DE3811876A1 - Vorrichtung zur bremsung von spulen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bremsung von um ihre Achse drehbar gelagerten Spulen, von denen strangförmiges Gut, wie Bänder, Drähte, Fäden und dergl. abwickelbar und nach kraftschlüssiger Verbindung mit einer Antriebswelle diese Spulen mit entsprechendem strangförmigen Gut wieder bewickelbar sind. Hierbei wird die Kraftwirkung eines elektromagnetischen Feldes für die Erzeugung des Bremsmomentes bzw. für die Drehmomentübertragung ausgenutzt, wobei als Anker ein gegen Federkraft bewegbarer, an der Flanschseite der Spule angeordneter metallischer Ring dient, über den sich im erregten Zustand eines Elektromagneten der magnetische Kraftfluß schließt.

In vielen Fällen, so bei Textilmaschinen, Verseil- oder Aufseilmaschinen usw. ist es erforderlich, die Spulen, von denen strangförmiges Gut, wie Bänder, Drähte oder Fäden, abläuft, so zu bremsen, daß in dem ablaufenden Gut eine konstante oder nahezu konstante Zugspannung vorhanden ist, da anderenfalls das strangförmige Gut zu schlagen oder zu reißen beginnt. Bekannt sind zu diesem Zweck (DE-OS 15 38 579) Spulenbremsen, bei denen das Bremsmoment bereits durch einen Elektromagneten erzeugt wird, wobei Mittel vorhanden sind, die in Abhängigkeit vom Spulenradius oder von der Spulenrotationsgeschwindigkeit bzw. vom Spulengewicht den das Bremsmoment des Elektromagneten bestimmenden Erregerstrom ändern. Nun gibt es aber Fälle, bei denen es nicht nur darauf ankommt, eine Spule beim Abwickeln des strangförmigen Gutes abzubremsen, sondern eine solche Bremse gleichzeitig als Kupplung dann zu benutzen, wenn die Spulen nach dem Leerwickeln wieder mit Bändern oder Drähten aus Vorräten bewickelt werden sollen. Dann reicht die bekannte Vorrichtung nicht aus, einmal das volle Drehmoment zu übertragen (Bewicklung) und zum anderen eine Regelung der Bremskraft (Abwicklung) herbeizuführen, um einen störungsfreien Ablauf des strangförmigen Gutes von der Spule zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die beiden Forderungen gerecht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß zwischen dem Ankerring und dem Elektromagneten ein Luftspalt vorgesehen ist. Dieser Luftspalt, der in seiner Breite vorteilhaft 0,1-1,5 mm, vorzugsweise 0,2-0,8 mm beträgt, gestattet für den aktiven Betrieb, d. h. den Abwickelvorgang, bei verminderter Erregerspannung des Elektromagneten einen ausreichenden Regelbereich für die Bremskraft, ohne daß es zu einem ruckartigen Festhalten des Ankerringes und damit zu einem plötzlichen Halt der Abwickelspule kommt. Gleichzeitig bietet die Erfindung Gewähr dafür, daß bei entsprechend erhöhter bzw. voller Erregerspannung im passiven Betrieb, d. h. beim Aufwickelvorgang, das benötigte Drehmoment schlupffrei auf die Spule übertragen wird.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene Problemlösung kann auf einfache Weise realisiert werden. Bei Einrichtungen, von denen die Erfindung ausgeht, kann der Luftspalt z. B. durch Verkürzung des Eisenweges im Magnetjoch des Elektromagneten gebildet werden. Hierzu wird man zweckmäßig das dem Ankerring zugekehrte Ende des Magnetjoches um die Breite des Luftspaltes gegenüber der Reib- oder Schleiffläche des Elektromagneten zurücksetzen.

Eine andere Möglichkeit, gemäß der Erfindung einen Zwangsluftspalt vorzusehen ist zweckmäßig die, daß die Reib- oder Schleiffläche des Elektromagneten einschließlich der dem Ankerring zugekehrten Enden des Magnetjoches von einer der Breite des Luftspaltes entsprechenden Isolierscheibe überdeckt wird. Auf einfachen Wege ist so die beim Abwickeln geforderte Regelmöglichkeit der Bremskraft gegeben.

Die beschriebene Erfindung ist auf beliebige Bereiche anwendbar, sei es, daß es um Wickelvorgänge in der Textilindustrie geht, sei es, daß die Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen entsprechende Maßnahmen erforderlich macht. Ein besonders bevorzugter Anwendungsbereich ist z. B. das Verseilen oder Aufseilen von Verseilelementen mittels einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 36 09 146) aus einem antreibbaren Verseilkörper und Vorratsaufnahmen in Form von Spulen, bei der der Verseilkörper und die Spulen zu einer Einheit zusammengefaßt in doppelter Ausführung vorhanden und in Form dieser Einheit gegeneinander austauschbar sind, wobei die Einheit mit gerade gefüllten Spulen den aktiven Teil und die andere mit den zu füllenden Spulen den passiven Teil bildet. Eine solche Einrichtung ist in gleicher Weise zur Verseilung von einzelnen Verseilelementen als auch zum Aufseilen von Lagen auf langgestrecktes Gut geeignet. Die jeweiligen Einheiten sind kompakte Systeme, die nach Leerlauf der Vorratsaufnahmen kurzfristig beladen werden können. Die Beladung selbst kann auftragsbezogen vorgenommen werden, d. h., nach einem vorgegebenen Programm werden die Vorratsaufnahmen mit Verseilelementen unterschiedlicher oder gleicher Länge und/oder Querschnitte und/oder Material gefüllt. Für den hierbei notwendigen wechselnden Betrieb, der störungsfrei ablaufen und mit hohen Abzugs- bzw. Aufspulgeschwindigkeiten durchgeführt werden soll, ist es zwingend erforderlich, daß die Spulen je nach Betriebsart (aktiv - passiv) entweder problemlos bremskraftgeregelt oder schlupffrei mit der Antriebswelle verbunden umlaufen.

Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 verdeutlicht in einem gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Maßstab die Erfindung selbst, die Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung.

Die z. B. mit einem Drahtvorrat 1 gefüllte Spule 2 weist an der Stirnseite des Spulenkernes 3 eine Ausnehmung 4 auf, in der der Ankerring 5 in Achsrichtung bewegbar geführt ist. Gehalten wird der Ankerring 5 durch eine Verschraubung 6, mit der der Haltering 7 am Grund der Ausnehmung befestigt ist. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Haltering 7 und dem Ankerring 5 wird durch wechselseitig mit den angrenzenden Teilen verschraubte Blattfedern 8 erreicht. Dem Ankerring 5 gegenüber ist der Elektromagnet 9, ebenfalls in Ringform angeordnet, er besteht aus der Erregerwicklung 10 und dem Magnetjoch 11 sowie einer Reib- oder Schleiffläche 12. Auf der Welle 13 einer Wickel- oder Verseilmaschine ist die Spule 2 mittels nicht dargestellter Kugellager frei drehbar gelagert, damit läuft auch der Ankerring 5, am Spulenkern 3 befestigt, mit um. Mit der Welle 13 starr verbunden ist dagegen der Elektromagnet 9.

Bei Beaufschlagung der Erregerwicklung 10 mit der vollen Erregerspannung, z. B. von 24 V, wird der Ankerring 5 kurzfristig angezogen, die vorher möglicherweise noch freilaufende Spule wird abgebremst. Der hierdurch bewirkte Kraftschluß zwischen dem mit der Welle 13 starr verbundenen Elektromagneten 9 und dem Ankerring 5 erlaubt es, bei Antrieb der Welle 13 durch Aufwickeln von Drähten oder Bändern die Spule 2 zu füllen.

Soll in einem anschließenden Arbeitsschritt das auf die Spule 2 aufgewickelte Gut wieder abgezogen werden, etwa zum Zwecke einer Ver- oder Aufseilung, wird durch Entregung des Elektromagneten 9 der Kraftschluß zum Ankerring unterbrochen, das Gut kann bei freiem Umlauf der Spule 2 abgezogen werden. Um für diesen Fall nun eine ausreichende Regelmöglichkeit der Bremskraft zu erreichen, die benötigt wird, um unabhängig vom Wickeldurchmesser des auf der Spule 2 aufgewickelten Gutes 1, unabhängig von Spulengewicht, von der Art des Gutes usw., für einen störungsfreien Ablauf zu sorgen, ist nach der Erfindung der Luftspalt 14 vorgesehen. Dieser Luftspalt bewirkt ohne Beeinflussung der bei Antrieb der Welle 13 zum Zwecke des Aufwickelns benötigten Kraftschlusses eine gleichförmige Abbremsung der Spule 2 beim Abwickeln des Gutes, beispielsweise bei einer verminderten Erregerspannung von 0-6 V.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Magnetjoch 11 um die Breite des Spaltes 14 zurückgesetzt, erreicht werden kann dies z. B. durch ein Abdrehen, also ein mechanisches Entfernen von Material an den Joch- Stirnflächen.

Die Fig. 2 zeigt den Einsatz einer Vorrichtung nach der Fig. 1 bei der bereits erwähnten Ver- oder Aufseilvorrichtung, bei der Verseilkörper und Vorratsaufnahmen zu einer Einheit zusammengefaßt und in doppelter Ausführung vorhanden sind.

Als Verseilkörper dient das Rohr 15, das konzentrisch zu den Spulen 2 angeordnet ist und um diese umläuft. Zur Halterung dient ein Ständer 16, der Antrieb erfolgt über das Getriebe 17, zur Aufnahme der Spulen 2 dient eine gegebenenfalls frei mitlaufende Hohlwelle 18. Beim Umlauf des Rohres 15 werden die im Rohr oder am Rohr geführten Verseilelemente 19, beispielsweise einzelne Drähte, aus den Spulen 2, wie dargestellt, abgezogen und nach Umlenkung durch eine Führungsscheibe 20 dem Verseilpunkt 21 zugeführt. Sollen die Verseilelemente 19 nicht miteinander verseilt, sondern auf eine Kabelseele aufgeseilt werden, dann wird die Kabelseele selbst durch die Hohlwelle 18 zum Verseilpunkt 21 geführt.

Wie aus der Draufsicht nach Fig. 2 zu ersehen, sind zwei aus Verseilkörper und Spulen bestehende Einrichtungen 22 und 23 in einer Ebene nebeneinanderliegend angeordnet. Der Aufbau dieser Einheiten ist identisch, über eine geeignete Wechselvorrichtung 24 können die beiden Einheiten 22 und 23 gegeneinander verschwenkt werden. Diese Verschwenkung erfolgt zweckmäßig revolverartig, dies bedeutet im konkreten Fall, daß nach Entleerung der Spulen 2 die Einheit 22 aus der Betriebsstellung herausgeschwenkt und gleichzeitig die Einheit 23 in die Betriebsstellung zurückgebracht wird. Zum Füllen der mit leeren Spulen aus der Betriebsstellung herausgeschwenkten Einheit 22 dient die Ladestation 24, in der beispielsweise in einem geeigneten Magazin Verseilelemente, beispielsweise Drähte, unterschiedlicher Abmessungen vorhanden und entsprechend einem Programm mittels der schematisch angedeuteten Verlegevorrichtung 25 in die Spulen 2 eingefüllt werden. Der Ladevorgang kann ebenso automatisch erfolgen, wie das jeweilige Einschwenken der Einheiten in die Lade- und/oder Betriebsstellung.

Die in dieser Ver- oder Aufseilvorrichtung vorhandenen Spulen 2 sind entsprechend der Fig. 1 aufgebaut und mit der Kupplung-/Bremseinrichtung nach der Erfindung ausgerüstet. Dabei kann abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 der erfindungsgemäße Luftspalt auch durch eine die Reibfläche 12 überdeckende und eine der Spaltbreite angepaßte Dicke aufweisende Isolierscheibe hergestellt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Bremsung von um ihre Achse drehbar gelagerten Spulen, von denen strangförmiges Gut, wie Bänder, Drähte, Fäden und dergl. abwickelbar und nach kraftschlüssiger Verbindung mit einer Antriebswelle diese Spulen mit entsprechendem strangförmigen Gut wieder bewickelbar sind, wobei die Kraftwirkung eines elektromagnetischen Feldes für die Erzeugung des Bremsmomentes bzw. die Drehmomentübertragung ausgenutzt wird und als Anker ein gegen Federkraft bewegbarer, an der Flanschseite der Spule angeordneter metallischer Ring dient, über den sich im erregten Zustand eines Elektromagneten der magnetische Kraftfluß schließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ankerring und dem Elektromagneten ein Luftspalt vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt 0,1-1,5 mm, vorzugsweise 0,2-0,8 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt durch Verkürzung des Eisenweges im Magnetjoch des Elektromagneten gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ankerring zugekehrte Ende des Magnetjoches um die Breite des Luftspaltes gegenüber der Reib- oder Schleiffläche des Elektromagneten zurückgesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reib- oder Schleiffläche des Elektromagneten einschließlich der dem Ankerring zugekehrten Enden des Magnetjoches von einer der Breite des Luftspaltes entsprechenden Isolierscheibe überdeckt ist.