DE4002848A1 - Anordnung zum zwischenspeichern von langgestrecktem gut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Zwischenspeichern von langgestrecktem Gut, wie elektrische Kabel, Litzen, Drähte und dergl., aus raumfest gelagerten und mit diesen zusammenwirkenden beweglichen Rollen, über die das Gut fortlaufend geführt ist.

Speicher dieser Art werden beispielsweise in der Kabeltechnik allgemein verwendet, um kurzzeitige Geschwindigkeitsunterschiede zwischen einer abwickelnden bzw. zuführenden und einer aufwickelnden bzw. aufnehmenden Maschine oder Maschinenanlage auszugleichen. Solche Geschwindigkeitsunterschiede können z. B. auftreten, wenn die aufwickelnde Maschine kurzzeitig angehalten werden muß, um einen Trommelwechsel vorzunehmen, die das Gut zuführende Maschine jedoch, beispielsweise ein Extruder, weiterläuft. Eine andere Anwendungsmöglichkeit für einen Zwischenspeicher ist die, daß die abziehende Maschine diskontinuierlich im "STOP" and "GO" Betrieb mit hohen Beschleunigungen läuft und die das Gut abgebende Maschine diesen erhöhten Beschleunigungen nicht folgen kann. Die praktische Ausführungsform von Speichern für durchlaufendes langgestrecktes Gut, die auch als Tänzerspeicher oder Pendelspeicher bezeichnet werden, beruhen im wesentlichen auf dem Prinzip eines Flaschenzuges mit festen und diesen zugeordneten beweglichen Rollen. Ein Tänzerspeicher bekannter Bauart weist einen festen und einen beweglichen sogenannten Rollenblock auf, wobei der feste Block sich in der Regel am Kopf des Speichers befindet und der bewegliche Block senkrecht darunter so angeordnet ist, daß er sich in einer Zwangsführung auf und ab bzw. auf den festen Block zu oder von diesem weg bewegen kann. Das zu speichernde Gut, das ein Kabel, ein Draht und dergl. sein kann, ist, ähnlich wie das Seil eines Flaschenzuges, abwechselnd um die festen und losen Rollen geschlungen. Sobald der Speicher gefüllt ist, befindet sich der bewegliche Rollenblock in seiner vom festen Block am weitesten entfernten Position und bewegt sich beim Leeren des Speichers auf den festen Block zu. In der höchstmöglichen Position des beweglichen Rollenblockes ist der Speicher geleert.

Die Kraft, die erforderlich ist, um das Gut aus dem Zwischenspeicher herauszuziehen, ist im stationären Zustand lediglich von Gewicht des beweglichen Rollenblockes sowie von der Walkarbeit des Gutes bei der Bewegung um die Rollen abhängig, jedoch weitgehend unabhängig von dem Füllgrad des Speichers.

Bei Beschleunigung, z. B. ruckartiger Geschwindigkeitssteigerung der Abzugsbewegung des Gutes muß jedoch die gesamte Masse des beweglichen Rollenblockes nach oben entgegen der Gravitationskraft beschleunigt werden, so daß im Gut zwischen dem Speicherausgang und der abziehenden Maschine eine Zugkraft entsprechend

wirksam wird. Dabei ist M = Masse des beweglichen Rollenblockes, b die Beschleunigung, g die Gravitationskonstante und n die Anzahl der lose und fest angeordneten Rollen.

Diese Kraft ist insbesondere bei hohen Beschleunigungen für viele Anwendungsfälle, beispielsweise bei dünnen Drähten, Glasfasern und dergl. zu groß und kann zu unerwünschten Kabeldehnungen oder gar Kabelabrissen führen. Um diesen unerwünschten Effekt zu mindern, sind Speicher mit pendelnd aufgehängtem unterem Rollenblock bekannt, bei denen bei gefülltem Zwischenspeicher die Gravitationskraft vom Pendelarm aufgenommen wird und erst bei zunehmender Speicherleerung, wenn die Anfangsbeschleunigung abgeklungen ist, wirksam wird. Da bei Anfahren des vollen Speichers jedoch noch immer der gesamte Rollenblock beschleunigt werden muß und an allen Rollen Walkarbeit durch Bewegung des durchlaufenden Gutes um die Rolle geleistet werden muß, sind die Kräfte im abzuziehenden Gut für viele Anwendungen immer noch zu groß. Eine Verbesserung ergibt sich demgegenüber dadurch, daß die beweglichen Speicherrollen nicht als Block an einem gemeinsamen Pendelarm aufgehängt werden, sondern einzeln, so daß jede Rolle an einem gesonderten Pendelarm befestigt ist. Dies führt dazu, daß beim Anfahren zunächst nur die letzte Rolle einschließlich des Pendelarmes bewegt wird und nur an dieser einen Rolle Walkarbeit geleistet wird. Erst wenn das letzte Pendel eine gewisse Kraft übernommen hat, folgt das nächste und dann das übernächste usw. Das hat zur Folge, daß die Zugkraft im abgezogenen Gut von sehr kleinen Werten bei einem gefüllten Zwischenspeicher auf große Werte bei leerem Speicher ansteigt. Kleine Kräfte bei Beginn der Abzugsbewegung, d. h. im Bereich hoher Beschleunigung, sind ebenso erwünscht, wie eine zunehmende Zugkraft mit der Speicherleerung, die die Speichernachfüllung unterstützen.

Für gegenüber mechanische Beanspruchungen besonders empfindliches strangförmiges Gut und bei steigenden Abzugsgeschwindigkeiten reichen jedoch auch diese bekannten Maßnahmen nicht immer aus. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die Zugkräfte im durchlaufenden Gut weiter zu reduzieren.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Pendelarme dieser Rollen mindestens ein zusätzliches Gelenk aufweisen, das ein Abknicken in der Pendelausschlagsrichtung ermöglichen. Diese Maßnahme führt zu einer weiteren Reduzierung der Zugkräfte, so daß auch gegenüber mechanischen Beanspruchungen empfindliches strangförmiges Gut problemlos abgewickelt und zwischengespeichert werden kann. Das gilt auch dann, wenn mit hohen Fertigungsgeschwindigkeiten, wie sie die neueren Maschinenanlagen mit sich bringen, gerechnet werden muß. Denn durch die zusätzlichen Gelenke weisen die Gelenkarme ein geringes Rückstellmoment auf. Durch die Position der Gelenke gemäß der Erfindung kann darüberhinaus die Kraft/ Wegcharakteristik des Speichers in weiten Grenzen eingestellt und den Erfordernissen des gespeicherten Gutes angepaßt werden.

Eine weitere Reduzierung der Zugkraft im strangförmigen Gut, bei der dieses von einer Ablauftrommel abgezogen wird, ergibt sich dadurch, daß in Weiterführung der Erfindung diese Ablauftrommel antreibbar und deren Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuerbar ist. Dabei wird man die Ablauftrommel zweckmäßig mit einer Geschwindigkeit antreiben, die der mittleren Geschwindigkeit der vom Speicher versorgten Verarbeitungsanlage entspricht. Das hierfür erforderliche Steuersignal wird aus dem Speicherfüllgrad, nämlich der Winkelstellung eines der verwendeten Pendel, abgeleitet.

Die Anordnung zum Zwischenspeichern von strangförmigem Gut, wie beispielsweise elektrischen Kabeln oder Leitungen, kann auch so getroffen sein, daß das Gut von einer Ablauftrommel zur Versorgung einer Verarbeitungseinrichtung für das jeweilige Gut abgezogen und innerhalb des Zwischenspeichers über mehrere raumfest gelagerte sowie bewegliche Rollen geführt wird. In diesem Fall wird man in Weiterführung des Erfindungsgedankens die von der Ablauftrommel gesehen erste raumfest gelagerte Rolle antreibbar ausbilden und deren Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuern. Hierdurch werden Wickelfehler auf der Trommel die zu einen Zurückziehen des Gutes aus dem Speicher führen könnten in weitem Maße toleriert und die Speicherfüllung kann von diesen Kräften entkoppelt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Antriebsgeschwindigkeit dieser Speicherrolle mit der mittleren Geschwindigkeit der von Zwischenspeicher versorgten Verarbeitungseinrichtung zu synchronisieren, wobei das erforderliche Steuersignal aus dem Speicherfüllgrad, nämlich der Winkelstellung eines der Pendel, abgeleitet wird. Bei dieser Anordnung wird z. B. die Antriebsgeschwindigkeit der Ablauftrommel über ein Pendelpotientometer zwischen Ablauftrommel und Speichereingang, das den Kabeldurchhang abtastet, geregelt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß sowohl die Ablauftrommel als auch die von der Ablauftrommel aus gesehen erste raumfest gelagerte Rolle antreibbar und deren Antriebsgeschwindigkeiten abhängig vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuerbar sind.

Die Rückstellung der pendelnd aufgehängten Rollen in deren Ausgangslage kann in Durchführung des Erfindungsgedankens gemeinsam oder einzeln durch Federkraft erfolgen, man kann aber auch so vorgehen, daß die Rückstellung durch in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers gesteuerte Fremdkräfte erfolgt. Diese Steuerung in Abhängigkeit vom Füllgrad, beispielsweise auf pneumatischem oder hydraulischem Wege, ergibt weitere Anpassungsmöglichkeiten an die für das jeweilige strangförmige Gut gestellten Forderungen.

Insbesondere bei solchem Gut, das sich durch dünne Querschnitte auszeichnet und das aufgrund des verwendeten Materials erhöhten Zugspannungen nicht ausgesetzt werden darf, ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken vorgesehen, daß im Bereich des Pendeldrehpunktes und/oder Gelenkpunktes Stoßdämpfer angeordnet sind. Eine ruckartige Belastung des durchlaufenden Gutes ist damit vermieden.

Im Zuge fortschreitender Automatisierungsvorgänge bei der Verarbeitung oder Herstellung von Produkten und zur Anpassung an die jeweiligen besonderen Gegebenheiten hinsichtlich Art und Verarbeitungsgeschwindigkeit des langgestreckten Gutes sieht auch die Erfindung vor, daß die Steuerung der Antriebsgeschwindigkeiten von Ablauftrommel und/oder -rollen des Zwischenspeichers und/ oder Rückstellung der pendelnden Rollen über einen Prozeßrechner erfolgt.

Die Erfindung sei anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Das strangförmige Gut, beispielsweise ein Draht 1, wird von einer Vorratstrommel 2 abgewickelt und einem nichtdargestellten Extruder zur Ummantelung zugeführt. Um einen Längenausgleich herzustellen für den Fall, daß z. B. für einen Trommelwechsel die Abzugsrichtung angehalten werden muß, der Extruder jedoch weiterläuft bzw. bei fehlerhaften Fertigungsunterbrechungen auf einen bestimmten gespeicherten Drahtvorrat zurückgegriffen werden kann, ist zwischen der Vorratstrommel 2 und dem Extruder ein sogenannter Zwischenspeicher 3 vorgesehen. Dieser Zwischenspeicher besteht, wie insbesondere aus der Fig. 1 ersichtlich, aus einem Rahmen 4 an bzw. auf dem raumfest gelagert die Rollen 5 angeordnet sind. Wie aus der Fig. 2 anhand einer Seitenansicht hervorgeht, sind mehrere solcher Rollen 5 zur Aufnahme des von der Vorratstrommel 2 ablaufenden Drahtes 1 vorgesehen. Den Rollen 5 zugeordnet sind an sogenannten Pendelarmen 6 drehbar gelagerte Rollen 7, die zusammen mit den festen Rollen 5 von dem Draht 1 umschlungen und so je nach der gegenseitigen Entfernung zwischen sich eine bestimmte Drahtlänge speichern. Die Pendelarme 6 sind um den Drehpunkt 8 auslenkbar, so wandert die betreffende Rolle 7 auf die feste Rolle 5 zu, wenn beispielsweise der Draht 1 mit gegenüber der Zuführungsgeschwindigkeit erhöhter Abzugsgeschwindigkeit dem nachgeschalteten Extruder zugeführt wird.

Die Zugkräfte im Draht 1 während dieser Speicherung auf ein Minimum zu reduzieren und ruckartige Beanspruchungen überhaupt zu vermeiden, weisen die Pendelarme 6 Gelenke 9 auf, die ein Abknicken in der Pendelausschlagsrichtung ermöglichen. Die Gelenke 9 sind, wie aus den Figuren hervorgeht, je nach Länge der Pendelarme im Bereich des Zwischenspeichers in unterschiedlichen Höhen und damit unterschiedlichen Entfernungen zu den Rollen 5 angeordnet, so daß die Kraft- Wegcharakteristik des erfindungsgemäßen Speichers in weiten Grenzen eingestellt und den Erfordernissen des von der Trommel 2 ablaufenden Gutes 1 angepaßt werden kann.

Claims (8)

1. Anordnung zum Zwischenspeichern von langgestrecktem Gut wie elektrische Kabel, Litzen, Drähte und dergl., aus raumfest gelagerten und mit diesen zusammenwirkenden beweglichen Rollen, über die das Gut fortlaufend geführt ist, wobei die beweglichen Rollen einzeln pendelnd aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelarme dieser Rollen mindestens ein zusätzliches Gelenk aufweisen, das ein Abknicken in der Pendelausschlagsrichtung ermöglicht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, der eine Ablauftrommel für das strangförmige Gut zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ablauftrommel antreibbar und deren Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuerbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, der eine Ablauftrommel für das strangförmige Gut zugeordnet ist und bei der das Gut innerhalb des Zwischenspeichers über mehrere raumfest gelagerte und bewegliche Rollen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ablauftrommel aus gesehen erste raumfest gelagerte Rolle antreibbar ist und deren Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuerbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, der eine Ablauftrommel für das strangförmige Gut zugeordnet ist und bei der das Gut innerhalb des Zwischenspeichers über mehrere raumfest gelagerte und bewegliche Rollen zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ablauftrommel als auch die von der Ablauftrommel aus gesehen erste raumfest gelagerte Rolle antreibbar und deren Antriebsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers steuerbar sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung der pendelnd aufgehängten Rollen in deren Ausgangslage gemeinsam oder einzeln durch Federkraft unterstützt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung der pendelnd aufgehängten Rollen in deren Ausgangslage durch in Abhängigkeit vom Füllgrad des Zwischenspeichers gesteuerte Fremdkräfte erfolgt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Pendeldrehpunktes und/oder Gelenkpunktes Stoßdämpfer angeordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Antriebsgeschwindigkeiten von der Ablauftrommel und/oder den Rollen des Zwischenspeichers und/oder der Rückstellung der pendelnden Rollen über einen Prozeßrechner erfolgt.