DE3810876A1 - Vorrichtung zur aufnahme von mindestens zwei spulen - Google Patents
Vorrichtung zur aufnahme von mindestens zwei spulenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen werden verwendet, um Wickelgut, wie
z.B. Draht auf Spulen auf- bzw. abzuwickeln. Typische Anwen
dungsbereiche sind z.B. das Aufwickeln von Draht, welcher in
einer Drahtziehvorrichtung gefertigt wird oder das Abwickeln
von Draht, welcher einer Weiterbehandlung, z.B. einer Lackie
rung zugeführt werden soll.
Ein Grundproblem derartiger Anwendungen besteht darin, daß
der Prozeß der Drahtherstellung oder der Drahtverarbeitung im
allgemeinen ein kontinuierlicher Prozeß ist, der aus ferti
gungstechnischen Gründen nicht unterbrochen werden darf. So
bald die Spule, je nach Anwendungsbereich, voll bzw. leer ist,
muß sie gegen eine andere Spule ausgetauscht werden. Dieser
Austauschvorgang nimmt naturgemäß eine gewisse Zeit in An
spruch. Die eingangs genannten Vorrichtungen müssen deshalb
so beschaffen sein, daß der Auf- bzw. Abwickelvorgang ohne
Zeitverlust von einer ersten auf eine zweite Spule umgeleitet
werden kann.
Dieses Problem wird üblicherweise dadurch gelöst, daß, z. B.
beim Abwickeln, das Ende des auf der ersten Spule befindli
chen Wickelgutes mit dem Anfang des Wickelgutes auf der zwei
ten Spule verbunden ist, und daß dann, sobald die eine Spule
leer geworden ist, der Abwickelvorgang auf der anderen Spule
beginnt. Während die zweite Spule abwickelt (bzw. aufwickelt),
kann dann die erste Spule ausgetauscht werden.
Konstruktiv wird dieser Grundgedanke z.B. derart verwirk
licht, daß die Aufnahmedorne, die die Spulen aufnehmen, schwenk
bar gestaltet sind und von ihrer Auf- oder Abwickelposition
in eine Wechselposition schwenken, wenn der Spulenwechsel er
folgen soll. Obwohl derartige Vorrichtungen zufriedenstel
lend arbeiten, besteht für viele Anwendungen das Bedürfnis,
eine alternative Gestaltung einer solchen Vorrichtung zur Ver
fügung zu haben.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde,
eine solche alternative Vorrichtung zu schaffen, die mit mög
lichst geringem konstruktiven Aufwand auskommt und die insbe
sondere eine einfache Automatisierung des Vorgangs des Spulen
wechsels ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin
dung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung schafft eine sehr einfache Möglich
keit, einander zugeordnete Spulen derartig anzuordnen, daß
der Übergang des Abzugs bzw. des Aufwickelns des Drahtes von
einer Spule auf die andere Spule auf besonders einfache Weise
erfolgt. Die Aufnahmedorne sind, wie allgemein üblich, flie
gend gelagert und in einer Seite in einem Traggerüst gehalten.
Da der Abstand zwischen den Aufnahmedornen entsprechend groß
bemessen ist, kann die auszutauschende Spule der Vorrichtung
entnommen werden, ohne daß der Auf- bzw. Abwickelvorgang der
anderen Spule beeinträchtigt wird.
Die miteinander fluchtende Anordnung der Aufnahmedorne erleich
tert den wechselseitigen Abzug bzw. das wechselseitige Aufwi
ckeln von beiden Spulen und erleichtert das Ansteuern der ent
sprechenden Aufsetz- bzw. Abnehmpositionen mit einem automa
tischen Handhabungsgerät.
Der konstruktive Aufwand wird durch den Fortfall von Schwenk
vorrichtungen verringert. Es genügt, daß die Aufnahmedorne an
der, jeweils voneinander abgewandten Seite, in einem Tragge
rüst fliegend gehalten sind. Eine besondere Vorrichtung, zur
Änderung der Lage der Aufnahmedorne ist im allgemeinen nicht
erforderlich.
Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform der Erfindung
sind die Spulen drehfest gelagert. Dadurch wird ein Überkopf
abzug des Wickelgutes möglich.
Diese drehfeste Gestaltung kann z. B. dadurch erzielt werden,
daß die Spule mit ihrem Flansch an der Seite des Aufnahme
dorns, die im Traggerüst gelagert ist, drehfest befestigt
ist. Eine andere Möglichkeit ist es, die Spule auf dem Auf
nahmedorn durch Formschluß oder Kraftschluß mit dem Fachmann
geläufigen Mitteln zu befestigen.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform sind die
Spulen drehbeweglich gelagert. Diese drehbewegliche Lagerung
kann erreicht werden, indem der Aufnahmedorn drehfest gestal
tet ist und eine Hülse aufweist, die drehbeweglich auf dem
Aufnahmedorn gelagert ist. Selbstverständlich kann die Lage
rung auch in der Spule selbst erfolgen. Gemäß einer anderen
Ausführungsform ist der Aufnahmedorn selbst drehbeweglich, so
daß sich die Spule mit dem Aufnahmedorn dreht. Die drehbeweg
liche Lagerung der Spulen eignet sich insbesondere für das
tangentiale Auf- und Abwickeln des Wickelgutes.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform können
die zuletzt erläuterten Ausführungsformen miteinander kombi
niert werden, d. h., daß die Spulenlagerung so beschaffen ist,
daß die Spule wahlweise drehfest oder drehbeweglich gelagert
ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß man mit dem glei
chen Traggerüst sowohl das tangentiale Auf- und Abwickeln des
Wickelgutes ausführen kann, als auch den Axialabzug bzw. das
axiale Aufwickeln.
Die variable Spulenlagerung kann auf unterschiedliche Weise
erreicht werden. So kann z.B. grundsätzlich eine drehbeweg
liche Lagerung der Spulen gewählt werden und die Spule kann
rotationsfest z.B. am Traggerüst befestigt werden, wenn kei
ne Drehbewegung erwünscht ist. Eine weitere Möglichkeit be
steht darin, den Aufnahmedorn mit auswechselbaren Hülsen zu
gestalten, die entweder drehfest oder drehbeweglich bezüglich
des Aufnahmedornes angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit
schließlich besteht darin, den Aufnahmedorn selbst auszuwech
seln.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform wird
die Spule, wenn eine drehbewegliche Lagerung vorgesehen ist,
über einen Motor mit variabler Winkelgeschwindigkeit ange
trieben. Durch einen derartigen Antrieb kann nicht nur eine
tangentiale Aufwicklung durchgeführt werden, es ist weiterhin
auch möglich, die Spule beim tangentialen Abzug so anzutrei
ben, daß der Draht nicht überbeansprucht wird. Dies ist be
sonders bei dünneren Drähten von hoher Bedeutung. Weiterhin
kann der Motor auch als Bremse eingesetzt werden.
Wenn entsprechende Verriegelungsmittel vorgesehen sind, kann
der Motorantrieb der Spulen auch so gestaltet werden, daß die
Spulen über den Antrieb an ihrer Drehbewegung gehindert wer
den, so daß sich dann eine drehfeste Lagerung ergibt.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform weist
die Vorrichtung mindestens einen Flyer auf, mit dem das
Wickelgut abgenommen oder aufgewickelt wird.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform sind an
der Seite der Spulen, an der der Draht abgeführt wird, Draht
bürsten vorgesehen. Diese Ausführung wird bevorzugt einge
setzt, um den Draht axial abzuziehen. Durch die Drahtbürsten
findet eine Bremsbewegung beim Abziehen statt, die einen sau
beren Abzug fördert.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform sind
die Spulen mit Ummantelungen versehen. Derartige
Ummantelungen sind besonders dann vorteilhaft, wenn höhere
Geschwindigkeiten auftreten, da hierbei die sich durch die
Fliehkräfte ergebenden Sicherheitsprobleme wesentlich vermin
dert werden. Die Ummantelungen sind so gestaltet, daß sie dem
jeweiligen Einsatzbereich der Vorrichtung angepaßt sind. So
wird man beispielsweise bei einem Überkopfabzug vorzugsweise
tütenförmige Ummantelungen verwenden.
Ein besonderes Problem liegt darin, diese Ummantelungen in
der erfindungsgemäßen Vorrichtung so zu gestalten, daß der
Spulenwechsel durch die Ummantelung nicht behindert wird.
Hier schlägt die Erfindung zwei Alternativen vor.
Gemäß einer ersten zu bevorzugenden Ausführungsform ist die
Ummantelung gelenkig mit dem Traggerüst oder mit einer am
Traggerüst befestigten Haltevorrichtung verbunden. Die Vor
richtung kann dann weggeklappt werden, um den Spulenwechsel
zu ermöglichen. Es ist selbstverständlich, daß hier auf die
besonderen Gegebenheiten des Abziehvorgangs Rücksicht genom
men werden muß.
Die Richtung, in der die Ummantelungen weggeklappt werden,
hängt von der konstruktiven Gestaltung der gesamten Vorrich
tung ab. Eine mögliche, vorteilhafte Gestaltung ist z. B. das
Klappen der Ummantelung nach oben oder nach der Seite.
Gemäß einer weiteren, zu bevorzugenden Ausführungsform ist
die Ummantelung teilbar gestaltet. Auch hier kann die Umman
telung bei einem Überkopfabzug wieder tütenförmig aufgebaut
sein. Die Ummantelung weist dann eine Teilfuge auf, die so
beschaffen ist, daß sie so weit geöffnet werden kann, daß die
Spule daraus entnommen bzw. in sie eingeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders, um ein
kontinuierliches Ab- und Aufwickeln von Wickelgut auszuführen.
Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Vorrichtung
auch für ein diskontinuierliches Auf- und Abwickeln verwendet
werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich weiterhin beson
ders dazu, regalartige Spulsysteme aufzubauen. Zu diesem Zweck
können eine Vielzahl der Aufnahmedorne, von denen je zwei im
Sinne der Erfindung einander zugeordnet sind, regalartig ange
ordnet werden. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß
ein solches System auch so aufgebaut werden kann, daß gleich
zeitig unterschiedliche Spulengrößen und sogar unterschiedli
che Abzugsformen parallel verwendet werden können.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt
darin, daß die Spulen insbesondere bei einem regalartigen
Aufbau, durch einen Handhabungsautomaten, automatisch gewech
selt werden können. Der Handhabungsautomat wird dann so pro
grammiert, daß er die einzelnen Spulenpositionen anfährt,
eine volle bzw. eine leere Spule abnimmt und diese dann gegen
eine entsprechend leere bzw. volle Spule auswechselt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vor
liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der
Zeichnung.
Darin zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der insge
samt zwölf Aufnahmedorne vorgesehen sind, die sich
jeweils paarweise zugeordnet sind.
Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der unterschiedliche
Abzugsarten sowie eine Ummantelung verwirklicht
sind;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß
Fig. 2;
Fig. 4 einen Ausschnitt einer Ausführungsform mit einer
drehbeweglichen Lagerung einer Spule.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich
tung zeigt die Fig. 1. In diesem Ausführungsbeispiel sind ins
gesamt zwölf Aufnahmedorne vorgesehen, von denen jeweils die
Aufnahmedorne 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6, 7 und 8, 9 und 10
sowie 11 und 12 einander zugeordnet sind. Die Achsen der Auf
nahmedorne befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel in ei
ner gemeinsamen vertikalen Ebene. Die einander zugeordneten
Aufnahmedorne sind horizontal zueinander fluchtend ausgerich
tet. Die Aufnahmedorne sind in einem Traggerüst gehalten, das
durch die Vertikalstreben 15, 16, 17 sowie durch die Horizon
talstreben 18, 19, 20 gebildet ist. Es ist darauf hinzuweisen,
daß die Darstellung in der Fig. 1 lediglich schematischen
Charakter hat, die detaillierte Ausgestaltung des Traggerüstes
usw. bereitet für den Fachmann bei der Verfolgung der vorgege
benen erfinderischen Lehre keine Schwierigkeiten, so daß auf
eine genauere Erörterung verzichtet werden kann.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel dient zum Abzug von Draht,
wobei die Spulen drehfest gelagert sind, und der Abzug über
Kopf erfolgt. Die Abzugsrollen 30, 31 sind schematisch zwi
schen den Spulen dargestellt. An einzelnen Spulen ist weiter
hin eine Drahtbürste 32 dargestellt, die dazu dient, den Ab
zug von der Spule zu verbessern.
Die einzelnen Spulen weisen unterschiedliche Zustände auf. Die
Spule 40, welche sich auf dem Aufnahmedorn 1 befindet ist hier
leer dargestellt, die Spule 41 ist gefüllt. Die dem Aufnahme
dorn 3 zugewandte Spule 42 wird gerade vom Aufnahmedorn ent
nommen. Dieser Entnahmevorgang ist hier lediglich schematisch
dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Platz zwischen den
Spulen ausreichend ist, um die Spule vom Aufnahmedorn abzuneh
men. Dabei ist es selbstverständlich, daß Zusatzeinrichtungen,
wie in diesem Fall die Rollen 30, 31 bei der Bemessung des für
das Abnehmen der Spule erforderlichen Raumes zu berücksichti
gen sind.
Die dem Aufnahmedorn 5 zugeordnete Spule 44, ist gerade in dem
Zustand, bevor sie auf den Aufnahmedorn aufgeschoben wird. Die
Spulen 46 und 47 befinden sich in dem Zustand, in dem der
beschriebene kontinuierliche Abzug des Drahtes möglich ist.
Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, ist der Anfang 33 des auf
der Spule 46 gewickelten Drahtes mit dem Ende 34 des auf die
Spule 47 gewickelten Drahtes verbunden. Gemäß einer zu bevor
zugenden Ausführungsform ist der Horizontalträger 16
zumindest in diesem Bereich mit einer Rinne versehen oder
rinnenförmig gestaltet, um den Draht zwischen den Spulen
aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, daß der Draht sich nicht
mit anderen Teilen des Gerüstes verheddern kann. Der
Spulendraht 35 wird über die Rollen 36 und 37 abgezogen,
wobei jeweils eine Drahtbürste verwendet wird. In den anderen
Stationen befinden sich jeweils leere Drahtspulen, nämlich
die Drahtspule 48 auf dem Dorn 9 und die Drahtspule 49 auf
dem Dorn 10, sowie die Spule 50 auf dem Dorn 11 und die Spule
51 auf dem Dorn 12. Aus der gestrichelten Darstellung der
Spulen 50 und 51 ist zu erkennen, daß es bei dieser
Vorrichtung auch möglich ist, beide Spulen gleichzeitig zu
wechseln.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die ähnlich der in Fig. 1
gezeigten Ausführungsform ist. Hier sind jedoch die auf den
Aufnahmedornen 60, 61 befindlichen Spulen 62, 63 durch Umman
telungen 64, 65 abgedeckt. Auf der linken Seite der Figur ist
ersichtlich, wie die Ummantelung um den Drehpunkt 66 geklappt
werden kann. Dabei zeigen die strichpunktierten Linien die
Zwischenstellung und die Endstellung des Klappvorganges. Wie
aus dieser Darstellung ohne weiteres hervorgeht, sind die, in
diesem Fall tütenförmig gestalteten Ummantelungen so bemessen,
daß sie von der Spule weggeklappt werden können, ohne daß die
Ummantelung mit dem Spulenflansch 67 bzw. der Drahtbürste 68
kollidiert.
Weiterhin zeigt die Fig. 2, daß Motoren 70, 71 zum Antrieb der
Spulen 72, 73 verwendet werden können. Der Antrieb erfolgt
jeweils über einen Riemen 74, 75, wobei die entsprechenden
Riemenscheiben in bekannter Weise auf der Motorwelle und am
Spulenflansch angeordnet sind. Als Antriebsriemen kommt hier
vorzugsweise ein Flachriemen oder ein Zahnriemen zum Einsatz.
Bei der Verwendung von Zahnriemen müssen die Riemenscheiben
selbstverständlich entsprechend beschaffen sein.
Da das Übersetzungsverhältnis des Antriebs im vorgegebenen
Fall konstant ist, ist der Antriebsmotor selbst mit einer
Drehzahlregelung ausgerüstet. Dies wird vorzugsweise durch die
Verwendung einer fremderregten Gleichstrommaschine erreicht,
die über eine Thyristorsteuerung angesteuert wird.
Fig. 3 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 2 in der Seiten
ansicht. Man erkennt den Motor 71, der über den Riemen 74,
mit der Riemenscheibe 76 der Spule verbunden ist. Weiterhin
erkennt man, daß der Draht in diesem Fall über die Rollen 77,
78 und 79 geführt ist. Dabei bewirkt die Rolle 79 als
sogenannte Tänzerrolle eine gleichmäßige Zugbelastung des
Drahtes.
In der Fig. 3 ist weiterhin in gestrichelter Darstellung die
Stellung der Ummantelung 65 im aufgeklappten Zustand zu se
hen.
Die Fig. 4 zeigt die Aufnahme einer drehbeweglich gelagerten
Spule. Der Aufnahmedorn 80 ist mit einem Flansch 81 versehen,
mit dem die entsprechende Einheit an einem Traggerüst, wie
dies in den vorhergehenden Figuren gezeigt ist, befestigt wer
den kann. Auf dem Aufnahmedorn ist eine Hülse 82 angeordnet,
die mittels Wälzlager 83 und 84 drehbeweglich relativ zum
Aufnahmedorn gelagert ist. Die Hülse wird in geeigneter Weise
(nicht dargestellt) axial fixiert.
Eine derartige Einheit kann in einfacher Weise an ein Tragge
rüst montiert und demontiert werden. Dadurch ist es möglich,
z. B. die Aufnahmedorne für unterschiedliche Spulengrößen
schnell zu wechseln bzw. auf einfache Weise, von einer dreh
beweglichen Lagerung, wie sie z. B. für einen tangentialen
Abzug erforderlich ist, zu einer drehfesten Lagerung zu kom
men, wie sie üblicherweise für einen Überkopfabzug verwendet
wird.
Da beim tangentialen Abzug meistens und beim tangentialen Auf
wickeln immer eine Antriebsmaschine vorgesehen ist, die für
den Überkopfabzug in der Regel nicht benötigt wird, kann die
auswechselbare Einheit auch mit einer entsprechenden
Antriebsmaschine versehen sein. Dies kann z.B, eine Gleich
strommaschine sein, die derart mit dem Lagermodul verbunden
ist, daß die drehbewegliche Hülse 82 über eine Riemenscheibe
antreibt. Die Riemenscheibe ist in diesem Fall vorzugsweise
zwischen dem Befestigungsflansch des Aufnahmedorns und den
für die Spule vorgesehenen Raum angeordnet.
Claims (15)
1. Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens zwei, auf je
einem Aufnahmedorn gelagerten Spulen zum Ab- oder Auf
wickeln eines Wickelgutes, wobei jeweils einer ersten
Spule eine zweite Spule zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmedorne (1, 2) der beiden einander zuge
ordneten Spulen (40, 41) horizontal und miteinander
fluchtend angeordnet sind und daß beide Aufnahmedorne
(1, 2) einen horizontalen Abstand voneinander aufwei
sen, der so bemessen ist, daß die erste bzw. zweite
Spule vom Dorn abgenommen bzw. auf den Dorn aufge
steckt werden kann, während die andere Spule die Auf-
oder Abwickelbewegung ausführt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen drehfest gelagert sind.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen drehbeweglich gelagert sind.
4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenlage
rung derartig beschaffen ist, daß die Spulen, z.B.
durch Auswechseln des Aufnahmedorns, sowohl drehbeweg
lich als auch drehfest in der Vorrichtung angeordnet
sind.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spulen mit variabler Winkelgeschwin
digkeit über einen Motor angetrieben sind.
6. Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
mindestens einen Flyer zum Abzug oder zum Aufbringen
des Wickelgutes aufweist.
7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Abzuges des
Wickelgutes Drahtbürsten vorgesehen sind.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen mit einer Ummantelung
(65) versehen sind.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ummantelung derart gelenkig angeordnet ist, daß sie zum
Anbringen und Abnehmen der Spulen weggeklappt werden kann.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ummantelung teilbar gestaltet ist.
11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Aufnahmedorne
mit mindestens 4 Spulen vorgesehen sind.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achsen der Aufnahmedornen im wesentlichen in einer ver
tikalen Ebene liegen.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achsen der Aufnahmedorne im wesentlichen in einer hori
zontalen Ebene liegen.
14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sechs Aufnahmedorne
mit sechs Spulen vorgesehen sind, wobei die Aufnahmedorne so
angeordnet sind, daß ihre Achsen teilweise in einer gemein
samen horizontalen Ebene bzw. in einer gemeinsamen vertika
len Ebene liegen.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere horizontale und mehrere vertikale Ebenen vorgesehen
sind.
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PCT/EP1989/001161 WO1991004806A1 (de) | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Vorrichtung zur aufnahme von mindestens zwei spulen |
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Family
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WO (1) | WO1991004806A1 (de) |
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