EP3380422B1

EP3380422B1 - Gesteuerte abspulvorrichtung

Info

Publication number: EP3380422B1
Application number: EP16790993.6A
Authority: EP
Inventors: Andreas Rutz
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2020-01-01
Anticipated expiration: 2036-11-03
Also published as: KR20180086429A; DE102015120292B3; CN108473267B; CN108473267A; WO2017089084A1; TW201720741A; EP3380422A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abspulvorrichtung zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse drehenden Spule, wobei das Wickelgut von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt auf der Spulenoberfläche abgewickelt wird, mit einer Aufnahmeeinrichtung für die Spule, welche derart ausgebildet ist, dass die Spule um eine, insbesondere zu ihrer Längsachse senkrechten, Drehachse drehbar gelagert ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse drehenden Spule mit einer Abspulvorrichtung, wobei das Wickelgut von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt auf der Spulenoberfläche abgewickelt wird und die Spule um eine, insbesondere zu ihrer Längsachse senkrechten, Drehachse drehbar gelagert ist.
Abspulvorrichtungen zum Abspulen von Wickelgut sind wohlbekannt. Insbesondere sind dabei Abspulvorrichtungen wie die in der Schrift DE 1 268 033 B beschriebene zu nennen, deren Spulenaufsteckkörper derart gelagert ist, dass er frei zu pendeln vermag. Diese Pendelbewegung gibt einen gewissen Ausgleich der auftretenden Fadenspannung beim Ablauf des Wickelguts. Dieser Ausgleich ist allerdings keineswegs perfekt. Insbesondere bei kreuzgewickelten Spulen, bei denen der Ablaufpunkt häufig zwischen dem einen und dem anderen Ende der Spule hin- und herwechselt, kann die Pendelbewegung die sich ständig ändernde Fadenspannung nur teilweise ausgleichen. Die WO 2013/110300 A1 offenbart eine Abspulvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine verbesserte Abspulvorrichtung zu schaffen, die das Wickelgut schonender abspult.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Abspulvorrichtung und ein Verfahren zum Abspulen von Wickelgut mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird eine Abspulvorrichtung zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse drehenden Spule. Dabei wird in dieser Schrift unter einer Spule sowohl eine Spule mit Hülse als auch eine Spule ohne Hülse, also strenggenommen beispielsweise ein Knäuel, verstanden. Das Wickelgut wird dabei von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt auf der Spulenoberfläche abgewickelt. Mit Ablaufpunkt ist hierbei derjenige Punkt gemeint, an dem das Wickelgut die Spule verlässt und zum abgewickelten Wickelgut wird. Durch die Wicklung des Wickelguts, beispielsweise eine Kreuzwicklung, bewegt sich dieser Ablaufpunkt beim Abspulen in Richtung der Längsachse der Spule hin und her.
Die Abspulvorrichtung weist eine Aufnahmeeinrichtung für die Spule auf. Diese Aufnahmeeinrichtung ist derart ausgebildet, dass die Spule um eine Drehachse drehbar gelagert ist.
Erfindungsgemäß sind Registriermittel zum Registrieren mindestens einer Variablen, die der Position des Ablaufpunkts und/oder einer aus der Position des Ablaufpunkts abgeleiteten Größe entspricht, vorgesehen. Außerdem umfasst die Abspulvorrichtung eine Dreheinrichtung zum Drehen der Spule um die Drehachse in Abhängigkeit der mindestens einen Variablen. Dadurch, dass die Drehung der Spule um die Drehachse in Abhängigkeit der Position des Ablaufpunkts und/oder einer daraus abgeleiteten Größe durchgeführt wird, kann die Ausrichtung der Längsachse der Spule stets so gewählt werden, dass das Wickelgut schonend, also mit geringer mechanischer Belastung wie beispielsweise Spannungsspitzen, abgespult wird.
Die Drehachse steht senkrecht zur Längsachse Diese zur Längsachse senkrechte Drehachse ermöglicht einen klaren Aufbau und eine unkomplizierte Konstruktion der Abspulvorrichtung.
Des Weiteren ist es möglich, die Drehung der Spule um die Drehachse mit einer translatorischen Verschiebung der Spule zu verknüpfen. Diese translatorische Verschiebung kann in Richtung der Längsachse der Spule und/oder der Drehachse erfolgen, bevorzugt allerdings in eine Richtung senkrecht sowohl zur Längsachse als auch zur Drehachse.
Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Variable ein Ablaufwinkel, der als Winkel zwischen dem Ablaufpunkt, einem ersten Umlenkpunkt des abgewickelten Wickelguts und einem Drehpunkt definiert ist. Der Ablaufwinkel stellt dabei eine Größe entsprechend Anspruch 1 dar, welche aus der Position des Ablaufpunkts erhalten wird. Dabei ist der Drehpunkt derjenige Punkt auf der Drehachse, der den geringsten Abstand zur Längsachse der Spule aufweist. In vielen praktischen Fällen schneiden sich die Drehachse und die Längsachse, so dass der Drehpunkt dann der Schnittpunkt der Drehachse und der Längsachse ist. Der Ablaufwinkel ist hierbei eine sehr zweckmäßige Variable zum Beschreiben der Abspulgeometrie.
Erfindungsgemäß ist die Dreheinrichtung derart ausgebildet, dass die Spule um die Drehachse um einen Winkel gedreht wird, der vom Ablaufwinkel abhängt.
Erfindungsgemäß ist die Dreheinrichtung derart ausgebildet, dass die Spule um einen Winkel um die Drehachse gedreht wird, der die Hälfte des Ablaufwinkels beträgt. So bleibt die Entfernung vom ersten Umlenkpunkt zum Ablaufpunkt konstant, so dass bei gleichbleibender Geschwindigkeit des abgewickelten Wickelguts auch die Rotationsgeschwindigkeit der Spule um ihre Längsachse gleich bleibt. Somit muss die Spule nicht immer wieder, schlimmstenfalls ruckartig, beschleunigt werden und mechanische Spannungsspitzen im abgewickelten Wickelgut und am Ablaufpunkt können vermieden werden.
Bei einer starren Längsachse entsprechend dem Stand der Technik wird das Wickelgut in einem Winkel zur Längsachse von der Spule abgespult, der sich um den Ablaufwinkel vom rechten Winkel unterscheidet. Dabei kann der Stick-Slip-Effekt auftreten, d.h. es ist möglich, dass das Wickelgut über die Spulenoberfläche rutscht und dabei sowohl selbst am Ablaufpunkt beschädigt wird als auch seinerseits bei dieser Querbewegung weitere Lagen des Wickelguts beschädigt. Wird die Spule allerdings um die Drehachse um die Hälfte des Ablaufwinkels gedreht, so unterscheidet sich dieser Winkel nur noch um den halben Ablaufwinkel vom rechten Winkel. Damit wird auch die Gefahr des Rutschens des Wickelguts über die Spule deutlich reduziert.
Die Drehung der Spule in Bezug auf die Drehachse lediglich um die Hälfte des Ablaufwinkels bietet also den Vorteil, dass zum einen der Stick-Slip-Effekt verringert wird und zum anderen die Abspul- bzw. Abwickelgeschwindigkeit konstant gehalten werden kann.
Es ist von Vorteil, wenn die Aufnahmeeinrichtung mindestens ein Halteelement, das ein stirnseitiges Ende der Spule hält, aufweist. Je besser nämlich die Spule gehalten wird, desto genauer kann ihre Position und Ausrichtung gesteuert werden. Alternativ zum Halteelement kann die Aufnahmeeinrichtung auch eine Achse aufweisen, auf der die Spule gelagert ist. Vorzugsweise umfasst die Aufnahmeeinrichtung dann außerdem ein Fixierelement, das die Spule auf der Achse fixiert, damit eine exakte Positionierung und Ausrichtung der Spule erreicht werden kann.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Registriermittel einen mechanischen Fühler aufweisen, mit dem die Variable registriert wird, da ein mechanischer Fühler einfach und kostengünstig in der Produktion ist und keine eigene Stromversorgung benötigt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Registriermittel einen elektrischen Sensor, insbesondere ein Potentiometer, und/oder einen pneumatischen Sensor aufweisen. Dies sind zwei günstige und zuverlässige Alternativen, um aus einer mechanischen Größe ein elektrisches Signal zu erhalten. Von Vorteil ist es aber auch, wenn die Registriermittel einen optischen Sensor und/oder einen Ultraschallsensor aufweisen. Insbesondere wenn diese Sensoren als berührungsfreie Sensoren zur Ermittlung der mindestens einen Variablen eingesetzt werden, wird das Wickelgut besonders schonend behandelt.
Vorteilhafterweise weist die Dreheinrichtung mechanische Elemente auf, insbesondere Gestänge, Wellen und/oder Gewindespindeln, um Kräfte beziehungsweise Drehmomente zu übertragen. Diese Elemente sind sowohl kostengünstig als auch robust und langlebig.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Dreheinrichtung elektrische Elemente, insbesondere Elektro- und/oder Linearmotoren, zum Drehen der Spule um die Drehachse aufweist. Diese Elemente sind in vielfältigsten Varianten erhältlich und lassen sich leicht für den gewünschten Zweck anpassen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Dreheinrichtung pneumatische und/oder hydraulische Elemente zum Drehen der Spule um die Drehachse aufweist. Auch diese Elemente haben sich bewährt und sind robust.
Ferner ist es vorteilhaft, die Registriermittel und die Dreheinrichtung mechanisch, insbesondere über ein Koppelgetriebe, zu koppeln. Insbesondere bei mechanischen Registriermitteln und einer mechanischen Dreheinrichtung ist dann keine Stromversorgung nötig, was einen einfachen Aufbau ermöglicht.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Registriermittel und die Dreheinrichtung elektrisch und/oder elektronisch, insbesondere über eine Auswerteeinheit, gekoppelt sind. Die Auswerteeinheit kann die von den Registriermitteln gelieferten Signale auswerten und in für die jeweilige Dreheinrichtung passende Signale zur Drehung der Spule um die Drehachse umwandeln.
Ferner wird ein Verfahren zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse drehenden Spule mit einer oben beschriebenen Abspulvorrichtung vorgeschlagen. Dabei wird das Wickelgut von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt auf der Spulenoberfläche abgewickelt. Außerdem ist die Spule um eine Drehachse drehbar gelagert. Bevorzugt steht diese Drehachse dabei senkrecht zur Längsachse.
Erfindungsgemäß wird mindestens eine Variable, die der Position des Ablaufpunkts und/oder einer aus der Position des Ablaufpunkts abgeleiteten Größe entspricht, registriert und die Spule um die Drehachse in Abhängigkeit dieser mindestens einen Variablen gedreht. Dies ermöglicht es, dass die Ausrichtung der Spule so eingestellt werden kann, dass das Wickelgut schonend abgespult wird.
Erfindungsgemäß wird als mindestens eine Variable ein Ablaufwinkel registriert, welcher eine aus der Position des Ablaufpunkts abgeleitete Größe darstellt. Entsprechend wird die Spule um die Drehachse um einen Winkel gedreht, der vom Ablaufwinkel abhängt. Der Ablaufwinkel ist dabei definiert als der Winkel zwischen dem Ablaufpunkt, einem ersten Umlenkpunkt des Wickelguts und einem Drehpunkt. Dieser Drehpunkt ist der Punkt auf der Drehachse, der den geringsten Abstand zur Längsachse aufweist. Mit dem Ablaufwinkel liegt eine leicht registrierbare Größe vor, die für die benötigte Drehung entscheidend ist.
Erfindungsgemäß wird die Spule um die Drehachse um die Hälfte des Ablaufwinkels gedreht. Dann bleibt die Entfernung vom Ablaufpunkt zum ersten Umlaufpunkt konstant und bei gleichmäßiger Geschwindigkeit des abgewickelten Wickelguts und gleichmäßiger Rotationsgeschwindigkeit der Spule ist somit eine gleichbleibende Spannung im Wickelgut gegeben, insbesondere ohne mechanische Spannungsspitzen, die sich ungünstig oder sogar beschädigend auf das Wickelgut auswirken könnten.
Ferner ist es von Vorteil, wenn als Wickelgut ein Garn, ein Band, ein Roving, ein Kabel oder ein Draht abgespult wird. Wenngleich hier unterschiedliche Materialeigenschaften vorliegen, so profitieren alle genannten Wickelgüter von der gesteuerten Abspulvorrichtung. Vorzugsweise liegt das Wickelgut dabei in Kreuzwicklung gewickelt vor. Durch die häufigen Änderungen des Ablaufpunkts kann bei dieser Wicklung das Verfahren seinen besonderen Nutzen entfalten.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Variable mittels eines mechanischen Fühlers, eines elektrischen Sensors, insbesondere eines Potentiometers, eines pneumatischen Sensors, eines optischen Sensors und/oder eines Ultraschallsensors registriert wird. Je nach Wickelgut und Anwendungszweck können sich dabei unterschiedliche Registriermittel als vorteilhaft erweisen: So benötigt der mechanische Fühler keine eigene Stromversorgung, das Potentiometer und der pneumatische Sensor liefern zuverlässig elektrische Signale und der optische Sensor und der Ultraschallsensor erfassen die mindestens eine Variable berührungsfrei.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Spule durch mechanische Elemente, insbesondere Gestänge, Wellen und/oder Gewindespindeln, elektrische Elemente, insbesondere Elektromotoren und/oder Linearmotoren, pneumatische Elemente und/oder hydraulische Elemente gedreht wird. Auch hier hängt die genaue Wahl vom Wickelgut und vom Anwendungszweck ab: Mechanische Elemente benötigen keine eigene Stromversorgung, elektrische Elemente sind in unterschiedlichsten Ausführungen erhältlich und pneumatische und/oder hydraulische Elemente werden am besten dort eingesetzt, wo es die äußeren Gegebenheiten erfordern.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1a: eine Vorderansicht einer Abspulvorrichtung,
Figur 1b: eine Draufsicht der Abspulvorrichtung aus Figur 1a,
Figur 2a: eine Draufsicht der Abspulvorrichtung aus Figur 1a zu einem späteren Zeitpunkt,
Figur 2b: eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung,
Figur 3a: eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung,
Figur 3b: eine Vorderansicht einer weiteren Abspulvorrichtung,
Figur 4a: eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung, und
Figur 4b: eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung.

Figur 1a zeigt eine Vorderansicht einer Abspulvorrichtung 1. Dabei ist auf einer Achse 2 der Abspulvorrichtung 1 eine Spule 3 mit Hülse 4 befestigt. Die Hülse 4 wird dabei mit einem Fixierelement 5 auf der Achse 2 fixiert. Die Achse 2 ist in einem Lager einer Haltestange 6 drehbar gelagert, und somit ist die Spule 3 um ihre Längsachse L drehbar. In diesem und in den folgenden Ausführungsbeispielen ist die Spule 3 so angeordnet, dass die Längsachse L horizontal ist. Die beschriebenen Abspulvorrichtungen funktionieren aber genauso gut mit einer vertikalen oder schief stehenden Längsachse L.
Die Haltestange 6 wiederum ist über einen Bolzen 7 in einem Lager 8 drehbar gelagert, so dass die Haltestange 6 samt Achse 2 und Spule 3 um die Drehachse D drehbar ist. Der Schnittpunkt von Drehachse und Längsachse wird als Drehpunkt d bezeichnet.
Figur 1b zeigt eine Draufsicht der Abspulvorrichtung 1. Ein Roving 9 - als Beispiel für ein Wickelgut - wird von der Spule 3 abgespult und verlässt die Spule 3 am Ablaufpunkt A. Der Ablaufpunkt A ist also derjenige Punkt, an dem der Roving 9 die Spule 3 verlässt und zum abgewickelten Wickelgut wird. Durch die Wicklung des Wickelguts, beispielsweise eine Kreuzwicklung, bewegt sich dieser Ablaufpunkt A beim Abspulen in Richtung der Längsachse L der Spule 3 hin und her. Der Roving 9 gelangt dann zu einem ersten Umlenkpunkt U und weiter in eine verarbeitende Maschine, die hier nicht gezeigt ist. Mit Hilfe einer Verbindungsstange 39 ist außerdem ein mechanischer Fühler 10 um den ersten Umlenkpunkt U drehbar gelagert, der - wie mit zwei Gabelzinken - den Roving 9 aufnimmt. Der mechanische Fühler 10 ist über die Verbindungsstange 39 und den Umlenkpunkt U fest mit einer ersten Stange 11 eines mechanischen Winkelteilers 12 verbunden. Eine zweite Stange 13 des Winkelteilers 12 ist drehbar am Ende der ersten Stange 11 befestigt, und eine dritte Stange 14 ist um einen Fixpunkt 15 drehbar befestigt. Die jeweils anderen Enden der zweiten Stange 13 und der dritten Stange 14 sind an einer Hülse 16 befestigt, welche die Halbwinkelstange 17 fest umschließt. Die Halbwinkelstange 17 ist über eine weitere Stange 18 mit der Haltestange 6 verbunden.
Figur 2a zeigt eine Draufsicht der Abspulvorrichtung 1 zu einem späteren Zeitpunkt. Der Ablaufpunkt A ist im Zuge des Abspulens von der Mitte der Spule 3 nach oben gewandert und der Ablaufwinkel a, der als Winkel zwischen Ablaufpunkt A, erstem Umlenkpunkt U und Drehpunkt d definiert ist, ist größer geworden. Durch den Winkelteiler 12 wird die Halbwinkelstange 17 um die Hälfte des Ablaufwinkels α gedreht und somit auch die Längsachse L der Spule 3 um die Hälfte des Ablaufwinkels α um die Drehachse D. Somit ist das Dreieck A - U - d ein gleichschenkliges Dreieck, und die Entfernung vom Ablaufpunkt A zum Umlenkpunkt U bleibt konstant.
Figur 2b zeigt eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung 19. Bei der nachfolgenden Beschreibung dieses alternativen Ausführungsbeispiels werden für Merkmale, die im Vergleich zum in Figuren 1a, 1b und 2a dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale. Analoges gilt auch für alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele.
Bei der Abspulvorrichtung 19 ist ebenfalls ein mechanischer Fühler 10 vorgesehen. Dieser ist direkt über eine Verbindungsstange 39 mit einer Rolle 20 verbunden, über die ein Riemen 21 geführt ist. Der Riemen 21 ist außerdem über eine Rolle 22 geführt, die mit der Spule 3 verbunden ist. Dabei ist der Durchmesser der Rolle 22 doppelt so groß wie der Durchmesser der Rolle 20. Wandert nun der Ablaufpunkt A beim Abspulen des Wickelguts, so ändert sich der Ablaufwinkel α und der mechanische Fühler 10 dreht über die Verbindungsstange 39 die Rolle 20 um den Ablaufwinkel a. Über den Riemen 21 wird somit auch die Rolle 22 und die mit ihr verbundene Spule 3 gedreht. Durch die unterschiedlichen Durchmesser der Rollen 20 und 22 wird die Spule 3 nur um die Hälfte des Ablaufwinkels α gedreht, so dass, wie schon oben beschrieben, die Entfernung vom Ablaufpunkt A zum ersten Umlenkpunkt U konstant bleibt.
Figur 3a zeigt eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung 23. Die Abspulvorrichtung 23 weist ebenfalls einen mechanischen Fühler 10 auf, der direkt mit einem elektrischen Sensor 24, hier vorliegend als Potentiometer, verbunden ist. Der Widerstand des elektrischen Sensors 24 wird von einer Auswerteeinheit 25 erfasst, welche dann einen Motor 26 steuert. Dieser Motor 26 ist mit einer Gewindestange 27 verbunden, so dass die Drehbewegung des Motors 26 in eine lineare Bewegung einer weiteren Stange 18 umgewandelt wird. Die weitere Stange 18 ist über eine Haltestange 6 mit einer Spule 3 verbunden, so dass der Motor 26 letztlich die Drehbewegung der Spule 3 steuert. Die Auswerteeinheit 25 kann dabei auf vielfältige Abhängigkeiten zwischen dem Ablaufwinkel α und dem Winkel, um den die Spule 3 gedreht wird, eingestellt werden. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 25 den Motor 26 so steuern, dass der Winkel, um den die Spule 3 gedreht wird, halb so groß wie der Ablaufwinkel α ist, was eine konstante Entfernung des Ablaufpunkts A vom ersten Umlenkpunkt U und damit ein Abspulen des Wickelguts ohne Spannungsspitzen bewirkt.
Figur 3b zeigt eine Vorderansicht einer weiteren Abspulvorrichtung 28. Bei dieser Abspulvorrichtung 28 wird die Spule 3 nicht auf eine Achse gesteckt sondern von einem Halteelement 40 gehalten, das die Hülse 4 an einem stirnseitigen Ende der Spule 3 festgeklemmt hält. Es ist auch eine hier nicht gezeigte Alternative denkbar, bei der die beiden stirnseitigen Enden der Spule 3 von jeweils einem Halteelement gehalten werden. Wenngleich damit ein festerer Halt gewährleistet wird, ist das Aufstecken der Spule komplizierter als mit nur einem Halteelement 40. Eine Auswerteeinheit 25 der Abspulvorrichtung 28 empfängt Signale von einem hier nicht gezeigten Sensor. Auf Grund dieser Signale treibt die Auswerteeinheit 25 dann einen Motor 29 an, der über eine Haltestange 6 und das Halteelement 40 die Spule 3 um eine Drehachse D dreht. Auch hier kann wieder die gewünschte Drehung in Abhängigkeit zum Beispiel eines Ablaufwinkels über die Auswerteeinheit 25 eingestellt werden.
Figur 4a zeigt eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung 30. Die Abspulvorrichtung 30 weist einen berührungslosen optischen Sensor 31 zum Erfassen des Ablaufwinkels α auf. Die Signale vom optischen Sensor 31 werden zu einer Auswerteeinheit 25 übertragen, die in Abhängigkeit von diesen Signalen einen Linearmotor 32 steuert. Der Linearmotor 32 ist über eine weitere Stange 18 mit einer Haltestange 6 verbunden, so dass eine Bewegung des Linearmotors 32 eine Drehung einer Spule 3 um eine Drehachse D zur Folge hat. Wie oben kann auch hier über die Auswerteeinheit 25 eine gewünschte Drehung der Spule 3 in Abhängigkeit des Ablaufwinkels α erzielt werden.
Figur 4b zeigt eine Draufsicht einer weiteren Abspulvorrichtung 33. Die Abspulvorrichtung 33 weist wiederum einen mechanischen Fühler 10 auf, der mit einer dünnen Platte 34 verbunden ist. Die Stellung dieser dünnen Platte 34 und damit auch die Stellung des mechanischen Fühlers 10 und die Größe des Ablaufwinkels α werden von einem Ultraschallkantensensor 35 festgestellt. Signale vom Ultraschallkantensensor 35 werden sodann an eine Auswerteeinheit 25 geleitet, die in diesem Ausführungsbeispiel eine pneumatische Steuereinheit 36 betätigt. Die pneumatische Steuereinheit 36 reguliert dann den Luftdruck in einem Zylinder 37 so, dass sich ein Kolben 38 bewegt und über eine weitere Stange 18 eine Spule 3 um eine Drehachse D dreht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es ist auch denkbar, die Spule 3 so anzuordnen, dass die Längsachse L horizontal ist oder schief steht, was die Funktion der oben beschriebenen Abspulvorrichtungen 1, 19, 23, 28, 30 und 33 nicht beeinträchtigt.
Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind. So sind insbesondere die unterschiedlichen Dreheinrichtungen der Abspulvorrichtungen 23, 28, 30 und 33 frei mit den unterschiedlichen Registriermitteln der Abspulvorrichtungen 23, 30 und 33 kombinierbar.

Bezugszeichenliste

1: Abspulvorrichtung
2: Achse
3: Spule
4: Hülse
5: Fixierelement
6: Haltestange
7: Bolzen
8: Lager
9: Roving
10: Mechanischer Fühler
11: Erste Stange
12: Winkelteiler
13: Zweite Stange
14: Dritte Stange
15: Fixpunkt
16: Hülse
17: Halbwinkelstange
18: Weitere Stange
19: Abspulvorrichtung
20: Rolle
21: Riemen
22: Rolle
23: Abspulvorrichtung
24: elektrischer Sensor
25: Auswerteeinheit
26: Motor
27: Gewindestange
28: Abspulvorrichtung
29: Motor
30: Abspulvorrichtung
31: Optischer Sensor
32: Linearmotor
33: Abspulvorrichtung
34: Dünne Platte
35: Ultraschallkantensensor
36: Pneumatische Steuereinheit
37: Zylinder
38: Kolben
39: Verbindungsstange
40: Halteelement

A: Ablaufpunkt
D: Drehachse
d: Drehpunkt
L: Längsachse
U: Umlenkpunkt
α: Ablaufwinkel

Claims

Abspulvorrichtung zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse (L) drehenden Spule (3), wobei das Wickelgut von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt (A) auf der Spulenoberfläche abgewickelt wird, mit einer Aufnahmeeinrichtung (2, 5; 40) für die Spule (3), welche derart ausgebildet ist, dass die Spule (3) um eine Drehachse (D), die senkrecht zur Längsachse (L) steht, drehbar gelagert ist, wobei Registriermittel (10; 24; 31; 34, 35) zum Registrieren mindestens einer Variablen (a), die der Position des Ablaufpunkts (A) und/oder einer aus der Position des Ablaufpunkts (A) abgeleiteten Größe entspricht, sowie eine Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) zum Drehen der Spule (3) um die Drehachse (D) in Abhängigkeit der mindestens einen Variablen (α) vorgesehen sind und die mindestens eine Variable (α) ein Ablaufwinkel (α) ist, der als Winkel zwischen dem Ablaufpunkt (A), einem ersten Umlenkpunkt (U) des abgewickelten Wickelguts und einem Drehpunkt (d) definiert ist, wobei der Drehpunkt (d) derjenige Punkt auf besagter Drehachse (D) ist, der den geringsten Abstand zur Längsachse (L) der Spule (3) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) derart ausgebildet ist, dass die Spule (3) um die Drehachse (D) um einen Winkel gedreht wird, der vom Ablaufwinkel (α) abhängt und die Hälfte des Ablaufwinkels (α) beträgt.
Abspulvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (2, 5; 40) mindestens ein Halteelement (40), das ein stirnseitiges Ende der Spule (3) hält, oder eine Achse (2), auf der die Spule (3) gelagert ist, und vorzugsweise mindestens ein Fixierelement (5), das die Spule (3) auf der Achse (2) fixiert, aufweist.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriermittel (10; 24; 31; 34, 35) einen mechanischen Fühler (10) aufweisen.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriermittel (10; 24; 31; 34, 35) einen elektrischen Sensor (24), insbesondere ein Potentiometer, einen pneumatischen Sensor, einen optischen Sensor (31) und/oder einen Ultraschallsensor (35) aufweisen.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) mechanische Elemente (17, 18; 20, 21, 22; 27), insbesondere Gestänge (17, 18), Wellen und/oder Gewindespindeln (27), zum Übertragen von Kräften beziehungsweise Drehmomenten auf die Spule (3) aufweist.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) elektrische Elemente (26; 29; 32), insbesondere Elektromotoren (26; 29) und/oder Linearmotoren (32), zum Drehen der Spule (3) um die Drehachse (D) aufweist.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) pneumatische und/oder hydraulische Elemente (36, 37, 38) zum Drehen der Spule (3) um die Drehachse (D) aufweist.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriermittel (10; 24; 31; 34, 35) und die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) mechanisch, insbesondere über ein Koppelgetriebe, gekoppelt sind.
Abspulvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registriermittel (10; 24; 31; 34, 35) und die Dreheinrichtung (17, 18; 20, 21, 22; 26, 27; 29; 32; 36, 37, 38) elektrisch und/oder elektronisch, insbesondere über eine Auswerteeinheit (25), gekoppelt sind.
Verfahren zum Abspulen von Wickelgut von einer sich um ihre Längsachse (L) drehenden Spule (3) mit einer Abspulvorrichtung (1; 19; 23; 28; 30; 33) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei das Wickelgut von einem beim Abspulen veränderlichen Ablaufpunkt (A) auf der Spulenoberfläche abgewickelt wird und die Spule (3) um eine Drehachse (D), die senkrecht zur Längsachse (L) steht, drehbar gelagert ist, wobei mindestens eine Variable (α), die der Position des Ablaufpunkts (A) und/oder einer aus der Position des Ablaufpunkts (A) abgeleiteten Größe entspricht, registriert wird und die Spule (3) um die Drehachse (D) in Abhängigkeit der mindestens einen Variablen (α) gedreht wird,
wobei als mindestens eine Variable (α) ein Ablaufwinkel (α) registriert wird, der als Winkel zwischen dem Ablaufpunkt (A), einem ersten Umlenkpunkt (U) des Wickelguts und einem Drehpunkt (d) definiert ist, wobei der Drehpunkt (d) derjenige Punkt auf der Drehachse (D) ist, der den geringsten Abstand zur Längsachse (L) der Spule (3) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spule (3) um die Drehachse (D) um einen Winkel gedreht wird, der vom Ablaufwinkel (α) abhängt und die Hälfte des Ablaufwinkels (α) beträgt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Wickelgut ein Garn, ein Band, ein Roving (9), ein Kabel oder ein Draht, das bzw. der vorzugsweise in Kreuzwicklung gewickelt ist, abgespult wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Variable (α) mittels eines mechanischen Fühlers (10), eines elektrischen Sensors (24), insbesondere eines Potentiometers, eines pneumatischen Sensors, eines optischen Sensors (31) und/oder eines Ultraschallsensors (35) registriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (3) durch mechanische Elemente (17, 18; 20, 21, 22; 27), insbesondere Gestänge (17, 18), Wellen und/oder Gewindespindeln (27), elektrische Elemente (26; 29; 32), insbesondere Elektromotoren (26; 29) und/oder Linearmotoren (32), pneumatische Elemente (36, 37, 38) und/oder hydraulische Elemente gedreht wird.