EP0737525B1 - Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten - Google Patents

Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten Download PDF

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EP0737525B1
EP0737525B1 EP96103995A EP96103995A EP0737525B1 EP 0737525 B1 EP0737525 B1 EP 0737525B1 EP 96103995 A EP96103995 A EP 96103995A EP 96103995 A EP96103995 A EP 96103995A EP 0737525 B1 EP0737525 B1 EP 0737525B1
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EP
European Patent Office
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wire
metal wires
dancer
control unit
shaft
Prior art date
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EP96103995A
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English (en)
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EP0737525A1 (de
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Dietmar Illig
Robert Spangenberg
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/12—Regulating or controlling speed of drawing drums, e.g. to influence tension; Drives; Stop or relief mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/04—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series
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    • B21C1/08—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series in which the material does not slip on the drums

Definitions

  • the invention relates to a device for winding and unwinding metal wires according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is for example in the German utility model DE-U 81 06 539 discloses.
  • a device for pulling described by metal wires in which the metal wires in the individual Drawing stages with the help of jointly driven drawing disks Drawing dies are drawn, which reduces the wire diameter or the wire thickness.
  • the drawing disks all have the same Diameters, however, run at different peripheral speeds.
  • a dancer system consisting of an angle encoder, a dancer roll and several pulleys arranged. This Dancer system tensions the wire and enables automatic adjustment the wire run-off speed to that of the drawing process caused elongation of the metal wire.
  • the device according to the invention for winding metal wires has a dancer system, which is equipped with a so-called proportional rotary magnet.
  • This proportional rotary magnet is mainly characterized by the fact that it is a linear generates torque with its supply current and a has a horizontal torque-angle curve. The aforementioned Properties should also owe its name to it.
  • the shaft of the proportional rotary magnet according to the invention is rigid with the shaft of the dancer system associated encoder. This allows the supply current of the proportional rotary magnet the mechanical tension of the to be wound Metal wire can be set and regulated to the desired value.
  • the invention Dancer system ensures reproducible Wire tensions, i.e. winding or unwinding the metal wire with adjustable, constant running force.
  • the invention is particularly advantageous on devices for pulling fine metal wires, especially tungsten or molybdenum wires with a wire diameter or a wire thickness below 500 ⁇ m, applicable.
  • the supply spool of the wire drawing device has its own Drive for unwinding the metal wire equipped because of such thin Because of their low tensile strength, wires are not easily removed from the supply spool can be deducted.
  • the dancer system according to the invention is particularly suitable for regulating wire tension and speed of the supply reel drive.
  • This embodiment is a device for pulling metal wires.
  • the figure shows strong schematizes the essential parts for understanding the invention Contraption.
  • a detailed description of a pulling device metal wires to which the invention is applicable can be found, for example in the utility model DE-U cited as prior art 81 06 539.
  • Tungsten wire 1 is drawn in several drawing stages with the help of drawing disks 4 via the dancer roller 5 and a deflection roller 6 through several drawing dies 7 guided until the desired final diameter is reached.
  • the axis of the dancer roll 5 is by means of a connecting arm 8 rigidly connected to the shaft of a proportional rotary magnet 9.
  • the Shaft of the proportional rotary magnet 9 is rigid on the shaft of an angle encoder 10 coupled.
  • the encoder 10, the dancer roll 5 and the Proportional rotary magnet 9 form the dancer or the dancer system Device according to the invention for pulling metal wires.
  • Both the proportional rotary magnet 9 and the angle encoder 10 are connected to the control unit 11 of the supply reel drive 3.
  • the Control unit 11 regulates via a connection to drive 3 of the supply spool 2 the wire run-off speed.
  • the encoder 10 measures the angle that the connecting arm 8 forms with the horizontal and outputs an input signal corresponding to this angle to the control unit 11 further.
  • the wire tension by adapting the proportional rotary magnet supply current to the desired value can be set.
  • the proportional rotary magnet 9 has a proportional one Behavior between the torque it generates and its supply current as well as a horizontal torque-angle curve and a constant torque in its working area on.
  • the control unit 11 regulates the wire run speed depending on from the preset setpoint of the wire tension and the input signal, that it receives from the encoder 10.
  • the dancer system 5, 6, 9, 10 can also be used on others Position, e.g. for multiple moves between the pulling disks to regulate the following pull washer.
  • the invention Dancer system also in a winding machine for the production of Coil can be used for electric lamps.
  • the dancer system according to the invention for regulating the wire tension as well as the wire run-off speed when winding and unwinding the core wire.
  • the dancer system according to the invention can also be used for regulation the wire tension and the wire run-off speed around the Core wire to be wound and unwound from a supply spool Illuminated wire can be used.
  • a spiral winding machine that can be equipped with the dancer system according to the invention described for example in the published patent application DE 43 43 933.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Wire Processing (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539 offenbart. Hier wird eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten beschrieben, bei der die Metalldrähte in den einzelnen Ziehstufen mit Hilfe von gemeinsam angetriebenen Ziehscheiben durch Ziehsteine gezogen werden, die eine Reduktion des Drahtdurchmessers bzw. der Drahtstärke bewirken. Die Ziehscheiben besitzen alle den gleichen Durchmesser, laufen jedoch mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten. Zwischen der letzten Ziehscheibe, die einen separaten Antrieb besitzt, und dem Endziehstein ist ein Tänzersystem, bestehend aus einem Winkelcodierer, einer Tänzerrolle und mehreren Umlenkrollen angeordnet. Dieses Tänzersystem spannt den Draht und ermöglicht eine automatische Anpassung der Drahtablaufgeschwindigkeit an die durch den Ziehvorgang verursachte Längenausdehnung des Metalldrahtes. Üblicherweise bestehen derartige Tänzersysteme im wesentlichen aus einem Winkelcodierer und einer Tänzerrolle. Dabei ist die Welle des Winkelcodierers über einen Arm starr mit der Achse der Tänzerrolle, die auf dem zu ziehenden Draht lastet, verbunden. Die Drahtspannung ist durch das vom Tänzersystem ausgeübte Drehmoment bestimmt, das von dem Verbindungsarm zwischen dem Winkelcodierer und der Tänzerrolle sowie von dem Tänzerrollengewicht und eventueller am Arm angebrachter Zusatzgewichte definiert wird. Es ist auch bekannt, die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern, die auf den Verbindungsarm zwischen Winkelcodierer und Tänzerrolle einwirken, zu erzeugen. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß zusätzlich zum Tänzergewicht dynamische Massenträgheitskräfte auf den Draht einwirken und zu undefiniert schwankenden Drahtspannungen führen können. Wird die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern generiert, so können durch das Auftreten von Resonanzschwingungen und nicht-linearem Kraftverlauf ebenfalls undefiniert schwankende Drahtspannungen erzeugt werden.
Die Patentschrift US 4,574,574 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen oder Glasfaserkabel mit einer elektromagnetischen Rutschkupplung zur Regelung der mechanischen Spannung in den zu verlitzenden Drähten bzw. Glasfasern.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten bereitzustellen, die eine definierte und möglichst konstante Drahtspannung während des Spulvorganges gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spulen von Metalldrähten besitzt ein Tänzersystem, das mit einem sogenannten Proportional-Drehmagneten ausgestattet ist. Dieser Proportional-Drehmagnet zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß er ein linear mit seinem Versorgungsstrom anwachsendes Drehmoment erzeugt und eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie besitzt. Den vorgenannten Eigenschaften dürfte er auch seinen Namen verdanken. Die Welle des Proportional-Drehmagneten ist erfindungsgemäß starr mit der Welle des zum Tänzersystem gehörenden Winkelcodierers gekoppelt. Dadurch kann über den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten die mechanische Spannung des zu spulenden Metalldrahtes auf den gewünschten Wert eingestellt und geregelt werden. Das erfindungsgemäße Tänzersystem gewährleistet reproduzierbare Drahtspannungen, d.h., ein Auf- bzw. Abspulen des Metalldrahtes mit einstellbarer, konstanter Ablaufkraft.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auf Vorrichtungen zum Ziehen von feinen Metalldrähten, insbesondere von Wolfram- oder Molybdändrähten mit einem Drahtdurchmesser bzw. einer Drahtstärke unterhalb von 500 µm, anwendbar. Die Vorratsspule der Drahtziehvorrichtung ist mit einem eigenen Antrieb zum Abspulen des Metalldrahtes ausgerüstet, da derartig dünne Drähte wegen ihrer geringen Reißfestigkeit nicht einfach von der Vorratsspule abgezogen werden können. Das erfindungsgemäße Tänzersystem eignet sich besonders gut zur Regelung der Drahtspannung und der Drehzahl des Vorratsspulenantriebs.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten. Die Figur zeigt stark schematisert die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dieser Vorrichtung. Eine detaillierte Beschreibung einer Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten, auf die die Erfindung anwendbar ist, findet man beispielsweise in dem als Stand der Technik zitierten Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539.
Die zum Ziehen von Metalldrähten gemaß des Ausführungsbeispiels besitzt eine mit Wolframdraht 1 bestückte Vorratsspule 2, die von einem Elektromotor 3 angetrieben wird und von der der Drahtvorrat abgespult wird. Der Wolframdraht 1 wird in mehreren Ziehstufen mit Hilfe von Ziehscheiben 4 über die Tänzerrolle 5 sowie über eine Umlenkrolle 6 durch mehrere Ziehsteinen 7 geführt, bis der gewünschte Enddurchmesser erreicht ist. In der stark schematisierten Figur ist der Einfachheit halber nur eine Ziehstufe, bestehend aus einer Ziehscheibe 4 mit einem davor angeordneten Ziehstein 7, abgebildet. Die Achse der Tänzerrolle 5 ist mittels eines Verbindungsarmes 8 starr mit der Welle eines Proportional-Drehmagneten 9 verbunden. Die Welle des Proportional-Drehmagneten 9 ist starr an die Welle eines Winkelcodierers 10 gekoppelt. Der Winkelcodierer 10, die Tänzerrolle 5 und der Proportional-Drehmagnet 9 bilden den Tänzer bzw. das Tänzersystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten.
Sowohl der Proportional-Drehmagnet 9 als auch der Winkelcodierer 10 sind an die Steuerungseinheit 11 des Vorratspulenantriebs 3 angeschlossen. Die Steuerungseinheit 11 regelt über einen Anschluß zum Antrieb 3 der Vorratsspule 2 die Drahtablaufgeschwindigkeit. Der Winkelcodierer 10 mißt den Winkel, den der Verbindungsarm 8 mit der Horizontalen bildet und gibt ein diesem Winkel entsprechendes Eingangssignal an die Steuerungseinheit 11 weiter. An der Steuerungsvorrichtung 11 kann die Drahtspannung durch Anpassen des Proportional-Drehmagnet-Versorgungsstromes auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Durch den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten 9 wird die Winkeleinstellung des Verbindungsarmes 8 und damit das auf den Wolframdraht 1 einwirkende Drehmoment festgelegt. Der Proportional-Drehmagnet 9 weist nämlich ein proportionales Verhalten zwischen dem von ihm erzeugten Drehmoment und seinem Versorgungsstrom sowie eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie und ein in seinem Arbeitsbereich konstantes Drehmoment auf.
Die Steuerungseinheit 11 regelt die Drahtablaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem voreingestellten Sollwert der Drahtspannung und dem Eingangssignal, das sie von dem Winkelcodierer 10 erhält.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das näher beschriebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Tänzersystem 5, 6, 9, 10 auch an anderer Stelle, z.B. bei Mehrfachzügen zwischen den Ziehscheiben zum Regeln der folgenden Ziehscheibe integriert sein. Außerdem kann das erfindungsgemäße Tänzersystems auch in einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen eingesetzt werden. Beispielsweise eignet sich das erfindungsgemäße Tänzersystem zur Regelung der Drahtspannung sowie der Drahtablaufgeschwindigkeit beim Auf- und Abspulen des Kerndrahtes. Ebenso kann das erfindungsgemäße Tänzersystem auch zur Regelung der Drahtspannung und der Drahtablaufgeschwindigkeit des um den Kerndraht zu wickelnden und von einer Vorratsspule abzuspulenden Leuchtmitteldrahtes verwendet werden. Eine Wendelwickelmaschine, die mit dem erfindungsgemäßen Tänzersystem ausgestattet werden kann, ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 43 43 933 beschrieben.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten für eine Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen oder für eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten, bei der die Regelung der Drahtspannung sowie der Drahtablaufgeschwindigkeit mit Hilfe eines Tänzersystems erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (5, 6, 9, 10) einen Proportional-Drehmagneten (9) aufweist, dessen Welle starr an die Welle des Winkelcodierers (10) des Tänzersystems gekoppelt ist und der ein proportional zu seiner Versorgungsspannung anwachsendes Drehmoment erzeugt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine motorgetriebene Vorratsspule (2) für den Metalldraht (1) besitzt, wobei die Drehzahl des Motors (3) der Vorratsspule (2) mittels einer Steuerungseinheit (11) geregelt wird, so daß der Metalldraht (1) mit einer an der Steuerungseinheit (11) einstellbaren, konstanten Abziehkraft von der Vorratsspule (2) abgespult wird.
  3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (11) die Versorgungsspannung des Proportional-Drehmagneten (9) regelt.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (11) die Stellung bzw. das Ausgangssignal des Winkelcodierers (10) überwacht.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (1) Wolfram- oder Molybdändrähte sind.
  6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (1) nach dem Ziehvorgang eine Stärke bzw. einen Durchmesser von weniger als 500 µm besitzen.
EP96103995A 1995-04-10 1996-03-13 Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten Expired - Lifetime EP0737525B1 (de)

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