DE3844964C2 - Verfahren zum Abzug eines Gebindes aus strangförmigem Gut - Google Patents

Verfahren zum Abzug eines Gebindes aus strangförmigem Gut

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abzug eines Gebindes aus strangförmigem Gut, wie beispielsweise Draht, isolierten oder nichtisolierten Litzen, Glasfasern und dergleichen.
Die EP 29 971 A1 beschreibt ein Verfahren zum Wickeln von Drähten auf Drahtträgern, bei dem eine Spule mit konischem Kern verwendet wird, um ein Drahtgebinde mit konischer innerer Öffnung zu wickeln. Der Wickelvorgang beginnt am unteren, größeren Umfang des Spulenkerns. Es ist ausgeführt, daß man zum Abziehen des Drahtes die Spule so aufstellen kann, daß der größere Kerndurchmesser nach oben zeigt. Weiterhin ist beschrieben, daß man den Spulenflansch und den Kern entfernen und den Draht aus dieser so entstandenen trichterförmigen Öffnung herausziehen kann.
In der EP 241 961 A2 wird als nachteilig beschrieben, daß beim Abziehen des Drahtes von Spulen mit Flanschen, die senkrecht zur Spulenachse angeordnet sind, der Draht, insbesondere in der Nähe der Flansche, hohen Reibungskräften und damit hohen Zugspannungen unterworfen ist, die zu einem Reißen des Drahtes führen können. Es wird vorgeschlagen, den oberen Flansch konisch auszubilden und die Anzahl der Windungen auf dem Spulenkern stufenweise zu erhöhen. In einem Ausführungsbeispiel wird ein konischer Spulenkern verwendet, wobei die Spule so angeordnet ist, daß sich der Kernbereich mit dem größeren Durchmesser unten befindet. An dieser Stelle beginnt auch das Aufbringen der Windungen. Es ist vorgesehen, den Spulenkern, dessen unterer Flansch als Palette ausgebildet ist mit dem darauf befindlichen Draht zu transportieren und Draht über den oberen konischen Flansch abzuziehen.
Die GB-PS 52 677 zeigt ein Verfahren zum Abziehen von Draht, bei welchem der Draht auf eine Wickelspule gewickelt ist, deren Wickelkern konisch gestaltet ist. Die Spule wird beim Bewickeln derart positioniert, daß die Längsachse des Wickelkernes senkrecht steht und der Teil des Wickelkerns mit dem größeren Durchmesser nach unten weist. Das Abziehen des Drahtes von der Spule erfolgt, indem der Draht über den oberen Flansch abgezogen wird.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abziehen eines Gebindes zu schaffen, welches einen problemlosen Abzug des Gebindes und damit eine problemlose Weiterverarbeitung des auf dem Gebinde gewickelten strangförmigen Gutes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt dazu, daß das fertiggestellte Gebinde auf besonders einfache und sichere Weise abgewickelt werden kann.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gebinde mit seiner Längsachse in senkrechter Richtung angeordnet und zwar so, daß sich der kleinere Innendurchmesser des Gebindes unten befindet. Das strangförmige Gut, d. h. z. B. der Draht, wird "über Kopf" abgezogen. Dabei wird das Gebinde so abgezogen, daß die Windungen sich gegenseitig abstützen, so daß jede Windung von einer weiter unten liegenden Windung gestützt wird, deren Wickeldurchmesser größer ist, als der Durchmesser der vorausgehenden Windung. Dadurch kann die obere Windung nicht nach unten rutschen.
Das Gebinde bleibt also beim Außenabzug in einem sehr stabilen Zustand, was es ermöglicht, den Abzugsvorgang be­ liebig zu unterbrechen und wieder aufzunehmen, ohne daß befürchtet werden muß, daß während des Stillstandes Windungen verrutschen und sich das strangförmige Gut dadurch verheddert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit sehr unterschied­ lichem strangförmigen Gut durchgeführt werden. Erwähnt ist schon das Aufwickeln von Draht, für das sich dieses Verfahren besonders eignet. Weiterhin wurde eine hohe Eignung des Verfahrens für das gleichzeitige Aufwickeln und Abziehen von mehreren, verdrillten oder unverdrillten Drähten festgestellt. Das Erfüllen dieser Anforderung ist ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens, da das gleichzeitige Aufwickeln von mehreren Drähten, die an­ schließend wieder abgewickelt und getrennt werden müssen, bei der Drahtfertigung heute eine wichtige Rolle spielt.
Weiterhin ist es möglich, mit diesem Verfahren auch bereits fertige Litzen, und auch isolierte Litzen und dergleichen Kabel aufzuwickeln. Außerdem können auch Glasfasern auf diese Art aufgewickelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dreht sich die Wickelspule beim Aufwickeln des Gebindes. In diesem Fall wird dann eine sich auf- und ab­ wärts bewegende Verlegerolle verwendet, die das strangför­ mige Gut in der jeweils gewünschten Höhe zur Spule führt. Infolge der Drehung der Wickelspule wird ein drallfreies Aufwickeln des Wickelgutes ermöglicht. Es soll darauf hingewiesen werden, daß sich bei dieser Ausführungsform die Drehzahl der Wickelspule mit der Veränderung der Lage der Verlegeeinrichtung ändern muß, um sicherzustellen, daß bei konstanter Drahtzuführungsgeschwindigkeit jeder Durchmesser der Wickelspule die gleiche Umfangsge­ schwindigkeit aufweist.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform steht die Wickelspule während des Wickelvorgangs still. In diesem Fall bewegt sich die Verlegeeinrichtung um die Spule herum und legt den Draht um die Wickelspule. Das strangförmige Gut weist dann im allgemeinen einen Drall auf, da das Gut bei jeder Windung um 360° gedreht wird. Dieser Drall kann beim Abwickeln der Spule wieder entfernt werden, indem das Abwickeln oder das Abflyern in der entsprechend entgegengesetzten Richtung erfolgt. Falls der Drall für die Weiterverarbeitung erwünscht ist, z. B. bei der Herstellung von Litzen, kann der Drall beim Abziehen um eine weitere Umdrehung pro Windung verstärkt werden.
Das abzuziehende Gebinde wird so aufgewickelt, daß zunächst eine Lage L1a mit der Wicklungszahl N₁ gewickelt wird. Sobald die Zahl N₁ erreicht ist, wird die Bewegungsrichtung der Verlegerolle umgekehrt, und es wird eine Lage L1b zum Ausgangspunkt der ersten Lage L1a zurückgewickelt, die im wesentlichen ebenfalls die Win­ dungszahl N₁ aufweist. Die nächste Lage L2a, die in die gleiche Richtung gewickelt wird wie die Lage L1a, weist eine Anzahl N₂ < N₁ Windungen auf, wobei die Differenz zwischen der Anzahl N₂ und der Anzahl N₁ der Wickelkonstante ΔN entspricht. Diese Wickelkonstante wird im wesentlichen bei allen darauffolgenden Wicklungen beibehalten, so daß sich, wie gewünscht, der zu bevorzugende kegelförmige Aufbau der Windungen ergibt. D. h. also, daß die Windungszahl N₃ der Lagen L3a und L3b wiederum um die Wickelkonstante ΔN erhöht wird usw.
Gemäß einer zu bevorzugenden Ausführungsform liegt die Wickelkonstante zwischen 2 und 6, vorzugsweise zwischen 3 und 5. Für diese Wickelkonstante wird ein Kegelöf­ fnungswinkel zwischen 12 und 16°, vorzugsweise zwischen 13 und 15° bevorzugt. Unter Kegelöffnungswinkel wird hier der Gesamtöffnungswinkel der Wickelspule verstanden. D. h. also, daß bei einem Kegelöffnungswinkel von z. B. 16°, die Mantellinie des Kegels im Achsschnitt um 8° zur Längsachse der Wickelspule geneigt ist.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform liegt die Wickelkonstante zwischen 6 und 12, vorzugsweise zwischen 7 und 11. Bei dieser Wickelkonstante wird vorzugsweise ein Öffnungswinkel des Kegels verwendet, der zwischen nahe 0° und 12° liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit unterschiedlicher Wickelsteigung, das ist der Abstand zweier benachbarter Windungen zueinander, bezogen auf den Durchmesser des Wickelgutes, durchgeführt werden. Zu bevorzugen ist eine Wickelsteigung von 1,5 bis 3. Diese Wickelsteigung hat den Vorteil, daß kleinere Abweichungen der Drahthöhe beim Verlegen und beim Abziehen die Stabilität des Gebindes nicht beeinträchtigen können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Darin zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Wickelvorrichtung zum Wickeln des abzuziehenden Gebindes;
Fig. 2 eine Schemadarstellung der Verlegung bei der Wickelvorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ein mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 gewickeltes Gebinde;
Fig. 4 den Aufbau der unterschiedlichen Lagen beim Gebinde gemäß Fig. 1;
Fig. 5 die Verpackung des Gebindes gemäß Fig. 1;
Fig. 6 den Abzug des strangförmigen Gutes ohne Hilfseinrichtung;
Fig. 7 den Abzug des strangförmigen Gutes mit einer speziellen Vorrichtung;
Fig. 8 den Abzug unter Verwendung mehrerer Gebinde und
Fig. 9 die Anordnung mehrerer Gebinde beim Transport.
Das Wickeln des Gebindes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Aufbau der darin verwendeten Vorrichtung wird beispielhaft anhand der Fig. 1-4 beschrieben, wobei hier die Ausführungsform mit einer drehenden Wickelspule vorgesehen ist. Die Vorrichtung besteht aus dem eigentlichen Wickelkern 1, der konisch gestaltet ist und einen Kegelöffnungswinkel auf­ weist, der schematisch mit 2 bezeichnet ist. Das Wickelwerkzeug weist ferner einen ersten Flansch 3 und einen zweiten Flansch 4 auf, wobei beide Flansche senkrecht zur Längsachse 5 des Wickelwerkzeuges angeordnet sind. Die beiden Flansche sind scheibenförmig gestaltet und haben keine kegeligen Flächen. Der zweite Flansch 4 ist abnehmbar, so daß das Wickelwerkzeug aus dem fertigen Gebinde entfernt werden kann. Weiterhin ist das Wickelwerkzeug vorzugsweise teilbar gestaltet, um das Herausführen des Wickelwerkzeuges zu vereinfachen.
Auf das Wickelwerkzeug wird eine dünne Hülle 10 auf­ gebracht, welche der Kontur des Wickelwerkzeuges angepaßt ist, und welche z. B. aus Papier bestehen kann. Diese dünne Hülle 10 verbleibt nach der Fertigstellung des Gebindes und erhöht dessen Festigkeit beim Transport, bzw. beim Außenabzug.
Die Verlegung des strangförmigen Gutes, im vorliegenden Fall ein Draht, beginnt an dem Flansch der Wickelspule, der an dem Teil der Wickelspule angeordnet ist, welches den kleinsten Durchmesser aufweist. Der Draht 12 wird aus Gründen, die nachfolgend näher beschrieben werden, zunächst lose über den zweiten Flansch 4 geführt, die Verlegung beginnt dann mit der Drahtwindung 20, die die erste an die Wickelspule geführte Wicklung darstellt. Die Verlegung erfolgt mit einer Verlegerolle, die gesteuert auf- und abwärts bewegt wird, und die den im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit ankommenden Draht 13 der rotierenden Wickelspule zuführt. Die Steuerung der Verlegerolle läßt sich am besten an Bild 2 erkennen. Die Verlegung beginnt mit der Verlegung der Lage L1a, wobei im vorliegenden Fall 4 Windungen in Richtung des Pfeiles 22 gewickelt werden. Anschließend kehrt die Verlegerolle ihre Bewegungsrichtung um und wickelt 4 Windungen zurück, welche die Lage L1b bilden. Die Wicklungszahl N₁ der Lage 1 ist damit 4. Anschließend wird die Lage L₂ gewickelt, wobei sich die Anzahl N₂ der Windungen aus der Gleichung:
Nx = N(x-1) + ΔN
errechnet. Im vorliegenden Fall ist ΔN = 4, d. h., zufälligerweise gleich der Anzahl N₁ der ersten Lage L₁. Die Lage L₂a enthält deshalb 8 Wicklungen, die in Richtung des Pfeils 22 gewickelt werden, die Lage L₂b enthält dann ebenfalls 8 Wicklungen, die in Richtung des Pfeiles 23 gewickelt werden. Die nächste Lage L₃a hat dann N₂ + ΔN = 8 + 4 = 12 Wicklungen, die nicht dargestellte Lage L₄a hätte dann 16, die Lage L₅a dann 20 usw. Die Anzahl der Wicklungen wird also bei jeder neuen, in der gleichen Richtung gewickelten Lage, um einen konstanten Betrag erhöht, der als Wickelkonstante bezeichnet ist. Selbst­ verständlich könnte man diesen Betrag auch variieren, wenn dies zum Aufbau des Gebindes vorteilhafter ist.
Die Fortführung des Wickelvorganges wird am besten anhand der Bilder 3 und 4 deutlich. Der Verlegevorgang wird in der beschriebenen Weise weitergeführt, bis schließlich die Anzahl der Windungen so hoch ist, daß der gegenüberliegende erste Flansch 3 mit den Windungen erreicht wird. Sobald dieser Punkt erreicht ist, werden die folgenden Lagen mit der gleichen Wicklungszahl gewickelt, wodurch sich parallel verlaufende Lagen von Draht ergeben. Dieser Verlauf der Wicklungen ist schematisch durch parallel verlaufende gestrichelte Linien 25 in Bild 3 dargestellt.
Das Wickeln der parallelen Lagen wird solange fortgesetzt, bis der äußerste Rand des zweiten Spulenflansches 4 erreicht ist. Anschließend kann der Wickelvorgang entweder beendet werden, oder er kann fortgesetzt werden, in dem nun eine jeweils verminderte Anzahl von Windungen, praktisch umgekehrt wie am Anfang, aufgebracht werden, so daß das Gebinde eine nach außen zylindrische Form erhält. Das Ende des Drahtes 26 wird dann in wenigen Windungen 49 mit großer Steigung zum Ausgangspunkt des Wickelvorgangs zurückgeführt und liegt dann neben dem Anfang des Drahtes 12.
Der schematische Aufbaus der Drahtwicklung wird am besten aus Bild 4 ersichtlich. Das Drahtgebinde besteht aus einem inneren Teil 40, welches doppelkonisch geformt ist, d. h., daß es sich nach innen kegelig verengt und nach außen kegelig erweitert. Diese doppelkonische Form bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß beim Abwickeln, wenn der Draht die inneren, beim Abwickelvorgang immer kritischen Lagen erreicht, sich der Durchmesser der Wicklungen, im aufrechten Zustand des Gebindes, nach unten hin erweitert, gleichgültig, ob nun von innen oder außen abgezogen wird. Auf diese Art und Weise ist es z. B. möglich, Gebinde als Handelsware zu schaffen, die nicht auf die spezifischen Voraussetzungen beim Kunden, ob dort nämlich ein Innen- oder Außenabzug stattfindet, Rücksicht zu nehmen brauchen.
Neben diesem doppelkonischen Teil 40 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein parallelverlaufender Teil 42 vorhanden, dessen Durchmesser sich nach unten hin ebenfalls vergrößert. Es wird darauf hingewiesen, daß dieser parallele Teil 42 selbstverständlich auch entfallen kann, es ist ohne weiteres möglich, das Gebinde nur aus dem doppelkonischen Teil aufzubauen.
An den parallelen Bereichen 42 schließt sich dann der Be­ reich 43 an, in dem die Lagen so angeordnet sind, daß sich eine zylindrische Außenform der Gebindes ergibt, dieses kann z. B. erreicht werden, in dem der Wickelvorgang, der zur Herstellung des ersten Teiles der Wicklung führte, genau umgedreht wird. Auch dieser Teil der Wicklung kann selbstverständlich entfallen.
In Bild 5 ist ein versandfertiges Gebinde, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden ist, dargestellt. Das Gebinde weist eine Papphülle 10 auf, die ihm zusätzliche Stabilität nach innen verleiht. Weiterhin ist eine äußere Hülle 50, z. B. eine Kunststoffolie vorgesehen, die das Gebinde während des Transportes vor Schmutz schützt. Eine zusätzliche Stabilität für den Transport wird durch Umreifungen 51 erzielt, die um das Gebinde herumgelegt sind, wie dies Bild 5 zeigt. Um das Aufbringen dieser Umreifungen zu erleichtern, sind bereits in der Wickelspule (Wickelkern und Flansche) entsprechende Kanäle vorgesehen. Weiterhin sind in Umfangsrichtung verlaufende Kunststoff- oder Stahlbänder 52 vorgesehen, welche dem Gebinde weiterhin Stabilität verleihen.
Fig. 6 zeigt, wie das Wickelgut von dem Gebinde ohne Verwendung einer Vorrichtung abgezogen werden kann. Dies geschieht, indem das Gebinde aufrecht positioniert wird, so daß der kleinere Durchmesser des Gebindes nach unten weist. Der Draht 56 wird dann, vorzugsweise durch eine hier nicht dargestellte Öse, nach oben abgezogen.
In Fig. 7 ist dargestellt, wie das Gebinde gemäß Fig. 5 unter Verwendung einer Vorrichtung abgezogen wird. In den Pappkern 10 des Gebindes wird eine Abzugsvorrichtung 60 eingelegt, die aus einem Kern 61 und einer drehbaren Scheibe 62 besteht, welche an ihrem äußeren Umfang eine kreisförmige Leiste 64 trägt. Die Abzugsscheibe 62 ist vorzugsweise drehbar gestaltet. Der Abzug erfolgt dann über diese Scheibe, in dem das strangförmige Gut durch eine in der Achse des Gebindes angeordnete Öse 65, die auf hier nicht dargestellte Weise mit der Abzugsvorrichtung verbunden ist, gezogen wird.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, werden die einzelnen Windungen nacheinander abgezogen, wobei jede darauf folgende Windung in diesem Bereich des Gebindes einen größeren Durchmesser aufweist, als die darunterliegende Windung. Dadurch wird ein Verrutschen der Windungen nach unten vermieden, und es kann während des Abzuges, insbesondere bei einem Stillstand des Abzugsvorgangs, nicht zum Verheddern des strangförmigen Gutes kommen.
In Fig. 8 ist dargestellt, wie zwei nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellte Gebinde miteinander verbunden werden, um einen ohne Zeitverlust erfolgenden Übergang von einem ersten Gebinde 70 zu einem zweiten Gebinde 71 zu haben.
In Fig. 9 wird gezeigt, wie mehrere der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gebinde für den Transport bereitgestellt werden. Wie ersichtlich, können die Gebinde 90 ohne weitere Hilfsmittel auf einer Palette 91 zum Transport bereitgestellt werden. Um dem Gebinde eine ausreichende Stabilität zu verleihen, sind wiederum, wie bereits beschrieben, Umreifungen 92 vorgesehen.
Bei dieser Methode wird, wie in Fig. 8 gezeigt, das nach außen geführte Ende des Drahtes 12, mit dem ebenfalls nach außen geführten Ende des Drahtes 26 verbunden. Sobald die er­ ste Spule 70 abgewickelt ist, geht der Abwickelvorgang mit dem zweiten Gebinde 71 weiter. In gleicher Weise kann auch ein drittes oder viertes Gebinde angeschlossen werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Abzug eines Gebindes aus strangförmigem Gut, welches unter Verwendung eines mit Flanschen versehenen Wickelkörpers mit konischem Kern und einer sich in etwa parallel zu deren Achsrichtung bewegenden Verlegeeinrichtung, hergestellt wird, wobei, ausgehend von der Seite des Wickelkerns mit dem geringsten Durchmesser zunächst eine erste Wicklungslage mit einer vorbestimmten Anzahl N₁ von Windungen auf die Wickelspule aufgebracht wird, welche kleiner ist als die Gesamtzahl Nmax der bei der gewählten Wickelsteigung auf die Wickelspule maximal aufzubringenden Anzahl von Windungen, wonach die Verlegeeinrichtung in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt wird und das strangförmige Gut zum Ausgangspunkt des Wickelvorgangs zurückwickelt und worauf weitere Wickellagen aufgebracht werden, welche eine Anzahl von Nx Wicklungen aufweisen, die jeweils größer sind als die Anzahl der Windungen Nx-1 der vorangegangenen Lage, bis die maximale Windungszahl Nmax erreicht ist, wobei die Windungszahl Nx-1, Nx, Nx+1 der aufeinanderfolgenden Wickellagen Lx-1, Lx, Lx+1 jeweils um eine im wesentlichen gleichbleibende Wickelkonstante AN zunimmt; wobei das Gebinde beim Abzug aufrecht positioniert wird, so daß der Teil des konischen Kerns mit dem kleineren Durchmesser unten liegt und der Draht nach oben und von außen abgezogen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule beim Wickelvorgang gedreht wird, so daß das strangförmige Gut drallfrei gewickelt ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule während des Wickelvorgangs still steht und sich die Verlegeeinrichtung um die Spule herum bewegt, so daß das strangförmige Gut mit Drall gewickelt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufwickeln nach dem Erreichen der Maximalwindungszahl Nmax parallele Lagen aufgebracht werden.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des Maximaldurchmessers des Gebindes Lagen mit abnehmenden Windungszahlen gewickelt werden, so daß das Gebinde im wesentlichen zylindrisch ist.
6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkonstante, d. h. die Differenz der Windungszahlen zweier aufeinanderfolgender, in die gleiche Richtung gewickelter Wickellagen, zwischen 2 und 6 liegt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mantellinie des Gebindes, welche dem Kegelwinkel der Wickelspule entspricht, zwischen 12° und 16° gehalten ist.
8. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkonstante zwischen 6 und 12 liegt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mantellinie des Gebindes, welche dem Kegelwinkel der Wickelspule entspricht, zwischen nahe 0° und 12° gehalten ist.
10 Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelsteigung, d. h. der Abstand zweier benachbarter Windungen zueinander, in etwa zwischen dem 1,5- bis 2,5-fachen des Durchmessers des Wickelgutes beträgt.
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