DE4243595A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule mit Hilfe einer Anordnung zum Drehen und axialen Verschieben der Spule sowie einer radial am Umfang der Spule anliegenden, axial verschiebbaren Anpreßeinrich­ tung. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind dabei besonders für starkes, relativ schwer biegbares Rundma­ terial wie starke Runddrähte oder Kabel geeignet, können in gleicher Weise jedoch auch bei dünneren Materialien zur An­ wendung kommen.

Beim Aufwickeln von Rundmaterial ist es wichtig, das Material so zu verlegen, daß ein dichter und gleichmäßiger Wickel mit optimalem Füllgrad entsteht als Voraussetzung für eine knick­ freie Aufspulung und eine einwandfreie Abwickelbarkeit des Rundmaterials. Dies läßt sich nur dadurch erreichen, daß das Rundmaterial dicht aneinander und genau in die Windungsrille der darunterliegenden Lage gelegt wird.

Bekannte Einrichtungen mit einer hin und her bewegbaren Füh­ rung, die das Rundmaterial nur dem Aufwickelverlauf folgend leiten, bieten keine Gewähr dafür, daß beim Übergang von ei­ ner Lage in die nächsthöhere das Rundmaterial nicht klemmt und zuverlässig in die Windungsrille der vorherigen Lage ge­ legt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mittel anzuge­ ben, die ein zuverlässiges und genaues Aufwickeln von Rundma­ terial, insbesondere von solchem mit größerem Durchmesser, gewährleisten.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Eine zur Lösung der Aufgabe geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 3. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 4 bis 9.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der wichtigsten Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2a und 2b schematisch den Ablauf des Aufwickelvorgangs.

Die Wickelvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem durch eine Verstelleinrichtung 1 geführten Wickelmotor 2, der, ggfs. unter Zwischenschaltung eines Getriebes, zur Aufnahme der Wickelspule 3 dient. In Umlaufrichtung hinter dem Berüh­ rungspunkt des Rundmaterials auf der Spule liegt eine An­ preßrolle 5 federnd an dem Rollenumfang an. Die Halterung der Rolle 5 ist als Verstelleinheit 4 ausgebildet, mittels der die Rolle 5 parallel zur Achse der Spule 3 verschoben werden kann. Die Rolle 5 hat die Form einer Kreisscheibe und liegt mit ihrem Umfang an der Wickelspule 3 bzw. der untersten Lage des Rundmaterials, mit einer ihrer Seitenflächen seitlich an dem aufgewickelten Rundmaterial an.

Das aufzuwickelnde Rundmaterial 8 wird von einem Vorrat über eine feststehende Rolle 6 zugeführt. Zwischen der Rolle 6 und der Wickelspule 3 befinden sich unter dem zulaufenden Rundma­ terial zwei Sensoren 7, die ein Signal an eine Rechen- und Steuereinheit abgeben, wenn sich das Rundmaterial infolge seitlicher Auslenkung über einem der Sensoren befindet.

Der Aufwickelvorgang ist schematisch in den Fig. 2a und 2b in den aufeinanderfolgenden Phasen dargestellt. Der untere Teil der Darstellung zeigt dabei eine Aufsicht senkrecht auf das zulaufende Rundmaterial, der obere Teil eine Ansicht senk­ recht dazu gegen die Richtung des zulaufenden Rundmaterials. Die axialen Verschiebebewegungen der Wickelspule 3 und der Anpreßrolle 5 sind dabei durch Pfeile angedeutet.

In der Ausgangssituation befindet sich die Spule in der Posi­ tion (1), in der das von der Rolle 6 kommende Rundmaterial 8 ohne Abstand zur Innenseite des Spulenflansches im rechten Winkel zur Spulenachse geführt ist und in einer dafür vorge­ sehenen Bohrung am Spulenflansch befestigt werden kann. Die Anpreßrolle 5 wird axial bis zum Abstand eines Materialdurch­ messers an den Spulenflansch bewegt und dort radial an den Spulenkern gedrückt. Sodann wird der Drehantrieb der Wickel­ spule eingeschaltet und mit dem Aufwickeln begonnen.

Gemäß Position (2) wird zu Beginn des Aufwickelns die An­ preßrolle 5 den aufgewickelten Windungen folgend verschoben, und zwar um einen Weg pro Spulenumdrehung, der dem Durchmes­ ser des Rundmaterials entspricht. Die Wickelspule steht dabei in axialer Richtung fest. Alternativ kann sie aber auch in zur Anpreßrolle entgegengesetzter Richtung verschoben werden, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit als die Anpreßrolle. Deren Verschiebegeschwindigkeit muß in diesem Fall so einge­ stellt sein, daß die Summe der Verschiebungen von Wickelspule und Anpreßrolle pro Spulenumdrehung gleich dem Materialdurch­ messer ist.

Durch die Anpassung der Verschiebung von Anpreßrolle und/oder Wickelspule an den Materialdurchmesser wird dem zulaufenden Material für die folgenden Windungen nur ein Abstand, der dem Materialdurchmesser entspricht, zur Verfügung gestellt, so daß die Windungen seitlich dicht aneinanderliegend ohne seit­ lichen Zwischenraum aufgewickelt werden.

Wegen der stillstehenden oder langsamer als dem Zulauf ent­ sprechend verschobenen Wickelspule ändert sich der ursprüng­ lich rechte Winkel zwischen der Spulenachse und dem von der Rolle 6 kommenden Rundmaterial. In Position (3) hat der Win­ kel einen Wert erreicht, bei dem der in der Darstellung linke Sensor aktiviert wird. Das von dem Sensor ausgehende Signal bewirkt, daß die Verschiebung der Anpreßrolle unterbrochen und der Verschiebeantrieb der Wickelspule aktiviert wird, und zwar in einer zur Verschiebung der Anpreßrolle entgegenge­ setzten Richtung (in den unteren Darstellungen nach rechts). Die Verschiebegeschwindigkeit ist dabei größer als eine Mate­ rialbreite pro Spulenumdrehung. Bei bereits in Position (2) erfolgender langsamerer Verschiebung der Wickelspule wird die Geschwindigkeit in Position (3) entsprechend erhöht.

Durch die schnellere Verschiebung der Wickelspule wird die Winkeländerung rückgängig gemacht und der Sensor deaktiviert. Dadurch wird die Verschiebung der Anpreßrolle wieder aufge­ nommen und die der Wickelspule stillgesetzt (oder verlang­ samt). Der bisherige Vorgang wiederholt sich so oft, bis der lichte Abstand zwischen der Anpreßrolle und dem anderen Spu­ lenflansch das 1,5fache des Materialdurchmessers beträgt.

Zu diesem in Position (4) dargestellten Zeitpunkt wird die Verschieberichtung der Anpreßrolle umgekehrt und diese in gleicher Richtung wie die Wickelspule bewegt, und zwar mit einer der Materialdicke pro Spulenumdrehung entsprechenden Geschwindigkeit. Das hat zur Folge, daß der Abstand zwischen der Anpreßrolle und dem Spulenflansch konstant bleibt, jedoch kein Platz mehr für das zur Spule laufende Material neben der Anpreßrolle zur Verfügung gestellt wird. Dadurch wird das Ma­ terial unter die Anpreßrolle gedrückt bzw. diese durch das Material angehoben wird und die folgenden Windungen werden unter der Anpreßrolle aufgewickelt (Position 5).

In Position (6) hat das Material unter der Anpreßrolle den anderen Spulenflansch erreicht. Die gleichgerichtete Ver­ schiebung von Wickelspule und Anpreßrolle wird jetzt erhöht und so lange beibehalten, bis das von der Rolle 6 kommende Material im rechten Winkel zur Spulenachse zuläuft. Dann wird die Spulenverschiebung ausgeschaltet und die Verschiebung der Anpreßrolle für eine Spulenumdrehung angehalten. Dadurch wird das Material über die bereits vorhandene Windung der ersten Lage gewickelt und wegen des Abstandes der Anpreßrolle um den 1,5fachen Materialdurchmesser von dem Spulenflansch in die Windungsrille zwischen der letzten und der vorletzten Windung der ersten Lage gelegt.

Hiernach wird in Position (7) die Verstelleinrichtung 4 für die Anpreßrolle wieder eingeschaltet und mit der Wicklung der zweiten Lage begonnen. In Position (8) ist durch die Auslen­ kung des Materials der andere Sensor aktiviert worden, der eine Verschiebung der Wickelspule bzw. eine Erhöhung der Ver­ schiebegeschwindigkeit nach links bewirkt.

Das Aufwickeln wird in dieser Weise mit wechselnden Seiten­ richtungen fortgesetzt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule mit Hilfe einer Anordnung zum Drehen und axialen Verschieben der Spule (3) sowie einer radial am Umfang der Spule anliegenden, axial verschiebbaren Anpreßeinrichtung (5), gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1) Befestigen des Rundmaterialendes neben einem Spulen­ flansch,
• 2) Anlegen der Anpreßeinrichtung seitlich an das Rundma­ terial (8),
• 3) Drehen der Spule ohne axiale Verschiebung und Ver­ schieben der Anpreßeinrichtung in Richtung des gegen­ überliegenden Flansches um ein dem Durchmesser des Rundmaterials entsprechendes Maß pro Spulenumdrehung,
• 4) Unterbrechen der Axialverschiebung der Anpreßein­ richtung bei einem vorgegebenen Winkel zwischen dem zulaufenden Rundmaterial und der Spulenachse und Ver­ schieben der Spule in Richtung der zuletzt aufge­ wickelten Windungen um ein den Durchmesser des Rund­ materials übersteigendes Maß pro Spulenumdrehung,
• 5) Wiederholen der Schritte 3) und 4), bis der lichte Abstand der Anpreßeinrichtung zum anderen Spulen­ flansch das 1,5fache des Durchmessers des Rundmateri­ als beträgt,
• 6) Axiales Verschieben der Spule und der Anpreßeinrich­ tung in Richtung der aufgewickelten Windung um ein dem Durchmesser des Rundmaterials entsprechendes Maß pro Spulenumdrehung,
• 7) Erhöhen der Verschiebegeschwindigkeit von Spule und Anpreßeinrichtung, wenn die Wicklung des Rundmateri­ als den Spulenflansch erreicht hat, bis das zulau­ fende Rundmaterial im rechten Winkel zur Spulenachse läuft,
• 8) Anhalten der Verschiebung von Spule und Anpreßein­ richtung während einer Spulenumdrehung, in der das Rundmaterial zwischen Spulenflansch und Anpreßein­ richtung über die Windung der ersten Lage und in die Windungsrille zwischen der letzten und der vorletzten Windung der ersten Lage gewickelt wird,
• 9) Wiederholen der Schritte 3 bis 8 mit entgegengesetz­ ter Verschieberichtung zum Aufwickeln der nächsten Lage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt 3) die Spule (3) in entgegengesetzter Rich­ tung zur Anpreßeinrichtung und mit geringerer Geschwin­ digkeit als diese verschoben wird, und daß die Summe der Verschiebewege von Spule und Anpreßeinrichtung pro Spulenumdrehung so groß ist wie des Durchmessers des Rundmaterials.

3. Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule (3), mit einer An­ triebseinrichtung (2) zum Drehen der Spule in Auf­ wickelrichtung, gekennzeichnet durch einen weiteren An­ trieb (1) zum axialen Verschieben der Spule (3) in bei­ den Richtungen, und durch eine Anpreßeinrichtung (5), die radial elastisch gegen den Umfang der Spule bzw. gegen das aufgewickelte Rundmaterial (8) gedrückt wird und mit einer Verstelleinrichtung (4) axial zur seitli­ chen Anlage an das zulaufende Rundmaterial verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrichtung als achsparallel zu der Spule gelagerte Kreisscheibe (5) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung (7) zum Erfassen des zwischen dem zulaufenden Rundmaterial und der Spulen­ achse gebildeten Winkels vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erfassen des Winkels zwischen der Spule und einer ortsfesten Zufuhr für das Rundmate­ rial, insbes. einer ortsfest gelagerten Rolle (6) ange­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Einrichtung zum Erfassen des Winkels aus zwei Sensoren (7) besteht, die auf eine seitliche Annä­ herung des Rundmaterials ansprechen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (7) optische Sensoren sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (7) elektrische Näherungssensoren sind.