DE4037194C2 - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Spannvorrichtungen der hier betroffenen Art werden bei­ spielsweise an Spulenwickelmaschinen verwendet, um einem Draht, der von einem Vorratshaspel abgezogen und auf eine Spule gewic­ kelt wird, ein bestimmtes Maß an Spannung zu erteilen.

Ein Beispiel für eine derartige bekannte Spannvorrichtung ergibt sich aus der beiliegenden Fig. 8 und ist in der DE-OS 34 36 187 beschrieben.

Diese Spannvorrichtung für eine Spulenwickelmaschine umfaßt im wesentlichen einen Hauptkörper 110 mit einer Hauptspannrolle (Bremsrolle) 114, die ein Bremsmoment erzeugt, einer schwingen­ den Spannstange 115 zum Absorbieren von Spannungsänderungen des Drahtes und einer Rolle 117, die am freien Ende der Spannstange 115 angeordnet ist. Im Betrieb wird eine Spannung vorbestimmter Größe auf den Draht ausgeübt, und zwar durch Zusammenwirken der Hauptspannrolle 114 und der Rolle 117. Die Hauptspannrolle 114 verfügt über eine Bremsvorrichtung, die ein Bremsmoment auf die Hauptspannrolle 114 ausübt. Die Bremsvorrichtung umfaßt eine Scheibe, die gemeinsam mit der Hauptspannrolle 114 drehbar ist, sowie ein Bremsband, das auf den Außenumfang der Scheibe ein­ wirkt. Das Bremsmoment wird eingestellt durch mechanische Steuerung eines konstanten Anpreßdruck zwischen dem Bremsband und der Scheibe.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der von dem Bremsband ausgeübte Druck während langer Benutzung der Bremse variiert.

Daher ist es üblich, das Bremsmoment auf die Hauptspann­ rolle berührungsfrei aufzubringen, und zwar über einen Magneten und eine Magnetscheibe, die einander gegenüberliegen. Bei die­ ser Anordnung kann die Größe des Bremsmomentes frei eingestellt werden durch Einstellen des Abstandes zwischen dem Magneten und der Magnetscheibe.

Ein Draht 103, der um die Hauptspannrolle 114 herumgeführt ist, wird von einer Spule 102 aufgenommen, die mit hoher Dreh­ zahl von einer Wickelmaschine 101 gedreht wird. Zwischenge­ schaltet sind eine leerlaufende Rolle 118, die am freien Ende der Spannstange 115 angeordnete Rolle 117, eine leerlaufende Rolle 104 und eine Drahtführung 105.

Während des Wickelvorganges wird die Drahtführung 105, be­ zogen auf die Zeichnung, nach rechts und links bewegt. Die Spannstange 115 ist um einen Schwenkpunkt schwenkbar, der von einer Achse 111 gebildet wird. Ferner wird sie im Uhrzeigersinn durch die Kraft einer Bremsspannfeder 112 verspannt, so daß sie in Abhängigkeit von der Größe der Spannung schwenken und auf diese Weise Änderungen in der Bremsspannung absorbieren kann. Es wird also eine konstante Spannung an derjenigen Stelle auf­ rechterhalten, an der der Draht gespult wird.

Die von der Spannstange 115 erzeugte Bremsspannung ist än­ derbar oder einstellbar durch Ersatz der Spannfeder oder durch Änderung der Lage der Spannfeder nach Abnahme des Gehäusedek­ kels oder aber mittels eines extern betätigbaren Knopfes.

Die oben beschriebene Spannvorrichtung hat den Nachteil, daß manuelle Einstellvorgänge immer dann erforderlich werden, wenn sich die Wickelparameter ändern. Dies bedeutet einen müh­ samen Arbeitsaufwand zur Einstellung der Größe des Bremsmomen­ tes, das auf die Hauptspannrolle ausgeübt wird, und zur Ein­ stellung der Bremsspannung mittels der Spannstange 115.

Die Notwendigkeit manueller Einstellvorgänge hindert erheb­ lich die Produktsleistung der üblichen automatischen Spulenwic­ kelvorrichtungen, bei denen eine Mehrzahl von Spulen zur glei­ chen Zeit hergestellt wird.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß keine Mittel vorgesehen sind, um, wenn nötig während des Betriebes, irgendwelche Änderungen in der Spannungseinstel­ lung zu korrigieren.

Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, bei der das Bremsmoment, das auf die Hauptspannrolle ausgeübt wird, und die Bremsspannung durch einen Einstellmotor automatisch eingestellt und in Abhän­ gigkeit von den Wickelparametern auf gewünschte Werte gebracht werden, wenn der Strom eingeschaltet wird oder wenn der Span­ nungswert während des Wickelns geändert werden muß, wobei die Spannvorrichtung in der Lage ist, irgendwelche Änderung in der Spannung des Drahtes richtigzustellen, und dies, falls erfor­ derlich, während des Wickelvorganges.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Steuerschaltungs­ einrichtung folgende Merkmale: ein Terminal zur Voreinstellung der Bremsspannung; ein Eingangsterminal zur Aufnahme des Aus­ gangs eines Bremsspannungssensors für die Erfassung der Brems- Spannung; und eine Schaltung zur Steuerung des Bremskraftein­ stellmotors derart, daß der Ausgang des Bremsspannungssensors mit der voreingestellten Bremsspannung zusammenfällt.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Bremsspannungseinstel­ leinrichtung einen Bewegungsumsetzer aufweist, der den Dreh­ ausgang des Bremsspannungseinstellmotors in eine Linearbewegung umsetzt. Dabei kann der Bewegungsumsetzer nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal die Achsrichtung der Drehung umlenken, vorzugsweise über eine Schnecke und ein Schneckenrad.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 4 eine rückwärtige Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, und zwar bei abgenommenem Deckel;

Fig. 5 einen Längsschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 4;

Fig. 6 eine Darstellung der Relativstellung zwischen einem Magneten und einer Magnetscheibe;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Schaltung für eine Spann­ vorrichtung nach der Erfindung; und

Fig. 8 eine Darstellung der Basisanordnung einer bekannten Spannvorrichtung, wie sie bei normalen Spulenwic­ kelmaschinen Anwendung findet.

Vorab sollen die Grundzüge der in der Zeichnung dargestell­ ten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung unter spe­ zieller Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben werden.

Ein Pneumatikzylinder 45 und ein Montagezapfen 76 sind an der Unterfläche eines Hauptkörpers 11 der Spannvorrichtung be­ festigt.

Der Montagezapfen 76 dient dazu, den Hauptkörper 11 an ei­ ner nicht dargestellten Spulenwickelmaschine zu befestigen. Ge­ nauer gesagt, ist der Montagezapfen 76 zum Teil in der Boden­ wand des Hauptkörpers 11 eingebettet. Er wird in einer Bohrung einer Montagekonsole 77 aufgenommen, die an der Spulenwickelma­ schine befestigt ist.

Die Vorderfläche des Hauptkörpers 11 wird von einer Front­ abdeckung 12 abgedeckt, an der ein Fadenspanner 55, eine Hauptspannrolle 22, Hilfsspannrollen 41a und 41b, ein Mikro­ schalter, eine Führungsöse 66 sowie eine am Ende einer Spann­ stange 36 sitzende Rolle 40 angeordnet sind.

Die Führungsöse 66 dient dazu, einen Draht P von einem nicht gezeigten Vorratshaspel der Spannvorrichtung zuzuführen.

Der von der Vorratshaspel kommende Draht P läuft durch die Führungsöse 66 und wird über den Fadenspanner 55 der Haupt­ spannrolle 22 zugeführt, um letztere zu umschlingen. An die Hauptspannrolle 22 wird ein Bremsmoment angelegt, und zwar von einer elektromagnetischen Bremse.

Der Draht P wird sodann über die Hilfsspannrollen 41b, 41a geführt, und, nachdem er die Rolle 40 auf der Spannstange 36 umschlungen hat, von einer Spule auf genommen und auf diese auf­ gewickelt. Die Spule wird von einer nicht gezeigten Spulenwic­ kelmaschine angetrieben.

Die Spannstange 36 absorbiert jegliche Änderungen in der auf den Draht P einwirkenden Spannung, während die Hilfsspann­ rollen 41a und 41b dazu dienen, die Bewegungsrichtung des Drah­ tes zu ändern, um die Länge des Drahtabschnittes, der zwischen der Hauptspannrolle 22 und der Rolle 40 verläuft, zu vergrö­ ßern.

Ein Schrittmotor 200, der in den Hauptkörper 11 eingebaut ist, dient zum Einstellen der Bremskraft, die auf die Haupt­ spannrolle 22 einwirkt, während ein Schrittmotor 210 die auf die Stange 36 ausgeübte Drehkraft einstellt.

Die auf den laufenden Draht P einwirkende Spannung wird von einem Drucksensor 220 erfaßt. Genauer gesagt, nimmt der Druck­ sensor 220 jegliche Bewegung der Hilfsspannrolle 41b aus der neutralen Position heraus auf, um den Druck zu messen, der auf die Hilfsspannrolle 41b einwirkt und die Spannung anzeigt, der der Draht P unterworfen ist.

Im folgenden werden die Hauptbestandteile der Vorrichtung sowie die Wirkungsweise dieser Hauptbestandteile beschrieben.

Der Fadenspanner 55 klemmt den Draht P zwischen Kissen ein, um ihn, wenn er aus der Führungsöse 66 kommt, zur Hauptspann­ rolle 22 zu leiten, wodurch jegliches Ablaufen des Drahtes P von der Hauptspannrolle 22 sowie jeglicher Drahtdurchhang ver­ mieden werden. Die Kraft, mit der sich der Fadenspanner 55 an den Draht anlegt, kann frei eingestellt werden, und zwar durch Drehen einer nicht dargestellten Einstellmutter.

Die Bremskraft wird erzeugt durch ein Zusammenwirken zwi­ schen einem Permanentmagneten 48 und einer diesem gegenüberlie­ gende Magnetscheibe 49.

Nach Fig. 2 ist die Hauptspannrolle 22 an einer scheiben­ förmigen Grundplatte 21 befestigt, und zwar über eine Befesti­ gungsschraube 51 und eine Mutter 85. Die oben erwähnte Magnet­ scheibe 49 ist derart mit der Grundplatte 21 verbunden, daß sie als Einheit zusammen mit der Hauptspannrolle 22 umläuft. Letz­ tere und die Magnetscheibe 49 werden von Radiallagern 63 in der Frontabdeckung 12 getragen, so daß die einheitliche Baugruppe, zu der die Hauptspannrolle 22 und die Magnetscheibe 49 gehören, reibungsarm in der Frontabdeckung 12 umlaufen kann.

Andererseits wird der Permanentmagnet 48, der der Magnet­ scheibe 49 gegenüberliegt, stationär gehalten, und zwar durch Befestigung an einer Magnetpol-Basisplatte 17, die ihrerseits durch eine Befestigungsschraube 47 an einer Magnetpolwelle 16 befestigt ist.

Fig. 6 zeigt das Verhältnis zwischen dem Magneten und der Magnetscheibe zur Erzeugung der Bremskraft. Der Magnet und die Magnetscheibe sind als Abwicklungen dargestellt.

Nach Fig. 6 weist der Permanentmagnet 48 eine Mehrzahl von Permanentmagnetischen Polschuhen mit den Polaritäten N und S auf, die abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sind. Alter­ nativ kann ein ringförmiges, ferromagnetisches Element so ma­ gnetisiert werden, daß es die Magnetpole gemäß Fig. 6 bildet.

Im Betrieb wird Wirbelstrom in der Magnetscheibe 49 er­ zeugt, und zwar unter dem Einfluß der Magnetpole N und S des Permanentmagneten 48. Daraus ergibt sich ein Bremsmoment zwi­ schen dem Permanentmagneten 48 und der Magnetscheibe 49.

Die Größe des Bremsmomentes wird bestimmt durch die Größe des Spaltes zwischen dem Permanentmagneten 48 und der Magnet­ scheibe 49. Die Einstellung des Bremsmomentes erfolgt daher durch Hin- und Herverschieben des Permanentmagneten 48 relativ zur Magnetscheibe 49.

Ein Zahnrad 203 ist auf der Magnetpolwelle 16 befestigt, und zwar durch eine Befestigungsschraube 206. Das Zahnrad 203 wird unter Zwischenschaltung eines leerlaufenden Zahnrades 202 von einem Zahnrad 201 angetrieben, welches auf der Welle des Schrittmotors 200 befestigt ist.

Andererseits ist ein Bremsmoment-Einstellring 204 drehbar gelagert, und zwar durch Schraubeingriff in einen Ringträger 205, der an dem Hauptkörper 11 fixiert ist. Der Einstellring 204 ist ferner mit der Magnetpolwelle 16 fest verbunden.

Durch Drehen des Bremsmoment-Einstellrings 204 unter der Betätigung des Schrittmotors 200 ist es daher möglich, den Per­ manentmagneten 48 bezüglich der Magnetscheibe 49 hin- und her­ zubewegen und auf diese Weise die Größe des Spaltes zwischen dem Permanentmagneten 48 und der Magnetscheibe 49 einzustellen.

Die Steuerung des Schrittmotors 200 erfolgt über eine Steu­ erschaltung 230 (siehe Fig. 7). Wenn der Strom eingeschaltet wird, wird der Schrittmotor 200 umgeschaltet, um den Permanent­ magneten in eine Normalposition zu bringen. Sodann wird der Mo­ tor betätigt, um den Permanentmagneten in eine Position einzu­ stellen, die durch die Randbedingungen des Spulenwickelns be­ stimmt ist.

Die Ermittlung der oben erwähnten Normalposition wird durchgeführt durch Erfassen einer Änderung im Ausgang eines Sensors, der die Größe des Spaltes zwischen dem Permanentmagne­ ten 48 und der Magnetscheibe 49 aufnimmt, oder durch De-Syn­ chronisation des Schrittmotors 200.

Im folgenden wird die Anordnung beschrieben, mit der dem von der Vorratshaspel abgezogenen Draht P eine Bremsspannung erteilt wird.

Nach Fig. 1 ist die Rolle 40 zur Erzeugung oder Einstellung der Bremsspannung am Ende der Spannstange 36 befestigt, und zwar über ein Rollentragstück und ein Radiallager, wobei letz­ tere nicht dargestellt sind. Eine Spannwelle 31 ist an einem Spannstangenring 37 befestigt, der seinerseits am anderen Ende der Spannstange 36 sitzt.

Die Spannwelle 31 wird drehbar in einem Sitz in der Fron­ tabdeckung 12 gehalten, und zwar über Radiallager 65, siehe Fig. 3. Ein Spannhebel 32 ist mit seinem einen Ende unter Zwi­ schenschaltung eines Spannhebelrings 33 mit der Spannwelle 31 verbunden. Dementsprechend können sich die Spannstange 36, die Spannwelle 31 und der Spannhebel 32 als Einheit gemeinsam dre­ hen.

Eine Kontaktrolle 34 ist über eine Schraube 81 und eine Mutter 86 mit dem anderen Ende des Spannhebels 32 verbunden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, liegt die Kontaktrolle 34 ständig an der unteren Fläche eines Schwinghebels 25 an. Fig. 4 zeigt diejenige Position, in der keinerlei Spannung auf den Draht P ausgeübt wird.

Der Schwinghebel 25 wird über Radiallager 64 von einer He­ belwelle 24 getragen, die mit der Innenfläche der Frontabdec­ kung 12 verbunden ist. Der Schwinghebel schwingt also um einen Schwenkpunkt, der von der Hebelwelle 24 gebildet wird. Eine be­ wegbare Federhaltung 29 ist auf eine Einstellspindel 27 aufge­ schraubt, welche von dem Rahmen des Schwinghebels 25 getragen wird. Die als Mutter ausgebildete Federhalterung 29 wird gemäß Fig. 4 nach unten gespannt, und zwar von einer Einstellfeder 30, so daß der Schwinghebel 25 ständig gegen den Uhrzeigersinn - gesehen in Fig. 4 - verspannt ist.

Eine Schwingbewegung des Schwinghebels 25 gegen den Uhrzei­ gersinn wird jedoch begrenzt, weil eine Drehung des Spannhebels 32 gegen den Uhrzeigersinn ebenfalls begrenzt ist, und zwar durch einen Anschlagring 67 aus Gummi, der an einem Innenvor­ sprung 12a sitzt, welcher an der Innenfläche der Frontabdeckung 12 angeordnet ist.

Das andere Ende der Einstellfeder 30 greift in eine Halte­ öffnung 42a ein, die in einem V-förmigen Hebel 42 vorgesehen ist. Der V-förmige Hebel 42 wird schwenkbar von einem Wellen­ zapfen 61 getragen, der an der Innenfläche der Frontabdeckung 12 sitzt, so daß der Hebel frei um den Wellenzapfen schwenken kann. In der normalen Betriebsstellung arbeitet der Pneumatik­ zylinder 45 derart, daß er eine Zylinderstange 45a ausschiebt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, um gegen eine Kontaktrolle 43 am V-förmigen Hebel 42 zu drücken. Dadurch wird der V-förmige Hebel 42 stationär gehalten. Folglich ist auch die Position der Halteöffnung 42a des V-förmigen Hebels 42, nämlich das untere Ende der Einstellfeder 30, fixiert.

Die Einzelheiten des Mechanismus′ mit dem V-förmigen Hebel sind ausführlich in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentli­ chung Nr. 48609/1989 beschrieben. Für die vorliegende Erfindung jedoch stellt die Struktur des V-förmigen Hebels 42 sowie dessen Umfeld kein Merkmal von eigenständiger erfinderischer Bedeutung dar. Dieser Mechanismus sei hier lediglich als bevorzugte Möglichkeit zum Fixieren des unteren Endes der Einstellfeder verstanden.

Die Kraft, die eine Schwenkbewegung des Schwinghebels 25 gegen den Uhrzeigersinn zu bewirken sucht, wird also lediglich durch die Position der bewegbaren, als Mutter ausgebildeten Fe­ derhalterung 29 bestimmt, die das obere Ende der Einstellfeder 30 hält. Da das untere Ende des Schwinghebels 25 ständig auf die Kontaktrolle 34 des Spannhebels 32 drückt, wird die Größe der Bremsspannung, die der Rolle 40 erteilt wird, durch die Po­ sition der bewegbaren Federhalterung 29 bestimmt.

Die mutterförmige Federhalterung 29 ist mit einem Aufnahme­ gewinde versehen, in das die Einstellspindel 27 eingeschraubt ist. Die Federhalterung 29 bewegt sich daher in Achsrichtung der Einstellschraube 27, wenn ein Schneckenrad 215, das mit dem einen Ende der Einstellspindel 27 fest verbunden ist, gedreht wird.

Die Größe der Bremsspannung verstellt sich, wenn der Ab­ stand zwischen der Federhalterung 29 und der Hebelwelle 24, die als Schwenkpunkt wirkt, geändert wird. Um die Größe der so ein­ gestellten Bremsspannung anzuzeigen, sind Markierungen 70 in roter Farbe auf einen Abschnitt der bewegbaren Federhalterung 29 aufgetragen. Diese Markierungen sind von außen durch einen rückwärtigen Deckel 13 hindurch sichtbar.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, wird das Schnek­ kenrad 215 über Zahnräder 212 und 213 sowie eine Schnecke 214 von einem Zahnrad 211 gedreht, welches fest auf der Welle des Schrittmotors 210 sitzt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Achse der Drehbewegung umgelenkt durch die Schnecke 214 und das Schneckenrad 215. Diese Anordnung stellt jedoch lediglich eine bevorzugte Möglichkeit dar. So kann die Ebene der Drehbewegung auch geändert werden durch Verwendung miteinander kämmender Spiralzahnräder. In einem solchen Falle können die Zahnräder orthogonal angeordnet werden, sofern die Durchmesser beider Spiralräder gleich sind.

Nach Fig. 4 wird die Einstellschraube 27 durch den Schritt­ motor 210 gedreht, wobei sie die als Mutter ausgebildete Feder­ halterung 29 nach links bewegt. Dadurch steigt die Größe der Bremsspannung an. Folglich wird die Bremsspannung abgesenkt, wenn sich die Federhalterung 29 nach rechts bewegt.

Der Schrittmotor 210 wird über die Steuerschaltung 230 ge­ steuert. Wenn der Strom eingeschaltet wird, wird die Steuer­ schaltung betätigt, um den Schrittmotor 210 umzusteuern, so daß die bewegbare Federhalterung 29 in eine Normalposition zurück­ gestellt wird. Sodann wird die Federhalterung in eine Position gebracht, die durch die Wickelparameter in Abhängigkeit von vorher eingegebenen numerischen Daten bestimmt wird.

Die Festlegung der genannten Normalposition wird ermittelt durch Messen einer Änderung im Ausgang eines nicht dargestell­ ten Sensors, beispielsweise eines photoelektrischen Sensors, der die Position der bewegbaren Federhalterung 29 feststellt, oder aber durch eine Schaltung nach Desynchronisierung des Schrittmotors 210.

Im folgenden wird das Verfahren zum Einstellen der Draht­ spannung während des Wickelvorganges beschrieben.

Wenn der Draht P in Wickelrichtung abgezogen wird, erhält er eine Spannung, deren Größe in einem vorbestimmten Bereich liegt. Dieser Bereich wird bestimmt durch die von der Haupt­ spannrolle 22 ausgeübte Bremskraft und durch die Bremsspannung, die von der Spannstange 36 geliefert wird.

Eine geringe Spannungsänderung wird absorbiert, wenn sich die Spannstange 36 ein wenig verschwenkt, um eine Gleichge­ wichtslage einzunehmen zwischen der Spannung des Drahtes P, die auf die Rolle 40 ausgeübt wird, und der Vorspannkraft, die auf die Spannstange 36 einwirkt.

Der Drucksensor 220 nach Fig. 1 mißt solche großen Spannun­ gen, die durch das Schwenken der Spannstange 36 nicht absor­ biert werden können.

Der Drucksensor 220 wird in einer Hilfsrollenhalter-Führung 53 aufgenommen, die an der Frontabdeckung 12 befestigt ist. Die Hilfsrolle 41b sitzt an einem Hilfsrollenhalter 52, der entlang der Innenfläche der Führung 53 hin- und herbewegbar ist relativ zu demjenigen Abschnitt, in dem die Hilfsrolle 41b den Draht P berührt.

Während des normalen Wickelvorganges steht die Hilfsrolle 41b in leichter Berührung mit dem Drucksensor 220. Steigt je­ doch die Spannung des Drahtes P an, so liefert der Drucksensor 220 einen der Spannung entsprechenden Ausgang an die Steuer­ schaltung 230, so daß diese den Schrittmotor 200 betätigt, und zwar in derjenigen Richtung, in der die auf die Hauptspannrolle 22 einwirkende Bremskraft vermindert wird. Als Folge liefert der Drucksensor 220 an die Steuerschaltung 230 einen Ausgang auf einem Niveau, der der verminderten Spannung des Drahtes P entspricht, so daß die Steuerschaltung 230 den Schrittmotor 220 in derjenigen Richtung betätigt, in der die auf die Hauptspann­ rolle 22 ausgeübte Bremskraft ansteigt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Spannung des Drahtes P gesteuert in Abhängigkeit vom Ausgang des Druck­ sensors 220. Dies ist jedoch lediglich eine bevorzugte Möglich­ keit. Die Steuerung der Spannung kann auch durchgeführt werden in Abhängigkeit vom Ausgang eines photoelektrischen Sensors, der die Position der Spannstange 36 ermittelt, die die Größe der Bremsspannung anzeigt.

Um die augenblickliche Größe der Bremskraft wiederzugeben, die auf die Hauptspannrolle 22 ausgeübt wird, ist eine Skala auf der Frontfläche einer Ziffernscheibe 15 angeordnet, welche auf der drehbaren Welle des Schrittmotors 200 so fixiert ist, daß sie von außen her durch den rückwärtigen Deckel 13 sichtbar ist.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Schal­ tung, die zu der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gehört. Ein Operator kann die notwendigen Daten für die Bremsspannung über ein Eingangsterminal 233 in die Steuerschaltung 230 eingeben. Es sei darauf hingewiesen, daß dickere Drähte in der Regel größere Bremsspannungen benötigen und dünnere Drähte nur klei­ nere Bremsspannungen vertragen, da der Draht während des Wic­ kelns durch zu große Bremsspannung abreißen kann. Die Steuer­ schaltung 230 steuert sodann den Schrittmotor 200 in Abhängig­ keit von den eingegebenen Daten derart, daß das Bremsmoment auf einen geeigneten Wert eingestellt wird. Ferner steuert sie den Schrittmotor 210 derart, daß die Bremsspannungsfeder eine Posi­ tion einnimmt, in der sich eine Bremsspannung geeigneter Größe ergibt.

Die Datenausgänge aus den Sensoren werden über Datenleitun­ gen 231 und 232 zur Steuerschaltung 230 geführt.

Der Zustand der Einstellmittel 201 bis 206 für das Bremsmo­ ment wird wiedergegeben durch die Markierungen 15. Ferner er­ gibt sich die Position der Bremsspannungsfeder aus der Position der Federhalterung 29, wiedergegeben durch die Markierungen 70, die von außen sichtbar sind.

Die Vorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird folgendermaßen betrieben.

Der Hauptkörper der Spannvorrichtung wird auf der nicht ge­ zeigten Spulenwickelmaschine angeordnet und durch den Montage­ zapfen 76 befestigt. Sodann wird der Draht P von dem Vorrats­ haspel aus durch die Führungsöse 66 gefädelt. Er wird anschlie­ ßend in gewissem Umfange eingeklemmt durch den Fadenspanner 55 und, nach einer Dreiviertelumschlingung der Hauptspannrolle 22, um die Hilfsspannrollen 41a und 41b sowie um die Rolle 40 her­ umgeführt. Dies geschieht mit einer Mehrzahl von Drähten, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl der Spulen, die gleichzei­ tig erzeugt werden sollen.

Die numerischen Daten für die auf die Hauptspannrolle aus­ zuübende Bremskraft und die durch die Spannstange zu erzeugende Bremsspannung werden sodann über einen Manipulator in die Steu­ erschaltung eingegeben, und zwar in Abhängigkeit von den Spu­ lenwickelparametern. Anschließend erfolgt der Start der Spulen­ wickelmaschine, wobei die Schrittmotoren 200 und 210 der Spann­ vorrichtung betätigt werden, um automatisch die Bremskraft und die Bremsspannung auf die vorbestimmten Werte einzustellen. Je­ de Änderung der auf den Draht P während des Wickelvorganges einwirkenden Spannung wird von dem Drucksensor 220 aufgenommen. Die Steuerschaltung arbeitet in Abhängigkeit vom Ausgang des Drucksensors 220, um den Schrittmotor 200 zu steuern und da­ durch derartige Spannungsänderungen zu kompensieren.

Wie beschrieben, schafft die Erfindung eine Spannvorrich­ tung mit einer Hauptspannrolle, die eine Bremskraft auf den laufenden Draht ausübt, und mit einer Hilfsspannrolle, die dem Draht eine Bremsspannung erteilt und dadurch die auf den Draht einwirkende Zugspannung steuert. Dabei werden das auf die Hauptspannrolle einwirkende Bremsmoment und die Bremsspannung, die von der die Hilfsspannrolle tragenden Stange geliefert wird, auf vorbestimmte Werte eingestellt, und zwar durch auto­ matisch gesteuerte Schrittmotoren. Dies eliminiert mühsame und arbeitsaufwendige manuelle Einstellarbeiten, die bisher bei je­ der Änderung der Wickelbedingungen erforderlich waren, bei­ spielsweise abhängig vom Durchmesser des Drahtes, vom Vorhan­ densein oder Fehlen einer Drahtumhüllung, von der Größe der Spulen und von deren Form.

Die Erfindung ermöglicht also eine schnelle und einfache Einstellung der Spannung, wenn sich die Wickelparameter ändern. Dieses Merkmal ist insbesondere dann von Vorteil, wenn gleich­ zeitig eine Mehrzahl von Spulen gewickelt wird. Die Spannvor­ richtung nach der Erfindung macht es also möglich, die Zuver­ lässigkeit der Produkte und die Leistung des Wickelvorganges zu verbessern, und zwar insbesondere in Verbindung mit automati­ schen Spulenwickelmaschinen.

Außerdem kann jede Spannungsänderung, die während des Wik­ kelns auftritt, korrigiert werden durch Steuerung des auf die Hauptspannrolle ausgeübten Bremsmomentes, wobei diese Steuerung durchgeführt wird in Abhängigkeit von dem Ausgang des Sensors, der die Spannung im laufenden Draht mißt. Dies trägt zu einer Verbesserung der Qualität der Produkte bei, die nach besonders hohen Qualitätsmaßstäben endbearbeitet werden sollen.

Claims (6)

1. Spannvorrichtung mit:

einer drehbaren Hauptspannrolle (22), die von einem Draht (P) umschlungen ist und eine Spannung auf den Draht ausübt;
einer Magnetbremse (48, 49), die ein Bremsmoment auf die Hauptspannrolle ausübt;
einem Bremskrafteinstellmechanismus (201-206) zum Einstel­ len der Wirkung-der Magnetbremse (48, 49);
einer drehbaren Hilfsspannrolle (40), die umschlungen und gedreht wird von einem Abschnitt des Drahtes zwischen der Hauptspannrolle (22) und dem Abzugsende des Drahtes, welcher, gesehen in Bewegungsrichtung des Drahtes, stromab der Haupt­ spannrolle (22) liegt;
einer Spannstange (36), die an ihrem einen Ende drehbar die Hilfsspannrolle (40) trägt und von einer Feder (30) drehbela­ stet ist, die über einen zum Einstellen der von der Feder (30) ausgeübten Kraft vorgesehenen Bremsspannungseinstellmechanismus (24-29; 211-215) mit der Spannstange (36) in Verbindung steht;
gekennzeichnet durch
einen Bremskrafteinstellmotor (200) zum Betätigen eines Einstellabschnitts (204) des Bremskrafteinstellmechanismus′ (201-206) und damit zum Einstellen der Bremskraft;
einen Bremsspannungseinstellmotor (210) zum Bewegen eines Einstellelements (29) und damit zum Einstellen der von der Fe­ der (30) ausgeübten Kraft; und
eine Steuerschaltungseinrichtung (220, 230-233) zum Vorein­ stellen der Bremskraft und der Bremsspannung je auf einen ge­ wünschten Wert sowie zum Ermitteln des Wertes der Bremskraft und des Wertes der Bremsspannung, wobei die Steuerschaltungs­ einrichtung (220, 230-233) den Bremskrafteinstellmotor (200) derart steuert, daß der Einstellabschnitt (204) des Bremskraft­ einstellmechanismus (201-206) in eine Position gebracht wird, die dem voreingestellten Spannungswert entspricht, und wobei sie den Bremsspannungseinstellmotor (210) derart steuert, daß das Einstellelement (29) des Bremsspannungseinstellmechanismus (24-29; 211-215) in eine Position bewegt wird, die dem vor ein­ gestellten Wert der Bremsspannung entspricht.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerschaltungseinrichtung (220, 230-233) folgen­ de Merkmale aufweist: ein Terminal zur Voreinstellung der Bremsspannung; ein Eingangsterminal (233) zur Aufnahme des Aus­ gangs eines Bremsspannungssensors (220) für die Erfassung der Bremsspannung; und eine Schaltung (230) zur Steuerung des Bremskrafteinstellmotors (200) derart, daß der Ausgang des Bremsspannungssensors mit der voreingestellten Bremsspannung zusammenfällt.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bremsspannungseinstelleinrichtung (24-29, 211-215) einen Bewegungsumsetzer (27, 29, 214, 215) aufweist, der den Drehausgang des Bremsspannungseinstellmotors (210) in eine Linearbewegung umsetzt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bewegungsumsetzer (27, 29, 214, 215) die Richtung der Drehachse umlenkt.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bewegungsumsetzer (27, 29, 214, 215) eine Schnecke (214) und ein Schneckenrad (215) aufweist.