WO2014094989A1 - Wickelvorrichtung für strangförmiges wickelgut - Google Patents

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WO2014094989A1
WO2014094989A1 PCT/EP2013/003681 EP2013003681W WO2014094989A1 WO 2014094989 A1 WO2014094989 A1 WO 2014094989A1 EP 2013003681 W EP2013003681 W EP 2013003681W WO 2014094989 A1 WO2014094989 A1 WO 2014094989A1
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magnetic
winding
magnetic arrangement
arrangement
winding disk
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PCT/EP2013/003681
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Hubert Reinisch
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Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/76—Depositing materials in cans or receptacles
    • B65H54/80—Apparatus in which the depositing device or the receptacle is rotated
    • B65H54/82—Apparatus in which the depositing device or the receptacle is rotated and in which coils are formed before deposition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum

Definitions

  • the present invention relates to a winding device for winding stranded winding material.
  • the strand-shaped winding material may be, for example, a metallic or non-metallic, coated or uncoated wire, a single or multi-core cable, a fiber, for example a natural or a synthetic fiber, in particular a fiber for special technical applications such as an optical waveguide, a thread, a Be a string or a rope.
  • the winding device has a winding disk with a generally round cross section, on the outer peripheral surface of the strand-shaped winding material is wound up.
  • the winding disk preferably has the shape of a flat cylinder, the height of which is dimensioned such that a plurality of windings of the strand-like winding material can be wound on its outer circumferential surface at the same time.
  • the winding disk is preferably arranged horizontally in the winding device, but may also be arranged vertically or in another orientation. The winding disk is fixed during operation of the winding device.
  • the winding of the strand-like winding material on the winding disk is carried out by a suitable rotating Stranggutholzwickelmechanismus which leads around the peripheral winding surface of the winding disk, preferably via one or more pulleys, with a continuous rotational movement around the peripheral surface of the winding disk outside and settles in the form of a circumferential turn on this peripheral surface.
  • the settling of the strand-like winding material is preferably carried out near an axial end of the winding disk.
  • the resulting on the peripheral surface of the winding disc turns push each other then in the axial direction of the winding disk until they reach the other axial end of the winding disk.
  • the strand-shaped winding material after winding on the winding disk is not intended to remain on this (in the sense of a reel spool for storage and transport of the winding material), but is further processed after winding on the winding disk in various ways:
  • the turns of the strand-like winding material at the other axial end of the winding disk can again slip off the winding disk without further support or guidance and fall into a container, for example a drum, which serves for storage and transport of the strand-like winding material.
  • the winding disk is preferably arranged horizontally, and the container is under the winding disk.
  • a winding device of this type is also referred to as a drum winder. It is preferably suitable for strand-shaped winding material, which is plastically deformed during winding on the winding disk to a certain extent, so that the turns remain largely dimensionally stable when falling into the container.
  • a winding material essentially metallic wires or wires or cables made therefrom in question.
  • the turns of the strand-shaped winding material can also be controlled at the other axial end of the winding disk and under tension be deducted again.
  • the winding device can be used as a storage device for the strand-shaped winding material, wherein the windings wound on the winding disk are "cached".
  • the feed speed can be decoupled from the take-off speed of the strand-like winding material, whereby speed fluctuations or even short stoppages within the processing process of the strand-like winding material can be compensated.
  • the present invention will be described using the example of a drum winder with horizontally arranged winding disk. However, this is not a limitation.
  • the invention can also be used for a storage device or for another winding device for a stranded winding material.
  • a winding device of the type described above Since the winding disk is continuously encircled by the strand winding mechanism and the windings of the strand-like winding material arise on the outer peripheral surface of the winding disk, a volume in the form of a cylinder jacket, in the case of a round winding disk, So a tubular volume, with a specific, u. A. be released from the diameter of the strand-like winding material dependent radially measured thickness. Since the strand-shaped winding material moves in this tubular volume, there may be no other body such as levers or linkage there.
  • the winding disk experiences by the winding of the strand-like winding material on the winding disk and / or by the contact of the strand-like winding material with the winding disk forces and / or moments, which must be supported.
  • u is due to the strand-shaped winding material.
  • a torque applied to the winding disk, which the Wrapping disk would turn.
  • a horizontally arranged winding disk would be rotated about its vertical axis.
  • the winding disk is therefore stored in known winding devices, for example, by bearings depending from above.
  • a vertically arranged, rotating hollow shaft through which the strand-shaped winding material of the winding device is fed and from which the winding material exits through an opening laterally to be passed to the Stranggutholzwickelmechanismus extended down towards the winding disk, and the winding disk is through a pivot bearing, preferably a rolling bearing, mounted on the vertical shaft rotatably mounted on this.
  • known winding devices use, for example, so-called zero gear or compensation gear, which generate by their kinematics counter-rotating movement, whereby the winding disk is held in the direction of rotation about the vertical axis.
  • the zero gear thus serves to prevent rotation of the winding disk.
  • the winding disk in known winding devices and positive-locking elements for receiving forces and torques, for example in the form of a so-called “mechanical sword", ie a simple ridge on the underside of the winding disk, in a corresponding groove on the top of the container for the strand-shaped winding material engages.
  • a so-called “mechanical sword” ie a simple ridge on the underside of the winding disk, in a corresponding groove on the top of the container for the strand-shaped winding material engages.
  • one segment is fastened on a flange of the winding disk and the other segment on a housing-fixed holder.
  • the two segments are arranged so that they attract magnetically in the vertical direction. Between the two segments runs in a small air gap a disc, within which the strand-shaped winding material, passed over two pulleys on the winding disk and wound up there.
  • a magnetic rotation for the winding disk is particularly suitable for non-magnetic strand-shaped winding material, for example, for non-metallic stranded winding material or copper or aluminum wires.
  • DE 23 52 521 A1 proposes for a storage device for a filamentary material to prevent the vertically arranged winding disk by a permanent magnet mounted in her and a stationary fixed in the machine frame permanent magnet from rotating.
  • the two block-shaped magnets are in this case radially with respect to the winding disk, wherein between the magnets, a gap is formed, through which the filamentary material can move.
  • the present invention is based on the object to provide a winding device of the type described with an improved device by which the winding disk is prevented from rotating.
  • the invention relates to a winding device for winding strand-like winding material with a winding disk on which the strand-shaped winding material is wound, and a housing adjacent to the winding disk arranged, wherein the winding disk by at least one magnetic holding device at a movement, in particular at a rotation, is prevented, wherein the magnetic holding device comprises a first, rotatably connected to the housing and a second, non-rotatably connected to the winding disk magnetic arrangement, each having a north pole and a south pole, wherein between the first and the second magnetic arrangement, a gap is present , the first and the second magnetic arrangement are magnetically coupled across the gap and the strand-shaped winding material is guided through the gap.
  • the invention provides that the two magnetic arrangements are arranged so that the south pole of the first magnetic arrangement is opposite the north pole of the second magnetic arrangement and the north pole of the first magnetic arrangement is opposite the south pole of the second magnetic arrangement.
  • a magnetic arrangement is understood to mean an arrangement of one or more magnetic or magnetizable materials or components, wherein the arrangement has two magnetic poles of different polarity, if necessary after magnetization, which are referred to below as north pole and south pole.
  • magnetic circuits with hard and / or soft magnetic sections can be constructed.
  • the hard and / or soft magnetic sections are preferably arranged within a magnetic holding device in parallel connection and / or in series connection.
  • the materials mentioned are preferably soft magnetic materials such as ferromagnetic materials or permanently magnetizable hard magnetic materials.
  • the components mentioned are preferably permanent magnets.
  • electromagnets or combinations of permanent magnets and electromagnets can also be used as magnetic sources.
  • the first and second magnetic arrangements are coupled in accordance with the invention such that the field lines exiting from the north pole of the first magnetic arrangement pass through and enter the south pole of the second magnetic arrangement, inside the second magnetic arrangement thereof Be conducted north pole, pass through the gap to the south pole of the first magnetic arrangement and enter into this and are conducted inside the first magnetic arrangement to the north pole and close there.
  • the two poles of the first magnetic arrangement in the circumferential direction of the winding disk are substantially adjacent to each other, and also the two poles of the second magnetic arrangement are in the circumferential direction of the winding disk essentially next to each other.
  • the magnetic circuit which is formed by the magnetic coupling of the first and the second magnetic arrangement, then runs essentially in a plane which contains a tangent of the winding disk or a straight line parallel thereto.
  • the two poles of the first magnetic arrangement in the axial direction of the winding disk substantially adjacent to each other, and also the two poles of the second magnetic arrangement are in the axial direction of the winding disc substantially side by side.
  • the two poles then each lie substantially vertically one above the other.
  • the resulting magnetic circuit then runs essentially in a vertical plane.
  • a plurality of such magnetic holding devices are arranged distributed with magnetic arrangements with vertically superposed poles in the circumferential direction of the winding disk.
  • the magnetic holding devices take up only a small amount of space in the circumferential direction, as a result of which a large number of such holding devices can be arranged along the circumference of the winding disk.
  • the polarities of circumferentially adjacent magnetic assemblies are interchanged, ie, the north poles and south poles of the magnetic assemblies are circumferentially alternately top and bottom. A particularly uniform arrangement with continuously alternating polarities therefore results if the number of magnetic holding devices is even.
  • the first and the second magnetic arrangement are opposite in the radial direction of the winding disk.
  • first and the second magnetic arrangement are in the axial direction of the winding disk or in a different direction opposite.
  • the magnetic circuit by which the first and the second magnetic arrangement are coupled, extends substantially in a plane parallel to the winding disk.
  • the first or the second magnetic arrangement is formed horseshoe-shaped.
  • shoe-shaped is intended here to mean that the two poles of different polarity of the magnetic arrangement have substantially in the same direction and within the magnetic arrangement are continuously connected by magnetic or magnetizable materials or components.
  • H horseshoe-shaped
  • This term includes both magnetic arrangements that actually have the shape of a horseshoe, as well as, for example, U-shaped or V-shaped magnetic arrangements and, in particular, magnetic arrangements in the form of a rectangle that is open on one side.
  • the second magnetic arrangement need not be horseshoe-shaped, but may for example have the shape of a flat plate or a rod.
  • both the first and the second magnetic arrangement are formed horseshoe-shaped.
  • the advantages of a horseshoe-shaped training in both magnetic arrangements can be achieved, which reinforces the holding force again.
  • the first and / or the second magnetic arrangement has at least one permanent magnet.
  • the magnetic assemblies are then completely maintenance-free and can, for example by the use of neodymium magnets, generate large holding forces.
  • the first and / or the second magnetic arrangement has at least one electromagnet.
  • the magnetic holding forces can also be switched off in a simple manner, for example, when the winding disk is to be replaced. Furthermore, by a change in the current flowing through the electromagnet, the holding force of the electromagnet can be accurately adjusted and thereby, for example, a precise centering of the winding disk in the winding device and on be reached the container.
  • the first, fixed to the housing fixed magnetic arrangement is equipped with an electromagnet, since the power supply on the housing side is easier to implement than on the largely free-standing winding disk.
  • the first and / or the second magnetic arrangement comprises at least one component of a magnetizable material, for example of soft iron or of a ferrite.
  • the first or the second magnetic arrangement has a permanent magnet or electromagnet and the respective other magnetic arrangement has only one component made of a magnetizable material.
  • the first or the second magnetic arrangement is horseshoe-shaped in such a way that their poles are formed by two parallel, magnetized in opposite directions permanent magnet, which are connected on one side by a soft magnetic closing and guiding element.
  • the winding disk is prevented by at least two magnetic holding devices on a movement, in particular on a rotation, which are arranged along the circumference of the winding disk.
  • the magnetic holding devices are arranged at uniform intervals along the circumference of the winding disk in order to achieve a uniform distribution of the forces acting on the winding disk magnetic holding forces.
  • At least two magnetic holding devices face each other with respect to the circumference of the winding disk.
  • all the magnetic holding devices face each other with respect to the circumference of the winding disk, ie the n magnetic holding devices, where n is an even number, form in a plane parallel to the cross-sectional plane of the winding disk the corners of a regular / 7-corner.
  • This will be on the Winding disk acting holding forces distributed symmetrically on the circumference of the winding disk, so that it is particularly well centered and a bearing through which the winding disk is mounted relative to the winding device is not burdened by high lateral forces.
  • FIG. 1 shows a winding disk and two magnetic holding devices of a winding device according to the invention, showing the magnetic field lines;
  • FIG. 3 shows a winding device according to the invention with eight uniformly arranged magnetic holding devices
  • Fig. 4 a magnetic holding device of Fig. 3 in one
  • Fig. 5 an embodiment with two or three magnetic holding devices with vertically arranged magnetic arrangements in different views.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a winding disk 1 and two magnetic holding devices 2 of a winding device according to the invention for a wire 8, wherein the two holding devices 2 are arranged diametrically opposite to the outer edge of the winding disk 1 such that in each case the first magnetic arrangement 5 and the second magnetic arrangement 6 are radially opposite.
  • the south pole S of the first magnetic arrangement 5 is opposite to the north pole N of the second magnetic arrangement 6 and vice versa.
  • the respective first magnetic arrangement 5 is fixedly fixed to a (not shown) housing of the winding device.
  • the respective second magnetic arrangement 6 is rigidly fastened to the winding disk 1.
  • the cylindrical winding disk 1 is connected in its central region with the outer side of a pivot bearing 3, in particular a ball, needle or roller bearing, wherein the inner side of the pivot bearing 3 via a vertical suspension and optionally via a further pivot bearing with the housing the winding device is connected.
  • the winding disk 1 is thereby rotatably mounted relative to the housing.
  • the closed magnetic field lines 7 within each magnetic holding device 2 are each shown schematically.
  • Fig. 2a two embodiments of magnetic holding devices according to the invention are shown in detail.
  • the first magnetic holding device 5 has two arranged at their poles permanent magnet 9, each having a north pole N and a south pole S, which are arranged in opposite polarity and in the circumferential direction of the winding disk 1 side by side and parallel to each other.
  • the width of the permanent magnet 9 in the circumferential direction of the winding disk 1 is 120 mm in the embodiment, its height in the axial direction of the winding disk 1 is 30 mm, and the gap between them is 10 mm.
  • the two permanent magnets 9 are connected by a return plate 10 made of soft iron.
  • the first magnetic arrangement 5 is thus formed horseshoe-shaped, so that the magnetic field lines emerge from the first magnetic arrangement 5 only in the air gap 4.
  • the air gap 4 in the embodiment has a width between 5 and 20 mm, preferably about 15 mm.
  • a second magnetic arrangement 6 is arranged on the winding disk 1 in a mirror-image manner.
  • the difference to the first magnetic arrangement 5 is that the poles of the second magnetic arrangement 6 are not formed by permanent magnets, but by soft iron blocks 1 1, which are also connected to a return plate 10 made of soft iron. Also, the second magnetic arrangement 6 is thus formed horseshoe-shaped.
  • the entire second magnetic arrangement 6 and the return plate 10 of the first magnetic arrangement 5 are magnetized by the two permanent magnets 9 of the first magnetic arrangement 5, and a closed magnetic flux forms across the air gap 4 through the two magnetic arrangements 5 and 6.
  • the magnetic holding device 2 in Fig. 2b differs from that in Fig. 2a only in that the poles of the second magnetic arrangement 6 are not formed by soft iron blocks 1 1, but also by permanent magnets 9, which are arranged so that poles different Polarity of the four permanent magnets involved 9 at the air gap 4 are opposite.
  • an electromagnet As a component of the second magnetic arrangement 6 an electromagnet. This can be easily produced, for example, by wrapping the return plate 10 with a coil.
  • An arrangement according to FIG. 2b can be chosen, for example, if the lateral, d. H. to the winding disk 1 tangential holding force of an arrangement of FIG. 2a is not sufficient.
  • This holding force must be dimensioned so that the co-torque acting through the wire 8 and acting on the winding disk 1 is taken together by taking into account a safety factor by all the magnetic holding devices 2.
  • the holding force of a single magnetic holding device 2 to be achieved is set to 100 N, for example.
  • FIG. 3 shows a winding disk 1 according to the invention with eight magnetic holding devices 2, which are arranged uniformly along the circumference of the winding disk 1.
  • the diameter of the winding disk 1 in the embodiment is 650 mm.
  • Drahtaufwickelmechanismus 12 with a first guide roller 13, which deflects the vertically fed from above the winding disk 1 wire 8 in the horizontal direction, and a slightly tilted relative to the horizontal second guide roller 14, the wire 8 slightly obliquely down into a to the winding disk 1 almost tangential direction deflects.
  • the first guide roller 13 and the second guide roller 14 are rigidly connected to each other and run on a (not shown) rotor on or around the winding disk 1, in the embodiment in Fig. 3 in the counterclockwise direction.
  • the wire 8 in the air gap 4 between the first magnetic assemblies 5 and the second magnetic arrangements 6 applied tangentially to the outer surface of the winding disk 1 to form there the desired turns.
  • FIG. 4 shows a detail from FIG. 3, wherein one of the eight magnetic holding devices 2 is shown, which has two horseshoe-shaped magnetic arrangements 5 and 6 as shown in FIG. 2b.
  • FIG. 5a and 5b schematically show an embodiment with two magnetic holding devices 2, wherein Fig. 5b shows a plan view of the perspective view in Fig. 5a.
  • Fig. 5c and 5d show schematically an embodiment with three magnetic holding devices 2, wherein Fig. 5d shows a view in the direction indicated by the arrow A direction in the plan view shown in Fig. 5c.
  • the poles of the first and second horseshoe-shaped magnetic assemblies 5, 6 are each arranged vertically one above the other.
  • the first and second magnetic assemblies 5, 6 are also radially opposite each other.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Wickeln von strangförmigem Wickelgut (8), beispielsweise Draht, mit einer Wickelscheibe (1), auf welche das strangförmige Wickelgut (8) aufgewickelt wird, und einem zu der Wickelscheibe (1) benachbart angeordneten Gehäuse. Die Wickelscheibe (1) wird durch wenigstens eine magnetische Haltevorrichtung (2) an einer Bewegung, insbesondere an einer Verdrehung, gehindert, wobei die magnetische Haltevorrichtung (2) eine erste, mit dem Gehäuse drehfest verbundene magnetische Anordnung (5) und eine zweite, mit der Wickelscheibe (1) drehfest verbundene magnetische Anordnung (6), jeweils mit einem Nordpol N und einem Südpol S, aufweist. Zwischen der ersten magnetischen Anordnung (5) und der zweiten magnetischen Anordnung (6) ist ein Spalt (4) vorhanden, und die erste magnetische Anordnung (5) und die zweite magnetische Anordnung (6) sind über den Spalt (4) hinweg magnetisch gekoppelt, wobei das strangförmige Wickelgut (8) durch den Spalt (4) geführt wird. Dabei sind die beiden magnetischen Anordnungen (5, 6) so angeordnet, dass der Südpol S der ersten magnetischen Anordnung (5) dem Nordpol N der zweiten magnetischen Anordnung (6) gegenüber liegt und der Nordpol N der ersten magnetischen Anordnung (5) dem Südpol S der zweiten magnetischen Anordnung (5) gegenüber liegt, wodurch besonders hohe Haltekräfte erzielbar sind. Vorzugsweise sind die erste magnetische Anordnung (5) und/oder die zweite magnetische Anordnung (6) hufeisenförmig ausgebildet.

Description

Wickelvorrichtung für strangförmiges Wickelgut
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2012 024 759.1 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zum Wickeln von strangförmigem Wickelgut. Das strangförmige Wickelgut kann beispielsweise ein metallischer oder nicht-metallischer, beschichteter oder unbeschichteter Draht, ein ein- oder mehradriges Kabel, eine Faser, beispielsweise eine Natur- oder eine Kunstfaser, insbesondere eine Faser für besondere technische Anwendungen wie ein Lichtwellenleiter, ein Faden, eine Schnur oder ein Seil sein. Die Wickelvorrichtung weist eine Wickelscheibe mit im Allgemeinen rundem Querschnitt auf, auf deren äußere Umfangsfläche das strangförmige Wickelgut aufgewickelt wird. Die Wickelscheibe hat vorzugsweise die Form eines flachen Zylinders, dessen Höhe so bemessen ist, dass mehrere Windungen des strangförmigen Wickelguts auf dessen äußerer Umfangsfläche gleichzeitig aufgewickelt sein können. Die Wickelscheibe ist in der Wickelvorrichtung vorzugsweise horizontal angeordnet, kann jedoch auch vertikal oder in einer anderen Orientierung angeordnet sein. Die Wickelscheibe steht während des Betriebs der Wickelvorrichtung fest. Das Aufwickeln des strangförmigen Wickelguts auf die Wickelscheibe erfolgt durch einen geeigneten umlaufenden Stranggutaufwickelmechanismus, welcher das strangförmige Wickelgut, vorzugsweise über eine oder mehrere Umlenkrollen, mit einer kontinuierlichen Drehbewegung um die Umfangsfläche der Wickelscheibe außen herumführt und in Form einer umlaufenden Windung auf diese Umfangsfläche absetzt. Das Absetzen des strangförmigen Wickelguts geschieht vorzugsweise nahe eines axialen Endes der Wickelscheibe. Die auf der Umfangsfläche der Wickelscheibe entstehenden Windungen schieben einander dann in axialer Richtung der Wickelscheibe weiter, bis sie das andere axiale Ende der Wickelscheibe erreichen.
Das strangförmige Wickelgut ist nach dem Aufwickeln auf die Wickelscheibe jedoch nicht zum Verbleib auf dieser bestimmt (im Sinne einer Wickelspule zur Lagerung und zum Transport des Wickelguts), sondern wird nach dem Aufwickeln auf die Wickelscheibe in verschiedener Weise weiterverarbeitet:
Zum einen können die Windungen des strangförmigen Wickelguts an dem anderen axialen Ende der Wickelscheibe wieder ohne weitere Stützung oder Führung von der Wickelscheibe abrutschen und in einen Behälter, beispielsweise ein Fass, fallen, welcher zur Aufbewahrung und zum Transport des strangförmigen Wickelguts dient. In diesem Fall ist die Wickelscheibe vorzugsweise horizontal angeordnet, und der Behälter steht unter der Wickelscheibe. Eine Wickelvorrichtung dieser Art wird auch als Fasswickler bezeichnet. Sie eignet sich vorzugsweise für strangförmiges Wickelgut, welches beim Aufwickeln auf die Wickelscheibe in einem gewissen Maße plastisch verformt wird, so dass die Windungen beim Fallen in den Behälter weitgehend formstabil bleiben. Hierfür kommen als Wickelgut im Wesentlichen metallische Drähte oder daraus gefertigte Litzen oder Kabel infrage.
Zum anderen können die Windungen des strangförmigen Wickelguts auch an dem anderen axialen Ende der Wickelscheibe kontrolliert und unter Spannung wieder abgezogen werden. Auf diese Weise lässt sich die Wickelvorrichtung als Speichervorrichtung für das strangförmige Wickelgut einsetzen, wobei die auf der Wickelscheibe aufgewickelten Windungen "zwischengespeichert" sind. Durch Variieren des Füllgrades der Wickelscheibe lässt sich beispielsweise die Zuführgeschwindigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit des strangförmigen Wickelguts entkoppeln, wodurch sich Geschwindigkeitsschwankungen oder sogar kurzzeitige Stillstände innerhalb des Verarbeitungsprozesses des strangförmigen Wickelguts ausgleichen lassen. Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel eines Fasswicklers mit horizontal angeordneter Wickelscheibe beschrieben. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Die Erfindung kann ebenso für eine Speichervorrichtung oder für eine andere Wickelvorrichtung für ein strangförmiges Wickelgut eingesetzt werden.
Bei einer Wickelvorrichtung der oben beschriebenen Art ergibt sich das folgende Problem: Da die Wickelscheibe von dem Stranggutaufwickelmechanismus kontinuierlich umkreist wird und die Wicklungen des strangförmigen Wickelguts auf der äußeren Umfangsfläche der Wickelscheibe entstehen, muss - bei einer runden Wickelscheibe - ein Volumen in Form eines Zylindermantels, also ein rohrförmiges Volumen, mit einer bestimmten, u. A. vom Durchmesser des strangförmigen Wickelguts abhängigen radial gemessenen Dicke freigestellt sein. Da das strangförmige Wickelgut sich in diesem rohrförmigen Volumen bewegt, dürfen dort keine anderen Körper wie beispielsweise Hebel oder Gestänge vorhanden sein.
Die Wickelscheibe erfährt jedoch durch das Aufwickeln des strangförmigen Wickelguts auf die Wickelscheibe und/oder durch die Berührung des strangförmigen Wickelguts mit der Wickelscheibe Kräfte und/oder Momente, welche abgestützt werden müssen. Beispielsweise wird durch das strangförmige Wickelgut u. A. ein Drehmoment auf die Wickelscheibe aufgebracht, welches die Wickelscheibe mitdrehen würde. Insbesondere würde eine horizontal angeordnete Wickelscheibe um ihre vertikale Achse mitgedreht.
Die Wickelscheibe wird daher bei bekannten Wickelvorrichtungen beispielsweise durch Lagerstellen von oben abhängend gelagert. Dafür ist eine vertikal angeordnete, sich drehende Hohlwelle, durch die das strangförmige Wickelgut der Wickelvorrichtung zugeführt wird und aus der das Wickelgut durch eine Öffnung seitlich austritt, um auf den Stranggutaufwickelmechanismus geleitet zu werden, nach unten hin zur Wickelscheibe verlängert, und die Wickelscheibe ist durch ein Drehlager, vorzugsweise ein Wälzlager, an der vertikalen Welle hängend drehbar an dieser gelagert. Dadurch können Kräfte in allen Richtungen und auch Drehmomente um andere Achsen als die vertikale Achse aufgenommen werden. Drehmomente um die vertikale Achse und damit ein Mitdrehen der Wickelscheibe können jedoch durch eine solche Lagerung nicht verhindert werden.
Aus diesem Grunde verwenden bekannte Wickelvorrichtungen beispielsweise sogenannte Nullgetriebe oder Kompensationsgetriebe, die durch ihre Kinematik eine Gegendrehbewegung erzeugen, wodurch die Wickelscheibe in Richtung einer Drehung um die vertikale Achse festgehalten wird. Das Nullgetriebe dient somit zur Verdrehsicherung der Wickelscheibe.
Alternativ kann die Wickelscheibe bei bekannten Wickelvorrichtungen auch Formschlusselemente zur Aufnahme von Kräften und Drehmomenten aufweisen, beispielsweise in Form eines sogenannten "mechanischen Schwertes", d. h. eines einfachen Steges, an der Unterseite der Wickelscheibe, der in eine entsprechende Nut auf der Oberseite des Behälters für das strangförmige Wickelgut eingreift. Durch den so entstehenden Formschluss zwischen dem Steg und der Nut wird ein Mitdrehen der Wickelscheibe verhindert. Die DE 36 42 177 A1 schlägt weiterhin als Verdrehsicherung für die Wickelscheibe (auch "Schollscheibe" genannt) eines Fasswicklers den Einsatz von Permanentmagneten vor, die aus Paaren von verschiedenpoligen, plattenförmigen Segmenten bestehen. Jeweils ein Segment ist dabei auf einem Flansch der Wickelscheibe und das andere Segment auf einer gehäusefesten Halterung befestigt. Die beiden Segmente sind dabei so angeordnet, dass sie sich in vertikaler Richtung magnetisch anziehen. Zwischen den beiden Segmenten läuft in einem kleinen Luftspalt eine Scheibe, innerhalb derer das strangförmige Wickelgut geführt, über zwei Umlenkrollen auf die Wickelscheibe geleitet und dort aufgewickelt wird.
Eine magnetische Verdrehsicherung für die Wickelscheibe eignet sich insbesondere für nicht-magnetisches strangförmiges Wickelgut, beispielsweise für nicht-metallisches strangförmiges Wickelgut oder für Kupfer- oder Aluminiumdrähte.
In ähnlicher weise schlägt die DE 23 52 521 A1 für eine Speichervorrichtung für ein fadenförmiges Material vor, die vertikal angeordnete Wickelscheibe durch einen in Ihr angebrachten Permanentmagneten und einen ortsfest im Maschinengestell befestigten Permanentmagneten an einer Drehung zu hindern. Die beiden blockförmigen Magneten liegen sich dabei bezüglich der Wickelscheibe radial gegenüber, wobei zwischen den Magneten ein Spalt gebildet ist, durch welchen sich das fadenförmige Material bewegen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wickelvorrichtung der beschriebenen Art mit einer verbesserten Einrichtung anzugeben, durch die die Wickelscheibe an einer Drehung gehindert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung geht aus von einer Wickelvorrichtung zum Wickeln von strangförmigem Wickelgut mit einer Wickelscheibe, auf welche das strangförmige Wickelgut aufgewickelt wird, und einem zu der Wickelscheibe benachbart angeordneten Gehäuse, wobei die Wickelscheibe durch wenigstens eine magnetische Haltevorrichtung an einer Bewegung, insbesondere an einer Verdrehung, gehindert wird, wobei die magnetische Haltevorrichtung eine erste, mit dem Gehäuse drehfest verbundene und eine zweite, mit der Wickelscheibe drehfest verbundene magnetische Anordnung, jeweils mit einem Nordpol und einem Südpol, aufweist, wobei zwischen der ersten und der zweiten magnetischen Anordnung ein Spalt vorhanden ist, die erste und die zweite magnetische Anordnung über den Spalt hinweg magnetisch gekoppelt sind und das strangförmige Wickelgut durch den Spalt geführt wird.
Für eine derartige Wickelvorrichtung sieht die Erfindung vor, dass die beiden magnetischen Anordnungen so angeordnet sind, dass der Südpol der ersten magnetischen Anordnung dem Nordpol der zweiten magnetischen Anordnung gegenüber liegt und der Nordpol der ersten magnetischen Anordnung dem Südpol der zweiten magnetischen Anordnung gegenüber liegt.. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Haltekraft zwischen den beiden magnetischen Anordnungen und damit zwischen dem Gehäuse und der Wickelscheibe der Wickelvorrichtung, da der Anteil des magnetischen Flusses, welcher außerhalb der ersten und der zweiten magnetischen Anordnung verläuft, im Wesentlichen nur in dem Spalt verläuft. Damit kann ein besonders großer Anteil des von den beiden magnetischen Einrichtungen erzeugten Magnetfeldes zur Erzeugung der Haltekraft genutzt werden. Insbesondere sind die außerhalb der beiden magnetischen Einrichtungen verlaufenden Feldlinien des Magnetfeldes im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, so dass dort umgekehrt kaum Bereiche des Magnetfeldes mit divergierenden Feldlinien auftreten, in denen das Magnetfeld nur wenig zur Erzeugung der Haltekraft beiträgt. Unter einer magnetischen Anordnung wird hierbei eine Anordnung aus einem oder mehreren magnetischen oder magnetisierbaren Materialien oder Komponenten verstanden, wobei die Anordnung - ggf. nach einer Magnetisierung - zwei magnetische Pole unterschiedlicher Polarität aufweist, welche im Folgenden als Nordpol und Südpol bezeichnet werden.
Zur Bildung einer magnetischen Haltevorrichtung können magnetische Kreise mit hart- und/oder weichmagnetischen Abschnitten aufgebaut werden. Die hart- und/oder weichmagnetischen Abschnitte sind innerhalb einer magnetischen Haltevorrichtung vorzugsweise im Parallelschluss und/oder im Reihenschluss angeordnet.
Die genannten Materialien sind vorzugsweise weichmagnetische Materialien wie beispielsweise ferromagnetische Materialien oder dauerhaft magnetisierbare hartmagnetische Materialien. Die genannten Komponenten sind vorzugsweise Permanentmagneten. Weiter vorzugsweise sind auch Elektromagneten oder Kombinationen aus Permanent- und Elektromagneten als Magnetquellen einsetzbar. Die erste und die zweite magnetische Anordnung sind gemäß der Erfindung in der Weise gekoppelt, dass die aus dem Nordpol der ersten magnetischen Anordnung austretenden Feldlinien durch den Spalt zum Südpol der zweiten magnetischen Anordnung verlaufen und in diesen eintreten, im Inneren der zweiten magnetischen Anordnung zu deren Nordpol geleitet werden, dort austreten, durch den Spalt zum Südpol der ersten magnetischen Anordnung verlaufen und in diesen eintreten und im Inneren der ersten magnetischen Anordnung zu deren Nordpol geleitet werden und sich dort schließen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen die beiden Pole der ersten magnetischen Anordnung in Umfangsrichtung der Wickelscheibe im Wesentlichen nebeneinander, und auch die beiden Pole der zweiten magnetischen Anordnung liegen in Umfangsrichtung der Wickelscheibe im Wesentlichen nebeneinander. Der magnetische Kreis, der durch die magnetische Kopplung der ersten und der zweiten magnetischen Anordnung gebildet wird, verläuft dann im Wesentlichen in einer Ebene, welche eine Tangente der Wickelscheibe oder eine dazu parallele Gerade enthält.
Falls sich die Wickelscheibe bei stärkeren auf sie wirkenden Drehmomenten geringfügig verdrehen sollte, gelangt aufgrund der daraus resultierenden Verschiebung bei der genannten, besonders bevorzugten Anordnung der ersten und der zweiten magnetischen Anordnung der Südpol der ersten magnetischen Anordnung in die Nähe des Südpols der zweiten magnetischen Anordnung oder der Nordpol der ersten magnetischen Anordnung in die Nähe des Nordpols der zweiten magnetischen Anordnung. Dadurch wirken in beiden Fällen zusätzlich zu den anziehenden Kräften zwischen den verschiedenennamigen Polen noch abstoßende Kräfte zwischen den jeweiligen gleichnamigen Polen, welche ein Zurückdrehen der Wickelscheibe in die Ausgangsstellung unterstützen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen die beiden Pole der ersten magnetischen Anordnung in axialer Richtung der Wickelscheibe im Wesentlichen nebeneinander, und auch die beiden Pole der zweiten magnetischen Anordnung liegen in axialer Richtung der Wickelscheibe im Wesentlichen nebeneinander. Bei der betrachteten horizontal angeordneten Wickelscheibe liegen die beiden Pole dann jeweils im Wesentlichen vertikal übereinander. Auch der entstehende magnetische Kreis verläuft dann im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene.
Bevorzugt sind mehrere derartige magnetische Haltevorrichtungen mit magnetischen Anordnungen mit vertikal übereinander liegenden Polen in Umfangsrichtung der Wickelscheibe verteilt angeordnet. Auf diese Weise nehmen die magnetischen Haltevorrichtungen in Umfangsrichtung nur wenig Platz ein, wodurch sich sehr viele solche Haltevorrichtungen entlang des Umfangs der Wickelscheibe anordnen lassen. Vorzugsweise sind die Polaritäten von in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden magnetischen Anordnungen gegeneinander vertauscht, d. h. die Nordpole und Südpole der magnetischen Anordnungen liegen in Umfangsrichtung abwechselnd oben und unten. Eine besonders gleichmäßige Anordnung mit durchgehend abwechselnden Polaritäten ergibt sich daher, wenn die Anzahl der magnetischen Haltevorrichtungen gerade ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen sich die erste und die zweite magnetische Anordnung in radialer Richtung der Wickelscheibe gegenüber. Hierdurch können um die vertikale Achse der Wickelscheibe wirkende Drehmomente besonders gut aufgenommen werden, ohne dass unerwünschte Kippmomente oder Querkräfte auf die Wickelscheibe wirken.
Es ist aber auch möglich, dass sich die erste und die zweite magnetische Anordnung in axialer Richtung der Wickelscheibe oder in einer anderen Richtung gegenüber liegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung erstreckt sich der magnetische Kreis, durch welchen die erste und die zweite magnetische Anordnung gekoppelt sind, im Wesentlichen in einer zu der Wickelscheibe parallelen Ebene.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die erste oder die zweite magnetische Anordnung hufeisenförmig ausgebildet. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung, gemäß derer sich Pole unterschiedlicher Polarität der beiden magnetischen Anordnungen gegenüber liegen, auf einfache Weise herstellen.
Der Begriff "hufeisenförmig ausgebildet" soll hierbei bedeuten, dass die beiden Pole unterschiedlicher Polarität der magnetischen Anordnung im Wesentlichen in die gleiche Richtung weisen und innerhalb der magnetischen Anordnung durchgehend durch magnetische oder magnetisierbare Materialien oder Komponenten verbunden sind.
Der Begriff "hufeisenförmig" ist dabei unabhängig von der tatsächlichen geometrischen Form der magnetischen Anordnung zu verstehen, d. h. unter diesen Begriff fallen sowohl magnetische Anordnungen, die tatsächlich die Form eines Hufeisens haben, als auch beispielsweise U-förmige oder V-förmige magnetische Anordnungen und insbesondere auch magnetische Anordnungen in Form eines an einer Seite offenen Rechtecks.
Die zweite magnetische Anordnung muss dabei nicht hufeisenförmig ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise die Form einer flachen Platte oder eines Stabes haben. Bevorzugt sind jedoch sowohl die erste als auch die zweite magnetische Anordnung hufeisenförmig ausgebildet. Dadurch lassen sich die Vorteile einer hufeisenförmigen Ausbildung bei beiden magnetischen Anordnungen erzielen, was die Haltekraft abermals verstärkt. Besonders bevorzugt weist die erste und/oder die zweite magnetische Anordnung wenigstens einen Permanentmagneten auf. Die magnetischen Anordnungen sind dann völlig wartungsfrei und können, beispielsweise durch den Einsatz von Neodym-Magneten, große Haltekräfte erzeugen. Bevorzugt weist die erste und/oder die zweite magnetische Anordnung wenigstens einen Elektromagneten auf. Hierdurch können einerseits hohe magnetische Haltekräfte erzeugt werden, andererseits können die magnetischen Haltekräfte aber auch auf einfache Weise abgeschaltet werden, beispielsweise dann, wenn die Wickelscheibe ausgewechselt werden soll. Weiterhin kann durch eine Veränderung des durch den Elektromagneten fließenden Stroms die Haltekraft des Elektromagneten genau eingestellt und dadurch beispielsweise eine genaue Zentrierung der Wickelscheibe in der Wickelvorrichtung und auf dem Behälter erreicht werden. Vorzugsweise ist nur die erste, gehäusefest angeordnete magnetische Anordnung mit einem Elektromagneten ausgestattet, da die Stromzuführung auf der Gehäuseseite einfacher zu realisieren ist als auf der weitgehend freistehenden Wickelscheibe.
Bevorzugt weist die erste und/oder die zweite magnetische Anordnung wenigstens eine Komponente aus einem magnetisierbaren Material, beispielsweise aus Weicheisen oder aus einem Ferrit auf. Bevorzugt weist die erste oder die zweite magnetische Anordnung einen Permanent- oder Elektromagneten und die jeweils andere magnetische Anordnung lediglich eine Komponente aus einem magnetisierbaren Material auf. Vorzugsweise ist dabei die erste oder die zweite magnetische Anordnung in der Weise hufeisenförmig ausgebildet, dass ihre Pole durch zwei parallel angeordnete, in entgegengesetzter Richtung magnetisierte Permanentmagneten gebildet werden, welche auf einer Seite durch ein weichmagnetisches Schluss- und Leitelement verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Wickelscheibe durch wenigstens zwei magnetische Haltevorrichtungen an einer Bewegung, insbesondere an einer Verdrehung, gehindert, welche entlang des Umfangs der Wickelscheibe angeordnet sind. Vorzugsweise werden die magnetischen Haltevorrichtungen dabei in gleichmäßigen Abständen entlang des Umfangs der Wickelscheibe angeordnet, um eine gleichmäßige Verteilung der auf die Wickelscheibe wirkenden magnetischen Haltekräfte zu erzielen.
Bevorzugt liegen in dieser Ausführung wenigstens zwei magnetische Haltevorrichtungen einander bezüglich des Umfangs der Wickelscheibe gegenüber. Besonders bevorzugt liegen sich alle magnetischen Haltevorrichtungen paarweise bezüglich des Umfangs der Wickelscheibe gegenüber, d. h. die n magnetischen Haltevorrichtungen, wobei n eine gerade Zahl ist, bilden in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene der Wickelscheibe die Ecken eines regelmäßigen /7-Ecks. Hierdurch werden die auf die Wickelscheibe wirkenden Haltekräfte symmetrisch auf den Umfang der Wickelscheibe verteilt, so dass diese besonders gut zentriert ist und ein Lager, durch welches die Wickelscheibe gegenüber der Wickelvorrichtung gelagert ist, nicht durch hohe Querkräfte belastet wird.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden im Zusammenhang mit den beigefügten, teilweise schematischen Figuren erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 : eine Wickelscheibe und zwei magnetische Haltevorrichtungen einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung mit Darstellung der magnetischen Feldlinien;
Fig. 2: Detaildarstellungen zweier erfindungsgemäßer magnetischer
Haltevorrichtungen mit je zwei hufeisenförmigen magnetischen
Anordnungen;
Fig. 3: eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung mit acht gleichmäßig angeordneten magnetischen Haltevorrichtungen;
Fig. 4: eine magnetische Haltevorrichtung aus Fig. 3 in einer
Detaildarstellung;
Fig. 5: eine Ausführung mit zwei bzw. drei magnetischen Haltevorrichtungen mit vertikal angeordneten magnetischen Anordnungen in verschiedenen Ansichten.
Sämtliche Figuren sind in einer Draufsicht von oben auf eine horizontal angeordnete Wickelscheibe 1 dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wickelscheibe 1 und zweier magnetischer Haltevorrichtungen 2 einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung für einen Draht 8, wobei die beiden Haltevorrichtungen 2 diametral gegenüberliegend am äußeren Rand der Wickelscheibe 1 derart angeordnet sind, dass sich jeweils die erste magnetische Anordnung 5 und die zweite magnetische Anordnung 6 radial gegenüber liegen. Dabei liegt jeweils der Südpol S der ersten magnetischen Anordnung 5 dem Nordpol N der zweiten magnetischen Anordnung 6 gegenüber und umgekehrt. Die jeweils erste magnetische Anordnung 5 ist dabei ortsfest an einem (nicht dargestellten) Gehäuse der Wickelvorrichtung starr befestigt. Die jeweils zweite magnetische Anordnung 6 ist an der Wickelscheibe 1 starr befestigt.
Die zylinderförmige Wickelscheibe 1 ist in ihrem mittleren Bereich mit der äußeren Seite eines Drehlagers 3, insbesondere eines Kugel-, Nadel- oder Walzenlagers, verbunden, wobei die innere Seite des Drehlagers 3 über eine senkrechte Aufhängung und ggf. über ein weiteres Drehlager mit dem Gehäuse der Wickelvorrichtung verbunden ist. Die Wickelscheibe 1 ist dadurch gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert. Durch das Drehlager 3 und die Aufhängung werden somit auf die Wickelscheibe 1 wirkende Querkräfte weitgehend aufgenommen, jedoch keine durch das aufzuwickelnde strangförmige Wickelgut verursachten Mitdrehmomente um die vertikale Achse durch den Mittelpunkt der Wickelscheibe 1.
Das Mitdrehen der Wickelscheibe 1 wird dagegen durch die beiden symmetrisch angeordneten magnetischen Haltevorrichtungen 2 verhindert. Zwischen der jeweils ersten magnetischen Anordnung 5 und der jeweils zweiten magnetischen Anordnung 6 besteht ein Luftspalt 4, durch welchen der Draht 8 geführt und auf die Außenfläche der Wickelscheibe 1 aufgewickelt wird. Die geschlossenen magnetischen Feldlinien 7 innerhalb einer jeden magnetischen Haltevorrichtung 2 sind jeweils schematisch dargestellt. In Fig. 2 sind zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäßen magnetischen Haltevorrichtungen im Detail gezeigt. In Fig. 2a weist die erste magnetische Haltevorrichtung 5 zwei an ihren Polen angeordnete Permanentmagneten 9 mit jeweils einem Nordpol N und einem Südpol S auf, welche in entgegengesetzter Polarität und in Umfangsrichtung der Wickelscheibe 1 nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sind. Die Breite der Permanentmagneten 9 in Umfangsrichtung der Wickelscheibe 1 beträgt im Ausführungsbeispiel 120 mm, ihre Höhe in axialer Richtung der Wickelscheibe 1 beträgt 30 mm, und der Zwischenraum zwischen ihnen beträgt 10 mm. An ihren radial außen liegenden Enden sind die beiden Permanentmagneten 9 durch eine Rückschlussplatte 10 aus Weicheisen verbunden. Die erste magnetische Anordnung 5 ist damit hufeisenförmig ausgebildet, so dass die magnetischen Feldlinien lediglich in dem Luftspalt 4 aus der ersten magnetischen Anordnung 5 austreten. Der Luftspalt 4 hat im Ausführungsbeispiel eine Breite zwischen 5 und 20 mm, vorzugsweise etwa 15 mm.
Direkt gegenüberliegend der ersten magnetischen Anordnung 5 ist auf der Wickelscheibe 1 eine zweite magnetische Anordnung 6 in spiegelbildlicher Weise angeordnet. Der Unterschied zur ersten magnetischen Anordnung 5 besteht darin, dass die Pole der zweiten magnetischen Anordnung 6 nicht durch Permanentmagneten, sondern durch Weicheisenblöcke 1 1 gebildet werden, welche ebenfalls mit einer Rückschlussplatte 10 aus Weicheisen verbunden sind. Auch die zweite magnetische Anordnung 6 ist somit hufeisenförmig ausgebildet. Die gesamte zweite magnetische Anordnung 6 sowie die Rückschlussplatte 10 der ersten magnetischen Anordnung 5 werden durch die beiden Permanentmagnete 9 der ersten magnetischen Anordnung 5 magnetisiert, und es bildet sich ein geschlossener magnetischer Fluss über den Luftspalt 4 hinweg durch die beiden magnetischen Anordnungen 5 und 6.
Die magnetische Haltevorrichtung 2 in Fig. 2b unterscheidet sich von derjenigen in Fig. 2a lediglich dadurch, dass die Pole der zweiten magnetischen Anordnung 6 nicht durch Weicheisenblöcke 1 1 , sondern auch durch Permanentmagneten 9 gebildet werden, welche so angeordnet sind, dass sich Pole unterschiedlicher Polarität der vier beteiligten Permanentmagnete 9 am Luftspalt 4 gegenüber liegen.
Genauso ist es möglich, als Komponente der zweiten magnetischen Anordnung 6 einen Elektromagneten vorzusehen. Dieser lässt sich beispielsweise durch Umwickeln der Rückschlussplatte 10 mit einer Spule leicht herstellen.
Eine Anordnung gemäß Fig. 2b kann beispielsweise gewählt werden, wenn die seitliche, d. h. zur Wickelscheibe 1 tangentiale Haltekraft einer Anordnung gemäß Fig. 2a nicht ausreichend ist. Diese Haltekraft muss so bemessen sein, dass das durch den Draht 8 bewirkte und auf die Wickelscheibe 1 wirkende Mitdrehmoment unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors durch alle magnetischen Haltevorrichtungen 2 gemeinsam aufgenommen wird. Im Ausführungsbeispiel wird die zu erreichende Haltekraft einer einzelnen magnetischen Haltevorrichtung 2 beispielsweise auf 100 N festgelegt.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Wickelscheibe 1 mit acht magnetischen Haltevorrichtungen 2, welche gleichmäßig entlang des Umfangs der Wickelscheibe 1 angeordnet sind. Hierbei sind lediglich die ersten magnetischen Anordnungen 5 als separate Einheiten schematisch dargestellt. Der Durchmesser der Wickelscheibe 1 im Ausführungsbeispiel beträgt 650 mm.
Weiterhin dargestellt ist ein Drahtaufwickelmechanismus 12 mit einer ersten Umlenkrolle 13, welche den senkrecht von oben der Wickelscheibe 1 zugeführten Draht 8 in die horizontale Richtung umlenkt, sowie einer leicht gegenüber der Horizontalen gekippten zweiten Umlenkrolle 14, welche den Draht 8 nach leicht schräg unten in eine zur Wickelscheibe 1 nahezu tangentiale Richtung umlenkt. Die erste Umlenkrolle 13 und die zweite Umlenkrolle 14 sind starr miteinander verbunden und laufen auf einem (nicht dargestellten) Rotor über der bzw. um die Wickelscheibe 1 um, und zwar in der Ausführung in Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird der Draht 8 in dem Luftspalt 4 zwischen den ersten magnetischen Anordnungen 5 und den zweiten magnetischen Anordnungen 6 tangential an die Außenfläche der Wickelscheibe 1 angelegt, um dort die gewünschten Windungen zu bilden.
Durch die große Zahl von acht magnetischen Halteeinrichtungen 2 kann die Wickelscheibe 1 ausreichend festgehalten werden, um am Mitdrehen durch das von dem unter Spannung stehenden Draht 8 ausgeübten Drehmoment auf die Wickelscheibe 1 gehindert zu werden. Gleichzeitig ergibt sich eine umfangsmäßige Vorspannung der Magnete zueinander. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 3, wobei eine der acht magnetischen Haltevorrichtungen 2 dargestellt ist, welche zwei hufeisenförmige magnetische Anordnungen 5 und 6 wie in Fig. 2b abgebildet aufweist.
Fig. 5a und 5b zeigen schematisch eine Ausführung mit zwei magnetischen Haltevorrichtungen 2, wobei Fig. 5b eine Aufsicht der perspektivischen Darstellung in Fig. 5a zeigt.
Fig. 5c und 5d zeigen schematisch eine Ausführung mit drei magnetischen Haltevorrichtungen 2, wobei Fig. 5d einen Blick in die mit dem Pfeil A bezeichnete Richtung in der in Fig. 5c dargestellten Aufsicht zeigt.
In beiden Ausführungen sind die Pole der ersten und zweiten, hufeisenförmigen magnetischen Anordnungen 5, 6 jeweils vertikal übereinander angeordnet. Die ersten und zweiten magnetischen Anordnungen 5, 6 stehen sich außerdem jeweils radial gegenüber.
Bei den drei in Fig. 5c und 5d dargestellten magnetischen Haltevorrichtungen 2 weisen die Nordpole N bzw. die Südpole S der ersten und zweiten magnetischen Anordnungen 5, 6 in Umfangsrichtung der Wickelscheibe 1 jeweils abwechselnd nach oben und nach unten. Bezugszeichenliste
1 Wickelscheibe
2 Magnetische Haltevorrichtung
3 Drehlager
4 Luftspalt
5 Erste magnetische Anordnung
6 Zweite magnetische Anordnung
7 Magnetische Feldlinien
8 Draht
9 Permanentmagnet
10 Rückschlussplatte
1 1 Weicheisenblock
12 Drahtaufwickelmechanismus
13 Erste Umlenkrolle
14 Zweite Umlenkrolle

Claims

Patentansprüche
Wickelvorrichtung zum Wickeln von strangförmigem Wickelgut (8) mit einer Wickelscheibe (1 ), auf welche das strangförmige Wickelgut (8) aufgewickelt wird, und einem zu der Wickelscheibe (1 ) benachbart angeordneten Gehäuse, wobei die Wickelscheibe (1) durch wenigstens eine magnetische Haltevorrichtung (2) an einer Bewegung, insbesondere an einer Verdrehung, gehindert wird, wobei die magnetische Haltevorrichtung (2) eine erste, mit dem Gehäuse drehfest verbundene magnetische Anordnung (5) mit einem Nordpol (N) und einem Südpol (S) und eine zweite, mit der Wickelscheibe (1) drehfest verbundene magnetische Anordnung (6) mit einem Nordpol (N) und einem Südpol (S) aufweist, wobei zwischen der ersten magnetischen Anordnung (5) und der zweiten magnetischen Anordnung (6) ein Spalt (4) vorhanden ist, die erste magnetische Anordnung (5) und die zweite magnetische Anordnung (6) über den Spalt (4) hinweg magnetisch gekoppelt sind und das strangförmige Wickelgut (8) durch den Spalt (4) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden magnetischen Anordnungen (5, 6) so angeordnet sind, dass der Südpol (S) der ersten magnetischen Anordnung (5) dem Nordpol (N) der zweiten magnetischen Anordnung (6) gegenüber liegt und der Nordpol (N) der ersten magnetischen Anordnung (5) dem Südpol (S) der zweiten magnetischen Anordnung (5) gegenüber liegt.
Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pole der ersten magnetischen Anordnung (5) in Umfangsrichtung der Wickelscheibe (1 ) im Wesentlichen nebeneinander liegen und dass die beiden Pole der zweiten magnetischen Anordnung (6) in Umfangsrichtung der Wickelscheibe (1) im Wesentlichen nebeneinander liegen. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pole der ersten magnetischen Anordnung (5) in axialer Richtung der Wickelscheibe (1) im Wesentlichen nebeneinander liegen und dass die beiden Pole der zweiten magnetischen Anordnung (6) in axialer Richtung der Wickelscheibe (1 ) im Wesentlichen nebeneinander liegen.
Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste magnetische Anordnung (5) und die zweite magnetische Anordnung (6) in radialer Richtung der Wickelscheibe (1 ) gegenüber liegen.
Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste magnetische Anordnung (5) oder die zweite magnetische Anordnung (6) hufeisenförmig ausgebildet ist.
Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste magnetische Anordnung (5) und die zweite magnetische Anordnung (6) hufeisenförmig ausgebildet sind.
Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste magnetische Anordnung (5) und/oder die zweite magnetische Anordnung (6) wenigstens einen Permanentmagneten (9) aufweist.
Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste magnetische Anordnung (5) und/oder die zweite magnetische Anordnung (6) wenigstens einen Elektromagneten aufweist.
Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste magnetische Anordnung (5) und/oder die zweite magnetische Anordnung (6) wenigstens eine Komponente aus einem magnetisierbaren Material aufweist. 10. Wickelvorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelscheibe (1 ) durch wenigstens zwei magnetische Haltevorrichtungen (2) an einer Bewegung, insbesondere an einer Verdrehung, gehindert wird, welche entlang eines Umfangs der Wickelscheibe (1 ) angeordnet sind.
1 1. Wickelvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei magnetische Haltevorrichtungen (2) einander bezüglich des Umfangs der Wickelscheibe (1 ) gegenüber liegen.
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