EP3626658B1 - Verfahren und vorrichtung zum schwenken einer spule in einer spulvorrichtung - Google Patents
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- EP3626658B1 EP3626658B1 EP19195577.2A EP19195577A EP3626658B1 EP 3626658 B1 EP3626658 B1 EP 3626658B1 EP 19195577 A EP19195577 A EP 19195577A EP 3626658 B1 EP3626658 B1 EP 3626658B1
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Definitions
- the present invention relates to a method for pivoting a bobbin in a winding device when the winding process is interrupted and to the associated winding device.
- the bobbin rests on a support roller and is formed from a bobbin tube wound with a thread.
- the bobbin case is rotatably held between two holding arms, each with a receptacle, and the two holding arms are held on a common swivel arm with a swivel axis.
- Such winding devices are used in textile machines of various types, for example end spinning machines or winding machines.
- the bobbin and the bobbin case are rotatably mounted between two holding arms.
- the two holding arms in turn are held in a common swivel arm with a swivel axis.
- the bobbin tube rests on a support roller and is set in rotation via a drive, whereby a thread or yarn fed between the support roller and the bobbin tube is wound onto the bobbin tube and a bobbin is formed.
- the most varied types of winding tubes in cylindrical or conical shape made of different materials, for example plastic or paper, are used.
- the winding tubes can be designed with or without side flanges.
- the thread is moved back and forth along a longitudinal axis of the bobbin tube with a traverse, whereby different types of windings are formed in structure and shape.
- the bobbin case is driven directly via a motor, which rotates at least one of the bobbin receptacles, or indirectly via a friction roller arranged parallel to the bobbin case.
- the distribution roller also serves as a back-up roller.
- the distribution roller can be designed as a so-called grooved drum.
- the grooved drum is provided with a yarn guide which is guided in slots by the rotation of the grooved drum in such a way that the thread is moved back and forth.
- the traversing of the thread is to be provided by a separate laying unit and the bobbin tube is supported by a separate support roller.
- the thread is between the back-up roller and the bobbin tube or the itself The thread already on the bobbin is clamped and thereby deposited on the bobbin.
- the finished bobbin After the winding process has ended, the finished bobbin must be lifted off the support roller or the friction roller in order to be able to remove the bobbin from the holding arms and insert a new bobbin tube.
- This lifting of the bobbin is brought about by a swiveling process of the swivel arm. According to the prior art, this pivoting process is carried out manually using a lever attached to at least one of the holding arms.
- devices are known in which the manual effort can be reduced by using counterweights.
- DE 10 2017 211 467 B3 a winding device which is provided with a drive for moving the bobbin around a pivot axis and with a force measurement for measuring the contact pressure.
- the object of the present invention is therefore to propose a method and a device for bobbin removal which enable the bobbin to be pivoted relative to the support or friction roller without the need for a great deal of manual effort.
- a force measurement is used to measure a force acting on at least one holding arm due to the bobbin resting on the support roller or the weight of the bobbin itself.
- a force is introduced into this holding arm by manually introducing force, with a force direction of the manually introduced force being determined by evaluating the force measurement and the swivel arm being pivoted according to the direction of force with a drive.
- Today's machines with a winding device are equipped with controls which include monitoring of drive positions. Due to the position of the drive and the measured force effect, the control system always knows in which position the winding frame with the bobbin located therein is located. If the winding process is now interrupted due to a malfunction or because the bobbin is full and has to be changed, and a manual force is exerted on one of the holding arms and thus on the winding frame, this is recognized by the control based on the change in the force size from the force measurement. If the coil is in a position where it rests on the support roller and the measured force changes due to the manual action, the control determines the direction of the force action based on the force change and triggers a pivoting movement of the coil frame in the determined direction of force action.
- the swivel arm is advantageously swiveled for as long as the manual introduction of force continues.
- any desired position of the coil can be reached by simply pressing lightly in the desired direction of movement.
- the controller preferably automatically brings the bobbin into an operating position during a pivoting movement against the support roller. Because the bobbin or the bobbin tube reaches the support on the support roller during a pivoting movement against the support roller, the force is rotated in its direction due to the support and the control recognizes that the operating position has been reached. Because of this, it is possible to initiate only a brief manual force for a pivoting movement against the support roller, since this already triggers an automatic assumption of the operating position of the winding device.
- a continuation of the winding process is advantageously enabled when the bobbin rests on the support roller. As long as the bobbin or the bobbin tube are not resting on the support roller, the control system prevents the winding process from starting. This is to prevent a thread from being wound up in an uncontrolled manner.
- a winding device for winding a thread onto a bobbin tube with a swivel arm with a swivel axis, with two on Swivel arm rotatably arranged and at a distance parallel to each other holding arms, each with a rotatably arranged at the end of the holding arms facing away from the swivel arm for the bobbin tube and with a support roller for supporting the bobbin tube.
- a drive is provided for moving the swivel arm about the swivel axis and at least one of the holding arms has a force measurement for measuring a force acting on the holding arm.
- At least one of the holding arms has a defined point for manual force introduction and a control is provided, the control determining a direction of movement of the swivel arm about the swivel axis based on a force direction of the manual force introduction.
- a thread is wound onto the bobbin tube by traversing and a bobbin is formed, which increases the diameter of the bobbin.
- the winding frame is automatically pivoted away from the support roller about the pivot axis.
- the thread is clamped between the bobbin tube or the thread already wound on the bobbin tube and the support roller, so that a tight-fitting winding results on the bobbin tube.
- a clamping force that is applied thereby increases continuously during a winding process due to the weight of the larger reel.
- the bending moment is measured by a force measurement. The invention makes use of this measurement.
- An additional force manually introduced into the holding arm signals to the control that the swivel arm and thus the bobbin frame and the bobbin are to be swiveled.
- a defined point is provided on one of the holding arms, preferably on the same holding arm as the force measurement. This can be in the form of a marking, a lever or an ergonomically shaped recess.
- the advantage of a defined point instead of a button or other operating element is that no cabling or other type of signal connection has to be provided between the input point for the command to move the winding frame.
- the control determines which force is measured by means of the force measurement Direction the manual force application is made and determines the direction for the pivoting movement.
- At least one of the holding arms is advantageously designed in two parts and the two parts are connected via the force measurement.
- the force measurement can be designed, for example, as a load cell or load cell.
- Various types of so-called force transducers can be used in load cells.
- the use of force transducers is known in which the force acts on an elastic spring body and deforms it.
- the deformation of the spring body is converted into a change in electrical voltage by means of strain gauges, the electrical resistance of which changes with the expansion.
- the electrical voltage and thus the change in strain are recorded via a measuring amplifier. This can be converted into a force measurement value due to the elastic properties of the spring body. Bending bars, ring torsion springs or other designs are used as spring bodies.
- Piezoceramic elements are used in a further type of load cell.
- the directional deformation of a piezoelectric material creates microscopic dipoles within the elementary cells of the piezoelectric crystal.
- the summation of the associated electrical field in all unit cells of the crystal leads to a macroscopically measurable electrical voltage, which can be converted into a force measurement value.
- Load cells are known from the prior art and are now widely used in force and weight measurement.
- the force measurement is preferably a bending beam load cell. This has the advantage of a robust and simple construction.
- the two parts of the holding arm are each attached to the bending beam load cell, whereby the bending beam load cell becomes part of the holding arm.
- the drive for moving the swivel arm about the swivel axis is preferably an electric motor.
- the electric motor is preferably provided with a self-locking gear. This has the advantage that a swiveled up winding frame does not lower itself without actuation of the drive, that is to say it remains in its position even when the drive is de-energized.
- the defined point is advantageously designed as an extension of the two-part holding arm.
- the extension takes the place of the levers known from the prior art which were provided for lifting the reels. It is also possible to mark the extension accordingly and to shape it ergonomically.
- FIG Figure 1 shows a schematic plan view and Figure 2 a schematic side view in the direction X of FIG Figure 1 a first embodiment of a winding device.
- the winding device comprises a winding frame 1, this 1 consists of a swivel arm 10 with a swivel axis 11 and a first holding arm 6 and a second holding arm 7.
- the holding arms 6 and 7 are pivoted about the pivot axis 11 with the pivot arm 10 by a pivoting movement 14.
- a drive 13 is provided for the pivoting movement 14 of the winding frame 1; in the embodiment shown, the drive 13 is shown as an electric motor.
- the swivel arm 10 is held in a machine frame 26 via corresponding supports 24.
- a receptacle 8 and 9 for a bobbin case 5 are rotatably mounted opposite one another on the end of the holding arms 6 and 7 facing away from the swivel arm 10, in each case via a bearing pin.
- the first receptacle 8 and the second receptacle 9 are arranged in a common coil axis 18. Between the receptacles 8 and 9 a bobbin case 5 is clamped.
- One of the two receptacles 8 or 9, for example the receptacle 8 is held displaceably in the direction of the coil axis 18 in the holding arm 6.
- a bobbin case 5 can be inserted between the receptacles 8 and 9 and then the receptacle 8 can be pressed against the receptacle 9 and thus the bobbin case 5 can be clamped.
- the receptacle 9 in the reel axle 18 is connected to a drive wheel 19.
- the drive wheel 19 is set in rotation by a drive element 20, for example a chain drive, which, due to the connection with the receptacle 9, leads to a rotation of the bobbin tube 5 in the direction of rotation 23.
- a support roller 3 is arranged parallel to the bobbin axis 18 of the bobbin tube 5, on which the bobbin tube 5 comes to rest due to the pivoting movement 14 of the pivot arm 10 about the pivot axis 11.
- the support roller 3 is rotatably fastened in the machine frame 26 by means of corresponding brackets 25.
- a thread 4 applied to the bobbin tube 5 is wound onto the bobbin tube 5 and a bobbin 2 is formed.
- the thread 4 is moved back and forth along the bobbin axis 18 of the bobbin tube 5 with a traversing 21.
- the drive 13 lifts the winding frame 1 about the pivot axis 11 with a pivoting movement 14 from the support roller 3.
- this lifting is only carried out to the extent that a predetermined clamping force F remains between the spool 2 and the support roller 3.
- the bending moment is measured by a force measurement 12 which is provided in the fastening of the holding arm 6 on the swivel arm 10.
- a defined point 17 for the manual introduction of force into the holding arm 6 is provided on the holding arm 6.
- the defined point 17 is designed as an extension of the holding arm 6.
- the operating personnel can now easily press against this extension (a few 100 grams are sufficient) and thereby apply a force G or H, depending on the desired direction of movement, to the extension.
- the force G is applied manually when the bobbin 2 is to be moved away from the support roller 3 and the force H when the bobbin 2 or the bobbin tube 5 is to be moved towards the support roller 3.
- This introduction of force is determined by the force measurement, whereupon the controller moves the swivel arm 10 and thus the winding frame 1 and the bobbin 2 via the drive 13 by a swivel movement 14 in the corresponding direction.
- Figure 3 shows a schematic plan view and Figure 4 a schematic side view in the direction Y of the Figure 3 a first embodiment of a winding device.
- the structure of the device is with the exception of the force measurement 12 with the Figures 1 and 2 identical, which is why refer to the explanations for a detailed description Figures 1 and 2 is referred.
- the force measurement 12 is integrated in the holding arm 6.
- the holding arm 6 is made in two parts. A first part 15 of the holding arm 6 connects the swivel arm 10 with the force measurement 12 and a second part 16 of the holding arm 6 leads from the force measurement 12 via the coil axis 18 to the defined point 17 for the manual introduction of force.
- the two parts 15 and 16 of the holding arm 6 are screwed to the force measurement 12, the force measurement 12 being designed as a bending beam load cell.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwenken einer Spule in einer Spulvorrichtung bei einer Unterbrechung des Spulvorganges sowie die zugehörige Spulvorrichtung. Die Spule liegt auf einer Stützwalze auf und wird aus einer mit einem Faden bewickelten Spulenhülse gebildet. Die Spulenhülse wird zwischen zwei Haltearmen mit jeweils einer Aufnahme drehbar gehalten und die beiden Haltearme werden an einem gemeinsamen Schwenkarm mit einer Schwenkachse gehalten.
- Derartige Spulvorrichtungen werden in Textilmaschinen verschiedener Bauart eingesetzt, beispielsweise Endspinnmaschinen oder Spulmaschinen. Dabei sind die Spule, respektive die Spulenhülse, zwischen zwei Haltearmen drehbar gelagert. Die beiden Haltearme wiederum sind ihrerseits in einem gemeinsamen Schwenkarm mit einer Schwenkachse gehalten. Zu Beginn eines Spulvorganges liegt die Spulenhülse auf einer Stützwalze auf und wird über einen Antrieb in Drehung versetzt, wodurch ein zwischen die Stützwalze und die Spulenhülse zugeführter Faden oder Garn auf die Spulenhülse aufgewickelt und eine Spule gebildet wird. Zum Einsatz kommen verschiedenste Arten von Spulhülsen in zylindrischer oder konischer Form aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Papier. Die Spulhülsen können mit oder ohne seitliche Flansche ausgeführt sein. Der Faden wird während der Aufwicklung mit einer Changierung entlang einer Längsachse der Spulenhülse hin und her bewegt, wodurch verschiedenartige Wicklungen in Aufbau und Form gebildet werden. Der Antrieb der Spulenhülse erfolgt direkt über einen Motor der zumindest eine der Hülsenaufnahmen in Drehung versetzt oder indirekt über eine parallel zur Spulenhülse angeordnete Reibwalze. Die Reibwalze dient dabei gleichzeitig als Stützwalze. Die Reibwalze kann dabei als sogenannte Nutentrommel ausgeführt sein. Die Nutentrommel ist mit einem Garnführer versehen welcher in Schlitzen durch die Drehung der Nutentrommel derart geführt wird, dass der Faden hin und her bewegt wird. Bei einem direkten Antrieb der Spulenhülse ist die Changierung des Fadens durch eine separate Verlegeeinheit und eine Abstützung der Spulenhülse über eine separate Stützwalze vorzusehen. Der Faden wird dabei zwischen der Stützwalze und der Spulenhülse respektive dem sich bereits auf der Spulenhülse befindlichen Faden geklemmt und dadurch auf der Spulenhülse abgelegt.
- Durch den Spulvorgang nimmt ein Durchmesser der entstehenden Spule durch den auf die Spulenhülse aufgewickelten Faden stetig zu. In der Folge vergrössert sich der Abstand zwischen der Stützwalze und der Längsachse der Spulenhülse, was durch eine Bewegung der Haltearme um die Schwenkachse des Schwenkarms kompensiert wird. Durch den Spulvorgang nimmt jedoch auch das Eigengewicht der auf der Stützwalze oder Reibwalze aufliegenden Spule zu. Dadurch steigt die auf eine Oberfläche der Spule wirkende Anpresskraft. Damit diese Anpresskraft nicht zu gross wird, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise der
EP 1 820 764 A2 , Gegengewichte einzusetzen, welche die Anpresskräfte annähernd auf einem konstanten Niveau halten. Nach Beenden des Spulvorganges muss die fertige Spule von der Stützwalze oder der Reibwalze abgehoben werden um die Spule aus den Haltearmen entnehmen und eine neue Spulenhülse einsetzen zu können. Dieses Abheben der Spule wird durch einen Schwenkvorgang des Schwenkarms bewerkstelligt. Dieser Schwenkvorgang wird nach dem Stand der Technik über einen an zumindest einem der Haltearme angebrachten Hebel manuell vorgenommen. Zur Unterstützung des manuellen Anhebens sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen eine Verringerung des manuellen Kraftaufwandes durch den Einsatz von Gegengewichten erreicht werden kann. - Weiter offenbart die
DE 10 2017 211 467 B3 eine Spulvorrichtung welche mit einem Antrieb zur Bewegung der Spule um eine Schwenkachse und mit einer Kraftmessung zur Messung der Anpresskräfte versehen ist. - Nachteilig an den bekannten Ausführungen und Verfahren zur Spulenentnahme ist, dass ein hoher manueller Krafteinsatz erfolgen muss oder aufwändige Vorrichtungen für die Abhebung der Spule notwendig sind. Dabei ist zu beachten, dass eine volle Spule bis zu 25 kg Eigengewicht haben kann, welche angehoben werden müssen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spulenentnahme vorzuschlagen, welche ein Schwenken der Spule gegenüber der Stütz- oder Reibwalze ermöglichen ohne dass ein hoher manueller Kraftaufwand notwendig ist.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
- Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Schwenken einer Spule in einer Spulvorrichtung bei einer Unterbrechung eines Spulvorganges, wobei die Spule auf einer Stützwalze aufliegt und auf einer mit einem Faden bewickelten Spulenhülse gebildet wird und die Spulenhülse in einem Spulenrahmen zwischen zwei Haltearmen mit jeweils einer Aufnahme drehbar gehalten und die beiden Haltearme an einem gemeinsamen Schwenkarm mit einer Schwenkachse gehalten werden. Über eine Kraftmessung wird eine durch die Auflage der Spule auf der Stützwalze oder das Eigengewicht der Spule auf zumindest einen Haltearm wirkende Krafteinwirkung gemessen. Durch eine manuelle Krafteinleitung wird eine Kraft in diesen Haltearm eingebracht, wobei durch eine Auswertung der Kraftmessung eine Kraftrichtung der manuell eingebrachten Kraft bestimmt wird und mit einem Antrieb der Schwenkarm entsprechend der Kraftrichtung verschwenkt wird.
- Heutige Maschinen mit einer Spulvorrichtung sind mit Steuerungen ausgerüstet welche eine Überwachung von Antriebsstellungen beinhalten. Durch die Stellung des Antriebs und die gemessene Krafteinwirkung ist der Steuerung jederzeit bekannt in welcher Stellung sich der Spulrahmen mit der darin befindlichen Spule befindet. Wird nun der Spulvorgang unterbrochen aufgrund einer Betriebsstörung oder weil die Spule voll ist und gewechselt werden muss, und eine manuelle Krafteinwirkung auf einen der Haltearme und damit auf en Spulrahmen ausgeübt, wird dies durch die Steuerung aufgrund der Änderung der Kraftgrösse aus der Kraftmessung erkannt. Ist die Spule in einer Position wo sie auf der Stützwalze aufliegt und sich durch die manuelle Einwirkung die gemessene Kraft verändert, stellt die Steuerung aufgrund der Kraftänderung die Richtung der Krafteinwirkung fest und löst eine Schwenkbewegung des Spulenrahmens in die festgestellte Kraftwirkungsrichtung aus. Wenn das Betriebspersonal manuell auf den Spulrahmen einwirkt durch ein Anheben des Spulenrahmens, genügen bereits wenige Gramm an Hubkraft um die Steuerung zu veranlassen, dass der Spulrahmen und dadurch die Spule durch eine Schwenkbewegung von der Stützwalze abgehoben werden. Da vom vorangegangenen Spulvorgang die Steuerung das Eigengewicht der Spule ebenfalls kennt, kann die Schwenkbewegung solange aufrecht erhalten werden, als die manuelle Krafteinwirkung einen geringfügigen Teil des Eigengewichts aufhebt. Sobald die manuelle Krafteinwirkung aufgehoben wird veranlasst dies die Steuerung die Schwenkbewegung anzuhalten, wodurch der Spulrahmen und damit die Spule in der erreichten Stellung festgehalten werden. Voraussetzung dazu ist eine entsprechende Ausführung des Antriebs für die Schwenkbewegung. Derartige Ausführungen sind jedoch aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise pneumatische Antriebe oder elektrische Antriebe welche mit entsprechenden Bremsen oder selbsthemmenden Getrieben ausgerüstet sind. Nach der Entnahme der vollen Spule und dem Einsetzen einer leeren Spulenhülse wird durch eine geringfügige manuelle Krafteinwirkung in die entsprechende Richtung eine Schwenkbewegung des Spulrahmens gegen die Stützwalze ausgelöst.
- Vorteilhafterweise wird der Schwenkarm solange verschwenkt wie die manuelle Krafteinleitung andauert. Dadurch kann jede beliebige Position der Spule durch ein einfaches leichtes Drücken in die entsprechend gewünschte Bewegungsrichtung erreicht werden. Bevorzugterweise bringt die Steuerung die Spule automatisch in eine Betriebsstellung bei einer Schwenkbewegung gegen die Stützwalze. Dadurch dass die Spule oder die Spulenhülse die Auflage auf der Stützwalze bei einer Schwenkbewegung gegen die Stützwalze erreicht, wird bedingt durch die Auflage die Kraftwirkung in ihrer Richtung gedreht und die Steuerung erkennt, dass die Betriebsstellung erreicht ist. Aufgrund dessen ist es möglich für eine Schwenkbewegung gegen die Stützwalze nur eine kurzzeitige manuelle Krafteinwirkung einzuleiten, da diese bereits ein automatisches Einnehmen der Betriebsstellung der Spulvorrichtung auslöst.
- Vorteilhafterweise wird eine Fortsetzung des Spulvorganges freigegeben wenn die Spule auf der Stützwalze aufliegt. Solange die Spule respektive die Spulenhülse nicht an der Stützwalze aufliegen, wird durch die Steuerung ein Starten des Spulvorganges gesperrt. Dadurch soll verhindert werden, dass ein Faden unkontrolliert aufgewickelt wird.
- Weiter wird eine Spulvorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spulenhülse vorgeschlagen, mit einem Schwenkarm mit einer Schwenkachse, mit zwei am Schwenkarm drehfest angeordnete und in einem Abstand parallel zueinander verlaufenden Haltearmen, mit jeweils einer am, dem Schwenkarm abgewandten, Ende der Haltearme drehbar angeordneten Aufnahme für die Spulenhülse und mit einer Stützwalze zur Auflage der Spulenhülse. Es ist ein Antrieb zur Bewegung des Schwenkarms um die Schwenkachse vorgesehen und zumindest einer der Haltearme weist eine Kraftmessung zur Messung einer auf den Haltearm einwirkenden Kraft auf. Ebenfalls weist zumindest einer der Haltearme eine definierte Stelle zur manuellen Krafteinleitung auf und es ist eine Steuerung vorgesehen, wobei durch die Steuerung aufgrund einer Kraftrichtung der manuellen Krafteinleitung eine Richtung der Bewegung des Schwenkarmes um die Schwenkachse bestimmt ist.
- Über eine Changierung wird ein Faden auf die Spulenhülse aufgewickelt und eine Spule gebildet, wodurch die Spule in ihrem Durchmesser zunimmt. Durch die Auflage der der Spule auf der Stützwalze wird der Spulrahmen automatisch um die Schwenkachse von der Stützwalze weg geschwenkt. Während des Aufwickelvorganges wird der Faden zwischen der Spulenhülse respektive dem auf der Spulenhülse bereits aufgewickelten Faden und der Stützwalze geklemmt, sodass sich eine eng anliegende Wicklung auf der Spulenhülse ergibt. Eine dabei aufgebrachte Klemmkraft nimmt durch das Eigengewicht der grösser werdenden Spule während eines Aufwickelvorganges ständig zu. Als Reaktion auf die Klemmkraft F und das Anheben des Spulrahmens ergibt sich ein Biegemoment in den Haltearmen. Das Biegemoment wird durch eine Kraftmessung gemessen. Diese Messung macht sich die Erfindung zu Nutze. Über eine zusätzliche in den Haltearm manuell eingeleitete Kraftwirkung wird der Steuerung signalisiert, dass der Schwenkarm und damit der Spulrahmen und die Spule zu verschwenken sind. Für die manuelle Krafteinleitung ist an einem der Haltearme, bevorzugterweise am gleichen Haltearm wie die Kraftmessung, eine definierte Stelle vorgesehen. Diese kann in Form einer Markierung, eines Hebels oder einer ergonomisch geformten Vertiefung ausgebildet sein. Der Vorteil einer definierten Stelle anstelle eines Tasters oder anderen Bedienungslementes ist darin zu sehen, dass keine Verkabelung oder andersartige Signalverbindung zwischen der Eingabestelle für den Befehl zur Bewegung des Spulrahmens vorgesehen werden muss. Die Steuerung stellt über die Kraftmessung fest in welcher Richtung die manuelle Krafteinleitung vorgenommen wird und bestimmt daraus die Richtung für die Schwenkbewegung.
- Vorteilhafterweise ist zumindest einer der Haltearme zweiteilig ausgeführt ist und die beiden Teile sind über die Kraftmessung verbunden. Die Kraftmessung kann beispielsweise als eine Kraftmessdose oder Wägezelle ausgeführt sein. In Wägezellen können verschiedene Bauarten von sogenannten Kraftaufnehmern zur Anwendung kommen. Beispielsweise ist die Verwendung von Kraftaufnehmern bekannt, bei welchen die Kraft auf einen elastischen Federkörper einwirkt und diesen verformt. Die Verformung des Federkörpers wird über Dehnungsmessstreifen, deren elektrischer Widerstand sich mit der Dehnung ändert, in die Änderung einer elektrischen Spannung umgewandelt. Über einen Messverstärker werden die elektrische Spannung und damit die Dehnungsänderung registriert. Diese kann aufgrund der elastischen Eigenschaften des Federkörpers in einen Kraftmesswert umgerechnet werden. Als Federkörper werden Biegebalken, Ringtorsionsfedern oder andere Bauformen eingesetzt. In einer weiteren Bauart von Wägezellen werden Piezokeramikelemente eingesetzt. Dabei bilden sich durch die gerichtete Verformung eines piezoelektrischen Materials mikroskopische Dipole innerhalb der Elementarzellen des Piezokristalls. Die Aufsummierung über das damit verbundene elektrische Feld in allen Elementarzellen des Kristalls führt zu einer makroskopisch messbaren elektrischen Spannung, welche in einen Kraftmesswert umgerechnet werden kann. Wägezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden heute weite Verbreitung in der Kraft- und Gewichtsmessung. Bevorzugterweise ist die Kraftmessung eine Biegebalken-Wägezelle. Diese hat den Vorteil einer robusten und einfachen Konstruktion. Die beiden Teile des Haltearms werden jeweils am Biegebalken-Wägezelle befestigt, wodurch die Biegebalken-Wägezelle zu einem Teil des Haltearms wird.
- Bevorzugterweise ist der Antrieb zur Bewegung des Schwenkarms um die Schwenkachse ein Elektromotor. Dabei ist der Elektromotor bevorzugterweise mit einem selbsthemmenden Getriebe versehen. Dies hat den Vorteil, dass sich ein hochgeschwenkter Spulrahmen nicht ohne Betätigung des Antriebs absenkt, also auch in einem stromlosen Zustand des Antriebes in seiner Stellung verharrt.
- Vorteilhafterweise ist die definierte Stelle als eine Verlängerung des zweiteiligen Haltearms ausgebildet. Die Verlängerung tritt an die Stelle der aus dem Stand der Technik bekannten Hebel welche für ein Anheben der Spulen vorgesehen waren. Zudem besteht die Möglichkeit die Verlängerung entsprechend zu kennzeichnen und ergonomisch auszuformen.
- Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Spulvorrichtung;
- Figur 2
- eine schematische Seitenansicht der Spulvorrichtung in Richtung X nach Figur 1;
- Figur 3
- eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Spulvorrichtung und
- Figur 4
- eine schematische Seitenansicht der Spulvorrichtung in Richtung Y nach Figur 3.
-
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht undFigur 2 eine schematische Seitenansicht in Richtung X derFigur 1 einer ersten Ausführungsform einer Spulvorrichtung. Die Spulvorrichtung umfasst einen Spulrahmen 1, dieser 1 besteht aus einem Schwenkarm 10 mit einer Schwenkachse 11 und einem ersten Haltearm 6 und einem zweiten Haltearm 7. Die Haltearme 6 und 7 sind sich gegenüber stehend am jeweiligen Ende des Schwenkarms 10 drehfest befestigt. Dadurch werden die Haltearme 6 und 7 durch eine Schwenkbewegung 14 des Schwenkarmes 10 mit diesem um die Schwenkachse 11 geschwenkt. Für die Schwenkbewegung 14 des Spulrahmens 1 ist ein Antrieb 13 vorgesehen, in der gezeigten Ausführung ist der Antrieb 13 als ein Elektromotor dargestellt. Der Schwenkarm 10 wird über entsprechende Stützen 24 in einem Maschinerahmen 26 gehalten. Weiter sind sich gegenüberliegend am dem Schwenkarm 10 abgewandten Ende der Haltearme 6 und 7 jeweils über einen Lagerbolzen eine Aufnahme 8 und 9 für eine Spulenhülse 5 drehbar angebracht. Dabei sind die erste Aufnahme 8 und die zweite Aufnahme 9 in einer gemeinsamen Spulenachse 18 angeordnet. Zwischen die Aufnahmen 8 und 9 wird eine Spulenhülse 5 geklemmt. Eine der beiden Aufnahmen 8 oder 9, beispielsweise die Aufnahme 8 ist in Richtung der Spulenachse 18 im Haltearm 6 in verschieblich gehalten. Dadurch kann eine Spulenhülse 5 zwischen die Aufnahmen 8 und 9 eingelegt und anschliessend die Aufnahme 8 gegen die Aufnahme 9 gepresst und damit die Spulenhülse 5 geklemmt werden. In der gezeigten Ausführung ist die Aufnahme 9 in der Spulenachse 18 mit einem Antriebsrad 19 verbunden. Das Antriebsrad 19 wird durch ein Antriebselement 20, beispielsweise ein Kettentrieb, in Drehung versetzt, was durch die Verbindung mit der Aufnahme 9 zu einer Rotation der Spulenhülse 5 in Drehrichtung 23 führt. - Parallel zur Spulenachse 18 der Spulenhülse 5 ist eine Stützwalze 3 angeordnet, auf welcher die Spulenhülse 5 aufgrund der Schwenkbewegung 14 des Schwenkarmes 10 um die Schwenkachse 11 zur Anlage kommt. Die Stützwalze 3 ist durch entsprechende Halterungen 25 drehbar im Maschinenrahmen 26 befestigt. Durch die Rotation der Spulenhülse 5 in einer entsprechenden Drehrichtung 23 wird ein an die Spulenhülse 5 angelegter Faden 4 auf die Spulenhülse 5 aufgewickelt und eine Spule 2 ausgebildet. Während dieses Aufwickelvorganges wird mit einer Changierung 21 der Faden 4 entlang der Spulenachse 18 der Spulenhülse 5 hin und her bewegt. Mit Hilfe dieser Bewegungsrichtung 22 der Changierung 21 können auf der Spulenhülse 5 verschiedenartige Wicklungen respektive Spulen 2 erzeugt werden. Durch die Bildung einer Wicklung auf der Spulenhülse 5 nimmt die Spule 2 im Durchmesser zu, wodurch aufgrund der Anlage auf der Stützwalze 3 der Spulrahmen 1 von der Stützwalze 3 um die Schwenkachse 11 von der Stützwalze 3 weg geschwenkt wird. Während des Aufwickelvorganges wird der Faden 4 zwischen der Spulenhülse 5 respektive dem auf der Spulenhülse 5 bereits aufgewickelten Faden 4 und der Stützwalze 3 geklemmt, sodass sich eine eng anliegende Wicklung auf der Spulenhülse 5 ergibt. Eine dabei aufgebrachte Klemmkraft F nimmt durch das Eigengewicht der grösser werdenden Spule 2 während eines Aufwickelvorganges ständig zu. Um eine konstante Klemmkraft F gewährleisten zu können wird durch den Antrieb 13 der Spulrahmen 1 um die Schwenkachse 11 mit einer Schwenkbewegung 14 von der Stützwalze 3 abgehoben. Dieses Abheben wird jedoch nur soweit ausgeführt dass eine vorbestimmte Klemmkraft F zwischen der Spule 2 und der Stützwalze 3 bestehen bleibt. Als Reaktion auf die Klemmkraft F und das Anheben des Spulrahmens 1 durch den Antrieb 13 ergibt sich ein Biegemoment in den Haltearmen 8 und 9. Das Biegemoment wird durch eine Kraftmessung 12, welche in der Befestigung des Haltearmes 6 am Schwenkarm 10 vorgesehen ist, gemessen.
- Am Haltearm 6 ist eine definierte Stelle 17 zur manuellen Krafteinleitung in den Haltearm 6 vorgesehen. Die definierte Stelle 17 ist als eine Verlängerung des Haltearms 6 ausgebildet. Das Bedienpersonal kann nun leicht gegen (es genügen bereits wenige 100 Gramm) diese Verlängerung drücken und dadurch eine Kraft G oder H, abhängig von der gewollten Bewegungsrichtung, auf die Verlängerung aufbringen. Dabei wird die Kraft G manuell aufgebracht, wenn die Spule 2 von der Stützwalze 3 weg bewegt werden soll und die Kraft H falls die Spule 2 respektive die Spulenhülse 5 zur Stützwalze 3 hin bewegt werden soll. Diese Krafteinleitung wird durch die Kraftmessung festgestellt, worauf die Steuerung über den Antrieb 13 den Schwenkarm 10 und damit den Spulrahmen 1 und die Spule 2 durch eine Schwenkbewegung 14 in die entsprechende Richtung bewegt.
-
Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht undFigur 4 eine schematische Seitenansicht in Richtung Y derFigur 3 einer ersten Ausführungsform einer Spulvorrichtung. Der Aufbau der Vorrichtung ist mit Ausnahme der Kraftmessung 12 mit denFiguren 1 und 2 identisch, weshalb für eine detaillierte Beschreibung auf die Ausführungen zuFigur 1 und 2 verwiesen wird. In der gezeigten Ausführung ist die Kraftmessung 12 in den Haltearm 6 integriert. Der Haltearm 6 ist zweiteilig ausgeführt. Ein erster Teil 15 des Haltearms 6 verbindet den Schwenkarm 10 mit der Kraftmessung 12 und ein zweiter Teil 16 des Haltearms 6 führt von der Kraftmessung 12 über die Spulenachse 18 zur definierten Stelle 17 für die manuelle Krafteinleitung. Die beiden Teile 15 und 16 des Haltearms 6 sind mit der Kraftmessung 12 verschraubt, wobei die Kraftmessung 12 als eine Biegebalken-Wägezelle ausgeführt ist. -
- 1
- Spulrahmen
- 2
- Spule
- 3
- Stützwalze
- 4
- Faden
- 5
- Spulenhülse
- 6
- Erster Haltearm
- 7
- Zweiter Haltearm
- 8
- Erste Aufnahme
- 9
- Zweite Aufnahme
- 10
- Schwenkarm
- 11
- Schwenkachse
- 12
- Kraftmessung
- 13
- Antrieb
- 14
- Schwenkbewegung
- 15
- Erster Teil des Haltearms
- 16
- Zweiter Teil des Haltearms
- 17
- Definierte Stelle zur manuellen Krafteinleitung
- 18
- Spulenachse
- 19
- Antriebsrad
- 20
- Antriebselement
- 21
- Changierung
- 22
- Bewegungsrichtung Changierung
- 23
- Drehrichtung der Spule
- 24
- Stütze
- 25
- Halterung Stützwalze
- 26
- Maschinenrahmen
- F
- Klemmkraft
- G
- Manuelle Kraft von der Stützwalze weg gerichtet
- H
- Manuelle Kraft zur Stützwalze hin gerichtet
Claims (9)
- Verfahren zum Schwenken einer Spule (2) in einer Spulvorrichtung bei einer Unterbrechung eines Spulvorganges, wobei die Spule (2) auf einer Stützwalze (3) aufliegt und auf einer mit einem Faden (4) bewickelten Spulenhülse (5) gebildet wird und die Spulenhülse (5) zwischen zwei Haltearmen (6, 7) mit jeweils einer Aufnahme (8, 9) drehbar gehalten und die beiden Haltearme (6, 7) an einem gemeinsamen Schwenkarm (10) mit einer Schwenkachse (11) gehalten werden, wobei über eine Kraftmessung (12) eine durch die Auflage der Spule (2) auf der Stützwalze (3) oder das Eigengewicht der Spule (2) auf zumindest einen Haltearm (6) wirkende Krafteinwirkung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine manuelle Krafteinleitung eine Kraft (G, H) in diesen Haltearm (6) eingebracht wird, wobei durch eine Auswertung der Kraftmessung eine Kraftrichtung der manuell eingebrachten Kraft (G, H) bestimmt wird und mit einem Antrieb (13) der Schwenkarm (10) entsprechend der Kraftrichtung verschwenkt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (10) solange verschwenkt wird wie die manuelle Krafteinleitung (G, H) andauert.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schwenkbewegung (14) gegen die Stützwalze (3) die Steuerung automatisch die Spule (2) in eine Betriebsstellung bringt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fortsetzung des Spulvorganges freigegeben wird wenn die Spule (2) auf der Stützwalze (3) aufliegt.
- Spulvorrichtung zum Aufspulen eines Fadens (4) auf eine Spulenhülse (5),- mit einem Schwenkarm (10) mit einer Schwenkachse (11);- mit zwei am Schwenkarm (10) drehfest angeordnete und in einem Abstand parallel zueinander verlaufenden Haltearmen (6, 7);- mit jeweils einer am, dem Schwenkarm (10) abgewandten, Ende der Haltearme (6, 7) drehbar angeordneten Aufnahme (8, 9) für die Spulenhülse (5);- mit einer Stützwalze (3) zur Auflage der Spulenhülse (5),- mit einem Antrieb (13) zur Bewegung des Schwenkarms (10) um die Schwenkachse (11);- mit einer Kraftmessung (12) zur Messung einer auf den Haltearm (6) einwirkenden Kraft und- mit einer Steuerung,
dadurch gekennzeichnet, dass- zumindest einer der Haltearme (6) eine definierte Stelle (17) zur manuellen Krafteinleitung aufweist und- durch die Steuerung aufgrund der Kraftrichtung (G, H) der manuellen Krafteinleitung eine Richtung der Bewegung (14) des Schwenkarmes (10) um die Schwenkachse (11) bestimmt ist. - Spulvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Haltearme (6) zweiteilig ausgeführt ist und die beiden Teile (15, 16) über die Kraftmessung (12) verbunden sind.
- Spulvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessung (12) eine Biegebalken-Wägezelle ist.
- Spulvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13) zur Bewegung des Schwenkarms (10) um die Schwenkachse (11) ein Elektromotor ist.
- Spulvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Stelle (17) als eine Verlängerung des zweiteiligen Haltearms (6) ausgebildet ist.
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