DE4313255A1

DE4313255A1 - Vorrichtung und Schaltung zur Steuerung des Drahtzuges an Wickelmaschinen für die Herstellung elektrischer Spulen

Info

Publication number: DE4313255A1
Application number: DE4313255A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Dietze
Original assignee: Blume & Redecker GmbH
Current assignee: Blume & Redecker GmbH
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Schaltung zur Steuerung des Drahtzuges an Wickelmaschinen für die Herstellung elektrischer Spulen, bestehend aus einer Vorbremsvorrichtung, einer Hauptbremsvorrichtung, einer Drahtspannungsmeßvorrichtung und einer elektrischen Schaltung zur Einstellung der Bremskraft der Haupt bremsvorrichtung aufgrund des gemessenen Drahtspan nungswertes.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 39 36 558 be kannt geworden. Diese Vorrichtung weist, wie allgemein üblich, eine Vorbremsvorrichtung auf, die aus einem Walzenpaar besteht, dessen Oberflächen mit einem Filz belag versehen sind. Die Hauptbremsvorrichtung besteht aus einem mit einer Scheibenbremse versehenen Rad. Die Scheibenbremse wird durch Magnetkräfte mehr oder weni ger stark in Abhängigkeit von der Drahtspannung in Tä tigkeit gesetzt. Die Drahtspannung wird mittels eines Tastrades gemessen, dessen Träger mit Dehnungsmeßstrei fen versehen ist, die über die elastische Verformung des Trägers die Drahtspannung messen. Das ist aufwen dig. Die Abbremsung ist nur mit einer gewissen Verzöge rung durchführbar und nicht feinfühlig einstellbar, wie das bei der Verarbeitung feiner Drähte notwendig ist.

Durch die DE 40 19 140 ist eine ähnlich aufgebaute Vor richtung bekannt geworden, bei der das Rad der Haupt bremse entgegengesetzt zur Ablaufrichtung des Drahtes angetrieben ist und mit einer Hysterese-Kupplungsein richtung zur Erhaltung der erzeugten Zugspannung in Verbindung steht. Die aufgezeigten Nachteile treten auch hier auf.

Auch die DE 40 35 862 A1 arbeitet mit einem Dehnungs messer, dessen Ausgangssignal repräsentativ für die Drahtspannung ist und das einem Ausgangssignal eines Drehzahlmessers überlagert wird, das in das Steuersig nal für die Steuerung eines Motors eingeht, der der Bremse zugeordnet ist.

Die DE 37 32 258 A1 versucht das angestrebte Ziel mit Hilfe von zwei den Draht zwischen sich aufnehmenden endlosen Bändern zu erreichen, die von einem Drahtzug fühler mittels einer Bremsvorrichtung in ihrer Laufge schwindigkeit eingestellt werden. Eine Vorbremsvorrich tung ist hier nicht vorgesehen.

Die EP 0 424 770 beschreibt eine programmierbare Vor richtung mit einer elektrischen Hysterese-Bremse.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine sehr exakt steuernde Vor richtung zu schaffen, die die Möglichkeit einer Prozeß steuerung bietet.

Die Erfindung besteht darin, daß die Drahtspannungsmeß vorrichtung aus einem mindestens einen Fadenführer tra genden Schwenkarm, einem Lagegeber, der die Verschwen kung des Schwenkarms mißt und einem Servomotor besteht, der den Schwenkarm entgegen der Zugkraft des Drahtes mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, daß der Brems krafterzeuger in der Hauptbremsvorrichtung ein Gleich strommotor ist und daß an den Eingang der Schaltung die Meßvorrichtung für die Rückstellkraft und an deren Aus gang der Gleichstrommotor der Hauptbremsvorrichtung oder dessen Steuerungsvorrichtung geschaltet ist.

Da der das Rad der Hauptbremse antreibende Motor ein Gleichstrommotor ist, der ständig mit einer elektromo torischen Kraft beaufschlagt ist, die in etwa dem Soll wert der Bremskraft entspricht, und nur Schwankungen in Abhängigkeit von dem gemessenen Drahtzug unterworfen ist, erfolgt die Zulieferung des Drahtes zur Wickel stellung völlig ruckfrei. Das erbringt den Vorteil, daß auch sehr dünne Drähte gewickelt werden können, ohne daß ein Drahtriß zu befürchten ist. Die Verwendung eines Schwenkarmes in der Drahtspannungsmeßvorrichtung trägt zur Erzielung dieses Vorteiles wesentlich bei und erbringt den weiteren Vorteil, daß die Drahtzugmessung einfacher und mit Mitteln durchführbar ist, die leicht in eine prozessorgesteuerte Anlage eingebaut werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Meßvorrichtung für die Größe der am Schwenkarm wirksamen Rückstellkraft vorge sehen ist.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Schaltung ein di gital oder analog arbeitender Prozessor vorzugsweise mit Programmspeicher ist, an dessen Eingänge ein Geber für den Verschwenkwinkel des Schwenkarmes, sowie Senso ren für die elektrischen momentanen Daten der Spannung und des Stromflusses durch die Gleichstrommotore ange schlossen sind.

Baulich wird diese Vorrichtung einfach, und die Steu erung läßt sich besonders leicht realisieren, wenn der die Rückstellkraft auf den Schwenkarm ausübende Servo motor ebenfalls ein Gleichstrommotor ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Draht zuges an Wickelmaschinen für die Herstellung elektri scher Spulen, bei dem der Draht zuerst mit einer Vor bremsvorrichtung und dann mit einer Hauptbremsvorrich tung gebremst und dabei gespannt wird, wobei der Draht zug mit einer Drahtspannungsmeßvorrichtung gemessen wird und einer elektrischen Schaltung zur Einstellung der Bremskraft der Hauptbremsvorrichtung aufgrund des gemessenen Drahtspannungswertes zugeführt wird, zeich net sich dadurch aus, daß man das Bremsen in der Haupt bremsvorrichtung durch Anwendung einer Gegendrehkraft auf ein vom Draht in einer Richtung bewegten Rades vor nimmt.

Die erfindungsgemäße Schaltung für die Steuerung des Drahtzuges und der Arbeitsgeschwindigkeit von Wickel maschinen für die Herstellung elektrischer Spulen, die aus einer Vorbremsvorrichtung, einer Hauptbremsvorrich tung, einer Drahtspannungsmeßvorrichtung und einer elektrischen Vorrichtung zur Einstellung der Brems kraft der Hauptbremsvorrichtung aufgrund des Sollwertes und des gemessenen Drahtspannungswertes bestehen, zeichnet sich durch einen digital oder analog arbei tenden Prozessor aus, an dessen Eingänge ein Geber für den Verschwenkwinkel des Schwenkarmes, Sensoren für die elektrischen momentanen Daten der Spannung und des Stromflusses durch die Gleichstrommotore angeschlossen sind und an dessen Ausgänge die Gleichstrommotoren der Hauptbremsvorrichtung oder dessen Steuerungsvorrichtung und die des Schwenkarmes geschaltet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Prozessor mit einem Spei cher für Betriebskennwerte versehen ist und mit einem Speicher für Grenzen dieser Betriebskennwerte.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn mit dem Prozessor pe riodisch wiederkehrende Drahtzugschwankungen erfaßt werden und auf die Gleichstrommotore rückgeführt wer den, derart, daß diese Schwankungen optimal eliminiert werden.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs beispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht der Vorrichtung

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung.

Am Gehäuse 1 befindet sich eine Frontplatte 2, vor der der zu wickelnde Draht 3 geführt ist, nachdem er die Klemmstelle der Vorbremsvorrichtung 4, 5 verlassen hat, die aus dem am Umfang mit Filz belegten Rad 4 und dem Gegenrad 5 besteht, welches am Arm 6 gelagert ist, wel cher verschwenkbar und mit einer Kraft belastet das Ge genrad 5 gegen das Rad 4 drückt. Nach dem Verlassen der Vorbremsvorrichtung ist der Draht 3 zur Hauptbremse 7 geführt, welche aus einem vom Draht zumindest teilweise umschlungenen Rad besteht, welches im allgemeinen von dem Gleichstrommotor 8 entgegen der Drahtlaufrichtung angetrieben ist. Nach Verlassen der Hauptbremse 7 ist der Draht 3 über zwei Fadenführer 9 geführt, die an einem Schwenkarm 10 befestigt sind, der von der Welle 11 getragen wird. Die Verschwenkung bzw. der Grad der Verschwenkung des Schwenkarmes 10 wird durch einen La gegeber 12 ermittelt. Die Welle 11 wird mittels eines Elektromotors 13 angetrieben, welcher in Abhängigkeit von der Messung des Lagegebers 12 auf den Schwenkarm 10 eine ständige, aber entsprechend dem Grad der Ver schwenkung wechselnde Rückstellkraft ausübt.

Die Motoren 8, 13 sind zweckmäßigerweise Gleichstrom motore. Der Betriebsstrom des Motors 8 ergibt sich zum einen aus dem Sollwert der Drahtspannung, zum anderen aus der Lageabweichung (gemessene Drahtzugabweichung vom Sollwert) des Lagegebers.

Die Verwendung eines Motors 13 zur Erzeugung der Rück stellkraft des Schwenkarmes 10 bietet zusätzlich die Möglichkeit, periodisch wiederkehrende Drahtzugschwan kungen, wie sie bei eckigen Spulen auftreten, in die Drahtzugregelung einzubeziehen, derart, daß der Schwenkarm 10 durch den Motor 13 aktiv angetrieben wird. Dieses kann durch einen analogen oder digitalen Prozessor geschehen, der während des Wickelns ständig diese Schwankungen registriert und in Steuersignale für den Motor 13 umwandelt.

Mit dieser Vorrichtung gelingt es in hervorragendem Maße, die Drahtspannung konstant zu halten, wenn dieses gewünscht ist, oder die Drahtspannungswerte im Laufe des Wickelvorganges so zu ändern, daß eine Wicklung höchster Qualität erzielt wird.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Frontplatte
3 Draht
4 Filzrad
5 Gegenrolle
6 Hebel
7 Hauptbremse
8 Motor
9 Fadenführer
10 Schwenkarm
11 Welle
12 Lagegeber
13 Motor
14 Prozessor
15 Schaltung
16 Prozessor
17 Meßgeber
18 Meßgeber
19 Kabel
20 Kabel
21 Drehzahlgeber
22 Kabel
23 Kabel

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung des Drahtzuges an Wic kelmaschinen für die Herstellung elektrischer Spu len, bestehend aus einer Vorbremsvorrichtung, einer Hauptbremsvorrichtung, einer Drahtspannungsmeß vorrichtung und einer elektrischen Schaltung zur Einstellung der Bremskraft der Hauptbremsvorrich tung aufgrund des gemessenen Drahtspannungswertes, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtspannungsmeßvorrichtung aus einem mindestens einen Fadenführer (9) tragenden Schwenkarm (10), einem Lagegeber (12), der die Verschwenkung des Schwenkarms (10) mißt und einem Servomotor (13) besteht, der den Schwenkarm (10) entgegen der Zugkraft des Drahtes (3) mit einer Rückstellkraft beaufschlagt,
daß der Bremskrafterzeuger in der Hauptbremsvor richtung (7) ein Gleichstrommotor (8) ist und daß an den Eingang der Schaltung (15) die Meß vorrichtung (12) für die Rückstellkraft und an de ren Ausgang der Gleichstrommotor (8) der Haupt bremsvorrichtung (8) oder dessen Steuerungsvor richtung geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (12) für die Größe der am Schwenkarm (10) wirksamen Rückstellkraft vorgese hen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ein digital oder analog arbei tender Prozessor (16) vorzugsweise mit Programm speicher ist, an dessen Eingänge ein Geber (12) für den Verschwenkwinkel des Schwenkarmes (10), sowie Sensoren für die elektrischen momentanen Daten der Spannung und des Stromflusses durch die Gleichstrommotore (8, 13) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückstellkraft auf den Schwenkarm (10) ausübende Servomotor (13) ebenfalls ein Gleich strommotor ist.

5. Schaltung für die Steuerung des Drahtzuges und der Arbeitsgeschwindigkeit von Wickelmaschinen für die Herstellung elektrischer Spulen, die aus einer Vorbremsvorrichtung, einer Hauptbremsvorrichtung, einer Drahtspannungsmeßvorrichtung und einer elek trischen Vorrichtung zur Einstellung der Brems kraft der Hauptbremsvorrichtung aufgrund des ge messenen Drahtspannungswertes bestehen, gekennzeichnet durch einen digital oder analog arbeitenden Prozessor (16), an dessen Eingänge ein Geber (12) für den Verschwenkwinkel des Schwenkarmes (10), Sensoren für die elektrischen momentanen Daten der Spannung und des Stromflusses durch die Gleichstrommotore (8, 13) angeschlossen sind und an dessen Ausgänge die Gleichstrommotore der Hauptbremsvorrichtung oder dessen Steuerungsvorrichtung und die des Schwenkarmes geschaltet ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (16) mit einem Speicher für Be triebskennwerte versehen ist und mit einem Spei cher für Grenzen dieser Betriebswerte.

7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Prozessor periodisch wiederkehrende Drahtzugschwankungen erfaßt werden und auf die Gleichstrommotore (8, 13) rückgeführt werden, der art, daß diese Schwankungen optimal eliminiert werden.