DE60006027T2

DE60006027T2 - Maschine zum Wiederaufwickeln von Drahtbunden mit dicht aneinanderliegenden Windungen

Info

Publication number: DE60006027T2
Application number: DE60006027T
Authority: DE
Inventors: Gianluigi Marangoni
Original assignee: GIMAX Srl SOVIZZO; Gimax Srl
Current assignee: GIMAX Srl SOVIZZO; Gimax Srl
Priority date: 1999-05-04
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: EP1050502B1; EP1050502A2; ITVI990085A1; EP1050502A3; DE60006027D1; IT1307428B1; ITVI990085A0

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Wiederaufwickeln von Drahtbunden mit dicht aneinanderliegenden Windungen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet des industriellen Schweißens, bei dem ein üblicherweise als Schweißdraht bezeichnetes Zuführungsmaterial aus mit Kupfer überzogenem Eisen, Aluminium, Kupfer, Inox-Stahl usw. verwendet wird, werden aus einer Korbtrommel bestehende, aus Metall oder Kunststoff gefertigte Spulen benutzt, auf die der Draht aufgewickelt ist.
Die Firma, die den Schweißdraht herstellt, liefert den Draht in gewundenen Strängen, die einige hundert Kilogramm wiegen, so dass ein Arbeitsgang zum Wiederaufwickeln des oben genannten Drahtes auf Spulen, welche auf den Werkzeugmaschinen montiert werden können, notwendig wird.
Dieser Arbeitsgang des Abwickelns des Drahtes von dem Strang mit beträchtlichen Dimensionen und das nachfolgende Wiederaufwickeln oder Umwickeln der Rollen desselben Drahtes auf eine Vielzahl von Spulen mit einem Maximalgewicht von 10 kg wird normalerweise unter Verwendung einer Vielzahl von separaten Arbeitsmaschinen erledigt, von denen jede einen bestimmten Arbeitsgang durchzuführen hat.
Aus dem gegenwärtigen Stand der Technik sind Maschinen mit automatischer Spulen-Wiederaufwicklung bekannt, welche aus drei unterschiedlichen Teilen bestehen: Das Abwickelaggregat, auf dem der abzuwickelnde Strang gelagert ist, ein Zwischenaggregat, „Tänzer" genannt, welches die Aufgabe hat, den Draht zwischen der Abwickelphase und der Wiederaufwickelphase unter Spannung zu halten, und das letzte Aggregat zum Aufwickeln und zur Abgabe der gewickelten Spule.
Diese Maschinen, wie beispielsweise die Maschine, die in den italienischen Patentanmeldungen Nr. VI95A00049 und VI98A000151 beschrieben sind, verwenden das System zum Aufwickeln des Drahtes in der Korbtrommel, um die endgültige Spule zu bilden, die als „System mit dicht aneinanderliegenden Spiral-Wicklungen" oder auch „Spiral-Spiral" bekannt ist. Auch aus EP-A-0 560 245 ist solch eine Maschine bekannt.
Zum Erreichen einer perfekten Spulen-Aufwicklung erfordert dieses Umwickelsystem, dass der Abstand zwischen den beiden Seitenwänden, welche den Strang des gewickelten Drahtes begrenzen, genau einem Vielfachen des Durchmessers eines aufzuwickelnden Drahtes plus der Hälfte des Durchmessers des Drahtes entspricht. In Anbetracht der Tatsache, dass der Durchmesser des aufzuwickelnden Drahtes aufgrund verschiedener Faktoren, die nicht perfekt kontrollierbar und vorhersehbar sind, wie der Verschleiß der Umwickelmaschine, das Unrundwerden und ähnliche Fak toren, variabel ist, sowohl in Bezug auf die Nennabmessung als auch auf die erlaubte Abweichung, ist es daher notwendig, den Abstand zwischen den beiden Seitenwänden des Aufnehmers des aufgewickelten Drahtes fortlaufend zu kontrollieren, indem sie in Relation zu den Änderungen der Dimensionen ein und desselben Drahtes angeordnet werden.
Bei den oben genannten Maschinen wird diese Bedingung dadurch geschaffen, dass einer der beiden gegenüberliegend angeordneten Flansche, die die Korbtrommel halten, durch Verbindung mit einer mit Gewinde versehenen Ringmutter axial beweglich ist, welche durch Drehung in eine Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung die Annäherung oder das Fortbewegen des beweglichen Flansches zu bzw. von dem anderen, feststehenden Flansch, bewirkt.
Nachdem die Bedienungsperson den exakten Abstand eingestellt hat, blockiert sie die Ringmutter, und dadurch wird der bewegliche Flansch in einem Abstand von dem feststehenden Flansch gehalten, der während des gesamten Arbeitsgangs des Drahtaufwickelns konstant bleibt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Oberstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, Draht mit dem System dicht aneinanderliegender Windungen wiederaufzuwickeln, welches konstruktiv einfacher ist als bei den bekannten Drahtwickelmaschinen.
Ein weiteres Ziel ist die Konstruktion einer Maschine zum Aufwickeln von Draht, die in der Lage ist, den Draht mit zwei verschiedenen Typen von Korbtrommeln zu wickeln, wobei der eine aus Metall und der andere aus Kunststoff besteht.
Das wesentlich neue Merkmal der erfindungsgemäßen Maschine zeichnet sich durch die Struktur der Spindel aus, welche zum Durchführen des Aufwickelvorgangs des Drahtes die Korbtrommel trägt und in Drehung versetzt. Die Spindel ist speziell so ausgebildet, dass eine einfache und schnelle Montage der leeren Korbtrommel von Hand erfolgen kann.
Ein zweites, neues Merkmal der Erfindung besteht darin, dass während des Aufwickelns des Drahtes die Korbtrommel zwischen den beiden Flanschen komprimiert wird und als ein vorspringendes Teil montiert ist, welches sich am Ende der einzigen Motorwelle befindet, wodurch sich der mechanische Aufbau der Maschine wesentlich vereinfacht.
Das dritte, neue Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die automatische Entladung der aufgewickelten Korbtrommel durch deren Kanalisierung (channelling) im hinteren Bereich der Maschine erreicht wird.
Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Maschine werden unter Bezugnahme auf die Beschreibung einer möglichen zeichnerisch dargestellten, nicht beschränkenden Ausführungsform verständlich. In den Zeichnungen stellen dar:
1 eine äußere Frontansicht der Maschine;
2 eine äußere Seitenansicht der Maschine;
3 ein Front-Querschnitt des Spindelaggregats;
4 ein Front-Querschnitt des gesamten Korbtrommel-Bearbeitungs-Aggregats;
5 ein Front-Querschnitt mit als vorspringendes Teil auf der Spindel montierter Korbtrommel;
6 die Anfangsphase der Drahtaufwickelung;
7 das Abziehen der aufgewickelten Spule von der Spindel;
8 und 9 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Entladen der aufgewickelten Spule in zwei Arbeitspositionen.
Wie in 1 gezeigt, wird die Maschine (1) zum Wiederaufwickeln mit dicht aneinanderliegenden Windungen durch eine Struktur (2) gebildet, welche die Spindel (3) trägt. Letztere ist mit dem feststehenden Flansch (4) und der Gegenspindel (5) ausgestattet, welche den beweglichen Flansch (6) bewegt, wobei die Korbtrommel (7) zwischen die beiden Flansche eingesetzt ist.
2 zeigt, dass die Maschine durch ein Abwickelaggregat (8) der aufgewickelten Spule (9) vervollständigt ist, wobei das Entladungsaggregat im hinteren Bereich der Maschine angeordnet ist.
3 zeigt, dass die Spindel (3) durch eine Welle (10) gebildet wird, welche mit dem feststehenden Flansch (4) eine Einheit bildet und mit einem vorspringenden Teil (11) ausgestattet ist, wobei die leere Korbtrommel (7) passgenau auf den den vorspringenden Teil aufgesetzt ist.
Diese Welle (10) kann sich mittels einer mit einem Encoder versehenen Motor-Getriebe-Einheit (12) drehen, um sowohl die Aufwicklung des Drahtes in der Korbtrommel als auch axiales Gleiten zum Regulieren der Breite der Korbtrommel zu bewirken, wie weiter unten noch erläutert wird.
Wie in 4 gezeigt, bewegt die Gegenspindel (5) mittels eines Antriebs über eine Zahnstange (13) den beweglichen Flansch (6) mit einem leichten Druck gegen die Korbtrommel (7), nachdem die Bedienungsperson die Korbtrommel (7) von Hand auf die Welle (10) aufgesetzt hat.
Gleichzeitig erfolgt ein Eingriff zwischen dem Ende (14) der Welle (10) und der Buchse (15), welche den beweglichen Flansch (6) derart trägt, dass die Welle (10) mit einer minimalen axialen Verschiebung auf die Korbtrommel einen ersten Kompressions-Vorgang zwischen den beiden Flanschen erzeugt.
Nach Positionierung der Korbtrommel (7) wird die Gegenspindel (5) ohne den beweglichen Flansch (6) abgetrennt, und gleichzeitig bringt die Bedienungsperson das Endes des Drahtes (16) mit der Nabe (17) der Korbtrommel (7) gemäß bekannter Verfahren, welche die Gefahr seines Ausklinkens verhindern, in Eingriff.
Nach dem Einhängen des Drahtes und vor dem Start des Aufwickelvorgangs wird dafür gesorgt, dass sich der Korbtrommel eine Scheibe (18), die dazu bestimmt ist, die Spiralwicklung zu formieren, dicht an die Nabe (17) annähert, da die die Wicklung (19) bildenden Spiralen, außer dass sie sich aneinander anlegen, an der Innenwand der Scheibe anliegen und die Reaktionskraft der Scheibe überwinden, wobei die Kraft durch das Führungsaggregat (20) reguliert wird und sich die Scheibe stets dicht an der gebildeten Spirale befindet. Dies ist in 6 gezeigt.
Nachdem die Scheibe fast die volle Länge, welche die Gesamtheit der Spiralen umfassen muss, durchlaufen hat, hält die Bedienungsperson die Maschine an, trennt die Scheibe (18) von der Wicklung (19) und kontrolliert den Zwischenraum der Nabe, welche noch aufgewickelt werden muss, d.h. den Zwischenraum zwischen der letzten, bereits aufgewickelten Spirale und der Wand der Korbtrommel.
Um zu vermeiden, dass die Wicklung auf ungeordnete Weise erfolgt, d.h. dass die Spiralwicklungen nicht perfekt übereinander liegen, so dass die Entladung der Spule bewirkt wird, unter Verursachung beträchtlichen Schadens vom wirtschaftlichen und Fertigungs-Standpunkt aus, ist es notwendig, den Zwischenraum zwischen den Wänden der Korbspule auf recht zu erhalten, so dass in jeder Lage eine genaue Anzahl von gewickelten Spiralen erhalten wird.
Zu diesem Zweck bewirkt die Bedienungsperson, die an dem Steuer-Paneel (30) arbeitet, dass die Welle (10) nach innen gleitet und den beweglichen Flansch (6) dazu bringt, sich dicht an den feststehenden Flansch (4) anzunähern, wodurch ein Abflachen der Korbtrommel bis zu dem genauen Abstand zwischen den beiden Wänden des Aufnehmers mit dem aufgewickelten Draht verursacht wird.
Wenn die Spule (21) voll ist, wird die Gegenspindel (5) mit dem beweglichen Flansch (6) verbunden und hakt sich mittels Zangen (22) in den beweglichen Flansch (6) ein, so dass sie in dem Rücklauf von dem vorspringenden Teil (11) am Ende der Welle (10) gelöst und zur automatischen Entladung positioniert wird, wie in 7 dargestellt.
8 und 9 zeigen, dass die Entladevorrichtung im wesentlichen aus einer geneigten Gleitstruktur (23) besteht, welche die aufgewickelte Spule (2) einsammelt, wenn diese von der Zange (22) freigegeben wird und sie in den Sammelkanal (24) fördert, wo aus Gründen der Vereinfachung nicht gezeigte, geeignete Fördermittel die aufgewickelte Spule (21) aus dem Arbeitsbereich transportieren.
Schließlich ist ein an sich bekannter pneumatischer Positionierer (25) in die Maschine eingefügt, welcher dafür sorgt, dass:

1. die Spindel (3) mit dem verbundenen Flansch (4) stets in der gleichen Position angehalten wird, damit eine genaue Einlagerung mit dem Gegenflansch (6) gewährleistet ist, wenn Korbtrommeln aus Metall verwendet werden;
2. die Spindel während der Kompressionsphase aufgrund der Wirkung des Gegenflansches (6) einer Korbtrommel aus Kunststoff zum Regulieren des Abstandes zwischen den Wänden der Korbtrommel blockiert gehalten wird, wie oben beschrieben.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Maschine mit dem gleichen Operationszyklus in der Lage, den Draht auf Korbtrommeln aus Kunststoff oder Metall einfach durch Austausch der beiden Flansche (4) und (6) aufzuwickeln.

Claims

Maschine (1) zum Wiederaufwickeln von Drahtbunden mit dicht aneinanderliegenden Windungen, die stromab von einem Abwickelaggregat (8) liegt, auf dem ein abzuwickelnder Strang angeordnet ist, und wobei ebenfalls ein Zwischen- oder „Tänzer"-Aggregat auf diesem Abwickelaggregat angeordnet ist, welches die Funktion hat, den Draht unter Spannung zu halten, wobei die Maschine über eine elektronische PLC-Schaltung gesteuert wird und zwei gegenüberliegende Flansche (4, 6) besitzt, von denen ein Flansch (6) axial beweglich und der andere Flansch (4) feststehend angeordnet ist, wobei eine zwischen den Flanschen (4, 6) angeordnete Korbtrommel (7) in Drehung versetzt und der Draht auf die Korbtrommel (7) aufgewickelt wird, um die Spule zu bilden, wobei die Flansche (4, 6) in der Lage sind, den Abstand zwischen sich zum Zwecke der Modifizierung der Breite der Ausnehmung, welche den gewickelten Strang aufnimmt und trägt, zu regulieren, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufwickelvorgangs des Drahtes die Korbtrommel (7) zwischen den Flanschen (4, 6) komprimiert wird und auf einen vorspringenden Teil (11) montiert ist, welcher sich am Ende der Motorwelle (10) befindet.
Maschine mit dicht aneinanderliegenden Spiralwicklungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Entladung der aufgewickelten Spule dadurch erfolgt, dass die Spule im rückwärtigen Teil der Maschine kanalisiert wird.
Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Struktur (2) umfasst, welche sowohl die mit dem festen Flansch (4) versehene Spindel (3) als auch die den beweglichen Flansch (6) bewegende Gegenspindel (5) trägt, wobei die Korbtrommel (7) zwischen den beiden Flanschen angeordnet ist, und ebenfalls umfassend ein Abwickelaggregat (8) der aufgewickelten Spule (9), welches am rückwärtigen Teil der Maschine platziert ist.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (3) eine mit dem festen Flansch (4) integrale Welle (10) umfasst, wobei die Welle einen Vorsprung (11) besitzt, und wobei die leere Korbtrommel (7) passgenau auf den vorspringenden Teil (11) aufgesetzt ist, wobei die Welle (10) mittels der mit einem Kodierer versehenen Motorgetriebe-Einheit (12) in der Lage ist, sich zu drehen und axial zu gleiten.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenspindel (5) den beweglichen Flansch (6) mittels Antrieb über eine Zahnstange (13) mit leichtem Druck gegen die Korbtrommel (7) positioniert.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bewirkt, dass das Ende (14) der Welle (10) mit der den beweglichen Flansch (6) tragenden Buchse (15) derart in Eingriff gelangt, dass die welle zwischen den beiden Flanschen (4) und (6) mit einem Minimum an Axialverschiebung auf die Korbtrommel eine erste Kompressionswirkung ausübt.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Korbtrommel (7) positioniert worden ist, die Gegenspindel (5) ohne den beweglichen Flansch (6) in die Ausgangs-Position zurückkehrt.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dicht an der Nabe (17) der Korbtrommel befindliche Scheibe (18) aufweist, die dazu bestimmt ist, die Spiralwicklung zu formieren, da die die Wicklung (19) bildenden Spiralen, außer dass sie sich aneinander anlegen, an der Innenwand der Scheibe anliegen und die Reaktionskraft der Scheibe überwinden, wobei die Kraft durch das Führungsaggregat (20) reguliert wird und sich die Scheibe stets dicht an der gebildeten Spirale befindet.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladevorrichtung der aufgewickelten Spule durch eine schräg stellbare Gleitbahn gebildet wird, wobei die Gleitbahn die Spule aufnimmt, wenn diese von den Zangen (22) freigegeben wird und sie zu der Sammelleitung (24) führt, wo geeignete Arbeitsmittel die Spule aus der Arbeitszone hinausbewegen.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem pneumatischen Positionierungsmittel (25) versehen ist, welches bei Verwendung von Metall-Korbtrommeln die Spindel (3) und den Flansch (4) in der gleichen Position arretiert, damit eine hohe Passgenauigkeit mit dem beweglichen Flansch (6) erreicht wird, und wenn die verwendeten Korbtrommeln aus einem Kunststoffmaterial bestehen, sorgt das Positionierungsmittel dafür, dass die Spindel während der Kompressionsphase der Korbtrommel blockiert bleibt, um die Entfernung zwischen den Wänden der Korbtrommeln zu regulieren.
Maschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Aufwickeln des Drahtes auf die aus Kunststoffmaterial bestehenden Korbtrommeln oder auf Metall-Korbtrommeln durch Substitution des Flanschpaares (4) und (6) bewirkt.
Verfahren zum Wiederaufwickeln von Spulen unter Verwendung der Maschine gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungsperson vor Vollendung des Aufwickelns des Drahtes (19) auf die erste Schicht von Spiralwicklungen die Maschine stoppt und die Größe des zu wickelnden Zwischenraums, d.h. die Entfernung zwischen der zuletzt gewickel ten Spiralwicklung und der Wand der Korbtrommel derart reguliert, dass genau eine weitere Wicklung erhalten wird, wobei diese Operation mit Hilfe des Steuer-Paneels (30) derart durchgeführt wird, dass die Welle (10) einwärts gleitet, wodurch der bewegliche Flansch (6) dichter an den festen Flansch (4) herangeführt wird und die Abflachung der Korbtrommel bewirkt und den korrekten Abstand zwischen den beiden Wänden bestimmt, welche zusammen mit der Nabe (17) die Aufnahmevertiefung, welche den gewickelten Strang aufnimmt, begrenzen.
Verfahren zum Wiederaufwickeln einer Spule unter Verwendung der Maschine gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Spule (21) bis zu ihrem vorbestimmten Gewicht aufgewickelt ist, die Gegenspindel (5) mit dem beweglichen Flansch (6) verbunden wird und mittels der Zange (22) die Spule derart aufnimmt, dass sich diese beim Rücklauf vom Ende des Vorsprungs (11) der Welle (10) löst und die Spule für die automatische Entladung positioniert.