WO2010091939A1 - Handhabe- und entnahmevorrichtung für eine drahtspule - Google Patents

Handhabe- und entnahmevorrichtung für eine drahtspule Download PDF

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WO2010091939A1
WO2010091939A1 PCT/EP2010/050766 EP2010050766W WO2010091939A1 WO 2010091939 A1 WO2010091939 A1 WO 2010091939A1 EP 2010050766 W EP2010050766 W EP 2010050766W WO 2010091939 A1 WO2010091939 A1 WO 2010091939A1
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WO
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coil
bobbin
wire
base plate
core
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/050766
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English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Walther
Markus Danner
Jürgen GRÜTZEMACHER
Original Assignee
Bosch Solar Energy Ag
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Publication date
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/22—Constructional details collapsible; with removable parts
    • B65H75/2218—Collapsible hubs
    • B65H75/2227—Collapsible hubs with a flange fixed to the hub part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H73/00—Stripping waste material from cores or formers, e.g. to permit their re-use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
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    • B65H75/242—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/248—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction
    • B65H75/2484—Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages expansion caused by actuator movable in axial direction movable actuator including wedge-like or lobed member

Definitions

  • the invention relates to a handle and removal device for a wire coil for receiving saw wire in wire sawing, consisting of a bobbin with a respective mounting flange on the Spulenanalysisstirn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurn beaurna, according to the preamble of claim 1 as an addition to the patent application DE 10 2007 060 432.9.
  • a wire saw machine which is suitable for cutting blanks of semiconductor material.
  • the wire is guided from a spool by rollers or rollers to the so-called Nutenwalzen.
  • the sawing wire located in the grooves then comes into contact with the surface of the blank to be treated. Due to a reciprocating movement of the saw wire, an abrasive machining step relative to the blank takes place.
  • the wire then passes to a take-up spool.
  • a known simple unwinding and winding of the wire is also possible to move the wire bidirectional. In order to cut the blank under stable conditions, it is necessary to let a defined tensile stress act.
  • the tensile stress can be generated by a pendulum roller, the z. B. is in communication with a balance weight.
  • a bidirectional operation of a wire saw machine there is a risk of undesired increasing tensile forces, resulting in a wire tear.
  • the effort to remove broken wire and clamp a new wire is significant, resulting in a reduction in the productivity of a corresponding machine.
  • the tensile stress of the saw wire is reduced before winding on the receiver coil. It has been shown that is subject to the tension with each turn, the axial pressure on the bobbin an increase.
  • the pressure on the bobbin adds up to about 100 t, when about 100 km saw wire wound with a tensile stress of 25 N. Therefore, the receiver coil must be designed to withstand these mechanical stresses. In turn, this results in high costs in the production of the receiver coil and it is limited the usable saw wire length. Furthermore, the very firm winding of the saw wire on the receiver coil leads to considerable difficulties in separating the amount of wire from the coil.
  • the wire removal is very expensive at just running coils.
  • the wire removal from the bobbin by means of cutting machine under considerable noise and dust.
  • in such an operation of removing the wire there is a risk that the bobbin is subject to damage.
  • the parent application solves the problem of providing an advanced wire coil, especially for receiving saw wire in wire sawing, which on the one hand all mechanical stresses in the case of use over a longer period easily withstood and with the help of the removal of the wound consumed wire material done in a particularly easy way can.
  • a wire spool in particular for receiving saw wire in wire sawing, consisting of a bobbin with at least one mounting flange on a bobbin end face.
  • the bobbin is divided in the transverse direction such that a rigid bobbin is surrounded by a radially elastic properties possessing the bobbin envelope.
  • the bobbin cover comprises segments which bear against the bobbin in the assembled state of the two-part wire coil.
  • the preferably monolithic coil core has a cylindrical shape with a conical outer contour.
  • the coil shell has a substantially hollow cylindrical shape with a conical inner contour.
  • the conical inner contour has a cone angle which is complementary to the cone angle of the outer contour of the coil core.
  • the entire bobbin receives its operational stability in that the monolithic coil core is used in the bobbin casing possessing elastic properties in the radial direction, wherein core and shell can be screwed together.
  • the bobbin case has a plurality of slots oriented in the coil longitudinal axis direction.
  • the bobbin cover is formed from a plurality of slats oriented in the longitudinal axis direction.
  • the lamellae have at their outer end a greater thickness and / or width relative to the intended for the introduction of the spool core inside end.
  • Both the spool core and the bobbin case have a mounting flange, the flanges have a through hole for the aforementioned bracing of the core and H ülle. At least over portions of the outer circumference of the bobbin cover a wear layer or wear body are arranged.
  • a strip-shaped wear body is attached to each blade playfully and releasably. Through the game, the desired movement of the blade in the radial direction during removal of the spool core is not hindered.
  • Attachment means are provided on the flanges, tensile forces being able to be applied via the fastening means in order to separate the coil core from the coil cover.
  • the coil according to the parent application consists of separable parts, which are detachable from each other for the removal and removal of the picked-up wire, so that ultimately the wire removal is facilitated.
  • the coil comprises at least two individual assemblies, namely the coil core and the coil shell, wherein the core is rigid and rigid and the shell is made yielding. Both parts are in the assembled state, the ready-to-use bobbin.
  • the coil core is embedded in the assembled state in the coil shell part, wherein the outside of the z. B. made of steel bobbin shell part aluminum plates can be attached as wear body.
  • the bobbin case When pulling the two parts of the bobbin, the bobbin case yields under the pressure of the amount of wire, d. H. There is a radially inward bending process instead. As a result of this bending process, the wire reel can then be removed from the bobbin case.
  • the handle and removal device comprises a base plate with an opening, wherein a pivotable coil table is mounted on the base plate in the opening space.
  • the coil table has circumferentially a plurality of spaced claws for receiving the mounting flange of the bobbin case. At least two bolts oriented in the longitudinal direction of the coil are located on the base plate, each of which receives at least one arm which is rotatable about the bolt axis.
  • a printing cylinder is arranged, which comprises a first pressure piece, the flange engages below the spool core.
  • a second pressure piece strikes the inner side of the bobbin tube in order to separate the bobbin from the bobbin case by activating the impression cylinder and subsequently to tilt the bobbin tube by means of the pivotable bobbin so that the saw wire or saw wire wound on the bobbin moves away from the bobbin wrap dissolves and z.
  • B. can slide in a container provided.
  • the claws attached to the coil table comprise at least one fixed and at least one detachable or movable claw.
  • the opening of the base plate substantially corresponds to the clear diameter of the coil table, wherein the opening merges into a Spulenauswerfabites.
  • the bolts are preferably disposed adjacent the spool ejection section on the base plate and substantially opposite one another.
  • the aforementioned bolts extend vertically upwards from the plane of the base plate.
  • the bolt sleeves may be located, which in turn are in conjunction with one of the arms.
  • the plungers have a gradation, wherein the gradation is directed radially to the coil longitudinal axis.
  • the grading comprises an edge with a radius which corresponds to the radius of the respective mounting flange, so that a secure encompassing and exerting the necessary pressure forces for separating the coil cover and the coil core can take place.
  • the pivotable coil table communicates with a motor drive for carrying out the pivoting movement.
  • Both the motor drive and the base plate can be located on a support frame, the z. B. rectangular recordings to be used here as a forklift.
  • Fig. 1 is a side view of the wire coil according to the parent application in the assembled state
  • Fig. 2 is a 3-D partial sectional view of the wire spool of Fig. 1;
  • FIG. 4 different views of the coil cover with slats
  • FIG. 5 different views and a 3-D longitudinal sectional view of the spool core
  • FIG. 6 shows a first perspective view of the handle and removal device
  • FIG. 7 is a second perspective view (top view) of the handle and removal device
  • FIG. 8 shows a detail illustration A according to FIG. 6;
  • FIG. 9 is a detailed view B of FIG. 6 and
  • Fig. 10 is a further perspective view of the handle and removal device with recorded (winding-free) complete bobbin.
  • the wire coil for receiving saw wire which is used in particular in wire sawing of semiconductor materials, in particular so-called ingots for the solar industry, has a first, upper mounting flange 2 and a second, lower mounting flange 3 opposite this first flange 2.
  • the bobbin has a transverse distribution, as can be seen in particular in FIG. 3. This transverse division comprises a coil core 4.
  • the coil core 4 is z. B. of a steel material of suitable hardness.
  • the outer dimensions of the bobbin 4 are adapted to the clear inner dimensions of the bobbin case 5 such that the bobbin 4 can be inserted and clamped in the inner part of the bobbin case 5.
  • the bobbin case 5 has a lot of slits 6 oriented in the longitudinal axis direction of the wire bobbin.
  • the slots are, as is clear in Fig. 4, open at the opposite side of the flange 3, whereby circumferentially spaced results in a plurality of fins.
  • lamellae are essentially radially elastic in movement.
  • the thickness of the fins 7 is reduced starting from the side of the flange 3 upwards, to the opening end, by an internal conical shape.
  • This internal conical shape is complementary to the outer cone of the spool core 4 extending.
  • the individual lamellae 7 are supported on the bobbin core surface, so that a load bearing and a tension discharge during winding of the wire in the desired manner is possible.
  • the wear body 8 can follow the movement of the respective slats 7 in the radial direction, a game attachment by means of a slot 9 is preferred.
  • a game attachment by means of a slot 9 is preferred.
  • fasteners 10, z Example in the form of holes that are located on or in the flanges 2 and 3, the wire coil in question can be attached or transported in the wire saw.
  • the flanges 2 and 3 each have a through hole 11.
  • the through hole 11 serves to receive means for clamping the spool core 4 with the coil cover 5 (not shown).
  • a circumferential groove 12 located in the flange part 2 of the spool core 4 acts as a centering receptacle for the open end 13 of the ring of blades 7, which further increases the stability of the overall assembly in the mounted state.
  • the wear body 8 can be made of aluminum or high-strength plastic material, wherein the coil core and the other components of the bobbin case made of steel.
  • connection of the wear body 8 with the respective slats 7 can be done by screwing, which is essential for the use alone, that there is the possibility to remove the wear body 8 with technologically simple measures and replace.
  • the bobbin cover constitutes the resilient element. That is to say, the lamellae 7 are removed from their support during the separation of the coil parts with the result that a radial deflection occurs inwards. Due to the deformation of the bobbin case caused thereby, the wire coil can be easily removed by pulling in the longitudinal direction.
  • the bobbin core can be used multiple times.
  • coil core and coil cover can be separated from each other by the action of tensile force, the coil upper part forming coil core is deposited as a result of the separation.
  • the position of the bobbin cover can be changed by a Abkippterrorism so that the wire coil automatically slips off the bobbin case and falls into a waiting container.
  • the inventive handle and removal device has a base plate 14.
  • This base plate is mounted on a support frame 15. Parts of the support frame are designed as forklift shoe 16 for easier transport of the device.
  • the base plate 14 has an opening 17, which merges on one side in a Spulenauswerfabites 18.
  • a pivotable coil table 19 is mounted in the opening space 17.
  • a plurality of spaced claws 20 for receiving the mounting flange (lower flange 3) of the bobbin 5.
  • the pivotability of the coil table 19 is realized according to embodiment of two axes 21, which are mounted in a guide 22.
  • At least one of the jaws 20 is movable or detachable to receive and lock the wire spool with its mounting flange.
  • each pin 23 receives at least one each, about the bolt axis rotatable arm 24.
  • the pressure cylinders 25 each include a first pressure piece 26 and at the opposite end a second pressure piece 27. The first 26 and the second pressure piece 27 are able to engage under the flange inside depending on the recording of the coil either the bobbin or the bobbin case or engage behind. Then, if the pressure cylinder 25 is activated, drive the pressure pieces apart. As a result, there is an increase in force between the coil core and the coil shell to separate these two components from each other.
  • the wire coil can slide into a waiting vessel.
  • the conical coil core (according to FIG. 10, the coil upper part) is positioned above the stationary laminar body, ie the coil casing. Subsequently, the upper part falls back into the lamellar body by its own load. In this case, a self-adjustment takes place through the conical surfaces. Eyebolts 28 provided as fastening means serve for striking a lifting means in order then to transport the bobbin into the relevant machine with a hoist.
  • the opening 17 of the base plate 14 is selected to correspond approximately to the clear diameter of the coil table 19, wherein the opening merges into the aforementioned coil ejection section 18.
  • the bolts 23 extend from the plane of the base plate 14 substantially vertically upwards.
  • the arms 29 can be pivoted in the direction of the spool flanges and removed again from the spool flange direction.
  • the plungers 26 and 27 have a gradation.
  • the grading in the working state is directed radially to the coil longitudinal axis.
  • the grading has an edge or an edge surface 30 with a radius that substantially corresponds to the radius of the respective mounting flange of the coil.
  • the pivotable coil table 19 or the corresponding axis can in one embodiment of the invention be connected to a motor drive 31.

Landscapes

  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Grundplatte (14) mit Öffnung (12) vorgesehen, wobei an der Grundplatte (14) im Öffnungsraum ein verschwenkbarer Spulentisch (19) gelagert ist, der Spulentisch (19) besitzt umfangsseitig mehrere beabstandete Klauen (20) zur Aufnahme des Befestigungsflansches einer Spulenhülle (5), an der Grundplatte (14) sind mindestens zwei in Spulenlängsachsenrichtung orientierte Bolzen (23) befindlich, welche je mindestens einen, um die Bolzenachse verdrehbaren Arm (24) aufweisen, am jeweiligen Arm (24) ist ein Druckzylinder (25) angeordnet, welcher ein erstes Druckstück (26) umfasst, das flanschinnenseitig einen Spulenkern (4) untergreift, wobei ein zweites Druckstück (27) flanschinnenseitig an der Spulenhülle (5) anschlägt, um mit dem Aktivieren der Druckzylinder (25) den Spulenkern (4) von der Spulenhülle (5) zu trennen.

Description

Handhabe- und Entnahmevorrichtung für eine Drahtspule
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Handhabe- und Entnahmevorrichtung für eine Drahtspule zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen, bestehend aus einem Spulenkörper mit je einem Befestigungsflansch an den Spulen- körperstirnseiten, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als Zusatz zur Patentanmeldung DE 10 2007 060 432.9.
Aus der DE 699 08 788 T2 ist eine Drahtsägemaschine bekannt, die zum Schneiden von Rohlingen aus Halbleitermaterial geeignet ist. Bei dieser bekannten Drahtsägemaschine wird der Draht von einer Spule durch Rollen oder Walzen zu den sogenannten Nutenwalzen geführt. Der in den Nuten befindliche Sägedraht gelangt dann mit der Oberfläche des zu behandelnden Rohlings in Kontakt. Aufgrund einer hin- und hergehenden Bewegung des Sägedrahts findet ein abrasiver Bearbeitungsschritt bezogen auf den Rohling statt. Der Draht gelangt dann auf eine Aufnahmespule. Neben einer bekannten einfachen Ab- und Aufwicklung des Drahtes besteht auch die Möglichkeit, den Draht bidirektional zu bewegen. Um den Rohling unter stabilen Bedingungen zu schneiden, ist es notwendig, eine definierte Zugspannung wirken zu lassen. Die Zugspannung kann durch eine Pendelwalze erzeugt werden, die z. B. mit einem Ausgleichsgewicht in Verbindung steht. Bei einem bidirektionalen Betrieb einer Drahtsägemaschine besteht die Gefahr unerwünschter ansteigender Zugspannungskräfte mit der Folge eines Drahtrisses. Der Aufwand, um gebrochenen Draht zu entfernen und einen neuen Draht einzuspannen, ist erheblich, was zu einer Reduktion der Produktivität einer entsprechenden Maschine führt. Bei dem Verfahren zum Aufwickeln des Sägedrahts einer Drahtsäge im oszillierenden Betrieb auf eine Empfängerspule gemäß DE 198 28 420 B4 wird die Zugspannung des Sägedrahts vor dem Aufwickeln auf die Empfängerspule reduziert. Es hat sich nämlich gezeigt, dass durch die Zugspannung mit jeder Windung der axiale Druck auf den Spulenkern einer Erhöhung unterliegt. Beispielsweise summiert sich der Druck auf den Spulenkern auf etwa 100 t, wenn ca. 100 km Sägedraht mit einer Zugspannung von 25 N aufgewickelt werden. Es muss daher die Empfängerspule so konstruiert sein, dass sie diesen mechanischen Belastungen standhält. Hierdurch wiederum entstehen hohe Kosten bei der Herstellung der Empfängerspule und es ist die einsetzbare Sägedrahtlänge begrenzt. Weiterhin führt das sehr feste Aufwickeln des Sägedrahts auf die Empfängerspule zu erheblichen Schwierigkeiten bei dem Trennen der Drahtmenge von der Spule.
Da üblicherweise die Spulen zur Aufnahme des abgerollten und verbrauchten Drahtes bei Drahtsägen für eine Wiederverwendung ausgelegt sind, ist es notwendig, den Draht nach Beendigung des Schneid- bzw. Sägevorgangs von der Spule zu entfernen, um die Spule für ihren nächsten Einsatz vorzubereiten.
Insbesondere ist hier die Drahtentnahme bei gerade ausgeführten Spulen sehr aufwendig . Die Drahtentnahme vom Spulenkörper erfolgt mittels Trennschleifmaschine unter erheblicher Lärm- und Staubbelastung. Außerdem besteht bei einer derartigen Arbeitsweise des Entnehmens des Drahtes die Gefahr, dass der Spulenkörper einer Beschädigung unterliegt.
Die Stammanmeldung löst die Aufgabe, eine weiterentwickelte Drahtspule, insbesondere zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen anzugeben, die zum einen allen mechanischen Belastungen im Einsatzfall auch über einen längeren Zeitraum ohne weiteres widersteht und mit deren Hilfe das Entfernen des aufgewickelten verbrauchten Drahtmaterials in besonders leichter Weise erfolgen kann.
Hierfür wird von einer Drahtspule, insbesondere zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen, bestehend aus einem Spulenkörper mit mindestens einem Befestigungsflansch an einer Spulenkörperstirnseite ausgegangen. Der Spulenkörper ist in Querrichtung derart geteilt, dass ein starrer Spulenkern von einer in radialer Richtung elastische Eigenschaften besitzenden Spulenhülle umschlossen ist.
Die Spulenhülle umfasst Segmente, die sich gegen den Spulenkern im montierten Zustand der zweiteiligen Drahtspule abstützen.
Der bevorzugt monolithische Spulenkern weist eine Zylinderform mit konischer Außenkontur auf.
Die Spulenhülle besitzt eine im Wesentlichen Hohlzylinderform mit konischer Innenkontur.
Die konische Innenkontur weist einen Konuswinkel auf, welcher dem Konuswinkel der Außenkontur des Spulenkerns komplementär ist.
Der gesamte Spulenkörper erhält seine Einsatzstabilität dadurch, dass der monolithische Spulenkern in die in radialer Richtung elastische Eigenschaften besitzende Spulenhülle eingesetzt wird, wobei Kern und Hülle miteinander verschraubbar sind .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Stammanmeldung weist die Spulenhülle eine Vielzahl von in Spulenlängsachsenrichtung orientierten Schlitzen auf.
Insbesondere ist die Spulenhülle aus einer Vielzahl von sich in Längsachsenrichtung orientierten Lamellen gebildet.
Die Lamellen weisen an ihrem außenseitigen Ende eine größere Dicke und/oder Breite bezogen auf das zur Einführung des Spulenkerns vorgesehene innenseitige Ende auf.
Sowohl der Spulenkern als auch die Spulenhülle besitzen einen Befestigungsflansch, wobei die Flansche eine Durchgangsbohrung zum vorerwähnten Verspannen von Kern und H ülle besitzen. Mindestens über Abschnitte des Außenumfangs der Spulenhülle ist eine Verschleißschicht oder sind Verschleißkörper angeordnet.
Beispielsweise wird auf jeder Lamelle ein streifenförmiger Verschleißkörper spielbeweglich und lösbar befestigt. Durch das Spiel ist die gewünschte Bewegung der Lamelle in radialer Richtung beim Entfernen des Spulenkerns nicht behindert.
An den Flanschen sind Befestigungsmittel vorgesehen, wobei über die Befestigungsmittel Zugkräfte zur Einwirkung bringbar sind, um den Spulenkern von der Spulenhülle zu trennen.
Zusammengefasst besteht die Spule gemäß Stammanmeldung aus trennbaren Teilen, die zum Herauslösen und Entfernen des aufgenommenen Drahtes voneinander lösbar sind, so dass letztendlich die Drahtentnahme erleichtert wird .
Die Spule umfasst mindestens zwei Einzelbaugruppen, nämlich Spulenkern und Spulenhülle, wobei der Kern steif und starr und die Hülle nachgiebig ausgeführt werden. Beide Teile stellen im zusammengebauten Zustand den einsatzbereiten Spulenkörper dar.
Der Spulenkern ist im montierten Zustand im Spulenhüllenteil eingebettet, wobei außenseitig des z. B. aus Stahl bestehenden Spulenhüllenteils Aluminiumplatten als Verschleißkörper anbringbar sind .
Beim Auseinanderziehen der beiden Teile des Spulenkörpers gibt die Spulenhülle unter dem Druck der Drahtmenge nach, d. h. es findet hier ein radial nach innen orientierter Biegevorgang statt. Infolge dieses Biegevorgangs kann dann die Drahthaspel von der Spulenhülle entfernt werden.
Es hat sich gezeigt, dass die Handhabung der mit Sägedraht versehenen Drahtspule aufgrund der doch insgesamt hohen Masse und der recht festen Drahtwicklung erschwert ist. Üblicherweise wird die Drahtspule mit Altdraht z. B. mittels Hubwagen transportiert und an einem geeigneten Ort erfolgt das Entfernen des Altdrahts, indem z. B. eine Trennschleifmaschine an der Drahtwicklung angesetzt wird . Das Behandeln des Altdrahts mittels Trennschleifen, um den Draht vom Spulenkörper zu entfernen, verursacht eine nicht unerhebliche Lärm- und Staubbelastung . Außerdem kann der Spulenkörper Beschädigungen unterliegen.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Handhabe- und Entnahmevorrichtung für eine Drahtspule zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen anzugeben, mit deren Hilfe zum einen der Vorgang des Entfernens von Altdraht leichter möglich ist und mit deren Hilfe möglicherweise anfallende Reparaturen und Austausch von verschlissenen Lamellen oder speziellen Verschleißkörpern ergonomisch und arbeitsökonomisch möglich wird .
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Handhabe- und Entnahmevorrichtung für eine Drahtspule gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen beinhalten.
Erfindungsgemäß umfasst die Handhabe- und Entnahmevorrichtung eine Grundplatte mit Öffnung, wobei an der Grundplatte im Öffnungsraum ein verschwenkbarer Spulentisch gelagert ist.
Der Spulentisch weist umfangsseitig mehrere beabstandete Klauen zur Aufnahme des Befestigungsflansches der Spulenhülle auf. An der Grundplatte sind mindestens zwei in Spulenlängsachsenrichtung orientierte Bolzen befindlich, welche je mindestens einen, um die Bolzenachse verdrehbaren Arm aufnehmen.
Am jeweiligen Arm ist ein Druckzylinder angeordnet, welcher ein erstes Druckstück umfasst, das flanschinnenseitig den Spulenkern untergreift. Ein zweites Druckstück schlägt flanschinnenseitig an der Spulenhülle an, um mit dem Aktivieren des Druckzylinders den Spulenkern von der Spulenhülle zu trennen sowie im Anschluss mittels des verschwenkbaren Spulentisches die Spulenhülle zu kippen, so dass der auf der Spule befindliche Sägedraht bzw. Sägedrahtwickel sich von der Spulenhülle löst und z. B. in ein bereitgestelltes Gefäß gleiten kann. Die am Spulentisch befestigten Klauen umfassen mindestens eine feste sowie mindestens eine lösbare oder bewegliche Klaue.
Die Öffnung der Grundplatte entspricht im Wesentlichen dem lichten Durchmesser des Spulentisches, wobei die Öffnung in einen Spulenauswerfabschnitt übergeht.
Die Bolzen sind bevorzugt dem Spulenauswerfabschnitt benachbart auf der Grundplatte und im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet.
Die vorerwähnten Bolzen erstrecken sich ausgehend von der Ebene der Grundplatte senkrecht nach oben.
Auf den Bolzen können Hülsen befindlich sein, die dann wiederum in Verbindung mit je einem der Arme stehen. Durch diese Maßnahme wird die gewünschte Drehbeweglichkeit der Arme bezogen auf die jeweiligen Bolzen gewährleistet.
Die Druckstücke besitzen eine Stufung, wobei die Stufung radial zur Spulenlängsachse gerichtet ist.
Die Stufung umfasst eine Kante mit einem Radius, welcher dem Radius des jeweiligen Befestigungsflansches entspricht, so dass ein sicheres Umgreifen und Ausüben der notwendigen Druckkräfte zum Trennen von Spulenhülle und Spulenkern erfolgen kann.
Der verschwenkbare Spulentisch steht mit einem motorischen Antrieb zur Ausführung der Schwenkbewegung in Verbindung. Sowohl der motorische Antrieb als auch die Grundplatte können auf einem Tragrahmen befindlich sein, der z. B. rechteckige Aufnahmen umfasst, um hier als Staplerschuh genutzt werden zu können.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht der Drahtspule gemäß Stammanmeldung im montierten Zustand;
Fig. 2 eine 3-D-Teilschnittdarstellung der Drahtspule nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt der Drahtspule mit noch nicht vollständig eingeschobenem Spulenkern bezogen auf die Spulenhülle;
Fig. 4 verschiedene Ansichten der Spulenhülle mit Lamellen und
Fig. 5 verschiedene Ansichten und eine 3-D-Längsschnittdarstellung des Spulenkerns;
Fig. 6 eine erste perspektivische Ansicht der Handhabe- und Entnahmevorrichtung;
Fig. 7 eine zweite perspektivische Ansicht (Draufsicht) der Handhabe- und Entnahmevorrichtung;
Fig. 8 eine Detaildarstellung A gemäß Fig. 6;
Fig. 9 eine Detaildarstellung B gemäß Fig. 6 und
Fig. 10 eine weitere perspektivische Darstellung der Handhabe- und Entnahmevorrichtung mit aufgenommenem (wicklungsfreiem) kompletten Spulenkörper.
Die Drahtspule zur Aufnahme von Sägedraht, der insbesondere beim Drahtsägen von Halbleitermaterialien, insbesondere sogenannten Ingots für die Solarindustrie Verwendung findet, weist einen ersten, oberen Befestigungsflansch 2 sowie einen diesem ersten Flansch 2 gegenüberliegenden zweiten, unteren Befestigungsflansch 3 auf. Der Spulenkörper weist eine Querteilung auf, wie es insbesondere in der Fig. 3 ersichtlich ist. Diese Querteilung umfasst einen Spulenkern 4. Der Spulenkern 4 besteht z. B. aus einem Stahlmaterial geeigneter Härte.
Weiterhin ist eine Spulenhülle 5 vorgesehen.
Die Außenabmessungen des Spulenkerns 4 sind auf die lichten Innenabmessungen der Spulenhülle 5 derart angepasst, dass der Spulenkern 4 in das Innenteil der Spulenhülle 5 eingeschoben und verspannt werden kann.
Die Spulenhülle 5 weist eine Menge von in Längsachsenrichtung der Drahtspule orientierten Schlitzen 6 auf.
Die Schlitze sind, wie in der Fig. 4 deutlich wird, an der dem Flansch 3 gegenüberliegenden Seite offen, wodurch sich umfangsseitig beabstandet eine Vielzahl von Lamellen ergibt.
Diese Lamellen sind im Wesentlichen radial bewegungselastisch. Die Dicke der Lamellen 7 reduziert sich ausgehend von der Seite des Flansches 3 nach oben, zum öffnungsseitigen Ende, und zwar durch eine innenkonische Form.
Diese innenkonische Form ist komplementär zum Außenkonus des Spulenkerns 4 verlaufend .
Wenn der Spulenkern 4 in die Spulenhülle 5 eingeschoben wird, stützen sich die einzelnen Lamellen 7 an der Spulenkernoberfläche ab, so dass eine Lastaufnahme und eine Spannungsabführung beim Aufwickeln des Drahtes in der gewünschten Weise möglich wird .
Auf die Außenoberfläche der Lamellen 7 sind austauschbare Verschleißkörper 8 aufbringbar, die eine Außenkontur besitzen, die im Wesentlichen der Form der Lamellen 7 entspricht.
Damit die Verschleißkörper 8 der Bewegung der betreffenden Lamellen 7 in radialer Richtung folgen können, ist eine Spielbefestigung mit Hilfe eines Langlochs 9 bevorzugt. Über Befestigungsmittel 10, z. B. in Form von Bohrungen, die sich an oder in den Flanschen 2 und 3 befinden, kann die betreffende Drahtspule in der Drahtsäge befestigt oder transportiert werden.
Die Flansche 2 und 3 besitzen je eine Durchgangsbohrung 11. Die Durchgangsbohrung 11 dient der Aufnahme von Mitteln zum Verspannen des Spulenkerns 4 mit der Spulenhülle 5 (nicht gezeigt).
Eine im Flanschteil 2 des Spulenkerns 4 befindliche umlaufende Nut 12 wirkt als zentrierende Aufnahme für das offene Ende 13 des Kranzes aus Lamellen 7, was die Stabilität der Gesamtanordnung im montierten Zustand weiter erhöht.
Die Verschleißkörper 8 können aus Aluminium oder hochbelastbarem Kunststoffmaterial gefertigt werden, wobei der Spulenkern und die übrigen Bestandteile der Spulenhülle aus Stahl bestehen.
Das Verbinden der Verschleißkörper 8 mit den jeweiligen Lamellen 7 kann durch Verschraubung erfolgen, wobei für die Verwendungsart allein wesentlich ist, dass die Möglichkeit besteht, den Verschleißkörper 8 mit technologisch einfachen Maßnahmen entfernen und austauschen zu können.
Wie bereits erläutert, stellt beim Trennen des Spulenkörpers der Drahtspule die Spulenhülle das nachgiebige Element dar. Das heißt, es werden die Lamellen 7 beim Trennen der Spulenteile aus ihrer Stützung genommen mit der Folge, dass eine radiale Durchbiegung nach innen eintritt. Durch die hierdurch verursachte Verformung der Spulenhülle kann der Drahtwickel leicht durch Ziehen in Längsrichtung entfernt werden.
Durch die funktionale Trennung Spulenkern / Spulenhülle sind Beschädigungen des Spulenkerns nahezu ausgeschlossen. Unabhängig von der Lebensdauer der Spulenhülle kann der Spulenkern mehrfach verwendet werden.
Mit Hilfe der Befestigungsmittel 10 können Spulenkern und Spulenhülle durch Einwirkung von Zugkraft voneinander getrennt werden, der das Spulenoberteil bildende Spulenkern wird im Ergebnis der Trennung abgelegt. Wenn die Spulenhülle, d . h. das Spulenunterteil, auf einen speziellen kippbaren Tisch aufgespannt ist, kann durch eine Abkippbewegung die Position der Spulenhülle verändert werden, so dass der Drahtwickel selbsttätig von der Spulenhülle abrutscht und in einen bereitstehenden Behälter fällt.
Nach Rückbewegung der kippbaren Tischplatte in die Ausgangsposition können Reparaturen oder der Austausch verschlissener Teile an der Spulenhülle vorgenommen werden. Nachdem der konische Spulenkern als Spulenoberteil wieder oberhalb der Spulenhülle positioniert wurde, kann dieser in die konisch-hohlzylindrische Öffnung der Spulenhülle hineinrutschen, wobei durch die konischen Flächen eine Selbstjustierung erfolgt.
Nach Verspannung steht dann die Drahtspule für den erneuten Einsatz zur Verfügung.
Mit der erfindungsgemäßen Handhabe- und Entnahmevorrichtung für die erläuterte Drahtspule zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen ist das Trennen von Spulenkern und Spulenhülle mit anschließendem Entfernen eines verbrauchten Drahtwickels sehr leicht und ohne Beschädigung der Spule möglich.
Wie in den Figuren gezeigt, weist die erfindungsgemäße Handhabe- und Entnahmevorrichtung eine Grundplatte 14 auf.
Diese Grundplatte ist auf einem Tragrahmen 15 befestigt. Teile des Tragrahmens sind als Staplerschuh 16 zum leichteren Transportieren der Vorrichtung ausgebildet.
Die Grundplatte 14 weist eine Öffnung 17 auf, die einseitig in einen Spulenauswerfabschnitt 18 übergeht.
An der Grundplatte 14 ist im Öffnungsraum 17 ein verschwenkbarer Spulentisch 19 gelagert. Am Spulentisch 19 befinden sich umfangsseitig mehrere beabstandete Klauen 20 zur Aufnahme des Befestigungsflansches (unteren Flansches 3) der Spulenhülle 5. Die Verschwenkbarkeit des Spulentisches 19 ist gemäß Ausführungsbeispiel über zwei Achsen 21 realisiert, die in einer Führung 22 gelagert sind . Mindestens eine der Klauen 20 ist beweglich oder abnehmbar, um die Drahtspule mit ihrem Befestigungsflansch aufnehmen und arretieren zu können.
An bzw. auf der Grundplatte 14 sind mindestens zwei in Spulenlängsachsen- richtung orientierte Bolzen 23 befindlich. Jeder Bolzen 23 nimmt mindestens je einen, um die Bolzenachse verdrehbaren Arm 24 auf. Am jeweiligen Arm 24, und zwar an dem bolzenfernen Ende des Arms 24, befindet sich ein Druckzylinder 25 (siehe Detail A und B). Die Druckzylinder 25 umfassen je ein erstes Druckstück 26 sowie am gegenüberliegenden Ende ein zweites Druckstück 27. Das erste 26 und das zweite Druckstück 27 sind in der Lage, flanschinnenseitig je nach Aufnahme der Spule entweder den Spulenkern bzw. die Spulenhülle zu untergreifen bzw. hintergreifen. Werden dann die Druckzylinder 25 aktiviert, fahren die Druckstücke auseinander. Infolgedessen kommt es zu einer Krafteinwrkung zwischen Spulenkern und Spulenhülle, um diese beiden Komponenten voneinander zu trennen.
Wenn der konische Spulenkern von der mit Lamellen versehenen Spulenhülle getrennt ist, sind die einzelnen Lamellen des Spulenunterteils, d. h. der Spulenhülle, nicht mehr abgestützt und können sich nach innen bewegen. Damit lockert sich der Drahtwickel .
Wird nunmehr der Spulentisch 19 in Richtung Spulenauswerfabschnitt 18 verschwenkt, kann der Drahtwickel in ein bereitstehendes Gefäß gleiten. Über ein Zurückbewegen gelangt die jetzt leere Spulenhülle in ihre Ausgangsposition. Mögliche verschlissene Lamellen können leicht ausgetauscht werden. Der konische Spulenkern (gemäß Fig . 10 das Spulenoberteil) wird oberhalb des stehenden Lamellenkörpers, d. h. der Spulenhülle positioniert. Anschließend fällt das Oberteil durch Eigenlast in den Lamellenkörper zurück. Hierbei erfolgt eine Selbstjustierung durch die konischen Flächen. Als Befestigungsmittel vorgesehene Augenschrauben 28 dienen dem Anschlagen eines Hebemittels, um dann mit einem Hebezeug die Spule in die betreffende Maschine zu transportieren. Wie insbesondere aus den Fig . 6 und 7 ersichtlich, ist die Öffnung 17 der Grundplatte 14 etwa dem lichten Durchmesser des Spulentisches 19 entsprechend gewählt, wobei die Öffnung in den vorerwähnten Spulen- auswerfabschnitt 18 übergeht.
Die Bolzen 23 erstrecken sich ausgehend von der Ebene der Grundplatte 14 im Wesentlichen senkrecht nach oben.
Auf den Bolzen sind Hülsen 29 anordenbar, die in Verbindung mit je einem der Arme 24 stehen. Es können somit die Arme in Richtung der Spulenflansche geschwenkt und von der Spulenflanschrichtung wieder entfernt werden.
Wie in der Detaildarstellung Fig . 9 erkennbar, weisen die Druckstücke 26 bzw. 27 eine Stufung auf. Dabei ist die Stufung im Arbeitszustand (Trennposition bezogen auf die Spule) radial zur Spulenlängsachse gerichtet.
Die Stufung weist eine Kante bzw. eine Kantenfläche 30 auf mit einem Radius, der im Wesentlichen dem Radius des jeweiligen Befestigungsflansches der Spule entspricht.
Der verschwenkbare Spulentisch 19 bzw. die entsprechende Achse (siehe Fig. 7) kann bei einer Ausführungsform der Erfindung mit einem motorischen Antrieb 31 in Verbindung stehen.
Bezugszeichenliste
1 Drahtspule
2 oberer Flansch
3 unterer Flansch
4 Spulenkern
5 Spulenhülle
6 Schlitz
7 Lamelle
8 Verschleißkörper
9 Langloch Befestigungsmittel
Durchgangsbohrung umlaufende Nut offenes Ende des Lamellenkranzes
Grundplatte
Tragrahmen
Staplerschuh
Öffnung
Spulenauswerfabschnitt
Spulentisch
Klaue
Achse
Führung
Bolzen
Arm
Druckzylinder erstes Druckstück zweites Druckstück
Augenschraube
Hülse
Kante bzw. Kantenfläche elektromotorischer Antrieb

Claims

Patentansprüche
1. Handhabe- und Entnahmevorrichtung für eine Drahtspule zur Aufnahme von Sägedraht beim Drahtsägen, die Drahtspule bestehend aus einem Spulenkörper mit je einem Befestigungsflansch an den Spulenkörperstirnseiten, wobei der Spulenkörper eine Querteilung aufweist derart, dass ein starrer Spulenkern (4) von einer in radialer Richtung elastische Eigenschaften besitzenden Spulenhülle (5) umschlossen ist, wobei die Spulenhülle (5) Segmente umfasst, welche sich gegen den Spulenkern (4) abstützen sowie die Spulenhülle (5) aus einer Vielzahl von Lamellen (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (14) mit Öffnung (17) vorgesehen ist, wobei an der
Grundplatte (14) im Öffnungsraum ein verschwenkbarer Spulentisch (19) gelagert ist, der Spulentisch (19) umfangsseitig mehrere beabstandete Klauen (20) zur
Aufnahme des Befestigungsflansches der Spulenhülle (5) besitzt, an der Grundplatte (14) mindestens zwei in Spulenlängsachsenrichtung orientierte Bolzen (23) befindlich sind, welche je mindestens einen, um die
Bolzenachse verdrehbaren Arm (24) aufweisen, am jeweiligen Arm (24) ein Druckzylinder (25) angeordnet ist, welcher ein erstes Druckstück (26) umfasst, das flanschinnenseitig den Spulenkern (4) untergreift, wobei ein zweites Druckstück (27) flanschinnenseitig an der
Spulenhülle (5) anschlägt, um mit dem Aktivieren der Druckzylinder den
Spulenkern (4) von der Spulenhülle (5) zu trennen sowie im Anschluss mittels des verschwenkbaren Spulentisches (19) die Spulenhülle (5) zu kippen, so dass der auf der Spule befindliche Sägedraht sich von der Spulenhülle (5) löst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Spulentisch (19) befestigten Klauen (20) mindestens eine feste sowie mindestens eine lösbare Klaue umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (17) der Grundplatte (14) dem lichten Durchmesser des Spulentisches (19) entspricht, wobei die Öffnung (17) in einen Spulenauswerf- abschnitt (18) übergeht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (23) dem Spulenauswerfabschnitt (18) benachbart auf der Grundplatte (14) im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind .
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (23) sich ausgehend von der Ebene der Grundplatte (14) senkrecht nach oben erstrecken.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Bolzen (23) Hülsen (29) befindlich sind, die in Verbindung mit je einem der Arme (24) stehen.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstücke (26; 27) eine Stufung aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufung radial zur Spulenlängsachse gerichtet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufung eine Kante oder Kantenfläche (30) mit einem Radius umfasst, welcher dem Radius des jeweiligen Befestigungsflansches der Spule entspricht.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verschwenkbare Spulentisch (19) mit einem motorischen Antrieb (31) zur
Ausführung der Schwenkbewegung in Verbindung steht.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2686953A (en) * 1950-06-16 1954-08-24 Neponset Woolen Mills Method of stripping textile fibers from spools
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