DE3810876A1 - Vorrichtung zur aufnahme von mindestens zwei spulen - Google Patents

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.