DE3042518C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bereits jahrelang sind doppeltwirkende Aufwickelmaschinen bei der Herstellung von Kabeln und blanken Drähten verwendet worden, mit Wechseln des Drahtes von einer vollen Haspel auf eine leere Haspel, siehe z.B. US-PS 25 46 636. Nachdem die Haspel voll bewickelt ist, verschiebt sich ein Aufwickelverteiler in eine Lage, in der der Draht sich dicht neben der Trommel der leeren Haspel befindet. Kurz vor dem Drahtwechselaugen­ blick, wenn der Draht die Wechselkante der Haspel erreicht hat, drückt ein s.g. Finger den Draht gegen einen Wechsel­ flansch, wobei der Draht von einem auf dem Wechselflansch befindlichen Greifer ergriffen wird. Weil die Haspel in verschiedene Richtungen rotieren, reißt der Draht zuletzt zwischen dem Greifer und der vollen Haspel.

Bei der Kabelherstellung werden beim Abwickeln der Haspeln die Haspeln oft durch Schweißen des Schlußendes des Drahtes einer Haspel an das Anfangsende des Drahtes einer zweiten Haspel aneinander gekoppelt. Für diesen Vorgang wird ein genügend langes freies Drahtanfangsende auf der Haspel benötigt. Beim Drahtwechsel in der vorbe­ schriebenen Weise ergibt sich die Länge des freien Drahtendes aus dem Abstand zwischen dem Greifer des Wechselflansches und den äußersten Drahtlagen auf der Haspel, nämlich normalerweise nur etwa 100 mm. Dies deshalb, weil der Durchmesser des Wechselflansches nicht wesentlich größer als der Durchmesser des Haspel­ flansches ausgeführt werden kann. Die günstigste Länge des Anfangsendes ist wenigstens 400 mm.

Eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist aus der DE-OS 25 29 764 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Ausgestaltung kann das freie Drahtende länger ausgeformt werden, wenn der normal mit der Haspel rotierende Wechsel­ flansch beim Wechsel des Aufwickelvorgangs auf eine leere Waspel dazu gebracht wird, der Rotationsgeschwindig­ keit der Haspel etwas nachzulaufen. Hierbei legt sich der Draht dank der Zentrifugalkraft und dank seiner Steifheit bogenförmig, weil er an einem Ende auf einer Drahtlage der Haspel und am anderen Ende auf dem Greifer während des ganzen Aufwickelvorganges festliegt. Eine so ausgeformte Drahtschlinge muß unbedingt für die Aufwickeldauer gegen mechanische Schäden geschützt in eine Drahtspur eingesteuert werden, weil das Anfangsende des Drahtes von gleicher Qualität sein soll wie auf der Haspel. Nach dem Aufwickelvorgang löst sich beim Lösen der Haspel vom Wickler das freie Ende der Schlinge vom Greifer, und so läßt sich ein langes Anfangsende des Drahtes ausformen, dessen Länge vom Durchmesser der Haspel und der Größe des Nachlaufes des Wechselflan­ sches abhängig ist.

Eine andere Vorrichtung zur Ausformung eines langen Anfangsendes ist aus der DE-OS 21 65 798 bekannt.

Die beiden Offenlegungsschriften zeigen, daß der Nachlauf zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten des Wechselflan­ sches und der Haspel durch Bremsen der Rotationsgeschwin­ digkeit des Wechselflansches erzielt wird. In dieser Weise ist es jedoch sehr schwer, die Größe des Nachlaufs anders als mit mechanischen Anschlägen zu bestimmen.

Die Bestrebung, immer größere Rotationsgeschwindigkeiten der Haspel und des Wechselflansches zu erzielen und den Haspelwechsel in voller Betriebsgeschwindigkeit auszuführen, erschweren den Gebrauch des Bremsverfahrens zum Erzielen eines Nachlaufs des Wechselflansches, wovon sowohl die Maschinenteile als auch das Steuersystem betroffen sind, weil die für den Vorgang benötigte Bremskraft nur während einiger Tausendstel Sekunden benötigt würde. Eine solche Konstruktion sollte jedoch angestrebt werden, wobei ein langes Drahtanfangsende auch mit großen Rotationsgeschwindigkeiten der Haspel und des Wechselflansches ausgeformt, der Nachlauf leicht geregelt und dadurch die Länge des Anfangsendes und die Geschwindigkeit der Ausformung der Drahtschlinge so verzögert werden können, daß die Drahtschlinge sicher in der Drahtspur für die Aufwicklungsdauer geschützt werden kann. Ferner erleichtert eine lange Ausführungszeit des Vorgangs den Aufbau des Steuersystems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß ein langes Drahtende bei Gewährleistung einer einfachen Bauweise und Steuerung auch bei hohen Rotationsgeschwindig­ keiten der Haspel und des Wechselflansches gebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird der Wechsel­ flansch bei einfacher, kostengünstig herstellbarer sowie funktionssicherer und dabei funktionseinfacher Bauweise dazu gebracht, der Rotationsgeschwindigkeit der Haspel nachzulaufen, wobei eine im Vergleich mit der Rotationsgeschwindigkeit der Haspel geringfügig kleinere Rotationsgeschwindigkeit für den Wechselflansch erzeugt wird. Dabei kann mit Hilfe der Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses die Ausformungszeit der sich ergebenden Drahtschlinge bzw. des angestrebten langen Endes ausreichend verlängert werden, wobei je nach Wunsch die Größe des Nachlaufs auch durch Änderung der Einschaltung der Kupplung beeinflußt werden kann. Weil der Nachlauf je Haspelumlauf konstant ist, kann der Nachlauf des Wechselflansches im Verhältnis zur Rotation der Haspel oder des Wechselflansches vom Anfang des Vorgangs an beobachtet werden. Wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Zähler die angestrebte Zahl von Umlaufdrehungen anzeigt, d.h., der erwünschte Nachlauf erreicht ist, werden die erfindungsgemäßen Drehkraftübertragungsmechanismen mit Hilfe eines Schalters ausgeschaltet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße doppeltwirkende Aufwickel­ vorrichtung in Frontansicht;

Fig. 2 die Vorrichtung in der Draufsicht;

Fig. 3 die Drahtverteilung auf der Haspel der Vorrich­ tung unmittelbar nach dem Drahtwechsel;

Fig. 4 den Schnitt A-A in Fig. 2 mit der Darstellung der Ausformung eines langen Drahtendes.

Fig. 2 zeigt den Antriebsmechanismus für die Haspel 3 und einen Wechselflansch 7 der Vorrichtung. Die Haspel 3 wird von einem Motor (nicht gezeigt) mittels einer Haspelwelle 11 und einem mit einer Friktionsfläche den Haspelflansch mitnehmenden Friktionsflansch 12 angetrieben. Der Wechselflansch 7 rotiert normal mit der Rotationsgeschwindigeit der Haspel aufgrund der Antriebsverbindung durch eine der Haspelwelle 11 zugeord­ nete Reibungskupplung. Das Momentübertragungsvermögen der Reibungskupplung 13 kann mit Federn 14 geregelt bzw. eingestellt werden.

In Fig. 1 und 2 ist ein automatisches Wechseln des Drahtes 1 von einer vollen Haspel 2 auf die leere Haspel 3 gezeigt. Dem Drahtwechsel geht eine Vorbereitungsphase voraus, wobei die leere Haspel 3 so angefahren wird, daß die Geschwindigkeit V _R ihrer Trommel 4 gleichgroß wie die Geschwindigkeit V _L des Drahtes 1 ist. Ein Drahtver­ teiler 5 verschiebt sich zur Kante auf der zugehörigen Seite der Haspel 3, und zwar zum Punkt 5′, um die Trommel 4 der leeren Haspel 3 zu berühren. Hiernach drückt ein Finger 6 den Draht 1 gegen den Wechselflansch 7, wobei der Draht 1 in einen auf dem Wechselflansch 7 befindlichen Greifer 8 hineingelangt und ergriffen wird. Ein Ergreifen des Drahtes 1 auf der Seite der vollen Haspel 2 ist verhindert worden. Nach dem Ergreifen reißt der Draht 1 zwischen dem Greifer 8 und der Haspel 2 und der Aufwickelvorgang wird auf die leere Haspel 3 fortgesetzt.

Mit dem eingangs beschriebenen bekannten Drahtwechselprin­ zip wird ein nur etwa 50 bis 100 mm langes freies Drahtende erzielt, was oft unzureichend ist. Mit einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung wird ein bedeutend längeres freies Drahtende in folgender Weise erzielt:

Wenn beim Drahtwechsel der Finger 6 den Draht 1 andrückt, drückt er gleichzeitig einen Grenzschalter 9 an, der dem Drahtverteiler 5 einen Impuls gibt, den Draht auf die Trommel 4 der leeren Haspel 3 mit sehr großer Steigung zu verteilen (Fig. 3). Wenn der Drahtverteiler 5 die erste Lage verteilt hat, sinkt seine Geschwindigkeit auf Normalniveau. Wenn der Drahtverteiler 5 beim Verteilen der zweiten Lage, im Abstand von etwa 100 mm vom Wechsel­ flansch 7 liegt, betätigt er einen Mikroschalter 10. Dieser betätigt ein verzögerndes Zeitrelais (im Schalt­ schrank, nicht gezeigt), welches eingestellt ist, dann ein Schaltsignal abzugeben, wenn der Drahtverteiler 5 im Abstand von etwa 10 mm vom Wechselflansch 7 liegt. Das Zeitrelais schaltet eine elektromagnetische Kupplung 17 eines Getriebes ein, zwecks Bildung eines benötigten Nachlaufs des Wechselflansches 7 im Verhältnis zur Haspel 3. Das Getriebe umfaßt einen ersten Zahnriementrieb 15 mit einem ersten Zahnriemen, eine Hilfswelle 16, einen zweiten Zahnriementrieb 18 mit einem zweiten Zahnriemen und einen Umdrehungszähler 19 für den Wechsel­ flansch 7. Die Übersetzungsverhältnisse der Zahnriemen­ triebe 15, 18 unterscheiden sich voneinander geringfügig, so daß das Übersetzungsverhältnis des Zahnriementriebs 18 um knapp 1% größer als dasjenige des Zahnriemen­ triebs 15 ist.

Das Primärrad des Zahnriementriebs 15 ist auf der Haspel­ welle 11 befestigt, wogegen das Sekundärrad gelagert ist, frei im Verhältnis zur Hilfswelle 16 zu rotieren. Die Kupplung 17 ist zwischen dem Sekundärrad des Zahnrie­ mentriebs 15 und dem Primärrad des Zahnriementriebs 18 befestigt, das auf der Hilfswelle 16 befestigt ist. Das Sekundärrad des Zahnriementriebs 18 ist auf dem Wechselflansch 7 befestigt.

Wenn die Kupplung 17 die Zahnriementriebe 15, 18 kuppelt, fängt der Wechselflansch 7, wegen des nun wirksamen größeren Übersetzungsverhältnisses des Getriebes an etwas langsamer als die Rotationsgeschwindigkeit der Haspel 3 zu rotieren, wobei der Nachlauf im Verhältnis zur Rotation der Haspel 2 aufgrund eines Nachgebens der Reibungskupplung 13 erfolgt. Wenn der Nachlauf des Wechselflansches 7 bezüglich einer Ümdrehung der Haspel 3 oder des Wechselflansches 7 konstant ist, kann die Größe des Nachlaufs durch Zählen der infrage­ stehenden Umdrehungen mit einem Zähler 19 nach dem Schaltvorgang ermittelt werden, bis der benötigte Nachlauf entstanden ist sowie der Zähler 19 einer Steuerungs­ einheit 21 eine der erwünschten Umdrehungszahl entsprechen­ des Signal abgibt, wonach die Steuereinheit die Kupplung 17 und somit das Getriebe ausschaltet. Dabei ist eine Drahtschlinge gemäß Fig. 4 ausgeformt worden (in Fig. 4 ist der Nachlauf in der Größe von 180° gezeichnet), welche aufgrund der durch die Rotation der Haspel verur­ sachten Zentrifugalkraft in einen Drahthalter 20 für die Aufwickeldauer eingedrückt wird. Gleichzeitig mit dem Ausschalten des Getriebes wird der Drahtverteiler eingeschaltet, um den Draht auf die Haspel über die ganze Spanne zwischen den Haspelflanschen zu verteilen.

Wenn die gewünschte Drahtlänge auf die Haspel 3 aufge­ wickelt worden ist, wird der Draht 1 wieder auf eine leere Haspel in der oben beschriebenen Weise gewechselt und die volle Haspel wird abgestellt. Nachdem die Haspel stehengeblieben ist, löst sich das andere Ende der Drahtschlinge vom Greifer 8 und die Haspel kann aus der Spulvorrichtung entfernt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ausformen eines langen Endes eines auf Haspeln aufzuwickelnden Drahtes mit einem Wechsel­ flansch (7) und einem auf diesem befestigten Greifer (8) zum Wechseln des Drahtes von einer Haspel (2) auf eine andere (3) mit einer Haspelwelle (11), welcher Wechselflansch (7) neben einem Flansch der Haspel (3) konzentrisch zu diesem rotiert sowie mit Mitteln, die die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselflansches so verändern, daß er relativ zur Rotationsgeschwindigkeit der Haspel (3) nachläuft, gekennzeichnet durch eine Reibungskupplung (13) zur Übertragung einer Rotationsbewegung von der Haspelwelle (11) auf den Wechselflansch (7), die ein Gleiten des Wechselflansches (7) relativ zur Haspelwelle (11) erlaubt, eine Hilfs­ welle (16), die seitlich und parallel zur Haspelwelle (11) angeordnet ist, einen ersten Drehkraftübertragungs­ mechanismus (15), der die Haspelwelle (11) mit der Hilfswelle (16) verbindet und einen zweiten Drehkraft­ übertragungsmechanismus (18), der die Hilfswelle (16) mit dem Wechselflansch (7) verbindet, wobei das Übersetzungsverhältnis des zweiten Drehkraftübertra­ gungsmechanismus (18) geringfügig größer ist als das des ersten Drehkraftübertragungsmechanismus (15), und eine Kupplung (17) zur wahlweisen Verbindung und Trennung des ersten Drehkraftübertragungsmechanismus (15) mit bzw. von dem zweiten Drehkraftübertragungs­ mechanismus (18), wobei der Wechselflansch (7) mit derselben Geschwindigkeit rotiert wie die Haspel (3), wenn die Kupplung (17) getrennt ist und mit einer kleineren Geschwindigkeit als die Haspelwelle (11), wenn die Kupplung (17) geschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des ersten Drehkraftüber­ tragungsmechanismus (15) und das Übersetzungsverhältnis des zweiten Drehkraftübertragungsmechanismus (18) sich voneinander um weniger als 1,0% unterscheiden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkraftübertragungsmechanismen (15, 18) Zahnriementriebe sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Zähler (19) zum Zählen der Umdrehungen der Haspelwelle (11) oder eines Teils des durch die Hilfswelle (16) und die Drehkraftübertragungsmechanismen (15, 18) gebildeten Getriebes des Wechselflansches (7) nach Einschaltung dieses Getriebes.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (19) eine Steuereinheit zugeordnet ist, welche nach einer vorgewählten Umdrehungszahl das Getriebe mittels der Kupplung (17) ausschaltet.