des Blätterpacks 11 eingedreht wird. Der Draht 14 durchläuft ein Drahtlängenmeßgerät 20, das hier als ein Meßrad symbolisiert ist. Nach einer einstellbaren Drahtlänge, die der für die Wendel des entsprechenden Blocks benötigten Drahtlänge entspricht, wird von dem Drahtlängenmeßgerät 20 über eine Leitung 21 ein Ausschaltsignal an das Ventil 16 gegeben, worauf das Ventil die Druckluftzufuhr sperrt und der Druckluftmotor 15, unterstützt von dem Zug des nachzuziehenden Drahtes 14, sofort stoppt.

Das Ventil kann auch so ausgebildet sein, daß es beim Erhalt des Ausschaltsignals umschaltet und einen eventuell nur kurzzeitigen Druckstoß in Rückwärtslaufrichtung auf den Druckluftmotor gibt, um die Abbremsung zu beschleunigen.

Eine Variante ist strichpunktiert dargestellt. Dabei ist angedeutet, daß eine Arretier- oder Bremseinrichtung 22 an der Motorwelle oder am Wickeldorn vorgesehen ist und diese festsetzen kann. Die Einrichtung 22 wird während der Stillstandszeit des Druckluftmotors 15 betätigt. Danach, immer noch während der Stillstandszeit, wird das Ventil geöffnet und schließlich wird die Arretierungseinrichtung 22 durch das Einschaltsignal der Maschine schlagartig gelöst, so daß der inzwischen schon unter Druck stehende Druckluftmotor 15 anläuft. Die gewünschte Drehzahl des Druckluftmotors läßt sich durch ein nicht dargestelltes Regelventil in der Druckluftzufuhr 17 einstellen.

Es ist zu erkennen, daß durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen wurde, die eine Leistungssteigerung um fast das Doppelte ermöglicht, und dabei noch besonders einfach aufgebaut ist. Dadurch kann nicht nur die Leistung der »Spiralisierstation«, sondern die Gesamtleistung einer umfangreichen Maschine, die bisher in ihrer Leistung oft nur von der »Spiralisierstation« begrenzt wurde, gesteigert werden. Zwischen dem Wickeldorn 12 und dem Blätterpack 11 ist bei der »Spiralisierstation« in üblicher Weise noch ein nicht zur Erfindung gehörendes und daher nicht dargestelltes Ablängmesser vorgesehen.

Um besonders kleine Druckluftmotoren verwenden zu können, kann auch ein Druckluftmotor mit einer Untersetzung, z. B. einem im Motor eingebauten Getriebe verwendet ν erden. Dies ist auch möglich, wenn die Drehzahl be' empfindlichen Wendelmaterialien, z. B. kunststofrun,manteltem Stahldraht, begrenzt werden soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Wendeln aus Draht im Zuge eines Herstellungsvorganges unmittelbar in eine Lochreihe eines Blätterpacks einzuführender Bindewendeln mit einem von einem Motor diskontinuierlich angetriebenen Wickeldorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein unmittelbar mit dem Wickeldorn (12) verbundener Druckluftmotor (15) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftmotor (15) ein Lamellenmotor ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ein- und Ausschaltventil (16) dicht am Druckluftmotor (15) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) zum Abschalten des Druckluftmotors durch ein Drahtlängenmeßgerät (20) steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung des Druckluftmotors (15) durch den die Wendel (13) bildenden Draht (14) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stoppen des Druckluftmotors (15) ein Gegendruck auf ihn aufbringbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftmotor (15) mit einer gesteuert lösbaren Arretierung (22) versehen ist und schon vor dem Lösen der Arretierung (22) mit Druckluft beaufschlagbar ist.