EP3215445B1

EP3215445B1 - Vorrichtung zum wickeln von bandförmigem material

Info

Publication number: EP3215445B1
Application number: EP15797271.2A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Leicht
Original assignee: Leicht Stanzautomation GmbH
Current assignee: Leicht Stanzautomation GmbH
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2035-11-06
Also published as: EP3215445A1; PL3215445T3; US10370213B2; ES2775500T3; DE102014222756A1; US20170320691A1; WO2016071481A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von bandförmigem Material auf wenigstens eine Spule nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bandförmiges Material wird in der Industrie vielfältig eingesetzt, um z.B. Kontaktelemente in der Elektrotechnik in großen Stückzahlen durch Stanzen herzustellen. Dazu werden Rohmaterial und insbesondere Metallbänder in Bandwickeln auf Spulen aufgewickelt. Aufgewickelt wird meist nicht nur das von der Fertigungsmaschine bearbeitete Material, es kann zusätzlich z.B. an einem Trägerstreifen anhängen und ein Trennpapier kann benachbarte Wicklungen voneinander trennen. Ebenso kann es sich bei dem Bandmaterial auch um Vollmaterial, also ein unbearbeitetes Metallband handeln. Von einer Fertigungsmaschine wie einer Stanzmaschine kommend ist meist eine Schlaufe vorgesehen, die vor allem beim Spulenwechsel der Aufwickelvorrichtung ausreichend Raum und Zeit gibt, um von einer befüllten Spule auf die nächste leere Spule zu wechseln. An der Aufwickelvorrichtung ist dazu ein Einführkanal vorgesehen, der in Abhängigkeit des Füllgrads der Spule bewegt wird. Sowohl Schlaufe als auch Bewegung des Einführkanals können jedoch mit zunehmender Größe der Stanzteile Probleme bereiten, da dann auch das bandförmige Material starrer wird.
Insbesondere für kleinere Spulen ist aus der DE 10 2012 016 479 A1 oder der DE 10 2013 000 808 A1 eine Aufwickelvorrichtung bekannt, bei der das Material auf Pappspulen aufgewickelt wird, die vor dem Befüllen an Halteelemente angesaugt werden, um dadurch Unebenheiten der mehrfach verwendbaren Pappspulen auszugleichen. Zu diesem Zweck ist ein schwenkbarer Tragarm vorgesehen, der um eine vertikale Achse um 180° drehbar ist, um dadurch eine Spule in die Aufwickelvorrichtung einzuwechseln, während gleichzeitig eine andere Spule freigesetzt wird. Am Tragarm sind zwei einander gegenüberliegende Scheiben angeordnet. Ferner ist ein quer zu einer Zuführlanze verfahrbarer Arm vorgesehen, auf dem eine weitere Scheibe angeordnet ist. Eine leere Spule wird auf die Welle des Tragarms gebracht und über die Scheibe angesaugt. Diese Spule wird dann um 180° mittels des schwenkbaren Arms gedreht, bis sie sich im Bereich der Zuführlanze befindet. In dieser Stellung wird der verfahrbare Arm zugefahren, sodass die weitere Scheibe ebenfalls in Anlage an die Spule gelangt, sodass die andere Seitenwand der Spule durch die weitere Scheibe angesaugt werden kann. In diesem Zustand erfolgt das Befüllen. Ist die Spule befüllt, wird der verfahrbare Arm wieder axial quer zur Zuführlanze bewegt und führt damit eine Freisetzbewegung durch, sodass dann die volle Spule ausgeschwenkt und die nächste leere Spule mittels des schwenkbaren Arms eingeschwenkt werden kann. Die freigesetzte Spule kann dann manuell oder mit einem Roboter zur weiteren Verarbeitung abgenommen werden.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2010 016 384 U1 ist ein parallel zur Spulenachse verfahrbarer und drehbarer Tragarm bekannt, der ein Bundabnahmesegment einem Haspeldorn zuführt. Als nächstliegender Stand der Technik wird die in Dokument JP S58 116929 A offenbarte Vorrichtung angesehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wickeln von bandförmigem Material zur Verfügung zu stellen, die auf die Gegebenheiten von starren Materialien und größeren Gewichten des bandförmigen Materials besser eingehen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Zum Freisetzen der Spule ist der die Spule beim Befüllen tragende Tragarm parallel zur Spulenachse und quer zur Bandzuführeinrichtung für das bandförmige Material linear beweglich. Der Tragarm bildet damit zugleich die Freisetzvorrichtung zum Freisetzen der Spule. Damit kann die gefüllte Spule seitlich aus der durch den Auslass der Fertigungsmaschine, wie z.B. einer Stanzmaschine, grundsätzlich vorgegebenen Zuführrichtung ausgefahren werden und dort z.B. einem Flurförderer übergeben werden, der die Spule ihrem weiteren Verwendungszweck zuführt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Spulen z.B. aufgrund ihres Gewichts manuell nicht mehr zu handhaben sind. So kann es zu einem Gewicht einer Spule von bis zu einer Tonne kommen, so dass auch bereits aus Gründen der Unfallsicherheit und Gesundheitsfürsorge mechanische Vorrichtungen zur Beförderung der Spulen und über die bisher bekannten Hebezeuge hinaus bevorzugt einzusetzen sind.
Durch die Bewegung des Tragarms wird die Maschine an sich beweglich und kann damit auf die Herstellungsbedingungen besser eingehen. Dies gilt sowohl für das Aufwickeln als auch für das Abwickeln des bandförmigen Materials. Um diese Beweglichkeit weiter zu erhöhen, ist der Tragarm auch höhenverstellbar. Damit ist es möglich, beim Zuführen des bandförmigen Materials die Spule statt den Einführkanal zu bewegen. Das bandförmige Material kann damit von Anfang bis Ende in der gleichen Zuführrichtung bzw. mit dem gleichen Zuführwinkel zugeführt werden. Dies ist insbesondere bei starren Materialien von Vorteil und bietet zudem den Vorteil, dass das Verhältnis der Trennpapierzuführung zur Spule grundsätzlich nahezu unverändert bleibt, so dass der Trennstreifen zuverlässig zugeführt werden kann. Gleichzeitig ist ein gleichmäßiger Materialvorschub gewährleistet, so dass die eingangs erwähnte Schlaufe und damit auch der dafür erforderliche Raum weitestgehend reduziert werden kann. Wird die Spule relativ zur Trennpapierzuführung und zum Einführkanal in ihrer Stellung vertikal jedoch bedarfsweise verändert, ändert sich der Öffnungswinkel, in den dann neues Material eingeführt werden kann, so dass ein leichteres Einführen bei Beginn des Aufwickelvorgangs ermöglicht wird.
Grundsätzlich ist die Bandzuführeinrichtung mit einem Einführkanal versehen, dessen Neigung relativ zur Spule verstellbar und feststellbar ist. Dadurch können die Bänder auch schräg in die Spule eingeführt werden, ohne dass sie bei der Zuführung geknickt werden. Zu diesem Zweck ist die Bandzuführeinrichtung gegebenenfalls gelenkig gelagert.
Über eine Steuereinrichtung werden vorzugsweise die Höhe des Tragarmes und/oder die Neigung des Einführkanals in Abhängigkeit des Füllstandes der Spule verändert. Durch diese Veränderung kann sichergestellt werden, dass die Zuführrichtung bzw. der Zuführwinkel des bandförmigen Materials während des Befüllens der Spule gleich bleibt.
Vorzugsweise sind mehrere Tragarme vorgesehen, die alternierend die Spulen in die Zuführrichtung überführen und von dort herausbewegen, um sie freizusetzen. Dadurch ist eine kontinuierliche Versorgung des von der Fertigungsmaschine gelieferten bandförmigen Materials beim Auf- und/oder Abwickeln gewährleistet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine dreidimensionale Darstellung einer Vorrichtung, die mit zwei Tragarmen zur Aufnahme von Spulen versehen ist, auf denen bandförmiges Material aufgewickelt werden kann,
Fig. 2: eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 von vorne,
Fig. 3: eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 2 von links,
Fig. 4: eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 2.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen. Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung zum Wickeln von bandförmigem Material auf wenigstens eine Spule 10. Unter dem Wickeln des bandförmigen Materials wird dabei sowohl ein Aufwickeln als auch ein Abwickeln des Materials verstanden, d.h. die Vorrichtung kann für beide Zwecke verwendet werden. Bandförmiges Material sind meist Rohmaterialien, wie z.B. Metallbänder, die in der vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Fertigungsmaschine geformt wurden. Meist handelt es sich dabei um Stanzmaschinen, die z.B. Kontaktelemente für die Elektrotechnik herstellen.
In nicht dargestellter Weise kommt das bandförmige Material aus der Fertigungsmaschine und wird einem Aufnahmebereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich der Bandzuführeinrichtung 16 zugeführt. Von dort gelangt das Material über einen Einführkanal 17, der üblicherweise in die Spule 10 eintaucht, zur Spule 10, die um die Spulenachse 13 rotiert. Hierfür ist ein Drehantrieb 14 vorgesehen, der im Ausführungsbeispiel einem Tragarm zugeordnet ist. Um die aufeinander aufgewickelten Teile des bandförmigen Materials noch weiter zu schonen, kann zusätzlich ein Trennpapier vorgesehen sein, das über die Trennpapierspule 20 und eine Trennpapierzuführung 22 ebenfalls der Spule 10 zugeführt wird. Die gesamte Einrichtung wird über eine Steuereinrichtung 19 gesteuert, die in einem Schaltschrank angeordnet ist.
Auf einem Maschinengestell 12 ist die Spule 10 an einem Tragarm 11 angeordnet, wobei im konkreten Ausführungsbeispiel zwei Tragarme vorgesehen sind, die alternierend Spulen in die Zuführrichtung durch eine Querbewegung einbringen können. Für die erfindungsgemäße Ausgestaltung genügt es aber, wenn nur ein Tragarm 11 vorgesehen ist, wobei aber auch mehr als zwei Tragarme verwendet werden können. Die Zuführrichtung des bandförmigen Materials ist durch den Übergabebereich der Fertigungsmaschine vorgegeben und setzt sich an der erfindungsgemäßen Vorrichtung über den Einführkanal 17 fort. Der Einführkanal kann radial bis in die Spule 10 eingreifen und kann auch teleskopierbar ausgebildet sein. Grundsätzlich kann jedoch ebenso auf den Einführkanal 17 verzichtet werden.
Der die Spule beim Befüllen tragende Tragarm 11 ist entlang von Führungsschienen 21 mittels einer Linearbewegungseinrichtung 15 quer zu dieser Zuführrichtung bzw. zum Einführkanal 17 beweglich. Der Tragarm 11 weist eine horizontale Spulenachse 13 zur Aufnahme der Spule 10 auf. Am Tragarm 11 kann auch ein Hubantrieb 23 vorgesehen sein, um den Tragarm in der Höhe zu verstellen.
Eine Freisetzvorrichtung ist zum Freisetzen der Spule 10 bei Bewegung des Tragarms 11 relativ zum Maschinengestell 12 vorgesehen. Diese Freisetzvorrichtung ist erfindungsgemäß durch die Linearbewegungseinrichtung 15 gebildet, die den Tragarm parallel zur Spulenachse 13 und quer zur Bandzuführeinrichtung 16 und damit horizontal bewegt. Der Tragarm 11 wird damit zugleich zur Freisetzvorrichtung. Damit besteht auch die Möglichkeit, dass der Tragarm 11 als allein auf dem Maschinengestell stehende Einheit eine Spule 10 abholt und an einen neuen Einsatzort transportiert oder an ein anderes Hebezeug übergibt, wofür der bedarfsweise Hubantrieb 23 von Vorteil ist.
In Fig. 1 etwa mittig ist die Bandzuführeinrichtung 16 zu erkennen, die gemäß Fig. 3 einen Einführkanal 17 aufweist, der in die Spule 10 eintaucht. Die Neigung dieses Einführkanals und gegebenenfalls der Bandzuführeinrichtung ist relativ zur Spule 10 verstellbar und feststellbar. Vorzugsweise ist die Bandzuführeinrichtung 16 um ein zeichnerisch andeutungsweise erkennbares Gelenk 18 gelenkig gelagert.
Im Schaltschrank ist eine Steuereinrichtung 19 vorgesehen, die die Höhe des Tragarms 11 und/oder die Neigung des Einführkanals 17 bedarfsweise verändern kann. Die Einstellung der Höhe des Tragarms 11 und der Neigung des Einführkanals 17 erfolgt zunächst in Abhängigkeit des bereits mit bandförmigem Material gefüllten Durchmessers der Spule 10 beim Befüllen der Spule, wobei vorzugsweise darauf geachtet wird, dass die Bänder schräg einfahren können, so dass sie beim Aufwickeln auf die Spule 10 nicht knicken. Je starrer insofern die Materialien, desto sorgsamer muss mit diesen Materialien umgegangen werden, was durch eine derartige Steuereinrichtung 19 möglich ist. Vorzugsweise wird dabei versucht, das Verhältnis von Bandzuführeinrichtung 16 bzw. Einführkanal 17 und Übergabepunkt des bandförmigem Materials an die Spule 10 durch Betrieb der Steuereinrichtung bzw. Höhenverstellung so einzustellen, dass Zuführrichtung und vorzugsweise auch Zuführwinkel des bandförmigen Materials während des Befüllens der Spule 10 möglichst von Anfang bis Ende des Befüllvorgangs oder beim Abwickeln auch des Entleerungsvorgangs gleich bleibt. Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass die Spule sich allmählich beim Befüllen absenkt bzw. anhebt, indem über den Hubantrieb 23 die Höhenverstellung betätigt wird. Die Hubeinrichtung ist als Höhenverstellung so ausgebildet, dass über einen vom Hubantrieb 23 angetriebenen Spindelantrieb die Höhe des Tragarms 11 verstellbar ist.
Durch die Höhenverstellbarkeit der Spule 10 am Tragarm 11, kann auch der Öffnungswinkel beim Zuführen des Materials beeinflusst werden, was vor allem zu Beginn des Aufwickelns von Vorteil ist. Wird die Spule relativ zur Trennpapierzuführung und zum Einführkanal z.B. nach unten bewegt, vergrößert sich der Öffnungswinkel, in den neues Material eingeführt werden kann, so dass eine leichteres Einführen bei Beginn des Aufwickelvorgangs ermöglicht wird, und umgekehrt. Damit ist die Höhe der Spulenachse 13 relativ zum Einführkanal 17 und/oder relativ zu einer Trennpapierzuführung von der Trennpapierspule 20 kommend verstellbar ist.
Diese Höhenverstellbarkeit ist aber auch vor allem dann wichtig, wenn die Spule durch die Querbewegung freigesetzt wird. In diesem Fall kann entweder über einen Flurförderer die Spule an der Außenseite der Vorrichtung abgenommen und dort nach Freisetzen von der Spulachse dem Flurförderer übergeben werden. Dazu kann entweder der Flurförderer höhenverstellbar sein oder über den Tragarm kann die Spule auf den Boden oder dem Flurförderer abgesetzt werden. Die bisher bekannten Hebezeuge sind dafür nicht mehr erforderlich.
Werden, wie im Ausführungsbeispiel mehrere Tragarme vorgesehen, können diese wechselweise die Spulen in die durch die Anordnung des Einführkanals 17 vorgegebene Zuführrichtung des Bandmaterials bringen. Dadurch ist ein kontinuierlicher Betrieb ohne weiteres gewährleistet.

Bezugszeichenliste

10: Spule
11: Tragarm
12: Maschinengestell
13: Spulenachse
14: Drehantrieb
15: Linearbewegungseinrichtung
16: Bandzuführeinrichtung
17: Einführkanal
18: Gelenk
19: Steuereinrichtung
20: Trennpapierspule
21: Führungsschiene
22: Trennpapierzuführung
23: Hubantrieb

Claims

Vorrichtung zum Wickeln von bandförmigen Material auf wenigstens eine Spule (10) mit
- einem Maschinengestell (12),

- wenigstens einem relativ zum Maschinengestell (12) beweglichen Tragarm (11) mit wenigstens einer horizontalen Spulenachse (13) zur Aufnahme der Spule (10),

- wenigstens einem Drehantrieb (14) zur Drehbewegung der Spulenachse (13),

- einer Freisetzvorrichtung zum Freisetzen der Spule (10) bei Bewegung des Tragarmes (11) relativ zum Maschinengestell (12),

- einer Bandzuführeinrichtung (16) zum Zuführen des bandförmigen Materials,

- wobei der die Spule beim Befüllen tragende Tragarm (11) zugleich die Freisetzvorrichtung bildet und wobei zum Freisetzen der Spule eine Linearbewegungseinrichtung (15) zur Bewegung des Tragarms (11) parallel zur Spulenachse (13) und quer zur Bandzuführeinrichtung vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, dass der allein die Spule beim Befüllen tragende Tragarm (11) durch eine Höhenverstellung höhenverstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandzuführeinrichtung (16) einen Einführkanal (17) aufweist, dessen Neigung relativ zur Spule (10) verstellbar und feststellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandzuführeinrichtung (16) gelenkig gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Spulenachse (13) durch die Höhenverstellung relativ zum vorzugsweise feststehenden oder festgestellten Einführkanal (17) und/oder relativ zu einer Trennpapierzuführung von der Trennpapierspule (20) verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (19) vorgesehen ist, die die Höhe des Tragarms (11) in Abhängigkeit des bereits mit Band gefüllten Durchmessers der Spule (10) beim Befüllen der Spule so ändert, dass die Zuführrichtung des bandförmigen Materials während des Befüllens der Spule (10) gleich bleibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (11) als allein auf dem Maschinengestell (12) stehende Freisetzvorrichtung und Transportvorrichtung für die Spule (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Tragarme (11) zur Aufnahme von wenigstens je einer Spule (10) aufweist, deren Spule (10) alternierend befüllt wird.