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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung, welche ein automatisches Schliessen einer
Wicklung eines lang gestreckten Elementes erlaubt, angeordnet in
einer Anzahl von Schichten einer Mehrzahl von Windungen auf einer
Wickeleinrichtung, sowie zum Entladen der genannten Wicklung aus
der Wickeleinrichtung.
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Zahlreiche lang gestreckte Elemente,
wie beispielsweise Rohre, Profile von irgend welcher Form, isolierte
Kabel oder andere, werden gemäss einem
fortlaufenden Extrusionsvorgang aus einem synthetischen Material
oder irgend einer anderen Herstellungsart erhalten. Hinsichtlich
deren grosser Länge
sind diese Elemente auf eine Spule mit festen Seitenteilen gewickelt,
angeordnet auf einer Wickelmaschine oder auf einer falschen Spule,
die durch zwei Flansche und einen zentralen Körper in Form eines Schaftes
gebildet ist, und mindestens ein Flansch weggenommen werden kann,
damit die Wicklung, die aus einem lang gestreckten Element gebildet
ist, aufgerollt in einer Mehrzahl von Schichten einer Mehrzahl von
Windungen, vom zentralen Körper
abgenommen werden kann. Eine solche Einrichtung zur Bildung von
Wicklungen ist insbesondere in der Anmeldung 98811010.2 beschrieben.
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Im allgemeinen wird, wenn die erforderliche Länge des
lang gestreckten Elementes erreicht ist, das genannte Element leicht
oberhalb des Ortes, wo die Wicklung konfektioniert ist, geschnitten
und eine Bedienperson muss das geschnittene Ende ergreifen und es
festhalten, bis es korrekt auf der letzten Schicht aufgewickelt
ist, bevor eine Bindung gemacht werden kann, manuell oder automatisch
durch Mittel, damit die Wicklung zusammengehalten wird. Dieser Vorgang
erfordert die Anwesenheit einer Bedienerperson und ist nicht ungefährlich.
Im Fall, wo das geschnittene Ende Iosgelassen wird, ohne dass es während einer
gewissen Zeit gehalten wird, hat die Wicklung eine Tendenz loszugehen,
mindestens auf seiner obersten Schicht, wodurch sie weniger Kontakt
und weniger fest ist, bis einmal die Bindungen gemacht sind.
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Beispielsweise aus dem Dokument DE-A-41 42
262 kennt man eine Konfektionseinrichtung für Wicklungen eines lang gestreckten
Elementes, umfassend:
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- – mindestens
ein Rahmenelement,
- – ein
erstes Flanschschild bestimmt zur Bildung einer seitlichen Abstützung für eine zu
bildende Wicklung, wobei der erste Flanschschild durch einen Arm
in einem Lager des Rahmenelementes getragen ist und in diesem Lager
frei in Rotation versetzt werden kann,
- – ein
zweites Flanschschild und ein Hilfszentrum, getragen durch ein anderes
Rahmenelement, und diese Elemente mit dem ersten Flanschschild verbindbar sind
zur Bildung einer Hilfsspule zum Aufnehmen des lang gestreckten
Elementes in Form einer Wicklung,
- – Rotationsantriebsmittel
für mindestens
einen der Schilder, um das lang gestreckte Element auf das Hilfszentrum
aufzuwickeln,
- – eine
Vorrichtung zum Anbringen der Bindungen.
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In dieser Anlage umfasst die Einrichtung
zur Bindung ein Pressmittel, welches bestimmt ist, eine Pressaktion
gegen das lang gestreckte Element auszuüben, unmittelbar seitlich der
Bindung.
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Eine solche Anlage hat Vorteile,
aber die Antragstellerin schätzt,
dass mit diesem Typ der Anlage das geschnittene Ende eines lang
gestreckten Elementes, nachdem dieses geschnitten worden ist, nicht
genügend
gehalten wird zur Aufrechterhaltung der gut zusammengefügten Wicklung,
und insbesondere deren letzte Schicht.
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Nachdem die Wicklung gebunden worden ist,
ist es notwendig, sie von der Vorrichtung zur Konfektionierung der
Wicklung wegzunehmen, wo sie erstellt worden ist. Hierzu sind im
allgemeinen separate Mittel vorgesehen.
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Ein erstes Ziel der Erfindung ist
es, eine Einrichtung vorzuschlagen, welche erlaubt, ein geschnittenes
Ende eines längs
gestreckten Elementes, nachdem dieses geschnitten worden ist, zu
halten, so dass die Wicklung erhalten bleibt, und insbesondere seine
letzte Schicht gut zusammengefügt
bleibt.
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Ein zweites Ziel der Erfindung ist
vorzuschlagen, dass die oben genannte Einrichtung erlaubt, dass
die Endfertigung der Wicklung automatisch ausgeführt werden kann, insbesondere
ohne Gefahr für die
Bedienerperson.
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Ein drittes Ziel der Erfindung ist
es zu erlauben, dass die oben genannte Einrichtung so ausgestattet
ist, dass erlaubt wird, die gebundene Wicklung zu entladen.
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Diese unterschiedlichen Ziele werden
durch eine Schliessvorrichtung und eine Entladevorrichtung erhalten,
welche die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweisen.
Varianten oder andere Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
einer Einrichtung gemäss
der Erfindung ist nachfolgend beschrieben, die Beschreibung ist
mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung zu betrachten, die die Figuren umfasst, wo:
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1 eine
Teilansicht eines Querschnitts einer Einrichtung gemäss der Erfindung
ist, angeordnet an einer Wickeleinrichtung,
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2 eine
Seitenansicht der Einrichtung gemäss 1 ist, und
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3A bis 3G einen schrittweisen Ablauf darstellen,
die Funktion der Einrichtung gemäss
der Erfindung zeigend.
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Die 1 zeigt
eine Wickeleinrichtung 1, die teilweise geschnitten ist
gemäss
einer senkrecht zur Längsachse
der Produktionslinie des lang gestreckten Elementes 2 stehenden
Achse. Die Wickelvorrichtung 1 umfasst ein Rahmenelement 10,
welches einen ersten Flanschschild 11 umfasst, der be stimmt ist,
eine seitliche Abstützung
für eine
zu bildende Wicklung 20 zu bilden. Dieser erste Flanschschild 11 ist
durch einen ersten Arm 12 in einem Lager 13 des Rahmenelementes 10 abgestützt. Der
erste Flanschschild 11 kann auf dem Lager 13 frei
in Rotation versetzt werden. Ein zweiter Flanschschild 14 und
ein Hilfszentrum 15, getragen durch ein anderes Element
des Rahmenelementes, nicht dargestellt auf der Figur, kann mit dem
ersten Flanschschild 11 verbunden sein, um eine Hilfsspule
zu bilden, welche erlaubt, das lang gestreckte Element 2 aufzunehmen und
dieses in eine Wicklung 20 zu formen. Rotationsantriebsmittel,
nicht dargestellt auf der Figur, erlauben, den einen und/oder den
anderen Flanschschild 11, 14 anzutreiben, um das
lang gestreckte Element 2 auf dem Hilfszentrum 15 aufzurollen.
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Wie man in 2 sieht, ist der erste Flanschschild 11,
dargestellt durch unterbrochene Linien, durch eine zentrale Scheibe 110 gebildet,
auf welcher eine Mehrzahl von Kreisringflächensegmenten 111 gleichmässig radial
angeordnet sind, und ein Freiraum zwischen zwei aufeinander folgenden
Segmenten 111 vorhanden ist. Die Figur zeigt auch in gestrichelter
Linie den Durchmesser, der durch das Hilfszentrum 15 gebildet
wird, auf welchem die Wicklung 20 aufgebracht wird.
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Die Schliessvorrichtung 3 ist
koaxial auf dem Arm 12 zwischen dem Rahmenelement 10 und
dem ersten Flanschschild 11 angeordnet. In allgemeiner Weise
dreht die Einrichtung 3 frei auf dem Arm 12. Die
Einrichtung 3 umfasst einen Abstützbereich 30, ausgestattet
mit dem Lager, was ihm erlaubt, um den Arm 12 sich zu drehen,
wobei eine Seite des genannten Trägers mit zwei Zylindern 31, 32 ausgestattet
ist, und jeder von ihnen einen abgewinkelten Tragarm 310, 320 betätigt, wobei
jeder der genannten abgewinkelten Arme mit einem Abstützbereich 311 bzw. 321 (siehe 2) ausgestattet ist. Wie
vorgängig
erwähnt
worden ist, kann die Einrichtung 3 frei um den Arm 12 drehen,
sie besitzt kein eigenes Antriebsmittel für die Rotation, ist aber hingegen
mit einer Spezialindexiereinrichtung bekannter Technik ausgestattet,
schematisch dargestellt durch 33. Die Spezialindexiereinrichtung 33 erlaubt,
die Einrichtung 3 in zwei Winkelpositionen relativ zum
Rahmenelement 10 zu verriegeln, einer ersten unteren Position,
wie in den 1 und 2 dargestellt ist, wo die
abgewinkelten Arme 310 und 320 unterhalb der Wicklung 20 angeordnet
sind, und ei ner zweiten oberen Position, um 180° verschoben relativ zur ersten
Position, wo die abgewinkelten Arme am Scheitel der Wicklung 20 (siehe 3C) angeordnet sind.
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Die zwei Zylinder 31 und 32 wirken
auf die beiden abgewinkelten Tragarme 310 und 320,
um sie gemäss
einer frei gegebenen Position zu positionieren, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, wo die zwei Abstützbereiche 311 und 321 vom
Flanschschild 11 und der Wicklung 20 losgelöst sind,
oder eine verriegelte Position, gemäss welcher die zwei Abstützbereiche 311 und 321 der
Tragarme 310 und 320 in einen Raum eingreifen,
der zwei Segmente 111 trennt und die letzte Schicht der
Wicklung 20 andrücken.
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Vorzugsweise können die zwei Tragarme 310 und 320 gleichzeitig
wie auch unabhängig
voneinander betätigt
werden.
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Ein Detektor 16 für die Winkelposition überwacht
die relative Winkelposition des Flanschschildes 11 relativ
zur Schliesseinrichtung 3, bzw. relativ zu den beiden abgewinkelten
Armen 310 und 320, so dass eine Verriegelung der
Abstützbereiche 311 und 321 nur
ausgeführt
werden kann, wenn die genannten Abstützbereiche in einem Raum sind,
welche zwei Segmente 111 trennen, damit keine Beschädigung des
einen und/oder des anderen der beiden abgewinkelten Arme 310, 320 sowie
eines Segmentes 111 riskiert wird.
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Vorzugsweise kann die Einrichtung 3 noch mit
einer anderen Indexiervorrichtung bekannter Technik ausgestattet
sein, dargestellt durch 34, welche fähig ist, die Einrichtung 3 in
einer gewissen Anzahl von Winkelpositionen relativ zum Flanschschild 11 zu
verriegeln, in welchen die genannten Abstützbereiche 311 und 321 zwischen
zwei aufeinander folgenden Segmenten 111 eingreifen können. Wenn
die Verriegelung 34 zwischen der Einrichtung 3 und
dem Flansch 11 eingerastet ist, treibt ein in Rotation
versetzen des Flanschschildes 11 die Rotation der Einrichtung 3 an.
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Die Schliessvorrichtung 3 wird
durch eine Steuereinheit 17 gesteuert, welche an der Einrichtung
selbst sein kann, welche in eine Steuereinrichtung der Wickeleinrichtung
integriert sein kann oder welche in einer Steuerein richtung der
Produktionslinie integriert sein kann. Die Steuereinheit 17 umfasst vorzugsweise
eine Mikroprozessoreinheit, ausgestattet mit einem Programm, welches
erlaubt, die Schliessvorgänge
der Wicklung auszuführen,
die weiter unten beschrieben werden.
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Die 3A und
die folgenden zeigen schematisch eine Wicklung 20, die
erstellt wird, sowie die Funktion der Schliesseinrichtung und der
Entladung 3. Auf diesen Figuren sind nur die Elemente dargestellt,
die für
das Verständnis
des Vorgangs unbedingt erforderlich sind.
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Die 3A zeigt
ein lang gestrecktes Element 2, das von der Produktion
kommt, von einem Extrusionsvorgang oder anderem, wobei sich das Element 2 wie
durch den Pfeil A angegeben verschiebt, die Wicklung 20 zur
Aufwicklung ist in Rotation, wie durch den Pfeil B dargestellt ist,
die Einrichtung 3 ist in einer unteren Position gegen das
Rahmenelement der Wickeleinrichtung verriegelt, die zwei abgewinkelten
Arme 310 und 320 sind vom Flanschschild und der
Wicklung gelöst
und es ist relativ zum Flanschschild entriegelt.
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Wenn sich die gewünschte Länge des Elementes 2 auf
der Wicklung 20 der gewünschten
Länge nähert, nähert sich
eine Bindungsvorrichtung 18 bekannter Technik, die mit
zwei beweglichen Armen 180 ausgestattet ist, wobei auf
der Figur nur einer sichtbar ist, der Wicklung 20 für die Fertigstellung. Die
Rotation der Wicklervorrichtung bzw. der Wicklung 20 wird
angehalten, die Halteposition wird durch den Winkelpositionsdetektor 16,
der weiter oben beschrieben wurde, gesteuert, so dass sich ein Raum, der
zwei aufeinander folgende Segmente 111 des Flanschschildes 11 trennt,
gegenüber
der beiden abgewinkelten Arme 310 und 320 befindet.
Die Schliessvorrichtung 3 ist bezüglich dem Rahmenelement entriegelt
und bezüglich
des Flanschschildes verriegelt. Gleichzeitig werden die zwei Zylinder 31 und 32 betätigt, damit
die zwei Abstützbereiche 311 und 321 die
letzte Schicht der Wicklung 20 klemmen. Eine Rotation um
einen Teil einer Umdrehung der Wicklung 20 wird veranlasst,
die Einrichtung 3 wird durch die Verriegelung 34 zwischen
der Einrichtung 3 und des Flanschschildes oder durch die
Abstützbereiche 311 und 321,
geklemmt gegen die obere Schicht der Wicklung 20, angetrieben,
so dass eine Schneideinrichtung 19 nur betätigt wird,
wenn die Länge
des Teilabschnitts des Elementes 2, der bereits auf der
Wicklung 20 ist, zusätzlich
der Länge
bis zum Schneidpunkt, die noch nicht auf der Wicklung ist, der gewünschten
endgültigen
Länge des
lang gestreckten Elementes 2 auf der Wicklung 20 entspricht.
In diesem Moment wird die Rotation der Wicklung 20 von
neuem gestoppt, die Schneideinrichtung 19 wird betätigt und
die Ausführung
einer ersten Bindung 181 kann dann veranlasst werden, damit
die zusammengestellte Wicklung frühest möglich gehalten wird.
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Dieser Schritt ist in 3B sichtbar, wo man sieht,
dass die Schneideinrichtung 3 um eine Teilumdrehung in
Rotation versetzt worden ist, und dass der Schnitt des Endes des
lang gestreckten Elementes 2 gemacht worden ist und dass
eine erste Bindung 181 ausgeführt worden ist.
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Auf der 3C sieht man, dass die Wicklung 20 von
neuem um einen Teil einer Umdrehung in Rotation versetzt worden
ist, die Schliessvorrichtung 3 antreibend, bis diese in
einer Position ist, so dass sie in einer oberen Position auf dem
Rahmenelement verriegelt werden kann. Die zwei Abstützbereiche 311 und 321 klemmen
die Wicklung 20 immer noch. Das Ende des lang gestreckten
Elementes 2, das noch nicht auf die Wicklung 20 gewickelt
ist, folgt frei. Die Bindeeinrichtung führt die zweite Bindung 182 aus.
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Auf der 3D bleibt die Schliesseinrichtung 3 in
der oberen Position bezüglich
des Rahmenelementes verriegelt, ist aber bezüglich des Flanschschildes entriegelt.
Die zwei Zylinder 31 und 32 werden betätigt, damit
die Wicklung 20 freigegeben wird und diese wird um einen
Teil einer Umdrehung in Rotation versetzt.
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Danach, wie man auf 3E sieht, wird die Rotationsbewegung
der Wicklung 20 gestoppt, die zwei Zylinder 31 und 32 werden
betätigt,
damit die Abstützbereiche 311 und 321 von
neuem die Wicklung 20 klemmen, und eine neue Bindung 183 wird ausgeführt.
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Als Variante ist es auch möglich, dass
während
der Rotation der Wicklung zwischen dem Schritt der 3D und demjenigen der 3E eine leichte Klemmung durch die zwei
Abstützbereiche 311 und 321 auf
die äussere Schicht
der Wicklung ausgeübt bleibt,
um das freie Ende des lang gestreckten Elementes gegen die Windungen
zu drücken,
die schon auf der Wicklung 20 aufgebracht sind.
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Die zwei letzten Vorgänge, die
bezüglich
den 3D und 3E beschrieben worden sind,
werden danach wiederholt, bis das freie Ende des Elementes 2 vollständig auf
der Wicklung aufgelegt ist und durch eine Bindung festgehalten wird,
und die gewollte Anzahl von Bindungen auf der Wicklung 20 ausgeführt sind,
um diese fest zu halten.
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Die 3F zeigt
die vollständig
gefertigte Wicklung 20, eine gewisse Anzahl von Bindungen
ist ausgeführt
worden, um sie fest zu halten. Die Bindeeinrichtung ist entfernt
worden und die Schliesseinrichtung 3 ist in die untere
Position gebracht worden, wo sie von neuem auf dem Rahmenelement
verriegelt worden ist. Die zwei Zylinder 31 und 32 werden betätigt, um
die Wicklung 20 zu klemmen. In diesem Stadium werden der
zweite Flanschschild 14 und das Hilfszentrum 15 durch
bekannte Mittel vom Flanschschild 11 und der Wicklung 20 weggenommen,
die letztere bleibt durch die beiden Abstützarme 311 und 321 abgestützt.
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Die 3G zeigt
die Verwendung der Einrichtung 3 für die Entladung der Wicklung 20.
Diese wird nur durch die Abstützarme 311 und 321 getragen,
es genügt
somit, den Abstützarm 321 leicht
abzusenken, oder der Abstützarm 311 leicht
anzuheben, um die Wicklung 20 aus dem Gleichgewicht zu bringen,
welche zu rollen beginnt, um sich von der Wickeleinrichtung zu befreien.
Eine Rampe 35 und nicht dargestellte Führungsmittel erlauben, diese
in ein Zwischenlager zu führen,
von wo sie durch bekannte Mittel weggenommen werden kann.
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Die oben genannten verschiedenen
Schritte, die erlauben, eine Wicklung zu schliessen und zu entladen,
sind lediglich als mögliche
Ausführungsbeispiele
eines Vorgangs zur Schliessung und Entladung erwähnt worden. Varianten sind
offensichtlich auch denkbar, beispielsweise ist es nicht unbedingt erforderlich,
dass die erste Bindung 181 ausgeführt wird, bevor der Schnitt
des Endes des lang gestreckten Elementes gemacht worden ist, sie kann
beispielsweise ein wenig später
gemacht werden, während
dem ersten Stopp der Wickeleinrichtung, oder noch später, so
dass die Bindung 182 dann die erste auf der Wicklung ausgeführte Bindung
wäre. Andere Variationen
des Vorgangs sind ebenfalls möglich.
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Die Einrichtung 3 ist mit
zwei Zylindern 31 und 32 beschrieben worden, diese
können
hydraulische oder pneumatische Zylinder sein. Andere Mittel zum
Antreiben der abgewinkelten Abstützarme 310 und 320,
beispielsweise mit Zahnstange, mit Schraubengetrieben oder anderen
mechanischen Mitteln können
auch in Betracht gezogen werden.
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Die Vorrichtung zum Schliessen und
Entladen einer Wicklung ist beschrieben worden, um sie in vorteilhafter
Weise in einer Wickeleinrichtung einzusetzen, wie sie im Gesuch
98811010.2 beschrieben ist. Im Falle wo die Wickeleinrichtung doppelt
ausgeführt
ist, könnte
man auch zwei Einrichtungen, wie sie beschrieben sind, einsetzen,
eine für
jede Einrichtung. Es ist offensichtlich, dass eine solche Einrichtung
in Wickeleinrichtungen eingesetzt werden kann, welche verschieden
aufgebaut sind; der Fachmann wird die konstruktiven und funktionellen
Merkmale, die oben beschrieben sind, an diejenigen der Wickeleinrichtung
anpassen, die er entsprechend ausstatten will.
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Desgleichen ist es nicht unbedingt
erforderlich, dass die beschriebenen Mittel, welche erlauben, die
Wicklung von der Wickelmaschine zu entladen, in der Schliessvorrichtung
der Wicklung eingeschlossen sind. Im Falle, wo die Wickeleinrichtung
schon mit einer Entladevorrichtung ausgestattet ist, könnte die
beschriebene Einrichtung vereinfacht werden, indem man beispielsweise
vorsieht, dass die zwei Zylinder 31 und 32 nur
gleichzeitig funktionieren können,
oder man sieht nur einen Zylinder vor.
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Wie weiter oben erwähnt worden
ist, sind die verschiedenen Vorgänge,
die oben beschrieben sind, unter der Führung der Steuereinheit 17 auszuführen. Somit
ist es auch möglich,
den Herstellvorgang der Wicklung vollständig zu automatisieren, wie
auch ihre Entladung von der Wickeleinrichtung. Da die Bedienungsperson
das freie Ende des longitudinalen Elementes nicht mehr ergreifen
muss und auch nicht die fertige Wicklung zum Wegneh men aus der Einrichtung
stossen muss, sind somit wichtige Gefahrenrisiken eliminiert.