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Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litze, Seilen oder dergleichen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen
oder dergleichen auf eine Spule, wie sie von Aggregaten geliefert werden, beispielsweise
von Walzanlagen, Extrudern, Lackieranlagen oder dergleichen oder wie sie auch zur
Aufnahme der Drähte mehrerer kleiner Spulen, Bunde oder dergleichen zur Erreichung
eines größeren Wickelvolumens oder dergleichen gebraucht werden, insbesondere jedoch
in Verbindung mit einer Drahtziehmaschine, und bei der der Draht mit Hilfe eines
die Spule umkreis enden Flyers auf die Spule gelegt wird.
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Es sind Wickelvorrichtungen bekannt, bei denen der Draht auf eine
sich drehende Spule aufgewickelt wird. Diesen Vorrichtungen sind von der Lagerbelastung
und vom Antrieb her Grenzen in Bezug auf das Wickelgewicht und die Arbeitsgeschwindigkeit
gesetzt.
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Große Wickelgewichte sind jedoch für eine kontinuierliche Weiterverarbeitung
des Drahtes bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit
unter anderem aus
nachstehenden Gründen dringend erwünscht Längere Laufzeiten des Drahtes bei seiner
Weiterverarbeitung, damit weniger häufiges Verbinden des Drahtendes där einen Spule
mit dem Drahtanfang der neuen Spule, dadurch weniger Störungen bei der Weiterverarbeitung
des Drahtes und Erzielung einer besseren Qualität des Zwischen- und Endproduktes.
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Hohe Wickelgeschwindigkeiten sind auch deshalb erforderlich, weil
die Wickelvorrichtungen häufig sehr schnell laufenden Aggregaten, wie Ziehmaschinen,
nachgestellt werden und deren Kapazität voll ausgenutzt werden soll. Gerade in den
letzten Jahren sind Drahtziehmaschinen für extrem hohe Arbeitsgeschwindigkeiten
und lange Laufzeiten entwickelt worden, zum Beispiel gemäß DT-Gbm 6 935 855. Außerdem
wurde durch die Entwicklung neuer Herstellungsverfahren die qualität der Drähte
sehr verbessert, so daß die Wickelvorrichtung beim Wickeln der Drähte keine Qualitätsverschlechterung
dieser mit sich bringen darf.
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Eine Darstellung dieser hohen Arbeitsleistungen wa.r jedoch bisher
nicht möglich, da die bekannten Wickelsysteme einen derartigen Betrieb, nämlich
lange Laufzeiten und die sich daraus ergebenden großen Wickelgewichte und hohe Arbeitsgeschwindigkeiten
nicht zulassen. Dies gilt sowohl für die Wickelvorrichtungen, bei denen sich ausschließlich
die Spule dreht als a.uch für die bisher bekannten mit einem Flyer arbeitenden Wickler,
da bei allen Systemen antriebs- und lagerungsmäßig und/oder für Steuerzwecke zu
große Massen bewegt
werden..müssen.>Auch die-bekannten mit um
die Spule rotierendem Flyer arbeitenden Wickelvorrichtungen zeigen diese Nachteile
und sind daher nurvdann anwendbar, wenn die Spule relativ kleine Abmessungen hat,
also nur beschränkt Draht aufnehmen kann.
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Bei einer bekannten Vorrichung dieser Art (US-PS 2 931 588) läuft
der Flyer mit konstanter Geschwindigkeit in axial feststehender Lage um die Spule.
Zum Zwecke der Dra,htverlegung, d.h. zum lagenweisen Aufwickeln des Drahtes zwischen
den beiden Spulenflanschen, wird die Spule in axialer Richtung hin- und. her-bewegt,
wobei die Hublänge dem Abstand zwischein den beiden Flanschen der Spule entspricht.
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Zur Konstanthaltung der Drahtspannung, d.h. zur Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit
der. Wickeloberfläche der Spule an die Dra.htgeschwindigkeit wird die Spule gleichsinnig
mit dem Flyer gedreht. Die Winkelgeschwindigkeit der Spule wird hierbei umso größer,
je.voller die Spule wird.
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Bei Verwendung großer Spulen, die also sehr hohe Füllgewichte erreichen
und sehr hohe Winkelgeschwindigkeiten erreichen müssen, ist die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit
der Spule mit vertretbarem Aufwand nicht mehr möglich. So sind sowohl für die Verlegebewegung
des Drahtes als auch für die Drehzahlregulierung der Spule extrem starke Antriebsmittel
und Lagerungen notwendig. Außerdem ist es aufgrund der zu bewegenden großen Masse
nicht möglich in Bezug auf die Drahtverlegung eine exakte und verzögerungsarme Bewegungsumkehr
an den. Spulenflanschen zu erreichen, und es läßt sich aus dem gleichen Grund auch
keine feinfühlige'und schnelle Drehzahlregulierung der Spule, wie sie besonders
bei hohen Geschwindigkeiten erforderlich ist, -darstellen.
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Schließlich lauft der Flyer bei der bekannten Vorrichtung ständig
mit der gleichen, hohen Drehzahl um, während die Spule selbst laufend beschleunigt
werden muß, was einen erhöhten Verschleiß der Antriebs- und Lagerungselemente zur
felge hat, zumal die Spale ibre größte Drehzahl bei meximelem Füllgewicht erreicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aufwikkeln von
Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen anzugeben, bei der Spulen mit groβem
Fassungavermögen verwendet werden können, ohne daß besonders starke Antriebsmittel
und Lagerungsmittel erforderlich werden, und bei der der Draht mit großer Gleichmäßigkeit
und bei hoher Geschwindigkeit aufgewickelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spule
vollkommen feststehend angeordnet ist und der Flyer zur Erzielung einer Drahtverlegung
auf der Spule parallel zur Achse der Spule hin und her bewegbar ist. Der Flyer weist
im Verhältnis zur Spule nur eine geringe Masse auf, die sich auch während des gesamten
Spulvorganges nicht ändert, so daß er stets leicht in die Dreh- und die Axialbewegung
gesetzt werden kann.
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Für Steuerungszwecke wird in weiterer Auageataltung der Erfindung
die Winkelgeschwindigkeit des Flyers beeinflußt, um die mit zunehmender Füllung
der Spule größer werdende Wickelgeschwindigkeit des Drahtes auszugleichen. Die Steuerung
der Winkelgeschwindigkeit des Flyers zur Konstanthaltung der Aufwickelgeschwindigkeit
kann, wie bei den bekannten Einriohtungen mit sich drehender Spule, durch Messung
der Drahtspannung ausgelöst werden.
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Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bietet darüber hinaus
den weiteren Vorteil, daß, die eingesetzten Spulen nicht ausgewuchtet, zu werden
brauchen, wie dies: bei rotierender Spule notwendig ist.
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Die erfindungsgemäße Einriçhtung zeigt den weiteren Vorteil, daß die
bei der bekannten mit sich drehender Spule arbeitenden Vorrichtung eigens vorgesehene
sich hin- und herbewegende Drahtverlegeeinrichtung entfällt, weil die Aufgabe dieser
Drahtverlegeeinrichtung nunmehr der Plyer.Zbernimmt. Auch eine Hin- und Herbewegung
der Spule für diesen Zweck, wie oben beschrieben, ist nicht mehr erforderlich. Da
die Spule gemäß der Erfindung bis zu fünf Tonnen und mehr wiegen kann, entfällt
damit der erhebliche Kraftaufwand für die Hin- und Herbewegung der Spule. Eine Hin-
und Herbewegung der Spule kann jedoch in Verbindung mit der regelbaren Umlaufgeschwindigkeit
des Flyers in besonderen Fällen vorgesehen sein.
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Weiterhin kann der Draht gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeit exakt
bis an die Spulenflansche gelegt werden, was bei hin- und herbewegter Spule wegen
der z;u.be.waltigenden großen Nasse nicht zu lösen ist. Insbesondere führt das sich
während des Wickelvorganges ständig ändernde Gewicht der Spule zu unkontrollierbaren
Auswirkungen. Denn beim Aufwickeln des Drahtes am Spulenflansch muß eine äußerst
verzögerungsarme Bewegungsumkehr der Spule erfolgen, da sich sonst Drahta.nhäufungen
bilden.
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Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit anderen
Aggregaten, vorzugsweise mit einer Dra4tziehmaschine, können erstmalig die von den
Ziehmaschinen und vom Draht her gegebenen Voraussetzungen in Bezug auf hohe Arbeitsgeschwindigkeiten
und
lange Laufzeiten wahrgenommen werden. Es sind sogar noch erhebliche Reserven vorhanden,
die einer weiteren Entwicklung hinsichtlich Geschwindigkeit und Laufzeit solcher
Aggregate gerecht werden.
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Auch für die Ziehmaschinen selbst ergeben sich gravierende Vorteile,
wie zum Beispiel: weniger Anfahren und Abschalten der Antriebs- und tbertragungselemente
und damit geringerer Verschleiß dieser Elemente, ebenso geringerer Verschleiß der
Ziehwerkzeuge durch Schlupf in der Anfahr- und Abbremsphase sowie eine geringere
Gefahr des Drahtbruches. Lange Laufzeiten bringen da.rüber hinaus den Vorteil mit
sich, daß weniger Spulenwechsel stattzufinden haben oder bei Doppelspulern der Draht
nicht so häufig von einer Spule auf die andere übergelegt werden muß. Damit besteht
für den Draht eine geringere Bruchgefahr, es tritt ein geringerer Schlupf auf, und
es findet keine Stoßbelastung mehr statt.
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Die vorgesehene die Drahtspannung vor der Aufwickelspule erfassende
Einrichtung, zum Beispiel eine Tänzerrolle, kann in weiterer Ausgestaltung dazu
dienen, wie in der DT-AS 1 946 220 beschrieben, die Lage der Umkehrpunkte der hin-und
hergehenden Flyerbewegung selbsttätig einzusteuern, zum Beispiel durch Verla.gerung
von Endschaltern, auf die der Flyer trifft, oder auf andere Weise. Hierdurch werden
auch in der Nähe der Spulenflansche Berge oder Täler, die durch falsche Einstellung
der Umkehrpunkte entstehen, beim Aufwickeln des Drahtes vermieden.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung zeigt den weiteren Vorteil, daß der
Flyer mit sehr großer Geschwindigkeit umlaufen kann.
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Die Größe der Geschwindigkeit ist jedoch dadurch begrenzet,
daß
die auftretenden Zentrifugalkrafte zu so hohen Lager belastlungen an den Führungsrollen
des Flyers führen, daß diese nicht mehr allein durch den darüberlaufenden Draht
angetrieben werden können.
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Dieser Nachteil läßt sich dadurch beseitigen, daß wen igstens eine
Führungsrolle als Flügelrad ausgebildet ist oder einen Propeller trägt, so daß die
auf die Flügel oder den Propeller treffende Luft ein zusätzliches Drehmoment auf
die Führungsrolle ausübt. Wird nur eine Führungsrolle derarjt ausgebildet, wird
man die am stärksten belastete Rolle wählen.
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Die Flügel oder der Propeller können darüber hinaus anstellbar sein;
um das zusätzlich ausgeübte Drehmoment regeln zu können.
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Da gemäß der Erfindung die Spulen sehr schwer werden, sind sie schwer
zu handhaben, beispsielsweise beim Aujswechseln der vollgewickelten Spule gegen
eine leere. Dieses Auswechseln muß sehr schnell vonstatten gehen, wenn man den Lauf
der Drahtziehmaschine nicht oder nur so kurz wie möglich unterbrechen will.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Er-findung', Maßnahmen anzugeben,
um ein einfaches Auswechseln der Spulen, insbesondere von Spulen mit extrem großem
Fassungsvermögen, zu ermöglihohen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spule
auf einem fahrbaren Wagen angeordnet ist. Die Spulenachse kann hierbei senkrecht
oder- horizo'ntal ausgerichtet sein, je nach Aufbau der Spulvorrichtung. Für dünne
Drähte
wird man die Achse horizontal legen, da bei diesen Drähten die einzelnen Drahtwindungen
dazu neigen, auf einer mit vertikaler Achse angeordneten Spule nach unten zu rutschen.
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Der Wagen kann itt der leeren Spule in die Autwickelrorriohtung eingefahren
werden. Ist die Spule gefüllt, wird der Wagen herausgezogen und ein neuer Wagen
mit einer leeren Spule eingefahren. Gleichzeitig kann die Spule mit Hilfe des Wagens
an jeden beliebigen Ort gefahren werden, auch automatisch mit Hilfe von Magnetbändern,
Schienen und dergleichen.
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Die Spule wird außerhalb der Wickelvorrichtung gespannt und entnommen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Spule teilbar ausgebildet
sein, so daß der Draht als Gebinde von der Spule abnehmbar ist. Die letztgenannte
Ausbildung ist nicht auf Spulen besonders großer Abmessungen beschränkt, d.h.
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auf Spulen, welche sehr viel Draht aufnehmen können. Denn diese Ausbildung
läßt sich auch bei kleineren Spulen anwenden.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen: Fig. 1 die Ansicht der Drahtziehmaechine nit einer Spulvorrichtung;
Fig. 2 die Seitenansicht der Fig. 1, teilweise im Schnitt; Fig. 3 eine geänderte
Ausbildung.
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In der Drahtziehmaschine 1 wird der Draht 2 durch Ziehsteine 3 mit
Hilfe von angetriebenen Ziehrollen 4 gezogen. Anschließend wird der Draht in einer
nicht dargestellten Einrichtung nachbehandelt, zum Beispiel geglüht. Der Draht verläßt
die Zieheinrichtung und läuft beispielsweise über eine mittels eines Hebels 34 um
einen Zapfen 35 drehbare Tänzerrolle 33. Durch ein verstellbares Gewicht 36 wird
am Tänzer der Sollwert für die Drahtspannung vorgegeben.
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Wird die Drahtspannung größer, weil beispielsweise der Wikkeldurobeesser
des auf der Spule 20 aufgewickelten Drahtes größer geworden ist und deshalb die
Laufgeschwindigkeit des Drahtes bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Flyers
größer geworden ist, dann bewegt sich die Tänzerrolle in Richtung des Pfeiles 7.
Diese Bewegung der Tänzerrolle kann dazu benutzt werden, mit Hilfe eines Kontaktes
8, der über einen Rheostaten 9 gleitet, die Aufwickelgeschwindigkeit des Drahtes
dem Aufwickeldurchmesser auf der Spule anzupassen.
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Wird die Drahtspannung geringer, weil der Draht beispielsweise in
ein auf der Spule entstandenes Tal einläuft, dann bewegt sich die Tänzerrolle 33
in Richtung des Pfeiles 10, und der umgekehrte Vorgang findet statt.
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Der Draht läuft von der Tänzerrolle 33 über eine am Gehäuse 120 befestigte
Rolle 11, von hier weiter durch eine Hohlwelle 13 über die Rolle 4 und Rollen 5
und 6 zur Spule. Die Rollen 4, 5 und 6 sind an einem Rahmen 23 befestigt, mit dem
zusammen sie den Flyer bilden.
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Der Plyer ist in den Lagerstellen 14 und 15 drehbar gelagert und rotiert
zum Zwecke des Aufwickelns des Drahtes auf die Spule 20 um die Spule, wobei er ständig
längs der Achse A-h
hin- und herbewegt wird. Die Drehbewegung erhält
der Flyer über ein Regelgetriebe 24, beispielsweise über einen Riemen 16. Das Regelgetriebe
wird entweder separat angetrieben oder von einem mit dem Wickler in Kombination
arbeitenden Aggregat, wie zum Beispiel einer Drahtziehmaschine. Anstelle des Regelgetriebes
kann auch ein anderes regelbares Antriebsaggregat verwendet werden.
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Die Hin- und Herbewegung des Flyers zum Zwecke der Drahtverlegung
zwischen den beiden Spulenflanschen 21 und 22 erfolgt durch Verschieben eines Führungsteiles
12 längs der Welle 13 und der beiden Führungsstangen 17 und 18, wie dargestellt
mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Zyandere oder aber durch einen mechanischen,
elektrischen oder dergleichen Antrieb.
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Fig. 2 zeigt die äußere linke Lage des Flyers in Bezug auf die eingesetzte
Spule. In dieser Stellung wickelt die Rolle 6 den Draht am Flansch 21 auf die Spule
20. Ein Nocken 44 beispielsweise trifft hier auf einen Endschalter 30, der über
die nicht dargestellten Mittel die Bewegung des Pührungsteiles 12 umkehrt und dieses
sich in Richtung des Pfeiles 31 bewegen läßt. In der Endstellung rechts des Pührungsteiles
12 wickelt die Rolle 6 den Draht am Flansch 22 auf.
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In dieser Stellung trifft ein Nocken 44 auf einen Endschalter 32,
der die Bewegung des Führungsteiles 12 erneut umkehrt, so daß dieser sich jetzt
in Richtung des Pfeiles 37 nach links bewegt.
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Damit in der Nähe der Spulenflansche 21 und 22 keine Berge oder Täler
entstehen, müssen die durch die Endschalter 30 und 32 festgelegten Umkehrpunkte
des Führungsteiles 12 bzw.
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des Flyers 23, 4, 5, 6 äußerst exakt einjustiert sein.
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Hierzu wird über die Tänzerrolle 33 beim Entstehen eines alles oder
eines Berges in der Wähe eines der Spulenflansche 21 oder 22 durch die sich damit
ergebende geänderte Drahtspannung, wie oben beschrieben, ein elektrischer Impuls
an einen den Endschaltern zugeordneten Elektromotor 40, 41 gegeben, der dann übereine,Spindel
42 oder 43 die Lage des entsprechenden Endschalters 30 oder 32 ändert.
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Man erkennt, daß bei dieser Ausbildung nur geringe Antriebskräfte
für den Antrieb des aus Rahmen 23 und Rollen 4, 5, 6 bestehenden Flyers erforderlich
sind', so daß der Antrieb beispielsweise auch von einem nicht dargestellten Motor
der Ziehmaschine aus erfolgen kann.
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Außerdem läßt sich eine sehr exakte Konstanthaltung der Drahtspannung
erreichen, weil die Antriebsmittel hinsichtlich des Flyers nur geringe Massen zu
bewegen brauchen, so daß jede für eine saubere Drahtaufwicklung notwendige Änderung
der Winkelgeschwindigkeit des Flyers schnell und sicher ausgesteuert werden kann
und außerdem eine verzögerungsarme Umkehrung an den Spulenflanschen erfolgt. Dies
ist besonders bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten notwendig, da eine Ver zögerung
der Bewegungsumkehr (Abbremsen und Beschleunigen) sofort eine starke Drahtanhäufung
im Bereich der Spulenflansche zur Folge hätte.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 ist im Gehäuse 120 der Aufwickelvorrichtung
101 eine Öffnung 102 vorgesehen, in die ein Schild 103 eines auf Rollen 105 laufenden
Wagens 194 paßt. Das Schild 103 trägt einen Griff 106, mit dem der Wagen aus der
Öffnung 102 herausgezogen oder in diese hineingeschoben den kann. Das Schild 103
trägt eine Verstärkungeplatte 1079
an der ein Aufnahmezapfen 108
fUr die Spule 20 befestigt ist. Mit Hilfe einer Mutter 110 wird die Spule 20 auf
dem Zapfen 108 befestigt.
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Auf der Grundplatte 45 der Aufwickelvorrichtung sind FUhrungen 46
angeordnet, die den Wagen in Bezug aut den Flyer ausrichten. In der Endstellung
wird der Wagen 104 in allen drei Koordinatenrichtungen durch nicht dargestellte
Mittel beispielsweise auf konische Bolzen gezogen, die ihn exakt ausrichten und
arretieren.
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Nach Lösen der Mutter 110 kann der Flansch 22 der Spule 20 abgenommen,
der aufgewickelte Draht abgebunden und das Gebinde abgenommen werden.
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Fig. 3 zeigt eine Drahtziehmaechine 1 mit nachgeschalteter Aufwickelvorrichtung
100, bei der die Achse der Spule 20 vertikal ausgerichtet ist. Bei dieser Ausbildung
dreht sich der Flyer um eine entsprechende Achse.