DE3621932A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer einstellbaren konstanten drahtzugspannung fuer wickelmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Er­ zeugung einer einstellbaren konstanten Drahtzugspannung für Wickelmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Automatische Wickelmaschinen benötigen eine steuerbare Drahtbremse, über die in Abhängigkeit vom Drahtdurch­ messer eine Drahtzugspannung vorgegeben wird. Die maxi­ mal zulässige Wickeldrehzahl einer üblichen Wickelma­ schine wird dabei durch das jeweilige Drahtbremssystem bestimmt. Dadurch wird letzteres zum kritischen Punkt bei vollautomatisierten Systemen mit solchen Wickelma­ schinen, die aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus und Systemauslegung an sich erheblich höhere Wickeldreh­ zahlen zulassen.

Beispielsweise aus der DE-OS 29 51 917 ist ein Regler zur Steuerung der auf einen elektrischen Draht in einer Wickelmaschine ausgeübten Spannung bekannt, der elek­ tronisch arbeitet. Ein solches System ist vergleichs­ weise aufwendig und hat sich in der Praxis nicht be­ währt. Weitere Drahtbremsen sind aus der DE-PS 29 19 145 sowie auch aus der DE-OS 33 36 970 bekannt, bei denen im wesentlichen eine elektromagnetisch steuerbare Drahtbremse verwendet wird, die im ersten Fall derart gesteuert ist, daß zur Verwendung bei einer Wickelma­ schine während der Herstellung einer Wicklung wenigstens zwei unterschiedliche, definierte Drahtzugspannungen im Draht erzeugt werden. Dabei wird der Draht immer über einen beweglichen Ausleger geführt, der als sog. Tänzer bezeichnet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Er­ zeugung einer einstellbaren Drahtzugspannung für Wickel­ maschinen anzugeben, die mechanisch aufgebaut ist und die insbesondere auch dann bei steigenden Wickeldreh­ zahlen von automatischen Wickelmaschinen einsetzbar ist, wenn zu den hohen Drehzahlen ein ungünstiges Höhen/Brei­ tenverhältnis des zu wickelnden Gegenstandes hinzukommt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kern der erfindungsgemäßen Lehre ist, den Draht in einem flaschenzugähnlichen Drahtvorratsspeicher zur Verfügung zu stellen. Ein Rollensystem aus zwei im Abstand ver­ schiebbaren Scheibenanordnungen, das in seiner Wirkung dem sogenannten Tänzer entspricht, ist mit einem Po­ tentiometer verbunden, das die Position des Tänzers an eine regelbare, üblicherweise elektromagnetisch arbei­ tende Bremse meldet. Befindet sich das so definierte Tänzersystem am feststehenden Rollensatz, so öffnet die Bremse und umgekehrt. Das Tänzersystem kann durch Druckluft in seine unterste Position gedrückt werden, wobei der Drahtzug dem Druck proportional ist. Die Arbeitsposition des Tänzersystems ist dabei über ein Potentiometer einstellbar.

Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß durch Verwendung des Flaschenzugprinzips bei großen Drehbe­ darf, der beispielsweise beim Abzug über die hohe Kante des Wickeldornes auftritt, die Auslenkung des Tänzer­ systems um einen der Anzahl der Umschlingungen des Drah­ tes entsprechenden Teil geringer ist. Damit wird er­ möglicht, daß die Regelung mit einem einfachen Regel­ kreis vorgenommen werden kann, d.h. aber, daß selbst ein rasch alternierender Vorgang für die massenbehaftete Elektromagnetbremse regelbar ist.

Mit der Erfindung wird auch bei ungünstigen Höhen/Brei­ ten-Verhältnissen der zu wickelnden Bauteile bzw. zu wickelnden Spulen ein nahezu konstanter Wickelzug er­ reicht. Dies hat zur Folge, daß sich durch den konstan­ ten Drahtzug auch die Füllfaktoren erhöhen können, wo­ durch das Leistungsgewicht verbessert werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht und

Fig. 2 eine frontale Ansicht eines mechanisch aufgebauten Drahtführungssystems für eine automatisch arbeitende Wickelmaschine.

Die Figuren werden nachfolgend zusammen beschrieben.

In Fig. 1 und Fig. 2 bedeutet 1 eine Grundplatte als Trä­ ger eines nachfolgend im einzelnen beschriebenen Tän­ zersystems 10, 20 und einer davon angesteuerten elektro­ magnetischen Drahtbremse 30. Speziell aus FIG 1 ist er­ kennbar, daß das Tänzersystem 10, 20 aus zwei Scheiben­ anordnungen auf der Vorderseite der Grundplatte 1 be­ steht, denen mechanische Halterungsmittel auf der Rück­ seite zugeordnet sind.

Auf der Grundplatte 1 sind eine Einführöse 2, ein fester Zapfen 3 für die obere Scheibenanordnung 10 und eine Halterung 4 für die Drahtbremse 30 angeordnet. Rück­ seitig ist ein Kasten 5 vorhanden, in dem sich ein Pneumatikzylinder 6 befindet, der auf einer durchgehen­ den Kolbenstange 7 verschiebbar ist und mit Druckluft zum Einnehmen einer unteren Grenzposition beaufschlagt werden kann. Am Pneumatikzylinder 6 ist ein Zapfen 8 angebracht, der die bewegliche Scheibenanordnung 20 trägt. In der Grundplatte 1 befindet sich eine entspre­ chende Längsnut 9, in der der Zapfen 8 bei Bewegung von Pneumatikzylinder 6 und damit verbundener Scheibenanord­ nung 20 geführt ist.

Die obere Scheibenanordnung 10 als fester Rollensatz besteht beispielsweise aus vier Einzelscheiben 11 bis 14, in denen jeweils der Draht 100 geführt und umgelenkt werden kann; die Scheibenanordnung 20 als beweglicher Rollensatz besteht demgegenüber aus drei Einzelscheiben 21 bis 23. Es können auch Anordnungen aus drei/zwei bzw. fünf/vier oder mehr Einzelscheiben gewählt werden. Auf­ grund der ersten Umlenkung des Drahtes 100 muß aber die obere, feste Scheibenanordnung 10 jeweils eine Scheibe mehr aufweisen als die untere Scheibenanordndung 20. Insgesamt wird so ein Drahtvorratsspeicher gebildet, der in etwa flaschenzugartig aufgebaut ist, wobei aber der Drahtvorrat durch den Abstand der beiden Scheibenanord­ nungen veränderbar ist. Prinzipiell können auch weitere Rollensätze für den Aufbau des Tänzersystems vorgesehen sein. Durch die Wahl speziell zweier Scheibenanordnungen und deren vertikale Ausrichtung wird der Gesamtaufbau einfach gehalten.

Aus Fig. 2 ist der Verlauf des Drahtes 100 erkennbar. Er läuft über die Einführöse 2 und eine Vorbremse 31 auf die Elektromagnetbremse 30 und von dort über eine Meß­ station 35 für den Drahtzug, auf die weiter unten noch noch eingegangen wird, auf das Tänzersystem 10, 20. Der Draht 100 führt bei der beschriebenen Anordnung drei Umschlingungen aus und läuft anschließend horizontal zur Wickelstation weg.

Zwischen den beiden Scheibenanordnungen 10 und 20 sind zwei über Hebelarme 16 und 17 schwenkbare Anlegrollen 18 und 19 angeordnet, die der Dämpfung von Schwingungen des Drahtes 100 dienen. Die untere Scheibenanordnung 20 hat einen Klemmhebel 25, der als Betätigungsorgan für ein geeignetes Potentiometer 26 wirkt. Damit ist die je­ weilige Lage der beweglichen Scheibenanordnung 20 des Tänzersystems 10, 20 erfaßbar und als elektrisches Signal verarbeitbar. Es ist ein weiteres Potentio­ meter 40 vorhanden, mit dem die Arbeitsposition des Tänzersystems 10, 20 vorjustiert werden kann.

Die zwischen der festen Scheibenanordnung 10 des Tänzer­ systems 10, 20 und der Magnetbremse 30 befindliche Meß­ station 35 für den Drahtzug ist als Wägezelle aufgebaut, die den Draht 100 zwischen zwei Festrollen 36 und 37 in einem definierten Kraftdreieck führt, in dem ein Fühler 38 mit Dehnungsmeßstreifen (DMS) angeordnet ist. Dadurch kann eine resultierende Kraft gemessen und derart aus­ gewertet werden, daß die Drahtzugspannung direkt ab­ lesbar ist.

Bei dem beschriebenen System wird die Elektromagnet­ bremse 30, die eine übliche steuerbare Bremse darstellt, durch die Lage der beweglichen Scheibenanordnung 20 mittels des Potentiometers 26 gesteuert. Bewegt sich die Scheibenanordnung 20 nach oben, so öffnet die Magnet­ bremse 30 und umgekehrt. Durch die Druckluftbeaufschla­ gung des Zylinders 6 wird die bewegliche Scheibenanord­ nung 20 in die untere Position gegen einen Festanschlag gedrückt. Je höher der Druck ist, desto höher ist der Drahtzug. Eine geeignete Arbeitsposition der beweglichen Scheibenanordnung 20 kann über das Potentiometer 40 eingestellt werden.

Entscheidender Vorteil des beschriebenen Tänzer­ systems 10, 20 mit einem Drahtvorratsspeicher nach dem Flaschenzugprinzip ist, daß bei großem Drahtbedarf, wie er beim Abzug des Drahtes 100 über die hohe Kante eines Wickeldornes auftritt, die Auslenkung der beweglichen Scheibenanordnung 20 entsprechend der Anzahl der Draht­ schlaufen kleiner ist. Es sind also nur geringere Bewe­ gungen des Tänzersystems notwendig. Damit kann insgesamt der Regelkreis für die Elektromagnetbremse 30 verein­ facht werden. Für die Praxis bedeutet dies, daß auch bei rasch alternierenden Vorgängen die massenbehaftete Elek­ tromagnetbremse regelbar bleibt.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren kon­ stanten Drahtzugspannung für Wickelmaschinen, mit einer steuerbaren Bremseinrichtung für den Draht, wobei der Draht über ein sogenanntes Tänzersystem geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (10, 20) aus wenigstens zwei im Abstand veränderbaren Scheibenanordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) besteht, die den Draht (100) als Drahtvorratsspei­ cher flaschenzugähnlich zur Verfügung stellen, wobei die Position der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) über ein zugeordnetes Meßglied (25, 26) abfragbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei übereinander stehen­ de Scheibenanordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) das Tänzersystems (10, 20) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eine Scheibenanord­ nung (11 bis 14) fest an einer Grundplatte (1) angelenkt ist, während eine zweite Scheibenanordnung (21 bis 24) in einer vertikalen Ausnehmung (8) der Grundplatte (1) verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheibenan­ ordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) jeweils aus wenigstens einer Scheibe bestehen, wobei die feststehende Scheiben­ anordnung (11 bis 14) gegenüber der beweglichen Schei­ benanordnung (21 bis 23) eine zusätzliche Umlenkscheibe aufweist, so daß der Draht (100) mehrlagig geführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (10, 20) zusätzlich zwei höhenverschiebbare Anlegrollen (18, 19) zur Dämpfung von Schwingungen des Drahtes (100) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drahtbremse (30) elektromagnetisch arbeitet und über die vom Signal des Meßgliedes (25, 26) in Abhängigkeit von der Position der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) gesteuert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Meßglied ein von dem Tänzersystem (10, 20) mechanisch verstellbares Potentio­ meter (26) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verschiebbare Schei­ benanordnung (21 bis 23) des Tänzersystems (10, 20) in der Ruhelage in eine untere Grenzposition gedrückt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mechanische, pneumati­ sche oder hydraulische Mittel zum Halten der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die bewegliche Scheiben­ anordnung (21 bis 23) mit einem Pneumatikzylinder (6) zum Erreichen der Ruhelage mittels Druckluftbeauf­ schlagung verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsposition der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) über ein Potentiometer (40) vorgebbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Drahtvorratsspeicher des Tänzersystems (10, 20) und steuerbarer Drahtbremse (30) eine Meßstation (35) für die Drahtzugspannung vorhanden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (35) aus einer Wägezelle besteht, die den Draht (100) zwi­ schen Festrollen (36, 37) in einem definierten Kraft­ dreieck führt, in dem ein Fühler (38) mit Dehnungsmeß­ streifen (DMS) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die im Kraftdreieck ge­ messene resultierende Kraft derart ausgewertet wird, daß die Drahtzugspannung direkt ablesbar ist.