EP0603841A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule Download PDF

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EP0603841A1
EP0603841A1 EP93120642A EP93120642A EP0603841A1 EP 0603841 A1 EP0603841 A1 EP 0603841A1 EP 93120642 A EP93120642 A EP 93120642A EP 93120642 A EP93120642 A EP 93120642A EP 0603841 A1 EP0603841 A1 EP 0603841A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/36—Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains
    • B66D1/38—Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains by means of guides movable relative to drum or barrel

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for winding round material onto a spool provided with end flanges with the aid of an arrangement for rotating and axially displacing the spool and an axially displaceable pressing device which lies radially on the circumference of the spool.
  • the method and the device according to the invention are particularly suitable for strong, relatively difficult to bend round material such as strong round wires or cables, but can also be used in the same way for thinner materials.
  • the invention has for its object to provide the means that ensure a reliable and accurate winding of round material, especially those with a larger diameter.
  • the winding device essentially consists of a winding motor 2 which is guided by an adjusting device 1 and which, if necessary with the interposition of a gear, serves to receive the winding spool 3.
  • a pressure roller 5 rests resiliently on the circumference of the roller.
  • the holder of the roller 5 is designed as an adjustment unit 4, by means of which the roller 5 can be moved parallel to the axis of the coil 3.
  • the roller 5 has the shape of a circular disc and lies with its circumference on the winding spool 3 or the lowest layer of the round material, with one of its side surfaces on the side of the wound round material.
  • the round material 8 to be wound is fed from a supply via a fixed roller 6. Between the roll 6 and the winding spool 3 there are two sensors 7 under the incoming round material, which emit a signal to a computing and control unit when the round material is located above one of the sensors due to lateral deflection.
  • FIGS. 2a and 2b The winding process is shown schematically in FIGS. 2a and 2b in the successive phases.
  • the lower part of the illustration shows a view perpendicular to the incoming round material, the upper part a view perpendicular to the direction of the incoming round material.
  • the axial displacement movements of the winding spool 3 and the pressure roller 5 are indicated by arrows.
  • the bobbin In the initial situation, the bobbin is in position (1), in which the round material 8 coming from the roll 6 is guided at a right angle to the bobbin axis without any clearance to the inside of the bobbin flange and can be fastened in a bore provided on the bobbin flange.
  • the pressure roller 5 is moved axially up to the distance of a material diameter on the spool flange and pressed radially there on the spool core. The rotary drive of the winding spool is then switched on and winding begins.
  • the pressure roller 5 is shifted following the coiled windings at the beginning of the winding, namely by one path per spool revolution, which corresponds to the diameter of the round material.
  • the winding spool is fixed in the axial direction. Alternatively, it can also be moved in the opposite direction to the pressure roller, but at a lower speed than the pressure roller. In this case, their displacement speed must be set so that the sum of the displacements of the winding spool and pressure roller per spool revolution is equal to the material diameter.
  • the incoming material for the following turns is only a distance that corresponds to the material diameter, so that the turns are wound side by side without any space between them.
  • the originally right angle between the bobbin axis and the round material coming from the roll 6 changes.
  • position (3) the angle has reached a value at which the sensor shown on the left is activated.
  • the signal emanating from the sensor has the effect that the displacement of the pressure roller is interrupted and the displacement drive of the winding spool is activated in a direction opposite to the displacement of the pressure roller (to the right in the lower illustrations).
  • the displacement speed is greater than a material width per spool revolution. If the winding spool is shifted more slowly in position (2), the speed in position (3) is increased accordingly.
  • the adjustment device 4 for the pressure roller is switched on again in position (7) and the winding of the second layer is started.
  • position (8) the deflection of the material has activated the other sensor, which causes the winding spool to shift or to increase the shifting speed to the left.
  • the winding is continued in this way with changing lateral directions.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Aufwickeln von Rundmaterial (8) wird eine seitlich an dem Material anliegende Anpreßeinrichtung (4,5) dem Aufwickelvorgang folgend so verschoben, daß die aufgewickelten Lagen seitlich dicht aneinanderliegen. Am Ende einer Lage wird zwischen der Anpreßeinrichtung (4,5) und dem Spulenflansch ein dem 1,5fachen Materialdurchmesser entprechender Abstand aufrechterhalten, bis das Material die nächsthöhere Lage erreicht hat und in der Windungsrille zwischen der letzten und der vorletzten Windung der vorherigen Lage liegt. Eine geeignete Vorrichtung weist eine axialverschiebbare Anpreßrolle (5) und eine unabhängig davon axial verschiebbare Wickelspule (3) auf. Das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders für starkes, schwer biegbares Rundmaterial geeignet. <IMAGE>

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 Anpreß-einrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind dabei besonders für starkes, relativ schwer biegbares Rundmaterial wie starke Rundddrähte oder Kabel geeignet, können in gleicher Weise jedoch auch bei dünneren Materialien zur Anwendung 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 knickfreie 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 Führung, die das Rundmaterial nur dem Aufwickelverlauf folgend leiten, bieten keine Gewähr dafür, daß beim Übergang von einer Lage in die nächsthöhere das Rundmaterial nicht klemmt und zuverlässig in die Windungsrille der vorherigen Lage gelegt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mittel anzugeben, die ein zuverlässiges und genaues Aufwickeln von Rundmaterial, insbesondere von solchem mit größerem Durchmesser, gewährleisten.
  • Die Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine zur Lösung der Aufgabe geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen 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 Berührungspunkt des Rundmaterials auf der Spule liegt eine Anpreßrolle 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 Rundmaterial 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 senkrecht 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 Position (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 vorgesehenen Bohrung am Spulenflansch befestigt werden kann. Die Anpreßrolle 5 wird axial bis zum Abstand eines Materialdurchmessers an den Spulenflansch bewegt und dort radial an den Spulenkern gedrückt. Sodann wird der Drehantrieb der Wickelspule eingeschaltet und mit dem Aufwickeln begonnen.
  • Gemäß Position (2) wird zu Beginn des Aufwickelns die Anpreßrolle 5 den aufgewickelten Windungen folgend verschoben, und zwar um einen Weg pro Spulenumdrehung, der dem Durchmesser 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 Verchiebegeschwindigkeit muß in diesem Fall so eingestellt sein, daß die Summe der Verschiebungen von Wickelspule und Anpreßrolle pro Spulenumdrehung gleich dem Materialdurchmesser 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 seitlichen Zwischenraum aufgewickelt werden.
  • Wegen der stillstehenden oder langsamer als dem Zulauf entsprechend verschobenen Wickelspule ändert sich der ursprünglich rechte Winkel zwischen der Spulenachse und dem von der Rolle 6 kommenden Rundmaterial. In Position (3) hat der Winkel 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 entgegengesetzten Richtung (in den unteren Darstellungen nach rechts). Die Verschiebegeschwindigkeit ist dabei größer als eine Materialbreite 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 aufgenommen und die der Wickelspule stillgesetzt (oder verlangsamt). Der bisherige Vorgang wiederholt sich so oft, bis der lichte Abstand zwischen der Anpreßrolle und dem anderen Spulenflansch 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 Material 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 Verschiebung 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 Auslenkung des Materials der andere Sensor aktiviert worden, der eine Verschiebung der Wickelspule bzw. eine Erhöhung der Verschiebegeschwindigkeit nach links bewirkt.
  • Das Aufwickeln wird in dieser Weise mit wechselnden Seitenrichtungen 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 Spulenflansch,
    2) Anlegen der Anpreßeinrichtung seitlich an das Rundmaterial (8),
    3) Drehen der Spule ohne axiale Verschiebung und Verschieben der Anpreßeinrichtung in Richtung des gegenüberliegenden Flansches um ein dem Durchmesser des Rundmaterials entsprechendes Maß pro Spulenumdrehung,
    4) Unterbrechen der Axialverschiebung der Anpreß-einrichtung bei einem vorgegebenen Winkel zwischen dem zulaufenden Rundmaterial und der Spulenachse und Verschieben der Spule in Richtung der zuletzt aufgewickelten Windungen um ein den Durchmesser des Rundmaterials übersteigendes Maß pro Spulenumdrehung,
    5) Wiederholen der Schritte 3) und 4), bis der lichte Abstand der Anpreßeinrichtung zum anderen Spulenflansch das 1,5fache des Durchmessers des Rundmaterials beträgt,
    6) Axiales Verschieben der Spule und der Anpreßeinrichtung 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 Rundmaterials den Spulenflansch erreicht hat, bis das zulaufende Rundmaterial im rechten Winkel zur Spulenachse läuft,
    8) Anhalten der Verschiebung von Spule und Anpreß-einrichtung während einer Spulenumdrehung, in der das Rundmaterial zwischen Spulenflansch und Anpreßeinrichtung 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 entgegengesetzter Verschieberichtung zum Aufwickeln der nächsten Lage.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt 3) die Spule (3) in entgegengesetzter Richtung zur Anpreßeinrichtung und mit geringerer Geschwindigkeit 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 Antriebseinrichtung (2) zum Drehen der Spule in Aufwickelrichtung, gekennzeichnet durch einen weiteren Antrieb (1) zum axialen Verschieben der Spule (3) in beiden 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 seitlichen Anlage an das zulaufende Rundmaterial verschiebbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anspreßeinrichtung als achsparallel zu der Spule gelagerte Kreisscheibe (5) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) zum Erfassen des zwischen dem zulaufenden Rundmaterial und der Spulenachse 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 Rundmaterial, insbes. einer ortsfest gelagerten Rolle (6) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtung zum Erfassen des Winkels aus zwei Sensoren (7) besteht, die auf eine seitliche Annäherung 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.
EP93120642A 1992-12-22 1993-12-21 Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Rundmaterial auf eine mit Endflanschen versehene Spule Expired - Lifetime EP0603841B1 (de)

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