EP0979689B1 - Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von Draht in einer Bundbildekammer - Google Patents

Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von Draht in einer Bundbildekammer Download PDF

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EP0979689B1
EP0979689B1 EP99115314A EP99115314A EP0979689B1 EP 0979689 B1 EP0979689 B1 EP 0979689B1 EP 99115314 A EP99115314 A EP 99115314A EP 99115314 A EP99115314 A EP 99115314A EP 0979689 B1 EP0979689 B1 EP 0979689B1
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EP
European Patent Office
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wire
forming chamber
windings
bundle
coil forming
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99115314A
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English (en)
French (fr)
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EP0979689A2 (de
EP0979689A3 (de
Inventor
Holger Dr. Behrens
Hans-Georg Dr. Hartung
Rüdiger Grimmel
Karl Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Publication of EP0979689A3 publication Critical patent/EP0979689A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
    • B21C47/146—Controlling or influencing the laying pattern of the coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B21C47/02—Winding-up or coiling
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    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/26—Special arrangements with regard to simultaneous or subsequent treatment of the material
    • B21C47/265—"helicofil" systems

Definitions

  • the invention relates to a device for minimizing the bundle height of bundles of wire formed in a bundle forming chamber, wherein individual wire windings are conveyed on a horizontal transport path, and at the end of which are brought into an approximately vertical falling movement, and fall into a bundle forming chamber in which the Wire windings are deposited from their falling line eccentrically to the axis of symmetry of the bundle forming chamber and an angular offset between successive turns is set to be constant or variable.
  • wire rolling mills In wire rolling mills, rolled wire is placed on a conveyor belt in loops with a defined diameter with the aid of a winding layer, transported further and thereby cooled. At the end of the transport route, the wire windings are collected in a bundle forming chamber and laid in bundles. If the turns fall into the bundle forming chamber without manipulation devices such as grippers, hooks, rotating devices for defining the depositing position of the turns, e.g. rotating inner mandrel, then bundles result with a height determined by randomness of the deposit, the turns essentially being approximately centered around one Inside the mandrel of the bundle chamber.
  • manipulation devices such as grippers, hooks, rotating devices for defining the depositing position of the turns, e.g. rotating inner mandrel
  • the bundle height of turns in a bundle formation chamber can be significantly influenced by orderly depositing the turns. This results in a more uniform bundle structure than with freely falling turns. In addition, orderly storage leads to better unwindability and higher stability of the wire bundles.
  • Document EP 0 768 126 A1 discloses a method for minimizing the height of wire coils resulting from the sequential collection of a large number of wire windings in a coil formation chamber.
  • the aim of the known method is to show a possibility by means of which the height of wire coils can be minimized and at the same time the tightest possible packing of the wire windings contained therein can be brought about.
  • the wire windings are subjected to an additional horizontal spinning movement during their essentially vertical falling movement.
  • the spin movements acting on the individual wire windings have the consequence that the wire windings are displaced outwards to a larger diameter than that determined by the inlet housing and are consequently displaced either against the inner circumference of the bundle forming chamber or against one another. This results in the bundle chamber in a simple manner densely packed, reduced in height and stabilized winding packages or wire bundles.
  • a wire winding transport device is followed by an underlying coil formation chamber via a vertically aligned inlet housing for successive wire turns. It is essentially constructed in such a way that there is an additional wire guide housing in a height area between the inlet housing and the bundle forming chamber, and this on a vertical longitudinal axis horizontal path curve surrounding the inlet housing and the bundle forming chamber is movably drivable.
  • DE-AS 1 586 287 describes a device for collecting, pressing and binding fan-fed wire windings.
  • the transfer of wire turns collected in the ring from the collecting station to a pressing and binding device is designed in such a way that the compact position achieved when the wire turns are collected is not changed until binding.
  • the centering and guiding effect of the dome for the falling wire turns should be improved in order to avoid damage to the wire turns and to ensure trouble-free collection.
  • the mandrels are arranged in a manner known per se on a turntable pivotable about a vertical axis and, together with their base plates, can be displaced in the direction of the dome axis. Means for minimizing the bundle height of wire bundles produced by collecting a large number of wire windings in the bundle forming chamber are not provided.
  • EP 0 583 099 B1 describes a device for receiving loops falling from a vertical path of a dispensing device and for collecting the loops in an annular wire bundle, with a device for horizontally distributing the loops when they fall.
  • the device comprises:
  • a rotatable guide member having a curved guide surface with an upper edge that extends around a segment of the circular path from a front end to a rear end with a trailing edge, and from the rear edge to a lower end and with a guide edge from the lower end angled to the front end of a trailing edge extends, wherein the guide surface extends into the vertical path, is arranged such that it comes into contact with the falling loops and deflects them horizontally from the circular path.
  • the device further includes means for driving the guide member around the circular path to distribute the deflected loops around the axis of the toroid.
  • the guide element is arranged centrally in the bundle forming chamber. No other means of compacting the packing layer of the individual wire turns into a compact, height-minimized collar are to be found in the device.
  • EP 0 442 835 B1 discloses a method for forming bundles of metal wire, according to which preformed wire turns are dropped into a shaft which has a substantially cylindrical wall with a vertical axis, in which the turns overlap to form a bundle.
  • the method is applied to a metal wire which can be attracted by a magnet, and during the free fall of the windings, an attractive force is exerted thereon in the direction of the wall of the shaft.
  • This force is generated by a rotating magnetic field that penetrates the interior of the shaft to a depth that is at least equal to the difference between the inner diameter of the shaft and the diameter of the windings.
  • the direction of this force is determined by rotary movements around the axis of the shaft.
  • the magnetic field is generated by electromagnets, which are distributed at equal intervals around the circumference of the shaft and are fed cyclically with direct current.
  • the process is comparatively complex and, moreover, depends on the susceptibility of the respective wire material.
  • Document US 5,143,315 describes a method which consists in dropping preformed wire windings into a coil-forming container are, and the container has substantially cylindrical walls with a vertical axis, in which the turns overlap and form a wire bundle.
  • the device has means to set the force action in a rotational movement, comprising indicators such as electromagnets, which are arranged at equal distances both from one another and from the outer wall of the container, and means for cyclically energizing the electromagnets.
  • the document DE-OS 196 20 578 A1 relates to a device for the positioned depositing of wire windings to form a wire bundle, in particular on a collecting mandrel in the collecting shaft of wire rolling mills, the wire windings being fed to the collecting shaft via a conveying device such as a chute and a wire bundle forming device.
  • a conveying device such as a chute and a wire bundle forming device.
  • the defined depositing of wire turns in the collecting shaft is ensured in particular by a wire coil forming device, which is designed as a hollow cylinder which is preferably arranged vertically in the falling line of the turns, but which can be pivoted, which in turn can be moved spatially and continuously by means of at least two linear drives during the depositing of wire turns is.
  • the document US Pat. No. 5,273,231 describes a forming station of a roll stand, comprising a circular container into which wire rings fall to produce a coil shape.
  • a guide element is rotated on a circular path that surrounds the path of the falling wire ring.
  • the guide element has a three-dimensionally curved guide surface in general Form of a ploughshare that distributes the falling wire rings around the circumference of the accumulating covenant.
  • the document DE-AS 1 011 840 discloses a method and a device for winding wire, in which inside a pot-like drum, the peripheral speed of which is greater on the outer periphery of its winding space than the feeding speed of the goods, e. H. overlapping, circular layers filling the changing space are formed.
  • the material Before entering the drum, the material passes through a pre-curving device in a manner known per se and receives a curvature there which deviates from that of the layer diameter which results from the ratio of the feed speed of the material to the drum speed.
  • Document US 3,232,553 describes a machine for forming filamentary material into a circular bundle, comprising a winding mechanism with a rotatable reel with a vertical axis, for forming the material into circular loops, and unloading the same.
  • the machine further comprises a rotatable collar carrier for receiving the downward falling loops, a deflection element under the reel for deflecting the loops carried out into horizontal positions, the deflection element being arranged on the reel, and drive means for rotating the deflection element and collar carrier at slightly different speeds, to offset each unloaded loop when it is picked up on the collar carrier by a small amount of angle compared to the previous one.
  • Document US 3,647,153 describes an apparatus for producing a rosette collar in a container, comprising a reel for pulling and inserting wire into a rotatable elbow boom in a position below the reel.
  • the boom ends at a radial distance from the axis of rotation of the boom, which is shorter than the main radius of the one to be formed Coils.
  • Liquid lubricants can be used to make it easier to pull the wire through the boom.
  • the object of the present invention is to provide a device by means of which the bundle height of wire bundles produced by collecting a large number of wire windings in a bundle forming chamber is minimized and at the same time the wire windings are packed as tightly as possible in the Let the federal government be implemented, with the simplest possible and variable means.
  • the bundle forming chamber has an inner dome which is rotatably supported and drivable in the bundle forming chamber about a vertical axis, and that an approximately radially outward, preferably outwardly obliquely downward, guide is arranged on the inner mandrel, in such a way that it is designed to generate an angular offset between the wire windings and the axis of the inner mandrel during its rotational movement, or alternatively this guide is also provided can rotate the rotating dome.
  • the individual windings are eccentrically stored in the bundle formation chamber with an angular offset.
  • Eccentricity and angular misalignment can be varied for an optimal coil, especially taking into account parameters such as wire thickness, dimensions of the coil forming chamber and rolling speed of the wire etc.
  • An essential design of the device provides that the drive of the inner dome (1) has means for changing the rotational speed.
  • the wire windings from their fall lines can be stored in the bundle chamber with an eccentric offset.
  • the diameters of the individual turns can also be varied between a minimum and a maximum value.
  • the speed for driving the inner dome (1) can also be changed both constantly and periodically.
  • FIG. 1 shows a top view of a bundle forming chamber 2 with an internal mandrel 1 and an approximately radially oriented guide 3 arranged thereon. This causes the individual windings 5 to be eccentrically deposited in the bundle forming chamber 2 with an angular offset to one another.
  • eccentricity and angular misalignment ⁇ can be varied in accordance with the speed of rotation of the inner mandrel 1 in relation to the rolling speed of the wire or the number of turns 5 per second for an optimal bundle.
  • the wire thickness D wire of each turn 5 also plays a determining role here.
  • FIG. 3 shows a laying principle in which the bundle forming chamber 2 with the internal mandrel 1 is mounted eccentrically with respect to the direction of fall 4 of the windings 5 that are transported.
  • the angular offset ⁇ between two successive turns 5 can be influenced by setting the number of wire turns 5 which are deposited in the bundle forming chamber 2 per 360 °, as can be seen, for example, from FIGS. 4 and 5.
  • the filing pattern is, for example, according to Fig. 4 somewhat looser, while with a smaller angular misalignment ⁇ eng shows a closer meshed filing pattern.
  • the wire thickness is of considerable influence here, which can be greater, for example, with a deposit pattern according to FIG. 4 than with a deposit pattern according to FIG. 5, as can be seen from the overview of these figures. 5 is more feasible, for example, with a comparatively thin wire, while a placement pattern according to FIG. 4 is better suited for larger wire thicknesses.
  • the laying principle described can be done both with rotating distribution systems, for example the guide 3 shown in FIGS. 1 and 2, and by rotating the bundle forming chamber 2 in the case of eccentrically falling turns, for example in accordance with FIG. Fig. 3 are generated.
  • the deposition pattern shown in FIG. 6 is a result of an alternative laying principle in which wire windings with different winding diameters (D min or D max ) are deposited in such a way that a spiral-shaped bundle structure occurs.
  • the diameter variation can advantageously be done by varying the rotational speed of the bundle forming chamber 2. Different speed profiles can be used. Periodic changes in speed are advantageous in order to obtain a repetitive repetition of turns between two desired turn diameters, as is shown in a typical turn pattern in a top view of FIG. 6.
  • Possible speed profiles can e.g. B. sine or sawtooth functions with and without offset. Sawtooth-like gradients with variable slope are also conceivable.
  • the wire windings can be deposited centrally or eccentrically in the bundle forming chamber 2 or on a receiving plate. In the case of eccentric placement, there is a combination of the laying principle with eccentric wire placement and the different laying principle with eccentric to the axis of rotation of the incident windings 5.
  • the diameters of the individual turns 5 can be varied between a minimum and a maximum value.
  • the limits result from the dimensions of the bundle chamber.
  • FIG. 7 shows a diagram of the optimal distribution frequency f v for wire thicknesses ⁇ 7 mm
  • FIG. 8 shows a diagram of the optimal distribution frequency f v for wire thicknesses> 7 mm.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden, wobei einzelne Drahtwindungen auf einer horizontalen Transportstrecke angefördert, und an deren Ende in eine annähernd vertikale Fallbewegung gebracht werden, und unter Bildung eines Bundes in eine Bundbildekammer fallen, in welcher die Drahtwindungen aus ihrer Falllinie exzentrisch zur Symmetrieachse der Bundbildekammer abgelegt werden und wobei ein Winkelversatz zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Windungen konstant oder variabel eingestellt ist.
  • In Drahtwalzwerken wird fertig gewalzter Draht mit Hilfe eines Windungslegers in Schlingen mit definiertem Durchmesser auf ein Transportband abgelegt, weiterbefördert und dabei abgekühlt. Am Ende des Transportweges werden die Drahtwindungen in einer Bundbildekammer gesammelt und zu Bunden gelegt. Wenn die Windungen ohne Manipulationseinrichtungen wie Greifer, Haken, drehende Vorrichtungen zur Definition der Ablageposition der Windungen, z.B. drehender Innendorn, in die Bundbildekammer hineinfallen, dann ergeben sich Bunde mit einer durch Zufälligkeit der Ablage bestimmten Höhe, wobei die Windungen im wesentlichen annähernd zentrisch um einen Innendorn der Bundbildekammer liegen.
  • Die Bundhöhe von Windungen in einer Bundbildekammer kann durch geordnete Ablage der Windungen maßgeblich beeinflußt werden. Dabei ergibt sich ein gleichmäßigerer Bundaufbau als bei frei fallenden Windungen. Darüber hinaus führt eine geordnete Ablage zu einer besseren Abwicketbarkeit und höheren Stabilität der Drahtbunde.
  • Das Dokument EP 0 768 126 A1 offenbart ein Verfahren zur Minimierung der Höhe von durch aufeinanderfolgendes Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden. Ziel des bekannten Verfahrens ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, durch die sich eine Minimierung der Höhe von Drahtbunden erreichen und zugleich eine möglichst dichte Packung der an diesen enthaltenen Drahtwindungen herbeiführen läßt.
  • Hierzu werden die Drahtwindungen während ihrer im wesentlichen vertikalen Fallbewegung einer zusätzlichen horizontalen Schleuderbewegung ausgesetzt. Die auf die einzelnen Drahtwindungen einwirkenden Schleuderbewegungen haben zur Folge, dass die Drahtwindungen auf einen größeren als den durch das Einlaufgehäuse bestimmten Durchmesser nach außen verschoben und infolgedessen entweder gegen den Innenumfang der Bundbildekammer oder gegeneinander versetzt werden. Es entstehen damit in der Bundbildekammer auf einfache Art und Weise dicht gepackte und in ihrer Höhe reduzierte sowie in sich stabilisierte Windungspakete bzw. Drahtbunde.
  • Bei einer Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens schließt sich an eine Drahtwindungs-Transportvorrichtung über ein vertikal ausgerichtetes Einlaufgehäuse für aufeinanderfolgende Drahtwindungen eine darunterliegende Bundbildekammer an. Sie ist im wesentlichen so aufgebaut, dass sich in einem zwischen dem Einlaufgehäuse und der Bundbildekammer gelegenen Höhenbereich zusätzlich ein Drahtführungsgehäuse befindet und dieses auf einer die vertikale Längsachse von Einlaufgehäuse und Bundbildekammer umgebenden, horizontalen Bahnkurve beweglich antreibbar ist.
  • Die DE-AS 1 586 287 beschreibt eine Einrichtung zum Sammeln, Pressen und Binden von ausgefächert angeförderten Drahtwindungen.
  • Die Übergabe von im Ring gesammelten Drahtwindungen von der Sammelstation zu einer Preß- und Bindevorrichtung wird so gestaltet, dass die beim Sammeln der Drahtwindungen erreichte kompakte Lage bis zum Binden nicht verändert wird. Darüber hinaus soll die Zentrier- und Führwirkung des Domes für die fallenden Drahtwindungen verbessert werden, um Beschädigungen an den Drahtwindungen zu vermeiden und ein störungsfreies Sammeln zu gewährleisten. Hierzu sind die Dorne in an sich bekannter Weise auf einem um eine vertikale Achse schwenkbaren Drehtisch angeordnet und zusammen mit ihren Bodenplatten in Richtung der Domachse verschiebbar. Mittel zum Minimieren der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in der Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden sind nicht vorgesehen.
  • Die EP 0 583 099 B1 beschreibt ein Gerät zum Aufnehmen von Schlaufen, die aus einer vertikalen Bahn einer Abgabevorrichtung herabfallen, sowie zum Sammeln der Schlaufen in einem ringförmigen Drahtbund, mit einer Vorrichtung zum horizontalen Verteilen der Schlaufen bei deren Fall.
    • Die Vorrichtung umfasst:
  • Mittel zum Definieren einer kreisförmigen Bahn, welche die vertikale Bahn umgibt. Ein drehbares Führungselement mit einer gekrümmten Führungsfläche mit einer Oberkante, die sich rund um ein Segment der kreisförmigen Bahn von einem Frontende zu einem rückwärtigen Ende mit einer ablaufenden Kante erstreckt, und sich von der rückwärtigen Kante zu einem unteren Ende sowie mit einer Führungskante vom unteren Ende zum Frontende einer ablaufenden Kante winklig erstreckt, wobei die Führungsfläche in die vertikale Bahn hineinreicht, ist derart angeordnet, dass sie mit den herabfallenden Schlaufen in Berührung kommt und diese von der kreisförmigen Bahn horizontal ablenkt. Die Vorrichtung umfaßt ferner Mittel zum Antreiben des Führungselementes um die kreisförmige Bahn, um die abgelenkten Schlaufen rund um die Achse der Ringspule zu verteilen.
  • Das Führungselement ist in der Bundbildekammer zentral angeordnet. Andere Mittel vom Verdichten der Packlage der einzelnen Drahtwindungen zu einem kompakten, in der Höhe minimierten Bund sind der Vorrichtung nicht zu entnehmen.
  • Die EP 0 442 835 B1 offenbart ein Verfahren zum Bilden von Bündeln aus Metalldraht, gemäß welchem man vorgeformte Drahtwindungen in einen Schacht fallen lässt, welcher eine im wesentlichen zylindrische Wand mit vertikaler Achse aufweist, worin sich die Windungen unter Bildung eines Bundes übereinanderlegen. Das Verfahren wird bei einem Metalldraht angewendet, welcher von einem Magneten angezogen werden kann, wobei man während des freien Falles der Windungen auf diese eine in Richtung auf die Wand des Schachtes gerichtete Anziehungskraft ausübt. Diese Kraft wird durch ein drehendes Magnetfeld erzeugt, welches das Innere des Schachtes bis auf eine Tiefe durchdringt, die wenigstens gleich ist mit der Differenz zwischen dem inneren Durchmesser des Schachtes und dem Durchmesser der Windungen. Die Richtung dieser Kraft wird von Drehbewegungen um die Achse des Schachtes bestimmt. Das Magnetfeld wird von Elektromagneten erzeugt, welche in gleichen Abständen am Umfang des Schachtes verteilt sind und zyklisch mit Gleichstrom gespeist werden.
  • Das Verfahren ist vergleichsweise aufwendig und darüber hinaus abhängig von der Suszeptibilität des jeweiligen Drahtmaterials.
  • Das Dokument US 5,143,315 beschreibt ein Verfahren, das darin besteht, dass vorgeformte Drahtwindungen in einen bundformenden Behälter fallen gelassen werden, und der Behälter substantiell zylinderförmige Wandungen mit einer vertikalen Achse aufweist, worin sich die Windungen überlagern und einen Drahtbund bilden.
  • Beim Fallen der Windungen wird auf diese eine Radialkraft in Richtung auf die Behälter ausgeübt, wobei die Richtung dieser Kraftwirkung eine Rotationsbewegung um die Achse des Behälters vollführt. Die Zugkraft wird vorzugsweise durch ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Hierfür besitzt die Vorrichtung Mittel, um die Kraftwirkung in eine Rotationsbewegung zu versetzen, umfassend Indikatoren wie Elektromagnete, die in gleichmäßigen Abständen sowohl gegenseitig als auch von der Außenwand des Behälters angeordnet sind, sowie Mittel zur zyklischen Erregung der Elektromagnete.
  • Das Dokument DE-OS 196 20 578 A1 betrifft eine Vorrichtung zum positionierten Ablegen von Drahtwindungen zu einem Drahtbund, insbesondere auf einem Sammeldorn im Sammelschacht von Drahtwalzstraßen, wobei die Drahtwindungen über eine Fördereinrichtung wie einen Fallschacht sowie eine Drahtbundformeinrichtung, dem Sammelschacht zugeführt werden. Das definierte Ablegen von Drahtwindungen in dem Sammelschacht wird insbesondere durch eine Drahtbundformeinrichtung gewährleistet, die als ein in der Falllinie der Windungen vorzugsweise vertikal angeordneter, jedoch schwenkbarer Hohlzylinder ausgebildet ist, der seinerseits mittels wenigstens zweier Linearantriebe während des Ablegens von Drahtwindungen kontinuierlich bzw. diskontinuierlich räumlich bewegbar ist.
  • Das Dokument US 5,273,231 beschreibt eine Umformstation eines Walzgerüstes, umfassend einen kreisförmigen Behälter, in den Drahtringe zur Erzeugung einer Bundform fallen. Ein Führungselement wird auf einem kreisförmigen Weg rotierend bewegt, der den Weg des herabfallenden Drahtringes umgibt. Das Führungselement hat eine dreidimensional gekrümmte Führungsfläche in genereller Form eines Pflugschar, welche die herabfallenden Drahtringe um den Umfang des sich ansammelnden Bundes verteilt.
  • Das Dokument DE-AS 1 011 840 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Draht, bei dem im Innern einer topfartigen Trommel, deren Umfangsgeschwindigkeit am äußeren Umfang ihres Wickeiraumes größer als die Zuführungsgeschwindigkeit des Gutes ist, exzentrische, d. h. sich überschneidende, den Wickelraum ausfüllende, kreisförmige Lagen gebildet werden. Das Gut durchläuft vor dem Einlaufen in die Trommel in an sich bekannter Weise eine vorkrümmende Einrichtung und erhält dort eine Krümmung, die von derjenigen des Lagendurchmessers abweicht, der sich aus dem Verhältnis von Zuführungsgeschwindigkeit des Gutes zur Trommeldrehzahl ergibt.
  • Das Dokument US 3,232,553 beschreibt eine Maschine zum Formen von filamentartigem Material in einen kreisförmigen Bund, umfassend einen Aufspul-Mechanismus mit einem rotierbaren Haspel mit vertikaler Achse, zum Umformen des Materials in kreisförmige Schlaufen, und Entladen derselben. Die Maschine umfaßt weiterhin einen rotierbaren Bundträger, zur Aufnahme der abwärts fallenden Schlaufen, ein Ablenkelement unter dem Haspel zum Ablenken der ausgetragenen Schlaufen in horizontale Positionen, wobei das Ablenkelement am Haspel angeordnet ist, sowie Antriebsmittel zum Rotationsantrieb von Ablenkelement und Bundträger mit geringfügig unterschiedlicher Geschwindigkeit, um jede entladene Schlaufe bei ihrer Aufnahme auf dem Bundträger um einen geringen Winkelbetrag gegenüber der vorhergehend zu versetzen.
  • Das Dokument US 3,647,153 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Rosettenbundes in einem Behälter, umfassend einen Haspel zum Abziehen und Einführen von Draht in einen rotierbaren Rohrbogenausleger in einer Position unterhalb des Haspels. Dabei endet der Ausleger in einem radialen Abstand von der Achse der Rotation des Auslegers, die kürzer ist, als der Hauptradius des zu bildenden Coils. Um das Abziehen des Drahtes durch den Ausleger zu erleichtern, können flüssige Gleitmittel verwendet werden.
  • Auf dem Hintergrund des zuvor beschriebenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, durch die sich eine Minimierung der Bundhöhe von durch Sammeln einer Vielzahl von Drahtwindungen in einer Bundbildekammer entstehenden Drahtbunden erreichen und zugleich eine möglichst dichte Packung der Drahtwindungen im Bund verwirklichen läßt, und zwar mit möglichst unkomplizierten sowie variablen Mitteln.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung entsprechend den im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 genannten Merkmalen nämlich, dass die Bundbildekammer einen Innendom besitzt, der in der Bundbildekammer um eine vertikale Achse drehbar gelagert und antreibbar ist, und dass am Innendorn eine annährend radial nach außen, bevorzugt nach außen schräg abwärts, gerichtete Führung angeordnet ist, derart, dass diese zur Erzeugung eines Winkelversatzes zwischen den Drahtwindungen und der Achse des Innendoms bei dessen Drehbewegung ausgebildet ist bzw. dass wahlweise diese Führung auch um den drehbaren Dom rotieren kann.
  • Mit Hilfe der am Innendorn (1) angeordneten Führung (3) und eines zuordenbaren Drehantriebes sowie durch Mittel zur Variation der Drehgeschwindigkeit werden die einzelnen Windungen exzentrisch mit Winkelversatz in der Bundbildekammer abgelegt.
  • Dabei können Exzentrizität und Winkelversatz für ein optimales Bund variiert werden, insbesondere unter Berücksichtigung von Parametern wie Drahtdicke, Abmessungen der Bundbildekammer sowie Walzgeschwindigkeit des Drahtes etc.
  • Eine wesentliche Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass der Antrieb des Innendoms (1) Mittel zur Änderung der Drehgeschwindigkeit besitzt. Dabei können die Drahtwindungen aus ihren Falllinien mit exzentrischem Versatz in der Bundbildekammer abgelegt werden. Auch können die Durchmesser der einzelnen Windungen zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert variiert werden. Auch kann die Drehzahl zum Antrieb des Innendoms (1) sowohl konstant als auch periodisch veränderbar sein.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    in Draufsicht eine Bundbildekammer mit Innendorn und daran angeordneter Führung;
    Figur 2
    in Seitenansicht die Bundbildekammer gemäß Fig. 1 mit Innendorn und Führung;
    Figur 3
    in Seitenansicht eine nicht erfindungsgemäße Bundbildekammer mit zur Fallrichtung der Drahtwindungen exzentrischer Rotationsachse;
    Figuren 4 - 6
    in Draufsicht unterschiedliche Ablagemuster erfindungsgemäß gewickelter Drahtbunde;
    Figur 7
    ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz für Drahtdicken < 7 mm;
    Figur 8
    ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz für Drahtdicken > 7 mm.
  • Figur 1 zeigt in Draufsicht eine Bundbildekammer 2 mit Innendorn 1 und an diesem angeordneter, annährend radial ausgerichteter Führung 3. Diese bewirkt, daß die einzelnen Windungen 5 exzentrisch mit Winkelversatz zueinander in der Bundbildekammer 2 abgelegt werden. Je nach Ausführung und Abmessung von Führung 3 und Innendurchmesser der Bundbildekammer können Exzentrizität und Winkelversatz Δϕ nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit des Innendorns 1 im Verhältnis zur Walzgeschwindigkeit des Drahtes bzw. der Anzahl von Windungen 5 pro Sekunde für ein optimales Bund variiert werden. Hierbei spielt auch die Drahtdicke DDraht jeder Windung 5 eine bestimmende Rolle.
  • In der Fig. 2 ist die Transportstrecke 6 mit Transportrichtung 7 und Fallrichtung 4 am Ende der Transportstrecke 6 rein schematisch gezeigt. Drahtwindungen 5 fallen auf den sich drehenden Innendorn 1 mit der Führung 3 und werden exzentrisch in der Bundbildekammer 2 abgelegt.
  • Für die Verteilungsfrequenz fv bzw. eine Anzahl von Windungen pro 360° ergibt sich ein optimaler Bereich, in welchem der Bundaufbau bzw. die Bundhöhe auch bei Parameterschwankungen z. B. Änderungen der Walzgeschwindigkeit, Abweichungen der Windungsdurchmesser etc. minimal ist. Um die Bundhöhe klein zu halten, sollte eine Mindestfrequenz nicht unterschritten werden.
  • In der Figur 3 ist ein Legeprinzip dargestellt, bei welchem die Bundbildekammer 2 mit Innendorn 1 zur Fallrichtung 4 der antransportierten Windungen 5 exzentrisch gelagert ist.
  • Über die Einstellung der Anzahl von Drahtwindungen 5, die pro 360° in der Bundbildekammer 2 abgelegt werden, kann der Winkelversatz Δϕ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen 5 beeinflußt werden, wie dies bspw. aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist. Bei größerem Winkel Δϕ ist das Ablagemuster bspw. gem. Fig. 4 etwas lockerer, während sich bei kleinerem Winkelversatz Δϕ ein engmaschigeres Ablagemuster zeigt. Hierbei ist in erheblichem Maße die Drahtdicke von Einfluß, die bspw. bei einem Ablagemuster gemäß Fig. 4 größer sein kann als bei einem Ablagemuster gemäß Fig. 5, wie dies aus der Zusammenschau dieser Figuren ersichtlich ist. Ein engmaschigeres Ablagemuster gemäß Fig. 5 ist bspw. mit einem vergleichsweise dünnen Draht besser verwirklichbar, während ein Ablegemuster gemäß Fig. 4 besser für größere Drahtdicken geeignet ist.
  • Das beschriebene Legeprinzip kann sowohl mit rotierenden Verteilungssystemen, bspw. der in Fig. 1 und 2 gezeigten Führung 3, als auch durch Rotation der Bundbildekammer 2 bei exzentrisch fallenden Windungen beispielsweise gem. Fig. 3 erzeugt werden.
  • Das aus Fig. 6 ersichtliche Ablagemuster ist ein Ergebnis eines alternativen Legeprinzips, bei welchem Drahtwindungen mit unterschiedlichem Windungsdurchmesser (Dmin bzw. Dmax) so abgelegt werden, daß ein spiralförmiger Bundaufbau erfolgt. Die Durchmesservariation kann vorteilhaft durch Variation der Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer 2 erfolgen. Dabei können unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe verwendet werden. Vorteilhaft sind periodische Geschwindigkeitsänderungen, um zwischen zwei gewünschten Windungsdurchmessern eine sich gleichmäßig wiederholende Windungsablage zu erhalten, wie dies an einem typischen Windungsmuster in Draufsicht der Fig. 6 gezeigt ist.
  • Mögliche Geschwindigkeitsverläufe können z. B. Sinus- oder Sägezahnfunktionen mit und ohne Offset sein. Ebenfalls denkbar sind sägezahnähnliche Verläufe mit veränderlicher Flankensteilheit. Die Ablage der Drahtwindungen in der Bundbildekammer 2 bzw. auf einem Aufnahmeteller kann dabei zentrisch oder exzentrisch erfolgen. Im Falle der exzentrischen Ablage liegt eine Kombination des Legeprinzips mit exzentrischer Drahtablage und dem andersartigen Legeprinzip mit exzentrisch zur Drehachse der einfallenden Windungen 5 vor.
  • Die Durchmesser der einzelnen Windungen 5 können zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert variiert werden. Die Grenzen ergeben sich aus den Abmessungen der Bundbildekammer.
  • Schließlich zeigt Fig. 7 ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken < 7 mm, während Fig. 8 ein Diagramm der optimalen Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken > 7 mm darstellt.
  • Dabei ergibt sich für DDraht < 7 mm ein optimaler Bereich fv zwischen 0,80 und 2,55 Hz, während die optimale Verteilerfrequenz fv für Drahtdicken DDraht > 7 mm zwischen 0,25 Hz und 1,6 Hz liegt.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Minimieren der Bundhöhe von in einer Bundbildekammer erzeugten Drahtbunden; wobei einzelne Drahtwindungen auf einer horizontalen Transportstrecke angefördert und an deren Ende in eine annähernd vertikale Fallbewegung gebracht werden und unter Ausbildung eines Drahtbundes in eine Bundbildekammer fallen, in welcher die Drahtwindungen aus ihrer Falllinie exzentrisch zur Symmetrieachse (x-x) der Bundbildekammer abgelegt werden und wobei ein Winkelversatz zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Windungen konstant oder variabel eingestellt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Bundbildekammer (2) einen Innendorn (1) besitzt, der in der Bundbildekammer (2) um eine vertikale Achse (x-x) drehbar gelagert und antreibbar ist, und
    - dass am Innendorn (1) eine annähernd radial nach außen, bevorzugt nach außen schräg abwärts, gerichtete Führung (3) angeordnet ist, derart, dass diese zur Erzeugung eines Winkelversatzes (Δ ϕ) zwischen den Drahtwindungen und der Achse (x-x) des Innendoms (1) bei dessen Drehbewegung ausgebildet ist bzw. dass wahlweise diese Führung auch um den drehbaren Dom (1) rotieren kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb des Innendoms (1) Mittel zur Änderung der Drehgeschwindigkeit besitzt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer die Variation der Windungsdurchmesser vomehmbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rotationsgeschwindigkeit der Bundbildekammer Änderungen, bevorzugt periodischen Änderungen, unterwerfbar ist.
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