DE3810532C2

DE3810532C2 - Device for winding up strand-like material

Info

Publication number: DE3810532C2
Application number: DE19883810532
Authority: DE
Inventors: Werner Henrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2008-03-29
Also published as: DE3810532A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut, wie z. B. Drähten, Litzen, Glasfasern od. dgl., auf einen Spulenkern der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device for winding strand-like material, such as. B. wires, strands, glass fibers od. Like., On a coil core in the preamble of the claim 1 specified genus.

Aus der US-PS 47 25 010 ist eine derartige Drahtaufwickelvorrichtung bekannt, bei welcher eine aus einem leicht konischen Kern und zwei konischen Flanschen bestehende Spule auf einem Halter montiert wird, der von einem an der Gehäusekonstruktion befestigten Antriebsmotor über einen Riementrieb drehangetrieben wird. Achsparallel neben der Spule ist eine Gewindespindel angeordnet, die über ein Reversiergetriebe und einen Riementrieb von der Antriebswelle des Spulenhalters angetrieben wird. Eine auf der Gewindespindel drehfest angeordnete Mutter trägt ein Umlenkrad, über das das strangförmige Gut, z. B. ein Draht, tangential auf den Spulenkern geführt wird. Mittels einer einlaufseitig angeordneten Meßrolle wird die Einlaufgeschwindigkeit des Drahtes erfaßt und einem Rechner zugeführt. Dieser Rechner ist ferner an eine Eingabe für den jeweiligen Spulentyp angeschlossen und mit einem auf der Antriebswelle des Spulenhalters befestigten Sensor, einem von der Spindelmutter betätigbaren Endschalter und mit Gebern für die jeweilige Drehrichtung der Gewindespindel verbunden. Beim Wickeln eines Drahtes auf diese Spule mit konischem Kern und konischen Endflanschen besteht die Schwierigkeit, daß die äußeren Lagen eine dem Konuswinkel der Flansche entsprechend zunehmende Länge aufweisen müssen, wobei das Auftreten von Tälern oder Bergen im Endbereich jeder Lage verhindert werden soll. Zu diesem Zweck steuert der Rechner die Bewegung der Spindelmutter mit der daran gelagerten Umlenkrolle auf der Grundlage der erhaltenen Meßwerte und durch Berechnung einer den Verlauf der einzelnen Lagen kennzeichnenden Geraden, welche parallel zur Außenfläche des Kerns verläuft und damit den gleichen Konuswinkel wie der Kern hat. Die Schnittpunkte dieser Geraden mit den Konusflächen des jeweiligen Spulenflansches werden berechnet und kennzeichnen die Umkehrpunkte für die Verlegebewegung der Mutter. Grundsätzlich haben derartige Wickelvorrichtungen mit drehangetriebener Spule den Nachteil, daß größere Gebinde insbesondere aus dünnem Stranggut mit geringer Reißfestigkeit nicht hergestellt werden können, weil mit der zunehmenden Lagenanzahl sich die jeweils zu beschleunigenden und abzubremsenden trägen Massen entsprechend vergrößern. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Gebinden mit konischen Lagen, weil während des Aufwickelvorganges einer Lage die Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Spule aufgrund der zunehmenden Durchmesser der einzelnen Windungen stark gesteigert oder verringert werden muß.Such a wire winding device is known from US Pat. No. 4,725,010 known, in which one consists of a slightly conical Core and two conical flanges on existing coil a holder is mounted by one on the housing construction attached drive motor via a belt drive is driven. Axial parallel to the coil is one Threaded spindle arranged via a reversing gear and a belt drive from the drive shaft of the bobbin holder is driven. One non-rotatable on the threaded spindle arranged mother carries a deflection wheel, over which the strand-shaped Well, e.g. B. a wire tangential to the coil core to be led. By means of a measuring roller arranged on the inlet side the entry speed of the wire is detected and fed to a computer. This calculator is also connected to a Input for the respective coil type connected and with one attached to the drive shaft of the bobbin holder Sensor, a limit switch that can be actuated by the spindle nut and with encoders for the respective direction of rotation of the threaded spindle connected. When winding a wire on this coil with conical core and conical end flanges Difficulty that the outer layers have a cone angle the flanges must have a correspondingly increasing length, with the appearance of valleys or mountains at the end of each Location should be prevented. For this purpose the Calculator the movement of the spindle nut with the attached Deflection pulley based on the measured values obtained and by calculating the course of the individual layers characteristic straight lines which are parallel to the outer surface of the Kerns runs and thus the same cone angle as that Core. The intersection of these straight lines with the conical surfaces of the respective coil flange are calculated and indicate the reversal points for the laying movement of the Mother. Basically have such winding devices with a rotary spool the disadvantage that larger containers in particular from thin strand material with low tear strength cannot be made because with increasing The number of layers to be accelerated and slow inertia masses to be braked accordingly. This applies in particular to the manufacture of containers with conical layers because one during the winding process Position based on the speed of rotation of the respective coil the increasing diameter of the individual turns strongly must be increased or decreased.

Aus der DE-OS 24 43 734 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Drahtes auf eine Spule mit zylindrischem Kern und zwei endseitigen Querflanschen bekannt, bei welcher die Spule ebenfalls auf einem drehangetriebenen Träger montiert ist. Achsparallel zur Spule befindet sich eine Drahtführung mit einem an Stangen geführten Schlitten und einer am Schlitten drehbar gelagerten Umlenkrolle zum tangentialen Zuführen des Drahtes auf den zylindrischen Kern. Um die Ausbildung von Bergen und Tälern im unmittelbaren Bereich der Flansche zu vermeiden, sind Endschalter für die axiale Verlegebewegung der Drahtführung mit einer Stelleinrichtung verbunden, deren Stellsignale zum Verkleinern oder Vergrößern der Verlegebwegung der Drahtführung von anderen Signalen abgeleitet werden. Mit dieser bekannten Drahtwickelvorrichtung können lediglich Spulen mit zylindrischen Drahtlagen bewickelt werden.From DE-OS 24 43 734 is a device for winding a wire on a coil with a cylindrical core and two end transverse flanges known in which the coil is also mounted on a rotary drive carrier. There is a wire guide parallel to the axis of the coil one sled guided on poles and one on sled rotatably mounted deflection roller for tangential feeding of the Wire on the cylindrical core. To the training of Mountains and valleys in the immediate area of the flanges avoid limit switches for the axial laying movement the wire guide connected to an actuator, the Control signals to reduce or enlarge the laying movement the wire guide derived from other signals will. With this known wire winding device can only coils wound with cylindrical wire layers will.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, in der strangförmiges Gut auch von geringer Reißfestigkeit automatisch in konischen Lagen von beliebigem Neigungswinkel auf eine Spule aufgewickelt werden kann.The object of the invention is a generic device to create in the strand-like good even of less Tear resistance automatically in conical layers of any Tilt angle can be wound on a spool can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the characterizing Part of claim 1 specified features solved.

Durch die Verwendung eines bekannten drehangetriebenen Flyers als Aufwickelorgan wird erreicht, daß einerseits auch schwere Gebinde aus dünnem Stranggut von geringer Reißfestigkeit hergestellt werden können, weil sich während des Wickelvorgangs die jeweils zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse des Flyers nicht ändert. Zu der erfindungsgemäß angestrebten Bildung von zur Spulenachse geneigt verlaufenden, d. h. konischen, Lagen wird erfindungsgemäß der Durchmesser der Endwindung jeder Lage vom Rechner berechnet, und zwar aus den Ausgangssignalen des die Einlaufgeschwindigkeit des Stranggutes erfassenden Meßfühlers sowie des Drehzahlmessers für die Flyerdrehzahl. Aus den so bestimmten Anfangs- bzw. End-Durchmessern wird im Rechner die Lage der jeweiligen Umkehrpunkte für die Verlegebewegung berechnet, wobei entsprechende Steuersignale dann dem Stellantrieb zugeführt werden.By using a well known rotary powered Flyers as a rewinder is achieved on the one hand, too heavy containers made of thin strand material with low tear strength can be manufactured because during the Winding process to be accelerated or braked in each case Mass of the flyer does not change. To the invention desired formation of inclined to the coil axis, d. H. conical, layers according to the invention Diameter of the end turn of each layer calculated by the computer namely from the output signals of the run-in speed of the continuous measuring sensor and of Tachometer for the flyer speed. From the so certain The location of the start and end diameters is determined in the computer respective reversal points calculated for the laying movement, corresponding control signals are then fed to the actuator will.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können in der Bahn der Verlegeeinrichtung Endschalter angeordnet sein, welche die jeweils größtmögliche Länge der Verlegebewegung bestimmen und die durch Ausgangssignale des Rechners verstellt werden können.According to an expedient embodiment of the invention Arranged limit switches in the path of the laying device be the greatest possible length of the laying movement determine and by the output signals of the computer can be adjusted.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are described below the drawing described in detail. It shows

Fig. 1 schematisch eine Wickelvorrichtung mit axial heb- und senkbarem Flyer; Figure 1 shows schematically a winding device with axially raised and lowered flyer.

Fig. 2 schematisch eine Wickelvorrichtung mit axial heb- und senkbarer Spule; Figure 2 shows schematically a winding device with axially lifting and lowering coil.

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung; Fig. 3 is a block diagram of the control device of the invention;

Fig. 4 eine Variante der Ausführung nach Fig. 2; FIG. 4 shows a variant of the embodiment according to FIG. 2;

Fig. 5 bis Fig. 7 erfindungsgemäß aufgewickelte Gebinde im schematischen Axialschnitt. Fig. 5 to Fig. 7 wrapped according to the invention in a schematic axial section.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein aus einer Drahtziehmaschine 5 kommender Draht 6 auf eine Spule 1 lagenweise aufgewickelt, welche aus einem Spulenkern 2 und zwei endseitigen Flanschen 3, 4 besteht. Der Draht 6 läuft über eine Meßrolle (Geschwindigkeits-Meßfühler) 7 und eine Umlenkrolle 8 in der Spulenachse A-A in einen drehbar gelagerten Flyer 9 ein. Dieser Flyer 9 wird von einem Motor 90 über einen Riementrieb 10 und eine vertikale Hohlwelle 11 drehangetrieben und enthält einen am unteren Ende der Welle 11 befestigten, nach unten offenen Flyertopf 13. An der oberen Deckplatte des Flyertopfes 13 ist eine Umlenkrolle 14 in der Nähe der Achse A-A montiert, welche den Draht 6 nach radial außen zu einer an der Topfwandung gelagerten oberen Rolle 15 umlenkt. Von dieser Rolle 15 läuft der Draht 6 in Richtung des Pfeiles 16 zu einer am unteren Topfrand angeordneten weiteren Rolle 17 und von dieser nach radial einwärts auf den Spulenkern 2.With the device shown in FIG. 1, a wire 6 coming from a wire drawing machine 5 is wound up in layers on a coil 1 , which consists of a coil core 2 and two end flanges 3 , 4 . The wire 6 runs over a measuring roller (speed sensor) 7 and a deflection roller 8 in the coil axis AA into a rotatably mounted flyer 9 . This flyer 9 is driven in rotation by a motor 90 via a belt drive 10 and a vertical hollow shaft 11 and contains a flyer pot 13 which is attached to the lower end of the shaft 11 and is open at the bottom. A deflection roller 14 is mounted on the upper cover plate of the flyer pot 13 in the vicinity of the axis AA, which deflects the wire 6 radially outward to an upper roller 15 mounted on the pot wall. The wire 6 runs from this roll 15 in the direction of the arrow 16 to a further roll 17 arranged at the lower edge of the pot and from there radially inwards onto the coil core 2 .

Der Flyertopf 13 nach Fig. 1 ist an einem traversenartigen Mitnehmer 20 befestigt, der an ortsfesten Führungsstangen 21 geführt und von einem als Druckmittelzylinder ausgebildeten Antrieb 19 angehoben oder abgesenkt wird. Durch die Vertikalbewegung des Mitnehmers 20 wird der Flyer 9 während des Wickelbetriebes gegenüber der Spule 1 zur Bildung von Wickellagen angehoben und abgesenkt. Wenn die Wicklung einen der Spulenflansche 3 oder 4 erreicht, muß die Bewegungsrichtung des Flyers umgekehrt werden. Zu diesem Zweck sind ein oberer und ein unterer Endschalter 18a, 18b am Gehäuse montiert, die von einem mitfahrenden Schaltfinger aktiviert werden und eine Richtungsumkehr der Flyerbewegung über den Antrieb 19 einleiten.The flyer pot 13 according to FIG. 1 is fastened to a traverse-like driver 20 , which is guided on stationary guide rods 21 and is raised or lowered by a drive 19 designed as a pressure medium cylinder. Due to the vertical movement of the driver 20 , the flyer 9 is raised and lowered relative to the coil 1 during the winding operation to form winding layers. When the winding reaches one of the coil flanges 3 or 4 , the direction of movement of the flyer must be reversed. For this purpose, an upper and a lower limit switch 18 a, 18 b are mounted on the housing, which are activated by a shift finger that moves along and initiate a reversal of the direction of the flyer movement via the drive 19 .

Die von dem einlaufenden Draht 6 angetriebene Meßrolle 7 liefert Drehzahlimpulse an einen Rechner 30, in den die Endposition der Umkehrpunkte, z. B. die Lage des oberen und des unteren Endschalters 18a oder 18b, über je einen Einstellknopf A, B eingegeben werden können. Durch Betätigen eines Knopfes C wird eine automatische Steuerung aktiviert, welche die Endschalter 18a, 18b verstellt, sobald in der Nähe der Spulenflansche 3, 4 Berge durch Drahtansammlungen oder Täler durch Drahtverarmung auftreten. Der Rechner 30 steuert über eine Leitung 31 auch die Drehzahl des Antriebsmotors 90 und die Betätigung des Stellantriebes 19.The measuring roller 7 driven by the incoming wire 6 delivers speed pulses to a computer 30 , in which the end position of the reversal points, e.g. B. the position of the upper and lower limit switch 18 a or 18 b, can be entered via an adjusting knob A, B. By pressing a button C, an automatic control is activated, which adjusts the limit switches 18 a, 18 b as soon as mountains near the coil flanges 3 , 4 occur due to wire accumulation or valleys due to wire depletion. The computer 30 also controls the speed of the drive motor 90 and the actuation of the actuator 19 via a line 31 .

Die Wickelvorrichtung nach den Fig. 2 und 3 entspricht in ihrer Grundkonstruktion der Ausführung nach Fig. 1, wobei gleiche Bauteile auch mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Spule 1 auf einem Tragholm 20a montiert, der an einer gehäusefesten Führungssäule 21 gefgührt ist und mittels eines als Druckmittelzylinder ausgebildeten Antriebs 22 angehoben und abgesenkt wird, so daß die Spule 1 innerhalb des drehangetriebenen Flyertopfes 13 die Verlegebewegungen ausführt. An der Anlenkung des Antriebs 22 an einem seitlichen Ansatz des Tragholms 20a ist ein mit dem Rechner 30 verbundener Geber 23 für die Verlegeposition und für die Geschwindigkeit der Verlegebewegung angeordnet.The winding device according to FIGS. 2 and 3 corresponds in its basic construction to the embodiment according to FIG. 1, the same components also being identified by the same reference numerals. In the embodiment of Fig. 2, the coil 1 on a carrier beam 20 a is mounted, which is gefgührt on a housing-fixed guide column 21 and is raised by means of a formed as a pressure medium cylinder drive 22 and lowered so that the coil 1 within the rotationally driven flyers pot 13 the Laying movements. On the articulation of the drive 22 on a lateral extension of the support beam 20 a, a sensor 23 connected to the computer 30 is arranged for the laying position and for the speed of the laying movement.

Zur Betätigung des Druckmittelzylinders 22 ist ein Hydraulikaggregat 24 mit Steuerventilen a, b vorgesehen, die von einem an den Rechner 30 angeschlossenen Regler 25 angesteuert werden. Ferner ist dem Antriebsmotor 90 für den Flyer 9 ein Drehzahlgeber 26 zugeordnet, der - wie Fig. 3 zeigt - an den Rechner 30 und an einen vom Rechner 30 angesteuerten Regler 27 angeschlossen ist. Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich, enthält die Steuereinrichtung zusätzliche Elemente 28, mit denen die Oberfläche der Spule bzw. der jeweils gewickelten Lage erfaßt werden kann und deren Ausgangssignale dem Rechner zugeführt werden. To actuate the pressure medium cylinder 22 , a hydraulic unit 24 with control valves a, b is provided, which are controlled by a controller 25 connected to the computer 30 . Furthermore, the drive motor 90 for the flyer 9 is assigned a speed sensor 26 which, as shown in FIG. 3, is connected to the computer 30 and to a controller 27 controlled by the computer 30 . As can also be seen from FIG. 3, the control device contains additional elements 28 with which the surface of the coil or the respectively wound position can be detected and the output signals of which are fed to the computer.

Gemäß Fig. 5 ist der Draht in konischen Lagen 101 auf den zylindrischen Kern 100 einer Spule verlegt worden. Bei dieser Verlegung bestimmt der Rechner 30 den jeweiligen Durchmesser der Drahtwindungen im Bereich des oberen und unteren Spulenflansches 102a, 102b. Da der Abstand der Spulenflansche 102a, 102b bekannt ist, können der Neigungswinkel der Lagen und dementsprechend auch die Umkehrpunkte der Verlegebewegung für die verkürzten Anfangs- und Endlagen unter Berücksichtigung der von der Meßrolle 7 erfaßten Einlaufgeschwindigkeit des Drahtes errechnet werden.Referring to FIG. 5, the wire in conical layers 101 on the cylindrical core 100 of a coil has been laid. During this laying, the computer 30 determines the respective diameter of the wire windings in the area of the upper and lower coil flanges 102 a, 102 b. Since the distance between the coil flanges 102 a, 102 b is known, the angle of inclination of the layers and, accordingly, also the reversal points of the laying movement for the shortened start and end positions can be calculated taking into account the entry speed of the wire detected by the measuring roller 7 .

Die Fig. 6, 7 zeigen ein entsprechendes Gebinde, bei dem die konischen Lagen 103 nach Erreichen des maximalen Windungsdurchmessers wieder verkürzt worden sind, so daß eine zylindrische Außenkontur entsteht. FIGS. 6, 7 show a respective container in which the conical layers have been reduced 103, after reaching the maximum coil diameter again, so that a cylindrical outer contour is formed.

Claims

1. Device for winding up strand-like material, such as. B. wires, strands, glass fibers or the like., On a coil core consisting of

a bobbin to hold the bobbin vertically,
at least one deflection roller arranged next to the spool for tangential feeding of the winding material to the spool,
Drive units for the winding movement and for a reciprocating axial relative movement between the deflection roller and the spool,
Sensors for detecting the feed speed of the winding material, the winding speed and the axial relative movement and
a control device for the drive units connected to the sensors, which controls the winding speed and the axial relative movement as a function of the measured values of the sensors,

characterized,
that a rotatably driven flyer ( 9 ) is arranged above the spool ( 1 ) with a pot ( 13 ) which is open at the bottom and surrounds the spool ( 1 ) and on whose inner wall the deflection roller ( 17 ) is mounted,
that when winding layers inclined to the coil axis (conical layers) on a cylindrical coil core ( 2 ) to determine the position inclination, the diameter of the end turns of each layer and the distance between these turns are detected and
that the control device is assigned a computer ( 30 ) which calculates the diameter of the end turns of each conical layer on the basis of the output signals of the winding material speed sensor ( 7 ) and the winding speed sensor and which controls the reversal points for the layers.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the path of the axial laying movement limit switches ( 18 ) for limiting and reversing the direction of the axial laying movement are provided, the position of which is adjustable by means of the computer ( 30 ).